CN110416671B - 谐振器、腔体滤波器及其调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及谐振器、腔体滤波器及其调试方法，谐振器为组合式结构，由谐振盘与谐振杆组合而成，谐振杆采用金属材质，谐振盘采用PCB覆铜板，以PCB谐振盘上的覆铜层区域大小及位置作为性能调试点，安装在滤波器中时，盖板上预留调试孔，采用激光器通过调试孔对覆铜层区域的大小和位置进行调节，通过修改谐振器上的导电区域，使电容，阻抗，或电流耦合以可预测的方试发生改变，丛而产生共振频率或耦合，结构新颖，能够有效减重，且调试效率高，有效降低成本。

Description

谐振器、腔体滤波器及其调试方法

技术领域

本发明涉及通信滤波领域，具体涉及一种谐振器、腔体滤波器及其调试方法。

背景技术

滤波器是一种典型的频率选择装置，它能够有效的抑制无用信号，使其不能通过滤波器，只有有用信号顺利通过滤波器，因此，滤波器性能的优劣直接影响到整个通信系统的质量，是现代微波、毫米波通信系统中至关重要的器件。

腔体滤波器是一种非常重要的滤波器，与其他性质的滤波器比较，结构牢固，性能稳定可靠，体积小，Q值适中，高端寄生通带较远而且散热性能好，可用于较大功率和频率。但是，腔体滤波器对机械公差非常敏感，在最终的装配过程中，如果不单独进行性能测试调整，就无法达到设计的电气指标。

传统的腔体滤波器参见附图1和2，包括谐振腔、谐振器、盖板以及调节螺钉，谐振器紧固在腔体底部，盖板贴合在谐振腔上方，谐振器参见图3，包括谐振盘和谐振杆，通常为金属一体化结构，采用冲压，冷墩，粉末冶金等加工方工成型，表面电镀处理，其工作原理为：谐振杆顶部与盖板形成的电容，可以理解成等效电路中的端接电容，等效电路中的谐振频率计算公式为：

。

为谐振杆加入圆盘，相当于加大了端接电容，圆盘越大，电容越大，谐振频率越低；同样加入调谐螺杆，也相当于加大端接电容，螺杆进得越深，端接电容值越大，谐振频率越低，所以，将所有的调谐螺杆往里进，则滤波器通带低偏。

电磁场通过谐振腔之间的窗口耦合；耦合螺杆的加入，“吸引”电力线向螺杆集中，从而加强两相邻腔的耦合效果，每个谐振腔有各自的谐振频率，当相邻的两个腔发生耦合时，其谐振频率相互“排斥”，耦合越强，“排斥”效果越明显。所以，若将所有的耦合螺杆都往里进，则通带带宽变宽。

谐振杆的尺寸以及谐振杆顶部与盖板的间距决定了腔体谐振的频率，谐振杆越长，或者越靠近盖板，腔体的谐振频率越低，有时候我们把谐振杆加工成蘑菇状，同样可以起到降低谐振频率的结果。

最常用的谐振频率调节办法是调谐螺钉，调谐螺钉打得越低，谐振频率越低；此外，调谐螺钉的尺寸同样影响着调节的范围，相对较细的调谐螺钉，使用较粗的调谐螺钉可以获得更低的谐振频率，如果谐振频率太低，应考虑将谐振杆变短，如果谐振频率太高，可以通过增加螺钉尺寸，或使用蘑菇状谐振杆，或将谐振杆变长，以降低谐振频率。

传统腔体滤波器的调试方法为，通过调节滤波器各调试点（调试螺钉出入盖板的深度），网分反馈调试结果，软件判断需要调试的调试点和调试方向与程度，反复迭代完成调试。滤波器通常具有多个调谐螺钉，通常一路滤波器上有十只左右调谐螺钉，双路滤波器的调谐螺钉更多，通过人工或机械调试时间较长，占用大比例生产成本。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种新型结构的谐振器、腔体滤波器及腔体滤波器的调试方法，能够简化滤波器的结构，有效减少盖板厚度和重量，且采用激光从外部调试，调试时间短效率高，有效降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明所采用如下技术方案。

