CN106848515A - 集成化滤波器系统、天线系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成化滤波器系统,包括：介质板组件；以及设置于所述介质板组件上的滤波电路；所述滤波电路包括相互串联的低通滤波器和带通滤波器。本发明还公开了一种天线系统。通过上述实施方式，实现了集成化、小型化及轻量化，结构简单、成本较低，其整体性能稳定可靠。

Description

集成化滤波器系统、天线系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种集成化滤波器系统、天线系统。

背景技术

天线和滤波器是无源器件中的最重要的两个关键器件，在无线通信系统中扮演着重要的角色。

天线起着发射和接收无线电磁信号的作用，而微波滤波器起着选择信号、衰减噪声、滤除镜频干扰等作用，常用的为腔体滤波器。随着无线通信的发展，越来越需要高性能便携式的终端设备，这就需要天线和滤波器的小型化和集成化。

目前天线和滤波器通常为独立的模块，传统的滤波器-天线系统设计方法着眼于天线和滤波器件本身，按标准阻抗单元进行独立的设计和优化。

如图1所示，由于天线与连接器规格等的不同，需在天线和滤波器之间加一个连接器（图未示），增加了体积和成本。同时，对于腔体带通滤波器1’，通常还需要增加一个金属连杆低通滤波器2’以抑制高频谐波，又增加了滤波器的体积和成本。最后，对于某些抑制指标较严的情况，腔体带通滤波器1’通常腔数较多，体积较大。因此，滤波器天线系统受限于连接器、金属连杆低通滤波器2’的结构和腔体带通滤波器1’的腔数多等原因，集成化和小型化受到极大限制。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供一种集成化滤波器系统、天线系统，实现了集成化、小型化及轻量化，结构简单、成本较低，其整体性能稳定可靠。

为解决上述技术问题，本发明提供一种集成化滤波器系统，包括：介质板组件；以及设置于所述介质板组件上的滤波电路；所述滤波电路包括相互串联的低通滤波器和带通滤波器。

进一步地，所述介质板组件包括一块介质板，所述低通滤波器和所述带通滤波器均设置于所述介质板上。

进一步地，所述介质板组件包括两块介质板，所述低通滤波器设置于一所述介质板上，所述带通滤波器设置于另一所述介质板上。

进一步地，所述低通滤波器是微带线低通滤波器。

进一步地，所述带通滤波器是微带线带通滤波器。

进一步地，所述集成化滤波器系统包括与所述带通滤波器电连接的同轴腔体滤波器。

进一步地，所述同轴腔体滤波器是带通滤波器。

进一步地，所述带通滤波器与所述同轴腔体滤波器之间通过电缆以焊接或螺钉紧固的方式连接。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种天线系统，包括如上述任一项实施例所述的集成化滤波器系统；所述天线系统中的天线馈电网络与所述集成化滤波器系统集成于同一介质板组件上。

进一步地，所述天线馈电网络是微带线天线馈电网络。

本发明的集成化滤波器系统、天线系统，具有如下有益效果：

（1）将滤波电路即低通滤波器和带通滤波器集成至介质板组件上，可以省略传统技术中的金属连杆低通滤波器，实现了集成化、小型化及轻量化，且降低了成本。

（2）将滤波电路中的低通滤波器和带通滤波器分别设置为微带线形式，进一步地实现了集成化、小型化及轻量化，且提高了整体性能的稳定性。

（3）在集成化滤波器系统中增设一同轴腔体滤波器，利用同轴腔体滤波器自身Q值高、矩形系数好的优点，可以弥补微带线型滤波器Q值高、插损值大的缺点，进而满足整体性能要求。另外，由于该集成化滤波器系统本身具备较好的滤波性能，因此可以降低对该腔体滤波器腔数的要求。

（4）通过将天线馈电网络一体集成于集成化滤波器系统中，使得该天线馈电网络自身相当于具备了一定滤波特性，可以便捷的应用于天线及天线系统，方便实现集成化和小型化。另外，可以将天线馈电网络与集成化滤波器系统中的滤波电路2之间直接相连，能够省略传统技术中所需要的连接器。

