CN111370835A - 一种输入输出电极结构、介质滤波器、射频模块及基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输入输出电极结构、介质滤波器、射频模块及基站。该输入输出电极结构包括至少一个谐振器，所述谐振器表面设置有耦合窗口结构，所述耦合窗口结构包括第一耦合窗口和第二耦合窗口，所述第一耦合窗口和第二耦合窗口均为开口结构，所述第一耦合窗口半包围所述第二耦合窗口，所述谐振器表面除所述第一耦合窗口和第二耦合窗口以外的部分均覆盖有金属层。本发明实施例通过设置开口结构的第一耦合窗口和第二耦合窗口，并将第一耦合窗口设置为半包围第二耦合窗口，能够有效降低近端寄生耦合的影响，形成一种改善近端抑制的输入输出电极结构及介质滤波器，并可广泛应用于射频模块和基站中。

Description

一种输入输出电极结构、介质滤波器、射频模块及基站

技术领域

本发明涉及通信设备组件技术，尤其涉及一种输入输出电极结构、介质滤波器、射频模块及基站。

背景技术

随着通信技术的不断发展，通信基站趋于小型化和集成化，这就需求滤波器也要尽可能的减小体积，现有的介质滤波器是通过钻孔形成通孔或盲孔并外接同轴连接器或通过电极的形式来达到信号的输入输出目的。电极片结构相比于馈电孔结构，其优势在于无需外接接头，可以通过表面贴装或其他技术集成进天线中，节省空间。但盲孔及现有的电极片结构本身会在离通带较近处产生谐振峰，使近端的抑制恶化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可改善近端抑制的输入输出电极结构、介质滤波器、射频模块及基站，以克服现有技术的不足。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种输入输出电极结构，包括至少一个谐振器，所述谐振器表面设置有耦合窗口结构，所述耦合窗口结构包括第一耦合窗口和第二耦合窗口，所述第一耦合窗口和第二耦合窗口均为开口结构，所述第一耦合窗口半包围所述第二耦合窗口，所述谐振器表面除所述第一耦合窗口和第二耦合窗口以外的部分均覆盖有金属层。

在一实施例中，该输入输出电极结构的所述第一耦合窗口和第二耦合窗口为“C”形、“匚”形、“冂”形或“乚”形结构。

在一实施例中，该输入输出电极结构的所述第一耦合窗口和所述第二耦合窗口的宽度根据耦合时延的需要设置；所述耦合窗口结构的整体大小根据耦合时延的需要设置。

在一实施例中，该输入输出电极结构的所述谐振器上开设有谐振盲孔。

在一实施例中，该输入输出电极结构的所述谐振器为棱柱体或圆柱体。

根据本发明的另一方面，还提供了一种介质滤波器，包括本体，所述本体上开设有耦合通孔，所述耦合通孔将所述本体分隔成多个谐振器，其中所述谐振器上设置有耦合窗口结构，所述耦合窗口结构包括第一耦合窗口和第二耦合窗口，所述第一耦合窗口和第二耦合窗口均为开口结构，所述第一耦合窗口半包围所述第二耦合窗口，所述谐振器表面除所述第一耦合窗口和第二耦合窗口以外的部分均覆盖有金属层。

在一实施例中，该介质滤波器的每个所述谐振器上均开设有谐振盲孔，所述耦合窗口结构设置于所述本体的侧面上。

在一实施例中，该介质滤波器的本体为两个，所述两个本体由陶瓷介质材料制成，所述两个本体堆叠组合，所述两个本体上的耦合通孔贯通，所述两个本体相互重合的面上均开设有信号传输窗口，所述信号传输窗口表面未覆盖导电层。

根据本发明的又一方面，还提供了一种射频模块，包括权利要求6～8中任一所述的介质滤波器，所述介质滤波器与天线连接。

根据本发明的再一方面，还提供了一种基站，包括权利要求9所述的射频模块，所述射频模块与通信总线连接。

本发明实施例的有益效果是：通过设置开口结构的第一耦合窗口和第二耦合窗口，并将第一耦合窗口设置为半包围第二耦合窗口，能够有效降低近端寄生耦合的影响，形成一种改善近端抑制的输入输出电极结构及介质滤波器，并可广泛应用于射频模块和基站中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1为现有技术的输入输出电极结构示意图；

