CN110400992B - 一种介质滤波器和通信设备 - Google Patents

Abstract

一种介质滤波器和通信设备，用以解决现有技术中的介质滤波器使高次谐波频率降低，使远端抑制能力较差，无法满足规格要求的问题。所述介质滤波器包括至少两个介质谐振器，至少一对相邻的介质谐振器之间设置有第一通孔，所述第一通孔用于切割所述至少一对相邻的介质谐振器之间的磁场。这样可以通过第一通孔对介质滤波器中的磁场分布进行切割，使得磁场分布面积减小，从而可以提高高次谐波的频率，进而可以提高远端抑制能力，满足规格要求。

Description

一种介质滤波器和通信设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种介质滤波器和通信设备。

背景技术

随着通信技术的不断发展，大规模多入多出(massive(multiple-inputmultiple-output，MIMO))系统对于小型化在板滤波器的需求越来越大。其中，小型化在板滤波器是指将小型的滤波器直接焊接在电路板上，从而代替原来在设备中的较大型的腔体滤波器，以使可以降低设备的滤波器的体积和成本，降低massive MIMO系统商业化使用门槛。

目前，符合上述需求的最常用的小型化滤波器为介质滤波器。现有的介质滤波器是由若干个介质谐振腔耦合而成的，其中，每个介质谐振腔中包含一个介质谐振器，因此也可以认为介质滤波器是由若干个介质谐振器耦合而成。但是，这种介质滤波器中由于每两个介质谐振器之间的耦合，所以会导致所有的介质谐振器连接起来的整体体积增大，使得磁场分布面积增大，从而会导致高次谐波频率降低，会使远端抑制能力变差，而无法满足规格要求，无法满足用户需求。因此在实际中，需要增加额外的低通滤波器配合介质滤波器才能满足远端抑制能力的要求。

综上，现有的介质滤波器会使高次谐波频率降低，使远端抑制能力较差，无法满足规格要求。

发明内容

本申请提供一种介质滤波器和通信设备，用以解决现有技术中的介质滤波器使高次谐波频率降低，使远端抑制能力较差，无法满足规格要求的问题。

第一方面，本申请提供了一种介质滤波器，包括至少两个介质谐振器，至少一对相邻的介质谐振器之间设置有第一通孔，所述第一通孔用于切割所述至少一对相邻的介质谐振器之间的磁场。这样可以通过第一通孔对介质滤波器中的磁场分布进行切割，使得磁场分布面积减小，从而可以提高高次谐波的频率，进而可以提高远端抑制能力，满足规格要求。并且容易实现，结构简单，且本申请提供的介质滤波器满足规格之后，无需再使用低通滤波器，可以降低成本以及损耗。

在一种可能的设计中，所述第一通孔贯穿所述介质滤波器，且所述第一通孔的一个开口位于第一面，另一个开口位于第二面；所述第一面和所述第二面分别为所述介质滤波器中所述至少两个谐振器排列方向的两侧的侧面。这样，通过该种设计的第一通孔实现比较容易，结构比较简单，可以使得容易实现对介质滤波器中的磁场分布进行切割，使得磁场分布面积减小，从而可以提高高次谐波的频率。

在一种可能的设计中，所述第一通孔与通孔组连通，其中所述通孔组包括一个或多个第二通孔；所有第二通孔的开口均位于所述介质滤波器中接近所述至少两个介质谐振器的顶部或者底部的任一个侧面。这样可以使得切割磁场的效果更好，进而可以使得高次谐波的频率提高的效果更好。

