CN111384551A - 一种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及通信设备。该介质滤波器包括：介质本体，形成至少两个谐振腔，至少两个谐振腔连接；至少第一耦合孔和第二耦合孔，第一耦合孔设置在介质本体的第一表面上，第二耦合孔设置在介质本体的第二表面上，第一表面与第二表面相对设置；金属层，覆盖在介质本体表面、第一耦合孔表面及第二耦合孔表面。通过这种方式，能够提高调试传输零点的精准度。

Description

一种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通信系统的介质滤波器及通信设备。

背景技术

在移动通信系统中，所需的信号经过调制形成调制信号，并搭载在高频的载波信号上，通过发射天线发射至空中，通过接收天线接收空中的信号，接收天线接收到的信号中，不光包括所需的信号，而且还包括其它频率的谐波、噪声信号。对接收天线接收到的信号需要用介质滤波器滤除不需要的谐波、噪声信号。

随着通信技术的突飞猛进，特别是5G通信时代的到来，对滤波器提出更为苛刻技术要求，要求滤波器具有小型化、高性能等特点。

本申请的发明人在长期的研发工作中发现，介质滤波器具有小型化、高性能的特点，受到越来越多的关注。为提高介质滤波器的带外抑制等性能，通常在介质本体上设置耦合孔，通过耦合孔来实现传输零点，但现有介质滤波器中的耦合孔对传输零点的调试精准度不高。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种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：提供一种介质滤波器，该介质滤波器包括：介质本体，形成至少两个谐振腔，至少两个谐振腔连接；至少第一耦合孔和第二耦合孔，第一耦合孔设置在介质本体的第一表面上，第二耦合孔设置在介质本体的第二表面上，第一表面与第二表面相对设置；金属层，覆盖在介质本体表面、第一耦合孔表面及第二耦合孔表面。

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，本申请实施例介质滤波器包括：介质本体，形成至少两个谐振腔，至少两个谐振腔连接；至少第一耦合孔和第二耦合孔，第一耦合孔设置在介质本体的第一表面上，第二耦合孔设置在介质本体的第二表面上，第一表面与第二表面相对设置；金属层，覆盖在介质本体表面、第一耦合孔表面及第二耦合孔表面。本申请实施例介质滤波器通过设置至少两个耦合孔来调节传输零点，能够减弱每个耦合孔对传输零点的敏感度，因此，能够提高传输零点调试的精准度。

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是本申请介质滤波器第一实施例的结构示意图；

图2是本申请介质滤波器第二实施例的结构示意图；

图3是本申请介质滤波器第三实施例的结构示意图；

图4是本申请介质滤波器第四实施例的结构示意图；

图5是本申请介质滤波器第五实施例的结构示意图；

图6是本申请介质滤波器第六实施例的结构示意图；

图7是本申请通信设备一实施例的结构示意图；

图8是本申请介质滤波器的调试方法第一实施例的流程示意图；

图9是本申请介质滤波器的调试方法第二实施例的流程示意图。

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滤波器，如图1，图1是本申请介质滤波器第一实施例的结构示意图。本实施例介质滤波器101包括：介质本体102、至少第一耦合孔103、第二耦合孔104及金属层105，其中，介质本体102形成至少两个谐振腔106及107，谐振腔106与谐振腔107连接；第一耦合孔103设置在介质本体102的第一表面上，第二耦合孔104设置在介质本体102的第二表面上，第一表面与第二表面相对设置；金属层105覆盖在介质本体102的表面、第一耦合孔103的表面及第二耦合孔104的表面。

本实施例的介质谐振腔106及覆盖在其表面上的金属层105形成第一介质谐振器，介质谐振腔107及覆盖在其表面上的金属层105形成第二介质谐振器。介质滤波器101由第一介质谐振器及第二介质谐振器组成。

具体地，本实施例的至少第一耦合孔103及第二耦合孔104设置在第一介质谐振器及第二介质谐振器连接处的相对两表面。因第一介质谐振器及第二介质谐振器之间设置有耦合孔，从而改变了第一谐振器及第二谐振器之间连接处(即耦合桥)的介质结构，会导致电磁场在第一谐振器及第二谐振器之间的耦合极性发生变化，因此能够实现介质滤波器101的传输零点。

