CN109786907B - 腔体滤波器的容性耦合结构及腔体滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种腔体滤波器的容性耦合结构，包括一腔体和盖设在所述腔体上的一盖板，所述腔体内设有至少两个谐振器，每相邻两个所述谐振器之间设有耦合开窗，所述耦合开窗的上方、下方分别设有至少一个上凸起结构和至少一个下凸起结构；所述耦合开窗的电长度尺寸超过所述谐振器的谐振频率的半波长，使所述谐振器间的耦合极性反转形成容性耦合。本发明还提供一种包含所述容性耦合结构的腔体滤波器。借此，本发明容性耦合结构的体积较小、结构简单且拆装方便，并且能够对耦合窗口的电长度进行微调，实现对该容性耦合量的灵活调节。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域中的射频和微波滤波器技术领域，尤其涉及一种腔体滤波器的容性耦合结构及腔体滤波器。
背景技术
随着无线通信技术的飞速发展，市场对通讯基站设备的性能和体积要求愈发严格。在当前普遍应用的腔体滤波器设备中，需要通过谐振器间的容性或感性耦合，来达到所需的滤波器频率响应特性。
传统的金属同轴谐振器间的容性耦合通常通过一个与金属腔体电绝缘的金属柱或探针来实现，但由于TM模介质谐振器的电磁场分布不同于金属同轴谐振器，无法通过传统耦合件实现所需的容性耦合。
对于TM模介质谐振器间的容性耦合，目前通常是采用耦合件一端与金属腔体电接触，另一端与金属腔体上的盖板电接触的方式来实现，不便于拆装维修，且占用空间较大。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种腔体滤波器的容性耦合结构及腔体滤波器，其体积较小、结构简单且拆装方便，并且能够对耦合窗口的电长度进行微调，实现对该容性耦合量的灵活调节。
为了实现上述目的，本发明提供一种腔体滤波器的容性耦合结构，包括一腔体和盖设在所述腔体上的一盖板，所述腔体内设有至少两个谐振器，每相邻两个所述谐振器之间设有耦合开窗，所述耦合开窗的上方、下方分别设有至少一个上凸起结构和至少一个下凸起结构；所述耦合开窗的电长度尺寸超过所述谐振器的谐振频率的半波长，使所述谐振器间的耦合极性反转形成容性耦合。
根据本发明所述的容性耦合结构，所述上凸起结构的底部固定在所述盖板上且位于所述耦合开窗的上方位置，所述上凸起结构的主体容置于所述腔体内；所述下凸起结构的底部固定在所述腔体的底板上且位于所述耦合开窗的下方位置，所述下凸起结构的主体容置于所述腔体内。
根据本发明所述的容性耦合结构，所述上凸起结构和所述下凸起结构彼此交错排列。
根据本发明所述的容性耦合结构，所述上凸起结构、所述下凸起结构分别与所述盖板、所述腔体一体成型；或者，所述上凸起结构、所述下凸起结构分别与所述盖板、所述腔体独立成型并相互固定。
根据本发明所述的容性耦合结构，通过调节所述上凸起结构和/或所述下凸起结构的尺寸以调节耦合量。
根据本发明所述的容性耦合结构，所述上凸起结构为固定在所述盖板上的耦合调谐螺杆，所述耦合调谐螺杆与所述盖板进行螺纹配合，通过调节所述耦合调谐螺杆伸入所述耦合窗口的长度来调节耦合量。
根据本发明所述的容性耦合结构，所述下凸起结构为固定在所述腔体的底板上的金属圆柱，所述金属圆柱的上端开路，下端外设有螺纹，所述螺纹与所述腔体的底部开设的螺纹孔配合连接。
根据本发明所述的容性耦合结构，所述谐振器包括对应的谐振杆和频率调谐螺杆，所述谐振杆的底部固定在所述腔体的底部，所述频率调谐螺杆的底部固定在所述盖板上，且所述频率调谐螺杆的主体容置于所述谐振杆内；每相邻两个所述谐振杆之间设有所述耦合开窗。
根据本发明所述的容性耦合结构，所述腔体滤波器为金属同轴腔体滤波器或者包含TM模介质谐振器的腔体滤波器。
本发明还提供一种包含有所述容性耦合结构的腔体滤波器。
本发明腔体滤波器的容性耦合结构，通过在耦合开窗的上方、下方分别设有上凸起结构和下凸起结构；使得耦合开窗的电长度尺寸超过谐振器的谐振频率的半波长，谐振器间的耦合极性反转，从而形成容性耦合。本发明容性耦合结构的体积较小、结构简单且拆装方便。并且过改变耦合开窗的上凸起结构和/或下凸起结构尺寸，能够对耦合窗口的电长度进行微调，从而实现对该容性耦合量的灵活调节。本发明容性耦合结构不仅适用于常规金属同轴腔体滤波器，也同样适用于包含TM模介质谐振器的腔体滤波器。