在一种可能的设计中，所述第一通孔上设置有至少一个非通孔，一个非通孔与一个第二通孔连通。这样可以使得切割磁场的效果更好，进而可以使得高次谐波的频率提高的效果更好。

在一种可能的设计中，至少一个所述第二通孔的内表面敷有第一金属材料。这样可以使介质滤波器的性能更好。

在一种可能的设计中，至少一个所述非通孔的内表面敷有第二金属材料。这样可以使介质滤波器的性能更好。

在一种可能的设计中，所述第一通孔的内表面敷有第三金属材料。这样可以使介质滤波器的性能更好。

在一种可能的设计中，上述第一金属材料、第二金属材料和第三金属材料可以完全相同，也可以完全不同。其中，三种金属材料可以是银、铜等金属。

在一种可能的设计中，所述第一通孔为直通孔、弯曲通孔或者不规则通孔等等。

在一种可能的设计中，所述至少一对相邻的介质谐振器之间设置的第一通孔为一个或多个。这样可以通过设置第一通孔的多少来适应介质滤波器对高次谐波的频率的需求。

在一种可能的设计中，所述介质滤波器可以但不限于为TEM型介质滤波器等。

第二方面，本申请提供了一种通信设备，所述通信设备包括上述提及的介质滤波器。所述通信设备可以但不限于包括基站、终端设备等等。

附图说明

图1为本申请提供的一种介质滤波器的结构示意图；

图2为现有技术中的介质滤波器的磁场的分布示意图；

图3为本申请提供的介质滤波器的磁场的分布示意图；

图4为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图5为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图6为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图7为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图8为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图9为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图10为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图11为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图12为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图13为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图14为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图15为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图16为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图17为本申请提供的另一种介质滤波器的结构示意图；

图18为本申请提供的一种介质滤波器的示例图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

本申请实施例提供一种介质滤波器和通信设备，用以解决现有技术中的介质滤波器使高次谐波频率降低，使远端抑制能力较差，无法满足规格要求的问题。

在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

众所周知，在通信系统等系统中，基站和终端设备等通信设备中均包含滤波器，而目前为了符合低成本、小型化的需求，通常选用介质滤波器。介质滤波器中包含至少两个介质谐振器，所述至少两个介质谐振器依次耦合排列。实际中，由于介质滤波器中的至少两个介质谐振器之间的耦合，所述介质滤波器中的磁场会分布在包含全部介质谐振器的范围，这样会导致高次谐波频率降低，使得远端抑制能力变差。目前在具体实施时，会增加额外的低通滤波器配合介质滤波器共同工作，才能实现对高些谐波频率的需求。基于此，本申请实施例设计了一种介质滤波器和通信设备，以使设计的介质滤波器中产生的磁场被切割，从而可以提高高次谐波频率以及远端抑制能力。进一步地，可以使得包含设计的介质滤波器的基站和终端设备在通信过程中会更满足用户需求，提高用户体验。并且，本申请实施例设计的介质滤波器容易实现，结构简单，因此具有很强的实用性。这样，还可以免去使用额外的低通滤波器，只使用本申请实施例提供的介质滤波器即可，从而可以降低成本。

为了更加清晰地描述本申请实施例的技术方案，下面结合附图，对本申请实施例提供的介质滤波器和通信设备进行详细说明。

本申请实施例提供了一种介质滤波器，可以如图1所示的介质滤波器的结构示意图所示，所述介质滤波器中包括至少两个介质谐振器，例如图1中示出的介质谐振器1、介质谐振器2和介质谐振器3；至少一对相邻的介质谐振器之间设置有第一通孔，例如图1中示出的介质谐振器1和介质谐振器2之间的第一通孔1、介质谐振器2和介质谐振器3之间的第一通孔2。

需要说明的是，图1示出的介质滤波器中，仅示出了每对介质谐振器之间均设置了第一通孔的情况；可选的，在图1中，还可以仅存在第一通孔1，或者仅存在第一通孔2的情况，即，只有一对相邻介质谐振器之间设置有第一通孔，也即部分相邻的介质谐振器之间设置有第一通孔，对此，本申请此处不再一一列举。

具体的，通过在至少一对相邻的介质谐振器之间设置所述第一通孔，可以使所述第一通孔切割一对相邻的介质谐振器之间产生的磁场。例如，图2所示的示意图为现有技术中介质滤波器中的磁场的分布的示意图，图3所示的示意图为本申请实施例提供的介质滤波器中的磁场的分布的示意图。通过图2和图3对比，图3中的磁场相对于图2中的磁场进行了切割，明显可以看出图2中的磁场的分布面积要比图3中的磁场分布面积大的多。因此，采用本申请实施例提供的介质滤波器可以使得磁场分布面积减小，从而可以提高高次谐波的频率，进而可以提高远端抑制能力，满足规格要求。

