CN109888445A - 一种双向可调节的交叉耦合结构 - Google Patents

Abstract

一种双向可调节的交叉耦合结构。本发明通过耦合金属柱、套设于其上部的金属套与谐振器进行耦合。通过调节所述金属套侧壁的长度、所述金属套的与耦合金属柱之间直径方向的间距实现对耦合通带的低端频率范围或高端频率范围的调节，可以起到双向调节的作用。本发明所提供的耦合结构，其通过简单的方式解决了现有技术所存在的耦合面积小以及耦合强度调节范围小的不足，可大幅增加耦合部件与谐振杆之间的耦合面积以及耦合强度的可调节范围。同时，本发明的耦合结构的结构简单，实现成本低廉，可广泛应用于双工器、合路器、滤波器等通讯前端设备部件，具有很高的推广应用价值。

Description

一种双向可调节的交叉耦合结构

技术领域

本发明涉及微波器件领域，具体而言涉及一种双向可调节的交叉耦合结构。

背景技术

双工器、合路器、滤波器等广泛应用于通信领域前端设备中，而这些通讯前端设备器件的参数指标的好坏会直接影响到整个通信系统的通讯质量。为了满足一些技术规格如：容性交叉耦合、抽头耦合、体积、重量、技术指标等，在产品部件的设计过程中会用耦合部件与产品部件中的谐振杆主杆进行非接触或接触耦合。

容性交叉耦合结构通常采用杆状的谐振杆，并将金属耦合部件（通常为哑铃形状或者L形状的金属片，）设置于谐振杆侧面从而与谐振杆耦合；感性交叉耦合结构通常采用杆状的谐振杆和金属片与之相连。上述的两种耦合方式都有其局限性。上述的耦合方式需要多种零部件才能够实现其性能。并且，上述的耦合方式，其可调范围小，对于一些高要求产品上述耦合方式无法满足实际所需要的精确度，从而导致产品指标无法满足，性能差。

此外，上述的耦合方式，电容耦合基本只能抑制通带低端，电感耦合基本只能抑制通带高端。现有耦合方式无法实现双向的耦合。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种能够实现对耦合通带的低端频率范围或高端频率范围的调节，通过同一种器件结构实现双向的耦合。

首先，为实现上述目的，提出一种双向可调节的交叉耦合结构，用于通讯领域前端设备器件，其包括：耦合金属柱，设置在器件中谐振器的侧面，与所述谐振器平行；金属套，套设于所述耦合金属柱上部，包括包围所述耦合金属柱上部的侧壁和顶盖；所述金属套侧壁的长度和/或所述金属套与耦合金属柱之间直径方向的间距根据耦合通带所需的低端频率范围或耦合通带所需的高端频率范围而调节。

可选的，上述的双向可调节的交叉耦合结构中，所述耦合金属柱为实心或空心的圆柱、椭圆柱、方柱或三角柱；所述金属套垂直于所述谐振器的轴向的截面为圆形、椭圆形、方形或三角形；所述金属套与所述耦合金属柱之间设置为同心或偏心。

可选的，上述的双向可调节的交叉耦合结构中，所述谐振器为空心结构，包括至少2个，所述耦合金属柱设置于所述两个谐振器之间，所述两个谐振器均与所述耦合金属柱平行，所述两个谐振器之间还通过横筋结构连接；所述耦合金属柱设置于所述横筋结构的侧面，所述耦合金属柱与所述横筋结构之间无直接的电接触。

可选的，上述的双向可调节的交叉耦合结构中，所述谐振器、耦合金属柱、金属套、横筋结构均由金属腔体封闭，所述金属腔体的两端分别设置有抽头耦合，所述抽头耦合用于向所述金属腔体内馈入信号或供信号输出。

可选的，上述的双向可调节的交叉耦合结构中，所述谐振器的数量为3个，所述3个谐振器由所述横筋结构连接为封闭的环状，其中第一个和第二个所述谐振器分别设置为接近所述金属腔体两端的两个抽头耦合的耦合端面，第三个所述谐振器设置为偏离所述抽头耦合；所述耦合金属柱接近连接所述第一个和第二个谐振器的横筋结构的外侧壁设置；所述金属套的侧壁的下端与所述横筋结构无直接的电接触。

可选的，上述的双向可调节的交叉耦合结构中，连接所述各谐振器的横筋结构，其由所述金属腔体的下侧底部向上延伸，延伸的高度最低为0，所述横筋结构向上的高度根据所述谐振器和所述耦合金属柱之间所需的耦合量而确定。

可选的，上述的双向可调节的交叉耦合结构中，所述各谐振器之间还设置有调节螺杆，所述调节螺杆与所述谐振器平行，用于调节与所述谐振器的耦合量，或者用于调节所述耦合通带内的信号。

