CN106981708A - 包含陶瓷谐振器的腔体滤波器 - Google Patents
包含陶瓷谐振器的腔体滤波器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种包含陶瓷谐振器的腔体滤波器。公开的腔体滤波器的特征在于包括:外壳,其形成有至少一个腔体,包括容纳于所述腔体的陶瓷谐振器;陶瓷环,其结合于所述陶瓷谐振器的上部;以及盖,其结合于所述外壳的一侧,所述陶瓷谐振器形成有沿一个方向从一侧向另一侧贯通的贯通孔,所述陶瓷谐振器的一侧表面与另一侧表面及所述贯通孔的内周面形成有金属层。所述腔体滤波器的优点是能够制造成小型化结构。
Description
技术领域
本发明涉及腔体滤波器,尤其涉及一种包含陶瓷谐振器的腔体滤波器。
背景技术
随着移动通信的发展,对滤波器、双工器、多路复用器等RF设备的需求俱增。RF设备在移动通信系统的基站等地方用于信号的滤波、信号的分离及传输。
RF滤波器是用于通过特定频带的信号的装置,移动通信系统的基站等需要大功率的装置主要采用具有腔体结构的腔体滤波器。
腔体滤波器具有在滤波器内部形成有多个腔体且腔体内部设置有谐振器的结构,是通过各腔体处的谐振执行滤波的滤波器。
腔体滤波器中最常用的是谐振器同轴谐振器,同轴谐振器具有圆筒形状,是其内部形成有孔或槽的结构。
移动通信系统逐渐需要高灵敏度的收发性能,而且需要小型的设备。尤其,随着对小型单元进行通信控制的低功率小型化基站增多,对基站中设备小型化的需求与日俱增。因此,对使用同轴谐振器的腔体滤波器的小型化需求也在持续上升。
以往,为了同轴谐振器腔体滤波器的小型化采用对同轴谐振器的形状进行变更的阶梯阻抗(Step Impedance)结构的谐振器。
图1概念性地显示现有技术中利用阶梯阻抗(Step Impedance)结构的谐振器的腔体滤波器。
参见图1,利用阶梯阻抗(Step Impedance)结构的谐振器的腔体滤波器包括外壳10、盖30、谐振器20。
如图1所示,利用阶梯阻抗(Step Impedance)结构的谐振器的腔体滤波器是将谐振器20的形状的上端从现有的圆筒形状变更为阶梯阻抗截面(Step Impedance Section)以增大盖30与谐振器20之间的间隙电容,降低谐振频率以减小谐振器20的尺寸。
然而,仅通过这种同轴谐振器的形状的变更不足以达成基站所需的小型化。
发明内容
技术问题
为解决上述现有技术问题,本发明提供一种能够制造成小型化结构的包含陶瓷谐振器的腔体滤波器。
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腔体滤波器,其特征在于,包括:外壳,其形成有至少一个腔体,包括容纳于所述腔体的陶瓷谐振器;陶瓷环,其结合于所述陶瓷谐振器的上部;以及盖,其结合于所述外壳的一侧,所述陶瓷谐振器形成有沿一个方向从一侧向另一侧贯通的贯通孔,所述陶瓷谐振器的一侧表面与另一侧表面及所述贯通孔的内周面形成有金属层。
所述腔体滤波器的特征在于所述外壳形成有两个以上的腔体,所述腔体滤波器还包括耦合部件,所述耦合部件的两端分别相邻于两个陶瓷谐振器使得所述两个陶瓷谐振器之间发生交叉耦合。
所述腔体滤波器的特征在于所述外壳包括从所述腔体的一面沿着所述一个方向凸出的凸出部,所述陶瓷谐振器配置于所述腔体内使得所述凸出部插入所述贯通孔。
所述腔体滤波器的特征在于所述贯通孔的内径中一侧的内径大于另一侧的内径。
所述腔体滤波器的特征在于所述陶瓷谐振器通过结合于所述凸出部的锁定部固定,所述锁定部的外径小于等于所述贯通孔的一侧内径,大于所述贯通孔的另一侧内径。
所述腔体滤波器的特征在于还包括:加压部件,其结合于所述盖,所述盖形成有用于插入所述加压部件的插入区域,所述插入区域形成有厚度小于所述盖的本体的薄膜部,所述加压部件插入所述插入区域加压薄膜部,所述陶瓷环与所述薄膜部相互接触。