在一种可选的实施方式中，所述第一通孔贯穿所述介质滤波器，且所述第一通孔的一个开口位于第一面，另一个开口位于第二面；所述第一面和所述第二面分别为所述介质滤波器中所述至少两个谐振器排列方向的两侧的侧面。这样，所述第一通孔才能够切割一对相邻的介质谐振器之间的磁场。

例如，以图1中的第一通孔1为例进行说明：可以理解，图1中所述介质滤波器中所述至少两个介质谐振器的排列方向可以为介质谐振器1到介质谐振器2再到介质谐振器3的方向，而排列方向的两侧为图中示意的第一侧和第二侧两侧，所述第一面为所述第一侧的侧面或第二侧的侧面，所述第二面为两侧中除所述第一面的另一侧，具体本申请不作限定。例如，图1中的第一通孔1的一个开口位于所述介质滤波器中第一侧的侧面，另一个开口位于所述介质滤波器中第二侧的侧面。

需要说明的是，图1示出的介质滤波器仅以最简单直观的长方体的结构示出，所以图1中第一侧和第二侧的侧面均只有一个。但是应理解，图1仅仅是一种示例，本申请实施例提供的介质滤波器的存在形态不仅仅限于是长方体，还可以是多面体(大于六面的)，即此时第一侧和第二侧均可能存在多个侧面，此时，所述第一通孔1的一个开口可以位于第一侧的多个侧面中的任一个侧面上，另一个开口可以位于第二侧的多个侧面中的任一个侧面上，对此本申请不作限定。例如，图4所示的介质滤波器的结构示意图，图4中所述介质滤波器的第一侧和第二侧均存在三个侧面，其中，第一通孔1的一个开口位于第一侧的任一个侧面上，另一个开口位于第二侧的任一个侧面上，第二通孔2同理，具体不再详述。

需要说明的是，上述列举的介质滤波器的存在形态均是规则的多面体，实际中，所述介质滤波器还可以是不规则的多面体，也就是说第一侧的侧面和第二侧的侧面数量不等，或者凹凸不等，等等，但是只要保证第一通孔的两个开口分别位于至少两个介质谐振器的排列方向两侧的任意侧面上即可，具体的，本申请此处不再一一列举。

在一种可选的实施方式中，所述至少一对相邻的介质谐振器之间设置的第一通孔为一个或多个。其中，图1仅示出了相邻两个介质谐振器之间设置的第一通孔为一个的示例，应理解，图1并不能对本申请作出限定。具体的，一对相邻的介质谐振器之间的第一通孔可以有一个或多个，另一对相邻的介质谐振器之间的第一通孔也可以有一个或多个。例如，图1中介质谐振器1和介质谐振器2之间的第一通孔可以只有一个(即可以只有第一通孔1)，介质谐振器2和介质谐振器3之间的第一通孔可以有多个(即除了第一通孔2还可以有其他的第一通孔)；又例如，图1中的介质谐振器1和介质谐振器2之间的第一通孔可以有多个(即除了第一通孔1还可以有其他的第一通孔)，介质谐振器2和介质谐振器3之间的第一通孔可以有多个(即除了第一通孔2还可以有其他的第一通孔)；又例如，图1中的介质谐振器1和介质谐振器2之间的第一通孔可以有多个(即除了第一通孔1还可以有其他的第一通孔)，介质谐振器2和介质谐振器3之间的第一通孔可以只有一个(即可以只有第一通孔2)。例如，图5示出了一对介质谐振器之间有多个第一通孔的情况。

所述在一种可选的实施方式中，所述第一通孔可以但不限于为直通孔、弯曲通孔或者不规则通孔等等。在一种可选的实施方式中，在上述提及的当一对相邻的介质谐振器之间的第一通孔为多个时，所述多个第一通孔中可以部分为直通孔，部分为弯曲通孔，部分为不规则通孔等等，还可以全部为直通孔，全部为弯曲通孔，或者全部为不规则通孔等等，本申请对此不做限定。

