CN109672013A - 双工器及其滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双工器及其滤波器，该滤波器包括壳体组件，壳体组件包括腔体及与腔体相适配的第一盖体；射频接头，射频接头包括两个，各射频接头的外导体分别与第一盖体电连接，各射频接头的内导体分别穿设于腔体内；耦合环，耦合环包括第一连接端和第二连接端，第一连接端与两个射频接头的内导体电连接；谐振组件，谐振组件设于腔体内；以及容值可调的电容组件，电容组件设于腔体内，且电容组件具有第一电极和第二电极，其中，第一电极与第二连接端电连接，第二电极接地设置。该滤波器能在同一个腔体内实现两个通带，具有两个传输零点；该双工器采用了上述滤波器，具有插损小，功率容量大，隔离度高的优点。

Description

双工器及其滤波器

技术领域

本发明涉及通信设备技术领域，特别是涉及一种双工器及其滤波器。

背景技术

在低频专网通信系统中，双工器通常由螺旋线滤波器构成。螺旋线滤波器一般包括螺旋线、瓷片电容和腔体外壳。螺旋线滤波器的带外抑制较低，使得其构成的双工器的隔离度较低。螺旋线滤波器的Q值一般低于1000，使得其构成的双工器插损较大。受制于瓷片电容不耐高温高压的特性，螺旋线滤波器的功率容量一般小于50W。螺旋线滤波器构成的双工器的隔离度较低，插损较大，功率容量较小，已经难以满足低频专网的双工器对隔离度、插入损耗和功率容量的要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种双工器及其滤波器，该滤波器可以在同一个腔体内实现两个通带，具有两个传输零点；该双工器采用了上述滤波器，具有插损小，功率容量大，隔离度高的优点。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种滤波器，包括壳体组件，所述壳体组件包括腔体及与所述腔体相适配的第一盖体；射频接头，所述射频接头包括两个，各所述射频接头的外导体分别与所述第一盖体电连接，各所述射频接头的内导体分别穿设于所述腔体内；耦合环，所述耦合环包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与两个所述射频接头的内导体电连接；谐振组件，所述谐振组件设于所述腔体内；以及容值可调的电容组件，所述电容组件设于所述腔体内，且所述电容组件具有第一电极和第二电极，其中，所述第一电极与所述第二连接端电连接，所述第二电极接地设置。

上述滤波器的电路有两种谐振状态，一种设置成带通状态，另一种设置成带阻状态。使用时，射频信号从一个端口进入腔体，一部分通过带阻谐振器，一部分通过带通谐振器，经过两种谐振器的滤波之后，有用信号从另一个端口出去。如此，该滤波器可以在同一个腔体内实现两个通带，具有两个传输零点。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述电容组件设置于所述腔体内，所述电容组件包括导电管、第一绝缘介质管、作为所述第一电极的导电筒、第二绝缘介质管及导电体，所述导电管与所述第一盖体固定电连接，所述导电管内设有所述第一绝缘介质管，所述导电筒套设于所述第一绝缘介质管内，所述第二绝缘介质管套设于所述导电筒内，所述第二绝缘介质管设有电容腔，所述导电体与所述导电管电连接以共同形成所述第二电极，且所述导电体插设于所述电容腔中、且所述导电体插入所述电容腔中的长度可调。

在其中一个实施例中，所述耦合环的所述第二连接端支撑于所述导电筒的底部、并与所述导电筒电连接。

在其中一个实施例中，所述第一盖体设有与所述电容腔相对应的连接孔，所述导电体的一端穿过所述连接孔、并插入所述电容腔中。

在其中一个实施例中，所述导电体设有外螺纹结构，所述连接孔设有与所述外螺纹结构相配合的内螺纹结构；或，所述第一盖体上设有螺母，所述螺母的螺纹孔与所述连接孔相对应，所述导电体设有与所述螺母螺纹连接的螺杆。

在其中一个实施例中，所述壳体组件还包括第二盖体，所述第二盖体与所述第一盖体相对设置、并与所述腔体相适配，所述谐振组件包括设于所述腔体内的谐振柱和调谐杆，所述谐振柱设置于所述第一盖体上，所述调谐杆穿设于所述第二盖体上、并伸入所述腔体内与所述谐振柱相对应。