一种谐振器，由谐振盘和谐振杆组合而成，所述谐振盘为PCB覆铜板，PCB覆铜板上的PCB覆铜层区域大小及位置作为电气性能调试点。

所述谐振杆为金属材质，谐振器由所述谐振盘和谐振杆焊接组合而成。

一种腔体滤波器，包括腔体、设在腔体内的谐振器以及腔体上方的盖板，谐振器紧固在腔体底部，盖板与腔体紧密连接，所述谐振器由谐振盘和谐振杆组合而成，所述谐振盘为PCB覆铜板， PCB覆铜板的覆铜层区域大小及位置作为电气性能调试点，所述盖板上预留有调试孔。

一种腔体滤波器的调试方法，用激光器对腔体滤波器进行调试，所述激光器发射的激光穿过盖板上预留的调试孔对谐振盘上的PCB覆铜板的覆铜区域大小和位置进行调节达到谐振目的。

激光器进行调节的具体方式为对覆铜层进行蚀刻。

有益效果： 1、本发明提供一种新型的谐振器结构，传统谐振器为金属一体化成型，在谐振器上没有电气性能调试点，应用于滤波器时，需要通过滤波器盖板上设置的调谐螺钉对共振频率或耦合强度进行调试，本发明的谐振器由谐振盘与谐振杆组合而成，为组合式结构，谐振杆采用金属材质，谐振盘采用PCB覆铜板，以PCB谐振盘上的覆铜层区域大小及位置作为性能调试点，安装在滤波器中时，无需通过调谐螺钉进行调试，可采用激光器对覆铜层区域的大小和位置进行调节达到调试目的，结构新颖，调试方便。

2、本发明提供的腔体滤波器由于不再需要调试螺钉或螺母，在高度方向可降低3-6mm，由于盖板上不需放置调螺，板厚也可减薄，重量可减轻约5%左右，在5G单路滤波器上减重可达10%以上，效果更加显著，利于通信产品的小型化。

3、本发明提供一种新的腔体滤波器的调试方法，传统调式方式为通过调试螺钉出入盖板的深度达到调谐的目的，需要通过人工或机械反复调整，对调谐螺钉的精度要求高，而本发明通过在盖板上预留调试孔，采用激光器对谐振器上PCB介质的覆铜区域大小及位置蚀刻达到调振目的，通过修改谐振器上的导电区域，使电容、阻抗、或电流耦合以可预测的方试发生改变，从而产生共振频率或耦合，有效降低调试难度和减少调试时间。

附图说明

图1 是传统腔体滤波器的分体结构图；

图2 是传统腔体滤波器的整体剖视图；

图3 是传统滤波器的谐振器的结构图；

图4是本发明的谐振器的整体结构图；

图5是本发明的谐振器的分体结构图

图6是本发明的腔体滤波器的分体结构图；

图7是本发明的腔体滤波器的整体剖视图；

附图标记： 1、腔体，2、谐振器，3、盖板，4、调谐螺杆，5、激光调试点，6、谐振盘，7、谐振杆，8、调试孔，9、激光束。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供一种新型结构的谐振器以及腔体滤波器，还提供了一种新的滤波器调试方法。

传统腔体滤波器结构包括腔体1（即谐振腔）、谐振器2、盖板3以及调谐螺杆4，如图1-3，其中谐振器2包括谐振盘和谐振杆，通常为金属一体化结构，采用冲压，冷墩，粉末冶金等加工方工成型，通过人工或机械调节盖板3上设置的调谐螺杆4出入盖板3的深度进行调试，需反复迭代和调节，调试时间较长，占用大比例生产成本。

