模介質(zhì)諧振器的差分帶通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及射頻通信濾波技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于TEwe模介質(zhì)諧振器的差 分帶通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在無(wú)線射頻/微波系統(tǒng)中，差分電路至關(guān)重要，該是由于其在惡劣環(huán)境中具有很 高的抗噪音和抗電磁干擾的能力。作為最重要的射頻前端的功能性無(wú)源器件之一，差分帶 通濾波器發(fā)揮了關(guān)鍵作用并廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代通信系統(tǒng)中。
[0003] 適應(yīng)于該一趨勢(shì)，很多具有良好性能的差分濾波器已被廣泛地研究和探索。在早 期的設(shè)計(jì)中，許多微波差分濾波器使用了印刷電路板（PCB，PrintedCircuitBoard)技術(shù)， 低溫共燒陶瓷（LTCC，LowTemperatureCofiredCeramics)技術(shù)和基片集成波導(dǎo)（SIW， SubstrateIntegratedWaveguide)技術(shù)。由于采用上述技術(shù)的諧振器存在低Q值的缺陷， 所設(shè)計(jì)的帶通濾波器在許多實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到限制。目前，各種高Q值的介質(zhì)諧振器值R， DielectricResonator)已被廣泛研究并應(yīng)用于現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，并且它們大多用于設(shè)計(jì) 高性能單端濾波器；相對(duì)而言，對(duì)于利用高Q值的介質(zhì)諧振器設(shè)計(jì)差分濾波器的研究幾乎 沒(méi)有。
[0004] 對(duì)此，本發(fā)明人所在的團(tuán)隊(duì)對(duì)通過(guò)高Q值矩形介質(zhì)諧振器設(shè)計(jì)差分濾波器進(jìn)行了 研究，并提出了一種基于矩形介質(zhì)諧振器的差分濾波器，其中采用微帶饋線作為信號(hào)輸入/ 輸出導(dǎo)體，但是，在差分濾波器中使用微帶饋線會(huì)使得濾波器性能變差，如通帶內(nèi)的插入損 耗變大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的，在基于介質(zhì)諧振器的差分濾波器中使用微帶饋線 使得通帶內(nèi)的插入損耗變大的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種基于TEwe模介質(zhì)諧振器的差分帶通 濾波器，能夠在保證較窄的相對(duì)帶寬的前提下，有效減小通帶內(nèi)的插入損耗，W及提高共模 抑制。
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于TEwe模介質(zhì)諧振器的差分帶通濾波器，包括：
[0007] 金屬腔體；
[000引對(duì)稱且固定設(shè)置在所述金屬腔體中，尺寸和介電常數(shù)相同的第一環(huán)形介質(zhì)諧振器 和第二環(huán)形介質(zhì)諧振器；所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器和所述第二環(huán)形介質(zhì)諧振器的主模均為 TE0iS模；
[0009] 固定設(shè)置在所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器旁側(cè)，與所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器通過(guò)安培 右手螺旋定則激勵(lì)禪合的第一差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)；固定設(shè)置在所述第二環(huán)形介質(zhì)諧振器旁側(cè)， 與所述第二環(huán)形介質(zhì)諧振器通過(guò)安培右手螺旋定則激勵(lì)禪合的第二差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)；所述第 一差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)和所述第二差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置在所述金屬腔體中；
[0010] 設(shè)置在所述金屬腔體的外壁上，與所述第一差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)和所述第二差分激勵(lì)結(jié) 構(gòu)對(duì)應(yīng)連接，用于與外部通信設(shè)備相連的多個(gè)微波同軸接頭；
[0011] 其中，所述第一差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)和所述第二差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)兩者中的一個(gè)為所述濾波 器的差分激勵(lì)信號(hào)輸入結(jié)構(gòu)，而另一個(gè)為所述濾波器的差分激勵(lì)信號(hào)輸出結(jié)構(gòu)。
[0012] 可選的，所述第一差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)包括鏡面對(duì)稱設(shè)置的第一饋電探針和第二饋電 探針；所述第一饋電探針具體為與所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器的一橫截面同屯、且度數(shù)小于 90°的圓弧形針體，用于與所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器通過(guò)安培右手螺旋定則激勵(lì)禪合；
[0013]所述第二饋電探針與所述第一饋電探針結(jié)構(gòu)相同，所述第二差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)與所述 第一差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)具有相同的結(jié)構(gòu)。
[0014] 可選的，所述第一饋電探針和所述第二饋電探針在差分工作狀態(tài)下分別引入第一 電流和第二電流，所述第一電流和所述第二電流的方向相反，所述第一電流和所述第二電 流用于差分饋電所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器。
[0015] 可選的，所述多個(gè)微波同軸接頭具體為四個(gè)，四個(gè)微波同軸接頭一一對(duì)應(yīng)與所述 第一差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)和所述第二差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)的四個(gè)饋電探針連接；
[0016]所述四個(gè)微波同軸接頭中的每一接頭包括：與所述四個(gè)饋電探針中一饋電探針相 連的內(nèi)導(dǎo)體，W及與所述金屬腔體外壁相連的外導(dǎo)體。
[0017] 可選的，所述濾波器還包括；與所述金屬腔體匹配，用于蓋設(shè)在所述金屬腔體上的 金屬蓋；
[001引設(shè)置在所述金屬蓋內(nèi)面上，與所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器對(duì)應(yīng)的第一介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)， 用于調(diào)節(jié)所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器的中屯、頻率，W使所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器的中屯、頻率 與所述第二環(huán)形介質(zhì)諧振器的中屯、頻率相等；
[0019] 其中，所述金屬蓋內(nèi)面具體為所述金屬蓋的與所述金屬腔體相對(duì)的面。
[0020] 可選的，所述濾波器還包括；與所述金屬腔體匹配，用于蓋設(shè)在所述金屬腔體上的 金屬蓋；