传输零点是滤波器传输函数等于零，即在传输零点对应的频点上电磁能量不能通过网络，因而起到完全隔离作用，对通带外的信号起到抑制作用，能更好的实现多个通带间的高度隔离。

本实施例通过在第一谐振器及第二谐振器连接处的相对两表面分别设置第一耦合孔103及第二耦合孔104，能够减弱每个耦合孔对传输零点的敏感度。

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。

本实施例的介质本体102为由固态介电材质制成的介质块，该固态介电材质可以是陶瓷材料。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。

区别于现有技术，本实施例介质滤波器101通过设置至少两个耦合孔来调节传输零点，能够减弱每个耦合孔对传输零点的敏感度，因此，能够提高传输零点调试的精准度。

可选地，本实施例的第一耦合孔103的第一尺寸数据与第二耦合孔104的第二尺寸数据不同。因介质滤波器的传输零点的频率与耦合孔的尺寸数据有关，本实施例通过具有不同尺寸数据的第一耦合孔103及第二耦合孔104能够实现对传输零点的不同灵敏度，以提高传输零点调试的精准度。

具体地，在一实施例中，如图2所示，图2是本申请介质滤波器第二实施例的结构示意图。本实施例介质滤波器201的第一耦合孔202的深度与第二耦合孔203的深度的比值范围可以为0.8-1.2。该比值具体可以为0.8、1及1.2等。

介质谐振器之间的耦合可以根据极性分为正耦合(即电感耦合)及负耦合(即电容耦合)，正耦合能够在介质滤波器的频带产生高端传输零点，负耦合能够在介质滤波器的频带产生低端传输零点。

可选地，为实现第一谐振器204与第二谐振器205之间的负耦合，以实现介质滤波器201的传输零点，第一耦合孔202的深度与第二耦合孔203的深度的比值范围可以为1-1.2，该深度具体可以为1、1.1及1.2等。

可选地，为实现第一谐振器204与第二谐振器205之间的正耦合，第一耦合孔202的深度与第二耦合孔203的深度的比值范围可以为0.8-1，该深度比值具体可以为0.8、0.9及1等。

传输零点的频率与耦合孔的尺寸数据有关，在另一实施例中，第一耦合孔的深度和第一耦合孔的半径的比值范围为0.9-1.1，该比值具体可以是0.9-1及1.1等。

在另一实施例中，如图4所示，设置在第一耦合孔401内的金属层的厚度大于设置在第二耦合孔402内的金属层的厚度。

具体地，将介质本体403形成第一耦合孔401及第二耦合孔402后，统一在介质本体403的表面及第一耦合孔401及第二耦合孔402内表面上形成金属层404，然后根据实际调试需要，在第一耦合孔401内的金属层上涂覆金属，以增加第一耦合孔401的金属层，和/或打磨第二耦合孔402内的金属层，以减薄第二耦合孔402内的金属层。

在其它实施例中，耦合孔的尺寸数据不限定为耦合孔的截面面积、深度及截面形状等。需要注意的是，本申请不限定第一耦合孔及第二耦合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耦合孔。

可选地，继续参阅图1，为简化工艺，第一耦合孔103的轴线、第二耦合孔104的轴线均与介质本体102的第一表面垂直。当然，在其它实施例中，第一耦合孔的轴线和/或第二耦合孔的轴线还可以与介质本体的第一表面非垂直。

可选地，本实施例的第一耦合孔103与第二耦合孔104同轴设置。

可选地，继续参阅图1，本实施例介质滤波器101进一步包括第一盲孔108及第二盲孔109，第一谐振腔106设置有第一盲孔108，第二谐振腔107设置有第二盲孔109。

本实施例的第一盲孔108及第二盲孔109设置在介质本体102的同一表面，且第一盲孔108的中心轴线、第二盲孔109的中心轴线及第一耦合孔103的中心轴线相互平行，以简化工艺。

在其它实施例中，上述实施例中上述三条轴线中的任意两条可以成锐角。

本实施例的第一盲孔108用于调节第一介质谐振器(与谐振腔106对应)的第一参数，以调节介质滤波器101的第一参数；第二盲孔109用于调节第二介质谐振器(与谐振腔107对应)的第二参数，以调节介质滤波器101的第二参数。