所述腔体滤波器的特征在于还包括:调谐螺钉,其结合于所述盖,所述调谐螺钉通过所述贯通孔插入到外壳内部。
所述腔体滤波器的特征在于可以调节及固定所述调谐螺钉的插入深度。
所述腔体滤波器的特征在于所述陶瓷环具有环形状,内部形成有孔。
所述腔体滤波器的特征在于所述外壳及所述盖的材料为金属。
所述腔体滤波器的特征在于所述加压部件的材料为具有弹力的材料。
所述腔体滤波器的特征在于所述调谐螺钉的材料为金属。
技术效果
本发明的包含陶瓷谐振器的腔体滤波器具有能够制造成小型化结构的有益效果。
附图说明
图1概念性地显示现有技术中利用阶梯阻抗(Step Impedance)结构的谐振器的腔体滤波器;
图2为显示根据本发明一个实施例的腔体滤波器的剖面图;
图3为适用于根据本发明一个实施例的腔体滤波器的加压部件的分解立体图;
图4为适用于根据本发明一个实施例的腔体滤波器的加压部件的剖面图;
图5为显示根据本发明一个实施例的腔体滤波器盖中适用加压部件的区域的剖面图;
图6为显示根据本发明一个实施例的腔体滤波器中滤波器盖与加压部件结合状态的剖面图;
图7为概念性地仅显示根据本发明一个实施例的腔体滤波器中谐振器部分的立体图。
附图标记说明
100:外壳 110:腔体
130:耦合部件 135:调节螺钉
150:凸出部 160:锁定部
172:输入线 174:输出线
200:加压部件 210:插入部
212:弹性部件 214:调谐螺钉
216:螺母 220:插入孔
300:陶瓷谐振器 310:谐振器本体
350:贯通孔 370:金属层
400:盖 410:薄膜部
420:孔 450:插入区域
500:陶瓷环
具体实施方式
本发明可做多种变更,可以具有多种实施例。以下在附图中显示特定实施例并在说明书中进行具体说明。但其目的并非将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。
第一及第二等用语可用于说明多种构成要素,但所述构成要素不得限定于所述用语。所述用语只是用于区分一个构成要素与其他构成要素。例如,在不脱离本发明技术方案的前提下,可以把第一构成要素命名为第二构成要素,同样也可以把第二构成要素命名为第一构成要素。以下参见附图具体说明本发明的实施例。
图2为显示根据本发明一个实施例的腔体滤波器的剖面图。
参见图2,根据本发明一个实施例的腔体滤波器大致由外壳100、加压部件200、盖400、插入外壳100的腔体110的陶瓷谐振器300及陶瓷环500构成。
外壳100可用作滤波器的本体,外壳100上可以形成一个以上的所述腔体110。腔体110是向外壳100的一侧开放的。外壳100可以由导电材料形成,例如可以由金属材料形成。
各腔体110设置有陶瓷谐振器300。陶瓷谐振器300基本由谐振器本体310与金属层370构成,谐振器本体310由陶瓷材料构成,具有沿着一个方向从一侧向另一侧贯通的贯通孔350。由于陶瓷材料的电容率高,因此陶瓷谐振器300能够比基于现有技术的同轴谐振器更加小型化。
金属层370形成于贯通孔350的内周面与谐振器本体310的一侧表面及另一侧表面。图2显示金属层370中整体形成于谐振器本体310的一侧表面及另一侧表面,即形成于整个上面与下面,但金属层370可以仅形成于一侧表面及另一侧表面的一部分。
陶瓷谐振器300的金属层370可通过多种方法形成,可采用电镀、蒸镀、溅射等金属化工序。金属层370可以由银(Ag)形成,但不限于此。
形成于陶瓷谐振器300的贯通孔350内周面的金属层370使得能谐振,由于谐振器本体310的一侧及另一侧表面也形成有金属层370,因此还能够使得与相邻的谐振器耦合。另外,根据本发明一个实施例的陶瓷谐振器300的规格能够明显小于基于现有技术的同轴谐振器。
参见图2,外壳100上可以形成有从腔体110的一面沿一个方向凸出的凸出部150。将陶瓷谐振器300安装在外壳100的腔体110内的情况下,凸出部150能够插入到陶瓷谐振器300的贯通孔350内,因此陶瓷谐振器300能够固定在正位置。
