CN111384569A - 一种介质谐振器、介质滤波器及通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种介质谐振器、介质滤波器及通信设备。通过介质块在第一端面相邻的区域设置镂空槽，且在垂直于长度方向将介质块等分成两个部分及后，第一端面所在的部分的几何中心位于镂空槽内，以提高介质谐振器的二次谐振频率与基模谐振频率的比值，进而使得当介质谐振器应用于介质滤波器后，提高介质滤波器的带外谐波特性，且结构简单，易于成型，适合大批量生产。

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，5G通信技术的应用越来越广泛，滤波器作为5G通信系统中的重要部件，高度集成化、小型化、轻量化、低成本的滤波器是5G通信技术必然需求。

现有技术中，一般采用高介电常数的陶瓷材料制备形成长方体结构的谐振器，以形成满足上述需求的滤波器，但是这种结构的谐振器的二次谐振频率与基模谐振频率较近，两者比值较低，导致滤波器的远端带外特性较低。

发明内容

本申请主要是提供一种介质谐振器、介质滤波器及通信设备，旨在解决介质谐振器的二次谐振频率与基模谐振频率较近、比值较低而导致介质滤波器的远端带外特性较低的问题。

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，所述介质谐振器包括：介质块，所述介质块包括沿长度方向间隔设置的第一端面和第二端面、沿宽度方向间隔设置的第一侧面和第二侧面以及沿厚度方向间隔设置的第三侧面和第四侧面，所述介质块沿长度方向的尺寸大于沿宽度方向和厚度方向的尺寸，其中，所述介质块在所述第一端面的相邻区域内设置有镂空槽，在垂直于所述长度方向将所述介质块等分成两个部分后，所述第一端面所在的部分的几何中心位于所述镂空槽内。

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，所述介质滤波器包括至少两个级联设置的如上述的介质谐振器。

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，其中，该通信设备包括上述的介质滤波器。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请通过介质块在第一端面相邻的区域设置镂空槽，且在垂直于长度方向将介质块等分成两个部分及后，第一端面所在的部分的几何中心位于镂空槽内，以提高介质谐振器的二次谐振频率与基模谐振频率的比值，进而使得当介质谐振器应用于介质滤波器后，提高介质滤波器的带外谐波特性，且结构简单，易于成型，适合大批量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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，其中：

图1是本申请提供的介质谐振器第一实施例的分解结构示意图；

图2是图2是图1中介质块另一实施例的结构示意图；

图3是图1中介质谐振器的装配结构示意图；

图4是本申请提供的介质谐振器第二实施例的分解结构示意图；

图5是图4中介质块另一实施例的结构示意图；

图6是图4中介质谐振器的装配结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1是本申请提供的介质谐振器10第一实施例的分解结构示意图，本实施例中的介质谐振器10包括介质块11。

其中，介质块11包括沿长度方向，也即如图1中所示的X向间隔设置的第一端面111及第二端面112、沿宽度方向，也即如图1中所示的Y向上间隔设置的第一侧面113及第二侧面114、沿厚度方向，也即如图1中所述的Z向上间隔设置的第三侧面115及第四侧面116。

可选的，在本实施例中，介质块11呈长方体设置，上述的第一端面111、第二端面112、第一侧面113、第二侧面114、第三侧面115及第四侧面116分别该长方体在如上述方向上设置的六个面，当然，在其他实施例中，介质块11也可以呈其他规则或不规则的形状设置，在此不做限制。

进一步的，介质块11沿长度方向上的尺寸大于宽度方向及厚度方向上的尺寸。

可选的，介质块11沿宽度方向上的尺寸大于沿厚度方向上的尺寸。

可选的，介质块11相对于沿长度方向且垂直于宽度方向设置的中轴面呈对称设置，可以理解的，该中轴面是为了便于说明而设置的虚拟面。

可选的，第二端面112呈平整式设置。

可选的，介质块11的材质为陶瓷材料，由于陶瓷材料的介电常数较高，因此，通过高介电常数的陶瓷材料对微波波长的压缩效应，可以大幅度压缩介质谐振器的有效尺寸，使介质滤波器的整体外形尺寸小型化，同时因陶瓷材料易于模具成型，可以实现较低成本的批量化生产，故小型化、集成化应用具备优势的陶瓷滤波器与5G微基站(Small Cells)、MIMO系统的技术需求高度匹配，当然，在其他实施例中，介质块11的材质也可以为其他介电常数与陶瓷相近的材料。

