CN110867634A - 一种电磁混合耦合滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种电磁混合耦合滤波器，包括腔体、PCB盖板和多根谐振柱，其中，PCB盖板盖合在腔体上，与腔体形成一密闭的滤波空间。PCB盖板的底面上设置有耦合电路，谐振柱设置于腔体内，耦合电路对应着需相互耦合的至少两根谐振柱，使需耦合的谐振柱之间耦合增强，并最终达到所需的电磁混合耦合。本发明采用PCB板做滤波器盖板，同时通过PCB上的电路来增强两谐振柱之间的电容耦合或电感耦合，能够更方便的实现电磁混合耦合，且降低对滤波器结构的精度要求。

Description

一种电磁混合耦合滤波器
技术领域
本发明涉及一种耦合滤波器，尤其是涉及一种使用PCB盖板实现的电磁混合耦合滤波器。
背景技术
电磁混合滤波器经常使用的是谐振器之间的平板电容实现耦合中的电容部分。如申请号为201580062253.4中公开了一种具有相互补偿的电感和电容耦合的串联的滤波器，就是使用谐振器之间的平板电容实现耦合中的电容部分。由于平板电容对板间的间隙非常敏感，这要求加工非常精确。另外，一旦样机加工完成，电容耦合不易调试。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种使用PCB盖板实现的电磁混合耦合滤波器。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种电磁混合耦合滤波器，包括腔体、盖合在腔体上的PCB盖板及位于腔体内的多根谐振柱，所述PCB盖板的底面设置有耦合电路，所述耦合电路对应着需相互耦合的至少两根谐振柱，使需耦合的所述谐振柱之间耦合增强，并最终达到所需的电磁混合耦合。
优选地，所述滤波器还包括设置于PCB盖板上的，且下端可伸入到谐振柱内的调谐螺钉，每根谐振柱对应一个调谐螺钉。
优选地，所述谐振柱包括柱体及位于柱体顶部且自顶部向外延伸的耦合面，所述耦合面上设有供调谐螺钉伸入的调螺孔。
优选地，所述耦合电路包括第一容性耦合电路，所述第一容性耦合电路对应的谐振柱之间产生的电容耦合增强，从而最终达到所需的电磁混合耦合。
优选地，所述第一容性耦合电路包括至少两个相连的第一容性耦合部，每个所述第一容性耦合部与对应的谐振柱的耦合面发生耦合。
优选地，所述耦合电路包括感性耦合电路和第二容性耦合电路，所述感性耦合电路接地，使对应的谐振柱之间形成的电感耦合增强；所述第二容性耦合电路对应的谐振柱之间形成的电容耦合增强，从而最终形成电磁混合耦合。
优选地，所述感性耦合电路包括至少两个相连的感性耦合部，每个所述感性耦合部与对应的谐振柱的耦合面发生耦合；且所述第二容性耦合电路包括至少两个相连的第二容性耦合部，每个所述第二容性耦合部与对应的谐振柱的耦合面发生耦合；且对应同一谐振柱的感性耦合部和第二容性耦合部之间间隔设置。
优选地，所述滤波器还包括分别设置在PCB盖板两端的输入电缆和输出电缆，所述PCB盖板的底面设置有与所述输入电缆和输出电缆分别相对应的输入耦合电路和输出耦合电路，所述输入电缆和输出电缆的内导体与各自对应的耦合电路电性连接，外导体则与PCB盖板顶面固定连接。
优选地，所述若干谐振柱之间设置有第一隔板。
优选地，所述PCB盖板上还设置有用于安装所述调谐螺钉的螺套。
优选地，相邻的需耦合的所述谐振柱的外侧各设一第一谐振柱，且需耦合的所述谐振柱的前方或后方错位设置一第二谐振柱，所述第一谐振柱和第二谐振柱均与需耦合的所述谐振柱耦合连接。
优选地，所述第二谐振柱的两侧各设置有第二隔板，用于使第一谐振柱和第二谐振柱之间的耦合电感减弱。
优选地，所述PCB盖板的顶面及侧边为金属化设计，所述感性耦合电路与PCB盖板的侧边相连实现接地。
本发明的有益效果是：采用PCB板做滤波器盖板，同时通过PCB上的电路来增强两谐振柱之间的电容耦合或电感耦合，能够更方便的实现电磁混合耦合，且对滤波器的结构的精度要求降低。另外，谐振柱直排时，与PCB上的电路形成的电磁混合耦合结构，还可减小滤波器尺寸。
附图说明
图1是本发明实施例1的爆炸结构示意图；
图2是本发明实施例1的PCB盖板的结构示意图；
图3是本发明实施例1的PCB盖板底面的结构示意图；
图4是本发明实施例1腔体的结构示意图；
图5是本发明实施例2的爆炸结构示意图；