附图说明

图1是传统技术中滤波器模块的透视图。

图2是本发明实施例天线的透视图。

图3是本发明实施例天线系统的透视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

请参阅图2，本发明提供一种集成化滤波器系统。该集成化滤波器系统包括：介质板组件1；以及设置于介质板组件1上的滤波电路2。该滤波电路2包括相互串联的低通滤波器21和带通滤波器22。

该低通滤波器21可以对高次谐波进行抑制，该带通滤波器22实现部分带外抑制功能。通过将低通滤波器21和带通滤波器22设置在同一介质板组件1上，可实现集成化和小型化。

在一实施例中，该介质板组件1仅包括一块介质板，低通滤波器21和带通滤波器22均设置于该介质板上。

在另一实施例中，介质板组件1还可以包括两块介质板，低通滤波器21设置于一块介质板上，带通滤波器22设置于另一块介质板上。

在以上两个实施例中，低通滤波器21是微带线低通滤波器，该其设置于相应介质板上。其中，通过将低通滤波器21设置为微带线低通滤波器，可以完全取代传统技术中的金属连杆低通滤波器2’，可以极大地减小集成化滤波器系统的体积、降低了成本。

较佳的，该低通滤波器21可以是高低阻抗微带线低通滤波器。如图2所示，该低通滤波器21可以是四阶高低阻抗微带线低通滤波器。

以上实施例中，带通滤波器22是微带线带通滤波器，其设置于相应介质板上。其中，通过将带通滤波器22设置为微带线带通滤波器，可以极大地减小集成化滤波器系统的体积、降低了成本。

在一实施例中，带通滤波器22包括两个开口四边形微带线，两个开口四边形微带线对称设置、且在开口处紧邻并以耦合方式传导信号。较佳的，该开口四边形大致呈“凹”字形，其中，该“凹”字形的中间短横线未封闭。其中，一开口四边形与低通滤波器21电连接、另一开口四边形用于电连接至外部独立设置的腔体带通滤波器。

该微带线带通滤波器可以实现部分带通功能，与外接的腔体带通滤波器共同起到带通滤波作用。

在其它实施例中，该滤波电路2中的带通滤波器还可以采用一个低通滤波器和一个高通滤波器串联实现。同样可以将用于实现该滤波电路2中的带通滤波器的低通滤波器和高通滤波器设置为微带线形式。

上述实施例中，各介质板均可以采用高介电常数及绝缘性能良好的PCB板。当然，还可以选择如罗杰斯板等。

在一应用实施例中，该集成化滤波器系统还可以包括与带通滤波器22电连接的同轴腔体滤波器3。

通常，该同轴腔体滤波器3用于实现部分带通滤波作用，其可以是带通滤波器。如图3所示，该同轴腔体滤波器3可以选用腔数为四的腔体带通滤波器。

其中，滤波电路2中的带通滤波器22与同轴腔体滤波器3之间通常可以通过电缆4进行连接。该电缆4一般可以选用标准电缆，标准电缆一般选用50Ω标准电缆，当然，还可以选择非50Ω标准电缆，此处不作过多限制。当然，滤波电路2中的带通滤波器22与同轴腔体滤波器3之间还可以通过电缆以外的其它方式进行连接。

较佳的，电缆4与带通滤波器22及同轴腔体滤波器3之间可以通过焊接、螺钉紧固等方式进行连接，以提高连接的可靠性。

本发明中的微带线型滤波器，即本文中的微带线低通滤波器和微带线带通滤波器，其Q值没有同轴腔体滤波器3高、插损可能会比较大、矩形系数较差，而同轴腔体滤波器3的Q值高、矩形系数好，可以弥补这一不足。所以本发明增设一个这样的同轴腔体滤波器3。由于该微带线型滤波器的滤波功能减轻了该同轴腔体滤波器3的压力，降低了对该同轴腔体滤波器3的性能要求，因此可实现减少该同轴腔体滤波器3的腔数（即阶数），只需要将该同轴腔体滤波器3做成腔数为四的腔体带通滤波器即可（如图3），从而可以达到如图1所示传统技术中腔数为六的腔体带通滤波器1’的功能，其体积和重量相比传统技术中金属连杆低通滤波器2’和腔数为六的腔体带通滤波器1’而言，体积和重量均减小了1/3以上，且成本极大降低。