在一种可选的实施方式中，所述第一通孔与通孔组连通，其中所述通孔组包括一个或多个第二通孔；所有第二通孔的开口均位于所述介质滤波器中接近所述至少两个介质谐振器的顶部或者底部的任一个侧面。例如，图6所示的介质滤波器的结构示意图中，第二通孔1为与所述第一通孔1连通的通孔组，第二通孔2为与所述第一通孔2连通的通孔组，且第一通孔1和第二通孔2的开口均位于所述介质滤波器中接近所述至少两个介质谐振器的顶部的侧面上。需要注意的是，当存在多个第一通孔均分别连通一个通孔组时，多个通孔组中所有第二通孔的开口均在顶部的任一个侧面上，或者均在底部的任一个侧面上，而不能出现部分在顶部的侧面上，另一部分在底部的侧面上的情况，以避免介质滤波器发生短路。

在图6中，仅示出了与第一通孔连通的通孔组中只有一个第二通孔的情况。当然，第一通孔1还可以连通多个第二通孔，第一通孔2连通多个第二通孔，或者第一通孔1和第二通孔2中一个连通一个第二通孔，另一个连通多个第二通孔，此处不再一一列举。例如，图7中示出了第一通孔1连通的通孔组中包括两个第二通孔(即多个第二通孔)，第一通孔2连通的通孔组中包括两个第二通孔(即多个第二通孔)的情况。

在一种可选的实施方式中，当一对相邻的介质谐振器之间的第一通孔为多个时，每个第一通孔可以连通通孔组，即每个第一通孔可以连通至少一个第二通孔。例如，图8所示的介质滤波器的结构示意图所示。

在一种可选的实施方式中，当一对相邻的介质谐振器之间的第一通孔为多个时，多个第一通孔与至少一个第二通孔的连通关系还可以如图9、图10、图11所示，当然，还可以有其它的结构，此处不再一一列举。

在一种可选的实施方式中，当一对相邻的介质滤波器之间的第一通孔为多个时，可以多个第一通孔中的部分第一通孔连通通孔组，剩余的部分不连通通孔组。在另一种可选的实施方式中，当多对相邻的介质谐振器之间设置有第一通孔时，可以其中几对相邻的介质谐振器之间的第一通孔与通孔组连通，其它几对相邻的介质谐振器之间接的第一通孔不连通通孔组，对此本申请不做限定。

通过第一通孔与通孔组连通，可以实现比只设置有第一通孔时，磁场切割能力更强，可以更加提高高次谐波的频率。

在一种可选的实施方式中，所述第一通孔上设置有至少一个非通孔，一个非通孔与一个第二通孔连通。例如，图12所示的介质滤波器的结构示意图中，非通孔1设置在第一通孔1上，并与第二通孔1连通；非通孔2设置在第一通孔2上，并与第二通孔2连通。

在一种可选的实施方式中，当与第一通孔连通的通孔组中包含多个第二通孔时，所述第一通孔上设置的至少一个非通孔的个数可以小于或者等于所述多个第二通孔的个数。也就是说，当个数相等时，所述多个第二通孔中每个第二通孔与一个非通孔连通；当非通孔的个数小于所述第二通孔的个数时，所述多个第二通孔中可以一部分(此部分个数与非通孔个数相等)的第二通孔中每个第二通孔分别与一个非通孔连通，另一部分没有与非通孔连通。

在一种可选的实施方式中，当至少一对相邻的介质谐振器之间的第一通孔有多个，与多个第一通孔中每个第一通孔连通至少一个第二通孔时，第一通孔、第二通孔、非通孔的关系，可以如图13、图14、图15、图16、图17中介质滤波器的结构示意图所示，当然，还可以有其它的结构，此处不再一一列举。

在一种可选的实施方式中，每个与第二通孔连通的非通孔可以认为是所述第二通孔连通所述第一通孔之后继续穿过所述第一通孔但是未达到介质滤波器的侧面的情况，也就是说该非通孔可以认为是所述第二通孔的一部分。

在一种可选的实施方式中，上述涉及的至少一个第一通孔、至少一个第二通孔、至少一个非通孔的内表面分别可以敷有金属材料，其中，三者的金属材料可以相同，也可以互不相同，本申请对此不做限定。可选的，金属材料可以是银、铜等等。

在一种可选的实施方式中，所述介质滤波器可以为TEM型介质滤波器，例如，图18示出了TEM型介质滤波器一种可能的结构示例，用以提高TEM型介质滤波器的高次谐波的频率。