图6是本发明实施例2的PCB盖板的结构示意图；
图7是本发明实施例2的PCB盖板底面的结构示意图；
图8是本发明实施例2腔体的结构示意图；
图9是本发明谐振柱的结构示意图。
附图标记：1～5、谐振柱，6、腔体，7、PCB盖板，8、输入电缆，9、输出电缆，10、输入耦合电路，11、输出耦合电路，12、第一容性耦合电路，121、第一容性耦合部，13、隔板，14、螺套，15、调谐螺钉，16、第二容性耦合电路，161、第二容性耦合部，17、感性耦合电路，171、感性耦合部，18、柱体，19、耦合面，20、调螺孔。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明所揭示的一种电磁混合耦合滤波器，滤波器盖板用PCB板替换，同时通过PCB上的电路来增强两谐振柱之间的电容耦合或电感耦合。
结合图1和图5所示，本发明实施例所揭示的一种电磁混合耦合滤波器，包括腔体6、PCB盖板7、多根谐振柱、输入电缆8和输出电缆9，其中，PCB盖板7盖合在腔体6上，其与腔体6形成一密闭的滤波空间。本实施例中，PCB盖板7的顶面整面敷铜，侧面做金属化，用PCB板实现盖板的屏蔽功能。PCB盖板7的底面上设置有耦合电路，多根谐振柱设置于腔体6内，耦合电路对应着需相互耦合的谐振柱，使需耦合的谐振柱之间耦合增强，并最终达到所需的电磁混合耦合。
下面以两个具体实施例来介绍本发明一种电磁混合耦合滤波器的具体结构和工作原理。
实施例1
结合图1～图4所示，本发明实施例1所揭示的一种电磁混合耦合滤波器，形成于相邻的两谐振器之间，其包括腔体6、PCB盖板7、多根谐振柱、输入电缆8和输出电缆9，PCB盖板7盖合在腔体6上，其底面蚀刻有输入耦合电路10、输出耦合电路11和第一容性耦合电路12，实施例1中，输入、输出耦合电路10、11分别位于PCB盖板7底面的两侧，第一容性耦合电路12位于输入、输出耦合电路10、11之间。
多根谐振柱位于腔体6内，本实施例1中，谐振柱在腔体6内为非直线排列，即非都位于同一直线上，其形成的拓扑图如图1所示，本实施例1中示出了5个谐振柱，其中，谐振柱1、2、4和5同一直线设置，且相邻的两个谐振柱(谐振柱1和谐振柱2、谐振柱2和谐振柱4、谐振柱4和谐振柱5)之间耦合连接。谐振柱3位于谐振柱2、4前方(或后方)的中部或靠中部位置，与谐振柱2、4错位设置，且谐振柱3与谐振柱2之间，谐振柱3与谐振柱4之间耦合连接。
谐振柱2和谐振柱4之间形成电容和电感混合耦合的滤波器。具体地，实施例1中，谐振柱2和谐振柱4之间直接耦合形成电感耦合；结合图3所示，PCB盖板7底面上的第一容性耦合电路包括两个相连接的第一容性耦合部121，两个第一容性耦合部121分别与谐振柱2和谐振柱4位置相对应，谐振柱2和谐振柱4之间通过各自对应的第一容性耦合部121使得两者之间产生的电容耦合增强，这样谐振柱2和谐振柱4之间便形成电磁混合耦合滤波器。本实施例1中，第一容性耦合电路12可选用但不限于是盘形电路。
优选地，谐振柱3的两侧、谐振柱2和谐振柱4之间均可设置一块隔板13，其中，谐振柱3两侧的隔板13分别用于防止谐振柱1和谐振柱3之间的串扰，及防止谐振柱3和谐振柱5之间的串扰；谐振柱2和谐振柱4之间的隔板13用于使两者之间的耦合电感减弱。
输入电缆8和输出电缆9均穿过PCB盖板7伸入到腔体6内，且两者分别位于PCB盖板7的两侧。两者的内导体分别与PCB盖板7上对应的输入、输出耦合电路10、11焊接，即输入电缆8的内导体与输入耦合电路10焊接，输出电缆9的内导体与输出耦合电路11焊接，实现滤波器端口耦合要求；两者的外导体与PCB盖板7顶面敷铜焊接，保证端口接地良好。本实施例1中，输入、输出耦合电路10、11为但不限于是半圆弧状。
进一步地，PCB盖板7的顶面上还设置有多个用于安装调谐螺钉15的螺套14，每个螺套14对应安装一个调谐螺钉15，且螺套14在PCB盖板7上的位置与腔体6内谐振柱的位置对应，从而使得调谐螺钉15与腔体6内谐振柱的位置对应，每根谐振柱对应一个调谐螺钉15，调谐螺钉15的下端可伸入到谐振柱内进行调谐。
且，需耦合的谐振柱，即本实施例中的谐振柱2和谐振柱4，各自对应的调谐螺钉15穿过第一容性耦合电路12。因本实施例中，第一容性耦合电路12的两个第一容性耦合部121分别对应谐振柱2和谐振柱4，所以谐振柱2和谐振柱4对应的两个调谐螺钉15则分别穿过各自对应的第一容性耦合部121。