在其中一个实施例中，两个所述射频接头的内导体之间通过导电片连接，所述耦合环的所述第一连接端设于所述导电片的中部。

在其中一个实施例中，所述耦合环呈或近似呈“L”字形。

在其中一个实施例中，所述腔体的内壁、所述第一盖体的内壁及所述第二盖体的内壁均涂设有镀银层。

另一方面，本申请还提供了一种双工器，包括上述滤波器，所述滤波器至少有4个，还包括多根传输线及三通接头，至少两个所述滤波器通过所述传输线组成接收滤波器，至少两个所述滤波器通过所述传输线组成发射滤波器，所述接收滤波器的输入端通过所述传输线与所述三通接头的一端电连接，所述三通接头的另一端通过所述传输线与所述发射滤波器的输出端连接。

该双工器采用了上述的滤波器进行构造，腔体内设置谐振组件形成带通谐振器，相对于螺旋线滤波器来说，该谐振器的Q值高，插损小；此外，设置于腔体内的电容结构，相比瓷片电容来说，它能在较高场强下不被击穿，如此，可以大大提升了双工器的功率容量。如此，该双工器具有插损小，功率容量大，隔离度高的优点。

附图说明

图1为一实施例中滤波器的半剖示意图；

图2为图1所示的电容组件的局部半剖示意图；

图3为图1所示的电容组件的爆炸示意图；

图4为一实施例中的电容组件的三维结构示意图；

图5为图1所示的滤波器的电路图；

图6为图1所示的滤波器电路波形图；

图7为一实施例中双工器的示意图；

图8为图7所示的双工器的信号传输示意图；

图9为一实施例中射频接头与耦合环连接结构示意图。

附图标记说明：

10、滤波器，100、壳体组件，110、腔体，120、第一盖体，122、连接孔，130、第二盖体，200、电容组件，210、导电管，220、第一绝缘介质管，230、导电筒，234、驱动部，240、第二绝缘介质管，242、电容腔，250、导电体，252、螺杆，260、安装板，262、连接孔，270、螺母，300、谐振组件，310、谐振柱，320、谐振杆，400、射频接头，500、耦合环，510、第一连接端，520、第二连接端，600、导电片，20、传输线，30、三通接头，40、接收端，50、发射端，60、发射滤波器，70、接收滤波器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。进一步地，当一个元件被认为是“固定连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在现有技术中可以实现，在此不再累赘。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二者的理想状态是垂直，但是因制造及装配的影响，可以存在一定的垂直误差。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中涉及的“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1及图2所示，本实施例，提供一种滤波器10，包括壳体组件100，壳体组件100包括腔体110及与腔体110相适配的第一盖体120；射频接头400，射频接头400包括两个，各射频接头400的外导体分别与第一盖体120电连接，各射频接头400的内导体分别穿设于腔体110内；耦合环500，耦合环500包括第一连接端510和第二连接端520，第一连接端510与两个射频接头400的内导体电连接；谐振组件300，谐振组件300设置于腔体110内；以及容值大小可调的电容组件200，电容组件200设置于腔体110内，电容组件200包括与第二连接端520电连接的第一电极(未标注)、以及接地设置的第二电极(未标注)。

如图1、图2及图5所示，上述滤波器10的电路有两种谐振状态，一种设置成带通状态，另一种设置成带阻状态。使用时，射频信号从一个端口进入腔体110，一部分通过带阻谐振器，一部分通过带通谐振器，经过两种谐振器的滤波之后，有用信号从另一个端口出去。如此，该滤波器10可以在同一个腔体110内实现两个通带，具有两个传输零点。

在上述实施例的基础上，如图5及图6所示，一实施例中，耦合环500等效为L1，电容组件200等效为C1，腔体110及谐振组件300等效于电连接的L2及C2；其中，第一盖体120接地，L2与C2串联后，再与C1并联，最后与L1串联。如此，腔体110内的电路有多个谐振频率，相应地产生通带或阻带。其中，C1、C2和L2构成的电路发生谐振时产生通带。C1、C2、L1和L2构成的电路发生谐振时产生阻带。如此该滤波器10有两个通带和两个传输零点，滤波器10的电路有两种谐振状态，一种设置成带通状态，另一种设置成带阻状态。

滤波器10的通带频率为：

滤波器10的阻带频率为：

该滤波器使用时，射频信号从一个端口进入腔体110，一部分通过带阻谐振器，一部分通过带通谐振器，经过两种谐振器的滤波之后，有用信号从另一个端口出去。L1、C1、L2、C2的共同作用下形成带阻状态，是多阶带阻，因此滤波器的带外抑制高，发射滤波器与接收滤波器之间的隔离度就高。

