CN105529516A - 可自动调谐的rf腔体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可自动调谐的RF腔体装置。公开的装置包括：外壳；多个腔体，其形成于所述外壳的内部；共振器，其分别容纳于所述多个腔体；以及盖，其结合于所述外壳的上部，其中，所述腔体排列形成独立进行过滤的多个过滤线路，多个短路针通过所述盖插入所述多个过滤线路中分别与输入端口结合的各第一个腔体，所述多个短路针在第一状态下与容纳于各所述第一个腔体的各共振器中的一个共振器电隔离，在第二状态下与容纳于各所述第一个腔体的各共振器中的一个共振器电短路。公开的装置能够通过短路针方便地自动调谐。

Description

可自动调谐的RF腔体装置

技术领域

本发明实施例涉及RF腔体装置，尤其涉及一种可自动调谐的RF腔体装置。

背景技术

随着移动通信的发展，对滤波器、双工器(duplexer)、双信器(diplexer)等射频(RadioFrequency，以下简称‘RF’)腔体装置的需求也在急剧上升。RF装置在移动通信系统的基站等设备用于信号过滤、信号分离及传输，双信器是用于分离具有不同频率成分的信号的装置。

图1为显示目前作为一个RF腔体装置的双信器的结构的分解立体图，图2为目前作为一个RF腔体装置的双信器的平面图。

参照图1，目前的双信器包括外壳100、输入连接器102、输出连接器130、132、盖106、多个腔体108、110、112、114及共振器120、122、124、126。

双信器是根据频率将输入连接器102提供的RF信号分离到两个路径的装置，腔体108、110及共振器120、122的功能是只过滤第一频带的信号并通过第一输出连接器132输出，腔体112、114及共振器124、126的功能是只过滤第二频带的信号并通过第二输出连接器输出。

本说明书中，将由腔体108、110及共振器120、122构成的过滤线路称为第一过滤线路150，第一过滤线路只允许第一频带的信号通过，阻断其他频带的信号。并且，腔体112、114及共振器124、126构成的过滤线路命名为第二过滤线路152，第二过滤线路只允许第二频带的信号通过，阻断其他频带的信号。

因此在输入信号包括两个频带的信号时，第一频带的信号通过连接于第一输出连接器132的路径输出，第二频带的信号通过连接于第二输出连接器130的路径输出。

因此，上述双信器可以视为过滤不同频带的信号的两个RF滤波器结合而成的结构。

多个调谐螺钉(tuningbult)200、202、204、206、208、210通过双信器的盖106插入到双信器的外壳内部。调谐螺钉200、202、204是用于调谐第一过滤线路150的共振频率及带宽的调谐螺钉，调谐螺钉206、208、210是用于调谐第二过滤线路152的共振频率及带宽的调谐螺钉。

调谐螺钉分为用于调节双信器的共振频率的调谐螺钉及通过调节耦合值调节滤波器带宽的调谐螺钉。

第一过滤线路的调谐螺钉200、204及第二过滤线路的调谐螺钉206、210是用于调节双信器共振频率的调谐螺钉，位于共振器上部，通过调节与共振器之间的距离调节双信器的共振频率。调谐螺钉200、204用于调节第一过滤线路的共振频率，调谐螺钉206、210用于调节第二过滤线路的共振频率。

另外，用于调节带宽的调谐螺钉对应地插入于用于形成共振器之间的耦合的耦合窗160、162，调谐螺钉202的用途是通过调节第一过滤线路的耦合值调节第一过滤线路的带宽，调谐螺钉208的用途是通过调节第二过滤线路的耦合值调节第二过滤线路的带宽。

图3为图1及图2所示现有双信器的第一过滤线路的剖面图。

参照图3，调谐螺钉200、204从盖106贯通并位于共振器上部。调谐螺钉200、204可以由金属材料形成，通过螺栓与盖结合，因此可通过旋转调节其插入深度。

通过改变共振器与调谐螺钉200、204之间的距离调谐共振频率，可手动旋转调谐螺钉200、204，也可以采用用于旋转调谐螺钉的其他调谐器。在适当位置实现调谐的情况下通过螺母固定调谐螺钉。