附图说明
图1为本发明优选腔体滤波器的容性耦合结构的分解示意图；
图2为本发明优选腔体滤波器的容性耦合结构的截面示意图；
图3为本发明优选腔体滤波器的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的，本说明书中针对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是不是每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这样的表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，不管有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。
此外，在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可以用不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求书中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此系包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。
如图1和图2所示，本发明腔体滤波器的容性耦合结构包括一腔体11和盖设在腔体11上的一盖板12，腔体11内设有至少两个谐振器，每相邻两个谐振器之间设有耦合开窗15，耦合开窗15的上方、下方分别设有至少一个上凸起结构16和至少一个下凸起结构17；耦合开窗15的电长度尺寸超过谐振器的谐振频率的半波长，使谐振器间的耦合极性反转形成容性耦合。本发明可通过调节上凸起结构16和/或下凸起结构17来调整窗口的电长度尺寸，从而可以实现不同的容性耦合量。
本实施例中，所述谐振器包括对应的谐振杆13和频率调谐螺杆14，谐振杆13的底部固定在腔体11的底部，频率调谐螺杆14的底部固定在盖板12上，且频率调谐螺杆14的主体容置于谐振杆13内；每相邻两个谐振杆13之间设有耦合开窗15。
本发明腔体滤波器的容性耦合结构通过在耦合开窗15上、下增加突起结构，使耦合开窗15的窗口电长度尺寸超过谐振器谐振频率的半波长，谐振器间的耦合极性反转，从而实现容性耦合。通过改变耦合开窗15上下的突起结构尺寸来调整窗口的电长度尺寸，可以实现不同的容性耦合量。该容性耦合结构不仅适用于常规金属同轴腔体滤波器，也同样适用于包含TM模介质谐振器的腔体滤波器，为腔体滤波器的设计提供了更为灵活简便的选择。
优选的是，所述上凸起结构16的底部固定在盖板12上且位于耦合开窗15的上方位置，上凸起结构16的主体容置于腔体11内。上凸起结构16可以安装或焊接在盖板12的底面。所述下凸起结构17的底部固定在腔体11的底板上且位于耦合开窗15的下方位置，下凸起结构17的主体容置于腔体11内。
进一步地，所述上凸起结构16和下凸起结构17彼此交错排列。具体而言，上凸起结构16和下凸起结构17沿着耦合开窗15呈直线排列，且彼此交错排列。本发明耦合窗口15中上凸起结构16、下凸起结构17的数量需要结合谐振频率和窗口尺寸来确定。
优选的是，所述上凸起结构16、下凸起结构17分别与盖板12、腔体11一体成型。例如，通过机加或压铸方式一体成型。或者，上凸起结构16、下凸起结构17分别与盖板12、腔体11独立成型并相互固定。例如，通过单独安装或焊接零件实现。
本实施例中，位于耦合开窗15上方的上凸起结构16可以用固定在盖板12上的耦合调谐螺杆16来替代。耦合调谐螺杆16优选为金属螺杆。即上凸起结构16为固定在盖板12上的耦合调谐螺杆16，耦合调谐螺杆16与盖板12进行螺纹配合，通过调节耦合调谐螺杆16的长度，对耦合量进行更灵活的调节，即通过调节耦合调谐螺杆16伸入耦合窗口15的长度，可对耦合窗口15的电长度进行微调，实现对该容性耦合量的灵活调节。耦合调谐螺杆16伸入耦合窗口15的长度越长，容性耦合量越小；反之耦合调谐螺杆16伸入耦合窗口15的长度越短，容性耦合量越大。
本实施例中，所述下凸起结构17为固定在腔体11的底板上的两个金属圆柱17，金属圆柱17的上端开路，下端外设有螺纹，螺纹与腔体11的底部开设的螺纹孔配合连接。通过合理设置金属圆柱17的高度来实现所需的容性耦合量。
