CN105190989B - 与带通滤波器一起使用的可调节的耦合器 - Google Patents

与带通滤波器一起使用的可调节的耦合器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可调节的耦合器，该可调节的耦合器与包括至少两个谐振器的带通滤波器一起使用，其中该耦合器包括被布置在谐振器的腔体中的耦合元件，该耦合元件被配置为电容性耦接至谐振器；该耦合器还包括与耦合元件连接并且从谐振器的腔体之间的空间中突出的调节元件，该调节元件被配置为能够从滤波器的外部对耦合元件的位置进行调节，以及能够从耦合元件向带通滤波器的主体传递热。本发明还提供了一种带通滤波器，该带通滤波器包括多个谐振器，其中多个谐振器中的每个包括腔体、谐振杆；以及一个或多个如上所述的耦合器。

Description

与带通滤波器一起使用的可调节的耦合器
技术领域
本申请总地涉及位于带通滤波器的谐振器之间的耦合器，更具体地涉及与带通滤波器一起使用的可调节的耦合器。
背景技术
高功率的带通滤波器被广泛地用于广播应用中，广播应用要求滤波器的宽而精确的可调谐性。另外，对于高功率的带通滤波器，自热现象可能过度，这可限制带通滤波器的安全运行。
传统的调谐带通滤波器的方法是对位于谐振器之间的耦合器的侵入性的调谐，例如，打开带通滤波器以调节该耦合器。然而，此种方法调谐速度缓慢且调谐舒适度低，并且可引起高成本和高复杂性。
发明内容
由于上述问题，需要一种可调节的带通滤波器，能够使选择性的调谐更简单，并且能够更好地驱散自生成的热。
在本公开的一个实施例中，一种可调节的耦合器与包括至少两个谐振器的带通滤波器一起使用，该可调节的耦合器包括被配置为耦接至谐振器的耦合元件；以及调节元件，该调节元件一端与耦合元件连接，且另一端可旋转地连接至带通滤波器的主体，该调节元件被配置为能够从该滤波器的外部对耦合元件的位置进行调节，并且能够从该耦合元件向该带通滤波器的主体导热。
有利地，该耦合元件被配置为电容性耦接该谐振器。
有利地，该调节元件被配置为可旋转地调节该耦合器的位置。
有利地，该调节元件具有一长度，该长度被设计为消除对该耦合元件的运行的影响。
有利地，该调节元件的长度基本上是该滤波器的调谐范围的中心的波长的四分之一。
有利地，该调节元件具有基本圆柱形的形状，该圆柱形形状具有与该滤波器的功率级相关的直径。
有利地，该耦合元件包括至少两个端，该至少两个端具有基本平滑的轮廓。
在本公开的另一个实施例中，一种带通滤波器包括多个谐振器，其中多个谐振器中的每个包括腔体、多个杆；以及多个耦合器，该多个耦合器被配置为在该多个谐振器之间建立耦合关系；其中多个耦合器中的至少一个是可调节的耦合器，该可调节的耦合器包括：耦合元件，该耦合元件被布置在多个谐振器中的至少两个中的各腔体中，被配置为耦接该至少两个耦合器；以及调节元件，该调节元件从该至少两个谐振器之间的空间中突出，并且该调节元件的一端与耦合元件连接，并且该调节元件的另一端可旋转地连接至带通滤波器的主体，该调节元件被配置为能够从该滤波器的外部对耦合元件的位置进行调节。
有利地，该调节元件的长度基本上是该滤波器的调谐范围的中心的波长的四分之一。
有利地，该多个谐振器是横向电磁(TEM：transverse electrical magnetic)谐振器。
有利地，该多个谐振器独立于序列被耦合，该序列包括交叉耦合。
有利地，该耦合元件包括至少两个端，该至少两个端具有基本平滑的轮廓。
有利地，该调节元件具有基本圆柱形的形状，该圆柱形形状具有与该滤波器的功率级相关的直径。
通过使用根据本公开的实施例的耦合器和带通滤波器，位于带通滤波器的谐振器之间的耦合器的外部可调性被实现。由于调节元件的存在，该调节元件尤其地是导热的并且被连接至滤波器的主体，在该滤波器运行期间在耦合元件中所生成的过量的热也能够被传导至该滤波器的主体。另外，通过使用金属的调节元件或镀金属的调节元件，提供在调节元件和耦合元件之间的更好连接性。全部这些被实现而不需要进入额外的部件，并且不存在重要的RF接触。
附图说明
本发明参考附图并且以示例的方式进行了更详细地说明，其中
图1示出了根据本公开的一个实施例的一种可调节的耦合器的透视图，该耦合器用于与带通滤波器一起使用；
图2示出了根据本公开的一个实施例的一种带通滤波器的剖视图；
图3示出了图2中的带通滤波器的顶视图；
图4示出了图2中的带通滤波器的透视图；以及
图5示出了根据本公开的另一个实施例的一种带通滤波器的顶视图。
贯穿以上附图，类似的附图标记将被理解为指相同、相似或对应的特征或功能。
具体实施方式
所公开的主题现在将参考附图进行描述。各种结构、系统和器件仅用于说明目的在附图中被示意性地示出，以使不以本领域的技术人员所周知的详细内容而模糊说明书。然而，附图被包括在内，以用于描述和解释所公开主题的说明性示例。本文所用的词语和短语应该被理解和解释为具有与相关领域的技术人员对这些单词和短语的理解一致的含义。无特定定义(即与本领域技术人员所理解的通常意义和习惯意义不同的定义)的术语或短语，在本文中旨在默认该术语或词语的惯用用法。就旨在具有特定意义(即不同于本领域技术人员所理解的意义)的术语或短语而言，此特定定义将在说明书中以定义的方式被明确规定，以定义的方式指直接而明确地为该术语或短语提供特定定义。
