CN103151584A - 腔体滤波器、射频拉远设备、信号收发装置及塔顶放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种腔体滤波器及包括此种腔体滤波器的射频拉远设备、信号收发装置和塔顶放大器。本发明提供的腔体滤波器，包括腔体、腔体内的谐振杆，所述谐振杆外表面上设置有耦合体，所述耦合体与所述谐振杆之间设置有绝缘介质层，所述耦合体上设置有传输信号的连接件。本发明提供的腔体滤波器具有耦合信号与防雷的双重功能，且结构简单，耦合量较大，较大改善了腔体空间排布。

Description

腔体滤波器、射频拉远设备、信号收发装置及塔顶放大器

技术领域

本发明涉及通信射频领域，主要涉及一种腔体滤波器及包括此种腔体滤波器的射频拉远设备、信号收发装置和塔顶放大器。

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。在基站中，滤波器用于选择通信信号，滤除通信信号频率外的杂波或干扰信号。

在有防雷要求的腔体滤波器中，通常会在滤波器的连接器中增设结构电容，所谓的结构电容，就是以特定形式的机械结构代替电容元器件，起到与电容元器件相同的作用，如图1所示，现有的结构电容100包括两段杆件及两段杆件之间的绝缘介质120，其中一段杆件110具有收容另一个杆件的孔111。

通过输入/输出端口的连接器将滤波器中的信号导入或者导出，参考图2，目前的腔体滤波器200，通常采用在连接器内导体210上连接耦合盘220以将腔体中的信号耦合至输入/输出端口，耦合盘220的盘面需面对谐振杆230。

本发明的发明人发现，现有技术中的结构电容的结构需在滤波器内增加一段容纳结构电容的面积空间，且耦合量要求越大结构电容就需越长，所占用的滤波器面积越大。

而耦合盘耦合信号的方式中，由于耦合盘的耦合面积有限，导致耦合量有限；且耦合盘一端需通过连接件固定在连接器内导体上，另一端需面对谐振杆，有方向性的需求，位置变化小，腔体空间较小的情况下，排腔有较大局限性；另外耦合盘与谐振杆之间的距离会随温度变化而变化，从而影响耦合量，导致射频参数变化，一致性差。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种耦合量变化范围较大，并有利于布腔的腔体滤波器。

本发明提供了一种腔体滤波器，包括腔体、腔体内的谐振杆，所述谐振杆外表面上设置有用于将腔内信号耦合出去的耦合体，所述耦合体与所述谐振杆之间设置有绝缘介质层，所述耦合体上设置有传输信号的连接件。

一种射频拉远设备，包括射频收发信机模块、功放模块以及上述所述的腔体滤波器，所述射频收发信机模块与所述功放模块连接，所述功放模块与所述腔体滤波器连接。

一种信号收发装置，包括上述所述的腔体滤波器，与接收天线相连接，并对接收信号进行滤波；

射频低噪声放大器，与所述腔体滤波器的信号输出端连接；

环行器，与所述低噪声放大器的信号输出端连接；

合路器，与所述环行器连接；

射频功率放大器，输入端与所述合路器的信号输出端相连接，输出端与所述腔体滤波器连接；

发射天线，接收所述腔体滤波器的输出信号并将信号发射。

一种塔顶放大器，包括低噪声放大器和带通滤波器，所述带通滤波器为上述所述的腔体滤波器。

本发明提供的腔体滤波器，通过套接在谐振杆上的耦合体以及两者之间的绝缘介质层来达到耦合信号与防雷的双重功能，且结构较简单；耦合体设置在谐振杆外表面上，位置及尺寸稳定，不易受环境影响，一致性较好；由于耦合体在谐振杆外表面，耦合量可变化范围较大；无需额外的空间实现耦合信号与防雷的功能，较大的优化了腔体空间，便于排腔，利于腔体滤波器的小型化。

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为现有技术中一种结构电容的剖面图；

图2为现有技术中一种耦合盘耦合信号结构的剖面图；

图3为本发明实施例中一种腔体滤波器中的剖面图；

图4为本发明实施例中一种耦合体的结构示意图；

图5为本发明实施例中另一种耦合体的结构示意图。

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。

一种腔体滤波器，包括腔体、腔体内的谐振杆，所述谐振杆外表面上设置有用于将腔内信号耦合出去的耦合体，所述耦合体与所述谐振杆之间设置有绝缘介质层，所述耦合体上设置有传输信号的连接件。

本实施例中的耦合体、绝缘介质层与谐振杆三者组成的结构兼具现有技术中的结构电容防雷及耦合盘耦合信号的功能，并将实现此两项功能的结构集成于谐振杆外表面。

首先，由于绝缘介质层的设置，耦合体与谐振杆之间的耦合方式为容性耦合方式。根据电容的计算公式C=εS/d（ε为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距离）。本实施例中的耦合体可以根据电容值调整基板面积，即耦合体与谐振杆外表面之间的耦合面积，基板面积可得到较大幅度的增加而不受腔体空间及布腔的限制，能够有效的利用空间。

