介质谐振器及滤波器的制作方法

1.本实用新型涉及通信设备领域，尤其涉及一种介质谐振器及滤波器。


背景技术：

2.在移动通信中，不同运营商或频谱之间可能会存在杂散和阻塞的干扰，为保证移动通信上下行性能良好，基站正常工作，其内部需要各种性能的滤波器。滤波器作用是使得有用信号通过以及对无用信号产生抑制。
3.电磁波在高介电常数物质中传播时，其波长可以缩短，利用这一理论，可采用介质材料谐振器代替金属谐振器，在相同指标下，滤波器的体积可以缩小或者性能更高。对于介质谐振器的研究一直是通信行业的热点。滤波器作为无线通信产品重要部件，介质谐振器对通信产品的小型化具有特别重要的意义。
4.在滤波器谐振腔内，存在多种电磁场工作模式。最常见的是使用其最低一个基模作为工作模式，即单模滤波器。例如，现有滤波器的单腔的结构形态，是在金属屏蔽腔内部，通过特定尺寸和形状的介质谐振器，完成某种模式的单模传输。该形式的介质谐振器为单一模式传输，只能形成一个谐振腔，即一阶的谐振单元；而且该单元的高次模无法推远，从而影响产品的应用范围。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种介质谐振器及滤波器，能够在腔数不增加，体积不增加的情况下，产生两个或者三个谐振模式，提升滤波器传输响应的带外抑制性能，还可以使得高次模能够推远。
6.第一方面，本实用新型实施例提供一种介质谐振器，包括：
7.谐振器本体，所述谐振器本体包括内介质体和位于所述内介质体外部的外介质体，所述内介质体的厚度小于所述外介质体的厚度，所述内介质体的横截面的直径小于所述外介质体的横截面的直径，所述谐振器本体上设置有多个从外侧面朝向中心方向延伸的凹陷槽；所述谐振器本体的中心设置有中心通孔；所述凹陷槽的底部与所述中心通孔的孔壁面之间的距离大于或者等于0.5毫米且小于或者等于30毫米，所述凹陷槽的宽度大于或者等于0.5毫米。
8.第二方面，本实用新型实施例提供一种滤波器，包括金属谐振腔和如上第一方面实施例所述的介质谐振器，所述介质谐振器固定在所述金属谐振腔的内部。
9.本实用新型实施例包括：介质谐振器及滤波器。根据本实用新型实施例提供的方案，谐振器本体上的多个凹陷槽将谐振器本体分割成多个部分，使得介质谐振器的两个基模工作在简并双模；内介质体、外介质体和凹陷槽构成的谐振器本体，能够激励出第三谐振模式，而且可以通过调整内介质体的厚度，来调整第三谐振模式进入工作频率，从而使得介质谐振器工作在三模；在腔数不增加，体积不增加的情况下，产生两个或者三个谐振模式，从而提升了滤波器传输响应的带外抑制性能；凹陷槽底部与中心通孔的孔壁面之间的距离
大于或者等于0.5毫米且小于或者等于30毫米，凹陷槽的宽度大于或者等于0.5毫米，可以使得高次模能够推远。
10.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
11.附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。
12.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明；
13.图1是本实用新型实施例一提供的一种介质谐振器的结构示意图；
14.图2是本实用新型实施例二提供的一种介质谐振器的结构示意图；
15.图3是本实用新型实施例提供的一种介质谐振器的俯视图；
16.图4是本实用新型实施例提供的一种滤波器的结构示意图；
17.图5是本实用新型实施例提供的一种介质谐振器的调谐螺钉的布置示意图；
18.图6是本实用新型实施例提供的一种介质谐振器的水平方向电场分布图；
19.图7是本实用新型实施例提供的一种介质谐振器的竖直方向电场分布图；
20.图8是本实用新型实施例提供的一种介质谐振器的法线方向电场分布图。
具体实施方式
21.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