进一步的，介质块11在第一端面111相邻的区域内设有镂空槽101，在本实施例中，也即介质块11在第一侧面113、第二侧面114、第三侧面115及第四侧面116中的至少一个所在的区域设有镂空槽101，且在如图1中虚线所示的，在垂直于长度方向将介质块11等分成两个部分11a及11b后，第一端面111所在的部分11a的几何中心A位于镂空槽101内，以提高介质谐振器10的二次谐振频率与基模谐振频率的比值，进而使得当介质谐振器10应用于介质滤波器后，提高介质滤波器的带外谐波特性，多个介质谐振器10之间的耦合也不会产生靠近通带附近的谐振，进一步提高了应用其的介质滤波器的远端带外特性，且结构简单，易于成型，适合大批量生产。

可选的，上述的镂空槽101设置成介质谐振器10的二次谐振频率与基模谐振频率的比值不小于1.5，比如介质谐振器10的二次谐振频率与基模谐振频率的比值为1.5、1.6、1.7等。

可选的，镂空槽101连通第三侧面115和第四侧面116，在本实施例中，镂空槽101还连通第一端面111。

可选的，镂空槽101的内表面外露于空气。

参阅图2，图2是图1中介质块11另一实施例的结构示意图，在该另一实施例中，镂空槽101连通第一侧面113及第三侧面114，在该另一设置方式中，镂空槽101还连通第一端面111。

进一步参阅图1，镂空槽101相对于沿长度方向且垂直于宽度方向设置的中轴面呈对称设置。

可选的，镂空槽101呈长方体设置，可以理解的，在其他实施例中，镂空槽101也可以呈其他形状。

进一步的，本实施例中的，介质谐振器10还包括与平整式设置的第二端面112相邻设置的输入/输出端子12，也即输入/输出端子12可设置于第一侧面113、第二侧面114、第三侧面115及第四侧面116中的任一个。

可选的，该输出/输入端子12采用探针形式，在其他实施例中，也可以采用印刷电路板、微带线等形式。

共同参阅图1及图3，图3是图1中介质谐振器10的装配结构示意图，本实施例中的介质谐振器10还包括电磁屏蔽层13，该电磁屏蔽层13覆盖介质块11的外表面，以实现屏蔽功能。

可选的，该电磁屏蔽层13至少包括覆盖于镂空槽101上的屏蔽盖板131，在本实施例中，通过两个屏蔽盖板131在介质块11的第三侧面115及第四侧面116上覆盖镂空槽101，而介质块11上没有设置屏蔽盖板131的其他外表面可通过涂覆包括但不限于铜、银、锡或铝等金属以形成金属涂层，该金属涂层与屏蔽盖板131共同形成本实施例中的电磁屏蔽层13。

其中，屏蔽盖板131上设置有延伸至镂空槽101内的调谐螺杆14，以通过该调谐螺杆14调节介质谐振器10的谐振频率，相比于现有技术中，通过打磨电磁屏蔽层13及介质块11的来调节谐振频率的方式，容易控制，提高了稳定性、一致性及调节精度，降低了对结构尺寸的敏感性，且避免了现有技术中通过打磨的方式导致介质谐振器10出现断裂的情况，提高成品率。

参阅图4，图4是本申请提供的介质谐振器20第二实施例的分解结构示意图，本实施例中的介质谐振器20包括介质块21。

其中，介质块21包括沿长度方向，也即如图4中所示的X向间隔设置的第一端面211及第二端面212、沿宽度方向，也即如图4中所示的Y向上间隔设置的第一侧面213及第二侧面214、沿厚度方向，也即如图4中所述的Z向上间隔设置的第三侧面215及第四侧面216。