电容组件200设置于腔体110内，电容组件200包括导电管210、第一绝缘介质管220、作为第一电极的导电筒230、第二绝缘介质管240及导电体250，导电管210与第一盖体120固定电连接，导电管210内设有第一绝缘介质管220，导电筒230套设于第一绝缘介质管220内，第二绝缘介质管240套设于导电筒230内，第二绝缘介质管240设有电容腔242，导电体250与导电管210电连接以共同形成第二电极，且导电体250插设于电容腔242中。如此，设置于腔体110内的电容结构，相比瓷片电容来说，它能在较高场强下不被击穿，如此，可以大大提升了双工器的功率容量。

需要说明的是，该导电管210可以直接固设在第一盖体120上，也可以通过安装板260间接固设于第一盖体120上。

在上述任一实施例的基础上，一实施例中，导电体250插入电容腔242中的长度可调。如此，可以通过调整导电体250插入电容腔242中的深度，改变该电容组件200的电容大小来实现滤波器10的调试，以满足低频专网通信的使用要求。与瓷片电容相比，该电容组件200能够降低双工器的调试难度，在保证容值的效果下提升了电容的功率容量，从而提升双工器的功率容量。

需要说明的是，该导电体250插入电容腔242中的长度可调，可以是导电管210移动，导电体250固定的方式实现；也可以是导电管210固定，导电体250移动或伸缩的方式是实现；当然了，也可以是导电管210及导电体250均可移动。

在上述实施例的基础上，如图1及图2所示，一实施例中，第一盖体120设有与电容腔242相对应的连接孔122，导电体250穿过连接孔122、并插入电容腔242中。如此通过安装板可以将电容组件200安装在滤波器10中，且该连接孔122的设置，可根据实际需要选择不同类型的导电体250来获得更加精确的电容数值，也方便调节导电体250的插入电容腔242的长度，如伸缩机构进行驱动。如不同直径大小导电体250，或不同介电常数的第一绝缘介质管220和第二绝缘介质管240。

进一步地，一实施例中，导电体250设有外螺纹结构(未示出)，连接孔122设有与外螺纹结构相配合的内螺纹结构(未示出)，内螺纹结构与外螺纹结构绝缘设置。如此只需旋转该导电体250即可实现导电体250的伸缩移动，使得导电体250插入电容腔242中的长度可调，且调节操作方便。

同理，如图1及图4所示，第一盖体120上设有螺母270，螺母270的螺纹孔与连接孔122相对应，导电体250设有与螺母270螺纹连接的螺杆252。

当然了，在其他实施例中，该导电体250具有伸缩结构，使得其插入电容腔242中的长度可调。

耦合环500的第二连接端520支撑于导电筒230的底部、并与导电筒230电连接。如此，使得耦合环500与导电筒230的连接更加可靠。

此外，第一盖体120为接地板，并与导电管210电连接。如此便于在安装板上形成并列结构，便于在安装板上设置射频接头。

在上述任一实施例的基础上，如图2所示，一实施例中，电容腔242为盲孔。如此，可以避免导电体250与导电筒230电连接，使得导电筒230无法形成电容器的另一个极板。

在上述任一实施例的基础上，一实施例中，导电管210、导电筒230及导电体250的材质均为金属。如此，相比瓷片电容来说，它能在较高场强下不被击穿，大大提升了双工器的功率容量。具体地，导电管210采用铝管制造而成，导电筒230采用黄铜管制造而成。

在上述任一实施例的基础上，一实施例中，第一第一绝缘介质管220及第二第一绝缘介质管240的材质均为聚四氟乙烯。如此，具有更高的功率容量。

在上述任一实施例的基础上，一实施例中，导电体250的一端设有驱动部234，驱动部234设置于电容腔242外。如此可以设置驱动部234，便于通过手动或电动的方式驱动导电体250移动，使得其插入电容腔242中的长度可调。具体地，该驱动部234能够与螺丝刀相配合。

在上述任一实施例的基础上，如图1所示，一实施例中，壳体组件100还包括第二盖体130，第二盖体130与第一盖体120相对设置、并与腔体110相适配，谐振组件300包括设于腔体110内的谐振柱310和调谐杆320，谐振柱310设置于第一盖体120上，调谐杆320穿设于第二盖体130上、并伸入腔体110内与谐振柱310相对应。本申请采用与腔体110同轴的谐振柱310形成的谐振组件300(带通谐振器)，与螺旋线滤波器相比，该谐振组件300的Q值高，插损要小得多。

