CN111279546B - 一种腔体滤波器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及通信设备领域，公开了一种腔体滤波器。该腔体滤波器包括腔体，盖板，调谐部件和谐振柱；其中盖板与腔体连接，盖板用于封盖所述腔体形成谐振腔。盖板上设置有通孔，调谐部件穿过所述通孔并固定在所述盖板上。调谐部件包括高导电性部分和非导电性部分，高导电性部分位于所述腔体中，谐振柱安装于所述腔体中。本申请公开的腔体滤波器可以有效遏制信号向外辐射，大幅提高单腔Q值，优化线性度。

Description

一种腔体滤波器

技术领域

本申请涉及通信设备领域，尤其涉及一种腔体滤波器。

背景技术

腔体滤波器作为一种频率选择装置被广泛应用于通信领域，尤其是射频通信领域。在通信系统中，例如基站，微波回传等设备中，滤波器用于选择通信信号，滤除通信信号频率外的杂波或干扰信号。腔体滤波器通常包括盖板及多个腔体。每一个腔体中设有一个或多个谐振杆，谐振杆通过螺丝固定在腔体内的基座上。每个腔体的功能相当于一个电子振荡电路，当滤波器被调谐到所接收信号的适当波长时，振荡电路可表示为包括电感部分和电容部分的并联振荡电路，通过调整电感部分或电容部分，即可对滤波器的谐振频率进行调整。传统的滤波器结构，调谐螺杆与谐振杆形成结构电容，通过调整伸入谐振腔内的调谐螺杆的深浅来调节滤波器。

随着通信业务日趋复杂，应用场景日趋多变，通信设备对腔体滤波器的性能指标要求也越来越高，需要开发设计新型的滤波器来满足网络部署需求。现有结构的的滤波器普遍调谐能力不足，线性度差，特别是随着调谐螺杆在谐振腔中的不断深入，导致腔体滤波器线性斜率增加过快，从而影响了腔体滤波器的性能。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例公开了一种新型的腔体滤波器及调谐部件，可有效遏制信号向外辐射，大幅提高单腔Q值，优化线性度。所述技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种腔体滤波装置，可以适用于微波室外单元系统，具体可应用于频分系统的发射通道或接收通道。该腔体滤波器包括腔体，盖板，调谐部件和谐振柱。盖板与腔体连接，盖板封盖在腔体上形成谐振腔，在谐振强中会形成电场，盖板上一般会设置有通孔，调谐部件穿过该通孔并固定在所述盖板上，调谐部件可以为轴结构，例如可以为杆装；调谐部件可以通过紧固装置固定在盖板上，需要说明的是，调谐部件可以沿着电场方向移动，从而起到调谐的功能，调谐部件的可以贯穿盖板，其上部突出盖板，其下部穿过盖板伸入谐振腔中。调谐部件可以包括高导电性部分和非导电性部分。

本申请实施例提供了一种新型结构的腔体滤波器，可有效遏制信号向外辐射，大幅提高单腔Q值，优化线性度。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，高导电性部分可以为金属材料构成，还可以为非金属材料外表面电镀形成，通过金属结构或电镀，形成高导电性部分。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，高导电部分和非导电部分可以通过螺纹旋合方式紧固或注塑方式紧固。不要求高导电部分和非导电部分结构完全一样，例如高导电部分可以是轴对称结构，非导电部分也可以为轴对称结构，但也可以为其他结构形式。可以理解的事，术语非导电是相对于高导电来说的。

结合第一方面或第一方面的第一或第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，谐振柱安置于腔体中，谐振柱安置在靠近盖板的一方，例如谐振柱的一端固定在位于腔体内一面的盖板上，谐振柱的另一端悬空在所述腔体中。通过将谐振柱安置在盖板侧(即与调谐部件同侧)，这样可以使电场在腔体内分布更均匀，线性度及各个腔体的移频同步性一致性提高。

可选的，谐振柱也可以安置在腔体底部，例如谐振柱的一端固定在腔体底部。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，谐振柱可以为中空结构，当谐振柱安置在靠近盖板的一方时，调谐部件可以位于谐振柱中，可选的，调谐部件的中心轴线与所述谐振柱的中心轴线一致。谐振部件的一端可以伸出调谐柱，也可以内缩在谐振柱中。当谐振柱被安置在腔体底部时，谐振柱也可以为中空结构，调谐部件可以向下伸入谐振柱，也可以悬于谐振柱上方。谐振柱和调谐部件之间不接触，留有空隙。可选的，谐振柱还可以为半包围结构。