图2是本发明输入输出电极结构实施例的示意图；

图3是现有技术电极输入端口时延曲线仿真结果图；

图4是本发明输入输出电极结构的时延曲线仿真结果图；

图5是本发明输入输出电极结构可能的实施例示意图；

图6是本发明输入输出电极结构可能的实施例示意图；

图7是本发明输入输出电极结构可能的实施例示意图；

图8是本发明输入输出电极结构可能的实施例示意图；

图9是本发明介质滤波器实施例的结构示意图；

图10是本发明提供的介质滤波器与现有技术的介质滤波器的仿真频率响应曲线对比图。

其中：11-谐振盲孔；12-谐振器；13-现有电极结构；21-谐振盲孔；22-谐振器；23-耦合窗口结构；23a-第一耦合窗口；23b-第二耦合窗口；3-介质滤波器；3a-第一本体；3b-第二本体；31-耦合通孔；32-谐振盲孔；33-信号传输窗口；34-耦合窗口结构。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

图1为一种现有技术的输入输出电极结构，包括谐振器12，谐振器12上设置有谐振盲孔11和现有电极结构13，这种盲孔结构和电极结构均会在离通带较近处产生谐振峰，使近端的抑制恶化。

本发明实施例提供的输入输出电极结构如图2所示，包括至少一个谐振器22，谐振器22上设置有耦合窗口结构23，该耦合窗口结构23可以全部设置于谐振器22的侧面，也可如图2所示将部分设置于谐振器22的上表面上。耦合窗口结构23包括较大的第一耦合窗口23a和较小的第二耦合窗口23b，第一耦合窗口23a和第二耦合窗口23b均为开口结构，第一耦合窗口23a半包围第二耦合窗口23b，谐振器22表面除第一耦合窗口23a和第二耦合窗口23b以外的部分均覆盖有金属层，如银层。

需要注意的是，本专利中所称开口结构，指的是“C”形、“匚”形、“冂”形或“乚”形等类似结构。第一耦合窗口23a和第二耦合窗口23b的结构可以相同也可以不同，例如可以是第一耦合窗口23a为“C”形、第二耦合窗口23b为“匚”形，也可以是第一耦合窗口23a和第二耦合窗口23b均为“C”形。第一耦合窗口23a和第二耦合窗口23b的朝向不受限制，这两者的开口朝向既可以相同也可以相反。

此外需要特别说明的是，本专利所述“半包围”指的是第一耦合窗口23a的至少三条边形成的虚拟范围将第二耦合窗口23b包围，第二耦合窗口23b不应超出第一耦合窗口23a所围成的虚拟范围。图5～图8示出了几种第一耦合窗口23a和第二耦合窗口23b可能的组合形式。

通过这样的耦合窗口结构设计，可以有效降低近端寄生耦合的影响，极大改善滤波器近端抑制，平衡通带两边的抑制水平。通过对输入输出端口时延曲线进行分析，可以对比出本专利技术方案与现有输入输出结构的激励效果的不同，图3为现有技术电极输入端口时延曲线仿真结果图，图4为本发明电极输入端时延曲线仿真结果图。其中，出现的波峰代表端口在对应频率处产生耦合激励，波峰处的时延值越小则端口耦合越强，反之越弱。由图3和图4可见，现有技术输入耦合曲线不仅在设计频率3500MHz处有波峰，在大约4200MHz处还有一个更低的波峰，即在4200MHz处存在一个比设计需要的耦合还要强的寄生耦合。而本发明输入端口的时延曲线未见第二个波峰，表明寄生耦合极弱，基本上与中心频率重合，从而验证了本发明技术方案的技术效果。

通过合理设置耦合窗口结构23的槽宽、整体大小及上下左右位置，可以调整输入输出及高次模的耦合幅度。其中，第一耦合窗口23a和第二耦合窗口23b的宽度(宽度方向垂直于开口朝向)可根据耦合时延的需要设置；耦合窗口结构的整体大小(即面积)也可根据耦合时延的需要设置。第一耦合窗口23a的宽度越宽，耦合时延越强，反之越弱。第二耦合窗口23b的宽度越宽，耦合时延越弱，反之越强。耦合窗口整体结构越大，耦合时延越强，反之越弱。

此外，在可能的实施例中，在谐振器22的上表面上开设有谐振盲孔21。谐振盲孔21内表面也覆盖有导电层。谐振器22可以为长方体、正方体等棱柱体或圆柱体。谐振器22的材料可以为陶瓷介质材料或高分子材料。