另外，本实施例中，如图9所示，每根谐振柱具体包括一柱体18及位于柱体18顶部且自顶部向外延伸的耦合面19，耦合面19上则设置有供调谐螺钉15伸入的调螺孔20。第一容性耦合电路的第一容性耦合部121与各自对应的谐振柱的耦合面19发生耦合，从而使对应的谐振柱2、4之间产生的电容耦合增强，从而最终达到所需的电磁混合耦合。优选地，需耦合的谐振柱的调螺孔20对应的PCB盖板7的底面未设置耦合电路，即不蚀刻耦合电路。因本实施例中调谐螺钉15穿过第一容性耦合部121，所以也就是说，每个第一容性耦合部121供调谐螺钉15穿过的部分不设置耦合电路。
实施例2
结合图5～图8所示，本发明实施例2所揭示的一种电磁混合耦合滤波器，形成于间隔设置的两谐振器之间，其包括腔体6、PCB盖板7、多根谐振柱、输入电缆8和输出电缆9，PCB盖板7盖合在腔体6上，与实施例1不同的是，PCB盖板7底面蚀刻有输入耦合电路10、输出耦合电路11、第二容性耦合电路16和感性耦合电路17，实施例2中，输入、输出耦合电路10、11分别位于PCB盖板7底面的两侧，第二容性耦合电路16和感性耦合电路17位于输入、输出耦合电路10、11之间。
多根谐振柱位于腔体6内，本实施例2中，谐振柱在腔体6内为直线排列，即位于同一直线上，本实施例2中示出了5个谐振柱，分别为谐振柱1～5。
本实施例2中，谐振柱2和谐振柱4之间间隔有谐振柱3，两者之间形成电容和电感混合耦合的滤波器。通常跨谐振器的耦合较难实现，本发明利用PCB板可以实现复杂图形的优点，方便的实现了跨谐振器的耦合。具体地，实施例2中，PCB盖板7底面上的感性耦合电路17和第二容性耦合电路16分别靠近PCB盖板7的两侧边(图7中位于PCB盖板7的前后两侧边上)设置，其中，感性耦合电路17包括两个相连接的感性耦合部171，两个感性耦合部171分别与谐振柱2和谐振柱4位置相对应，且两个感性耦合部171的连接部绕开中间的谐振柱3，与PCB盖板7的侧边相连接地。谐振柱2和谐振柱4之间通过各自对应的感性耦合部171使得两者之间产生的电感耦合增强。
同样的，第二容性耦合电路16包括两个相连接的第二容性耦合部161，两个第二容性耦合部161也分别与谐振柱2和谐振柱4位置相对应，且两个第二容性耦合部161的连接部绕开中间的谐振柱3，谐振柱2和谐振柱4之间通过各自对应的第二容性耦合部161使得产生的电容耦合增强，这样谐振柱2和谐振柱4之间形成电磁混合耦合滤波器。
另外，本实施例2中的每根谐振柱的结构与实施例1中相同。且，同样的，实施例2中，需耦合的谐振柱(即这里的谐振柱2和谐振柱4)的调螺孔20对应的PCB盖板7的底面未设置耦合电路，即不蚀刻耦合电路。具体到本实施例中，谐振柱2和谐振柱4均同时对应一个感性耦合部171和一个第二容性耦合部161，且对应同一谐振柱的感性耦合部171和第二容性耦合部161之间间隔设置(即间隔一调谐螺钉15设置)，谐振柱2和谐振柱4这两个谐振柱各自对应的调谐螺钉15从感性耦合部171和第二容性耦合部161之间穿过，也就是说，对应同一谐振柱的感性耦合部171和第二容性耦合部161之间不设置耦合电路。感性耦合部171与对应的谐振柱的耦合面19发生电感耦合，第二容性耦合部161与对应的谐振柱的耦合面19发生电容耦合，从而使对应的谐振柱2、4之间产生的电容耦合增强，从而最终达到所需的电磁混合耦合。
优选地，谐振柱2和谐振柱3之间、谐振柱3和谐振柱4之间可各设置一块隔板13，用于使两者之间的耦合减弱。
除此之外，实施例2中的输入电缆8和输出电缆9与PCB盖板上对应的输入、输出耦合电路10、11的连接结构，且PCB盖板上的包括螺套14等的结构均与实施例1中相同，这里便不再赘述。
本实施例2，谐振柱直排，与PCB板上的耦合电路耦合形成电磁混合耦合滤波器的结构，还有助于减小滤波器尺寸。
上述两个实施例分别是两个相邻和两个间隔的谐振柱之间的耦合，当然也可拓展到相邻三个以上或间隔设置的三个以上的谐振柱(如三个谐振柱，每两个间隔设置的谐振柱)之间的耦合，PCB盖板上的耦合电路只正对需耦合的谐振柱即可，避开不需要正对的谐振柱。
