一種腔體濾波器及腔體濾波器的耦合結構的製作方法
2023-04-28 18:27:26
專利名稱：一種腔體濾波器及腔體濾波器的耦合結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，具體涉及一種腔體濾波器及腔體濾波器的耦合結構。
背景技術：
濾波器作為一種頻率選擇裝置被廣泛應用於通信領域，尤其是射頻通信領域。在通信系統完成信號發射和接收的基站中，濾波器被用於選擇通信信號，濾除通信信號頻率外的雜波或幹擾信號。目前，基站系統中普遍採用腔體濾波器。如圖I所示，腔體濾波器包括腔體110，腔體中的諧振杆120，以及耦合結構130，在濾波器設計時，耦合強弱是重要的參數之一，其直接影響濾波器時延，進而影響濾波器帶寬。對於通帶較窄的腔體濾波器，通常採用耦合杆131和耦合盤132的耦合結構130，即耦合杆的一端連接輸入/輸出埠，另一端連接耦合盤，由天線接收的信號通過腔體濾波器的輸入端進入腔體濾波器，再通過該耦合結構，進而經過多個諧振腔後，由該腔體濾波器的輸出端輸出。耦合盤與諧振杆形成電容以實現電耦合，進而完成信號傳輸。其中，電容公式為C= ε S/ (4 31 kD)有上述公式可知，當耦合盤材料確定後，通過增加電容進而減小時延，主要有以下幾種方式I.增加耦合盤橫截面積S ；2.減小耦合盤與諧振杆之間的距離D ；3.增加耦合結構中心距底面距離H。在上述幾種加載電容的方法中，為了減小時延如果過分增加或減小上述值，都將會影響濾波器的其他電性能指標I.增加「S」 :耦合盤橫截面積，第一，橫截面積增大，當諧振杆存在諧振盤時，電擊穿風險加大，功率容量受限制；第二，橫截面積增大，耦合結構質量加重。2.增加「D」:耦合盤與諧振杆之間的距離，雖然減小耦合面與諧振杆的間距能增加電容,但此關鍵值會影響其他電性能指標如頻率、品質因數等。但頻率對D過於敏感，增加或減小間距，頻率都會有顯著變化，且過分減小D則電擊穿風險加大，功率也將受限制。3. 「H」:耦合結構中心距底面距離，此距離過高或過低都會影響頻率、功率等，且連接高度改變則需彎曲，容易影響其他電性能，造成許多不穩定因素。由上述原因可知，耦合盤方式有其自身難以抗拒的不足，在帶寬較窄的情況下，往往為了滿足帶寬指標而把耦合盤做的較大、較厚且離諧振杆距離較近，從而濾波器電擊穿風險增加、功率容量受到限制且質量變重。在耦合盤高度已經確定的情況下，耦合盤不能過大以致太靠近諧振盤，也不能太靠近諧振杆，這樣又會由於電容加載量不夠而使時延不夠小，從而無法滿足其電性能指標要求。米用稱合杆和稱合盤的形式存在有一定局限性稱合盤機加好後尺寸不易再變，調試只能通過改變耦合盤與諧振杆間距離和耦合盤高度，存在一定局限性。且耦合盤體積、質量較大，成本較高。在目前的基站和系統中，對濾波器的重量要求越來越嚴格，使得在規定重量下設計帶寬較窄且指標精度要求較高的濾波器較難實現。
發明內容
本發明提供了一種腔體濾波器及腔體濾波器的耦合結構，可以解決現有技術中耦合結構存在的不足。本發明的一種腔體濾波器，包括腔體，裝配於腔體內的諧振杆以及腔體內的耦合結構，所述耦合結構包括耦合杆和耦合線圈，所述耦合線圈位於所述耦合杆的端部，所述耦合線圈與所述諧振杆的側面相對，所述耦合結構固定於腔體上。優選的，所述耦合杆的一端連接有耦合線圈，所述耦合杆的另一端連接於所述腔體上的輸入/輸出埠。優選的，所述耦合杆的兩端都連接有耦合線圈，所述耦合杆固定在所述腔體內的