同时，谐振杆相当于结构电容的第一电极，耦合体相当于结构电容的第二电极，在第一电极与第二电极之间设置绝缘介质层，使滤波器在不增加空间的情况下，提高电容量，并可达到防雷的效果。

本发明中的绝缘介质层可以覆于耦合体内表面，也可以覆于谐振杆外表面上，可以采用电镀或者喷涂等工艺实施，均不够构成对本发明的限制。

本发明实施例中的绝缘介质层可采用高介电常数的介质材料。绝缘介质层的介质材料为碳酸镁、氧化铝、二氧化硅、氧化钇及氧化钛混合后，经球磨、烘干、煅烧后冷却、造粒得到的微米或亚微米级的超细粉体。此介质材料的介电常数在20至30之间，可以在耦合体的尺寸一定的情况下提高电容量。当然，本发明还可以通过增加耦合体与谐振杆的正对面积来增加电容量。本发明实施例中的绝缘介质层还可以选用其他材质的具有高介电常数的介质材料，不构成对本发明的限制。

本发明实施例中的耦合体为金属材质，优选导电较好的铜、银。

本发明的耦合体耦合方式同时适用于谐振腔与谐振腔之间的交叉耦合及谐振腔与输入/输出端口之间的端口耦合。交叉耦合为两个谐振腔之间的耦合，本发明实施例通过在两个谐振杆外表面上设置耦合体，并通过连接件连接两个耦合体，连接件穿过两个谐振腔之间的隔离筋。端口耦合为首腔或者尾腔的谐振腔将信号传递至输入/输出端口，本发明实施例中在首腔或者尾腔中的谐振杆外表面上设置耦合体，并通过连接件连接耦合体与输入/输出端口将信号耦合出去。耦合体通过连接件与输入/输出端口的连接器的内导体相连，可以采用耦合体与连接件一体化的方式，也可以将连接件焊接在耦合体上。均不构成对本发明的限制。

本发明实施例中的连接件可以为连接杆、连接片或者连接线，不构成对本发明的限制。

其中，本发明中耦合体的结构可以有以下几种实施方式。

实施例一、

将耦合体套接在谐振杆外表面，耦合体为环状体。耦合体的形状可根据谐振杆的外形变换不同的形状，横截面可以为圆形，方形、六边形等，不构成对本发明的限制。如图4所示，耦合体可以是闭合的环体400，此种环体可以采用压铸或者机加的方式加工而成。如图5所示，耦合体还可以是侧壁带有缺口501的环体500，带有缺口的环体可以采用冲压的加工方式实现，成本较低。另外耦合体在带有缺口的情况下，可以利用带有缺口的环体的弹性直接将耦合体套接在谐振杆外表面合适的位置。还可以采用其他本技术领域人员常用的技术手段将环状耦合体固定在谐振杆上，耦合体的固定方式不构成对本发明的限制。

环状耦合体的表面积根据所需耦合信号的大小设置，最大至覆盖整个谐振杆。对与只需覆盖部分谐振杆的耦合体，可以在谐振杆外表面设置可以承接耦合体的减薄区，以将耦合体固定在谐振杆上。参考图3，图3以端口耦合为例，腔体滤波器300，包括腔体310、腔体内的谐振杆320及用于输入/输出信号的输入/输出端口330，谐振杆320外表面上套接有耦合体340，耦合体340与320谐振杆之间设置有绝缘介质层341，耦合体340通过连接杆342与输入/输出端口330相连以将腔体内信号导至输入/输出端口330。谐振杆320的外表面开口端设置有减薄区321，耦合体340套接在此减薄区321上。绝缘介质层341可以覆于耦合体340内表面及耦合体与谐振杆接触的端面上。绝缘介质层341还可以覆于所述减薄区321的侧面及底面上。绝缘介质层将耦合体与谐振杆隔离开来。可以根据电容量及耦合量要求设置合适的减薄区延伸范围。减薄区设置在谐振杆开口端是为了方便安装耦合体，仅为其中一种优选实施例，减薄区的设置不构成对本发明的限制，耦合体还可以直接套接在谐振杆上。

实施例二、

本实施例中耦合体为贴附于谐振杆外表面的贴片，贴片可胶接或者其他形式固定在谐振杆外表面。贴片的形状可以为长方形、正方形、圆形等，可以根据所需的耦合量确定贴片的面积。贴片的形状与面积不构成对本发明的限制。贴片形式的耦合体易于加工，成本较低，易于固定。连接件可以与贴片一体成型，也可以焊接在贴片上。

