申请/专利权人：京信通信技术(广州)有限公司;京信通信系统(广州)有限公司

申请日：2018-11-01

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN109449557B

主分类号：H01P7/10

分类号：H01P7/10;H01P1/20;H01P3/16;H01P5/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2023.08.04#专利申请权的转移;2020.02.04#专利申请权的转移;2019.04.02#实质审查的生效;2019.03.08#公开

摘要：本发明公开了一种介质谐振块、介质波导滤波器及其耦合结构，所述介质谐振块上设有第一金属化层，所述第一金属化层上设有环形通槽及设置于所述环形通槽内的第二金属化层，所述环形通槽用于形成耦合窗口。本发明能够提高介质谐振块之间能量耦合的强度，避免高次谐波离通带较近，远端外带性能好；如此，采用介质谐振块的耦合结构的能量耦合的强度高，高次谐波离通带较远，远端外带性能好；如此，采用耦合结构的介质波导滤波器的能量耦合的强度高，远端外带性能好。

主权项：1.一种介质谐振块，其特征在于，所述介质谐振块上设有第一金属化层，所述第一金属化层上设有环形通槽及设置于所述环形通槽内的第二金属化层，所述环形通槽用于形成耦合窗口；所述介质谐振块上还设有与所述耦合窗口错位设置的金属化通孔，所述金属化通孔构成波导的窄边，所述第一金属化层和所述第二金属化层构成波导的宽边。