可选的，在本实施例中，介质块21呈长方体设置，上述的第一端面211、第二端面212、第一侧面213、第二侧面214、第三侧面215及第四侧面216分别该长方体在如上述方向上设置的六个面，当然，在其他实施例中，介质块21也可以呈其他规则或不规则的形状设置，在此不做限制。

进一步的，介质块21沿长度方向上的尺寸大于宽度方向及厚度方向上的尺寸。

可选的，介质块21沿宽度方向上的尺寸大于沿厚度方向上的尺寸。

可选的，介质块21相对于沿长度方向且垂直于宽度方向设置的中轴面呈对称设置，可以理解的，该中轴面是为了便于说明而设置的虚拟面。

可选的，介质块21的材质为陶瓷材料，由于陶瓷材料的介电常数较高，因此，通过高介电常数的陶瓷材料对微波波长的压缩效应，可以大幅度压缩介质谐振器的有效尺寸，使介质滤波器的整体外形尺寸小型化，同时因陶瓷材料易于模具成型，可以实现较低成本的批量化生产，故小型化、集成化应用具备优势的陶瓷滤波器与5G微基站(Small Cells)、MIMO系统的技术需求高度匹配，当然，在其他实施例中，介质块21的材质也可以为其他介电常数与陶瓷相近的材料。

进一步的，介质块21在第一端面211的相邻区域及第二端面212的相邻区域内分别设有第一镂空槽201及第二镂空槽202，且在如图4中虚线所示的，在垂直于长度方向将介质块21等分成两个部分21a及21b后，第一端面211所在的部分21a的几何中心B1位于第一镂空槽201内，第二端面212所在的部分21b的几何中心B2位于第二镂空槽202内，以提高介质谐振器20的二次谐振频率与基模谐振频率的比值，进而使得当介质谐振器20应用于介质滤波器后，提高介质滤波器的带外谐波特性，多个介质谐振器20之间的耦合也不会产生靠近通带附近的谐振，进一步提高了应用其的介质滤波器的远端带外特性，且结构简单，易于成型，适合大批量生产。

可选的，上述的第一镂空槽201及第二镂空槽202设置成介质谐振器20的二次谐振频率与基模谐振频率的比值不小于1.7，比如介质谐振器20的二次谐振频率与基模谐振频率的比值为1.7、1.8及1.9等。

可选的，第一镂空槽201及第二镂空槽202分别连通第三侧面215及第四侧面216，在本实施例中，第一镂空槽201进一步连通第一端面211，第二镂空槽202进一步连通第二端面212。

参阅图5，图5是图4中介质块21另一实施例的结构示意图，在该另一实施例中，第一镂空槽201及第二镂空槽202分别连通第一侧面213及第二侧面214，在该另一设置方式中，第一镂空槽201及第二镂空槽202还分别连通第一端面211及第二端面212。

可选的，第一镂空槽201及第二镂空槽202的内部表面外露于空气。

进一步参阅图4，第一镂空槽201及第二镂空槽202相对于沿长度方向且垂直于宽度方向设置的中轴面呈对称设置。

可选的，第一镂空槽201及第二镂空槽202呈长方体设置，可以理解的，在其他实施例中，第一镂空槽201与第二镂空槽202也可以呈其他形状。

共同参阅图4及图6，图6是图4中介质谐振器20的装配结构示意图，本实施例中的介质谐振器20还包括电磁屏蔽层22，该电磁屏蔽层22覆盖介质块21的外表面，以实现屏蔽功能。

可选的，第一端面211及第二端面212的至少部分区域不覆盖有电磁屏蔽层22，进而用于与其他的介质谐振器进行藕接，也即本实施例中的介质谐振器20可通过第一端面211及第二端面212与其他的介质谐振器进行藕接。