为了更牢固地固定陶瓷谐振器300,可以在凸出部150结合锁定部160。例如,陶瓷谐振器300的贯通孔350可以是一侧的内径大于另一侧的内径的形状,凸出部150可以从内径小的另一侧插入到贯通孔350内。
其中,用于结合到凸出部150的上侧的锁定部160可以从贯通孔350的相反的一侧插入。使锁定部160的外径小于贯通孔350一侧的内径且大于另一侧的内径的情况下,可通过将锁定部160结合到凸出部150防止陶瓷谐振器300从腔体110内的指定位置脱离。
图2显示了凸出部150的一侧形成有螺纹且锁定部160形成有与其对应的螺纹的例子,但向凸出部150结合锁定部160可采用多种方法。并且,显示了形成凸台的例子作为贯通孔350的一侧及另一侧具有不同内径的一个方法,但本发明不限于此。
锁定部160可以由多种材料构成,此处不仅包括金属,还包括塑料材质。
并且,通过脱料螺钉(stripper bolt)等多种部件固定陶瓷谐振器300的情况下还可以省略凸出部150及锁定部160。并且,陶瓷谐振器300还可以通过用加压部件牢固地附着于腔体110内的方式固定,可以在腔体110的内壁与陶瓷谐振器300的外周面形成彼此对应的凸起及槽,并使之相互啮合使得陶瓷谐振器300牢固地固定在正位置。此外还可以用多种方法省略凸出部150及锁定部160固定陶瓷谐振器300。用这种方法省略凸出部150及锁定部160的情况下,陶瓷谐振器300的贯通孔350的一侧与另一侧的内径可以相同。
参见图2,陶瓷谐振器300的上部与陶瓷环500相结合。陶瓷环500具有环形状,内部形成有孔。陶瓷环500内部的孔及形成于陶瓷谐振器300的孔或槽是用于后续说明的调谐螺钉插入的区域。
陶瓷环500用于增大陶瓷谐振器300与滤波器的盖400之间形成的电容。陶瓷环500由陶瓷材料制成,陶瓷为电容率高的电介质,通过陶瓷环500的高电容率增加陶瓷谐振器300与盖400之间形成的电容。陶瓷谐振器300及腔体110的大小取决于滤波器的使用频率。滤波器的使用频率越低则越需要更大尺寸的陶瓷谐振器300及腔体110。
陶瓷环500增加陶瓷谐振器300与滤波器的盖400之间形成的电容,因此相比于没有陶瓷环500能够减小陶瓷谐振器300及腔体110的尺寸。
陶瓷谐振器300及陶瓷环500的结合高度对应于外壳内部的高度,陶瓷环500与滤波器的盖400相接触。
参见图2,盖400结合到外壳100的开放的一侧。随着盖400结合到外壳100,陶瓷谐振器300及陶瓷环500容纳于腔体110内。盖400可以同外壳100一样由导电材料形成,例如可以采用金属等材料。随着盖400的结合,滤波器内部形成遮蔽电磁波的结构。
盖400与外壳100可通过多种结合方式结合。例如,可利用多个螺钉将盖400结合在外壳100,也可以用焊接结合到外壳100。
滤波器的外壳100及盖400从电方面来讲具有接地电位,为确保所需电子特性、牢固地结合陶瓷环500,应该将陶瓷环500牢固地结合到盖400,加压部件200起到提供用于牢固附着的压力的作用。
图3为适用于根据本发明一个实施例的腔体滤波器的加压部件的分解立体图,图4为适用于根据本发明一个实施例的腔体滤波器的加压部件的剖面图。
参见图3,根据本发明一个实施例的加压部件200可包括插入部210、弹性部件212及调谐螺钉214。
插入部210是插入随后说明的盖400的插入区域的部分。插入部210可具有圆筒结构,为插入盖400的插入区域,其外周面可形成有螺纹。插入部210由金属材料构成。
插入部210的中央部形成有插入孔220,插入孔220与调谐螺钉214结合。插入部210的插入孔220内周面形成有螺纹,调谐螺钉214的外周面也形成成有螺纹,调谐螺钉通过螺纹结合方式结合到插入孔220。调谐螺钉214可旋转插入到插入孔220,根据旋转程度调节插入深度。
