介质填充腔体滤波器带外零点设计技术研究.pdf

摘要

随着无线通信系统飞速发展，通信速率不断提升频谱资源越发紧张，导致通信

系统之间的相互干扰也愈发严重，对基站滤波器性能指标提出了更高要求。近几年

对介质材料的研究不断获得进步，使得介质填充腔体滤波器具有高无载Q值，小

温漂，小体积，低成本等独特优势，成为基站滤波器的首选方案。通过对滤波器引

入带外零点的方式，可以大幅度提高滤波器带外抑制性能，降低所需滤波器腔体个

数实现小型化，对滤波器整体性能带来巨大提升。因此，对介质填充腔体滤波器如

何引入带外零点技术开展研究，具有广阔的应用前景。

交叉耦合技术是最常用的引入带外传输零点的方法，其原理简单易懂，通过对

非相邻腔体之间添加额外耦合元件的方式构造出一条辅路，从而引入带外零点。但

是介质填充腔体滤波器结构上与传统介质滤波器存在很大不同，其内部为实心的

陶瓷介质块，表面镀银充当金属屏蔽腔，由于内部整个腔体填满了陶瓷介质，无法

像介质加载滤波器一样在内部任意添加耦合元件，从而引入带外零点提高带外抑

制。本文基于介质填充腔体滤波器，对直线型拓扑实现交叉耦合以及闭端形拓扑结

构引入带外零点展开研究，本文主要的研究内容为：

1、基于介质填充腔体滤波器实现了在直线型拓扑结构引入交叉耦合技术，通

过对谐振柱旋转的方式对非相邻谐振器之间的耦合构造了一条新的通路，结合场

分析的方式对直线型感性和容性结构实现的原理进行了阐述，并通过推论和仿真

验证了直线型容性交叉耦合实现的结构机理和影响因素。对不同开窗位置对该结

构直接耦合系数和交叉耦合系数的影响进行仿真分析，研究了影响带外零点位置

的主要因素和微调方法，最后对高阶滤波器应用直线型交叉耦合的拓扑展开分析。

2、将闭端形拓扑结构应用于介质填充腔体滤波器，提供了一种可以引入多带

外零点且只需要一个容性耦合的结构；对两个对称零点的基本闭端形拓扑零点控

制进行研究，归纳出其与常规交叉耦合引入零点的控制方式不同，不是由添加的耦

合元件尺寸控制而是由中间方形结构之间的耦合共同控制，并对具体控制方法列

表归纳；对七阶闭端形滤波器多带外零点的实现方式进行研究，其能够以相同结构

和腔体数量实现对称和非对称频率响应，并对不同零点个数时零点位置控制的方

法分析总结。

关键词：介质填充腔体滤波器，带外零点，带外抑制，交叉耦合

ABSTRACT

Withtherapiddevelopmentofwirelesscommunicationsystem,theincreasing

communicationrateandtheincreasingshortageofspectrumresourcesleadtothe

increasinglyseriousmutualinterferencebetweencommunicationsystems,whichputs

forwardhigherrequirementsfortheperformanceofbasestationfilter.Inrecentyears,the

researchondielectricmaterialshasmadecontinuousprogress,makingthedielectricfilled

cavityfilterwithhighunloadedQvalue,smalltemperaturedrift,smallvolume,lowcost

andotheruniqueadvantages,becomingthefirstchoiceofbasestationfilter.By

introducingtheout-of-bandzerosintothefilter,theout-of-bandsuppressionperformance

ofthefiltercanbegreatlyimproved,andthenumberofrequiredfiltercavitiescanbe

reducedtoachieveminiaturization,whichbringsgreat