CN108336460A - 一种超小型5g滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超小型5G滤波器，包括若干谐振腔，每个谐振腔包括腔体、盖板和谐振杆；谐振杆固定在腔体的下表面；盖板上贯穿连接圆形的调谐盘，谐振杆为实心结构，顶部具有耦合面，与调谐盘产生均匀的电容耦合，提高滤波器的功率容量。本发明5G滤波器插损小、同等单腔容积下的功率比传统螺杆耦合方式大一倍；调谐盘与实心结构的谐振杆的耦合电容均匀，实际加工出来以后一致性好，调谐范围变小，可生产性更高；由于调谐范围小，调谐盘可以与盖板同厚度，传统设计需要在调试后，在盖板顶部锁紧螺杆，而调谐盘可以通过点胶紧固，节省了空间。通过耦合环与调谐盘改善电场分布，增大电容量。

Description

一种超小型5G滤波器
技术领域
本发明属于通信领域，尤其涉及一种超小型5G滤波器。
背景技术
滤波器是最基本的信号处理器件，现代通信技术的发展，对微波器件的要求也越来越高，特别是随着系统对带宽性能的要求，系统对滤波器要求也越来越高，品种也越来越多，滤波器的主要性能是选频和滤波。在5G天馈系统中，由于收发信道数量由原来4G系统的8个增加到64甚至128个，滤波器的小型化是必然的选择，但是由于滤波器的体积与指标是正相关，因此在有限的体积内，增加滤波器的内腔容积，提升滤波器的性能非常重要。
发明内容
为了解决现有技术中获得较高的电容量、较低的频率、及降低电场击穿强度，必将导致滤波器体积增大的问题，本发明提供一种超小型5G滤波器。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种超小型5G滤波器，包括若干谐振腔，每个谐振腔包括腔体、盖板和谐振杆；所述谐振杆固定在腔体的下表面；所述盖板上贯穿连接圆形的调谐盘，所述谐振杆为实心结构，顶部具有耦合面，与调谐盘产生均匀的电容耦合，提高滤波器的功率容量。
进一步地，所述调谐盘覆盖谐振杆的顶部耦合面，排除传统的调谐螺杆的螺纹对功率的影响。
进一步地，所述谐振杆的耦合面为圆形，调谐盘与谐振杆的耦合面共轴且直径相同。
进一步地，所述盖板的下表面设置耦合环，通过耦合环对谐振杆进行侧面电容加载。
进一步地，所述耦合环上具有缺口，缺口位置正对其相邻谐振腔的谐振杆。
进一步地，所述谐振杆的横截面为T形，T形顶面作为耦合面。
进一步地，所述调谐盘与盖板螺纹连接，并通过胶水固定，节省空间。
进一步地，所述调谐盘外侧为螺纹结构，顶部不加工螺纹，作为锁止结构，防止调谐盘在调试过程中落入腔体内部。
进一步地，所述谐振杆的深度为腔体深度的1/4‐1/3。
本发明的有益效果是：本发明5G滤波器
1.插损小、同等单腔容积下的功率比传统螺杆耦合方式大一倍；
2.调谐盘与实心结构的谐振杆的耦合电容均匀，实际加工出来以后一致性好，调谐范围变小，可生产性更高；
3.由于调谐范围小，调谐盘可以与盖板同厚度，传统设计需要在调试后，在盖板顶部锁紧螺杆，而调谐盘可以通过点胶紧固，节省了空间。
4.通过耦合环与调谐盘改善电场分布，增大电容量。
5.具有体积小、功率大、互调低、插损小、抑制高、一致性好等优点。
附图说明
图1为实施例1的滤波器结构示意图；
图2为实施例1的滤波器经过电磁仿真软件CST仿真结构示意图；
图3为实施例1的滤波器经过电压功率换算软件计算的单腔功率结果图；
图4为实施例2的滤波器结构示意图；
