CN110676542A - 端口耦合结构、滤波器及射频组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种端口耦合结构、滤波器及射频组件，其中，所述端口耦合结构设于介质波导谐振器的介质块上，介质块的顶面、底面及侧面均设有第一导电层，介质块的顶面设有频率调节结构，频率调节结构包括由顶面朝向其内部延伸的频率调节孔及设于频率调节孔孔壁上的第二导电层，端口耦合结构包括设于侧面并由侧面朝向介质块内部延伸至与频率调节孔贯通的时延调节孔、设于时延调节孔孔壁上的第三导电层及将第一导电层和第三导电层隔开的隔离带，第三导电层与第二导电层相连。通过使时延调节孔与频率调节孔连通，且时延调节孔和频率调节孔中的导电层连接，使得射频连接器与频率调节孔为感性连接，从而实现较宽的耦合带宽。

Description

端口耦合结构、滤波器及射频组件

技术领域

本发明涉及通信射频技术领域，尤其涉及一种端口耦合结构、滤波器及射频组件。

背景技术

滤波器是一种选频器件，是通信设备不可或缺的一部分。随着通信系统的高速发展进入到5G时代，器件的小型化和低插入损耗是其通信设备发展的关键，而小型化、高性能、低功耗滤波器又是5G设备小型化的关键，介质波导滤波器同时具有5G设备小型化的所有特点，因此在5G通信设备中具有广泛的应用前景。所以，低插入损耗是滤波器设计方法成为研究的热点。

但现有的滤波器仅能实现相对窄的耦合带宽，对于相对较宽的耦合带宽往往难以实现。因此，亟需找到更好的端口耦合的实现方式以提高端口的耦合带宽。

发明内容

本发明的主要目的旨在提供一种适用于滤波器并能实现较宽的耦合带宽的端口耦合结构。

本发明的另一目的旨在提供一种包括上述端口耦合结构的滤波器。

本发明的另一目的旨在提供一种包括上述滤波器的射频组件。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

作为第一方面，本发明涉及一种端口耦合结构，设于介质波导谐振器的介质块上，所述介质块包括顶面、底面及连接顶面和底面的侧面，所述顶面、底面及侧面均设有第一导电层，所述介质块的顶面设有频率调节结构，所述频率调节结构包括由顶面朝向其内部延伸的频率调节孔及设于所述频率调节孔孔壁上的第二导电层，所述端口耦合结构包括设于所述侧面并由所述侧面朝向所述介质块内部延伸的时延调节孔、设于所述时延调节孔的孔壁上的第三导电层及设于所述侧面上并将所述第一导电层和第三导电层隔开的隔离带，所述时延调节孔与所述频率调节孔贯通，且所述第三导电层与所述第二导电层相连。

进一步设置：所述频率调节孔为盲孔。

进一步设置：所述频率调节孔的孔深、横截面的大小用于调节所述介质波导谐振器的谐振频率。

进一步设置：所述时延调节孔的孔深用于调节端口耦合带宽。

进一步设置：所述时延调节孔到所述介质块顶面的高度用于调节端口耦合量。

进一步设置：所述时延调节孔的横截面积大小用于调节端口耦合量。

进一步设置：所述时延调节孔的轴线垂直于所述频率调节孔的轴线设置。

进一步设置：所述端口耦合结构还包括设于所述侧面上并位于所述时延调节孔的孔外缘的第四导电层，所述第四导电层与所述第三导电层连接，所述隔离带设于所述第四导电层与所述第一导电层之间。

作为第二方面，本发明涉及一种滤波器，包括如上所述的端口耦合结构。

作为第三方面，本发明涉及一种射频组件，包括射频连接器及如上所述的滤波器，所述射频连接器的内导体与所述第三导电层电性连接。

相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：

1.在本发明的端口耦合结构中，无需改变现有排腔的布局，通过改变端口耦合的位置，并使端口耦合结构中的时延调节孔与频率调节结构中的频率调节孔连通，使得时延调节孔和频率调节孔中的导电层连接，使得与滤波器连接的射频连接器与频率调节孔为感性连接，从而实现较宽的耦合带宽，结构简单。

2.在本发明的端口耦合结构中，通过改变时延调节孔的在介质块上的高度位置，以达到改变所述端口耦合量的目的，从而可实现强端口耦合的目的，以在5G通信设备中具有广泛的应用情景。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明射频组件的结构示意图；

