CN111509339A - 一种介质滤波器耦合转换结构及通信设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种介质滤波器耦合转换结构，包括陶瓷介质体，在所述陶瓷介质体上设有谐振孔和耦合盲孔，至少一个谐振孔为谐振通孔，其他谐振孔为谐振通孔或谐振盲孔；在所述陶瓷介质体的表面、各谐振孔的内壁、耦合盲孔的侧壁及孔底均通过金属化处理形成金属屏蔽层，所述谐振通孔的内壁设置有隔离区；本发明还公开了一种通信设备。本发明中，通过调整耦合盲孔和谐振孔的尺寸能够对谐振频率及耦合的大小进行调节，通过设置阶梯状的谐振通孔不仅能够方便的进行耦合极性的转换，在介质滤波器中实现交叉耦合，提高阻带抑制；而且能够改变滤波器高次模谐振频率，从而增大对远端寄生的衰减；加工工艺简单，实现方便。
Description
技术领域
本发明涉及介质滤波器领域，特别涉及一种介质滤波器耦合转换结构及通信设备。
背景技术
滤波器是微波通信系统中不可或缺的电子元件，其性能决定了通信系统的质量。随着5G通信技术的到来，5G基站天线端口数从传统8端口增加到64端口、128端口，大幅度提升了滤波器的需求量。因此，小体积、轻量化、高性能滤波器应运而生且势在必行。而介质滤波器综合了腔体滤波器和传统介质滤波器的优良性能，故成为5G通信设备中最佳选择。
随着通信系统对带外抑制要求越来越高，为了实现滤波器阻带高抑制，介质滤波器通常需要加交叉耦合来引入传输零点，从而改善滤波器阻带抑制。交叉耦合是正耦合、负耦合按照滤波器拓扑结构进行合理排布，使不同路径信号产生相位差。为了在滤波器中同时实现正耦合、负耦合，需要引入耦合极性转换结构。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种便于实现介质滤波器正、负耦合转换的结构及通信设备。
本发明的技术方案如下：
一种介质滤波器耦合转换结构，包括陶瓷介质体，在所述陶瓷介质体上设有至少两个谐振孔和至少一个耦合盲孔，每一耦合盲孔分别设置在两个相邻的谐振孔之间，在两个所述谐振孔之间形成耦合窗口；至少一个所述谐振孔为谐振通孔，其他谐振孔为谐振通孔或谐振盲孔；在所述陶瓷介质体的表面、各谐振孔的内壁、耦合盲孔的侧壁及孔底均通过金属化处理形成金属屏蔽层，所述谐振通孔的内壁还设置有至少一隔离区，用于将形成于谐振通孔的内壁上的金属屏蔽层分为至少两部分。
进一步的，至少一个所述谐振孔为谐振盲孔，所述谐振盲孔的深度小于耦合盲孔的深度，所述谐振盲孔与一谐振通孔相邻，至少一个所述耦合盲孔设置在该谐振盲孔与相邻的谐振通孔之间，在所述谐振盲孔的侧壁及孔底均通过金属化处理形成金属屏蔽层，在所述第一谐振孔的孔底设置有隔离区。
进一步的，至少两个相邻的所述谐振孔为谐振通孔，至少一个耦合盲孔设置在两个相邻的所述谐振通孔之间。
进一步的，所述谐振通孔包括开设在陶瓷介质体底面的第一谐振孔和开设在陶瓷介质体顶面的第二谐振孔，所述第一谐振孔和第二谐振孔连通设置，所述第一谐振孔的直径大于第二谐振孔的直径；在所述第一谐振孔的侧壁和第二谐振孔的侧壁均通过金属化处理形成金属屏蔽层，在所述第一谐振孔的孔底设置有环形的隔离区，所述隔离区用于隔离形成于第一谐振孔内壁上的金属屏蔽层和形成于第二谐振孔内壁上的金属屏蔽层。
进一步的，所述谐振通孔包括开设在陶瓷介质体底面的第三谐振孔、开设在陶瓷介质体顶面的第五谐振孔、以及用于连通第三谐振孔和第五谐振孔的第四谐振孔，所述第三谐振孔和第五谐振孔的直径均大于第四谐振孔的直径；在所述第三谐振孔的侧壁、第四谐振孔的侧壁和第五谐振孔的侧壁及孔底均通过金属化处理形成金属屏蔽层，在所述第三谐振孔的孔底设置有环形的隔离区，所述隔离区用于隔离形成于第三谐振孔内壁上的金属屏蔽层和形成于第四谐振孔内壁上的金属屏蔽层。