插入部210的下部结合有弹性部件212。例如,弹性部件212可通过键合(bonding)结合于插入部210的下部,除键合外还可以采用多种结合方式。
参见图4,弹性部件212可以是中央形成有孔的环形状。弹性部件212是用于加压滤波器盖的构成要素,例如可以将硅胶材料的橡胶(rubber)作为弹性部件212。
图5为显示根据本发明一个实施例的腔体滤波器盖中适用加压部件的区域的剖面图。
参见图5,根据本发明一个实施例的盖400可包括薄膜部410、插入区域450及孔420。
盖400具有预定的厚度,形状为矩形。盖400的预定部位形成有厚度比盖400薄的薄膜部410。由于形成有厚度小于盖400的薄膜部410,因此盖400上形成能够插入加压部件200的插入区域450。
薄膜部410具有环形状,薄膜部410的中央部形成有孔420。薄膜部410的厚度被设为能够随着加压部件200的加压发生变形的程度。优选的是薄膜部410为圆形的环形状,孔420也是圆形状。
因盖400与薄膜部410的厚度差形成的插入区域450的内周面形成有螺纹。
形成于盖400的插入区域450的位置对应于各陶瓷谐振器300的位置。插入区域450形成于陶瓷谐振器300上部,设置有三个陶瓷谐振器300的情况下盖上形成有三个插入区域450。
加压部件200插入于各插入区域450,加压部件200的数对应于插入区域450的数。加压部件200插入到插入区域450的同时加压盖400使得盖400与结合于陶瓷谐振器的上部的陶瓷环500能够稳定地接触。
图6为显示根据本发明一个实施例的腔体滤波器中滤波器盖与加压部件结合状态的剖面图。
参见图6,加压部件200的插入部210插入到因滤波器的盖400与薄膜部410的厚度差形成的插入区域450。加压部件200可以以螺纹结合形态插入到插入区域450。通过形成于插入区域450内周面的螺纹及形成于插入部210的外周面的螺纹,插入部21旋转插入到插入区域。插入部210旋转至插入部210完全安置于插入区域450。
调谐螺钉214插入到形成于插入区域450的孔420。调谐螺钉214通过孔420插入到外壳100内部,调谐螺钉214用于调节滤波器的特性。调谐螺钉214用于调谐滤波器的谐振频率或带宽,通过调节调谐螺钉214的插入深度调谐滤波器的谐振频率或带宽特性。
通过调谐确保所需滤波器特性后利用螺母216固定调谐螺钉214的位置。
向插入区域450插入插入部210的情况下,结合于插入部210下部的弹性部件212加压插入区域450的薄膜部410。薄膜部410具有能够随着压力发生变形的程度的厚度,因此薄膜部随着弹性部件212的加压向下。
硅橡胶之类的弹性部件212提供弹力,因此能够持续加压薄膜部410。
图7为概念性地仅显示根据本发明一个实施例的腔体滤波器中谐振器部分的立体图。即,省略了外壳100与盖400,但显示了形成于外壳100内的腔体110,还显示了腔体110内的构成要素。
根据本发明一个实施例的腔体滤波器的外壳100可包括多个腔体110a、110b、110c,可包括安装于各腔体110a、110b、110c的陶瓷谐振器300a、300b、300c及陶瓷环500a、500b、500c。如上所述,各陶瓷谐振器300a、300b、300c可包括形成有贯通孔350的谐振器本体310及形成于贯通孔350的内周面与谐振器本体310的一侧及另一侧表面的金属层370。
图7所示的腔体滤波器中第一腔体110a与第二腔体110b之间形成有窗口,第二腔体110b与第三腔体110c之间形成有窗口。另外,彼此隔离的第一腔体110a与第三腔体110c内的第一陶瓷谐振器300a与第三陶瓷谐振器300c之间具有用于实现交叉耦合(cross-coupling)的耦合部件130。
耦合部件130结合于外壳100,可以配置成两端相邻于第一陶瓷谐振器300a与第三陶瓷谐振器300c。由金属材料构成的耦合部件130能够使第一陶瓷谐振器300a与第三陶瓷谐振器300c之间发生交叉耦合。
