CN111029690A

CN111029690A - 一种滤波器

Info

Publication number: CN111029690A
Application number: CN201911235680.4A
Authority: CN
Inventors: 冯毅; 周瑶; 裴郁杉; 李福昌; 辛荣寰; 张忠皓
Original assignee: China United Network Communications Group Co Ltd
Current assignee: China United Network Communications Group Co Ltd
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2020-04-17
Anticipated expiration: 2039-12-05
Also published as: CN111029690B

Abstract

本发明公开一种滤波器，涉及滤波技术领域，该滤波器用于解决现有技术中卫星地球站LNA或LNB产生饱和干扰的问题。本发明滤波器包括：谐振腔体，谐振腔体用于与馈源连接；波导连接件，波导连接件与谐振腔体的第一侧壁连接、且波导连接件上开设有波导口；耦合窗口，耦合窗口包括开设于谐振腔体上的第一耦合窗口、以及开设于波导连接件上的第二耦合窗口，第一耦合窗口与谐振腔体内的谐振腔连通，第二耦合窗口与波导口、第一耦合窗口均连通，且第二耦合窗口的顶面低于波导口的顶面；L形耦合件，L形耦合件包括垂直连接的第一耦合段和第二耦合段，第一耦合段与第一耦合窗口、第二耦合窗口均贴合，第二耦合段朝靠近波导口的顶面延伸。

Description

一种滤波器

技术领域

本发明涉及滤波技术领域，尤其涉及一种滤波器。

背景技术

3400-4200MHz频段为原有C频段(包括标准C频段3700-4200MHz+扩展C频段3400-3700MHz)的固定卫星业务的下行频率，主要用于卫星地球站的接收。现有卫星接收系统包括低噪声放大器、下变频器和本地振荡器，低噪声放大器用于放大微波信号，下变频器用于将放大后的微波信号变换为中频信号，本地振荡器用于将被接受信号与射频振荡在变频器中进行频率变换，产生调幅中频信号。

在3400-3600MHz频段部署5G系统时，由于5G基站发射功率较大，会造成现有卫星地球站LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)或LNB(Low Noise Block，低噪声变频放大器)产生饱和干扰，当卫星地球站接收到的干扰信号总功率超过-60dBm时，低噪声放大器或者是低噪声变频放大器将产生饱和干扰，工作到非线性区。

发明内容

本发明提供一种滤波器，用于解决现有技术中卫星地球站LNA或LNB产生饱和干扰的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种滤波器，包括：谐振腔体，所述谐振腔体用于与馈源连接；波导连接件，所述波导连接件与所述谐振腔体的第一侧壁连接、且所述波导连接件上开设有波导口；耦合窗口，所述耦合窗口包括开设于所述谐振腔体上的第一耦合窗口、以及开设于所述波导连接件上的第二耦合窗口，所述第一耦合窗口与所述谐振腔体内的谐振腔连通，所述第二耦合窗口与所述波导口、所述第一耦合窗口均连通，且所述第二耦合窗口的顶面低于所述波导口的顶面；L形耦合件，所述L形耦合件包括垂直连接的第一耦合段和第二耦合段，所述第一耦合段与所述第一耦合窗口、所述第二耦合窗口均贴合，所述第二耦合段朝靠近所述波导口的顶面延伸。

可选地，所述L形耦合件的第二耦合段与所述波导口的顶面贴合。

可选地，所述L形耦合件的第一耦合段延伸至所述谐振腔体的谐振腔内。

可选地，所述L形耦合件的第二耦合段与所述波导口的顶面的中部对应。

可选地，所述L形耦合件的截面为矩形。

可选地，所述L形耦合件的底面为平面或弧面。

可选地，所述L形耦合件、所述谐振腔体及所述波导连接件一体成型制作。

可选地，所述L形耦合件、所述谐振腔体及所述波导连接件均通过紧固件连接。

可选地，所述L形耦合件和所述谐振腔体均采用铝制作。

可选地，所述L形耦合件和所述谐振腔体均采用铜或钢制作、且所述L形耦合件和所述谐振腔体的表面均具有镀银层。

本发明提供的滤波器可安装在卫星地球站的馈源与低噪声放大器或者低噪声变频放大器之间，由于滤波器包括谐振腔体、波导连接件及L形耦合件，谐振腔体的第一侧壁上开设有与其内谐振腔连通的第一耦合窗口，波导连接件上开设有相互连通的波导口和第二耦合窗口，该波导口可将馈源与滤波器连接，第二耦合窗口与第一耦合窗口对应设置、且相互连通，第二耦合窗口的顶面低于波导口的顶面，L形耦合件包括垂直连接的第一耦合段和第二耦合段，第一耦合段与第一耦合窗口、第二耦合窗口均贴合，第二耦合段朝靠近波导口的顶面延伸。因此，本发明实施例的滤波器对馈源进行滤波，不仅能够减少对LNA或LNB的饱和干扰，而且滤波器内的L形耦合件可实现TE(横电波)向TEM(横电磁波)的转换、以及谐振腔体与波导之间的能量耦合，结构简单，并能够提供所需的群延时。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例滤波器的三维结构示意图之一；