图5为实施例2的滤波器经过电磁仿真软件CST仿真结构示意图；
图6为实施例2的滤波器经过电压功率换算软件计算的单腔功率结果图；
图7为实施例3的滤波器内部拓扑结构图；
图8为实施例3的滤波器的耦合环的缺口位置示意图；
图9为对比例1的滤波器结构示意图；
图10为对比例1的滤波器经过电磁仿真软件CST仿真结构示意图；
图11为对比例1的滤波器经过电压功率换算软件计算的单腔功率结果图；
图中，腔体1、盖板2、调谐盘3、耦合环4、谐振杆5、缺口6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明提供的一种超小型5G滤波器，包括若干谐振腔，每个谐振腔包括腔体1、盖板2和谐振杆5；所述谐振杆5固定在腔体1的下表面；所述盖板2上贯穿连接圆形的调谐盘3，所述谐振杆5为实心结构，不设立内腔，顶部具有耦合面，与调谐盘3产生均匀的电容耦合，提高滤波器的功率容量。
进一步地，所述调谐盘3覆盖谐振杆5的顶部耦合面，排除传统的调谐螺杆的螺纹对功率的影响。
进一步地，所述谐振杆5的耦合面为圆形，调谐盘3与谐振杆5的耦合面共轴且直径相同。
进一步地，所述盖板2的下表面设置耦合环4，通过耦合环4对谐振杆5进行侧面电容加载。
进一步地，所述耦合环4上具有缺口6，缺口6位置正对其相邻谐振腔的谐振杆5。
进一步地，所述谐振杆5的横截面为T形，T形顶面作为耦合面。
进一步地，所述调谐盘3与盖板2螺纹连接，并通过胶水固定，节省空间。
进一步地，所述调谐盘3外侧为螺纹结构，顶部不加工螺纹，作为锁止结构，防止调谐盘3在调试过程中落入腔体1内部。
进一步地，所述谐振杆5的深度为腔体1深度的1/4‐1/3。
实施例1：
本实施例提供的一种超小型5G滤波器，包括若干谐振腔，如图1所示，每个谐振腔包括腔体1、盖板2和谐振杆5；所述谐振杆5固定在腔体1的下表面；所述盖板2上贯穿连接圆形的调谐盘3，通过调谐盘3增加耦合面积，改变电场的集中点；所述谐振杆5为实心结构，不设立内腔，横截面为T形，T形顶面作为耦合面，与调谐盘3产生均匀的电容耦合，提高滤波器的功率容量；所述调谐盘3覆盖谐振杆5的顶部耦合面，排除传统的调谐螺杆的螺纹对功率的影响。
所述调谐盘3与盖板2螺纹连接，并通过胶水固定，节省空间；所述调谐盘3外侧为螺纹结构，顶部不加工螺纹，作为锁止结构，防止调谐盘3在调试过程中落入腔体1内部；所述谐振杆5的深度为腔体1深度的1/4‐1/3。
图2为本实施例滤波器经过电磁仿真软件CST仿真结构示意图，图3为本实施例滤波器经过电压功率换算软件计算的单腔功率结果图，单腔仿真出来的功率计算值为18.95W；从图3中可以看出场强为26.4E8，从而平均分散储能过击穿场强，来提升功率容量。
实施例2：
本实施例提供的一种超小型5G滤波器，包括若干谐振腔，如图4所示，每个谐振腔包括腔体1、盖板2和谐振杆5；所述谐振杆5固定在腔体1的下表面；所述盖板2上贯穿连接圆形的调谐盘3，所述谐振杆5为实心结构，不设立内腔，横截面为T形，T形顶面作为耦合面，与调谐盘3产生均匀的电容耦合，提高滤波器的功率容量；所述盖板2的下表面设置耦合环4，通过耦合环4对谐振杆5进行侧面电容加载。通过增大耦合电容加载，减少调谐范围，在增强一致性的同时，提升了单腔的功率容量。
