CN109167132A - 一种微带接口嵌入式腔体滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微带接口嵌入式腔体滤波器，包括：由上向下依次设置的盖板、腔体、微带板和底板；所述腔体和盖板之间形成至少四个子腔室，首尾两个子腔室间的隔离侧壁顶端经绝缘座安装有耦合飞杆；所述微带板两端分别设有一个微带端口，两个微带端口之间设有高阻线。该滤波器输入输出采用微带接口，没有连接器，可嵌入PCB电路中，也可以将本发明的微带板部分和其他PCB电路一体设计，提高系统的集成度；该滤波器频率和带宽可调谐范围更宽，插入损耗小，带外抑制高；耦合飞杆实现首尾谐振器之间的容性交叉耦合，通过微带高阻线实现源到负载的感性交叉耦合，最终实现了四个传输零点，提高了滤波器的带外抑制性能。

Description

一种微带接口嵌入式腔体滤波器

技术领域

本发明涉及无线通信系统的滤波器技术领域，尤其涉及5G通信4750MHz-5000MHz窄带腔体滤波器，具体是一种微带接口嵌入式腔体滤波器。

背景技术

同轴腔滤波器设计简单，加工方便，插入损耗小，且可以精确调谐，在移动通信、雷达等无线系统中有着大量的应用。然而同轴腔滤波器输入输出多采用同轴连接器形式，在系统应用时往往需要配接电缆或转接头等，占用较大体积，难以与微带电路集成，这限制了同轴腔滤波器在微带电路中应用。在未来的5G通信系统中，由于大规模的MIMO天线系统应用，需要大量的前端滤波器，这些滤波器要求较小的体积，同时必须易于与微带电路集成。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种微带接口嵌入式腔体滤波器。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种微带接口嵌入式腔体滤波器，包括：由上向下依次设置的盖板、腔体、微带板和底板；

所述腔体和盖板之间形成至少四个子腔室，首尾两个子腔室间具有隔离侧壁，除首尾两个子腔室以外的各个子腔室与其相邻的子腔室之间侧向连通，每个子腔室内都安装有谐振杆，首尾两个子腔室间的隔离侧壁顶端经绝缘座安装有耦合飞杆；

所述盖板上穿设有多根伸入到腔体内的调谐螺杆；

所述微带板两端分别设有一个微带端口，两个微带端口之间设有高阻线，所述高阻线一端与第一微带端口直连，另一端与第二微带端口耦合。

本发明相较于现有技术，该滤波器输入输出采用微带接口，没有连接器，可嵌入PCB电路中，也可以将本发明的微带板部分和其他PCB电路一体设计，提高系统的集成度；该滤波器频率和带宽可调谐范围更宽，插入损耗小，带外抑制高；耦合飞杆实现首尾谐振器之间的容性交叉耦合，通过微带高阻线实现源到负载的感性交叉耦合，最终实现了四个传输零点，提高了滤波器的带外抑制性能。

进一步地，所述第一微带端口和第二微带端口的阻抗为50Ω。

进一步地，所述高阻线的长度为滤波器中心频率半波长，高阻线线宽为0.1-0.2mm，高阻线与第二微带端口的耦合间隙为0.6mm，耦合宽度为1.5mm。

采用上述优选的方案，微带板的两个微带端口通过高阻线稳定实现源到负载耦合。

进一步地，所述腔体底面设有一开槽，所述开槽对应于微带板的微带端口和高阻线电路部分的正上方，所述开槽连通到腔体的内腔。

采用上述优选的方案，提高微带板电路性能的稳定性。

进一步地，所述第一微带端口通过一段抽头铜丝穿过所述开槽连接到首端子腔室的谐振杆上，所述第二微带端口通过一段抽头铜丝穿过所述开槽连接到末端子腔室的谐振杆上。

采用上述优选的方案，实现微带端口到谐振器的抽头耦合，根据滤波器的设计带宽调节铜丝焊接在谐振杆上的高度位置。

进一步地，所述隔离侧壁顶部设有卡槽，所述绝缘座安装在卡槽内，所述耦合飞杆卡在绝缘座上，耦合飞杆的两头端露出绝缘座并分别朝向首尾两个子腔室。

采用上述优选的方案，提高耦合飞杆安装便利性和位置稳固度，实现首尾谐振器间的容性交叉耦合。

进一步地，每个子腔室底面中心都设有一凸台，凸台上设有谐振杆安装螺孔，所述谐振杆底部设有通孔，谐振杆由一紧固螺钉固定在凸台上。

采用上述优选的方案，方便谐振杆的安装，降低制造成本，便于得到高精度的谐振杆尺寸。

进一步地，所述调谐螺杆数量为多个，分别对应设置在各子腔室正上方和相邻两子腔室中间位置的正上方。

进一步地，所述调谐螺杆上还设有锁紧螺母，锁紧螺母的下端面抵触在盖板上表面。

采用上述优选的方案，方便调谐螺杆的安装，提高滤波器频率和带宽调谐范围。

进一步地，所述微带板底面铺铜，顶面非微带线附近位置铺铜，微带板的底面和顶面之间通过多个接地过孔连接，所述微带板夹设在腔体和底板之间并由螺钉固定。

采用上述优选的方案，提高微带板与腔体间的导通接地性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明腔体一种实施方式的结构示意图；