隔離壁上。優選的，所述耦合線圈由一匝線圈或者多匝線圈繞制而成。優選的，所述耦合線圈的單匝線圈的平面形狀為矩形、圓形或者正方形。優選的，所述耦合杆的端部與所述耦合線圈的幾何中心相連。優選的，所述耦合線圈與所述耦合杆一體成型。優選的，所述耦合線圈還可以與所述耦合杆焊接。本發明還提供了一種腔體濾波器的耦合結構，包括耦合杆和耦合線圈，所述耦合線圈位於所述耦合杆的一端。優選的，所述耦合杆的一端連接有耦合線圈。優選的，所述耦合杆的兩端均連接有耦合線圈。本發明的腔體濾波器及腔體濾波器的耦合結構採用了耦合線圈代替耦合盤的耦合結構，可以靈活的改變影響電容的的各個參數，使電容更易增大或減小，方便調試的進行，且在滿足濾波器電性能指標要求的情況下，耦合結構的質量得到減輕，從而節約了材料，有效的減小了整個濾波器的質量，降低了生產成本。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現有技術中一種腔體濾波器耦合結構的示意圖；圖2為本發明實施例一中一種腔體濾波器的剖視圖；圖3為本發明實施例二中的一種腔體濾波器耦合結構的結構示意 圖4為本發明實施例三中的一種耦合結構的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例一、一種腔體濾波器，如圖2所示，包括腔體210，裝配於腔體內的諧振杆220以及腔體內的耦合結構230，耦合結構230由一個耦合杆231和一個由一匝線圈或者多匝線圈繞制而成的耦合線圈232組成，耦合線圈232位於耦合杆231的一端，耦合杆的另一端固定於腔體上的輸入/輸出埠，耦合線圈232與諧振杆220的側面相對，兩個面是不接 觸的。腔體濾波器由多個諧振腔組成，腔體濾波器上有輸入/輸出埠，輸入/輸出埠的內導體上設有耦合結構，輸入/輸出埠的耦合結構用於把腔體內的信號導出或者將外部信號導入腔體內，對於濾波器中輸入/輸出埠的耦合結構，耦合杆的一端與腔體上的輸入/輸出埠的內導體相連。此時，射頻信號的傳輸過程是由天線接受信號通過腔體濾波器的輸入埠經由帶有耦合線圈的耦合結構，將信號導入第一個諧振腔，通過多個諧振腔後從輸出埠的耦合結構將信號通過輸出埠耦合出去。其中，本發明的耦合結構可以根據需要設置於腔體中的其他位置，耦合結構在腔體中的位置不構成對本發明的限制。具體的，耦合杆的端部大致與耦合線圈的幾何中心相連，耦合線圈的幾何中心為線圈的中心對稱點。耦合線圈與耦合杆可以是一體成型的，加工方式可以是機加成型，也可以是壓鑄成型，具體的加工方式不構成對本發明的限制。耦合線圈與耦合杆還可以是焊接在一起的。耦合線圈和耦合杆的連接方式不夠成對本發明的限制。該發明的耦合結構的材質是金屬材質，可以是鋁或者銅等，耦合結構的材質不構成對本發明的限制。耦合線圈的匝數、耦合線的直徑等物理參數可以根據具體的指標需求設計。耦合線圈每匝線圈的平面形狀可以為矩形、圓形或者正方形，也可以是其他的任意幾何形狀。相對於結構固定的耦合盤，本發明中的耦合線圈可以在樣品成型後的調試階段，靈活的改變其大小，例如為了同時滿足多個指標如電容、功率、頻率、品質因數等，耦合線圈和諧振杆之間的距離以及耦合結構中心距腔體底面的距離受限時，就可改變耦合線圈的大小，為調試提供了多種可能，提高了調試的通過率，並且節省了材料。同時，耦合線圈相對於耦合盤，在重量上也得到很大的削減，有利於腔體濾波器的小型化趨勢發展。本發明實施例提供的腔體濾波器可以為雙工器、合路器或者塔頂放大器等。