CN102903987A

CN102903987A - 金属同轴滤波器

Info

Publication number: CN102903987A
Application number: CN2012103971499A
Authority: CN
Inventors: 梁基富; 宋永民; 梁国春
Original assignee: Pivotone Communication Technologies Inc
Current assignee: Pivotone Communication Technologies Inc
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2013-01-30

Abstract

本发明涉及一种金属同轴滤波器。它包括本体和盖板，与盖板相邻的本体一面上有谐振腔，谐振腔内有金属谐振柱。金属谐振柱下端与谐振腔腔底相连，其上端与所述盖板间有间距。金属谐振柱上有轴向中心孔，与轴向中心孔相对的盖板上有螺孔，螺孔内旋有调谐螺钉。其结构特点是谐振柱上端有介质帽，介质帽的帽顶上有中心孔，该中心孔与金属谐振柱上的轴向中心孔相对应。其中，所述介质帽由氧化铝或铁氟龙制成。这种金属同轴滤波器，体积小，制造成本低。适用于无线通讯基站中。

Description

金属同轴滤波器

技术领域

本发明涉及一种微波滤波器。具体说，是无线通信基站中使用的金属同轴滤波器或金属和介质混合模式的滤波器。

背景技术

在无线电通讯系统的高速发展与通讯制式的演变中，尤其是引进第四代LTE无线通讯系统，无线通信基站更需要小型化，以便于将基站塔顶放大器安装在高塔上以增加系统的信号传输速率。有些无线通信基站也采用射频拉远模块技术，以提高基站的整体性能。有些基站更直接安装在街面房顶上或电线杆上。在这样的运用环境下，基站的体积与重量显得更加重要。射频前端滤波器与双工器的体积与重量在无线通信基地站中的比重很大，因此射频前端滤波器与双工器的小型化成为滤波器/双工器设计的最关键重点和第四代无线通讯创新的一个重要驱动力，不但降低设备成本，更多地降低安装成本和实现小型化的可能性。

射频前端滤波器/双工器的小型化十分困难，原因在其机械尺寸与工作频率是十分紧密关联的。很多技术指标的极限是受制于谐振空腔的实际尺寸，原则上是尺寸愈大，功能指标愈好，埙耗越小。但尺寸愈大，其价格就愈昂贵，安裝成本的提高就更大了。所以在有限的空间里，提高性能，或是在可接受的性能内，缩小尺寸，保持多个参数平衡更是设计的关键点。

金属同轴滤波器广泛地应用于无线通信基地站，但其尺寸受制于工作频率，尤其是第四代LTE的700 MHz 频段。增加金属同轴谐振器的等效电容值可以降低工作频率或缩小尺寸，但增加等效电容值经常是建筑在缩小滤波器盖板与谐振柱之间的距离为代价的，这样，使电场在此区域增加，易于产生离子游离而击穿等效电容，谐振子与滤波器会因而失效，该状态也称器件被击穿。同轴谐振子加上较大直径的金属谐振帽，可以缩小谐振子高度（与体积），增加器件承受功率；单端短路的TM 模式谐振子可以使谐振器的尺寸进一步缩减。但往往金属帽的引入对性能改善不明显, 也会引入新的问题。釆用TM单端短路戓双端断路谐振柱结构, 器件成本明显增加。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种金属同轴滤波器。这种金属同轴滤波器，体积小，制造成本低。

为解决上述问题，采取以下技术方案：

本发明的金属同轴滤波器包括本体和盖板，与盖板相邻的本体一面上有谐振腔，谐振腔内有金属谐振柱。金属谐振柱下端与谐振腔腔底相连，其上端与所述盖板间有间距。金属谐振柱上有轴向中心孔，与轴向中心孔相对的盖板上有螺孔，螺孔内旋有调谐螺钉。其结构特点是谐振柱上端有介质帽，介质帽上有中心孔，该中心孔与金属谐振柱上的轴向中心孔相对应。其中，所述介质帽由氧化铝或铁氟龙制成。

