CN102637933A

CN102637933A - 一种腔体滤波器及腔体滤波器的耦合结构

Info

Publication number: CN102637933A
Application number: CN2012100048675A
Authority: CN
Inventors: 肖竞; 王邦林; 张海仑
Original assignee: Shenzhen Tatfook Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Tatfook Technology Co Ltd
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2012-08-15

Abstract

本发明公开了一种腔体滤波器，包括腔体，装配于腔体内的谐振杆以及腔体内的耦合结构，所述耦合结构包括耦合杆和耦合线圈，所述耦合线圈位于所述耦合杆的端部，所述耦合线圈与所述谐振杆的侧面相对，所述耦合结构固定于腔体上。本发明提供的腔体滤波器方便调试，更易达到射频指标，且实现了减重，利于腔体滤波器小型化发展。

Description

一种腔体滤波器及腔体滤波器的耦合结构

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种腔体滤波器及腔体滤波器的耦合结构。

背景技术

滤波器作为一种频率选择装置被广泛应用于通信领域，尤其是射频通信领域。在通信系统完成信号发射和接收的基站中，滤波器被用于选择通信信号，滤除通信信号频率外的杂波或干扰信号。

目前，基站系统中普遍采用腔体滤波器。如图1所示，腔体滤波器包括腔体110，腔体中的谐振杆120，以及耦合结构130，在滤波器设计时，耦合强弱是重要的参数之一，其直接影响滤波器时延，进而影响滤波器带宽。对于通带较窄的腔体滤波器，通常采用耦合杆131和耦合盘132的耦合结构130，即耦合杆的一端连接输入/输出端口，另一端连接耦合盘，由天线接收的信号通过腔体滤波器的输入端进入腔体滤波器，再通过该耦合结构，进而经过多个谐振腔后，由该腔体滤波器的输出端输出。

耦合盘与谐振杆形成电容以实现电耦合，进而完成信号传输。其中，电容公式为：

C＝εS/(4πkD)

有上述公式可知，当耦合盘材料确定后，通过增加电容进而减小时延，主要有以下几种方式：

1.增加耦合盘横截面积S；

2.减小耦合盘与谐振杆之间的距离D；

3.增加耦合结构中心距底面距离H。

在上述几种加载电容的方法中，为了减小时延如果过分增加或减小上述值，都将会影响滤波器的其他电性能指标：

1.增加“S”：耦合盘横截面积，第一，横截面积增大，当谐振杆存在谐振盘时，电击穿风险加大，功率容量受限制；第二，横截面积增大，耦合结构质量加重。

2.增加“D”：耦合盘与谐振杆之间的距离，虽然减小耦合面与谐振杆的间距能增加电容，但此关键值会影响其他电性能指标如频率、品质因数等。但频率对D过于敏感，增加或减小间距，频率都会有显著变化，且过分减小D则电击穿风险加大，功率也将受限制。

3.“H”：耦合结构中心距底面距离，此距离过高或过低都会影响频率、功率等，且连接高度改变则需弯曲，容易影响其他电性能，造成许多不稳定因素。

由上述原因可知，耦合盘方式有其自身难以抗拒的不足，在带宽较窄的情况下，往往为了满足带宽指标而把耦合盘做的较大、较厚且离谐振杆距离较近，从而滤波器电击穿风险增加、功率容量受到限制且质量变重。在耦合盘高度已经确定的情况下，耦合盘不能过大以致太靠近谐振盘，也不能太靠近谐振杆，这样又会由于电容加载量不够而使时延不够小，从而无法满足其电性能指标要求。

采用耦合杆和耦合盘的形式存在有一定局限性：耦合盘机加好后尺寸不易再变，调试只能通过改变耦合盘与谐振杆间距离和耦合盘高度，存在一定局限性。且耦合盘体积、质量较大，成本较高。在目前的基站和系统中，对滤波器的重量要求越来越严格，使得在规定重量下设计带宽较窄且指标精度要求较高的滤波器较难实现。

发明内容

本发明提供了一种腔体滤波器及腔体滤波器的耦合结构，可以解决现有技术中耦合结构存在的不足。

本发明的一种腔体滤波器，包括腔体，装配于腔体内的谐振杆以及腔体内的耦合结构，所述耦合结构包括耦合杆和耦合线圈，所述耦合线圈位于所述耦合杆的端部，所述耦合线圈与所述谐振杆的侧面相对，所述耦合结构固定于腔体上。