图4-5为本发明的谐振器2，采用组合式结构，由谐振盘6和谐振杆7组合而成，谐振器2采用分体结构，谐振杆7为金属材质，谐振盘6采用PCB覆铜板，谐振杆7与谐振盘6焊接而成谐振器2，谐振盘6上的PCB覆铜板的覆铜层区域大小和位置作为电气性能调试点，可通过激光器在外部对谐振盘6上的PCB覆铜区域大小及位置进行调节。

基于上述谐振器2的本发明的腔体1滤波器结构如图6-7所示，包括腔体1、谐振器2和盖板3，谐振器2固定在腔体1底部，盖板3设置在腔体1上方并与腔体1紧密连接，盖板3上预留有用于激光调试的调试孔8，谐振器2的谐振盘6为PCB覆铜板，激光器通过盖板3上预留的调试孔8对谐振盘6上的PCB覆铜层区域大小和位置进行调节，不再需要调谐螺钉及螺母，有效简化滤波器的结构，减少滤波器的高度和重量。

本发明的腔体滤波器的调试方法为，在盖板3上预留调试孔8，所述调试孔8根据预期的调试需求设置，分布在相应的谐振盘6的上方，调试时，激光器设置在腔体1滤波器上方，激光器照射的激光束9穿过盖板3上的调试孔8，照射在谐振盘6相应的位置上，通过对谐振盘6上PCB介质的覆铜层区域大小及位置蚀刻达到调振目的，即通过修改谐振器2上的导电区域，使电容，阻抗，或电流耦合以可预测的方式发生改变，丛而产生共振频率或耦合，达到调试目的。

激光器对PCB覆铜层的调节包括区域大小和位置，通过蚀刻覆铜层达到调节目的，如图4-5，激光调试点5所指位置即激光蚀刻过的PCB板覆铜层，实际调试时，通过蚀刻谐振盘上的不同区域和不同位置达到调试目的。

本发明提供的新型的谐振器及腔体滤波器，采用了新的结构和调试方法，简化了滤波器的结构，谐振器采用组合式结构，谐振盘采用PCB覆铜板，谐振盘自身设置电气性能调试点，无需在滤波器外部设置调谐螺钉进行调节，因此滤波器高度比传统高度低，且盖板能够设计的更薄、更轻，减重效果显著，进一步地，新的调试方法使得调试更加方便和智能化，相比传统结构的谐振器及滤波器，调试效率更高，直接通过激光蚀刻覆铜层调节耦合效果，减少人工成本和调试工作量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种谐振器，用于腔体滤波器，由谐振盘和谐振杆组合而成，其特征在于，所述谐振器采用分体结构，所述谐振杆为金属材质，所述谐振盘为PCB覆铜板，PCB覆铜板的覆铜层区域大小及位置作为电气性能调试点，所述谐振器由所述谐振盘和谐振杆焊接组合而成，所述腔体滤波器包括腔体、设在腔体内的谐振器和腔体上方的盖板，所述盖板上预留有调试孔，分布在相应的谐振盘上方，通过激光器发射的激光穿过盖板上预留的调试孔对谐振盘上的PCB覆铜板的覆铜区域大小和位置进行蚀刻达到谐振目的。

2.一种腔体滤波器，包括腔体、设在腔体内的如权利要求1所述的谐振器以及腔体上方的盖板，谐振器紧固在腔体底部，盖板与腔体紧密连接，其特征在于：所述谐振器采用分体结构，由谐振盘和谐振杆组合而成，所述谐振盘为PCB覆铜板，PCB覆铜板的覆铜层区域大小及位置作为电气性能调试点，所述盖板上预留有调试孔。

3.如权利要求2所述的一种腔体滤波器的调试方法，其特征在于，用激光器对腔体滤波器进行调试，所述激光器发射的激光穿过盖板上预留的调试孔对谐振盘上的PCB覆铜板的覆铜层区域大小和位置进行蚀刻达到谐振目的。

Images