进一步的，所述第三谐振孔和第五谐振孔对称设置。
进一步的，所述谐振盲孔的深度小于耦合盲孔的深度，所述第三谐振孔的深度小于谐振盲孔的深度。
进一步的，所述耦合盲孔为圆形、矩形、腰形或椭圆形。
进一步的，所述耦合盲孔开设在陶瓷介质体的底面。
进一步的，所述耦合盲孔开设在陶瓷介质体的顶面。
一种通信设备，包括介质滤波器，所述介质滤波器采用上述任一项所述的一种介质滤波器耦合转换结构。
有益效果：本发明中，通过调整耦合盲孔和谐振孔的尺寸能够对谐振频率及耦合的大小进行调节，通过设置阶梯状的谐振通孔不仅能够方便的进行耦合极性的转换，在介质滤波器中实现交叉耦合，提高阻带抑制；而且能够改变滤波器高次模谐振频率，从而增大对远端寄生的衰减；加工工艺简单，实现方便。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种介质滤波器耦合转换结构的仰视图；
图2为图1的剖面示意图；
图3为本发明实施例一与传统谐振盲孔耦合转换结构的衰减曲线对比示意图；
图4为本发明实施例一的耦合随频率变化曲线图；
图5为本发明实施例二提供的一种介质滤波器耦合转换结构的剖面示意图；
图6为本发明实施例三提供的一种介质滤波器耦合转换结构的剖面示意图；
图7为本发明实施例四提供的一种介质滤波器耦合转换结构的剖面示意图；
图8为本发明实施例五提供的一种介质滤波器耦合转换结构的剖面示意图；
图9为本发明实施例六提供的一种介质滤波器耦合转换结构的剖面示意图；
图10为本发明实施例七提供的一种介质滤波器耦合转换结构的剖面示意图。
图中：1.陶瓷介质体，2.谐振通孔，3.谐振盲孔，4.耦合盲孔，21.第一谐振孔，22.第二谐振孔，23.第三谐振孔，24.第四谐振孔，25.第五谐振孔，26.隔离区。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一
如图1所示，本发明实施例一提供的一种介质滤波器耦合转换结构包括陶瓷介质体1，在所述陶瓷介质体1上设有至少两个谐振孔和至少一个耦合盲孔4，所述耦合盲孔4为圆形、矩形、腰形或椭圆形。本实施例中优选为陶瓷介质体1上设有两个谐振孔和一个圆形的耦合盲孔4，当然，陶瓷介质体1上也可设置更多的谐振孔和更多的耦合盲孔4，耦合盲孔4也可采用其他形状。所述耦合盲孔4开设在陶瓷介质体1的底面，且设置在两个谐振孔之间，从而在两个所述谐振孔之间形成耦合窗口。
如图2所示，两个所述谐振孔均为阶梯状的谐振通孔2；所述谐振通孔2包括开设在陶瓷介质体1底面的第一谐振孔21和开设在陶瓷介质体1顶面的第二谐振孔22，所述第一谐振孔21和第二谐振孔22连通设置，所述第一谐振孔21和第二谐振孔22均为圆柱形通孔，且所述第一谐振孔21的上端孔口直径大于第二谐振孔22的下端孔口直径；在所述陶瓷介质体1的表面、第一谐振孔21的侧壁、第二谐振孔22的侧壁和耦合盲孔4的侧壁及孔底均通过金属化处理形成金属屏蔽层；在所述第一谐振孔21的孔底部分未设置金属屏蔽层，从而形成环形的隔离区26，将谐振通孔2的内壁上的金属屏蔽层分为上、下两部分。
本实施例能够通过调整耦合盲孔4的形状、孔径及深度，以及调整各谐振孔的孔径及深度，对谐振频率的大小进行调节。如图3所示，为本实施例与现有谐振盲孔结构的衰减曲线对比图，本实施例将谐振孔更改为通孔后，高端阻带抑制更高。如图4所示，为本发明耦合转换结构耦合随频率变化曲线图，可以看出本实施例的谐振频率的保持性好。另外，本实施例在一块陶瓷介质体1上开设多个谐振孔，使得介质滤波器所包括的介质谐振器的本体是连续的，从而能够采用一体化成形的方式来获得介质滤波器，可以使得其加工工艺更简单；在两个谐振通孔2之间设置耦合盲孔4，能够实现负耦合的耦合方式。