谐振杆320插入腔体110内的长度可调。如此谐振频率可调，且插损小。

进一步地，谐振杆320上设有外螺纹结构(未标注)，第二盖体330设有与外螺纹结构相配合的内螺纹结构(未标注)。如此，通过旋转谐振杆320即可调整其伸入腔体110内的长度。

腔体110的内壁、第一盖体120的内壁及第二盖体130的内壁均涂设有镀银层。进一步地，能够为了获得更好的插损。

在上述任一实施例的基础上，一实施例中，耦合环500呈或近似呈“L”字形。如此，L型的耦合环在腔体中具有电感的作用，同时，焊接于导电筒的底部，起支撑作用。

进一步地，如图9所示，一实施例中，两个射频接头400的内导体可通过导电片600电连接，并通过导电片600与耦合环500的第一连接端510电连接。具体地，第一连接端510设于导电片600的中部。

另一实施例中，如图1、图2及图4所示，还提供了一种双工器，包括上述滤波器10，滤波器至少有4个，还包括多根传输线20及三通接头30，至少两个滤波器10通过传输线20组成接收滤波器，至少两个滤波器通过传输线20组成发射滤波器，接收滤波器的输入端通过传输线20与三通接头30的一端电连接，三通接头30的另一端通过传输线20与发射滤波器的输出端连接。

如图7及图8所示，该双工器采用了上述的滤波器进行构造，腔体110内设置谐振组件300形成带通谐振器，相对于螺旋线滤波器来说，该谐振器的Q值高，插损小；此外，设置于腔体110内的电容结构，相比瓷片电容来说，它能在较高场强下不被击穿，如此，可以大大提升了双工器的功率容量。如此，该双工器具有插损小，功率容量大，隔离度高的优点。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种滤波器，其特征在于，包括：

壳体组件，所述壳体组件包括腔体及与所述腔体相适配的第一盖体；

射频接头，所述射频接头包括两个，各所述射频接头的外导体分别与所述第一盖体电连接，各所述射频接头的内导体分别穿设于所述腔体内；

耦合环，所述耦合环包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与两个所述射频接头的内导体电连接；

谐振组件，所述谐振组件设于所述腔体内；以及

容值可调的电容组件，所述电容组件设于所述腔体内，且所述电容组件具有第一电极和第二电极，其中，所述第一电极与所述第二连接端电连接，所述第二电极接地设置。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述电容组件包括导电管、第一绝缘介质管、作为所述第一电极的导电筒、第二绝缘介质管及导电体，所述导电管与所述第一盖体固定电连接，所述导电管内设有所述第一绝缘介质管，所述导电筒套设于所述第一绝缘介质管内，所述第二绝缘介质管套设于所述导电筒内，所述第二绝缘介质管设有电容腔，所述导电体与所述导电管电连接以共同形成所述第二电极，且所述导电体插设于所述电容腔中、且所述导电体插入所述电容腔中的长度可调。

3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述耦合环的所述第二连接端支撑于所述导电筒的底部、并与所述导电筒电连接。

4.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述第一盖体设有与所述电容腔相对应的连接孔，所述导电体的一端穿过所述连接孔、并插入所述电容腔中。

5.根据权利要求5所述的滤波器，其特征在于，所述导电体设有外螺纹结构，所述连接孔设有与所述外螺纹结构相配合的内螺纹结构；或，所述第一盖体上设有螺母，所述螺母的螺纹孔与所述连接孔相对应，所述导电体设有与所述螺母螺纹连接的螺杆。

6.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述壳体组件还包括第二盖体，所述第二盖体与所述第一盖体相对设置、并与所述腔体相适配，所述谐振组件包括设于所述腔体内的谐振柱和调谐杆，所述谐振柱设置于所述第一盖体上，所述调谐杆穿设于所述第二盖体上、并伸入所述腔体内与所述谐振柱相对应。

7.根据权利要求8所述的滤波器，其特征在于，两个所述射频接头的内导体之间通过导电片连接，所述耦合环的所述第一连接端设于所述导电片的中部。

8.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述耦合环呈或近似呈“L”字形。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的滤波器，其特征在于，所述腔体的内壁、所述第一盖体的内壁及所述第二盖体的内壁均涂设有镀银层。

10.一种双工器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的滤波器，所述滤波器至少有4个，还包括多根传输线及三通接头，至少两个所述滤波器通过所述传输线组成接收滤波器，至少两个所述滤波器通过所述传输线组成发射滤波器，所述接收滤波器的输入端通过所述传输线与所述三通接头的一端电连接，所述三通接头的另一端通过所述传输线与所述发射滤波器的输出端连接。