全文数据：介质谐振块、介质波导滤波器及其耦合结构技术领域本发明涉及通信设备技术领域，具体涉及一种介质谐振块、介质波导滤波器及其耦合结构。背景技术5G时代的到来，小型化、轻量化、低成本的微波射频器件成为了未来发展的趋势。随着无线通信的不断深入发展，绿色能源的提倡以及降低成本的诉求日渐强烈，小型化、高性能、低功耗的便携式终端系统需求日渐增多，相应也需要滤波器朝着小型化和轻量化不断改进。介质波导滤波器以其小型化、轻量化、高性能化的特点完美契合5G通信对器件的发展需求。传统的介质波导滤波器的介质谐振块之间主要依靠耦合窗口内的空气介质进行能量耦合，由于能量耦合的强度有限，为了提高能量耦合的强度，需增大耦合窗口的大小，从而导致高次谐波离通带较近，进而影响了介质波导滤波器的远端外带性能。发明内容基于此，有必要提供一种介质谐振块、介质波导滤波器及其耦合结构，能够提高介质谐振块之间能量耦合的强度，避免高次谐波离通带较近，远端外带性能好；如此，采用该介质谐振块的耦合结构的能量耦合的强度高，高次谐波离通带较远，远端外带性能好；如此，采用该耦合结构的介质波导滤波器的能量耦合的强度高，远端外带性能好。其技术方案如下：一方面，提供了一种介质谐振块，所述介质谐振块上设有第一金属化层，所述第一金属化层上设有环形通槽及设置于所述环形通槽内的第二金属化层，所述环形通槽用于形成耦合窗口。上述陶瓷介质波导滤波器的耦合窗口结构，使用时，将两个介质谐振块设有第一金属化层的一面相互贴合，使得两个耦合窗口相对设置并连通，相对的两个第二金属化层相互贴合并配合形成第一能量传输通道，两个环形通槽相互连通并配合形成第二能量传输通道，从而使得两个介质谐振块之间不仅能够通过第二能量传输通道的空气介质进行能量的耦合，而且还能通过第一能量传输通道进行能量的耦合，从而提高了两个介质谐振块之间能量的耦合强度；同时，两个介质谐振块之间主要通过第一能量传输通道进行能量的耦合，即相互贴合的第二金属化层之间进行能量的耦合，依靠金属媒介对能量的耦合强度高，从而能够缩小耦合窗口的大小，进而避免了高次谐波离通带较近的问题，远端外带性能好。下面进一步对技术方案进行说明：在其中一个实施例中，所述环形通槽的宽度为0.1mm～5mm。如此，调试时，能够通过调节环形通槽的宽度大小，从而调节能量的耦合强度，简单、快捷，降低了调试的难度，提高了调试的效率。在其中一个实施例中，所述环形通槽的形状设置为圆环形或多边形。如此，环形通槽的宽度均匀设置，方便对环形通槽的宽度进行调节，进而能够简单方便的对能量的耦合强度进行调节。在其中一个实施例中，所述多边形设置为矩形。如此，环形通槽的轮廓为方框形，环形通槽的宽度能够进行均匀的调节，也便于加工，降低了加工难度。在其中一个实施例中，所述第一金属化层的厚度为0.01mm～2mm，所述第二金属化层的厚度为0.01mm～2mm。如此，通过调整第一金属化层及第二金属化层的厚度，从而调整能量的耦合强度，简单、方便。在其中一个实施例中，所述耦合窗口靠近所述介质谐振块的中轴线设置。如此，能够增加高次谐波离通带的距离，进一步提高了远端外带性能。在其中一个实施例中，所述介质谐振块上还设有与所述耦合窗口错位设置的金属化通孔。如此，构成波导的窄边，对能量的耦合进行传输。另一方面，提供了一种介质波导滤波器的耦合结构，包括两块相对贴合设置的上述介质谐振块，且两个所述环形通槽相连通形成第一能量耦合通道，两个所述第二金属化层相贴合形成第二能量耦合通道。上述介质波导滤波器的耦合结构，使用时，两个介质谐振块设有第一金属化层的一面相互贴合，使得两个耦合窗口相对设置，此时，两个环形通槽相互连通并配合形成第一能量耦合通道，相对的两个第二金属化层相互贴合并配合形成第二能量耦合通道，从而使得两个介质谐振块之间不仅能够通过第一能量耦合通道的空气介质进行能量的耦合，而且还能通过第二能量耦合通道的金属媒介进行能量的耦合，提高了两个介质谐振块之间能量耦合的强度，从而提高了耦合结构的能量耦合的强度；同时，两个介质谐振块之间主要通过第二能量耦合通道进行能量的耦合，即相互贴合的两个第二金属化层之间进行能量的耦合，依靠金属媒介对能量的耦合强度高，从而能够缩小耦合窗口的大小，进而避免了高次谐波离通带较近的问题，耦合结构的远端外带性能好。再一方面，提供了一种介质波导滤波器，包括：上述的耦合结构。上述介质波导滤波器，使用时，将耦合结构的两个介质谐振块设有第一金属化层的一面相互贴合，使得两个耦合窗口相对设置，此时，两个环形通槽相互连通并配合形成第一能量耦合通道，相对的两个第二金属化层相互贴合并配合形成第二能量耦合通道，从而使得两个介质谐振块之间不仅能够通过第一能量耦合通道的空气介质进行能量的耦合，而且还能通过第二能量耦合通道的金属媒介进行能量的耦合，提高了两个介质谐振块之间能量耦合的强度，从而提高了介质波导滤波器的能量耦合的强度；同时，两个介质谐振块之间主要通过第二能量耦合通道进行能量的耦合，即相互贴合的两个第二金属化层之间进行能量的耦合，依靠金属媒介对能量的耦合强度高，从而能够缩小耦合窗口的大小，进而避免了高次谐波离通带较近的问题，介质波导滤波器的远端外带性能好。