實施例二、一種腔體濾波器，如圖3所示，包括腔體310，腔體內有多個諧振腔，諧振腔內裝配有諧振杆，圖3中示出了兩個諧振腔及兩個諧振腔中的諧振杆321和322，兩個諧振腔之間設置有稱合結構，稱合結構由一個稱合杆332和位於稱合杆杆部兩端的第一稱合線圈3311和第二耦合線圈3312組成，第一耦合線圈3311與諧振杆321的側面相對，第二耦合線圈3312與諧振杆322的側面相對，且兩個面不接觸。耦合杆固定在兩個諧振腔之間的隔離壁上。腔體濾波器由多個諧振腔組成，各個諧振腔由隔離壁隔開，每個諧振腔內都設有諧振杆，通常兩個不相鄰的諧振腔之間會設有耦合結構以耦合信號，這種耦合方式為交叉耦合，將設有兩個耦合線圈的耦合結構設在兩個諧振腔之間的隔離壁上，隔離壁上會設置用於耦合杆穿過的窗口，有時窗口上還設有耦合結構支承座，所述耦合結構就設置在所述支撐座上。在濾波器調試過程中，現在對濾波器的抑制要求越來越高，其實現越來越困難，交叉耦合中零點的實現尤為重要，零點的調試在眾指標中也放在首位，帶耦合線圈的耦合結構變化較為靈活，能勾、能撥動、能壓，易於實現，能夠快速捕捉到零點及迅速改變其形狀來滿足電性能要求，其還有助於實現寬耦合量的交叉耦合，如與諧振杆的正面耦合量不夠，還可將耦合線圈繞彎，從而滿足耦合量大的交叉耦合，交叉耦合量的增加意味著雜波抑制的提高，即能夠適應現在的通信技術飛速發展要求，減少鄰頻幹擾，降低噪聲，這一交叉耦合結構的實現極大的解決了交叉耦合耦合量小的技術瓶頸。其中，本發明的 耦合結構可以根據需要設置於腔體中的其他位置，耦合結構在腔體中的位置不構成對本發明的限制。具體的，兩個耦合線圈由一匝線圈或者多匝線圈繞制而成。耦合杆的端部大致與耦合線圈的幾何中心相連，耦合線圈的幾何中心為線圈的中心對稱點。耦合線圈與耦合杆可以是一體成型的，加工方式可以是機加成型，也可以是壓鑄成型，具體的加工方式不構成對本發明的限制。耦合線圈與耦合杆還可以是焊接在一起的。耦合線圈和耦合杆的連接方式不夠成對本發明的限制。該發明的耦合結構的材質是金屬材質，可以是鋁或者銅等，耦合結構的材質不構成對本發明的限制。耦合線圈的匝數、耦合線的直徑等物理參數可以根據具體的指標需求設計。耦合線圈每匝線圈的平面形狀可以為矩形、圓形或者正方形，也可以是其他的任意幾何形狀。相對於結構固定的耦合盤，本發明中的耦合線圈可以在樣品成型後的調試階段，靈活的改變其大小，例如為了同時滿足多個指標如電容、功率、頻率、品質因數等，耦合線圈和諧振杆之間的距離以及耦合結構中心距腔體底面的距離受限時，就可改變耦合線圈的大小，為調試提供了多種可能，提高了調試的通過率，並且節省了材料。同時，耦合線圈相對於耦合盤，在重量上也得到很大的削減，有利於腔體濾波器的小型化趨勢發展。本發明實施例提供的腔體濾波器可以為雙工器、合路器或者塔頂放大器等。實施例三、一種腔體濾波器的耦合結構，包括耦合杆和耦合線圈，耦合線圈位於耦合杆的端部。如圖4所不,一種腔體濾波器的稱合結構230,包括稱合杆231和位於稱合杆一端的耦合線圈232。所述的腔體濾波器的耦合結構還可以包括一個耦合杆和位於耦合杆兩端的兩個率禹合線圈。具體的，耦合線圈可以由一匝或者多匝線圈繞制而成，耦合杆的一端大致與耦合線圈幾何中心相連,耦合線圈的幾何中心為線圈的中心對稱點。耦合線圈與耦合杆可以是一體成型的，加工方式可以是機加成型，也可以是壓鑄成型，具體的加工方式不構成對本發明的限制。耦合線圈與耦合杆還可以是焊接在一起的。