可选的，上述的双向可调节的交叉耦合结构中，所述调节螺杆通过螺母固定于所述金属腔体的上壁；所述调节螺杆自所述金属腔体的上壁延伸至所述金属腔体内，接近所述谐振器的侧壁；所述调节螺杆包括至少两个。

可选的，上述的双向可调节的交叉耦合结构中，所述金属套与所述谐振器均与所述耦合金属柱平行，所述金属套的顶盖上连接有带有螺纹的金属杆，所述带有螺纹的金属杆的一端与所述金属腔体的上壁连接固定，所述带有螺纹的金属杆的另一端延伸至所述金属腔体内所述耦合金属柱的上方，用于调节所述金属套包围所述耦合金属柱侧壁上部的长度。

可选的，上述的双向可调节的交叉耦合结构中，所述通讯领域前端设备器件包括：双工器，或合路器，或滤波器。

有益效果

本发明通过耦合金属柱、套设于其上部的金属套与谐振器进行耦合。通过调节所述金属套侧壁的长度、所述金属套与耦合金属柱之间直径方向的间距实现对耦合通的低端频率范围或高端频率范围的调节，可以起到双向调节的作用。本发明所提供的耦合结构，其通过简单的方式解决了现有技术所存在的耦合面积小以及耦合强度调节范围小的不足，可大幅增加耦合部件与谐振杆之间的耦合面积以及耦合强度的可调节范围。

同时，本发明还提供了多种简便有效的耦合强度调节方式。本发明的耦合结构的结构简单，实现成本低廉，可广泛应用于双工器、合路器、滤波器等通讯前端设备部件，具有很高的推广应用价值。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的一种通讯领域前端设备器件的整体结构示意图；

图2是图1中器件垂直截面的示意图；

图3是本发明的双向可调节的交叉耦合结构的三维结构示意图。

图中，1表示金属腔体；2表示盖板；3表示螺钉；4表示谐振器；5表示金属套；6表示螺母；7表示调节螺杆；8表示抽头耦合；9表示接头安装螺钉；10表示连接器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于器件本身而言，指向器件内部的方向为内，反之为外；而非对本发明的器件设备的特定限定。

本发明中所述的“上、下”的含义指的是相对于器件本身而言，由器件金属腔体内指向盖板的方向为上，反之为下；而非对本发明的器件设备的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

图1为根据本发明的一种通讯前端设备器件，其可以是滤波器、双工器、合路器。参考图2，上述通讯前端设备器件内设置有双向可调节的交叉耦合结构，该结构用于通讯前端设备部件，包括耦合金属柱、金属套5以及谐振器4：

所述的耦合金属柱，设置在器件中谐振器4的侧面，与所述谐振器4平行；

所述的金属套5，套设于所述耦合金属柱上部，包括包围所述耦合金属柱上部的侧壁和顶盖。其中，所述耦合金属柱与谐振器的侧面平行。所述的谐振器4可选择设置为空心结构。

所述金属套5侧壁的长度和/或所述金属套5与耦合金属柱之间直径方向的间距根据耦合通带所需的低端频率范围或耦合通带所需的高端频率范围而调节。所述的金属套5和耦合金属柱之间产生谐振频率。具体而言，所述金属套5的侧壁包围所述耦合金属柱的长度越长，尤其，金属套5包围所述耦合金属柱侧壁上部的长度越长，所述金属套5与耦合金属柱之间直径方向的间距越小，或者两者直径越接近，会使得在耦合通带上所产生的抑制信号的零点频率越低，调节耦合通带所需的低端频率范围。反之，会使得在耦合通带上所产生的抑制信号的零点频率越高，调节耦合通带所需的高端频率范围。上述调节过程也会对两者之间耦合状况带来影响，因此需要根据工作频段设置具体的器件参数，例如，耦合金属柱和金属套的长度、直径、比例，或者通过对耦合量的调节实现。

其中，所述谐振器4可选择为空心管状结构。所述的耦合金属柱为实心圆柱，该实心圆柱构成一个独立的谐振单元，可以产生一个谐振频率。

所述的用于调节的金属套5，由空心圆柱和带有螺纹的金属杆组成。

具体而言，所述耦合结构包括用于构成耦合金属柱的金属圆柱和设置在其上方的金属套；所述金属套5在金属圆柱的上方环绕，可设置金属圆柱的上方的金属套的尺寸结构调节耦合的方向，即调节耦合通带所需的高端频率范围或低端频率范围。所述耦合结构还包括设置在金属圆柱侧面的空心的谐振器4。还可在所述金属圆柱和空心谐振器之间设置金属材质的调节螺杆7，此调节螺杆可用于调节耦合量的强度。具体而言，所述调节螺杆7设置为与所述谐振器4平行，用于调节与所述谐振器4的耦合量，或者用于调节所述耦合通带内的信号。