图5为本实施例滤波器经过电磁仿真软件CST仿真结构示意图，图6为本实施例滤波器经过电压功率换算软件计算的单腔功率结果图，单腔仿真出来的功率计算值为39.88W。从图6中可看出场强为18.2E8，从而平均分散储能过击穿场强，来提升功率容量。由于电场分散并未集中在一点的特性，互调参数也得到相应提升。
实施例3：
本实施例提供的一种超小型5G滤波器，包括若干谐振腔，该滤波器的内部拓扑可采用如图7所示的结构，每个谐振腔的结构同实施例2。在耦合环4上设置有缺口6，缺口6位置正对其相邻谐振腔的谐振杆5，如图8所示。此外，由拓扑可以看出，此种滤波器为切比雪夫带通滤波器，在设计时可以用DESIGNER、HFSS、CST软件来仿真全频段S参数，从而确定滤波器的内部耦合结构。
对比例1：
现有的小型化滤波器如图9所示，包括腔体、盖板、谐振杆、调谐螺杆、用于固定调谐螺杆的锁紧螺母，谐振杆为中空结构，在谐振杆上增加电容加载盘，为了达到滤波器所要求的频率，通常采用增加谐振杆的高度，或者增加电容加载盘的直径来调整滤波器，即使达到滤波器指标频率，该方案电场分布过于集中。
图10为本对比例滤波器经过电磁仿真软件CST仿真结构示意图，图11为本对比例滤波器经过电压功率换算软件计算的单腔功率结果图，单腔仿真出来的功率计算值为9.6W。从图10可以看出场强为37.1E8，滤波器的体积也就随之增大，这种模式不仅浪费材料，还提升了生产成本，由于滤波器体积的增大，不利于腔体滤波器小型化和集成化。
结论：本发明提出的滤波器的新的设计方式，比传统螺杆调谐的方式，功率容量大1倍到4倍左右，产品性能提升非常明显。
上述实施例为本发明的一个优选实施方式，是对本发明内容及其应用的进一步说明，不应理解为本发明仅适用于上述实施例。凡基于本发明原理和发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims (9)

1.一种超小型5G滤波器，包括若干谐振腔，每个谐振腔包括腔体(1)、盖板(2)和谐振杆(5)；所述谐振杆(5)固定在腔体(1)的下表面，其特征在于，所述盖板(2)上贯穿连接圆形的调谐盘(3)，所述谐振杆(5)为实心结构，顶部具有耦合面，与调谐盘(3)产生均匀的电容耦合。
2.根据权利要求1所述的一种超小型5G滤波器，其特征在于，所述调谐盘(3)覆盖谐振杆(5)的顶部耦合面。
3.根据权利要求1所述的一种超小型5G滤波器，其特征在于，所述谐振杆(5)的耦合面为圆形，调谐盘(3)与谐振杆(5)的耦合面共轴且直径相同。
4.根据权利要求1所述的一种超小型5G滤波器，其特征在于，所述盖板(2)的下表面设置耦合环(4)，通过耦合环(4)对谐振杆(5)进行侧面电容加载。
5.根据权利要求4所述的一种超小型5G滤波器，其特征在于，所述耦合环(4)上具有缺口(6)，缺口(6)位置正对其相邻谐振腔的谐振杆(5)。
6.根据权利要求1所述的一种超小型5G滤波器，其特征在于，所述谐振杆(5)的横截面为T形，T形顶面作为耦合面。
7.根据权利要求1所述的一种超小型5G滤波器，其特征在于，所述调谐盘(3)与盖板(2)螺纹连接，并通过胶水固定。
8.根据权利要求1所述的一种超小型5G滤波器，其特征在于，所述调谐盘(3)外侧为螺纹结构，顶部不加工螺纹，作为锁止结构，防止调谐盘(3)在调试过程中落入腔体(1)内部。
9.根据权利要求1所述的一种超小型5G滤波器，其特征在于，所述谐振杆(5)的深度为腔体(1)深度的1/4‐1/3。
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