【技术领域】
本发明涉及微波通信技术领域，尤其是涉及一种介质波导端口耦合结构及介质波导双工器。
背景技术：
现有滤波器的介质波导端口耦合方式一般是在介质单腔的上表面或下表面的中心位置处设置金属化盲孔，通过金属化盲孔连接输入输出器件以实现滤波器端口输入输出信号。由于金属化盲孔位于介质单腔上表面或下表面的中心位置处，其产生的谐振距离滤波器的通带较近，对通带的影响较大，大大降低了滤波器的性能，并且该种结构的端口耦合强度较弱，滤波器其他介质腔之间的干扰性较强，仅能满足对端口耦合强度要求较弱的如窄带介质波导滤波器的端口的输入输出，而不能满足对端口耦合强度要求较强的如宽带介质波导滤波器、介质波导双工器、多工器、合路器等滤波器的端口的输入输出。
因此，亟需一种改进的介质波导端口耦合结构，来满足对端口耦合强度要求较强的如宽带介质波导滤波器、介质波导双工器、多工器、合路器等滤波器的端口的输入输出，并可提高滤波器的性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种介质波导端口耦合结构及介质波导双工器，可实现较强的端口耦合，并可提高滤波器的性能。
本发明的第一方面提供一种介质波导端口耦合结构，包括介质单腔，所述介质单腔设有贯穿其上下表面的金属化通孔，所述金属化通孔靠近所述介质单腔的一侧，金属化通孔用于连接输入输出器件以实现端口输入输出信号；所述介质单腔的上表面或下表面在靠近所述金属化通孔的位置处设有用于加强端口耦合强度的加强耦合结构。
进一步地，所述介质单腔的上表面或下表面的中心位置处设有金属化调频孔，所述加强耦合结构位于所述金属化调频孔和所述金属化通孔之间。
进一步地，所述加强耦合结构包括金属化盲孔。
进一步地，所述金属化盲孔与所述金属化通孔之间的距离为2-3毫米。
进一步地，所述金属化盲孔的数量为一个。
进一步地，所述金属化盲孔的数量为多个，该多个金属化盲孔沿一直线方向间隔排列，该直线方向与所述金属化调频孔和金属化通孔之间的连线方向垂直。
进一步地，所述金属化盲孔的数量为多个，该多个金属化盲孔沿一圆弧线方向间隔排列，该圆弧线方向与所述金属化调频孔和金属化通孔之间的连线方向垂直并环绕所述金属化通孔。
进一步地，所述金属化盲孔的数量为两个、三个、四个或五个。
进一步地，所述介质单腔的高度与所述金属化盲孔的深度之差大于2毫米。
本发明的第二方面提供一种介质波导双工器，包括tx抽头腔、rx抽头腔和介质波导端口耦合结构，所述介质波导端口耦合结构包括介质单腔，所述介质单腔设有贯穿其上下表面的金属化通孔，所述金属化通孔靠近所述介质单腔的一侧，金属化通孔用于连接输入输出器件以实现端口输出信号；所述介质单腔的上表面或下表面在靠近所述金属化通孔的位置处设有用于加强端口耦合强度的加强耦合结构；所述介质单腔与所述tx抽头腔、rx抽头腔之间分别通过第一耦合窗口、第二耦合窗口连接。
本发明通过设置的加强耦合结构可加强端口的耦合强度，在实际应用到滤波器上时，可实现较强的端口耦合，从而可满足对端口耦合要求较强的如宽带介质波导滤波器、介质波导双工器、多工器、合路器等滤波器的端口的输入输出，且通过设置的金属化通孔，其产生的谐振距离滤波器的通带较远，对通带的影响较小，可提高滤波器的性能。
【附图说明】
图1为本发明一实施例提供的一种介质波导端口耦合结构的立体示意图；
图2是图1所示的介质波导端口耦合结构的俯视示意图；
图3是基于图1所示的介质波导端口耦合结构提供的一种介质波导双工器的立体示意图；