另外，用于调节带宽的调谐螺钉202与盖也通过螺栓结合，因此其插入深度通过旋转调节。

另外，韩国公开专利第2013-0011046号公开了如双信器等具有多个过滤线路的RF腔体装置的自动调谐方法。该专利具体公开了具有多个过滤线路的RF腔体装置为调谐特定过滤线路的共振频率等，使其他过滤线路的第一个共振器(与输入端口结合的腔体的共振器)短路并调谐相应过滤线路的方法。

根据现有的该调谐方法进行自动调谐时，需将调谐螺钉与共振器相接触使得第一个共振器短路。而特定结构的RF腔体装置无法使调谐螺钉与共振器之间相接触。

发明内容

技术问题

本发明公开一种能够方便地自动调谐的RF腔体装置。

技术方案

为达成上述目的，根据本发明优选实施例，提供一种RF腔体装置，包括：外壳；多个腔体，其形成于所述外壳的内部；共振器，其分别容纳于所述多个腔体；以及盖，其结合于所述外壳的上部，其中，所述腔体排列形成独立进行过滤的多个过滤线路，多个短路针通过所述盖插入所述多个过滤线路中分别与输入端口结合的各第一个腔体，所述多个短路针在第一状态下与容纳于各所述第一个腔体的各共振器中的一个共振器电隔离，在第二状态下与容纳于各所述第一个腔体的各共振器中的一个共振器电短路。

所述盖中形成有第一孔、滑动孔以及第二孔，所述第一孔位于对应于各所述第一个腔体的区域的预先设定位置，所述滑动孔与所述第一孔连接，所述第二孔与所述滑动孔连接，所述第一状态下所述短路针通过所述第一孔插入，所述第二状态下所述短路针通过所述第二孔插入。

使所述第一个共振器短路时，所述短路针从所述第一孔通过所述滑动孔向所述第二孔移动。

所述接触部件为圆筒形状，包括具有第一直径的第一直径部及具有小于所述第一直径的第二直径的第二直径部，所述第一状态下所述第一直径部插入到所述第一个腔体内部，所述加压部件受压时所述第二直径部的至少一部分插入到所述第一个腔体的内部。

所述加压部件受压的状态下，所述短路针通过所述滑动孔向所述第二孔移动。

所述接触部件还包括：锥部，其形成于所述第一直径部与所述第二直径部之间，直径逐渐变化。

所述短路针包括接触部件及固定所述接触部件的螺母。

所述接触部件为圆筒形状，包括具有第一直径的第一直径部及具有小于所述第一直径的第二直径的第二直径部。

所述接触部件在所述第二直径部的至少一部分插入到腔体内部的状态下通过所述滑动孔从所述第一孔向所述第二孔移动，移动到所述第二孔时所述第二直径部与容纳于各所述第一个腔体的各共振器中的一个共振器接触。

本发明的另一方面提供一种RF腔体装置，包括：多个过滤线路，其包括多个腔体；盖，其结合于所述多个腔体的上部；共振器，其分别容纳于所述多个腔体；以及短路针，其通过所述盖分别插入所述多个过滤线路的第一个腔体，控制容纳于各所述第一个腔体的各共振器的短路及解除短路。

所述短路针在第一状态下与容纳于各所述第一个腔体的各共振器中的一个共振器电隔离，在第二状态下与容纳于各所述第一个腔体的各共振器中的一个共振器电短路。

技术效果

本发明能够通过短路针方便地自动调谐。

附图说明

图1为显示适用本发明的一般双信器的结构的分解立体图；

图2为适用于本发明的一般双信器的平面图；

图3为图1及图2所示一般双信器的第一过滤线路的剖面图；

图4为显示根据本发明一个实施例的RF腔体装置中用于自动调谐的自动调谐装置的构成的示意图；

图5为显示本发明RF腔体装置中用于自动调谐的自动调谐装置的控制单元的构成的框图；

图6为根据本发明一个实施例的RF腔体装置中与输入端口连接的第一个腔体的剖面图；

图7为显示根据本发明一个实施例的RF腔体装置中形成于盖的用于移动短路针的孔形状的示意图；

图8为显示根据本发明一个实施例移动短路针使得接触共振器的动作的示意图；

图9为根据本发明另一实施例的RF腔体装置中与输入端口连接的第一个腔体的剖面图；

图10为显示根据本发明另一实施例的移动RF腔体装置的短路针使得接触共振器的动作的示意图。

具体实施方式

本发明可做多种变更，可以具有多种形态，以下在附图中显示特定实施例并通过说明书进行具体说明。但其目的并非使本发明限定于所公开的形态，实际上应该理解为包括本发明思想及技术范围内的所有变更、等同物及替代物。在说明各附图时对相同的构成要素标注相同的附图标记。