优选的，所述耦合杆的一端连接有耦合线圈，所述耦合杆的另一端连接于所述腔体上的输入/输出端口。

优选的，所述耦合杆的两端都连接有耦合线圈，所述耦合杆固定在所述腔体内的隔离壁上。

优选的，所述耦合线圈由一匝线圈或者多匝线圈绕制而成。

优选的，所述耦合线圈的单匝线圈的平面形状为矩形、圆形或者正方形。

优选的，所述耦合杆的端部与所述耦合线圈的几何中心相连。

优选的，所述耦合线圈与所述耦合杆一体成型。

优选的，所述耦合线圈还可以与所述耦合杆焊接。

本发明还提供了一种腔体滤波器的耦合结构，包括耦合杆和耦合线圈，所述耦合线圈位于所述耦合杆的一端。

优选的，所述耦合杆的一端连接有耦合线圈。

优选的，所述耦合杆的两端均连接有耦合线圈。

本发明的腔体滤波器及腔体滤波器的耦合结构采用了耦合线圈代替耦合盘的耦合结构，可以灵活的改变影响电容的的各个参数，使电容更易增大或减小，方便调试的进行，且在满足滤波器电性能指标要求的情况下，耦合结构的质量得到减轻，从而节约了材料，有效的减小了整个滤波器的质量，降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种腔体滤波器耦合结构的示意图；

图2为本发明实施例一中一种腔体滤波器的剖视图；

图3为本发明实施例二中的一种腔体滤波器耦合结构的结构示意图；

图4为本发明实施例三中的一种耦合结构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一、一种腔体滤波器，如图2所示，包括腔体210，装配于腔体内的谐振杆220以及腔体内的耦合结构230，耦合结构230由一个耦合杆231和一个由一匝线圈或者多匝线圈绕制而成的耦合线圈232组成，耦合线圈232位于耦合杆231的一端，耦合杆的另一端固定于腔体上的输入/输出端口，耦合线圈232与谐振杆220的侧面相对，两个面是不接触的。

腔体滤波器由多个谐振腔组成，腔体滤波器上有输入/输出端口，输入/输出端口的内导体上设有耦合结构，输入/输出端口的耦合结构用于把腔体内的信号导出或者将外部信号导入腔体内，对于滤波器中输入/输出端口的耦合结构，耦合杆的一端与腔体上的输入/输出端口的内导体相连。此时，射频信号的传输过程是：由天线接受信号通过腔体滤波器的输入端口经由带有耦合线圈的耦合结构，将信号导入第一个谐振腔，通过多个谐振腔后从输出端口的耦合结构将信号通过输出端口耦合出去。

其中，本发明的耦合结构可以根据需要设置于腔体中的其他位置，耦合结构在腔体中的位置不构成对本发明的限制。

具体的，耦合杆的端部大致与耦合线圈的几何中心相连，耦合线圈的几何中心为线圈的中心对称点。

耦合线圈与耦合杆可以是一体成型的，加工方式可以是机加成型，也可以是压铸成型，具体的加工方式不构成对本发明的限制。耦合线圈与耦合杆还可以是焊接在一起的。耦合线圈和耦合杆的连接方式不够成对本发明的限制。

该发明的耦合结构的材质是金属材质，可以是铝或者铜等，耦合结构的材质不构成对本发明的限制。

耦合线圈的匝数、耦合线的直径等物理参数可以根据具体的指标需求设计。耦合线圈每匝线圈的平面形状可以为矩形、圆形或者正方形，也可以是其他的任意几何形状。

相对于结构固定的耦合盘，本发明中的耦合线圈可以在样品成型后的调试阶段，灵活的改变其大小，例如为了同时满足多个指标如电容、功率、频率、品质因数等，耦合线圈和谐振杆之间的距离以及耦合结构中心距腔体底面的距离受限时，就可改变耦合线圈的大小，为调试提供了多种可能，提高了调试的通过率，并且节省了材料。同时，耦合线圈相对于耦合盘，在重量上也得到很大的削减，有利于腔体滤波器的小型化趋势发展。