图4是图3所示的介质波导双工器的端口时延仿真示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参考图1和图2，本发明提供的一种介质波导端口耦合结构，该介质波导端口耦合结构可应用于介质波导滤波器、介质波导双工器、多工器、合路器等滤波器上。该介质波导端口耦合结构包括介质单腔10。介质单腔10由固态介电材料例如陶瓷制成。介质单腔10的表面金属化。本发明的介质波导端口耦合结构应用于介质波导滤波器时，该介质单腔10可为一抽头腔。本发明的介质波导端口耦合结构应用于介质波导双工器、多工器、合路器等时，该介质单腔10可为一公共腔。介质单腔10设有贯穿其上下表面的金属化通孔20。金属化通孔20靠近介质单腔10的一侧。金属化通孔20用于连接输入输出器件30以实现端口输入输出信号，金属化通孔20一般通过焊接的方式连接输入输出器件30，输入输出器件30一般为连接器的内芯pin针，此时该连接器即作为滤波器的端口，或是直接连接到pcb板上的金属pin针，此时该金属pin针即作为滤波器的端口。介质单腔10的下表面在靠近金属化通孔20的位置处设有用于加强端口耦合强度的加强耦合结构40。可以理解地，加强耦合结构40也可以是设置在介质单腔10的上表面，加强耦合结构40设置在介质单腔10的上表面或下表面，可根据实际情况进行设置。
本发明通过设置的金属化通孔20，在实际应用到滤波器上时，金属化通孔20产生的谐振距离滤波器的通带较远，对通带影响小，可提高滤波器的性能；通过设置的加强耦合结构40可加强端口的耦合强度，因而可实现较强的端口耦合，从而可满足对端口耦合要求较强的如宽带介质波导滤波器、介质波导双工器、多工器、合路器等滤波器的端口的输入输出。
介质单腔10的下表面的中心位置处设有金属化调频孔11。金属化调频孔11为金属化盲孔的形式，用于实现调节介质单腔10的谐振频率。本实施例中，金属化调频孔11和金属化通孔20之间的连线方向与介质单腔10的长度方向平行，也可以是相交。加强耦合结构40位于金属化调频孔11和金属化通孔20之间。可以理解地，金属化调频孔11可根据实际情况进行设置，例如也可以是不设置金属化调频孔11，或者是在介质单腔10表面中心位置去掉一部分金属层来实现调节介质单腔10的谐振频率。可以理解地，金属化调频孔11也可以是设置在介质单腔10的上表面。金属化调频孔11和加强耦合结构40可以是设置在介质单腔10的同一个表面，如图1所示，也可以是设置在不同的表面。
本实施例中，加强耦合结构40包括金属化盲孔41。金属化盲孔41与金属化通孔20之间的距离优选为2-3毫米，可降低对介质单腔10的谐振频率的影响，并可方便介质单腔10成型及可提高端口耦合强度。介质单腔10的高度与金属化盲孔41的深度之差大于2毫米，便于介质单腔10的加工成型。一般来说，金属化盲孔41的深度越深，端口的耦合强度就越强，因而可通过调整金属化盲孔41的深度来调节端口的耦合强度。
金属化盲孔41的数量为多个，该多个金属化盲孔41沿一圆弧线方向间隔排列，多个金属化盲孔41之间间隔排列，有利于介质单腔10的加工成型。该圆弧线方向与金属化调频孔11和金属化通孔20之间的连线方向垂直并环绕金属化通孔20。可以理解地，该圆弧线方向与金属化调频孔11和金属化通孔20之间的连线方向也可以是呈一夹角。本实施例中，金属化盲孔41的数量为三个。
在一种替换方案中，该多个金属化盲孔41沿一直线方向间隔排列，该直线方向与金属化调频孔11和金属化通孔20之间的连线方向垂直，也可以是呈一夹角。
可以理解地，多个金属化盲孔41还可以是其他排列方式，例如沿一曲线方向间隔排列等。可根据实际情况设置多个金属化盲孔41的排列方式。
在其他实施方式中，金属化盲孔41的数量可以是一个，图1展示的是该一个金属化盲孔41位于金属化调频孔11和金属化通孔20之间的连线上。可以理解地，该一个金属化盲孔41也可以是不在金属化调频孔11和金属化通孔20之间的连线上。
可以理解地，金属化盲孔41的数量还可以是例如二个、四个、五个等等以上数量。可根据介质单腔10的实际尺寸设置金属化盲孔41的数量。
一般来说，金属化盲孔41的数量越多，端口的耦合强度就越强，因而可根据实际对端口的耦合强度要求来设置金属化盲孔41的数量。