图2是图1中A-A向剖视图；

图3是图1中B-B向剖视图；

图4是图1中仰视结构示意图；

图5是本发明微带板一种实施方式的结构示意图；

图6是本发明一种实施方式的结构示意图；

图7是本发明另一种实施方式的结构示意图；

图8是本发明一种实施方式的滤波器内部结构的立体示意图；

图9是本发明一种实施方式滤波器S参数响应曲线。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

1-腔体；11-第一子腔室；12-第二子腔室；13-第三子腔室；14-第四子腔室；15-隔离侧壁；151-卡槽；16-M2螺纹孔；17-贯穿孔；18-贯穿孔；19-凸台；191-谐振杆安装螺孔；2-盖板；3-谐振杆；31-紧固螺钉；41-耦合飞杆；42-绝缘座；5-微带板；51-第一微带端口；52-第二微带端口；53-高阻线；54-抽头铜丝；55-接地过孔；6-调谐螺杆；61-锁紧螺母；7-底板。

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作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。

如图1-8所示，一种微带接口嵌入式腔体滤波器，包括：由上向下依次设置的盖板2、腔体1、微带板5和底板7；

腔体1和盖板2之间形成四个子腔室，第一子腔室11和第四子腔室14间具有隔离侧壁15，第二子腔室12和第三子腔室13与其相邻的子腔室之间侧向连通，每个子腔室内都安装有谐振杆3，谐振杆3内径4.6mm、外径6.4mm高6.5mm、底部有直径2.2mm通孔，第一子腔室11和第四子腔室14间的隔离侧壁15顶端设有宽5mm、深5mm的卡槽151，卡槽内安装绝缘座42，耦合飞杆41卡在绝缘座42中间圆孔中；

盖板2上穿设有7根伸入到腔体1内的调谐螺杆6；

微带板5两端分别设有一个微带端口，两个微带端口之间设有高阻线53，高阻线53一端与第一微带端口51直连，另一端与第二微带端口52耦合。

采用上述技术方案的有益效果是：该滤波器输入输出采用微带接口，没有连接器，可嵌入PCB电路中，也可以将本发明的微带板部分和其他PCB电路一体设计，提高系统的集成度；该滤波器频率和带宽可调谐范围更宽，插入损耗小，带外抑制高；耦合飞杆41实现首尾谐振器之间的容性交叉耦合，通过微带高阻线53实现源到负载的感性交叉耦合，最终实现了四个传输零点，提高了滤波器的带外抑制性能。

如图1所示，在本发明的另一些实施方式中，腔体1顶部预留用于安装盖板2的6个M2螺纹孔16，腔体1四边角设有用于滤波器在PCB板上安装的4个直径2.2mm贯穿孔17。

如图4所示，在本发明的另一些实施方式中，腔体1底面设有一4mm深的开槽18，开槽18对应于微带板5的微带端口和高阻线电路部分的正上方，开槽18连通到腔体1的内腔。采用上述技术方案的有益效果是：提高微带板电路性能的稳定性。

如图6所示，在本发明的另一些实施方式中，耦合飞杆41长6mm、两头直径3mm、中间部分直径2mm，中间部分卡在绝缘座42的直径2mm孔上，耦合飞杆41的两头端露出绝缘座42并分别朝向第一子腔室11和第四子腔室14。采用上述技术方案的有益效果是：提高耦合飞杆41安装便利性和位置稳固度，实现首尾谐振器间的容性交叉耦合。

如图1、3、7所示，在本发明的另一些实施方式中，腔体1内部腔深10mm，底壁厚1mm，四个子腔室底面中心都设有一高2mm的凸台19，凸台19上设有M2谐振杆安装螺孔191，各个谐振杆安装螺孔191的孔间距为14mm，谐振杆3由一紧固螺钉31固定在凸台19上。采用上述技术方案的有益效果是：方便谐振杆3的安装，降低制造成本，便于得到高精度的谐振杆尺寸。

如图7、8所示，在本发明的另一些实施方式中，盖板2上垂直穿设有7个调谐螺杆6，调谐螺杆6分别对应设置在各子腔室正上方和相邻两子腔室中间位置的正上方，调谐螺杆6穿过盖板2的螺纹孔伸入腔体中，通过调节调谐螺杆6在腔体中的深度调谐滤波器；调谐螺杆6上还设有锁紧螺母61，锁紧螺母61的下端面抵触在盖板2上表面。采用上述技术方案的有益效果是：方便调谐螺杆的安装，提高滤波器频率和带宽调谐范围。