图2为本发明实施例滤波器的三维结构示意图之二；

图3为本发明实施例滤波器的平面结构示意图之一；

图4为图3的A-A截面图；

图5为本发明实施例滤波器的平面结构示意图之二；

图6为本发明实施例滤波器的平面结构示意图之三；

图7为本发明实施例滤波器的频率-群延时的仿真结果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分，从而实现选频。

参照图1至图5，本发明实施例的滤波器，包括谐振腔体1、波导连接件2、耦合窗口及L形耦合件3，其中，谐振腔体1用于与馈源连接；波导连接件2与谐振腔体1的第一侧壁11连接、且波导连接件2上开设有波导口21；耦合窗口包括开设于谐振腔体1上、且与其内的谐振腔13连通的第一耦合窗口12，以及开设于波导连接件2上、且与波导口21连通的第二耦合窗口22，第一耦合窗口12与第二耦合窗口22相互连通，第二耦合窗口22的顶面低于波导口21的顶面；L形耦合件3包括垂直连接的第一耦合段31和第二耦合段32，第一耦合段31与第一耦合窗口12、第二耦合窗口22均贴合，第二耦合段32朝靠近波导口21的顶面延伸。

本发明提供的滤波器可安装在卫星地球站的馈源与低噪声放大器或者低噪声变频放大器之间，由于滤波器包括谐振腔体1、波导连接件2及L形耦合件3，谐振腔体1的第一侧壁11上开设有与其内谐振腔13连通的第一耦合窗口12，波导连接件2上开设有相互连通的波导口21和第二耦合窗口22，该波导口21可将馈源与滤波器连接，第二耦合窗口22与第一耦合窗口12对应设置、且相互连通，第二耦合窗口22的顶面低于波导口21的顶面，L形耦合件3包括垂直连接的第一耦合段31和第二耦合段32，第一耦合段31与第一耦合窗口12、第二耦合窗口22均贴合，第二耦合段32朝靠近波导口21的顶面延伸。因此，本发明实施例的滤波器对馈源进行滤波，不仅能够减少对LNA或LNB的饱和干扰，而且滤波器内的L形耦合件3可实现TE(横电波)向TEM(横电磁波)的转换、以及谐振腔体1与波导之间的能量耦合，结构简单，并能够提供所需的群延时。

需要说明的是，参照图1、图4至图6，上述L形耦合件3的电气特性如下：减小L形耦合件3沿图中P方向的长度，频率变高，带宽变窄；减小L形耦合件3沿图中K方向的高度，频率变高，带宽变宽；减小L形耦合件3沿图中Q方向的宽度，频率下降，带宽不变。因此，可根据实际需要，相应调整L形耦合件3的尺寸。

进一步地，为了提高波导与谐振腔体1之间的耦合带宽，优选地，本发明实施例中L形耦合件3的第二耦合段32与波导口21的顶面(此处指图2中所示的波导口21的顶面)相互贴合，使得波导与谐振腔体1的耦合带宽尽可能较大。当然，L形耦合件3的第二耦合段32上靠近谐振腔的一侧表面也与波导连接件的表面贴合，从而进一步增大耦合带宽。

需要注意的是，上述L形耦合件3的第一耦合段31可与谐振腔体1的内壁平齐(图1所示)，也可延伸至谐振腔体1中的谐振腔13内。为了尽可能增大波导与谐振腔体1的耦合量，优选地，本发明实施例中L形耦合件3延伸至谐振腔体1的谐振腔13内。根据具体所需的耦合量，对上述第一耦合段31的伸入谐振腔体1的长度进行调整，并保证L形耦合件3的第一耦合段31与谐振腔体1内的谐振柱14相互不干涉。