参考图3，本发明基于上述的介质波导端口耦合结构提供了一种介质波导双工器，该介质波导双工器包括tx(transmitter，发射)抽头腔101、rx(receiver，接收)抽头腔102和上述的介质波导端口耦合结构。该介质波导端口耦合结构的介质单腔10作为一公共腔使用。介质波导端口耦合结构的介质单腔10与tx抽头腔101、rx抽头腔102之间分别通过第一耦合窗口103、第二耦合窗口104连接，并分别通过第一耦合窗口103、第二耦合窗口104实现能量的耦合，以实现传输射频信号。tx抽头腔101起到传输tx射频信号的作用，rx抽头腔102起到传输rx射频信号的作用，通过介质单腔10可实现将tx射频信号、rx射频信号进行合路，并可通过介质单腔10的金属化通孔20连接的输入输出器件30实现端口输出合路信号到天线等等。通过该介质波导端口耦合结构，端口耦合强度较强，tx抽头腔101与rx抽头腔102之间没有明显的相互干扰，可满足该介质波导双工器的较强的端口耦合要求，并且金属化通孔20产生的谐振距离介质波导双工器的通带的影响较小，提高了介质波导双工器的性能。
tx抽头腔101和rx抽头腔102的表面都金属化，可根据实际需要在tx抽头腔101和rx抽头腔102的上表面或下表面设置金属化调频孔105、106以实现调节各自的谐振频率。
本发明的介质波导双工器的端口时延仿真结果如图4所示，从图4中的曲线可以看出，通过上述的介质波导端口耦合结构，其端口的耦合较强，tx抽头腔101和rx抽头腔102之间没有明显的相互干扰，性能良好。
将本发明的介质波导端口耦合结构应用到其他对端口的耦合强度要求较强的如宽带介质波导滤波器、多工器、合路器等滤波器上时，可达到与本发明的介质波导双工器同样的效果。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。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，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。
1.一种介质波导端口耦合结构，包括介质单腔，其特征在于：所述介质单腔设有贯穿其上下表面的金属化通孔，所述金属化通孔靠近所述介质单腔的一侧，金属化通孔用于连接输入输出器件以实现端口输入输出信号；所述介质单腔的上表面或下表面在靠近所述金属化通孔的位置处设有用于加强端口耦合强度的加强耦合结构。
2.根据权利要求1所述的介质波导端口耦合结构，其特征在于：所述介质单腔的上表面或下表面的中心位置处设有金属化调频孔，所述加强耦合结构位于所述金属化调频孔和所述金属化通孔之间。
3.根据权利要求2所述的介质波导端口耦合结构，其特征在于：所述加强耦合结构包括金属化盲孔。
4.根据权利要求3所述的介质波导端口耦合结构，其特征在于：所述金属化盲孔与所述金属化通孔之间的距离为2-3毫米。
5.根据权利要求3所述的介质波导端口耦合结构，其特征在于：所述金属化盲孔的数量为一个。
6.根据权利要求3所述的介质波导端口耦合结构，其特征在于：所述金属化盲孔的数量为多个，该多个金属化盲孔沿一直线方向间隔排列，该直线方向与所述金属化调频孔和金属化通孔之间的连线方向垂直。
7.根据权利要求3所述的介质波导端口耦合结构，其特征在于：所述金属化盲孔的数量为多个，该多个金属化盲孔沿一圆弧线方向间隔排列，该圆弧线方向与所述金属化调频孔和金属化通孔之间的连线方向垂直并环绕所述金属化通孔。
8.根据权利要求6或7所述的介质波导端口耦合结构，其特征在于：所述金属化盲孔的数量为两个、三个、四个或五个。
9.根据权利要求3所述的介质波导端口耦合结构，其特征在于：所述介质单腔的高度与所述金属化盲孔的深度之差大于2毫米。
10.一种介质波导双工器，包括tx抽头腔、rx抽头腔和介质波导端口耦合结构，所述介质波导端口耦合结构包括介质单腔，其特征在于：所述介质单腔设有贯穿其上下表面的金属化通孔，所述金属化通孔靠近所述介质单腔的一侧，金属化通孔用于连接输入输出器件以实现端口输出信号；所述介质单腔的上表面或下表面在靠近所述金属化通孔的位置处设有用于加强端口耦合强度的加强耦合结构；所述介质单腔与所述tx抽头腔、rx抽头腔之间分别通过第一耦合窗口、第二耦合窗口连接。
技术总结