其中，本实施例的第一参数可以与第一参数相同，第一参数可以是介质谐振器101的谐振频率等。

当然，在其它实施例中，第一参数还可以与第二参数不同。

因介质本体102上设置有盲孔，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滤波器101内的分布发生变化，从而改变电磁场在介质滤波器101的参数。

本申请进一步提出第五实施例的介质滤波器的结构示意图，如图5所示，本实施例介质滤波器501与上述介质滤波器101的区别在于：本实施例的第一介质谐振器502设置有第一盲孔504及第二盲孔505，能够通过第一盲孔504对第一介质谐振器502的第一参数进行粗调，以对介质滤波器101的第一参数进行粗调，通过第二盲孔505对第一介质谐振器502的第一参数进行微调，以对介质滤波器501的第二参数进行微调。

其中，第一盲孔504的尺寸数据与第二盲孔505的尺寸数据不同。

其中，本实施例在第二介质谐振器503设置两个盲孔，以分别对第二介质谐振器503的第二参数进行粗调及微调。

区别于现有技术，本实施例通过在一个介质谐振器设置多个上设置尺寸数据不同的盲孔，能够实现对参数的粗调及微调，因此能够提高参数的调节精准度。

可选地，本实施例的第一盲孔504的深度大于第二盲孔505的深度。

介质本体上设置的盲孔深度越深，其对介质谐振器内及由介质谐振器组成的介质滤波器内的电磁分布影响越大，因此，本实施例可以通过不同深度的盲孔实现介质滤波器501的不同参数或者同一参数的不同范围的调节。

在另一实施例中，位于同一介质谐振器的第一盲孔的截面面积大于第二盲孔的截面面积。

在另一实施例中，为使第一盲孔与第二盲孔对介质谐振器内及由介质谐振器组成的介质滤波器内的电磁分布影响不同，还可以将第一盲孔内的金属层的厚度设置成大于第二盲孔内的金属层的厚度。

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数据不同，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。

本实施例的第一盲孔504和第二盲孔505设置在第二介质谐振器502的同一表面上。这种设置方式简化盲孔生产，且便于调试。在另一实施例中，第一盲孔及第二盲孔可以设置在介质本体相对两表面上。

本实施例的第一盲孔504的轴线与第二盲孔505的轴线平行，便于盲孔工艺。在另一实施例中，第一盲孔的轴线与第二盲孔的轴线成锐角。

本申请的上述实施例中，耦合孔及盲孔的截面形状均为圆形。当然，在其它实施例中，耦合孔及盲孔还可以是方形或者菱形等，且不限定耦合孔与盲孔是否具有相同的截面形状。

本申请的相邻介质谐振器之间的连接处可以设置两个或两个以上的耦合孔，且不限定每个连接处的耦合孔的数量是否相同；本申请的一个介质谐振器上可以设置一个、两个或两个以上的盲孔，且不限定每个介质谐振器上设置盲孔的数量是否相同；本申请不限定每个介质谐振器上的盲孔的尺寸数据是否相同。

本申请不限定同一表面上多个耦合孔、盲孔的排布位置。

在通过至少第一耦合孔及第二耦合孔对介质谐振器及由介质谐振器组成的介质滤波器进行调试时，一种方式是，通过打磨\铺设第一耦合孔及第二耦合孔内的金属层来调节参数；另一种方式是，通过调节螺杆深入第一耦合孔及第二耦合孔中，通过调节调节螺母在第一耦合孔及第二耦合孔中的深度来调节介质谐振器或介质滤波器的参数。

为此，本申请进一步提出第六实施例的介质滤波器，如图6所示，本实施例介质滤波器601与上述实施例的区别在于：本实施例介质滤波器601进一步包括第一调节螺杆602及第二调节螺杆603，第一调节螺杆602设置在第一耦合孔604内，第二调节螺杆603设置在第二耦合孔605内，第一耦合孔604内及第二耦合孔605内未设置金属层，通过调节第一调节螺杆602在第一耦合孔604内的深度改变介质滤波器601内的电磁场分布，以实现对传输零点的调节，通过调节第二调节螺杆603在第二耦合孔605内的深度改变介质滤波器601内的电磁场分布，以实现对传输零点的调节。