第二方面，本申请实施例提供一种基站，该基站可以如上各方面或各方面的各种实现方式包括的腔体滤波器。

本申请实施例提供了一种包括了新型结构的腔体滤波器的基站，可有效遏制信号向外辐射，大幅提高单腔Q值，优化线性度。

附图说明

图1是本申请实施例现有技术提供的一种滤波器的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的应用场景或系统架构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种滤波器的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种滤波器的局部结构示意图；

图5是本申请实施例提供的另一种滤波器的局部结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种滤波器的实现可调滤波的频移性能示意图；

图7是本申请实施例提供的一种滤波器的实现可调滤波的性能比对示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请公开的实施方式作进一步地详细描述。

本领域技术人员应该理解的是：本申请中公开的腔体滤波器，一般是指采用腔体结构形成谐振达到滤波功能的结构。通常一个腔体能够等效成电感并联电容形成一个谐振级。在现实场景中，通常腔体中可以分隔形成一个或多个谐振单腔。相邻谐振单腔之间通过不同的耦合结构实现能量耦合不同的功能。腔体滤波器通常可以分为同轴腔滤波器，波导腔滤波器和介质腔滤波器等。

请参考图1，其为现有技术提供的一种滤波器100结构示意图。滤波器100，如图1所示，包括：腔体101，盖板102，支撑件104，谐振元件105，固定螺钉106，和调谐镙杆107等。腔体101内具有一个或多个谐振单腔103。腔体101可以通过机加或压铸方式形成一体化器件，盖板102通过压铸或使用成型板材机加而成。装配时，先将支撑件104装配成组件固定在腔体101内部，其次谐振元件105固定在腔体101的谐振单腔103的中心位置构成谐振单元，然后将调谐镙杆107固定在盖板102上，最后通过固定螺钉106将装配好的盖板组件和腔体组件组装在一起。

现有结构的滤波器普遍调谐能力不足，线性度差，特别是随着调谐螺杆在谐振腔中的不断深入，导致腔体滤波器线性斜率增加过快，从而影响了腔体滤波器的性能。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种新型结构的腔体滤波装置，可解决传统腔体滤波器Q值恶化问题。本申请实施例提供的滤波装置，可适用于多种通信系统，例如全球移动通信系统(Global System for Mobile communications，GSM)，通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)系统等2G通信系统；码分多址(Code DivisionMultiple Access，CDMA)系统，时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)系统，宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access Wireless，WCDMA)等3G通信系统；长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统，微波回传系统以及5G等通信系统。

本申请实施例公开的滤波装置一般采用如图1或图3所示的的放置方式，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，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，还可以是抵触连接或一体地连接；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申请中的具体含义。

另外，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，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。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请实施例所公开的装置可以应用于微波室外单元链路系统中。如图2所示，本申请实施例可以应用于频分系统的发射链路通道201或者接收链路通道202，发射链路时发射信号经过滤波器时将系统不需要的信号进行滤除，保证有用信号通过后到达天线进行辐射；当用于接收链路时，接收信号从天线端进入滤波器，滤波器将外界干扰信号滤除，保证有用信号通过到达后端器件。本申请实施例公开的装置可以适用于微波频段，也可以适用于小于3GHz的频段。

本申请实施例提供的滤波装置可适用于多种需要进行信号频率选择的通信设备，例如可以在基站设备中使用。

图3所示为本申请实施例提供的一种滤波装置300的结构示意图。该滤波装置300主要包括：腔体，盖板，调谐部件和谐振柱，下面结合图4所示的具体结构示意图详细说明。

图4为本申请实施例提供的一种滤波装置400的所示的局部结构的正面示意图，此处以一个谐振腔为例来说明，在具体应用场景中，谐振腔可以包括多个谐振单腔。由图4可知，滤波装置400可以包括腔体401，盖板402，谐振部件407，谐振柱405，以及紧固装置406等。其中谐振部件407可以包括至少两个部分，高导电部分4072和非导电部分4071。需要说明的是，术语非导电是是相对于高导电来说的。盖板402覆盖在腔体401上，形成谐振腔。盖板402上设置有通孔，该通用用于谐振部件407贯穿通过盖板402，使得谐振部件407的一端(非导电部分4071)位于盖板402上方，谐振部件402的另一端(高导电部分4072)位于盖板402下方。调谐部件407可以通过紧固装置406固定，紧固装置406可以是螺纹结构固定，可以理解的是，紧固装置406是可调节的。通过紧固装置406，调谐部件407可以平行腔体电场的方向进行位移动，如图4所述，谐振单元407可以通过通孔上下位移，从而实现特定的调谐性能。