实施例三、

本实施例中耦合体为覆在绝缘介质层外的金属层。金属层可以采用喷涂或者电镀等工艺实施，先在谐振杆外表面合适位置覆着绝缘介质层，再在绝缘介质层外覆着金属层。用于传输信号的连接件可以焊接在金属层上。此种方式可使腔体滤波器腔体内部的结构更加平滑，射频指标较好。

本发明实施例还提供了一种射频拉远设备，包括：包括射频收发信机模块、功放模块以及上述所有实施例中所述的腔体滤波器，所述射频收发信机模块与所述功放模块连接，所述功放模块与所述滤波器连接。RRU工作在下行时隙时，来自射频收发信机模块2个通道的发射信号通过功放模块进入滤波器，滤波器对发射信号完成滤波，然后功率合成后发射到天线口。

RRU工作在上行时隙时，从天线口接收到的信号通过滤波器滤波后进入功放模块，再经功放模块放大后输出给射频收发信机模块对应的接收通道。

本发明实施例还提供一种信号收发装置，包括上述所有实施例所述的腔体滤波器，与接收天线相连接，并对接收信号进行滤波；射频低噪声放大器，与所述腔体滤波器的信号输出端连接；环行器，与所述低噪声放大器的信号输出端连接；合路器，与所述环行器连接；射频功率放大器，输入端与所述合路器的信号输出端相连接，输出端与所述腔体滤波器连接；发射天线，接收所述腔体滤波器的输出信号并将信号发射。

本发明实施例还提供了一种塔顶放大器，包括低噪声放大器和带通滤波器，所述带通滤波器为上述实施例中所述的腔体滤波器。

以上对本发明实施例所提供的腔体滤波器进行了详细介绍，其中：

本发明提供的腔体滤波器，通过套接在谐振杆上的耦合体以及两者之间的绝缘介质层来达到耦合信号与防雷的双重功能，且结构较简单；耦合体设置在谐振杆外表面上，位置及尺寸稳定，不易受环境影响，一致性较好；由于耦合体在谐振杆外表面，耦合量可变化范围较大；无需额外的空间实现耦合信号与防雷的功能，较大的优化了腔体空间，便于排腔，利于腔体滤波器的小型化。

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 (15)

1.一种腔体滤波器，包括腔体、腔体内的谐振杆，其特征在于，所述谐振杆外表面上设置有用于将腔内信号耦合出去的耦合体，所述耦合体与所述谐振杆之间设置有绝缘介质层，所述耦合体上设置有传输信号的连接件。

2.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合体套接在所述谐振杆外表面上。

3.根据权利要求2所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合体为闭合环状体。

4.根据权利要求2所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合体为侧壁带缺口的环状体。

5.根据权利要求2所述的腔体滤波器，其特征在于，所述谐振杆的侧壁外表面的开口端设置有减薄区，所述耦合体套接在所述减薄区上。

6.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合体为贴附于所述谐振杆的外表面的贴片。

7.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合体为镀在绝缘介质层外的金属层。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的腔体滤波器，其特征在于，所述连接件为连接杆、连接片或者连接线。

9.根据权利要求1～7任意一项所述的腔体滤波器，其特征在于，所述绝缘介质层覆于所述耦合体内表面或者覆于所述谐振杆外表面上。

10.根据权利要求1～7任意一项所述的腔体滤波器，其特征在于，所述绝缘介质层为碳酸镁、氧化铝、二氧化硅、氧化钇及氧化钛组成的微米或亚微米级的超细粉体。

11.根据权利要求1～7任意一项所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合体通过连接件与输入/输出端口相连以将腔体内信号导至输入/输出端口。

12.根据权利要求1～7任意一项所述的腔体滤波器，其特征在于，所述耦合体通过连接件与设置在另一个谐振杆上的耦合体相连。

13.一种射频拉远设备，其特征在于：包括：包括射频收发信机模块、功放模块以及权1至12任意一项所述的腔体滤波器，所述射频收发信机模块与所述功放模块连接，所述功放模块与所述腔体滤波器连接。

14.一种信号收发装置，其特征在于：

包括权利要求1至8任意一项所述的腔体滤波器，与接收天线相连接，并对接收信号进行滤波；

射频低噪声放大器，与所述腔体滤波器的信号输出端连接；

环行器，与所述低噪声放大器的信号输出端连接；

合路器，与所述环行器连接；

射频功率放大器，输入端与所述合路器的信号输出端相连接，输出端与所述腔体滤波器连接；

发射天线，接收所述腔体滤波器的输出信号并将信号发射。

15.一种塔顶放大器，其特征在于：包括低噪声放大器和带通滤波器，所述带通滤波器为权利要求1至12任意一项所述的腔体滤波器。

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