本发明专利技术公开了一种SIR同轴腔体双频带滤波器。它具有由同轴SIR经过磁耦合和电耦合形成的CQ型拓扑结构，同轴SIR由杆状的内层金属传输线、与内层金属传输线同轴的外层筒状金属壁和中间介质层三部分组成，内层金属传输线是由直径不同的两段同轴传输线连接而成，金属传输线开路端的顶端设有开路端同轴挖孔，设有调谐螺钉用于调谐。本发明专利技术滤波器具有8腔CQ型拓扑结构，在双频带的带外产生两个传输零点大大提高了带外抑制性能，与传统的双工器相比较，无论从体积小型化上还是设计复杂度上都具有质的提高。本发明专利技术的双频带滤波器具有小型化、低插入损耗、高双频选择性能等特性，满足现代通信系统对滤波性能的要求，能广泛应用于双频带移动通信系统当中。??
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种应用于无线通信领域中的双频带滤波器，具体涉及一种能实现小型化、高性能的SIR同轴腔体双频带滤波器，滤波器采用SIR阶跃阻抗结构能大大缩减滤波器体积从而提闻基站系统的集成度。
技术介绍
3G通信系统中的发射端和接收端均需滤波器件，微波滤波器性能的好坏直接影响整个通信系统的质量。目前，射频及微波频段低频段是移动通信系统的主要应用频域，这使得频谱资源非常拥挤，提高频谱利用率成为研究热点，具有双频特性的选频器件发展迅速。同轴腔体滤波器具有功率容量大、高选择性、低插入损耗、易于实现等优点广泛应用于通信系统基站中。国内外对同轴腔体带频带滤波器的研究做了很多工作，但在双频带通信当中往往用两个单通带滤波器并联以实现具有双频选择的器件，为了实现滤波器小型化易集成的目标，设计单一器件就能实现双频选择功能的双通带同轴腔体滤波器成为了关键。传统的同轴腔体带通滤波器具有由谐振器单元耦合形成的多腔体梳状滤波器结构，参见图18，谐振器单元由内部金属传输线、与内层金属传输线同轴的外层筒状金属壁和中间介质层三部分组成，中间介质层位于内部金属传输线和外层筒状金属壁之间的谐振腔体内，外层筒状金属壁的上下两端设置外层封盖板，将中间介质层固定于谐振腔体中，内部金属传输线为均匀阻抗谐振杆，形成均匀阻抗的谐振器UIR，由于均匀阻抗谐振器UIR设计出的滤波器体积比较大，本专利技术中采用阶跃阻抗谐振器SIR作为基本谐振单元可以大大缩减滤波器尺寸。同轴腔体双工器由T型接头将两个同轴腔体带通滤波器并联而成，参见图19，由于T接头和同轴腔体滤波器的结构不同使得功率匹配成为复杂的问题，为了缩减双频选频器件体积和设计复杂度，采用SIR结构同轴腔体谐振器设计的双频带滤波器成为本文专利技术创新的亮点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前市场上应用的通信基站中双工器体积过大、设计过程复杂的缺陷，提供一种SIR同轴腔体双通带滤波器，采用阶跃阻抗同轴腔体谐振器(SIR)作为基本谐振单元，在腔体间引入交叉耦合产生两个传输零点大大提高了带外抑制能力，经过仿真和实测分析，相较于传统双工器，本专利技术的双频带滤波器在尺寸上得到了显著的缩减，并且滤波器的双频选择性能非常好。为达到上述专利技术目的，本专利技术的构思是: 1.采用阶跃阻抗同轴腔体谐振器(SIR)代替传统的均匀阻抗谐振器nR，采用外方内圆结构的同轴腔体结构，同轴腔体中用空气或陶瓷介质填充以增加功率容量，SIR谐振器顶端加调谐螺钉用于调谐谐振器的频率，开路端电容加载进一步减少滤波器尺寸。2.SIR谐振器之间的级联型耦合采用开窗和加耦合螺钉以实现磁耦合(耦合系数正)，交叉型I禹合米用开窗和加I禹合棒以实现电I禹合(I禹合系数为负)。输入输出米用直接率禹合结构，50欧姆同轴探头直接焊接在SIR谐振杆上，因为抽头线与谐振杆有良好的接触，结构稳定。3.SIR同轴腔体双频带滤波器采用CQ拓扑型结构，CQ型单通带滤波器是四腔交叉耦合型结构(在I腔和4腔有交叉耦合)，由CQ型单通带滤波器为基础的双频带滤波器具有八腔体结构，参见图13和图14。腔体a、b、c、为通带谐振腔，它们具有相同的谐振频率，腔体 ’、c’、d’为阻带谐振腔，它们也具有相同的谐振频率。滤波器的加工应以电磁软件中仿真得到的滤波器尺寸为依据，加工时，腔体内表面和调谐螺钉、耦合螺钉需进行镀银处理以减少插入损耗。4.加工后滤波器包括四部分:(I)以SIR为基本单元的同轴腔体谐振器(2)同轴腔体谐振器间的磁性耦合结构(3)同轴腔体谐振器间的容性耦合结构(4)直接耦合的输入输出结构。SIR同轴腔体谐振器用空气或陶瓷介质填充，SIR结构是由短路面、开路面、阻抗阶跃面及一段低阻抗同轴传输线和一段高阻抗同轴传输线组成，合理调节阻抗比可以很好抑制谐波，由于阶跃面和开路面的边缘电容的存在使得谐振器尺寸可以大大减少。输入输出端口处焊接SMA接头，可用于实际测量，谐振器间的磁性耦合结构和容性耦合结构可以分别通过开窗或加耦合棒实现。谐振器间容性耦合和谐振器开路端的电容加载分别产生的耦合电容和加载电容使得滤波器尺寸进一步缩小。