为避免信号泄露，第一调节螺杆602与第一耦合孔604之间的间隙小于预设值，以屏蔽介质本体内的电磁信号，第二调节螺杆603与第二耦合孔605之间的间隙小于预设值，以屏蔽介质本体内的电磁信号。

本申请的至少两个介质滤波器的介质本体一体成型，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。

在另一实施例中，还可以在盲孔中设置调节螺杆，以调节介质滤波器的谐振频率等参数。

本申请进一步提出一种通信设备，如图7所示，图7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701包括天线702及介质滤波器703，天线702与介质滤波器703耦接，天线702用于收发射频信号，介质滤波器703用于对该射频信号进行滤波，以滤除杂波。

该通信设备1001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，本申请实施例介质滤波器包括：介质本体，形成至少两个谐振腔，至少两个谐振腔连接；至少第一耦合孔和第二耦合孔，第一耦合孔设置在介质本体的第一表面上，第二耦合孔设置在介质本体的第二表面上，第一表面与第二表面相对设置；金属层，覆盖在介质本体表面、第一耦合孔表面及第二耦合孔表面。本申请实施例介质滤波器通过设置至少两个耦合孔来调节传输零点，能够减弱每个耦合孔对传输零点的敏感度，因此，能够提高传输零点调试的精准度。

本申请进一步提出一种介质谐振器的调试方法，用于上述介质谐振器调试。如图8所示，本实施例的调试方法包括以下步骤：

步骤S801：在介质本体的表面至少开设第一耦合孔和第二耦合盲孔。

具体地，在形成介质本体后，可以根据实际产品的需要及经验数据在介质本体上初略确定预设区域，并通过挖槽或蚀刻等工艺在预设区域开设至少第一耦合孔和第二耦合孔。

步骤S802：将调试件置入第一耦合孔和第二耦合孔内，得到第一参数及第二参数。

本实施例的调试件可以是金属探针、金属螺杆、介质棒等，其具体形态可以根据盲孔的具体结构设定。

将调试件置入耦合孔后，会改变介质本体内的磁场分布，从而能够引起介质谐振器参数的变化。

在一具体应用中，可以将调试件置入第一耦合孔中，并通过示波器等获取介质谐振器的第一参数，然后将该调试件置入第二耦合孔中，并通过示波器等获取介质谐振器的第二参数。

步骤S803：根据第一参数及第二参数在第一盲孔和/或第二盲孔设置调谐件，以使得介质谐振器的参数为预设参数。

区别于现有技术，本实施例通过在介质本体上设置多个耦合孔，分别通过每个耦合孔对介质滤波器的参数进行调试并获取对应的参数，能够快速且精准获取与预设参数对应的耦合孔，因此能快速且精准的调试介质谐振器。

具体地，可以获取第一参数与预设参数之间的第一差值及获取第二参数与预设参数之间的第二差值，并判断第一差值是否大于第二差值；若是，则在第一耦合孔设置调谐件，以使得介质谐振器的参数为预设参数；若否，则在第二耦合孔设置调谐件，以使得介质谐振器的参数为预设参数。

若第一差值大于第二差值，则可以认为第一耦合孔对参数的调试灵敏度比第二耦合孔对该参数的调试灵敏度大，则可以将第一耦合孔设置调谐件，以通过调谐件对介质谐振器的参数进行调节；若第一差值小于第二差值，则可以认为第二耦合孔对参数的调试灵敏度比第一耦合孔对该参数的调试灵敏度大，则可以将第二耦合孔设置调谐件，以通过调谐件对介质谐振器的参数进行调节。