需要说明的是，本申请实施例中示出的介质滤波器的示意图中，第一通孔、第二通孔和非通孔均以圆形孔示例，应理解，这仅仅是一种示例，可选的，第一通孔、第二通孔和非通孔均可以为方形孔、不规则形孔等等，本申请对此不作限定。

同理，需要说明的是，本申请实施例中示出的介质滤波器中的介质谐振器均以圆柱体示出，这也仅仅是一种示例，介质谐振器并不限于是圆柱体，还可以是其他人任何形状。

采用本申请实施例提供的介质滤波器，由于通过在至少一对相邻的介质谐振器之间设置第一通孔来切割相邻的介质谐振器之间的磁场，这样可以提高高次谐波频率以及远端抑制能力，因此，本申请实施例提供的介质滤波器自身就满足了规格要求，而不需要再使用额外的低通滤波器来配合介质滤波器来达到规格要求，这样可以避免不必要的损耗，降低成本。并且本申请实施例设计的介质滤波器结构简单，很容易实现，因此很实用。

基于以上实施例，本申请实施例还提供了一种通信设备，所述通信设备中包含了上述实施例中描述的介质滤波器。其中，所述介质滤波器的详细介绍可以参见上述实施例，此处不再重复赘述。这一种可选的实施方式中，所述通信设备可以但不限于是基站、终端设备等等。

基于以上实施例，对在相同场景下，本申请实施例提供的介质滤波器(通信设备)中图1(仅设置第一通孔)和图6(第一通孔与通孔组连通)所示的介质滤波器，与现有的介质滤波器，对高次谐波的频率影响的效果进行简单说明：

表1

介质滤波器类型	现有的介质滤波器	图1所示的介质滤波器	图4所示的介质滤波器
				高次谐波的频率	4.86GHZ	6.29GHZ	6.62GHZ

表1为相同场景下，采用现有的介质滤波器、本申请实施例提供的图1所示的介质滤波器和本申请实施例中图6所示的介质滤波器时分别对应的高次谐波的频率的简单示意表。从表1中可以看出采用本申请实施例提供的介质滤波器，均比采用现有的介质滤波器产生的高次谐波的频率高，即，采用图1所示的介质滤波器比现有的介质滤波器高次谐波频率提高了1.43GHZ，采用图6所示的介质滤波器比现有的介质滤波器高次谐波频率提高了1.76GHZ，因此可以证明采用本申请实施例提供的介质滤波器可以提高高次谐波的频率。

进一步地，从表1中还可以看出，采用本申请实施例提供的图6所示的介质滤波器，比采用本申请实施例提供的图1所示的介质滤波器产生的高次谐波的频率高，因此，设置了与第一通孔连通的通孔组的介质滤波器，比只设置了第一通孔的介质滤波器效果可以更好，可以更加提高高次谐波的频率。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种介质滤波器，包括至少两个介质谐振器，其特征在于，至少一对相邻的介质谐振器之间设置有第一通孔，所述第一通孔用于切割所述至少一对相邻的介质谐振器之间的磁场；

其中，所述第一通孔为直通孔、弯曲通孔或者不规则通孔；

其中，所述介质滤波器的形态为规则的多面体或不规则的多面体；

其中，所述第一通孔与通孔组连通，其中所述通孔组包括一个或多个第二通孔，所有第二通孔的开口均位于所述介质滤波器中接近所述至少两个介质谐振器的顶部或者底部的任一个侧面。

2.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述第一通孔贯穿所述介质滤波器，且所述第一通孔的一个开口位于第一面，另一个开口位于第二面；

所述第一面和所述第二面分别为所述介质滤波器中所述至少两个谐振器排列方向的两侧的侧面。

3.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述第一通孔上设置有至少一个非通孔，一个非通孔与一个第二通孔连通。

4.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，至少一个所述第二通孔的内表面敷有第一金属材料。

5.如权利要求3所述的介质滤波器，其特征在于，至少一个所述非通孔的内表面敷有第二金属材料。

6.如权利要求1-2任一项所述的介质滤波器，其特征在于，所述第一通孔的内表面敷有第三金属材料。

7.如权利要求1-2任一项所述的介质滤波器，其特征在于，所述至少一对相邻的介质谐振器之间设置的第一通孔为一个或多个。

8.如权利要求1-2任一项所述的介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器为TEM型介质滤波器。

9.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的介质滤波器。

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