CN111384494A - 一种介质谐振器、介质滤波器及通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种介质谐振器、介质滤波器及通信设备。该介质谐振器包括：介质本体；覆盖在介质本体表面的金属层；调谐组件，介质本体设置有盲孔，调谐组件设置在盲孔内，用于调节介质谐振器的参数。通过这种方式，能够减少介质谐振器的有效尺寸，同时能够实现对介质谐振器谐振频率的调节。

Description

一种介质谐振器、介质滤波器及通信设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种应用于5G通信系统的介质谐振器、介质滤波器及通信设备。

背景技术

随着通信技术的突飞猛进，特别是5G通信时代，对通信系统架构提出了更为苛刻技术要求，在实现高效、大容量通信的同时，系统模块必须要做到高度集成化、小型化、轻量化、低成本，如5G Massive MIMO技术为实现系统信道需要从目前的8或者16信道，进一步扩展为32、64甚至128信道的同时，要求系统整机架构尺寸不能过大，甚至还需实现一定程度的小型化。

滤波器作为通信系统的核心部件，其性能参数、尺寸大小、成本优劣均对系统的性能、架构尺寸、成本造成较大的影响，特别是上述MIMO系统因采用更多的滤波器集成应用、或者微基站(Small Cells)对架构尺寸的特殊要求，均需要小型化滤波器来匹配系统设计，故如何使滤波器尺寸小型化、微型化、便于系统集成化及成本最优化，是滤波器产品最为迫切需要解决的问题。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种介质谐振器、介质滤波器及通信设备，以解决上述问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种介质谐振器，该介质谐振器包括：介质本体；覆盖在介质本体表面的金属层；调谐组件，介质本体设置有盲孔，调谐组件设置在盲孔内，用于调节介质谐振器的参数。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种介质滤波器，该介质滤波器包括至少两个上述介质谐振器。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种通信设备，该通信设备包括通信设备包括天线及上述介质滤波器，天线与介质滤波器耦接。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请实施例介质谐振器包括：介质本体；覆盖在介质本体表面的金属层；调谐组件，介质本体设置有盲孔，调谐组件设置在盲孔内，用于调节介质谐振器的参数。通过这种方式，本申请实施例介质谐振器采用实心的介质本体作为谐振腔，能够对微波波长产生明显的压缩效应，同时在介质本体上的盲孔中设置调谐组件，能够对介质本体内的电磁场进行压缩，可以有效压缩谐振腔的有效尺寸，减少介质谐振器的体积，同时本申请实施例还能通过调谐组件对介质谐振器的谐振频率进行调节。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请介质谐振器第一实施例的结构示意图；

图2是图1实施例介质谐振器沿AA剖面后的结构示意图；

图3是图1实施例介质谐振器中介质本体的结构示意图；

图4是图3实施例介质本体沿BB剖面后的结构示意图；

图5是图1实施例介质谐振器中调谐组件的结构示意图；

图6是图5实施例调谐组件中螺套的结构示意图；

图7是本申请介质谐振器第二实施例的结构示意图；

图8是本申请介质滤波器一实施例的结构示意图；

图9是本申请通信设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请介质谐振器、介质滤波器及通信设备可以用于5G通信。

本申请首先提出一种介质谐振器，如图1-图6所示，图1是本申请介质谐振器第一实施例的结构示意图；图2是图1实施例介质谐振器沿AA剖面后的结构示意图；图3是图1实施例介质谐振器中介质本体的结构示意图；图4是图3实施例介质本体沿BB剖面后的结构示意图；图5是图1实施例介质谐振器中调谐组件的结构示意图；图6是图5实施例调谐组件中螺套的结构示意图。本实施例介质谐振器101包括：介质本体102、金属层103及调谐组件104，其中，金属层103覆盖在介质本体102的表面；介质本体102设置有盲孔105，调谐组件104设置在盲孔105内，用于调节介质谐振器101的参数。

其中，盲孔105沿介质本体102的表面向介质本体102的内部延伸。本实施例的盲孔105的截面形状成圆形。在其它实施例中，盲孔的截面形状成还可以是方形或者菱形等。

其中，本实施例的介质本体102的材料为陶瓷材料。在其它实施例中，介质本体的材料为还可以是其它具有高介电常数和低损耗等性能的材料，如玻璃、石英晶体或者钛酸盐等。

因介质本体102上设置有盲孔105，从而改变了介质本体102的介质结构，介质本体102结构的改变，会导致电磁场在介质谐振器101内及由介质谐振器101组成的介质滤波器(可参见下述实施例介质滤波器)内的分布发生变化，而电磁场在介质谐振器101内的分布变化会改变介质谐振器101及介质滤波器的谐振频率等滤波参数。

