端口耦合结构和滤波器
阅读说明：本技术 端口耦合结构和滤波器 (Port coupling structure and filter ) 是由 吴亚晖 于 2021-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种端口耦合结构和滤波器,端口耦合结构包括位于介质本体上相交的凹槽和通孔,所述凹槽位于介质本体的第一表面、并从介质本体的侧壁延伸至与位于所述第一表面的频率调谐盲孔相连,所述通孔从所述凹槽槽底延伸至与所述第一表面相对的介质本体的第二表面。与现有技术相比,产品可靠性强,生产难度降低、产品一致性好,适用于批量生产。另外,端口耦合结构的强度具有更好的可调性,可降低生产成本。(The invention relates to a port coupling structure and a filter, wherein the port coupling structure comprises a groove and a through hole which are intersected on a dielectric body, the groove is positioned on a first surface of the dielectric body and extends from the side wall of the dielectric body to be connected with a frequency tuning blind hole positioned on the first surface, and the through hole extends from the bottom of the groove to a second surface of the dielectric body opposite to the first surface. Compared with the prior art, the product reliability is strong, the production difficulty is reduced, the product consistency is good, and the method is suitable for batch production. In addition, the strength of the port coupling structure has better adjustability, and the production cost can be reduced.)
技术领域
本发明涉及一种通信设备，特别是涉及滤波器端口耦合技术。
背景技术
随着5G通信系统的建设，其设备对集成度要求越来越高，微波滤波器的小型化、轻量化是未来的应用趋势。介质波导滤波器可以大幅减小产品尺寸，并且具有高Q值，温漂小等优点，是一种很好的小型化解决方案。
信号源（输入和输出端口）与滤波器之间的信号传输通过端口耦合结构实现。此耦合的强度与滤波器的带宽正相关，即滤波器通带越宽，所需端口耦合越强。现有的介质滤波器的端口耦合方案主要有两种。第一种方案如图4所示，介质滤波器一般采用调谐盲孔21背面的小盲孔22实现容性的端口耦合，将信号从端口通过小盲孔送给首腔谐振器。第二种方案如图5所示，介质滤波器的端口耦合还可通过在介质滤波器侧面与调谐盲孔31的侧面之间设置一个贯穿孔32来实现。
对于现有技术中的第一种方案，当滤波器带宽较宽时，所需的端口耦合强度会使得小盲孔较深，其底部距调谐盲孔底部会非常近。一方面，两孔之间的位置会非常脆弱，成型过程中容易产生裂纹或穿孔，后续SMT、调试等工艺环节以及长期使用也容易造成该位置断裂、穿孔。另一方面，较深的小盲孔会带来模具芯棒的寿命问题、干压成型过程中的压机脱模可靠性等问题。
对于现有技术中的第二种方案，侧面的孔无法通过干压成型实现，可以使用注射成型的工艺制作陶瓷，这种成型方式成本高。或者在干压成型的陶瓷侧面通过机械加工打孔实现，但受制于产品加工时定位装夹和加工精度等误差累加，生产良率会相对较低、产品一致性会略差，整体成本上升。
以上两种方案，在实际产品调试中，均无法有效的独立调节端口耦合的强度。当产品之间端口耦合一致性较差时，调试良品率会显著降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种容易实现批量加工、耦合性能优、耦合强度可调节的端口耦合结构和通信基站。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
提供一种端口耦合结构，端口耦合结构，包括位于介质本体上相交的凹槽和通孔，所述凹槽位于介质本体的第一表面、并从介质本体的侧壁延伸至与位于所述第一表面的频率调谐盲孔相连，所述通孔从所述凹槽槽底延伸至与所述第一表面相对的介质本体的第二表面。
进一步地：
所述凹槽和通孔垂直相交。
所述通孔位于第二表面的一端周围设有绝缘环区。