以下参照附图具体说明本发明的实施例。

图4为显示根据本发明一个实施例的RF腔体装置中用于自动调谐的自动调谐装置的构成的示意图。

本发明的RF腔体装置是包括多个过滤线路的装置，具体包括双信器、多工器(multiplexer)及双工器。

参照图4、本发明的RF腔体装置中用于自动调谐的自动调谐装置可包括网络分析器400、参数提取单元402、控制单元404及调谐驱动单元406。

图4所示自动调谐装置使对多个过滤线路的调谐独立地进行。

为实现上述独立调谐，网络分析器400在参数测定作业之前首先使调谐驱动单元欲测定过滤线路以外的其他过滤线路的第一个共振器短路。

将RF腔体装置配置在自动调谐单元后短路欲测定过滤线路以外的过滤线路的第一个共振器即可实现独立调谐。例如，调谐驱动单元406可以在控制单元的控制下使欲测定过滤线路以外的过滤线路的第一个共振器短路，以此实现独立调谐。

网络分析器400的功能是测定欲测定过滤线路(“对象过滤线路”)的滤波器特性。网络分析器在对象过滤线路以外的其他过滤线路的第一个共振器完成短路以后测定对象过滤线路的滤波器特性。网络分析器400输出关于输入信号及输出信号的S参数，S参数波形显示于网络分析器400的显示器。目前的人工调谐方式是作业人员在查看网络分析器400的显示器显示的波形的同时直接进行调谐的方式，而本发明的自动调谐装置是通过分析网络分析器400测定的S参数自动调谐。

网络分析器400测定的S参数是数字数据(DigitalData)，输出全频带的S参数，参数提取单元402读取其中关心频带的S参数。当然，可以设定使得网络分析器400只输出关心频带的S参数。

为了只读取网络分析器400输出的S参数中关心频带的数据，可采用分割窗口(Slicingwindow)。

例如，网络分析器读取的S参数的中心频率为2.2GHz的情况下，以2.2GHz为中心适用分割窗口读取S参数。分割窗口的频带为2GHz时读取1.2GHz至3.2GHz范围的S参数。

例如，可采用以结束调谐的模型装置的中心频率为基准形成分割窗口读取S参数的方式。

参数提取单元402利用分割窗口读取关心频带的S参数、建模对象过滤线路的传递函数。对象过滤线路的传递函数是以频率为变量的函数，其次数对应于对象过滤线路的极点数。可通过多种数学算法求出传递函数，由于这是公知技术，因此省略有关具体说明。

参数提取单元402利用建模得到的传递函数提取对象过滤线路的滤波器参数。例如，提取的滤波器参数可以是共振频率与耦合值。可通过找出使传递函数取最大值的频率提取得到共振频率。

控制单元404利用参数提取单元402提取得到的滤波器参数生成用于自动调谐的调谐控制信息。图3中参数提取单元402与控制单元404为独立的模块，但本领域普通技术人员应知晓例如PC等一个装置能够执行参数提取单元及控制单元的所有动作。

控制单元404生成用于调节各调谐螺钉的位置的控制信息。例如如图2所示的双信器，当一个过滤线路具有三个调谐螺钉的情况下，控制单元404生成调节各调谐螺钉的插入深度的控制信息。

由于通过旋转调节调谐螺钉的插入深度，因此优选的是各调谐螺钉的旋转角度信息作为控制单元404的控制信息。并且，控制单元404可提供关于多个调谐螺钉的调谐顺序信息。

调谐驱动单元406根据控制单元404提供的调谐控制信息旋转调谐螺钉，以执行对调谐对象装置的调谐。调谐驱动单元406从控制单元404接收关于各调谐螺钉的旋转角度信息，根据接收的控制信息旋转调谐螺钉，以此调节调谐对象装置的调谐螺钉的插入深度。