具体而言，所述金属套5与所述谐振器4均与所述耦合金属柱平行，所述金属套5的顶盖上连接有带有螺纹的金属杆，所述带有螺纹的金属杆的一端与所述金属腔体1的上壁连接固定，所述带有螺纹的金属杆的另一端延伸至所述金属腔体1内所述耦合金属柱的上方，用于调节所述金属套5包围所述耦合金属柱侧壁上部的长度。

上述结构中，所述金属圆柱还可以选择采用实心或空心的圆杆、方杆、三角形杆等进行替换，以减小占用空间，使结构更紧凑。所述金属套5垂直于所述谐振器4的轴向的截面可相应的设置为圆形、椭圆形、方形或三角形；所述金属套5与所述耦合金属柱之间设置为同心或偏心，对称或不对称。

参考图2或图3所示的结构。本发明所提供的双向可调节的交叉耦合结构可具体用于双工器，或合路器，或滤波器等通讯领域前端设备器件中，作为通讯器件，其还进一步设置有金属腔体1，用于将所述谐振器4、耦合金属柱、金属套5、横筋结构封闭在金属腔体1上侧的盖板内。

所述金属腔体1的两端分别设置有抽头耦合8，所述抽头耦合8用于向所述金属腔体1内馈入信号或供信号输出。

从部件加工难度和空间占用情况综合考虑，所述金属套5优选为以圆环结构的调节套环，这是最理想的调节方式，具有很长的调节范围指频率范围，其它几种调范围小指频率范围。

上述结构中耦合结构的耦合强度可采用多种调节方法：

例如，通过调节金属圆柱上方的调节套环，或者金属的圆柱两侧的可调节的耦合螺杆来达到改变耦合强度的大小以及耦合方向的目的。

此外，参考图3所示的结构，上述的三个谐振器ABC之间还可通过横筋结构连接，起连接耦合强弱的作用。横筋结构的高度会影响它们之间的耦合强度。可调节的耦合螺杆可设置在空心谐振器AC之间接近金属圆柱的两侧。所述耦合金属柱设置于所述横筋结构的侧面，所述耦合金属柱与所述横筋结构之间、所述耦合螺杆与所述横筋结构之间均无直接的电接触。通过仿真软件设置上述结构为相应的尺寸能够实现所需要频率和耦合量。

上述结构中，金属圆柱可通过机加铣在腔体上面，或者是通过螺钉从腔体底部旋紧固定。金属圆柱上的套环是和盖板通过螺纹固定。套环与金属圆柱之间由空气隔离。

所述谐振器4的数量可设置为图中所示的3个。所述3个谐振器4由所述横筋结构连接为封闭的环状，其中第一个和第二个所述谐振器4分别设置为接近所述金属腔体1两端的两个抽头耦合8的耦合端面，第三个所述谐振器4设置为偏离所述抽头耦合8；所述耦合金属柱接近连接所述第一个和第二个谐振器4的横筋结构的外侧壁设置；所述金属套5的侧壁的下端与所述横筋结构无直接的电接触。各谐振器4的横筋结构，其由所述金属腔体1的下侧底部向上延伸，延伸的高度最低为0，所述横筋结构向上的高度根据所述谐振器4和所述耦合金属柱之间所需的耦合量而确定。

而上述谐振器之间的横筋结构两侧的调节螺杆7通过螺母6固定于所述金属腔体1的上壁，自所述金属腔体1的上壁延伸至所述金属腔体1内，接近所述谐振器4的侧壁。所述的调节螺杆7通过螺母6调节其进或退来微调：其伸入腔体内的进深增加会加强对带外的抑制，其进深减小退会减弱对带外的抑制。图3中，设置为接近所述耦合金属柱的两个调节螺杆7用于与接近抽头耦合8的两个谐振器4进行耦合量的调节，而设置在接近谐振器B附近的两个调节螺杆7可用于调节调通带内信号。图3所示，连接上述谐振器AC之间的横筋，其可根据耦合的需求设置有弯折，以提高耦合量。横筋的弯折以及其高度均可通过软件仿真根据对耦合量的需求而确定。