如图5所示，在本发明的另一些实施方式中，微带板5底面铺铜，顶面非微带线附近位置铺铜，微带板5的底面和顶面之间通过多个接地过孔55连接，微带板5夹设在腔体1和底板7之间并由螺钉固定。采用上述技术方案的有益效果是：提高微带板与腔体间的导通接地性能。

如图5、6所示，在本发明的另一些实施方式中，第一微带端口51通过一段抽头铜丝54穿过开槽18连接到第一子腔室11的谐振杆3上，第二微带端口52通过一段抽头铜丝54穿过开槽18连接到第四子腔室14的谐振杆3上；第一微带端口51和第二微带端口52的阻抗为50Ω；高阻线53的长度为滤波器中心频率半波长，高阻线53线宽为0.1-0.2mm，高阻线53与第二微带端口52的耦合间隙为0.6mm，耦合宽度为1.5mm。采用上述技术方案的有益效果是：实现微带端口到谐振器的抽头耦合，根据滤波器的设计带宽调节铜丝焊接在谐振杆上的高度位置；微带板的两个微带端口通过高阻线稳定实现源到负载耦合。从图9中滤波器S参数响应曲线，在频率4750MHz-5000MHz间，滤波器具有极低插入损耗，带外抑制高。

在滤波器装配完成后，在微带端口处通过连接器连接矢量网络分析仪，调试滤波器。当滤波器测试曲线达到要求后，锁紧调谐螺杆上的锁紧螺母，即可以在PCB板电路中安装应用。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种微带接口嵌入式腔体滤波器，其特征在于，包括：由上向下依次设置的盖板、腔体、微带板和底板；

所述腔体和盖板之间形成至少四个子腔室，首尾两个子腔室间具有隔离侧壁，除首尾两个子腔室以外的各个子腔室与其相邻的子腔室之间侧向连通，每个子腔室内都安装有谐振杆，首尾两个子腔室间的隔离侧壁顶端经绝缘座安装有耦合飞杆；

所述盖板上穿设有多根伸入到腔体内的调谐螺杆；

所述微带板两端分别设有一个微带端口，两个微带端口之间设有高阻线，所述高阻线一端与第一微带端口直连，另一端与第二微带端口耦合。

2.根据权利要求1所述的微带接口嵌入式腔体滤波器，其特征在于，所述第一微带端口和第二微带端口的阻抗为50Ω。

3.根据权利要求2所述的微带接口嵌入式腔体滤波器，其特征在于，所述高阻线的长度为滤波器中心频率半波长，高阻线线宽为0.1-0.2mm，高阻线与第二微带端口的耦合间隙为0.6mm，耦合宽度为1.5mm。

4.根据权利要求3所述的微带接口嵌入式腔体滤波器，其特征在于，所述腔体底面设有一开槽，所述开槽对应于微带板的微带端口和高阻线电路部分的正上方，所述开槽连通到腔体的内腔。

5.根据权利要求4所述的微带接口嵌入式腔体滤波器，其特征在于，所述第一微带端口通过一段抽头铜丝穿过所述开槽连接到首端子腔室的谐振杆上，所述第二微带端口通过一段抽头铜丝穿过所述开槽连接到末端子腔室的谐振杆上。

6.根据权利要求1所述的微带接口嵌入式腔体滤波器，其特征在于，所述隔离侧壁顶部设有卡槽，所述绝缘座安装在卡槽内，所述耦合飞杆卡在绝缘座上，耦合飞杆的两头端露出绝缘座并分别朝向首尾两个子腔室。

7.根据权利要求1所述的微带接口嵌入式腔体滤波器，其特征在于，每个子腔室底面中心都设有一凸台，凸台上设有谐振杆安装螺孔，所述谐振杆底部设有通孔，谐振杆由一紧固螺钉固定在凸台上。

8.根据权利要求1所述的微带接口嵌入式腔体滤波器，其特征在于，所述调谐螺杆数量为多个，分别对应设置在各子腔室正上方和相邻两子腔室中间位置的正上方。

9.根据权利要求8所述的微带接口嵌入式腔体滤波器，其特征在于，所述调谐螺杆上还设有锁紧螺母，锁紧螺母的下端面抵触在盖板上表面。

10.根据权利要求1所述的微带接口嵌入式腔体滤波器其特征在于，所述微带板底面铺铜，顶面非微带线附近位置铺铜，微带板的底面和顶面之间通过多个接地过孔连接，所述微带板夹设在腔体和底板之间并由螺钉固定。