CN108493538A - 一种能调节耦合强度的腔体滤波器 - Google Patents

Abstract

一种能调节耦合强度的腔体滤波器，包括壳体和盖板，在壳体内设置有多个并列且间隔设置的谐振腔，每个谐振腔上均固定设置有谐振片，各谐振片之间通过不同的耦合片进行耦合连接，所述谐振腔的两个相对的侧面上各设置有一个半圆弧面，相邻的两个谐振腔上的半圆弧面围合出一个圆柱形的调节腔，调节腔内上下活动设置有调节器，调节器穿设在所述盖板上，通过改变调节器伸入到调节腔内的深度来改变相邻两个谐振腔之间的耦合强度。本发明提供一种能调节耦合强度的腔体滤波器，能够灵活地对谐振腔之间的耦合强度进行调节，从而满足不同信号的通信需要。

Description

一种能调节耦合强度的腔体滤波器

技术领域

本发明涉及腔体滤波器领域，具体的说是一种能调节耦合强度的腔体滤波器。

背景技术

滤波器是一种典型的频率选择装置，它能够有效的抑制无用信号，使其不能通过滤波器，只有有用信号顺利通过滤波器，因此，滤波器性能的优劣直接影响到整个通信系统的质量，是现代微波、毫米波通信系统中至关重要的器件。

腔体滤波器是一种非常重要的滤波器，与其他性质的滤波器比较，结构牢固，性能稳定可靠，体积小，Q值适中，高端寄生通带较远而且散热性能好，可用于较大功率和频率。

现有的腔体滤波器中耦合结构主要有以下两种。

第一种如图7所示，主要采用谐振杆110，通过在相隔的两个传统谐振腔120之间加入由介质支撑的不接地的金属飞杆130实现两传统谐振腔120之间的耦合。此机构需要额外的部件，如飞杆130、支撑座140，压铸腔体也需要加工不带斜度的卡槽，这将带来较高的加工费用和降低产品可靠性；飞杆130装在腔体内部，盖板安装后耦合强度不可调，只能拆盖板优化，影响效率；排布统传统谐振腔120也需要占用较大的体积，导致空间利用率低，不利于器件小型化的发展；而且由于支撑座140是一种非金属材料，而飞杆130和腔体是金属材料，在温度变化时，支撑座膨胀系数大，容易造成飞杆紧固失效沿水平方向位移，对耦合量造成极大影响；更有甚者，产品做大功率时支撑座产生融化，直接导致产品报废。

第二种如图8所示，采用普通谐振杆110，两传统谐振腔120之间有耦合螺杆150，盖板上有螺纹孔，耦合调试螺杆通过盖板螺纹孔，用螺母160固定在盖板上，通过耦合螺杆150的深入腔体深度来调节腔体耦合。但调螺头部占用盖板空间比较多，很容易占用其他零件的安放，如防雷板，塔放的控制板、LNA板的安装，减少了其他零件安装的可选位置；小型化腔体时易与其余零部件如螺钉头干涉；调试深度不可控，调试时进入太深与腔体筋位过进时，可能导致大功率信号通过时出现打火的现象。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种能调节耦合强度的腔体滤波器，能够灵活地对谐振腔之间的耦合强度进行调节，从而满足不同信号的通信需要。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种能调节耦合强度的腔体滤波器，包括壳体和盖板，在壳体内设置有多个并列且间隔设置的谐振腔，每个谐振腔上均固定设置有谐振片，各谐振片之间通过不同的耦合片进行耦合连接，所述谐振腔的两个相对的侧面上各设置有一个半圆弧面，相邻的两个谐振腔上的半圆弧面围合出一个圆柱形的调节腔，调节腔内上下活动设置有调节器，调节器穿设在所述盖板上，通过改变调节器伸入到调节腔内的深度来改变相邻两个谐振腔之间的耦合强度。