本发明的进一步改进方案是，所述介质帽的内径与金属谐振柱的内径相等。

本发明的进一步改进方案是，金属谐振柱上端有径向凸边，所述介质帽的外径与金属谐振柱的径向凸边外径相等。

本发明的进一步改进方案是，介质帽的帽顶厚度小于金属谐振柱与盖板间的间距。

本发明的进一步改进方案是，介质帽的帽顶厚度等于金属谐振柱与盖板间的间距。

本发明的进一步改进方案是，所述螺钉的下端穿入介质帽上的中心孔内。

本发明的更进一步改进方案是，所述调谐螺钉的下端穿过介质帽上的中心孔后伸入金属谐振柱的轴向中心孔上端内。

采取上述方案，具有以下优点：

由上述方案可以看出，由于本发明在金属谐振柱上端设置有介质帽，且介质帽由氧化铝或铁氟龙（Teflon）制成，氧化铝和铁氟龙（Teflon）的介电常数都较高，比如氧化铝的介电常数高达9.6，远远大于介电常数为1的空气，从而大大提高了金属谐振柱上端与盖板间的介电常数和等效电容值，而介电常数和等效电容的提高，会使金属谐振柱上端与盖板间的电场强度增大，进而使击穿电压提高。因此，采用本发明，可避免金属谐振柱上端与盖板间的等效电容被击穿的情况发生。又由于本发明在金属谐振柱上端设置有介质帽，使得场强比较均匀、金属谐振柱与盖板间的电场明显集中，从而在不明显减少Q值的前提下，使谐振腔的体积缩小，使得本发明的体积较小，制造成本降低。另外，由于介质帽由氧化铝或铁氟龙（Teflon）制成，氧化铝和铁氟龙（Teflon）的价格比较便宜，因此，加装介质帽后可大大降低制造成本。

附图说明

图1是本发明的金属同轴滤波器结构示意图、

图2是谐振腔、谐振柱、介质帽、盖板和调谐螺钉间的一种配合状态示意图；

图3是谐振腔、谐振柱、介质帽、盖板和调谐螺钉间的又一种配合状态示意图；

图4是谐振腔、谐振柱、介质帽、盖板和调谐螺钉间的另一种配合状态示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的金属同轴滤波器包括本体3和盖板6，所述本体3为板状，其上表面即与盖板6相邻的本体3一面上加工有四个谐振腔9，相邻谐振腔9间通过耦合通道8相通。谐振腔9内设置有金属谐振柱1，金属谐振柱1下端固定在谐振腔9的腔底中心，金属谐振柱1上端与所述盖板6间留有间距。金属谐振柱1上加工有轴向中心孔4，与轴向中心孔4相对的盖板6上加工有螺孔，螺孔内旋有调谐螺钉7。

为缩小滤波器的体积，增加功率容量，提高温度稳定性能，在金属谐振柱1上端设置有介质帽5，所述介质帽5由氧化铝制成，其内径与金属谐振柱1的外径相等，以便与金属谐振柱1上端相适配。所述调谐螺钉7的下端穿入介质帽5上的中心孔内，也可穿过介质帽5上的中心孔后伸入金属谐振柱1的轴向中心孔4上端内。本实施例中，调谐螺钉7的下端穿过介质帽5上的中心孔后伸入金属谐振柱1的轴向中心孔4上端内。

见图2，所述介质帽5的内圆直径与金属谐振柱1的轴向中心孔4直径相等，介质帽5的外圆直径大于金属谐振柱1的外圆直径。

见图3和图4，所述金属谐振柱1上端加工有径向凸边2，这样，介质帽5的外圆直径与金属谐振柱1上端的径向凸边2的外圆直径相等。

在介质帽5上加工有中心孔，该中心孔的直径与金属谐振柱1的轴向中心孔4直径相对应。

根据需要，可调整介质帽5的厚度，介质帽5的厚度可小于金属谐振柱1与盖板6间的间距（见图4），也可等于金属谐振柱1与盖板6间的间距（见图1、图2和图3）。本实施例中的介质帽5的厚度等于金属谐振柱1与盖板6间的间距。

Claims

1.金属同轴滤波器，包括本体（3）和盖板（6），与盖板（6）相邻的本体（3）一面上有谐振腔（9），谐振腔（9）内有金属谐振柱（1）；金属谐振柱（1）下端与谐振腔（9）的腔底相连，金属谐振柱（1）上端与所述盖板（6）间有间距；金属谐振柱（1）上有轴向中心孔（4），与轴向中心孔（4）相对的盖板（6）上有螺孔，螺孔内旋有调谐螺钉（7）；其特征在于金属谐振柱（1）上端有介质帽（5），介质帽（5）的帽顶上有中心孔，该中心孔与金属谐振柱（1）上的轴向中心孔（4）相对应。

2.根据权利要求1所述的金属同轴滤波器，其特征在于所述介质帽（5）由氧化铝或铁氟龙制成。

3.根据权利要求1所述的金属同轴滤波器，其特征在于所述介质帽（5）的内径与金属谐振柱（1）的内径相等。

4.根据权利要求1所述的金属同轴滤波器，其特征在于金属谐振柱（1）上端有径向凸边（2），所述介质帽（5）的外径与金属谐振柱（1）的径向凸边（2）外径相等。

5.根据权利要求1所述的金属同轴滤波器，其特征在于介质帽（5）的厚度小于金属谐振柱（1）与盖板（6）间的间距。

6.根据权利要求1所述的金属同轴滤波器，其特征在于介质帽（5）的厚度等于金属谐振柱（1）与盖板（6）间的间距。

7.根据权利要求1~5中任一项所述的金属同轴滤波器，其特征在于调谐螺钉（7）的下端穿入介质帽（5）上的中心孔内。

8.根据权利要求1~5中任一项所述的金属同轴滤波器，其特征在于调谐螺钉（7）的下端穿过介质帽（5）上的中心孔后伸入金属谐振柱（1）的轴向中心孔（4）上端内。