控制单元404监控随调谐驱动单元406的调谐而变化的滤波器参数，测定的滤波器参数与模型装置的滤波器参数之差为预先设定临界值以下时，控制单元404判断为调谐结束并中止调谐。

图5为显示本发明RF腔体装置中用于自动调谐的自动调谐装置的控制单元的构成的框图。

参照图5，控制单元可包括引用参数存储部500、比较部502、调谐控制信息生成部504、调谐顺序信息生成部506及映射表(mappingtable)508。

引用参数存储部500存储调谐结束后的模型装置的滤波器参数。如上所述，滤波器参数可包括共振频率及耦合值。

比较部502比较参数提取单元402提供的对象过滤线路的参数与存储于引用参数存储部500的引用参数(referenceparameter)。比较部502算出引用参数与对象过滤线路的参数的差值，算出的差值用于调谐控制信息生成部504及调谐顺序信息生成部506生成调谐控制信息及调谐顺序信息。

调谐控制信息生成部504及调谐顺序信息生成部506利用比较部502算出的差值及映射表508的信息生成调谐控制信息及调谐顺序信息。映射表记录各调谐螺钉旋转时发生变化的频率信息及耦合值信息。

调谐控制信息生成部504按照自动调谐算法，根据映射表及差值信息生成用于调节各调谐螺钉的插入深度的控制信息。优选的是各调谐螺钉的旋转角度信息作为用于调节插入深度的控制信息。

如上所述，位于共振器上部的调谐螺钉是用于调节共振频率的调谐螺钉，位于与耦合窗对应的位置的调谐螺钉是用于调节耦合值的调谐螺钉，调谐控制信息生成部504根据自动调谐算法算出各调谐螺钉的旋转角度信息。当然，旋转角度信息包括的旋转角度用于表示向上移动调谐螺钉还是用于向下移动调谐螺钉的信息。

调谐顺序信息生成部506生成表示在需要调节插入深度的多个调谐螺钉中首先调节哪个调谐螺钉的位置的信息。优选的是调谐顺序信息生成部506将调谐顺序设置成先调节对调谐影响较大的调谐螺钉的位置，调谐顺序可根据所使用自动调谐算法设置。

通过如图5所示的自动调谐单元完成对特定过滤线路(例如，第一过滤线路)的自动调谐后对其他过滤线路(例如，第二过滤线路)进行自动调谐，对具有多个过滤线路的RF腔体整体进行调谐。调谐第二过滤线路时使第一过滤线路的第一个共振器短路后执行调谐作业。

图6为根据本发明一个实施例的RF腔体装置中与输入端口连接的第一个腔体的剖面图，是用于自动调谐的短路针与共振器短路之前的结构的剖面图。

如上所述，本发明的RF腔体装置具有多个过滤线路，第一个腔体表示各过滤线路的第一个腔体。

参照图6，根据本发明一个实施例的RF腔体装置包括盖600、外壳610、腔体620、共振器630、调谐螺钉640及短路针650，与目前的RF腔体装置相比，还包括短路针650。

盖600由金属材料形成，用于遮蔽RF腔体装置的上部。盖600结合于外壳610形成RF腔体装置的整体遮蔽结构。盖600可通过螺栓结合、焊接等多种结合方式结合到外壳610。

由外壳610及形成于外壳610的隔板形成腔体620空间。各腔体620容纳共振器630。共振器630一般结合于腔体620的底部，具有圆筒形状或盘形状。腔体装置的过滤频率可以由共振器630的尺寸及形状决定。

调谐螺钉640通过盖600插入腔体620内部。调谐螺钉640为细微调谐RF腔体装置的共振频率而插入腔体620内部。调谐螺钉640由金属材料形成，通过与共振器630之间的距离决定共振频率。

根据本发明的实施例，短路针650插入腔体620内部。短路针650的功能是在自动调谐时电短路腔体620内部的共振器630。短路针650贯通盖600插入腔体620内部。