本发明通过将滤波器盖板用PCB板替换，同时在PCB板上设计耦合电路，形成电磁混合耦合滤波结构，使得电磁混合耦合能够更方便的实现，且降低对滤波器结构的精度要求。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电磁混合耦合滤波器，其特征在于，包括腔体、盖合在腔体上的PCB盖板及位于腔体内的多根谐振柱，所述PCB盖板的底面设置有耦合电路，所述耦合电路对应着需相互耦合的至少两根谐振柱，使需耦合的所述谐振柱之间耦合增强，并最终达到所需的电磁混合耦合。
2.根据权利要求1所述的电磁混合耦合滤波器，其特征在于，所述滤波器还包括设置于PCB盖板上的，且下端可伸入到谐振柱内的调谐螺钉，每根谐振柱对应一个调谐螺钉。
3.根据权利要求2所述的电磁混合耦合滤波器，其特征在于，所述谐振柱包括柱体及位于柱体顶部且自顶部向外延伸的耦合面，所述耦合面上设有供调谐螺钉伸入的调螺孔。
4.根据权利要求3所述的电磁混合耦合滤波器，其特征在于，所述耦合电路包括第一容性耦合电路，所述第一容性耦合电路对应的谐振柱之间产生的电容耦合增强，从而最终达到所需的电磁混合耦合。
5.根据权利要求4所述的电磁混合耦合滤波器，其特征在于，所述第一容性耦合电路包括至少两个相连的第一容性耦合部，每个所述第一容性耦合部与对应的谐振柱的耦合面发生耦合。
6.根据权利要求3所述的电磁混合耦合滤波器，其特征在于，所述耦合电路包括感性耦合电路和第二容性耦合电路，所述感性耦合电路接地，使对应的谐振柱之间形成的电感耦合增强；所述第二容性耦合电路对应的谐振柱之间形成的电容耦合增强，从而最终形成电磁混合耦合。
7.根据权利要求6所述的电磁混合耦合滤波器，其特征在于，所述感性耦合电路包括至少两个相连的感性耦合部，每个所述感性耦合部与对应的谐振柱的耦合面发生耦合；且所述第二容性耦合电路包括至少两个相连的第二容性耦合部，每个所述第二容性耦合部与对应的谐振柱的耦合面发生耦合；且对应同一谐振柱的感性耦合部和第二容性耦合部之间间隔设置。
8.根据权利要求1、4或6所述的电磁混合耦合滤波器，其特征在于，所述滤波器还包括分别设置在PCB盖板两端的输入电缆和输出电缆，所述PCB盖板的底面设置有与所述输入电缆和输出电缆分别相对应的输入耦合电路和输出耦合电路，所述输入电缆和输出电缆的内导体与各自对应的耦合电路电性连接，外导体则与PCB盖板顶面固定连接。
9.根据权利要求1、4或6所述的电磁混合耦合滤波器，其特征在于，所述若干谐振柱之间设置有第一隔板。
10.根据权利要求6所述的电磁混合耦合滤波器，其特征在于，所述PCB盖板的顶面及侧边为金属化设计，所述感性耦合电路与PCB盖板的侧边相连实现接地。
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Address after: 215345 No. 6 Shen'an Road, Dianshan Lake Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant after: Rosenberg Technology Co.,Ltd.

Address before: 215300 No.6 Shen'an Road, Dianshanhu Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant before: ROSENBERGER TECHNOLOGY ( KUNSHAN) Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
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Address after: 215300 No.6 Shen'an Road, Dianshanhu Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: ProLogis Communication Technology (Suzhou) Co.,Ltd.

Address before: 215345 No. 6 Shen'an Road, Dianshan Lake Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: Rosenberg Technology Co.,Ltd.