图2为本发明实施例中耦合窗口的截面示意图，由于上凸起结构16、下凸起结构17的加入，本实施例的耦合窗口15的纵截面呈“弓”型，其电长度尺寸超过谐振器谐振频率的半波长，引起谐振器间的耦合极性反转形成容性耦合。
需说明的是，耦合窗口15的电长度在接近谐振器谐振频率半波长时耦合量随电长度的变化不够线性，且该耦合结构产生的谐波靠近滤波器工作频率，可能影响整机性能。一般实用中根据需要合理调整耦合窗口15的电长度，满足实际应用需求。
本发明还提供一种包含有容性耦合结构的腔体滤波器。腔体滤波器为金属同轴腔体滤波器或者包含TM模介质谐振器的腔体滤波器。
本发明实施例提供的上述容性耦合结构也可应用于含至少三个谐振器的腔体滤波器。如图3所示的腔体滤波器，腔体11内包含三个谐振腔，每个谐振腔均设置有谐振杆13和频率调谐螺杆14。三个谐振腔间两两设有耦合开窗15，其中两个耦合开窗15为普通感性耦合结构，第三个耦合开窗15为上述设有上下凸起结构的容性耦合结构。该耦合开窗15上方为一个穿过盖板12并与其螺纹配合的耦合调谐螺杆16。下方设有两个金属圆柱17，金属圆柱17上端开路，下端设有外螺纹，与腔体11在耦合开窗15底部开设的螺纹孔配合连接。调整金属圆柱17的高度可以改变两谐振器间的容性耦合量。在调试过程中还可以通过对耦合调谐螺杆16的上下调节来实现对该容性耦合量的灵活微调。
综上所述，本发明腔体滤波器的容性耦合结构，通过在耦合开窗的上方、下方分别设有上凸起结构和下凸起结构；使得耦合开窗的电长度尺寸超过谐振器的谐振频率的半波长，谐振器间的耦合极性反转，从而形成容性耦合。本发明容性耦合结构的体积较小、结构简单且拆装方便。并且过改变耦合开窗的上凸起结构和/或下凸起结构尺寸，能够对耦合窗口的电长度进行微调，从而实现对该容性耦合量的灵活调节。本发明容性耦合结构不仅适用于常规金属同轴腔体滤波器，也同样适用于包含TM模介质谐振器的腔体滤波器。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种腔体滤波器的容性耦合结构，其特征在于，包括一腔体和盖设在所述腔体上的一盖板，所述腔体内设有至少两个谐振器，每相邻两个所述谐振器之间设有耦合开窗，所述耦合开窗的上方、下方分别设有至少一个上凸起结构和至少一个下凸起结构；所述耦合开窗的电长度尺寸超过所述谐振器的谐振频率的半波长，使所述谐振器间的耦合极性反转形成容性耦合；
所述上凸起结构的底部固定在所述盖板上且位于所述耦合开窗的上方位置，所述上凸起结构的主体容置于所述腔体内；所述下凸起结构的底部固定在所述腔体的底板上且位于所述耦合开窗的下方位置，所述下凸起结构的主体容置于所述腔体内。
2.根据权利要求1所述的容性耦合结构，其特征在于，所述上凸起结构和所述下凸起结构彼此交错排列。
3.根据权利要求1所述的容性耦合结构，其特征在于，所述上凸起结构、所述下凸起结构分别与所述盖板、所述腔体一体成型；或者，所述上凸起结构、所述下凸起结构分别与所述盖板、所述腔体独立成型并相互固定。
4.根据权利要求1所述的容性耦合结构，其特征在于，通过调节所述上凸起结构和/或所述下凸起结构的尺寸以调节耦合量。
5.根据权利要求1所述的容性耦合结构，其特征在于，所述上凸起结构为固定在所述盖板上的耦合调谐螺杆，所述耦合调谐螺杆与所述盖板进行螺纹配合，通过调节所述耦合调谐螺杆伸入所述耦合窗口的长度来调节耦合量。
6.根据权利要求1所述的容性耦合结构，其特征在于，所述下凸起结构为固定在所述腔体的底板上的金属圆柱，所述金属圆柱的上端开路，下端外设有螺纹，所述螺纹与所述腔体的底部开设的螺纹孔配合连接。
7.根据权利要求1所述的容性耦合结构，其特征在于，所述谐振器包括对应的谐振杆和频率调谐螺杆，所述谐振杆的底部固定在所述腔体的底部，所述频率调谐螺杆的底部固定在所述盖板上，且所述频率调谐螺杆的主体容置于所述谐振杆内；每相邻两个所述谐振杆之间设有所述耦合开窗。
8.根据权利要求1所述的容性耦合结构，其特征在于，所述腔体滤波器为金属同轴腔体滤波器或者包含TM模介质谐振器的腔体滤波器。
9.一种包含有如权利要求1～8任一项所述容性耦合结构的腔体滤波器。
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