[0021] 設(shè)置在所述金屬蓋內(nèi)面，與所述第二環(huán)形介質(zhì)諧振器對(duì)應(yīng)的第二介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)，用 于調(diào)節(jié)所述第二環(huán)形介質(zhì)諧振器的中屯、頻率，W使所述第二環(huán)形介質(zhì)諧振器的中屯、頻率與 所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器的中屯、頻率相等；
[0022] 其中，所述金屬蓋內(nèi)面具體為所述金屬蓋的與所述金屬腔體相對(duì)的面。
[0023] 可選的，所述第一介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)和所述第二介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)分別通過(guò)第一螺桿和第二螺 桿與所述金屬蓋連接；通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述第一螺桿或所述第二螺桿，改變所述第一介質(zhì)調(diào)諧盤(pán) 與所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器的距離，或改變所述第二介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)與所述第二環(huán)形介質(zhì)諧振 器的距離，W實(shí)現(xiàn)對(duì)所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器的中屯、頻率或所述第二環(huán)形介質(zhì)諧振器的中 屯、頻率的調(diào)節(jié)。
[0024] 可選的，所述濾波器還包括：對(duì)稱且固定設(shè)置在所述金屬腔體底部的第一基座和 第二基座，分別用于承載所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器和所述第二環(huán)形介質(zhì)諧振器；所述第一 環(huán)形介質(zhì)諧振器和所述第二環(huán)形介質(zhì)諧振器在所述金屬腔體中的設(shè)置高度相同。
[0025] 可選的，所述金屬腔體包括對(duì)稱設(shè)置的第一腔室和第二腔室；所述第一環(huán)形介質(zhì) 諧振器設(shè)置在所述第一腔室中，所述第二環(huán)形介質(zhì)諧振器設(shè)置在所述第二腔室中，
[0026]所述第一腔室和所述第二腔室之間的間隔壁上挖設(shè)有連通兩個(gè)腔室的禪合窗，W使所述第一環(huán)形介質(zhì)諧振器和所述第二環(huán)形介質(zhì)諧振器的磁場(chǎng)能夠相互禪合。
[0027] 本發(fā)明中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：
[002引由于在本發(fā)明中，通過(guò)在一金屬腔體中對(duì)稱且固定設(shè)置尺寸和介電常數(shù)相同的第 一環(huán)形介質(zhì)諧振器和第二環(huán)形介質(zhì)諧振器，且第一、第二環(huán)形介質(zhì)諧振器的主模均為T(mén)Ewe 模；分別對(duì)應(yīng)在第一、第二環(huán)形介質(zhì)諧振器的旁側(cè)固定設(shè)置第一、第二差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)，第一、 第二差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置且分別對(duì)應(yīng)與第一、第二環(huán)形介質(zhì)諧振器通過(guò)安培右手螺旋定 則激勵(lì)禪合；在所述金屬腔體的外壁上設(shè)置有與所述第一差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)和所述第二差分激 勵(lì)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)連接多個(gè)微波同軸接頭，用于與外部通信設(shè)備相連；所述第一差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)和 所述第二差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)兩者中的一個(gè)為所述濾波器的差分激勵(lì)信號(hào)輸入結(jié)構(gòu)，而另一個(gè)為 所述濾波器的差分激勵(lì)信號(hào)輸出結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中的差分帶通濾波器為一個(gè)兩階差分帶通濾 波器，通過(guò)利用TEwe模環(huán)形介質(zhì)諧振器的固有電磁場(chǎng)分布，作為第一、第二環(huán)形介質(zhì)諧振 器主模的TEwe?？蒞通過(guò)分別設(shè)置在其旁側(cè)的第一、第二差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)（具體可W為探針 饋線）差分激勵(lì)出來(lái)，W構(gòu)建帶通濾波器的基本差分通帶，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中在基 于介質(zhì)諧振器的差分濾波器中使用微帶饋線使得通帶內(nèi)的插入損耗變大的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā) 明差分帶通濾波器具有良好的性能，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)較窄的相對(duì)帶寬，而且在差分通帶內(nèi)具 有較低的插入損耗，能達(dá)到高共模抑制水平。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0030] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種基于TEwe模介質(zhì)諧振器的差分帶通濾波器結(jié) 構(gòu)不意圖；
[003U圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的環(huán)形介質(zhì)諧振器腔體在TEwe模式下的電磁場(chǎng)分布 圖；
[0032] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的饋電探針差分激勵(lì)結(jié)構(gòu)與環(huán)形介質(zhì)諧振器的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0033] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種基于TEwe模介質(zhì)諧振器的差分帶通濾波器結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0034] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的當(dāng)金屬蓋蓋設(shè)在金屬腔體上時(shí)差分帶通濾波器的寬 高側(cè)切面圖；
[0035] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的在金屬蓋內(nèi)面上設(shè)置介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的當(dāng)介質(zhì)調(diào)諧盤(pán)與環(huán)形介質(zhì)諧振器的間距固定為4mm 時(shí)，外部Q值與弧形針體長(zhǎng)度Ld之間的關(guān)系曲線圖；
[0037] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的當(dāng)兩個(gè)腔室之間的禪合窗厚度固定為3mm，且介質(zhì)調(diào) 諧盤(pán)與環(huán)形介質(zhì)諧振器的間距固定為4mm時(shí)，禪合系數(shù)kd與禪合窗寬度W之間的關(guān)系曲線 圖；
[003引圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的差分帶通濾波器的仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果對(duì)比圖。