图1是依照本公开的一个实施例的一种可调节的耦合器100的透视图，耦合器100用于与带通滤波器一起使用。耦合器100能够包括耦合元件104，耦合元件104具有两个端104a和104b。在一个实施例中，耦合元件104能够是如图1中所示的S形。在另一个实施例中，耦合元件104能够是另外的形状，例如螺旋形等。在一个实施例中，两个端104a和104b能够具有基本圆形的形状，或者具有平滑轮廓的其他形状，以避免该滤波器运行期间的弧放电。
耦合器100能够进一步包括调节元件102，调节元件102能够与耦合元件104相连接。在一个实施例中，调节元件102可被垂直地连接至耦合元件104，并且可在远离耦合元件104的方向上伸出。在一个实施例中，调节元件102能够在耦合元件104的中心处被连接，这意味着端104a和104b能够相对于调节元件102对称。在另一个实施例中，端104a和104b能够相对于调节元件102不对称。在一个实施例中，调节元件102能够是短截线(stub)，该短截线意思是由导热且导电的材料组成的同轴的电传输线路，该导热且导电的材料能够与耦合元件104的材料相同(例如镀银的铝或镀银的铜)。在其他实施例中，虽然调节元件102能够由与耦合元件104的材料不同的材料组成，但该两个元件可被相同类型的电镀材料所覆盖。
图2是带通滤波器200的剖视图，带通滤波器200包括两个谐振器210和220。输入和输出耦合器以及用于向该带通滤波器馈送RF 能量和反馈来自该带通滤波器的RF能量的连接在图2至图5中未被示出。
谐振器210和220中的每个能够具有腔体，并且可分别包括位于各自腔体中的谐振杆212和222。在一个实施例中，谐振器210和220 能够是四分之一波长的横向电磁(TEM模式)谐振器。
如图2中所示，耦合元件104能够被配置为将谐振器210和220 (例如电容性地)耦接在一起。尤其地，耦合元件104的两个端104a 和104b能够被放置在谐振器210和220的各自腔体中。在一个实施例中，调节元件102能够被放置在谐振器210和220的腔体之间的空间中，从远离耦合元件104的方向中突出，并且朝向例如该腔体的顶表面。
在一个实施例中，调节元件102能够是圆柱形形状，且具有基于带通滤波器200的功率级和/或基于其他电气要求被确定的直径。在其他实施例中，调节元件102能够是其他类型的形状。在一个实施例中，调节元件102的长度能够基于被允许通过带通滤波器200的信号的波长被确定，从而仅很小的电干扰可通过调节元件102被引入至带通滤波器200的运行。尤其地，调节元件102的长度能够在带通滤波器200 的调谐范围的中心的四分之一波长的正负约25％的范围内。
在一个实施例中，外部手柄(未示出)能够被附接至调节元件102，用于帮助控制调节元件102的移动。在另一个实施例中，调节元件102 能够具有用于保护的盖，该盖被连接至电接地。
图3是带通滤波器200的顶视图。在运行时，调节元件102能够在谐振器210和220的腔体之间的空间中旋转，并因此能够驱动耦合元件104在腔体中旋转，例如从位置1向位置2旋转。耦合元件104 相对于谐振器210和220的谐振杆的位置能够确定被允许通过带通滤波器200的信号的频率。
在一个实施例中，耦合元件104能够顺时针或逆时针旋转，并且位置1和位置2之间的角度能够是至多60度。通过相对于谐振器210 和220的谐振杆移动至各个位置，带通滤波器200的各种调谐可被实现用于在不同情况下的应用。
此外，大量的热能够在耦合元件104的运行期间被生成，其能够导致稳定性问题。在一个实施例中，调节元件102能够是导热的，并且例如，能够起耦合元件104和该腔体的主体之间的热连接的作用。以此方式，该热能够通过调节元件102被传导至谐振器210和220之外，传导给滤波器主体，从而耦合元件104的运行温度能够被保持在相对低的水平。在一个实施例中，调节元件能够由金属材料组成，能够提供与耦合元件104之间的更好连接性。在其他实施例中，调节元件能够由其他类型的导热材料组成。
图4是滤波器200的3D透视图，滤波器200包括谐振器210和 220以及耦接在其中间的耦合器100。谐振器210和220的腔体能够共用壁202。在一个实施例中，窗204能够在壁202中被形成，并且调节元件102能够被放置在窗204中。在一个实施例中，窗204能够具有矩形形状。调节元件102能够如图4中所示的，在窗204中伸出至腔体的顶平面。然而，在另一个实施例中，调节元件能够可伸出至腔体的底平面。
图5示出了一种带通滤波器，该带通滤波器能够包括多个、例如 6个谐振器，且该谐振器可独立于序列与彼此被交叉耦合，该序列包括交叉耦合。如图5所示，位于附图的中心处的耦合器能够是依照本公开的实施例的可调节的耦合器100，存在于该带通滤波器中其他耦合器能够是常规的耦合器。
应当注意的是，以上描述的实施例被用于描述本发明而不是限制本发明，并且应当理解的是，如同本领域的技术人员容易理解的，可作出不脱离本发明的精神和范围的修改和变化。该修改和变化被认为落在本发明和所附权利要求的范围内。本发明的保护范围由所附权利要求确定。此外，权利要求中的任何附图标记不应当被解释为对权利要求的限定。动词“包括”及其变化的使用并不排除在权利要求中已经陈述的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。在元件或步骤之前的不定冠词“一”并不排除多个该元件或步骤的存在。