可选地，L形耦合件3的第二耦合段32与波导口21的顶面沿长度方向(与P方向平行)的任一位置对应，如L形耦合件3与波导口21的顶面靠近边沿的位置对应，又如L形耦合件3与波导口21的顶面的中部对应。因相较于前者的方案，后者的方案能够实现最大的耦合带宽。因此，优选地，本发明实施例中L形耦合件3与波导口21的顶面的中部对应。

可选地，上述L形耦合件3的截面可为矩形、圆形或多边形。因截面为矩形的L形耦合件3的截面较大，有利于提升耦合带宽，所以本发明实施例的L形耦合件3的截面为矩形。

进一步地，参照图2、图4及图5，上述L形耦合件3的第一耦合段31的底面的形状可为平面，也可为弧面。考虑到L形耦合件3的第一耦合段31的底面为平面的耦合带宽较宽，因此，在一些可能的实施例中，L形耦合件3的第一耦合段31的底面采用平面。在另一些可能的实施例中，L形耦合件3的第一耦合段31的底面采用弧面，能够减少加工棱角，有利于电镀表面处理。

可选地，上述L形耦合件3、谐振腔体1及波导连接件2的连接方式有多种。如上述L形耦合件3、谐振腔体1及波导连接件2采用一体成型制作，减少了滤波器的零件数量，能够简化滤波器的组装步骤。又如上述L形耦合件3、谐振腔体1及波导连接件2还可采用紧固件连接，该方案能够根据实际需要，拆卸L形耦合件3、波导连接件2，拆卸操作较方便。具体地，该紧固件为螺钉或螺栓。

进一步地，上述L形耦合件3可采用铝制作，铝具有较好的延展性，容易成型。相应地，当L形耦合件3与谐振腔体1、波导连接件2采用一体成型制作时，L形耦合件3与谐振腔体1、波导连接件2均采用铝制作，其电气性能较好。

进一步地，对于L形耦合件3、谐振腔体1及波导连接件2均通过紧固件连接的方案，L形耦合件3和谐振腔体1均采用铜或钢制作、且L形耦合件3和谐振腔体1的表面均具有镀银层，从而保证三者的电气性能较好，尤其是在高温或低温下电气性能指标更稳定。

需要说明的是：本发明实施例的滤波器可为同轴滤波器，其内可设有多个同轴谐振腔，每个同轴谐振腔内设有一个谐振柱14。上述波导连接件2为T形板，T形板倾斜设置，且T形板的底面(指T形本身所指的底面)与上述谐振腔体1的第一侧壁11连接。

可选地，上述波导口21可为各种不同形状、符合国标规定的波导口，图2、图4、图5中的波导口21为国家标准BJ40的矩形波导口，对采用该波导口的滤波器进行仿真，仿真结果如图7所示，其耦合带宽可高达1GHz。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种滤波器，其特征在于，包括：

谐振腔体，所述谐振腔体用于与馈源连接；

波导连接件，所述波导连接件与所述谐振腔体的第一侧壁连接、且所述波导连接件上开设有波导口；

耦合窗口，所述耦合窗口包括开设于所述谐振腔体上的第一耦合窗口、以及开设于所述波导连接件上的第二耦合窗口，所述第一耦合窗口与所述谐振腔体内的谐振腔连通，所述第二耦合窗口与所述波导口、所述第一耦合窗口均连通，且所述第二耦合窗口的顶面低于所述波导口的顶面；

L形耦合件，所述L形耦合件包括垂直连接的第一耦合段和第二耦合段，所述第一耦合段与所述第一耦合窗口、所述第二耦合窗口均贴合，所述第二耦合段朝靠近所述波导口的顶面延伸。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述L形耦合件的第二耦合段与所述波导口的顶面贴合。

3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述L形耦合件的第一耦合段延伸至所述谐振腔体的谐振腔内。

4.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述L形耦合件的第二耦合段与所述波导口的顶面的中部对应。

5.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述L形耦合件的截面为矩形。

6.根据权利要求5所述的滤波器，其特征在于，所述L形耦合件的第一耦合段的底面为平面或弧面。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的滤波器，其特征在于，所述L形耦合件、所述谐振腔体及所述波导连接件一体成型制作。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的滤波器，其特征在于，所述L形耦合件、所述谐振腔体及所述波导连接件均通过紧固件连接。

9.根据权利要求7所述的滤波器，其特征在于，所述L形耦合件和所述谐振腔体均采用铝制作。

10.根据权利要求8所述的滤波器，其特征在于，所述L形耦合件和所述谐振腔体均采用铜或钢制作、且所述L形耦合件和所述谐振腔体的表面均具有镀银层。