附图说明图1为一个实施例的介质谐振块的结构示意图；图2为一个实施例的介质波导滤波器的耦合结构的结构示意图；图3为另一个实施例的介质波导滤波器的耦合结构的结构示意图。附图标记说明：100、介质谐振块，110、第一金属化层，120、环形通槽，130、耦合窗口，140、第二金属化层，150、金属化通孔。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”、“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被称为“固设于”另一个元件，或与另一个元件“固定连接”，它们之间可以是可拆卸固定方式也可以是不可拆卸的固定方式。当一个元件被认为是“连接”、“转动连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于约束本发明。本文所使用的术语“及或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本发明中所述“第一”、“第二”、“第三”等类似用语不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。如图1及图2所示，在一个实施例中，公开了一种介质谐振块100，介质谐振块100上设有第一金属化层110，第一金属化层110上设有环形通槽120及设置于环形通槽120内的第二金属化层140，环形通槽120用于形成耦合窗口130。上述实施例的介质谐振块100，使用时，将两个介质谐振块100设有第一金属化层110的一面相互贴合，使得两个耦合窗口130相对设置，此时，两个环形通槽120相互连通并配合形成第一能量耦合通道，相对的两个第二金属化层140相互贴合并配合形成第二能量耦合通道，从而使得两个介质谐振块100之间不仅能够通过第一能量耦合通道的空气介质进行能量的耦合，而且还能通过第二能量耦合通道的金属媒介进行能量的耦合，提高了两个介质谐振块100之间能量耦合的强度；同时，两个介质谐振块100之间主要通过第二能量耦合通道进行能量的耦合，即相互贴合的两个第二金属化层140之间进行能量的耦合，依靠金属媒介对能量的耦合强度高，从而能够缩小耦合窗口130的大小，进而避免了高次谐波离通带较近的问题，远端外带性能好。需要进行说明的是，上述介质谐振块100的形状可以是多种多样的，例如可以是矩形、正方形或圆形，只需满足使用需求即可。上述耦合窗口130的外形尺寸以及第二金属化层140的面积，在调试阶段均可以进行调整，只需满足实际使用需求即可，从而降低了调试难度也提高了调试效率。如图1所示，在一个实施例中，环形通槽120的宽度为0.1mm～5mm。如此，不仅可以保证两个介质谐振块100之间装配的可靠性；而且，在调试阶段，通过对环形通槽120的宽度进行调整，能够改变能量的耦合强度，从而能够灵活的对两个介质谐振块100之间的能量耦合的强度大小进行调节，进而能够调节滤波器的带宽，以满足使用需求，降低了调试难度也提高了调试效率，也使得调节范围广，通用性强。上述环形通槽120的宽度可以为0.1mm或5mm。上述环形通槽120的形状，可以为圆形，也可以为多边形，只需满足能够将第一金属化层110及第二金属化层140进行隔开并对介质谐振块100之间的能量进行耦合传递即可。如此，提高了耦合窗口130设计的灵活性，降低了加工难度，节省了生产成本，便于批量化生产。可选地，环形通槽120的形状设置为圆环形或多边形。如此，环形通槽120的宽度能够均匀分布，方便对环形通槽120的宽度进行调节，从而方便在调节阶段调节介质谐振块100之间的能量的耦合强度。如图1及图2所示，在一个实施例中，耦合窗口130的轮廓设置为第一圆形，第二金属化层140的外轮廓相应设置为第二圆形，第二圆形被包括在第一圆形内，且第二圆形与第一圆形优选呈同圆心设置。如此，第二金属化层140的侧壁与耦合窗口130的内壁之间间隙形成的环形通槽120为均匀的圆环形，从而能够更加准确的对环形通槽120的宽度进行调节，进而在调试阶段能够准确的对介质谐振块100之间能量的耦合强度进行调节。如图3所示，在另一个实施例中，耦合窗口130设置为第一多边形，第二金属化层140的外轮廓设置为与第一多边形相匹配的第二多边形，第二多边形被包括在第一多边形内，且第二多边形与第一多边形优选呈同重心设置。如此，第二金属化层140的侧壁与耦合窗口130的内壁之间间隙形成的环形通槽120的形状与多边形的形状相对应，环形通槽120的宽度优选为均匀状态，从而能够更加准确的对环形通槽120的宽度进行调节，进而在调试阶段能够准确的对介质谐振块100之间能量的耦合强度进行调节。如图3所示，具体到本实施例中，多边形设置为矩形。如此，环形通槽120的轮廓为方框形，使得环形通槽120的宽度能够均匀的设置；同时，矩形也便于加工，能够大批量生产。在上述任一实施例的基础上，第一金属化层110的厚度与第二金属化层140的厚度相同或近似相同。如此，将两块介质谐振块100进行装配拼合时，使得相对的两层第一金属化层110之间能够进行紧密的贴合，相对的两层第二金属化层140之间能够进行紧密的贴合，而不会发生干涉，保证能量耦合的可靠性。