耦合線圈和耦合杆的連接方式不夠成對本發明的限制。該發明的耦合結構的材質是金屬材質，可以是鋁或者銅等，耦合結構的材質不構成對本發 明的限制。耦合線圈的匝數、耦合線的直徑等物理參數可以根據具體的指標需求設計。耦合線圈每匝線圈的平面形狀可以為矩形、圓形或者正方形，也可以是其他的任意幾何形狀。相對於結構固定的耦合盤，本發明中的耦合線圈可以在樣品成型後的調試階段，靈活的改變其大小，例如為了同時滿足多個指標如電容、功率、頻率、品質因數等，耦合線圈和諧振杆之間的距離以及耦合結構中心距腔體底面的距離受限時，就可改變耦合線圈的大小，為調試提供了多種可能，提高了調試的通過率，並且節省了材料。同時，耦合線圈相對於耦合盤，在重量上也得到很大的削減，有利於腔體濾波器的小型化趨勢發展。以上對本發明實施例所提供的腔體濾波器及腔體濾波器的耦合結構進行了詳細介紹，其中本發明採用了耦合線圈代替耦合盤的耦合結構，可以靈活的改變影響電容的的各個參數，使電容更易增大或減小，方便調試的進行，且在滿足濾波器電性能指標要求的情況下，耦合結構的質量得到減輕，從而節約了材料，有效的減小了整個濾波器的質量，降低了生產成本。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種腔體濾波器，包括腔體，裝配於腔體內的諧振杆以及腔體內的耦合結構，其特徵在於，所述耦合結構包括耦合杆和耦合線圈，所述耦合線圈位於所述耦合杆的端部，所述耦合線圈與所述諧振杆的側面相對，所述耦合結構固定於腔體上。
2.根據權利要求I所述的腔體濾波器，其特徵在於，所述耦合杆的一端連接有耦合線圈，所述耦合杆的另一端連接於 所述腔體上的輸入/輸出埠。
3.根據權利要求I所述的腔體濾波器，其特徵在於，所述耦合杆的兩端都連接有耦合線圈，所述耦合杆固定在所述腔體內的隔離壁上。
4.根據權利要求I 3任意一項所述的腔體濾波器，其特徵在於，所述耦合線圈由一匝線圈或者多匝線圈繞制而成。
5.根據權利要求4所述的腔體濾波器，其特徵在於，所述耦合線圈的單匝線圈的平面形狀為矩形、圓形或者正方形。
6.根據權利要求5所述的腔體濾波器，其特徵在於，所述耦合杆的端部與所述耦合線圈的幾何中心相連。
7.根據權利要求I 3任意一項所述的腔體濾波器，其特徵在於，所述耦合線圈與所述率禹合杆一體成型。
8.根據權利要求I 3任意一項所述的腔體濾波器，其特徵在於，所述耦合線圈與所述耦合杆焊接。
9.一種腔體濾波器的耦合結構，其特徵在於，包括耦合杆和耦合線圈，所述耦合線圈位於所述耦合杆的端部。
10.根據權利要求9所述的耦合結構，其特徵在於，所述耦合杆的一端連接有耦合線圈。
11.根據權利要求9所述的耦合結構，其特徵在於，所述耦合杆的兩端均連接有耦合線圈。
全文摘要
本發明公開了一種腔體濾波器，包括腔體，裝配於腔體內的諧振杆以及腔體內的耦合結構，所述耦合結構包括耦合杆和耦合線圈，所述耦合線圈位於所述耦合杆的端部，所述耦合線圈與所述諧振杆的側面相對，所述耦合結構固定於腔體上。本發明提供的腔體濾波器方便調試，更易達到射頻指標，且實現了減重，利於腔體濾波器小型化發展。
文檔編號H01P1/207GK102637933SQ20121000486
公開日2012年8月15日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者張海侖, 王邦林, 肖競 申請人:深圳市大富科技股份有限公司