22.在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
23.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
24.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
25.在移动通信中，不同运营商或频谱之间可能会存在杂散和阻塞的干扰，为保证移动通信上下行性能良好，基站正常工作，其内部需要各种性能的滤波器。滤波器作用是使得有用信号通过以及对无用信号产生抑制。
26.电磁波在高介电常数物质中传播时，其波长可以缩短，利用这一理论，可采用介质材料谐振器代替金属谐振器，在相同指标下，滤波器的体积可以缩小或者性能更高。对于介质谐振器的研究一直是通信行业的热点。滤波器作为无线通信产品重要部件，介质谐振器
对通信产品的小型化具有特别重要的意义。
27.在滤波器谐振腔内，存在多种电磁场工作模式。最常见的是使用其最低一个基模作为工作模式，即单模滤波器。例如，现有滤波器的单腔的结构形态，是在金属屏蔽腔内部，通过特定尺寸和形状的介质谐振器，完成某种模式的单模传输。该形式的介质谐振器为单一模式传输，只能形成一个谐振腔，即一阶的谐振单元；而且该单元的高次模无法推远，从而影响产品的应用范围。
28.本实用新型实施例提供一种介质谐振器及滤波器，能够在腔数不增加，体积不增加的情况下，产生两个或者三个谐振模式，提升滤波器传输响应的带外抑制性能，还可以使得高次模能够推远。
29.下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。
30.参照图1和图3，本实用新型的第一方面实施例提供一种介质谐振器，包括：
31.谐振器本体100，谐振器本体100包括内介质体110和位于内介质体110外部的外介质体120，内介质体110的厚度小于外介质体120的厚度，内介质体110的横截面的直径小于外介质体120的横截面的直径，谐振器本体100上设置有多个从外侧面朝向中心方向延伸的凹陷槽130；谐振器本体100的中心设置有中心通孔140；凹陷槽130的底部与中心通孔140的孔壁面之间的距离大于或者等于0.5毫米且小于或者等于30毫米，凹陷槽130的宽度大于或者等于0.5毫米。
32.谐振器本体100上的多个凹陷槽130将谐振器本体100分割成多个部分，使得介质谐振器的两个基模工作在简并双模；凹陷槽130设置合适的宽度和深度，可以使得高次模能够推远；内介质体110、外介质体120和凹陷槽130构成的谐振器本体100，能够激励出第三谐振模式，而且可以通过调整内介质体110的厚度，来调整第三谐振模式进入工作频率，从而使得介质谐振器工作在三模；在腔数不增加，体积不增加的情况下，产生两个或者三个谐振模式，从而提升了滤波器传输响应的带外抑制性能。
33.可以理解的是，参照图1和图2，在谐振器本体100的中心设置有中心通孔140，可以方便介质谐振器的安装。
34.需要说明的是，参照图3，凹陷槽130的底部与中心通孔140的孔壁面之间的距离为a，凹陷槽130的宽度为b，a大于或者等于0.5毫米且小于或者等于30毫米，b大于或者等于0.5毫米，当a和b满足该范围的取值时，滤波器的高次模可以推远。
35.需要说明的是，谐振器本体100的内介质体110的厚度决定了第三谐振模式的工作频率。参照图4，内介质体110的厚度记为h，可以通过调整内介质体110的厚度h，来调整第三谐振模式进入工作频率，从而使得介质谐振器工作在三模。
36.本实施例提供的一种单腔双模和三模介质谐振器的形态设计，可以使得滤波器仅使用一个腔的物理形态和体积尺寸下，完成两个或三个传输模式的实现，从而性能达到三阶的滤波器，同时能够具有较高的品质因数q，具有较高的可调试性和可生产性。