所述通孔中固定有金属引线或者插针。
所述频率调谐盲孔和通孔的形状为圆形柱体、椭圆柱体或多边形柱体。
提供一种滤波器，包括介质本体，所述介质本体表面设有频率调谐盲孔，还包括如上所述的端口耦合结构。
进一步地：
所述频率调谐盲孔设有八个，为两行四列排布。
第二行第一个频率调谐盲孔和第二行第三个频率调谐盲孔分别与所述端口耦合结构的凹槽相连。
与现有技术中的第一种方案相比，本发明不存在薄脆性的结构，且不存在成型中和其它生产工序中可能产生的破裂、穿孔问题，也不存在长期使用中的可靠性问题；可灵活实现较强的耦合强度，从而可用于实现较宽带的介质滤波器。
与现有技术中的第二种方案相比，本发明无需引入复杂成型方式或工序，避免了额外机械加工对介质内部产生隐裂纹的风险，同时生产难度更低、产品一致性好，适用于批量生产。
并且，本发明的端口耦合强度具有更好的可调性，调试工序与整体通过率更高，可降低生产成本。
附图说明
图1是本发明端口耦合结构实施例的立体结构示意图；
图2是本发明滤波器实施例的立体结构示意图；
图3是本发明滤波器实施例的通带远端频率响应示意图；
图4是现有技术中的介质滤波器端口耦合结构第一种方案的立体结构示意图；
图5是现有技术中的介质滤波器端口耦合结构第二种方案的立体结构示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
一种端口耦合结构，用于实现通信信号在滤波器端口与谐振器之间的传导和能量耦合。如图1所示，该端口耦合结构包括位于介质本体10上的相交的凹槽13和通孔14。本实施例中，所述介质本体10为方形体，所述凹槽13位于介质本体10的第一表面11、并从介质本体10的一侧壁17延伸至与位于所述第一表面11的介质谐振器频率调谐盲孔12相连。所述通孔14从所述凹槽13槽底延伸至与所述第一表面11相对的介质本体10的第二表面15。所述频率调谐盲孔12从第一表面11相对所述第二表面15的方向延伸。所述通孔14位于第二表面15的一端周围设有绝缘环区16，绝缘环区16为介质滤波器的输入端口或输出端口所在位置。介质本体10的表面除了绝缘环区16的部分，其他部分均覆盖有金属层。
一些实施例中，通孔14中可设置焊接的金属引线、插针等。电磁波信号由源（端口）传导至金属化的通孔，引发电磁场变化，从而能量耦合至介质谐振器内部。
一些实施例中，端口耦合强度大小可由成型时介质本体10上设置的凹槽13尺寸控制。实际产品生产调试时，端口耦合强度可由打磨凹槽和通孔表面的金属层来调节。
一些实施例中，频率调谐盲孔和通孔的形状可为圆形、椭圆或多边形等柱体。
由于上述端口耦合结构包括相交的凹槽13和通孔14，介质本体内不存在薄脆性的部分，因此不存在成型中和其它生产工序中可能产生的破裂、穿孔问题，也不存在长期使用中的可靠性问题。同时，生产加工无需引入复杂成型方式或工序，避免了额外机械加工对介质内部产生隐裂纹的风险，生产难度更低、产品一致性好，适用于批量生产。另外，本端口耦合结构的强度具有更好的可调性，可灵活实现较强的耦合强度，调试工序与整体通过率更高，可降低生产成本。
下面对包括上述端口耦合结构的介质滤波器进行详细说明。
如2所示，本实施例中的介质滤波器100包括整个外层镀银的介质本体10，介质本体上设有序号为1至8的八个介质谐振器，介质谐振器两两之间设置有耦合窗口，在对应的开放耦合窗口中设置有容性耦合结构和感性耦合结构。各谐振器的频率调谐盲孔均位于介质本体10的第一表面，频率由去除介质本体表面的银层实现调节，谐振器之间的耦合由去除耦合窗口的金属化层实现调节。介质谐振器的序号是根据信号传输顺序排列。
八个介质谐振器中，谐振器1和谐振器8设有上述端口耦合结构，该端口耦合结构包括相交的凹槽13和通孔14，谐振器1和谐振器8与所述端口耦合结构形成滤波器的输入输出端口结构。八个所述频率调谐盲孔为两行四列排布，第二行第一个频率调谐盲孔（谐振器1的频率调谐盲孔）和第二行第三个频率调谐盲孔（谐振器8的频率调谐盲孔）与所述端口耦合结构的凹槽相连。端口耦合强度大小可由成型时介质本体10上设置的凹槽13尺寸控制。成型时通过控制介质本体10上设置的凹槽13尺寸而调节端口耦合强度大小；实际产品生产调试时，可由打磨凹槽和通孔表面的金属层来调节端口耦合强度，从而实现该滤波器频率响应所需的端口耦合前幅度。
本滤波器共实现6个传输零点，如3所示，其中3个传输零点位于靠近滤波器通带的位置，从而实现近端强抑制指标要求。本滤波器由于谐振器3和谐振器8之间的耦合，两个端口之间的耦合使得滤波器额外产生了一对可控的传输零点（位于2.15GHz、3.03GHz处），进一步增强了滤波器带外抑制。本技术方案耦合结构实现方式简单，易于加工，便于大批量生产。
应用所述端口耦合结构的滤波器不限于谐振器的个数、传输零点的个数和拓扑结构。谐振器频率调谐盲孔也不受设置在单面或上表面的限制，可为全部单面、部分双面和全部双面等。
一种滤波器，包括如上所述的任一种端口耦合结构。
应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。