本领域技术人员应当注意，在本实施例中，所述的金属圆柱不能摆放在空心谐振器A-B之间，而只能放在谐振器A-C这之间。

综上，本发明所提供的交叉耦合结构，能够用于双工器、合路器、滤波器等通讯前端设备部件。该交叉耦合结构由金属圆柱和空心谐振柱以及调螺套环组成，利用金属圆柱和空心谐振柱在通带的高低端产生抑制度，实现交叉耦合，克服现有技术的局限性，即能抑制通带低端也能抑制通带高端，可以起到双向调节的作用。除了能通过金属套环向下调节实现对调试通带低端的调节，通过金属套环向上调节实现对调试通带高端的调剂，即，实现进行双向调节外，本发明还可以通过金属圆柱两侧的螺杆微调其耦合量的强度从而达到高指标要求情况下对耦合度偏差的弥补。本发明简单且不用装配，即简单明了又省成本。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双向可调节的交叉耦合结构，用于通讯领域前端设备器件，其特征在于，包括：

耦合金属柱，设置在器件中谐振器（4）的侧面，与所述谐振器（4）平行；

金属套（5），套设于所述耦合金属柱上部，包括包围所述耦合金属柱上部的侧壁和顶盖；所述金属套（5）侧壁的长度和/或所述金属套（5）与耦合金属柱之间直径方向的间距根据耦合通带所需的低端频率范围或耦合通带所需的高端频率范围而调节。

2.如权利要求1所述的双向可调节的交叉耦合结构，其特征在于，所述耦合金属柱为实心或空心的圆柱、椭圆柱、方柱或三角柱；

所述金属套（5）垂直于所述谐振器（4）的轴向的截面为圆形、椭圆形、方形或三角形；

所述金属套（5）与所述耦合金属柱之间设置为同心或偏心。

3.如权利要求1至2所述的双向可调节的交叉耦合结构，其特征在于，所述谐振器（4）为空心结构，包括至少2个，所述耦合金属柱设置于所述两个谐振器（4）之间，所述两个谐振器（4）均与所述耦合金属柱平行，所述两个谐振器（4）之间还通过横筋结构连接；

所述耦合金属柱设置于所述横筋结构的侧面，所述耦合金属柱与所述横筋结构之间无直接的电接触。

4.如权利要求1至3所述的双向可调节的交叉耦合结构，其特征在于，所述谐振器（4）、耦合金属柱、金属套（5）、横筋结构均由金属腔体（1）封闭，所述金属腔体（1）的两端分别设置有抽头耦合（8），所述抽头耦合（8）用于向所述金属腔体（1）内馈入信号或供信号输出。

5.如权利要求4所述的双向可调节的交叉耦合结构，其特征在于，所述谐振器（4）的数量为3个，所述3个谐振器（4）由所述横筋结构连接为封闭的环状，其中第一个和第二个所述谐振器（4）分别设置为接近所述金属腔体（1）两端的两个抽头耦合（8）的耦合端面，第三个所述谐振器（4）设置为偏离所述抽头耦合（8）；

所述耦合金属柱接近连接所述第一个和第二个谐振器（4）的横筋结构的外侧壁设置；所述金属套（5）的侧壁的下端与所述横筋结构无直接的电接触。

6.如权利要求3至5所述的双向可调节的交叉耦合结构，其特征在于，连接所述各谐振器（4）的横筋结构，其由所述金属腔体（1）的下侧底部向上延伸，延伸的高度最低为0，所述横筋结构向上的高度根据所述谐振器（4）和所述耦合金属柱之间所需的耦合量而确定。

7.如权利要求5所述的双向可调节的交叉耦合结构，其特征在于，所述各谐振器（4）之间还设置有调节螺杆（7），所述调节螺杆（7）与所述谐振器（4）平行，用于调节与所述谐振器（4）的耦合量，或者用于调节所述耦合通带内的信号。

8.如权利要求7所述的双向可调节的交叉耦合结构，其特征在于，所述调节螺杆（7）通过螺母（6）固定于所述金属腔体（1）的上壁；所述调节螺杆（7）自所述金属腔体（1）的上壁延伸至所述金属腔体（1）内，接近所述谐振器（4）的侧壁；所述调节螺杆（7）包括至少两个。

9.如权利要求1-8所述的双向可调节的交叉耦合结构，其特征在于，所述金属套（5）与所述谐振器（4）均与所述耦合金属柱平行，所述金属套（5）的顶盖上连接有带有螺纹的金属杆，所述带有螺纹的金属杆的一端与所述金属腔体（1）的上壁连接固定，所述带有螺纹的金属杆的另一端延伸至所述金属腔体（1）内所述耦合金属柱的上方，用于调节所述金属套（5）包围所述耦合金属柱侧壁上部的长度。

10.如权利要求1-9所述的双向可调节的交叉耦合结构，其特征在于，所述通讯领域前端设备器件包括：双工器，或合路器，或滤波器。