根据上述专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案: 一种SIR同轴腔体双频带滤波器， 具有由SIR基本谐振器单元耦合形成的CQ型滤波器结构，SIR同轴腔体谐振器由杆状的内层金属传输线、外层筒状金属壁和中间介质层三部分组成，介质层位于外层筒状金属壁和内层金属传输线之间的谐振腔内，为了将中间介质层固定于谐振腔体中，外层筒状金属壁的上下两端设置外层封盖板。内层金属传输线是由直径不同的两段同轴传输线谐振杆组成，直径小的同轴传输线形成高阻抗谐振杆，直径大的同轴传输线形成低阻抗谐振杆，高阻抗谐振杆和低阻抗谐振杆之间的连接处为阶跃阻抗结合面，低阻抗谐振杆的另一端为金属传输线开路端，金属传输线开路端的顶端设有开路端同轴挖孔，靠近开路端同轴挖孔的开口方向设置同轴的调谐螺钉，调谐螺钉连接在外层封盖板上，高阻抗谐振杆的另一端形成金属传输线短路端，CQ型双频带滤波器的信号输入输出同轴谐振腔的高阻抗谐振杆与SMA接头电连接。在非交叉相邻两个SIR同轴谐振腔之间设有开窗间隙以实现磁耦合，开窗间隙内增设耦合螺钉来调节磁耦合大小，耦合螺钉固定在上层封盖板上并可调。交叉相邻两个SIR同轴谐振腔间加有耦合棒实现电耦合，电耦合棒在仿真分析时已经确定具体尺寸不可再变。上述SIR同轴谐振腔采用外方内圆结构，外层筒状金属壁为方形金属壳，为了加工方便对方形的金属壳进行了四边切角处理，内层金属传输线为直径大小不等的两段金属杆组成。上述筒状金属壁由四个固定的金属壁和与上下金属盖板组成，上下金属盖板用螺丝固定。上述调谐螺钉伸入开路端同轴挖孔的深度可调，上述耦合螺钉的一端也连接在外层封盖板上，耦合螺钉伸入开窗间隙的深度也可调。上述CQ型8腔SIR同轴腔体双频带滤波器具有结构对称性。上述SMA接头的一端设吸收性材料PML的匹配层，另一端通过50欧姆的同轴探头与SIR同轴谐振器的高阻抗谐振杆连接。上述中间介质层材料为空气或陶瓷介质。上述各SIR同轴谐振腔的外层筒状金属壁的内表面、调谐螺钉镀层和耦合螺钉镀层的材料为金、银或铜中的任意一种金属或任意几种金属的合金。上述CQ型8腔SIR同轴腔体双频带滤波器含通带谐振器与通带谐振器之间的耦合和阻带与通带谐振器之间的耦合，在通带谐振器a和通带谐振器之间存在交叉耦合(电耦合)，所有阻带与通带谐振器之间的耦合均属于磁耦合。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:1.本专利技术的CQ型同轴腔体双频带滤波器具有双频选择性能，与由两个带通滤波器并联而成的双工器比较而言，无论是在体积小型化上还是在加工的复杂度上都有质的改进。2.本专利技术滤波器采用SIR同轴腔体谐振器作为基本谐振单元，SIR是由两个具有不同特性阻抗的同轴传输线通过阻抗阶跃结合面组合而成的横向电磁场或准横向电磁场模式的谐振器。与传统的均匀同轴传输线谐振器(UIR)相比，SIR由于其阶跃处的电容效应，能大大减少谐振腔的尺寸。SIR的谐振条件取决于阻抗比，一般的均匀阻抗同轴传输线谐振器的谐振条件唯一取决于同轴传输线的长度，因此SIR多了一个自由度而设计滤波器时更加灵活。3.SIR可以通过调节两传输线的阻抗比来控制杂散本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种SIR(阶跃阻抗谐振器)同轴腔体双频带滤波器，具有由SIR基本谐振器单元耦合形成的CQ型滤波器拓扑结构，所述SIR基本谐振器单元由杆状的内层金属传输线(7)、与所述内层金属传输线同轴的外层筒状金属壁(1)和中间介质层(4)三部分组成，所述中间介质层(4)位于所述内层金属传输线(7)和所述外层筒状金属壁(1)之间的谐振腔体内，所述外层筒状金属壁(1)的上下两端设置外层封盖板，将所述中间介质层(4)固定于谐振腔体中；其特征在于：所述内层金属传输线(7)是由直径不同的两段同轴传输线谐振杆构成，大直径的同轴传输线形成低阻抗谐振杆，小直径的同轴传输线形成高阻抗谐振杆，所述低阻抗谐振杆和高阻抗谐振杆之间的连接处形成阶跃阻抗结合面(3)，所述低阻抗谐振杆的另一端形成金属传输线开路端(2)，所述金属传输线开路端(2)的顶端设有开路端同轴挖孔(5)，靠近所述开路端同轴挖孔(5)的开口方向设置同轴的调谐螺钉(6)，所述调谐螺钉(6)连接在所述外层封盖板上，所述高阻抗谐振杆的另一端形成金属传输线短路端(13)；所述SIR同轴腔体双频带滤波器中信号输入输出两个SIR基本谐振器单元的高阻抗谐振杆与SMA接头(9)（微波高频连接器）电连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李国辉，胡海平，程孝奇，鉴浩，周华伟，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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