外壳100可另外具有用于配置耦合部件130的空间,可以向该空间内容纳耦合部件130。
耦合部件130可以与预定的调节螺钉135共同使用。用户可通过操作调节螺钉135调节耦合部件130对于两个谐振器300a、300c的相对位置。可以使调节螺钉135在受到操作时向特定方向移动耦合部件130,也可以只用于固定或解除固定耦合部件130。可以使调节螺钉135不凸出到外壳100的上面上,而是被盖400遮住。
通过输入线172施加信号的情况下在第一谐振器300a发生谐振,通过第一腔体110a与第二腔体110b之间的窗口发生的与第二谐振器300b的耦合,在第二谐振器300b也发生谐振。同样,通过第二腔体110b与第三腔体110c之间的窗口发生的第二谐振器300b与第三谐振器300c之间的耦合使得在第三谐振器300c也发生谐振。其中,耦合部件130使得第一谐振器300a与第三谐振器300c之间发生交叉耦合,最终通过第三谐振器300c的谐振将经过滤波器过滤的信号输出至输出线174。
如上,根据本发明一个实施例的腔体滤波器能够利用镀有金属层的陶瓷谐振器与陶瓷环将谐振器及腔体的尺寸最多降至基于现有技术的阶梯阻抗(Step Impedance)结构的谐振器的80%,因此能够提供适合小型化基站的腔体滤波器。
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,本发明并非限定于上述的实施例,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)
1.一种腔体滤波器,其特征在于,包括:
外壳,其形成有至少一个腔体,包括容纳于所述腔体的陶瓷谐振器;
陶瓷环,其结合于所述陶瓷谐振器的上部;以及
盖,其结合于所述外壳的一侧,
所述陶瓷谐振器形成有沿一个方向从一侧向另一侧贯通的贯通孔,所述陶瓷谐振器的一侧表面与另一侧表面及所述贯通孔的内周面形成有金属层。
2.根据权利要求1所述的腔体滤波器,其特征在于:
所述外壳形成有两个以上的腔体,
所述腔体滤波器还包括耦合部件,
所述耦合部件的两端分别相邻于两个陶瓷谐振器使得所述两个陶瓷谐振器之间发生交叉耦合。
3.根据权利要求1所述的腔体滤波器,其特征在于:
所述外壳包括从所述腔体的一面沿着所述一个方向凸出的凸出部,所述陶瓷谐振器配置于所述腔体内使得所述凸出部插入所述贯通孔。
4.根据权利要求3所述的腔体滤波器,其特征在于:
所述贯通孔的内径中一侧的内径大于另一侧的内径。
5.根据权利要求4所述的腔体滤波器,其特征在于:
所述陶瓷谐振器通过结合于所述凸出部的锁定部固定,所述锁定部的外径小于或等于所述贯通孔的一侧内径,大于所述贯通孔的另一侧内径。
6.根据权利要求1所述的腔体滤波器,其特征在于,还包括:
加压部件,其结合于所述盖,
所述盖形成有用于插入所述加压部件的插入区域,所述插入区域形成有厚度小于所述盖的本体的薄膜部,所述加压部件插入所述插入区域加压薄膜部,
所述陶瓷环与所述薄膜部相互接触。
7.根据权利要求6所述的腔体滤波器,其特征在于,还包括:
调谐螺钉,其结合于所述盖,
所述调谐螺钉通过所述贯通孔插入到外壳内部。
8.根据权利要求7所述的腔体滤波器,其特征在于:
可以调节及固定所述调谐螺钉的插入深度。
9.根据权利要求1所述的腔体滤波器,其特征在于:
所述陶瓷环具有环形状,内部形成有孔。
10.根据权利要求1所述的腔体滤波器,其特征在于:
所述外壳及所述盖的材料为金属。
11.根据权利要求6所述的腔体滤波器,其特征在于:
所述加压部件的材料为具有弹力的材料。
12.根据权利要求7所述的腔体滤波器,其特征在于:
所述调谐螺钉的材料为金属。
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