实施例二
如图5所示，本发明实施例二提供的一种介质滤波器耦合转换结构与实施例一的区别在于：本实施例中，所述耦合盲孔4开设在陶瓷介质体1的顶面，其他结构均与实施例一相同。本实施例的工作原理也与实施例一相同，衰减曲线和耦合随频率变化曲线与实施例一相似。
实施例三
如图6所示，本发明实施例三提供的一种介质滤波器耦合转换结构与实施例一的区别在于：本实施例中，所述第二谐振孔22为上大下小的通孔，优选为上大下小的圆椎形通孔，当然，也可采用其他上大下小的通孔结构，其他结构均与实施例一相同。本实施例的工作原理也与实施例一相同，衰减曲线和耦合随频率变化曲线与实施例一相似。
实施例四
如图7所示，本发明实施例四提供的一种介质滤波器耦合转换结构与实施例一的区别在于：谐振通孔2的结构不同。本实施例中，谐振通孔2包括开设在陶瓷介质体1底面的第三谐振孔23、开设在陶瓷介质体1顶面的第五谐振孔25、以及用于连通第三谐振孔23和第五谐振孔25的第四谐振孔24；所述第三谐振孔23、第四谐振孔24和第五谐振孔25均为圆柱形通孔，所述第三谐振孔23和第五谐振孔25对称设置；所述第三谐振孔23和第五谐振孔25的直径均大于第四谐振孔24的直径；在所述第三谐振孔23的侧壁、第四谐振孔24的侧壁和第五谐振孔25的侧壁及孔底均通过金属化处理形成金属屏蔽层，在所述第三谐振孔23的孔底部分未设置金属屏蔽层，从而形成环形的隔离区26，将谐振通孔2的内壁上的金属屏蔽层分为上、下两部分。本实施例的工作原理与实施例一相同，衰减曲线和耦合随频率变化曲线与实施例一相似。
实施例五
如图8所示，本发明实施例五提供的一种介质滤波器耦合转换结构与实施例一的区别在于：本实施例中，两个所述谐振孔分别为一个阶梯状的谐振通孔2和一个谐振盲孔3，本实施例中谐振通孔2的结构与实施例一中谐振通孔2的结构相同；所述谐振盲孔3的深度小于耦合盲孔4的深度，且所述谐振盲孔3的深度与第一谐振孔21的深度相等。本实施例中，耦合盲孔4设置在谐振通孔2和谐振盲孔3之间，通过将实施例一的一个谐振通孔2替换为谐振盲孔3，能够改变交叉耦合的极性，实现正耦合的耦合方式，其他工作原理与实施例一相同，衰减曲线和耦合随频率变化曲线与实施例一相似。
实施例六
如图9所示，本发明实施例六提供的一种介质滤波器耦合转换结构与实施例五的区别在于：本实施例中，所述第二谐振孔22为上大下小的通孔，优选为上大下小的圆椎形通孔，当然，也可采用其他上大下小的通孔结构，其他结构均与实施例五相同。本实施例的工作原理也与实施例五相同，衰减曲线和耦合随频率变化曲线与实施例一相似。
实施例七
如图10所示，本发明实施例七提供的一种介质滤波器耦合转换结构与实施例五的区别在于：谐振通孔2的结构不同。本实施例中，谐振通孔2包括开设在陶瓷介质体1底面的第三谐振孔23、开设在陶瓷介质体1顶面的第五谐振孔25、以及用于连通第三谐振孔23和第五谐振孔25的第四谐振孔24；所述第三谐振孔23、第四谐振孔24和第五谐振孔25均为圆柱形通孔，所述第三谐振孔23和第五谐振孔25对称设置；所述第三谐振孔23和第五谐振孔25的直径均大于第四谐振孔24的直径；在所述第三谐振孔23的侧壁、第四谐振孔24的侧壁和第五谐振孔25的侧壁及孔底均通过金属化处理形成金属屏蔽层，在所述第三谐振孔23的孔底部分未设置金属屏蔽层，从而形成环形的隔离区26，将谐振通孔2的内壁上的金属屏蔽层分为上、下两部分。本实施例的工作原理与实施例五相同，衰减曲线和耦合随频率变化曲线与实施例一相似。