第一金属化层110的厚度与第二金属化层140的厚度近似相同，是考虑到加工误差和装配误差的问题，第二金属化层140的厚度与第一金属化层110的厚度允许有一定的误差，只要在误差允许范围内都应当认为是厚度相同。在一个实施例中，第一金属化层110的厚度为0.01mm～2mm，第二金属化层140的厚度也为0.01mm～2mm。如此，通过调整第一金属化层110的厚度或第二金属化层140的厚度，从而能够灵活的对两个介质谐振块100之间的能量的耦合强度的大小进行调节，以满足使用需求。第一金属化层110的厚度可以为0.01mm，也可以为2mm；第二金属化层140的厚度可以为0.01mm，也可以为2mm。如图1至图3所示，在上述任一实施例的基础上，耦合窗口130靠近介质谐振块100的中轴线设置。如此，能够使得高次谐波离通带的距离更远，进一步加强远端外带性能。优选地，将耦合窗口130靠近介质谐振块100的中心位置设置，如此，高次谐波离通带的距离最远，远端外带性能最佳。如图1至图3所示，在上述任一实施例的基础上，介质谐振块100上还设有与耦合窗口130错位设置的金属化通孔150。如此，通过金属化通孔150构成波导的窄边，与第一金属化层110和第二金属化层140构成波导的宽边一起，构成电磁波的传输结构。如图2及图3所示，在一个实施例中，还公开了一种介质波导滤波器的耦合结构，包括两块相对贴合设置的上述任一实施例的介质谐振块100，且两个环形通槽120相连通形成第一能量耦合通道，两个第二金属化层140相贴合形成第二能量耦合通道。上述实施例的介质波导滤波器的耦合结构，使用时，两个介质谐振块100设有第一金属化层110的一面相互贴合，使得两个耦合窗口130相对设置，此时，两个环形通槽120相互连通并配合形成第一能量耦合通道，相对的两个第二金属化层140相互贴合并配合形成第二能量耦合通道，从而使得两个介质谐振块100之间不仅能够通过第一能量耦合通道的空气介质进行能量的耦合，而且还能通过第二能量耦合通道的金属媒介进行能量的耦合，提高了两个介质谐振块100之间能量耦合的强度，从而提高了耦合结构的能量耦合的强度；同时，两个介质谐振块100之间主要通过第二能量耦合通道进行能量的耦合，即相互贴合的两个第二金属化层140之间进行能量的耦合，依靠金属媒介对能量的耦合强度高，从而能够缩小耦合窗口130的大小，进而避免了高次谐波离通带较近的问题，耦合结构的远端外带性能好。在一个实施例中，还公开了一种介质波导滤波器，包括上述实施例的耦合结构。上述实施例的介质波导滤波器，使用时，将耦合结构的两个介质谐振块100设有第一金属化层110的一面相互贴合，使得两个耦合窗口130相对设置，此时，两个环形通槽120相互连通并配合形成第一能量耦合通道，相对的两个第二金属化层140相互贴合并配合形成第二能量耦合通道，从而使得两个介质谐振块100之间不仅能够通过第一能量耦合通道的空气介质进行能量的耦合，而且还能通过第二能量耦合通道的金属媒介进行能量的耦合，提高了两个介质谐振块100之间能量耦合的强度，从而提高了介质波导滤波器的能量耦合的强度；同时，两个介质谐振块100之间主要通过第二能量耦合通道进行能量的耦合，即相互贴合的两个第二金属化层140之间进行能量的耦合，依靠金属媒介对能量的耦合强度高，从而能够缩小耦合窗口130的大小，进而避免了高次谐波离通带较近的问题，介质波导滤波器的远端外带性能好。上述介质波导滤波器尤其适用于陶瓷类介质波导滤波器，其小型化、轻量化、高性能化的特点契合通信对器件的发展需求。以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的约束。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求：1.一种介质谐振块，其特征在于，所述介质谐振块上设有第一金属化层，所述第一金属化层上设有环形通槽及设置于所述环形通槽内的第二金属化层，所述环形通槽用于形成耦合窗口。2.根据权利要求1所述的介质谐振块，其特征在于，所述环形通槽的宽度为0.1mm～5mm。3.根据权利要求1所述的介质谐振块，其特征在于，所述环形通槽的形状设置为圆环形或多边形。4.根据权利要求3所述的介质谐振块，其特征在于，所述多边形设置为矩形。5.根据权利要求1所述的介质谐振块，其特征在于，所述第一金属化层的厚度与所述第二金属化层的厚度相同或近似相同。6.根据权利要求1所述的介质谐振块，其特征在于，所述第一金属化层的厚度为0.01mm～2mm，所述第二金属化层的厚度为0.01mm～2mm。7.根据权利要求1所述的介质谐振块，其特征在于，所述耦合窗口靠近所述介质谐振块的中轴线设置。8.根据权利要求1所述的介质谐振块，其特征在于，所述介质谐振块上还设有与所述耦合窗口错位设置的金属化通孔。9.一种介质波导滤波器的耦合结构，其特征在于，包括两块相对贴合设置的如权利要求1至8任一项所述的介质谐振块，且两个所述环形通槽相连通形成第一能量耦合通道，两个所述第二金属化层相贴合形成第二能量耦合通道。10.一种介质波导滤波器，其特征在于，包括如权利要求9所述的耦合结构。

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