所述调节器设置为调节螺钉。

所述调节腔的内径大于所述调节螺钉的外径。

所述谐振片上开设有连接螺孔和/或固定设置有焊接部。

所述谐振腔的上端敞开。

所述谐振腔的一侧敞开，所述谐振片水平设置并且从谐振腔的敞开侧伸出。

所述谐振腔分为两组，每组谐振腔构成一个通路，两个通路之间通过连接片相连接。

所述壳体上还穿设有输入端口、第一输出端口和第二输出端口，输入端口与其中一个通路电连接，第一输出端口与所述连接片相连接，第二输出端口与另外一个通路电连接。

所述谐振腔通过固定螺栓与所述壳体固定连接。

本发明的工作原理为：两个相邻的谐振腔之间的耦合强度主要受耦合面积大小及间隙宽度的影响，具体的说耦合面积越大则耦合强度越高、间隙宽度越小则耦合强度越高。由于小型化射频器件空间有限，而且对耦合强度有非常高的要求，为了提高耦合强度，间隙的宽度应当足够小，但是这种情况下耦合强度是无法调节的，难以满足各种不同信号的传输需求。因此设置了调节器来对耦合强度进行调节，但是因为两个谐振腔之间的距离太小，调节器无法深入到其中，所以在谐振腔的侧板上设置半圆弧面，使两个相邻谐振腔上的半圆弧面围合出一个调节腔，进而使调节器可以深入到调节腔中，具体的说是调节器的调节杆深入到调节腔中。当调节器上下活动的时候，调节杆的深度发生改变，从而改变两个谐振腔相对面的面积大小，最终对两个谐振腔之间的耦合强度进行调节。

有益效果：

1、本发明在相邻两个谐振腔之间设置有调节器，通过改变调节器的高度可以调节两个谐振腔之间的耦合强度，而且调节器设置在壳体上，在滤波器整体安装完毕之后也可以对耦合强度进行调节，非常方便，避免了每次调节时都要重复拆装滤波器所带来的高工作强度和低效率的问题；

2、本发明谐振腔之间的距离可以设置得足够小，然后利用两个圆弧面组成调节腔，从而扩大耦合强度的可调节范围，在耦合强度可调节范围的上限满足实际需要的情况下，谐振腔的深度可以设置得比较浅，从而减少滤波器整体的体积，从而满足小型化射频器件对于部件体积的要求；

3、本发明采用片状的谐振片，能够进一步减小对垂直空间的占用，从而进一步减小滤波器整体的体积。

附图说明

图1是本的整体结构俯视图；

图2是本发明其中一个通路的结构示意图；

图3是本发明的谐振腔、谐振片、调节器和耦合片的设置方式俯视图；

图4是本发明的谐振腔、谐振片、调节器和耦合片的设置方式侧视图；

图5是本发明的谐振腔、谐振片、调节器和耦合片的设置方式主视图；

图6是本发明的谐振腔的具体结构示意图；

图7是现有技术中第一种耦合结构的示意图；

图8是现有技术中第二种耦合结构的示意图。

附图标记：1、谐振腔，101、背板，102、底板，103、侧板，104、固定螺孔，2、调节器，3、谐振片，301、垂直连接部，4、耦合片，5、连接片，6、输入端口，7、第一输出端口，8、第二输出端口，9、壳体，10、连接螺孔，11、焊接部，12、盖板，13、半圆弧面，110、谐振杆，120、传统谐振腔，130、飞杆，140、支撑座，150、耦合螺杆，160、螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至6。一种能调节耦合强度的腔体滤波器，包括壳体9和盖板12。

在壳体9内设置有多个并列且间隔设置的谐振腔1。谐振腔1包括一体连接的背板101、底板102和两个侧板203，其中底板102为长方形板，两个侧板103分别垂直固设在底板102的两端，背板101将两个侧板103连接起来，并且背板101的高度低于侧板103的高度，谐振腔1的前端和上端则敞开。在底板102上还开设有两个固定螺孔104，在壳体9的底部开设有与固定螺孔104对应匹配的安装螺孔，通过一个固定螺栓与固定螺孔104和安装螺孔的配合将谐振腔1固定安装在壳体9内部。