上述实施例是依次对多个耦合孔进行调试，以从多个耦合孔中获取对介质滤波器的参数调试灵敏度最高的一个耦合孔作为最终的耦合孔。

在介质滤波器的调试过程中，受介质滤波器的体积等参数的限制，一个耦合孔，即便是调试灵敏度最高的耦合孔对参数的调试范围或灵敏度可能还不能满足调试的要求，为解决这个问题，本申请进一步提出第二实施例的介质谐振器的调试方法，在本实施例的调试方法中，调试件包括第一调试件及第二调试件，预设参数包括第一预设参数及第二预设参数，调谐件包括第一调谐件及第二调谐件。如图9所示，本实施例的调试方法包括以下步骤：

步骤S901：在介质本体的表面至少开设第一耦合孔和第二耦合孔。

步骤S901与上述步骤S801相同，这里不赘述。

步骤S902：将第一调试件置入第一耦合孔内，并得到第一参数。

步骤S902与上述步骤S802相同，这里不赘述。

步骤S903：将第二调试件置入第二耦合孔内，并得到第二参数。

需要注意的是，步骤S903与上述步骤S802的不同之处在于：获得第一参数之后，第一调试件保留在第一耦合孔内，然后将第二调试件置入第二耦合孔内。

步骤S904：获取第一参数与第一预设参数之间的第一差值，并判断第一差值是否大于第一预设差值。

具体地，第一预设参数可以是第一耦合孔未置入第一调试件时，介质滤波器的参数。

在将第一调试件置入第一耦合孔的过程中，介质滤波器的参数会随着第一调试件在第一耦合孔内的深度等状态的变化而变化。本实施例的第一参数是该调试过程中介质滤波器的参数的最值，第一差值是该最值与第一预设参数之间的差值。

步骤S905：若第一差值大于第一预设差值，则获取第二参数与第二预设参数之间的第二差值，并判断第二差值是否大于第二预设差值。

若第一差值大于第一预设差值，则可以认为第一耦合孔能够满足对该参数粗调的要求，在此基础上可以进一步通过第二耦合孔对介质滤波器的该参数进行微调。

进一步地，若第一差值小于或等于第一预设差值，则可以认为第一耦合孔不能满足对该参数粗调的要求，因此，可以利用第一调试件继续调试下一个耦合孔。

步骤S906：若第二差值大于第二预设差值，则在第一耦合孔设置第一调谐件，在第二盲孔设置第二调谐件。

若第二差值大于第二预设差值，则可以认为第二耦合孔能够满足对该参数微调的要求，则可以在第二耦合孔设置第二调谐件。调谐件的设置方式与上述实施例相同，这里不赘述。

进一步地，若第二差值小于或等于第二预设差值，则可以认为第二耦合孔不能满足对该参数微调的要求，因此，可以利用第二调试件继续调试下一个耦合孔。

区别于现有技术，本申请实施例介质滤波器通过设置至少两个耦合孔来调节传输零点，能够减弱每个耦合孔对传输零点的敏感度，因此，能够提高传输零点调试的精准度。

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)

1.一种介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器包括：

介质本体，形成至少两个谐振腔，所述至少两个谐振腔连接；

至少第一耦合孔和第二耦合孔，所述第一耦合孔设置在所述介质本体的第一表面上，所述第二耦合孔设置在所述介质本体的第二表面上，所述第一表面与第二表面相对设置；

金属层，覆盖在所述介质本体表面、所述第一耦合孔表面及所述第二耦合孔表面。

2.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述至少两个谐振腔包括第一谐振腔及第二谐振腔，所述介质滤波器进一步包括第一盲孔及第二盲孔，所述第一谐振腔设置有所述第一盲孔，所述第二谐振腔设置有所述第二盲孔。

3.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述第一耦合孔的深度与所述第二耦合孔的深度的比值范围为0.8-1.2。

4.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述第一耦合孔的深度和所述第一耦合孔的半径的比值为0.9-1.1。

5.根据权利要求4所述的介质滤波器，其特征在于，设置在所述第一耦合孔内的金属层的厚度大于设置在所述第二耦合孔内的金属层的厚度。

6.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述第一耦合孔的轴线与所述第一表面垂直。

7.根据权利要求6所述的介质滤波器，其特征在于，所述第一耦合孔与所述第二耦合孔同轴设置。

8.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述第一耦合孔为方孔。

9.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述至少两个谐振腔一体成型。

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1-9任一项所述的介质滤波器，所述天线与所述介质滤波器耦接。

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