Claims (13)

1.一种用于与带通滤波器一起使用的可调节的耦合器，所述带通滤波器包括至少两个谐振器，所述耦合器包括：
耦合元件，其被配置为耦接所述谐振器；以及
调节元件，其一端与所述耦合元件相连接，且另一端被可旋转地连接至所述带通滤波器的主体，所述调节元件被配置为能够从滤波器的外部调节所述耦合元件的位置，并且能够从所述耦合元件向所述带通滤波器的所述主体导热，其中所述调节元件的长度基于被允许通过所述带通滤波器的信号的波长被确定。
2.如权利要求1所述的可调节的耦合器，其中，所述调节元件被配置为可旋转地调节所述耦合器的位置。
3.如权利要求1所述的可调节的耦合器，其中，所述调节元件具有的长度被设计为消除对所述耦合元件的运行的影响。
4.如权利要求1所述的可调节的耦合器，其中，所述调节元件的长度基本上是所述滤波器的调谐范围的中心的波长的四分之一。
5.如权利要求1所述的可调节的耦合器，其中，所述耦合元件被配置为电容性耦接所述谐振器。
6.如权利要求1所述的可调节的耦合器，其中，所述调节元件具有基本圆柱形的形状，所述圆柱形形状具有与所述滤波器的功率级相关的直径。
7.如权利要求1所述的可调节的耦合器，其中，所述耦合元件包括至少两个端，所述至少两个端具有基本平滑的轮廓。
8.一种带通滤波器，包括：
多个谐振器，其中所述多个谐振器中的每个包括腔体、谐振杆；以及
多个耦合器，其被配置为在所述多个谐振器之间建立耦合关系；
其中，所述多个耦合器中的至少一个是可调节的耦合器，所述可调节的耦合器包括：
耦合元件，其被布置在所述多个谐振器中的至少两个谐振器中的各自腔体中，且被配置为耦接至少两个谐振器；以及
调节元件，其从至少两个谐振器的腔体之间的空间中突出，并且其一端与所述耦合元件相连接，并且另一端可旋转地连接至所述带通滤波器的主体，所述调节元件被配置为能够从滤波器的外部调节所述耦合元件在腔体中的位置，并且能够从所述耦合元件向所述带通滤波器的所述主体导热，其中所述调节元件的长度基于被允许通过所述带通滤波器的信号的波长被确定。
9.如权利要求8所述的带通滤波器，其中，所述调节元件的长度基本上是所述滤波器的调谐范围的中心的波长的四分之一。
10.如权利要求8所述的带通滤波器，其中，所述多个谐振器是横向电磁谐振器。
11.如权利要求8所述的带通滤波器，其中，所述耦合元件包括至少两个端，所述至少两个端具有基本平滑的轮廓。
12.如权利要求8所述的带通滤波器，其中，所述多个谐振器独立于序列被耦合，所述序列包括交叉耦合。
13.如权利要求8所述的带通滤波器，其中，所述调节元件具有基本圆柱形的形状，所述圆柱形形状具有与滤波器的功率级相关的直径。
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