如图6所示，短路针650处于正常状态下不接触共振器630，在自动调谐过程中为了使特定过滤线路的动作处于非激活状态而与共振器630接触。

短路针650为改变与共振器630之间的接触/非接触状态而在腔体620内部移动。

盖600上形成用于向腔体620内部插入短路针650并移动的孔。

图7为显示根据本发明一个实施例的RF腔体装置中为移动短路针而形成于盖的孔形状的示意图。

参照图7，形成于盖的孔包括第一孔700、直径小于第一孔700的第二孔710及连接第一孔700与第二孔710的滑动孔(slidinghole)720。

在正常状态下，短路针650通过第一孔700插入腔体内部，通过第一孔700插入的状态下不与共振器630电接触。

滑动孔720是用于移动短路针650的孔，短路针650通过滑动孔720移动变更成通过第二孔710插入腔体内部的结构。

短路针650通过第二孔710插入腔体内部时，短路针650与共振器630电接触使得共振器短路。

图8为显示根据本发明一个实施例的移动短路针使得接触共振器的动作的示意图。

在说明图8的动作之前首先说明图6及图8所示短路针的结构。

参照图6及图8，短路针650包括加压部件800、弹性部件810、固定部件820及接触部件830。

加压部件800是用于加压弹性部件810的部件，加压部件800与弹性部件810相连接。加压部件800由用户操作，用户压加压部件800时弹性部件810收缩。

弹性部件810例如可以是弹簧，可以是具有弹性的多种部件。

固定部件820位于弹性部件810下部，与加压部件800共同起到外壳的作用。固定部件820与盖接触。

接触部件830的局部插入到加压部件800及固定部件820内部。接触部件830由金属材料形成，包括具有第一直径的第一直径部832、具有第二直径的第二直径部834及锥部836。

第一直径部832为圆筒形状，第一直径部832的直径对应于第一孔700的直径。第二直径部834为圆筒形状，第二直径部834的直径对应于第二孔710的直径。

锥部836位于第一直径部832与第二直径部834之间，是位于具有直径差的第一直径部832与第二直径部834之间的中间部件。锥部836具有趋向上部直径减小的结构。

参照图6，正常状态下接触部件830通过第一孔700插入到腔体内部。第一孔700比第二孔710更远离共振器，因此通过第一孔700插入的接触部件830不接触共振器630。

参照图8中(a)，为移动短路针650而首先对加压部件800加压。对加压部件800加压时弹性部件810收缩，因此接触部件830下降。

由于接触部件830下降，因此整个第一直径部832及第二直径部834的局部插入到腔体内部。参照图8中(b)，接触部件830下降后短路针650利用滑动孔720移动使得通过第二孔710插入。此时，对加压部件800加压的状态下通过滑动孔720将短路针650从第一孔700移动到第二孔710。

移动完以后放开加压部件800的情况下，加压部件800通过弹性部件810的恢复力上升。但由于第二孔710的直径对应于第二直径部834的直径，因此第一直径部832被第二孔710卡住，因此无法进一步上升，而是保持下降状态。

第二孔710形成于通过第二孔710插入接触部件830时接触部件830的第一直径部832能够与共振器630接触的位置。因此，短路针650向第二孔710移动时接触部件830的第一直径部832与共振器630电接触，因此共振器630电短路。

图9为根据本发明另一实施例的RF腔体装置中与输入端口连接的第一个腔体的剖面图，是用于自动调谐的短路针短路与共振器短路之前的结构的剖面图。

图10为显示根据本发明另一实施例的移动RF腔体装置的短路针使得接触共振器的动作的示意图。

参照图9及图10，根据本发明一个实施例的RF腔体装置包括盖900、外壳910、腔体920、共振器930、调谐螺钉940及短路针。

图9所示另一实施例的RF腔体装置的区别仅在于短路针的形状不同，其他结构与图6至图8所示RF腔体装置相同。

本发明另一实施例的RF腔体装置中形成于盖的孔的结构同图7所示结构。

参照图9及图10，短路针950包括接触部件1000及螺母1010。接触部件1000包括第一直径部1100及第二直径部1200。

第一直径部1100的直径对应于第一孔700，第二直径部1200的直径对应于第二孔710。

参照图9，正常状态下第二直径部1200通过第一孔700插入到腔体内部。此时，接触部件1000被螺母1010固定。

参照图10，需要移动短路针650时旋开螺母1010解除固定接触部件1000，将插入深度调节成使第二直径部1200插入腔体内部，然后通过滑动孔720将接触部件1000从第一孔700移动到第二孔710。