谐振腔1的两个相对的侧面上各设置有一个半圆弧面13，具体的说是在两个侧板103上各设置有一个半圆弧面13，并且半圆弧面13凹向谐振腔1的内部。相邻的两个谐振腔1上的半圆弧面13可以围合出一个圆柱形的调节腔，调节腔内上下活动设置有调节器2，调节器2设置为调节螺钉，调节螺钉包括一体连接的调节杆和头部，调节杆呈圆柱状，调节杆的外径小于调节腔的内径。在调节杆上靠近头部的部分设置有外螺纹，在盖板12上开设有与调节器2一一对应的螺孔，通过调节杆2上外螺纹与螺孔的配合将调节器2穿设在盖板12上。

每个谐振腔1上均固定设置有谐振片3，谐振片3均水平设置，谐振片3通过垂直连接部301与谐振腔1的底板102固定连接，并且谐振片3与垂直连接部301是一体成型的。谐振片3上开设有连接螺孔10和/或固定设置有焊接部11。各谐振片3之间通过不同的耦合片4进行耦合连接，耦合片4的两端可以通过连接螺钉与连接螺孔10相配合实现与谐振片3的连接，也可以通过与焊接部11焊接固定实现与谐振片3的连接。

在本实施例中，谐振腔1共设置有九个，九个谐振腔1分为两组，每组谐振腔1各构成一个通路。

其中一组包括5个谐振腔1，从左到右分别用第五谐振腔、第六谐振腔、第七谐振腔、第八谐振腔和第九谐振腔进行表示。第五谐振腔上的谐振片3与第七谐振腔上的谐振片3通过一个耦合片4耦合连接，并且该耦合片4与第五谐振腔上的谐振片3与第七谐振腔上的谐振片3之间均通过焊接固定。第八谐振腔上的谐振片3通过一个耦合片4与第九谐振腔上的谐振片3耦合连接，该耦合片4与第八谐振腔上的谐振片3之间通过连接螺栓与连接螺孔10的配合实现固定连接，该耦合片4与第九谐振腔上的谐振片3之间通过焊接固定。

另外一组包括四个谐振腔1，从左到右分别用第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔和第四谐振腔来表示。第一谐振腔上的谐振片3和第二谐振腔上的谐振片3通过一个耦合片4耦合连接，该耦合片4与第一谐振腔上的谐振片3和第二谐振腔上的谐振片3之间均采用焊接固定。第二谐振腔上的谐振片3还与第四谐振腔上的谐振片3通过一个耦合片4耦合连接，该耦合片4与第二谐振腔上的谐振片3还与第四谐振腔上的谐振片3之间均通过连接螺钉与连接螺孔10的配合实现固定连接。

两个通路之间通过连接片5相连接，具体的说连接片5的一端通过焊接固定的方式与第四谐振腔上的谐振片3固定连接，连接片5的另外一端通过焊接固定的方式与第五谐振腔上的谐振片3固定连接。

壳体9上还穿设有输入端口6、第一输出端口7和第二输出端口8，输入端口6与连接第八谐振腔上的谐振片3和第九谐振腔上的谐振片3的一个耦合片4固定连接，第一输出端口7与连接片5相连接，第二输出端口8与连接第一谐振腔上的谐振片3和第二谐振腔上的谐振片3的一个耦合片4固定连接。

