[發明專利]多模式濾波器

在審

• 申請號: 201380055820.4
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN104937766A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: P.B.克寧頓;D.R.亨德里;S.J.庫珀
• 申請（專利權）人: 梅薩普萊克斯私人有限公司
• 主分類號: H01P1/208
• 分類號: H01P1/208
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;劉春元

本發明涉及濾波器，并且具體地涉及多模式濾波器，其包括諧振器主體（body），以供例如在用于電信應用的頻分雙工器中使用。

背景技術

本說明書中對于任何現有出版物（或者從其得到的信息）的引用或者對于任何已知事物的引用都不是并且不應被理解為對現有出版物（或者從其得到的信息）或者已知事物形成了本說明書涉及的試圖領域中的常見一般認知的部分的承認或者容許或者任何形式的建議。

所有物理濾波器基本上包括多個能量存儲諧振結構，其具有用于能量在各種諧振器之間和在諧振器與輸入/輸出端口之間流動的路徑。諧振器的物理實現和它們互連的方式將從類型到類型地變化，但是相同的基本概念適用于全部。這樣的濾波器可以在數學上按照耦合在一起的諧振器的網絡來描述，盡管數學構形（topography）不必與真實濾波器的構形相匹配。

從介電諧振器形成的常規單模式濾波器是已知的。介電諧振器具有高Q（低損耗）特性，其使得高選擇性濾波器能夠具有與腔體（cavity）濾波器相比的減小的尺寸。這些單模式濾波器趨向于被構建為分離的物理介電諧振器的級聯，其具有在它們之間和到端口的各種耦合。這些諧振器容易被標識為不同的物理對象，并且這些耦合也趨向于被容易地標識。

這種類型的單模式濾波器可以包括從陶瓷材料形成的、“圓盤（puck）”形狀的離散諧振器的網絡，其中每個諧振器具有單個主（dominant）諧振頻率或者模式。通過在諧振器位于其中的腔體之間提供開口，這些諧振器被耦合在一起。典型地，諧振器提供傳輸極（pole）或者“零點”，其可以被調諧在特定頻率處來提供期望的濾波器響應。將通常需要多個諧振器來實現合適的濾波特性以用于商業應用，從而導致相對大尺寸的濾波設備。

從介電諧振器形成的濾波器的一個示例應用是在用于微波電信應用的頻分雙工器中。已經典型地將雙工器提供在天線支撐塔底部的基站處，盡管對于微波電信系統設計的當前趨勢是將濾波和信號處理設備定位于塔頂，從而將線纜敷設長度最小化，并且因此降低信號損耗。然而，如上文描述的單模式濾波器的尺寸可能使得這些對于在天線塔頂部的實現而言不合期望。

多模式濾波器在單個物理主體中實現若干諧振器，以使得可以獲得濾波器尺寸上的減小。作為示例，鍍銀介電主體可以以許多不同模式來諧振。這些模式中的每個模式可以充當濾波器中的諧振器之一。為了提供實際的多模式濾波器，必要的是將主體內的模式之間的能量相耦合，這與在單模式濾波器中的離散對象之間進行耦合（這在實踐中更容易控制）形成對比。

這些多模式濾波器被實現所按的通常方式是選擇性地將來自輸入端口的能量耦合到模式中的第一個。通過向主體的形狀中引入特定缺陷，存儲在第一模式中的能量于是被耦合到諧振器內的不同模式。以這種方式，多模式濾波器可以以與常規單模式濾波器實現類似的方式被實現為諧振器的有效級聯。再次，本技術導致可以被調諧以提供所期望的濾波器響應的傳輸極。

在美國專利No.?6,853,271中描述了這樣的方法的示例，所述美國專利目的在于三模式單主體濾波器。通過使用在諧振器的面上形成的孔中提供的合適配置的輸入探針，能量被耦合到電介質填充的單主體諧振器的第一模式中。在該第一模式和諧振器的兩個其它模式之間的耦合通過選擇性地在諧振器主體上提供切角（corner?cut）或者槽來實現。

本技術允許濾波器尺寸上相當大的減小，因為這種類型的三模式濾波器代表由三個離散單模式諧振器組成的單模式濾波器的等同物。然而，用來將能量耦合到諧振器中和將能量耦合出諧振器、以及在諧振器內的模式之間耦合能量以提供有效諧振器級聯的方法需要主體是復雜形狀的，從而增加了制造成本。

兩個或者多個三模式濾波器可能仍需要被級聯到一起來提供具有適合的濾波特性的濾波器組裝。如在美國專利No.?6,853,271和7,042,314中描述的，這可以通過使用用于在兩個諧振器單主體之間提供耦合的波導或者孔隙（aperture）來實現。另一方法包括使用被耦合在兩個介電單主體之間的單模式梳狀線（combline）諧振器來形成如美國專利No.?6,954,122中描述的混合式濾波器組裝。在任何情況下，物理復雜度以及因此的制造成本甚至進一步增加。

發明內容