本发明的集成化滤波器系统适用于移动通信领域中的天线及天线系统使用，尤其适用于5G移动通信使用，其能够在5G移动通信中、在所需频段之外可能出现的高次谐波进行良好地抑制。

另外，本发明还提供一种天线系统，该天线系统包括如上述任一项实施例所述的集成化滤波器系统。

其中，该天线系统中的天线馈电网络（图未示）优选为与该集成化滤波器系统集成于同一介质板组件上。

具体而言，天线馈电网络可以设置于低通滤波器21和/或带通滤波器22所设置的介质板上，如设置于介质板1上。利用设置有低通滤波器21和/或带通滤波器22的介质板上的空余空间来设置天线馈电网络，以提高介质板上有效空间的利用率，进而有助于缩减整个集成化滤波器系统的体积，实现集成化和小型化。

当然，天线馈电网络还可以设置于未设有低通滤波器21和带通滤波器22的另一介质板上。

通常，可以将该天线馈电网络与低通滤波器21电连接。

通过在该集成化滤波器系统中集成天线馈电网络，使得其可以较便捷地应用到天线及天线系统中，能够使得该天线馈电网络自身具有一定的滤波能力，且可以省略掉传统技术中天线馈电网络与滤波电路2之间所需要的连接器，进而应用于天线及天线系统时能够实现集成化、小型化及轻量化。

优选地，该天线馈电网络是微带线天线馈电网络，该微带线天线馈电网络设置于相应的介质板上。

本发明的集成化滤波器系统，具有如下有益效果：

（1）将滤波电路2即低通滤波器21和带通滤波器22集成于介质板组件1上，可以省略传统技术中的金属连杆低通滤波器2’，实现了集成化、小型化及轻量化，且降低了成本。

（2）将滤波电路2中的低通滤波器21和带通滤波器22分别设置为微带线形式，进一步地实现了集成化、小型化及轻量化，且提高了整体性能的稳定性。

（3）在集成化滤波器系统中增设一同轴腔体滤波器3，利用同轴腔体滤波器3自身Q值高、矩形系数好的优点，可以弥补微带线型滤波器Q值高、插损值大的缺点，进而满足整体性能要求。另外，由于该集成化滤波器系统本身具备较好的滤波性能，因此可以降低对该腔体滤波器腔数的要求。

（4）通过将天线馈电网络一体集成于集成化滤波器系统中，使得该天线馈电网络自身相当于具备了一定滤波特性，可以便捷的应用于天线及天线系统，方便实现集成化和小型化。另外，可以将天线馈电网络与集成化滤波器系统中的滤波电路2之间直接相连，能够省略传统技术中所需要的连接器。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种集成化滤波器系统，其特征在于，包括：

介质板组件；

以及设置于所述介质板组件上的滤波电路；

所述滤波电路包括相互串联的低通滤波器和带通滤波器。

2.根据权利要求1所述的集成化滤波器系统，其特征在于：

所述介质板组件包括一块介质板，所述低通滤波器和所述带通滤波器均设置于所述介质板上。

3.根据权利要求1所述的集成化滤波器系统，其特征在于：

所述介质板组件包括两块介质板，所述低通滤波器设置于一所述介质板上，所述带通滤波器设置于另一所述介质板上。

4.根据权利要求1所述的集成化滤波器系统，其特征在于：

所述低通滤波器是微带线低通滤波器。

5.根据权利要求1所述的集成化滤波器系统，其特征在于：

所述带通滤波器是微带线带通滤波器。

6.根据权利要求1所述的集成化滤波器系统，其特征在于：

所述集成化滤波器系统包括与所述介质板组件上的带通滤波器电连接的同轴腔体滤波器。

7.根据权利要求6所述的集成化滤波器系统，其特征在于：

所述同轴腔体滤波器是带通滤波器。

8.根据权利要求6所述的集成化滤波器系统，其特征在于：

所述带通滤波器与所述同轴腔体滤波器之间通过电缆以焊接或螺钉紧固的方式连接。

9.一种天线系统，其特征在于，包括如权利要求1～8任一项所述的集成化滤波器系统；

所述天线系统中的天线馈电网络与所述集成化滤波器系统集成于同一介质板组件上。

10.根据权利要求9所述的天线系统，其特征在于：

所述天线馈电网络是微带线天线馈电网络。