图2为本发明射频组件的时延曲线图。

图中，1、介质块；11、第一导电层；2、频率调节结构；21、频率调节孔；22、第二导电层；3、端口耦合结构；31、时延调节孔；32、第三导电层；33、第四导电层；34、隔离带；4、射频连接器；41、内导体；42、外导体；43、绝缘介质。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

请参见图1，本发明涉及一种端口耦合结构，具体涉及一种滤波器的端口耦合结构3，其通过改变端口的耦合结构，达到改变端口的耦合带宽的目的，结构简单、加工方便，且易于装配，一致性好，便于大批量生产。

具体地，所述端口耦合结构3设于介质波导谐振器的介质块1上，所述介质块1包括顶面、底面及连接顶面和底面的两个侧面，并且所述介质块1的顶面、底面及侧面上均设置有第一导电层11。应当理解的是，分别设于所述介质块1的顶面、底面及侧面上的第一导电层11的材质、尺寸(例如厚度)等可以不同。优选地，所述介质块1由陶瓷介质材料制成的实心整体，所述第一导电层11为金属层，具体可采用银、铜等金属设于所述介质块1上以形成金属导电层。同时，所述第一导电层11作为所述介质块1表面的电磁屏蔽层，对所述介质块1表面起电磁屏蔽的作用。

所述介质块1的顶面还设有频率调节结构2，通过所述频率调节结构2以调节所述介质波导滤波谐振器的谐振频率，所述频率调节结构2包括设于所述介质块1的顶面且由顶面朝向其内部延伸的频率调节孔21及设于所述频率调节孔21的孔壁上的第二导电层22，所述第二导电层22与所述第一导电层11连接。所述频率调节孔21可通过改变其孔深以及横截面的大小可实现对所述介质波导滤波谐振器的谐振频率的调节。

所述端口耦合结构3设于所述介质块1的侧面，所述端口耦合结构3包括设于所述侧面并由所述侧面朝向其内部延伸的时延调节孔31，所述时延调节孔31的孔壁设有第三导电层32，且所述第一导电层11与第三导电层32之间设有将两者隔开的隔离带34。与所述滤波器连接的射频连接器4的内导体41与所述第三导电层32连接，所述射频连接器4的外导体42与所述第一导电层11连接，所述射频连接器4的内导体41与外导体42之间通过绝缘介质43以隔开。此外，所述时延调节孔31贯通至所述频率调节孔21处以使所述时延调节孔31与所述频率调节孔21连通，并且所述第三导电层32与第二导电层22相连。

对比于现有仅能实现较窄的耦合带宽的端口耦合方式，本发明通过将所述时延调节孔31与所述频率调节孔21连通，且所述第三导电层32与第二导电层22相连，使得所述射频连接器4与所述频率调节孔21为感性连接，从而可实现较宽的耦合带宽。

进一步的，可通过调节所述时延调节孔31到所述介质块1顶面的高度以调节端口的耦合量，请结合图2，图2为耦合端口的时延曲线图，一般可通过时延值来判定端口的耦合强度，时延值越小表示耦合量越大，具体可结合图2中，在频率为1869MHz时，距离为2mm的时延值最大，3.5mm的时延值最小，从而可知，所述时延调节孔31到所述介质块1顶面的距离越大时，其端口耦合量越大，相应的耦合强度越高，从而可实现强端口耦合的目的。

此外，还可通过改变所述时延调节孔31的横截面积大小以改变端口的耦合量，所述时延调节孔31的横截面积越大时，端口的耦合量越大，相应地，其横截面积越小时，端口的耦合量越小。

进一步的，所述频率调节孔21垂直于所述介质块1的顶面设置，所述时延调节孔31垂直于所述介质块1的侧面设置，即所述时延调节孔31的轴线垂直于所述频率调节孔21的轴线设置，加工方便，提高生产效率，且一致性好。

在本发明中，由于所述端口耦合结构3设于所述介质块1的侧面，则与所述滤波器连接的射频连接器4也对应连接于所述介质块1的侧面，从而可避免在所述介质块1的底面连接射频连接器4而需要在与所述介质块1底面连接的天线反射板上开设安装孔，从而可减少互调干扰，安装方便。