通过以上七个实施例可以看出，本发明采用两个阶梯状的谐振通孔2能够实现负耦合的耦合方式，采用一个阶梯状的谐振通孔2和一个谐振盲孔3能够实现正耦合的耦合方式，通过设置阶梯状的谐振通孔2能够方便的实现耦合极性的变换，本发明谐振频率的保持性好，并且高端阻带抑制更高。
实施例八
本实施例提供了一种通信设备，包括介质滤波器，所述介质滤波器采用如上述任一个实施例所述的介质滤波器耦合转换结构。该通信设备可以是天线等无源通信设备，也可以是收发信机等有源通信设备。
本发明未描述部分与现有技术一致，在此不做赘述。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种介质滤波器耦合转换结构，包括陶瓷介质体，其特征在于，在所述陶瓷介质体上设有至少两个谐振孔和至少一个耦合盲孔，每一耦合盲孔分别设置在两个相邻的谐振孔之间，在两个所述谐振孔之间形成耦合窗口；至少一个所述谐振孔为谐振通孔，其他谐振孔为谐振通孔或谐振盲孔；在所述陶瓷介质体的表面、各谐振孔的内壁、耦合盲孔的侧壁及孔底均通过金属化处理形成金属屏蔽层，所述谐振通孔的内壁还设置有至少一隔离区，用于将形成于谐振通孔的内壁上的金属屏蔽层分为至少两部分。
2.根据权利要求1所述的一种介质滤波器耦合转换结构，其特征在于，至少两个相邻的所述谐振孔为谐振通孔，至少一个耦合盲孔设置在两个相邻的所述谐振通孔之间。
3.根据权利要求1所述的一种介质滤波器耦合转换结构，其特征在于，至少一个所述谐振孔为谐振盲孔，所述谐振盲孔的深度小于耦合盲孔的深度，所述谐振盲孔与一谐振通孔相邻，至少一个所述耦合盲孔设置在该谐振盲孔与相邻的谐振通孔之间，在所述谐振盲孔的侧壁及孔底均通过金属化处理形成金属屏蔽层。
4.根据权利要求1所述的一种介质滤波器耦合转换结构，其特征在于，所述谐振通孔包括开设在陶瓷介质体底面的第一谐振孔和开设在陶瓷介质体顶面的第二谐振孔，所述第一谐振孔和第二谐振孔连通设置，且所述第一谐振孔的上端孔口直径大于第二谐振孔的下端孔口直径；在所述第一谐振孔的侧壁和第二谐振孔的侧壁均通过金属化处理形成金属屏蔽层，在所述第一谐振孔的孔底设置有环形的隔离区，所述隔离区用于隔离形成于第一谐振孔内壁上的金属屏蔽层和形成于第二谐振孔内壁上的金属屏蔽层。
5.根据权利要求4所述的一种介质滤波器耦合转换结构，其特征在于，所述第一谐振孔和第二谐振孔均为圆柱形通孔。
6.根据权利要求1所述的一种介质滤波器耦合转换结构，其特征在于，所述第一谐振孔为圆柱形通孔，所述第二谐振孔为上大下小的圆椎形通孔。
7.根据权利要求1所述的一种介质滤波器耦合转换结构，其特征在于，所述谐振通孔包括开设在陶瓷介质体底面的第三谐振孔、开设在陶瓷介质体顶面的第五谐振孔、以及用于连通第三谐振孔和第五谐振孔的第四谐振孔，所述第三谐振孔、第四谐振孔和第五谐振孔均为圆柱形通孔，且所述第三谐振孔和第五谐振孔的直径均大于第四谐振孔的直径；在所述第三谐振孔的侧壁、第四谐振孔的侧壁和第五谐振孔的侧壁及孔底均通过金属化处理形成金属屏蔽层，在所述第三谐振孔的孔底设置有隔离区，所述隔离区用于隔离形成于第三谐振孔内壁上的金属屏蔽层和形成于第四谐振孔内壁上的金属屏蔽层。
8.根据权利要求1所述的一种介质滤波器耦合转换结构，其特征在于，所述耦合盲孔为圆形、矩形、腰形或椭圆形。
9.根据权利要求8所述的一种介质滤波器耦合转换结构，其特征在于，所述耦合盲孔开设在陶瓷介质体的底面或顶面。
10.一种通信设备，包括介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器采用如权利要求1-9任一项所述的一种介质滤波器耦合转换结构。
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