其中，金属层103用于将电磁场限制在介质本体102内，能够防止电磁信号泄露，以在介质本体102内形成驻波振荡信号。金属层103具体可以通过电镀、喷浆或焊接等方式覆盖在介质本体102的表面。金属层103的材料可以是银、铜、铝、钛或金等。

区别于现有技术，本实施例介质谐振器101采用实心的介质本体102作为谐振腔，能够对微波波长产生明显的压缩效应，同时在介质本体102上的盲孔105中设置调谐组件104，能够对介质本体102内的电磁场进行压缩，可以有效压缩谐振腔的有效尺寸，同时本实施例还能通过调谐组件104对介质谐振器101的谐振频率进行调节。

可选地，本实施例的调节组件104包括螺套106和调节螺杆107，螺套106设置在盲孔105内，调节螺杆107设置在螺套106内。

其中，螺套106的内壁上设置有第一螺纹，调节螺杆107表面的第二螺纹与第一螺纹配合使用，能够调节调节螺杆107在盲孔中的深度，以调节介质谐振器101的谐振频率；同时，能将调节螺杆107固定在螺套106内。

其中，盲孔105、螺套106和调节螺杆107同轴设置。

其中，调节螺杆107可以是自锁螺杆。在其它实施例中，调节螺杆还可以是普通型螺杆、渐变型螺杆或稍钉型螺杆等，调节螺杆的形状及尺寸应与螺套匹配。若调节螺杆不是具有自锁结构，可以采用点胶方式与螺套锁定。

可选地，本实施例的盲孔105包括载台201，螺套106包括凸台301，载台201用于承载凸台202。

其中，载台201的表面覆盖有金属层103。本实施例可以通过将凸台301与载台201的表面覆盖的金属层103进行焊接，能够将凸台301定位且固定在载台201上，以将螺套106固定在盲孔105内。

当然，在其它实施例中，盲孔与螺套还可以采用其它结构或其它固定方式。例如，盲孔的内壁设置螺纹，螺套的外壁设置螺纹，二者配合，以将螺套与盲孔固定，或者盲孔及螺套无需设置特征的固定结构，通过导电胶将二者粘贴固定。

可选地，载台201与盲孔105同轴设置，即盲孔105呈T型。当然，在其它实施例中，载台的侧壁还可以层阶梯形等。

其中，载台201的直径大于凸台202的直径，载台201的深度大于凸台202的深度，以使载台201能容纳凸台202。

需要注意的是，本实施例的盲孔105的内壁未设置金属层103，为避免介质本体102内的电磁信号从盲孔105泄露，需要将盲孔105与螺套106无缝隙连接，或者盲孔105与螺套106之间的缝隙小于该电磁信号波长的四分之一。

其中，本实施例的盲孔105的深度大于螺套106的深度，且螺套106靠近介质本体102表面的一端与盲孔105靠近介质本体102表面的一端平齐，这种设置方式，能减少介质谐振器101的厚度，有利于小型化。当然，在其它实施例中，螺套靠近介质本体表面的一端还可以低于盲孔。为避免电磁信号泄露，盲孔靠近介质本体表面一端未与螺套接触的部分应设置金属层。

可选地，螺套106的深度小于调节螺杆107的深度，即调节螺杆107远离介质本体102的一端突出于螺套106。这种设置方式，能够增加调节螺杆107与介质本体102之间的能量交换，能够提高调节螺杆107对介质谐振器101参数的调节灵敏度。

其中，调节螺杆107位于螺套106内的深度越大，介质谐振器101的谐振频率越低；调节螺杆107位于螺套106内的深度越小，介质谐振器101的谐振频率越高。

其中，本实施例的螺套106为金属螺套，调节螺杆107为金属螺杆，以防止介质谐振器101内的电磁场通过调节螺杆107泄露，提高介质谐振器101的性能。该金属可以为银、铜、铝、钛或金等。

其中，调节螺杆107的表面设置有螺纹，该螺纹可以部分覆盖或者全部覆盖调节螺杆的表面。

在一实施例中，可以通过在调节螺杆的表面敷设金属层来实现金属螺杆。为节省成本，可以只在调节螺杆靠近介质本体表面的一端敷设金属层。

本申请进一步提出第二实施例的介质谐振器，如图7所示，本实施例介质谐振器701与上述介质谐振器101的区别在于：本实施介质谐振器701的介质本体702设置有第一盲孔703及第二盲孔704，第一盲孔703中设置有第一调谐组件，第二盲孔704中设置有第一调谐组件。第一盲孔703及第二盲孔704为上述实施例的盲孔，第一调谐组件及第二调谐组件为上述调谐组件，其结构及原理这里不赘述。