作为一个优选的实施例中，所述端口耦合结构3还包括设于所述侧面的第四导电层33，所述第四导电层33位于所述时延调节孔31的外缘处，且所述第四导电层与所述第三导电层32连接，所述隔离带34设于所述第四导电层33与第一导电层11之间，所述射频连接器4的内导体41可抵接于所述时延调节孔31的外缘并与所述第四导电层33连接，从而实现所述内导体41与所述第三导电层32的连接，无需内导体41伸入到所述时延调节孔31中。所述射频连接器4的内导体41抵接于所述时延调节孔31的外缘处并将所述时延调节孔31完全覆盖，可减少信号的泄露。

优选地，本实施例中的第二导电层22、第三导电层32及第四导电层33均采用与所述第一导电层11相同的由银、铜等金属形成的金属导电层，加工方便，结构一致性好。

本发明还涉及一种滤波器，所述滤波器包括上述用于充当介质波导谐振器的介质块1以及如上所述设于所述介质块1上的端口耦合结构3，其结构简单，其通过将所述介质块1上的频率调节孔21与所述时延调节孔31连通，所述频率调节孔21内的第二导电层22与所述时延调节孔31内的第三导电层32相连以实现感性连接，从而可实现相对较宽的耦合带宽，并且易于调节，具有小型化、功性能、低功耗的特点。

此外本发明的端口耦合结构3还可应用在由上述滤波器构成的合路器以及双工器中，具有广泛的应用前景。

本发明还涉及一种射频组件，其包括射频连接器4及如上所述的滤波器，所述滤波器具有端口耦合结构3，且所述射频连接器4对应于端口耦合结构3的位置与所述滤波器连接。

其中，所述射频连接器4包括内导体41、外导体42及位于所述外导体42和内导体41之间以用于分隔两者的绝缘介质43，所述内导体41和外导体42均为金属导体，所述内导体41抵接于所述时延调节孔31的外缘并与所述第四导电层33连接，所述外导体42与所述第一导电层11连接，所述绝缘介质43与所述隔离带34连接，从而实现所述射频连接器4与所述滤波器的介质波导谐振器的有效连接。

本发明中在不改变现有排腔布局的前提上，通过对端口耦合结构3的改变，实现较宽的耦合带宽，并且通过改变所述端口耦合结构3中时延调节孔31的高度位置，实现端口耦合量的改变，因此可适应于通信系统的高速发展，结构简单、加工方便且易于装配，在5G通信设备中具有广泛的应用前景。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种端口耦合结构，其特征是：设于介质波导谐振器的介质块上，所述介质块包括顶面、底面及连接顶面和底面的侧面，所述顶面、底面及侧面均设有第一导电层，所述介质块的顶面设有频率调节结构，所述频率调节结构包括由顶面朝向其内部延伸的频率调节孔及设于所述频率调节孔孔壁上的第二导电层，所述端口耦合结构包括设于所述侧面并由所述侧面朝向所述介质块内部延伸的时延调节孔、设于所述时延调节孔的孔壁上的第三导电层及设于所述侧面上并将所述第一导电层和第三导电层隔开的隔离带，所述时延调节孔与所述频率调节孔贯通，且所述第三导电层与所述第二导电层相连。

2.根据权利要求1所述的端口耦合结构，其特征是：所述频率调节孔为盲孔。

3.根据权利要求2所述的端口耦合结构，其特征是：所述频率调节孔的孔深、横截面的大小用于调节所述介质波导谐振器的谐振频率。

4.根据权利要求1所述的端口耦合结构，其特征是：所述时延调节孔的孔深用于调节端口耦合带宽。

5.根据权利要求1所述的端口耦合结构，其特征是：所述时延调节孔到所述介质块顶面的高度用于调节端口耦合量。

6.根据权利要求1所述的端口耦合结构，其特征是：所述时延调节孔的横截面积大小与端口耦合量相关。

7.根据权利要求1所述的端口耦合结构，其特征是：所述时延调节孔的轴线垂直于所述频率调节孔的轴线设置。

8.根据权利要求1所述的端口耦合结构，其特征是：所述端口耦合结构还包括设于所述侧面上并位于所述时延调节孔的孔外缘的第四导电层，所述第四导电层与所述第三导电层连接，所述隔离带设于所述第四导电层与所述第一导电层之间。

9.一种滤波器，其特征是：包括如权利要求1-8任意一项所述的端口耦合结构。

10.一种射频组件，其特征是：包括射频连接器及如权利要求9所述的滤波器，所述射频连接器的内导体与所述第三导电层电性连接。

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