第二孔710形成于通过第二孔710插入接触部件1000时接触部件1000的第一直径部1100能够与共振器630接触的位置。因此，接触部件1000向第二孔710移动时接触部件1000的第一直径部1100与共振器630电接触，因此共振器630电短路。

如上所述，本发明通过具体的构成要素等特定事项与限定的实施例及附图进行了说明，但是其目的仅在于帮助理解，本发明并非现定于上述的实施例，本发明所属领域的普通技术人员可根据以上记载做多种修改及变更。因此，本发明的思想不得限定在说明的实施例，而是包括技术方案范围及与该技术方案范围等同或有等价变换的所有方案。

Claims (12)

1.一种RF腔体装置，其特征在于，包括：

外壳；

多个腔体，其形成于所述外壳的内部；

共振器，其分别容纳于所述多个腔体；以及

盖，其结合于所述外壳的上部，

其中，所述腔体排列形成独立进行过滤的多个过滤线路，多个短路针通过所述盖插入所述多个过滤线路中分别与输入端口结合的各第一个腔体，所述多个短路针在第一状态下与容纳于各所述第一个腔体的各共振器中的一个共振器电隔离，在第二状态下与容纳于各所述第一个腔体的各共振器中的一个共振器电短路。

2.根据权利要求1所述的RF腔体装置，其特征在于：

所述盖中形成有第一孔、滑动孔以及第二孔，所述第一孔位于对应于各所述第一个腔体的区域的预先设定位置，所述滑动孔与所述第一孔连接，所述第二孔与所述滑动孔连接，所述第一状态下所述短路针通过所述第一孔插入，所述第二状态下所述短路针通过所述第二孔插入。

3.根据权利要求1所述的RF腔体装置，其特征在于：

所述短路针包括弹性部件、加压所述弹性部件的加压部件及接触部件，其中所述接触部件在所述加压部件受压时下降，并在所述第二状态下与容纳于各所述第一个腔体的各共振器中的至少一个共振器电接触。

4.根据权利要求3所述的RF腔体装置，其特征在于：

所述短路针从所述第一孔通过所述滑动孔向所述第二孔移动时，所述第一个共振器发生短路。

5.根据权利要求4所述的RF腔体装置，其特征在于：

所述接触部件为圆筒形状，包括具有第一直径的第一直径部及具有小于所述第一直径的第二直径的第二直径部，所述第一状态下所述第一直径部插入到所述第一个腔体内部，所述加压部件受压时所述第二直径部的至少一部分插入到所述第一个腔体的内部。

6.根据权利要求5所述的RF腔体装置，其特征在于：

所述加压部件受压的状态下，所述短路针通过所述滑动孔向所述第二孔移动。

7.根据权利要求5所述的RF腔体装置，其特征在于，所述接触部件还包括：

锥部，其形成于所述第一直径部与所述第二直径部之间，直径逐渐变化。

8.根据权利要求2所述的RF腔体装置，其特征在于：

所述短路针包括接触部件及固定所述接触部件的螺母。

9.根据权利要求8所述的RF腔体装置，其特征在于：

所述接触部件为圆筒形状，包括具有第一直径的第一直径部及具有小于所述第一直径的第二直径的第二直径部。

10.根据权利要求9所述的RF腔体装置，其特征在于：

所述接触部件在所述第二直径部的至少一部分插入到腔体内部的状态下通过所述滑动孔从所述第一孔向所述第二孔移动，移动到所述第二孔时所述第二直径部与容纳于各所述第一个腔体的各共振器中的一个共振器接触。

11.一种RF腔体装置，其特征在于，包括：

多个过滤线路，其包括多个腔体；

盖，其结合于所述多个腔体的上部；

共振器，其分别容纳于所述多个腔体；以及

短路针，其通过所述盖分别插入所述多个过滤线路的第一个腔体，控制容纳于各所述第一个腔体的各共振器的短路及解除短路。

12.根据权利要求11所述的RF腔体装置，其特征在于：

所述短路针在第一状态下与容纳于各所述第一个腔体的各共振器中的一个共振器电隔离，在第二状态下与容纳于各所述第一个腔体的各共振器中的一个共振器电短路。