可选地，第一盲孔703的尺寸数据与第二盲孔704的尺寸数据不同。具体地，第一盲孔703的深度大于第二盲孔704的深度。

在另一实施例中，第一盲孔的截面面积大于第二盲孔的截面面积或第一盲孔的截面形状与第二盲孔的截面形状不同。

不同尺寸数据的盲孔对介质本体内的电磁场的影响不同，因此，本实施例可以通过具有不同尺寸数据的第一盲孔及第二盲孔能够分别实现对介质谐振器701的参数的粗调及微调，能够提高参数调试的精准度。

在其它实施例中，盲孔的尺寸数据不限定为盲孔的截面面积、深度及截面形状等。需要注意的是，本申请不限定第一盲孔及第二盲孔的只有一个尺寸参数不同，可以根据实际产品及应用需要在介质本体上设置具有两个或两个以上的不同尺寸数据的盲孔。

本申请进一步提出一种介质滤波器，如图8所述，图8是本申请介质滤波器一实施例的结构示意图。本申请介质滤波器801至少包括相邻设置的第一介质谐振器802及第二介质谐振器803，第一介质谐振器802及第二介质谐振器803为上述实施例介质谐振器，其结构及原理这里不赘述。

其中，第一介质谐振器802及第二介质谐振器803的连接处设置有耦合孔804。耦合孔804中设置有调谐组件。耦合孔804为上述盲孔，调谐组件为上述调谐组件，其结构及原理这里不赘述。

本实施例的多个介质谐振器一体成型，能够减少拼接工艺带来的信号泄露、工艺复杂及工艺偏差等问题。

随着盲孔的尺寸数据的变化，调谐组件的尺寸数据应根据具体调试需要变化。

本申请进一步提出一种通信设备，如图9所示，图9是本申请通信设备一实施例的结构示意图。本实施例通信设备901包括天线902及介质滤波器903，天线902与介质滤波器903耦接，天线902用于收发射频信号，介质滤波器903用于对该射频信号进行滤波，以滤除杂波。

该通信设备901可以为用于5G通信的基站或者终端，该终端具体可以为手机、平板电脑、具有5G通信功能的可穿戴设备等。

区别于现有技术，本申请实施例介质谐振器包括：介质本体；覆盖在介质本体表面的金属层；调谐组件，介质本体设置有盲孔，调谐组件设置在盲孔内，用于调节介质谐振器的参数。通过这种方式，本申请实施例介质谐振器采用实心的介质本体作为谐振腔，能够对微波波长产生明显的压缩效应，同时在介质本体上的盲孔中设置调谐组件，能够对介质本体内的电磁场进行压缩，可以有效压缩谐振腔的有效尺寸，减少介质谐振器的体积，同时本申请实施例还能通过调谐组件对介质谐振器的谐振频率进行调节。

传统的金属腔体滤波器和介质滤波器体积较大，难以适应5G微基站对滤波器的小型化、集成化的需要。介质滤波器由介质谐振器组成，介质滤波器的核心是介质谐振器，介质谐振器体积的小型化、微型化，更是实现介质滤波器小型化、微型化的关键所在，本申请实施例能够解决介质滤波器小型化的问题。本申请实施例能够与5G微基站(Small Cells)、MIMO系统的技术需求高度匹配，能够获得较高的关注度与相关通信场景的市场应用。

需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。

以上对本申请实施例所提供的保护电路和控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种介质谐振器，其特征在于，所述介质谐振器包括：

介质本体；

覆盖在所述介质本体表面的金属层；

调谐组件，所述介质本体设置有盲孔，所述调谐组件设置在所述盲孔内，用于调节所述介质谐振器的参数。

2.根据权利要求1所述的介质谐振器，其特征在于，所述调节组件包括螺套和调节螺杆，所述螺套设置在所述盲孔内，所述调节螺杆设置在所述螺套内。

3.根据权利要求2所述的介质谐振器，其特征在于，所述盲孔包括载台，所述螺套包括凸台，所述载台用于承载所述凸台。

4.根据权利要求3所述的介质谐振器，其特征在于，所述金属层覆盖在所述载台的表面，所述凸台与所述金属层焊接固定，用于将所述凸台定位在所述载台。

5.根据权利要求3所述的介质谐振器，其特征在于，所述载台与所述盲孔同轴设置，所述盲孔、所述螺套和所述调节螺杆同轴设置。

6.根据权利要求2所述的介质谐振器，其特征在于，所述盲孔的深度大于所述螺套的深度，所述螺套的深度小于所述调节螺杆的深度。

7.根据权利要求2所述的介质谐振器，其特征在于，所述螺套为金属螺套，所述调节螺杆为金属螺杆。

8.根据权利要求1所述的介质谐振器，其特征在于，所述介质本体材料包括陶瓷材料。

9.一种介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器包括至少两个权利要求1-8所述介质谐振器。

10.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括天线及权利要求9所述的介质滤波器，所述天线与所述介质滤波器耦接。

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