本发明实施例提供的腔体滤波器可以为双工器、合路器或者塔顶放大器等。

实施例二、

一种腔体滤波器，如图3所示，包括腔体310，腔体内有多个谐振腔，谐振腔内装配有谐振杆，图3中示出了两个谐振腔及两个谐振腔中的谐振杆321和322，两个谐振腔之间设置有耦合结构，耦合结构由一个耦合杆332和位于耦合杆杆部两端的第一耦合线圈3311和第二耦合线圈3312组成，第一耦合线圈3311与谐振杆321的侧面相对，第二耦合线圈3312与谐振杆322的侧面相对，且两个面不接触。

耦合杆固定在两个谐振腔之间的隔离壁上。腔体滤波器由多个谐振腔组成，各个谐振腔由隔离壁隔开，每个谐振腔内都设有谐振杆，通常两个不相邻的谐振腔之间会设有耦合结构以耦合信号，这种耦合方式为交叉耦合，将设有两个耦合线圈的耦合结构设在两个谐振腔之间的隔离壁上，隔离壁上会设置用于耦合杆穿过的窗口，有时窗口上还设有耦合结构支承座，所述耦合结构就设置在所述支撑座上。

在滤波器调试过程中，现在对滤波器的抑制要求越来越高，其实现越来越困难，交叉耦合中零点的实现尤为重要，零点的调试在众指标中也放在首位，带耦合线圈的耦合结构变化较为灵活，能勾、能拨动、能压，易于实现，能够快速捕捉到零点及迅速改变其形状来满足电性能要求，其还有助于实现宽耦合量的交叉耦合，如与谐振杆的正面耦合量不够，还可将耦合线圈绕弯，从而满足耦合量大的交叉耦合，交叉耦合量的增加意味着杂波抑制的提高，即能够适应现在的通信技术飞速发展要求，减少邻频干扰，降低噪声，这一交叉耦合结构的实现极大的解决了交叉耦合耦合量小的技术瓶颈。

具体的，两个耦合线圈由一匝线圈或者多匝线圈绕制而成。耦合杆的端部大致与耦合线圈的几何中心相连，耦合线圈的几何中心为线圈的中心对称点。

实施例三、

一种腔体滤波器的耦合结构，包括耦合杆和耦合线圈，耦合线圈位于耦合杆的端部。

如图4所示，一种腔体滤波器的耦合结构230，包括耦合杆231和位于耦合杆一端的耦合线圈232。

所述的腔体滤波器的耦合结构还可以包括一个耦合杆和位于耦合杆两端的两个耦合线圈。

具体的，耦合线圈可以由一匝或者多匝线圈绕制而成，耦合杆的一端大致与耦合线圈几何中心相连，耦合线圈的几何中心为线圈的中心对称点。

以上对本发明实施例所提供的腔体滤波器及腔体滤波器的耦合结构进行了详细介绍，其中：

本发明采用了耦合线圈代替耦合盘的耦合结构，可以灵活的改变影响电容的的各个参数，使电容更易增大或减小，方便调试的进行，且在满足滤波器电性能指标要求的情况下，耦合结构的质量得到减轻，从而节约了材料，有效的减小了整个滤波器的质量，降低了生产成本。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种腔体滤波器，包括腔体，装配于腔体内的谐振杆以及腔体内的耦合结构，其特征在于，所述耦合结构包括耦合杆和耦合线圈，所述耦合线圈位于所述耦合杆的端部，所述耦合线圈与所述谐振杆的侧面相对，所述耦合结构固定于腔体上。

2.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合杆的一端连接有耦合线圈，所述耦合杆的另一端连接于所述腔体上的输入/输出端口。

3.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合杆的两端都连接有耦合线圈，所述耦合杆固定在所述腔体内的隔离壁上。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合线圈由一匝线圈或者多匝线圈绕制而成。

5.根据权利要求4所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合线圈的单匝线圈的平面形状为矩形、圆形或者正方形。

6.根据权利要求5所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合杆的端部与所述耦合线圈的几何中心相连。

7.根据权利要求1～3任意一项所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合线圈与所述耦合杆一体成型。

8.根据权利要求1～3任意一项所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合线圈与所述耦合杆焊接。

9.一种腔体滤波器的耦合结构，其特征在于，包括耦合杆和耦合线圈，所述耦合线圈位于所述耦合杆的端部。

10.根据权利要求9所述的耦合结构，其特征在于，所述耦合杆的一端连接有耦合线圈。

11.根据权利要求9所述的耦合结构，其特征在于，所述耦合杆的两端均连接有耦合线圈。