可选的，电磁屏蔽层22包括至少覆盖第一镂空槽201及第二镂空槽202的屏蔽盖板221，在本实施例中，通过两个屏蔽盖板221在介质块21的第三侧面215及第四侧面216上覆盖第一镂空槽201及第二镂空槽202，而介质块21上没有设置屏蔽盖板221的其他外表面可通过涂覆包括但不限于铜、银、锡或铝等金属以形成金属涂层，该金属涂层与屏蔽盖板221共同形成本实施例中的电磁屏蔽层22。

其中，屏蔽盖板221上设有分别延伸至第一镂空槽201及第二镂空槽202的第一调谐螺杆23及第二调谐螺杆24，以通过第一调谐螺杆23及第二调谐螺杆24调节介质谐振器20的谐振频率，相比于现有技术中，通过打磨电磁屏蔽层22及介质块21的来调节谐振频率的方式，容易控制，提高了稳定性、一致性及调节精度，降低了对结构尺寸的敏感性，且避免了现有技术中通过打磨的方式导致介质谐振器20出现断裂的情况，提高成品率。

本申请还提供了一种介质滤波器，该介质滤波器包括上述任一实施例中的介质谐振器，具体可参阅上述实施例中的描述，在此不再赘述。

本申请还提供了一种通信设备，该通信设备包括上述的介质滤波器。

区别于现有技术的情况，本申请通过介质块在第一端面相邻的区域设置镂空槽，且在垂直于长度方向将介质块等分成两个部分及后，第一端面所在的部分的几何中心位于镂空槽内，以提高介质谐振器的二次谐振频率与基模谐振频率的比值，进而使得当介质谐振器应用于介质滤波器后，提高介质滤波器的带外谐波特性，且结构简单，易于成型，适合大批量生产。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种介质谐振器，其特征在于，所述介质谐振器包括：

介质块，所述介质块包括沿长度方向间隔设置的第一端面和第二端面、沿宽度方向间隔设置的第一侧面和第二侧面以及沿厚度方向间隔设置的第三侧面和第四侧面，所述介质块沿长度方向的尺寸大于沿宽度方向和厚度方向的尺寸；

其中，所述介质块在所述第一端面的相邻区域内设置有镂空槽，在垂直于所述长度方向将所述介质块等分成两个部分后，所述第一端面所在的部分的几何中心位于所述镂空槽内。

2.根据权利要求1所述的介质谐振器，其特征在于，所述镂空槽连通所述第一侧面和第二侧面，或者连通所述第三侧面和第四侧面。

3.根据权利要求2所述的介质谐振器，其特征在于，所述介质块沿宽度方向的尺寸大于沿厚度方向的尺寸，所述镂空槽连通所述第三侧面和第四侧面。

4.根据权利要求3所述的介质谐振器，其特征在于，所述镂空槽进一步连通所述第一端面。

5.根据权利要求4所述的介质谐振器，其特征在于，所述介质块及所述镂空槽相对于沿所述长度方向且垂直于所述宽度方向设置的中轴面呈对称式设置，所述镂空槽呈长方体设置。

6.根据权利要求4所述的介质谐振器，其特征在于，所述第二端面呈平整式设置，所述介质谐振器进一步包括与所述第二端面相邻设置的输入/输出端子。

7.根据权利要求1所述的介质谐振器，其特征在于，所述介质谐振器进一步包括覆盖于所述介质块的外表面的电磁屏蔽层，且所述镂空槽的内部表面外露于空气，所述电磁屏蔽层包括至少覆盖于所述镂空槽上的屏蔽盖板，所述屏蔽盖板上设置有延伸至所述镂空槽内的调谐螺杆。

8.根据权利要求1所述的介质谐振器，其特征在于，所述镂空槽设置成使得所述介质谐振器的二次谐振频率与基模谐振频率的比值不小于1.5。

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级联设置的如权利要求1-8任意一项所述的介质谐振器。

10.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括如权利要求9中所述的介质滤波器。

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