可选的，非导电部分4071可以与马达系统连接，使得高导电部分4072可以在腔体内移动，从而调节谐振，实现优异的可调滤波装置的频移性能。谐振柱405，位图谐振腔内靠近盖板402一侧。谐振柱405的一端与盖板固定，另一端延伸入腔体内。

谐振柱405可以为中空结构，调谐部件407位于谐振腔内的部分位于谐振柱405中，可选的，调谐部件407的中心轴线与谐振柱405的中心轴线一致。谐振柱405可以轴对称结构，典型的例如为中空圆柱体，也可以是半包围结构。

如前所述，调谐部件407包括至少两个部分，高导电部分4072和非导电部分4071。其中高导电性部分4072可以为金属材料构成，也可以是非金属材料通过外表面电镀形成高导电。高导电性部分4072位于谐振腔内，可以位于谐振柱405内。高导电性部分4072向下伸入腔体的一端可以位于谐振柱405内，也可以超出谐振柱405的下外沿，具体如图4所示。

调谐部件407虽然包括至少两个部分，但可以理解为一个整体，高导电部分4072和非导电部分4071可以通过螺纹旋合紧固或注塑紧固。具体紧固方式可以根据应用场景的需求来确定。本申请公开的调谐部件407对包括的高导电部分4072和非导电部分4071两者的长度比例不做限定，可以根据具体应用场景的需求来确定。高导电部分4072可以为轴对称结构。

有鉴于此，本申请实施例提供的滤波装置400，可以有效遏制信号向外辐射，大幅提高单腔Q值，优化线性度。通过使用非导电材料将信号截断在盖板分界面，从而使得腔体储能稳定，阻止了信号通过调谐部件向外界辐射。通过实验仿真，本申请实施例提供的腔体滤波器400，其单腔Q值可以提升1200，系统增益单路可以提升0.5dB。通过将谐振柱405安置在盖板侧(即与调谐部件407同侧)，这样可以使电场在腔体内分布更均匀，线性度及各个腔体的移频同步性一致性提高，具体可见图7所示。

图5为本申请实施例提供的另一种滤波装置500的所示的局部结构的正面示意图。和图4所示的滤波装置400的主要区别在于，谐振柱505位于腔体底部，谐振柱505的一端与腔体401底部固定，谐振单元407的高导电部分4072可以伸入谐振柱505中，也可以位于谐振柱505的上方，如图5所示。具体可以根据应用场景的需求确定。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种滤波装置500，可以有效遏制信号向外辐射，大幅提高单腔Q值优化线性度。通过使用非导电材料将信号截断在盖板分界面，从而使得腔体储能稳定，阻止了信号通过调谐部件向外界辐射。通过实验仿真，本申请实施例提供的腔体滤波器500，其单腔Q值可以提升1200，系统增益单路可以提升0.5dB。

可以理解的是，本申请实施例所提供的上述滤波装置可以应用于移动通信技术领域中，也可以应用于其他有相应需求的领域中。比如，应用在基站中，当基站接收用户信号时，要经过滤波装置把通信信道外的干扰信号控制到一定的水平，当与用户联系时，基站发往用户的信号(往往是大功率的)也可以通过滤波装置把发射机产生的信道外的干扰信号控制到允许的电平，以免对邻近通道构成干扰，以保证通信的正常进行。此外，该滤波装置构成双工器时，还可以用于将接收和发送通道的信号隔离开，减少相互之间的干扰。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种腔体滤波装置，其特征在于，包括腔体，盖板，调谐部件和谐振柱；

所述盖板与所述腔体连接，所述盖板用于封盖所述腔体形成谐振腔；所述盖板上设置有通孔，所述调谐部件的一端穿过所述通孔并固定在所述盖板上；所述调谐部件包括高导电性部分和非导电性部分，所述高导电性部分位于所述腔体中，所述高导电性部分为轴对称结构；所述谐振柱位于所述腔体底部，所述调谐部件的另一端位于所述谐振柱之上。

2.根据权利要求1所述的腔体滤波装置，其特征在于，

所述高导电性部分为金属材料构成或对非金属材料外表面电镀形成。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的腔体滤波装置，其特征在于，

所述高导电性部分和所述非导电部分通过螺纹旋合紧固或注塑紧固。

4.根据权利要求1-2任一所述的腔体滤波装置，其特征在于，

所述谐振柱为中空圆柱体或半包围结构。

5.一种基站，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的腔体滤波装置。

Images