如图9所示，本发明还公开了一种介质滤波器3，在一实施例中，该介质滤波器3包括两个陶瓷介质材料制成的第一本体3a和第二本体3b，两个本体上下堆叠组合，两个本体上均开设有上下贯通的耦合通孔31，耦合通孔31将这两个本体分别分隔成多个谐振器。每个本体上均设置有上述任一实施例所提供的耦合窗口结构34，即包括第一耦合窗口和第二耦合窗口，第一耦合窗口和第二耦合窗口均为开口结构，第一耦合窗口半包围第二耦合窗口。本体表面除第一耦合窗口和第二耦合窗口以外的部分均覆盖有金属导电层，耦合窗口结构34设置于第一本体3a和第二本体3b的侧面。两个本体相互重合的面上开设有信号传输窗口33，信号传输窗口33表面无导电层，通过调整信号传输窗口33的位置和大小来调节相邻本体之间的射频耦合量。

图10为本发明提供的介质滤波器及现有技术的介质滤波器的仿真频率响应曲线对比，其中，实线为本专利介质滤波器的仿真频率响应曲线，虚线为现有技术的仿真频率响应曲线。由图10可见，本发明介质滤波器3800～5000MHz抑制水平比现有技术滤波器好5～10dB。现有技术滤波器通带左边鼓包为67.37dB，右边为52dB，相差15.37dB，而本发明的滤波器通带左边为57.53dB，右边为52.45dB，相差约5dB。由此可见，本实例的介质滤波器可以有效减弱4200MHz左右处的寄生耦合的效应，提高通带右边的抑制效果，同时平衡通带左右抑制水平，保证产品通带两边都能满足抑制指标要求，而不是一边满足抑制指标并有很大余量，而另一边不满足指标要求。

本发明实施例还提供了一种射频模块，该射频模块包括以上实施例中描述的介质滤波器。介质滤波器可以和功放、电源、收发信机或天线连接。可选地，该射频模块可以是直放站、远端射频单元(RRU，remote radio unit)、射频单元(RFU，radio frequency unit)等设备，本发明实施例对此不做特别限定。

本发明实施例还提供一种基站，该基站内可以包括射频模块，该射频模块内包括上述任一实施例所示的介质滤波器。在可能的实施例中，该基站内还可以包括基带处理单元(BBU，base band unit)，电源模块等，各模块或单元可以通过通信总线的方式连接。可选地，该基站可以是小站(small cell)设备，例如室内小基站产品。

本发明实施例提供的射频模块或基站通过使用上述具有良好近端抑制性能的介质滤波器，能够实现小型化和轻量化。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种输入输出电极结构，包括至少一个谐振器，所述谐振器表面设置有耦合窗口结构，其特征在于：所述耦合窗口结构包括第一耦合窗口和第二耦合窗口，所述第一耦合窗口和第二耦合窗口均为开口结构，所述第一耦合窗口半包围所述第二耦合窗口，所述谐振器表面除所述第一耦合窗口和第二耦合窗口以外的部分均覆盖有金属层。

2.根据权利要求1所述的输入输出电极结构，其特征在于：所述第一耦合窗口和第二耦合窗口为“C”形、“匚”形、“冂”形或“乚”形结构。

3.根据权利要求1所述的输入输出电极结构，其特征在于：所述第一耦合窗口和所述第二耦合窗口的宽度根据耦合时延的需要设置；所述耦合窗口结构的整体大小根据耦合时延的需要设置。

4.根据权利要求1所述的输入输出电极结构，其特征在于：所述谐振器上开设有谐振盲孔。

5.根据权利要求1所述的输入输出电极结构，其特征在于：所述谐振器为棱柱体或圆柱体。

6.一种介质滤波器，包括本体，所述本体上开设有耦合通孔，所述耦合通孔将所述本体分隔成多个谐振器，其中所述谐振器上设置有耦合窗口结构，其特征在于：所述耦合窗口结构包括第一耦合窗口和第二耦合窗口，所述第一耦合窗口和第二耦合窗口均为开口结构，所述第一耦合窗口半包围所述第二耦合窗口，所述谐振器表面除所述第一耦合窗口和第二耦合窗口以外的部分均覆盖有金属层。

7.根据权利要求6所述的介质滤波器，其特征在于：每个所述谐振器上均开设有谐振盲孔，所述耦合窗口结构设置于所述本体的侧面上。

8.根据权利要求7所述的介质滤波器，其特征在于：所述本体为两个，所述两个本体由陶瓷介质材料制成，所述两个本体堆叠组合，所述两个本体上的耦合通孔贯通，所述两个本体相互重合的面上均开设有信号传输窗口，所述信号传输窗口表面未覆盖导电层。

9.一种射频模块，其特征在于，包括权利要求6～8中任一所述的介质滤波器，所述介质滤波器与天线连接。

10.一种基站，其特征在于，包括权利要求9所述的射频模块，所述射频模块与通信总线连接。

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