37.在一些实施例的介质谐振器中，多个凹陷槽130均匀设置于谐振器本体100的四周。
38.例如，参照图1所示，谐振器本体100的四周设置有三个凹陷槽130；参照图2所示，谐振器本体100的四周设置有六个凹陷槽130。可以理解的是，谐振器本体100也可以设置有其他数量的凹陷槽130，本领域技术人员可以按照实际需求进行设计。
39.如图1所示的谐振器本体100，三个凹陷槽130将谐振器本体100分割成三个部分，谐振器本体100的横截面形成三瓣花瓣的形态，使得介质谐振器的两个基模工作在简并双模。
40.可以理解的是，多个凹陷槽130可以大致均匀地设置于谐振器本体100的四周。例如，在图1所示的介质谐振器中，凹陷槽130设置有三个，相邻两个凹陷槽130的中轴线的中心夹角设置在120
°±
10
°
范围内，在该范围内可以使得介质谐振器的性能较优。
41.在一些实施例的介质谐振器中，凹陷槽130为沿谐振器本体100的厚度方向贯穿谐振器本体100的贯通槽，例如图1和图2中提供的介质谐振器所示。
42.可以理解的是，凹陷槽130也可以为没有沿谐振器本体100的厚度方向贯穿谐振器本体100的盲槽。
43.参照图1和图2，在一些实施例的介质谐振器中，谐振器本体100为圆柱体。可以理解的是，在其他的一些实施例中，谐振器本体100也可以为棱柱；当谐振器本体100为棱柱，谐振器本体100的横截面为不规则多边形或者为正多边形。
44.参照图1和图2，在一些实施例的介质谐振器中，内介质体110为圆柱体。可以理解的是，在其他的一些实施例中，内介质体110也可以为棱柱；当内介质体110为棱柱，内介质体110的横截面为不规则多边形或者为正多边形。
45.另外，介质谐振器表面可以无金属化，介质谐振器的材料是具有一定相对介电常数的材料，例如为陶瓷。
46.参照图4，本实用新型的第二方面实施例提供一种滤波器，包括金属谐振腔200和如上第一方面实施例的介质谐振器，介质谐振器固定在金属谐振腔200的内部。
47.其中，金属谐振腔200的形状可以是多面体或者不规则形状立方体，例如在本实施例中为长方体。
48.参照图4，在一些实施例的滤波器中，金属谐振腔200的内部还设置有用于支撑介质谐振器的支撑件300。在其他的一些实施例中，也可以不设置支撑件300，而是设置用于固定介质谐振器的凸筋。另外，可以理解的是，介质谐振器也可以直接坐落在金属谐振腔200的内壁。
49.参照图4，在一些实施例的滤波器中，金属谐振腔200设置有顶部开口，滤波器还包括设置在金属谐振腔200的顶部开口处的盖板210，盖板210上设置有调谐螺钉220。
50.金属谐振腔200的顶部开口，并设置盖板210进行封闭，方便装配；在盖板210上设置有调谐螺钉220，可以调整滤波器的谐振频率。需要说明的是，调谐螺钉220一般设置在电场较强的区域。例如，参照图5，在一些实施例的滤波器中，调谐螺钉220位于凹陷槽130的上方。
51.图6、图7和图8展示了介质谐振器采用图5的结构设计下，滤波器的三个模式的电场分布：图6电场方向为水平方向，图7电场方向为竖直方向，图8电场方向为法线方向，例如垂直纸面朝向读者。三个模式电场方向互相垂直，可以互为简并模的基模工作模式，并能够独立进行调试。
52.在一些实施例的滤波器中，金属谐振腔200设置有多个，多个金属谐振腔200相互级联，每个金属谐振腔200内部均设置有介质谐振器。
53.本实用新型实施例提供的滤波器，在谐振腔的腔数不增加，体积不增加的前提下，
产生两个或者三个谐振模式，即额外增加1至2级谐振腔，从而提升了滤波器传输响应的带外抑制性能；或者在相同腔数的前提下，体积大幅缩小；滤波器的多个谐振模式独立可调，可生产性非常高；滤波器的品质因数q值，不会因为多个谐振模式的产生而下降；介质谐振器易装配和加工成型。
54.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。