本发明可以对相邻两个谐振腔1之间的耦合强度进行调节，具体的原理如下。

两个相邻的谐振腔1之间的耦合强度主要受耦合面积大小及间隙宽度的影响，具体的说耦合面积越大则耦合强度越高、间隙宽度越小则耦合强度越高。由于小型化射频器件空间有限，而且对耦合强度有非常高的要求，为了提高耦合强度，间隙的宽度应当足够小，但是这种情况下耦合强度是无法调节的，难以满足各种不同信号的传输需求。因此设置了调节器2来对耦合强度进行调节，但是因为两个谐振腔1之间的距离太小，调节器2无法深入到其中，所以在谐振腔1的侧板103上设置半圆弧面13，使两个相邻谐振腔1上的半圆弧面13围合出一个调节腔，进而使调节器2可以深入到调节腔中，具体的说是调节器2的调节杆深入到调节腔中。当调节器2上下活动的时候，调节杆的深度发生改变，从而改变两个谐振腔1相对面的面积大小，最终对两个谐振腔1之间的耦合强度进行调节。具体的说，改变调节器2的深度时通过旋转调节螺钉的头部来实现，利用调节杆上的螺纹和壳体12上的螺孔相配合使调节器2向上或者向下移动。

通过上述的调节方式，在滤波器整体安装完毕之后也可以对相邻两个谐振腔1之间的耦合强度进行调节，非常方便，避免了每次调节时都要重复拆装滤波器所带来的高工作强度和低效率的问题。同时，还可以通过将谐振腔1之间的距离可以设置得很小来提高耦合强度可调节范围的上限，在耦合强度可调节范围的上限满足需要之后，可以减小谐振腔1的深度，与水平设置的片状的谐振片3相配合，可以减小腔体滤波器整体的空间占用，特别是在垂直方向上的空间占用，以满足高频通信的需要。

另外，本发明的谐振片3、耦合片4和连接片5的具体形状和大小对电气性能的影响都非常小，因此可以根据实际应用时壳体9内的空间情况灵活进行调整。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种能调节耦合强度的腔体滤波器，包括壳体（9）和盖板（12），在壳体（9）内设置有多个并列且间隔设置的谐振腔（1），每个谐振腔（1）上均固定设置有谐振片（3），各谐振片（3）之间通过不同的耦合片（4）进行耦合连接，其特征在于：所述谐振腔（1）的两个相对的侧面上各设置有一个半圆弧面（13），相邻的两个谐振腔（1）上的半圆弧面（13）围合出一个圆柱形的调节腔，调节腔内上下活动设置有调节器（2），调节器（2）穿设在所述盖板（12）上，通过改变调节器（2）伸入到调节腔内的深度来改变相邻两个谐振腔（1）之间的耦合强度。

2.如权利要求1所述的一种能调节耦合强度的腔体滤波器，其特征在于：所述调节器（2）设置为调节螺钉。

3.如权利要求2所述的一种能调节耦合强度的腔体滤波器，其特征在于：所述调节腔的内径大于所述调节螺钉的外径。

4.如权利要求1所述的一种能调节耦合强度的腔体滤波器，其特征在于：所述谐振片（3）上开设有连接螺孔（10）和/或固定设置有焊接部（11）。

5.如权利要求1所述的一种能调节耦合强度的腔体滤波器，其特征在于：所述谐振腔（1）的上端敞开。

6.如权利要求1所述的一种能调节耦合强度的腔体滤波器，其特征在于：所述谐振腔（1）的一侧敞开，所述谐振片（3）水平设置并且从谐振腔（1）的敞开侧伸出。

7.如权利要求1所述的一种能调节耦合强度的腔体滤波器，其特征在于：所述谐振腔（1）分为两组，每组谐振腔（1）构成一个通路，两个通路之间通过连接片（5）相连接。

8.如权利要求7所述的一种能调节耦合强度的腔体滤波器，其特征在于：所述壳体（9）上还穿设有输入端口（6）、第一输出端口（7）和第二输出端口（8），输入端口（6）与其中一个通路电连接，第一输出端口（7）与所述连接片（5）相连接，第二输出端口（8）与另外一个通路电连接。

9.如权利要求1所述的一种能调节耦合强度的腔体滤波器，其特征在于：所述谐振腔（1）通过固定螺栓与所述壳体（9）固定连接。