CN112567572A - 空腔滤波器 - Google Patents
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Abstract
一种空腔滤波器,包括:定义空腔的外罩;以及包括被排列在空腔内部的共同平面中的多个平面状谐振器的平面状谐振器排列,其中所述多个平面状谐振器至少包括:包括端接在第一平面状头端处的第一细长平面状引线的第一平面状谐振器,以及包括端接在第二平面状头端处的第二细长平面状引线的第二平面状谐振器,其中第一谐振器和第二谐振器紧邻,并且其中第一细长平面状引线、第一平面状头端、第二细长平面状引线和第二平面状头端在所述共同平面内延伸。
Description
技术领域
本公开内容的实施例涉及一种空腔滤波器。
背景技术
空腔滤波器是只允许特定频率的电磁波通过的谐振电路。空腔滤波器包括导电外罩内部的一个或多个谐振器,其中所述外罩具有输入和输出端口。
空腔滤波器可以包括允许滤波器在所期望的谐振频率处具有高Q的调谐元件。
在一些实例中,所述空腔包括多个子空腔,其中每一个子空腔包括一个三维谐振器元件,并且所述子空腔通过比如膜片或孔径之类的耦合元件互连。这样的空腔滤波器虽然具有良好的性能特性,但是可能具有较大体积并且较重。
发明内容
根据各个但不一定是所有实施例,提供一种空腔滤波器,包括:定义空腔的外罩;以及包括被排列在空腔内部的共同平面中的多个平面状谐振器的平面状谐振器排列,其中所述多个平面状谐振器至少包括:包括端接在第一平面状头端处的第一细长平面状引线的第一平面状谐振器,以及包括端接在第二平面状头端处的第二细长平面状引线的第二平面状谐振器,其中第一谐振器和第二谐振器紧邻,并且其中第一细长平面状引线、第一平面状头端、第二细长平面状引线和第二平面状头端在所述共同平面内延伸。
在一些但不一定是所有实例中,第一平面状谐振器是由第一细长平面状引线锚定并且在空腔内悬挂第一平面状头端的悬臂,并且其中第二平面状谐振器是由第二细长平面状引线锚定并且在空腔内悬挂第二平面状头端的悬臂。
在一些但不一定是所有实例中,第一平面状谐振器是由第一细长平面状引线锚定并且在空腔内悬挂第一平面状头端的悬臂,其中第一平面状头端仅由第一细长平面状引线在空腔内的第一固定位置处支撑,第二平面状谐振器是由第二细长平面状引线锚定并且在空腔内悬挂第二平面状头端的悬臂,其中第二平面状头端仅由第二细长平面状引线在空腔内的第二固定位置处支撑。
在一些但不一定是所有实例中,所述外罩至少包括定义空腔的第一部分的第一外罩组件和定义空腔的第二部分的第二外罩组件,其中空腔的第一部分和空腔的第二部分通过所述共同平面分开;并且其中所述平面状谐振器排列被固定到第一外罩和第二外罩,以便把所述多个平面状谐振器的平面状头端悬挂在空腔的第一部分与空腔的第二部分之间的所述共同平面中。
在一些但不一定是所有实例中,所述共同平面将空腔一分为二。
在一些但不一定是所有实例中,第一平面状头端和第二平面状头端紧邻并且通过第一间隙分开,并且其中第一细长平面状引线和第二细长平面状引线紧邻并且通过第二间隙分开。
在一些但不一定是所有实例中,所述装置被配置来操作在具有相关联的谐振波长的谐振频率处,其中第一平面状谐振器具有在所述共同平面中从第一细长平面状引线的末端沿着第一细长平面状引线经过第一平面状头端去到第一平面状头端的最远末端所测量的第一长度,所述第一长度小于谐振波长的四分之一,并且其中第二平面状谐振器具有在所述共同平面中从第二细长平面状引线的末端沿着第二细长平面状引线经过第二平面状头端去到第二平面状头端的最远末端所测量的第二长度,所述第二长度小于谐振波长的四分之一。
在一些但不一定是所有实例中,所述装置被配置来操作在具有相关联的谐振波长的谐振频率处,其中第一平面状头端和第二平面状头端紧邻并且通过第一间隙分开,第一平面状头端的尺寸和第二平面状头端的尺寸被配置来把第一平面状谐振器的电气长度和第二平面状谐振器的电气长度控制成基本上是谐振波长的四分之一。
在一些但不一定是所有实例中,所述平面状谐振器排列包括多个平面状谐振器,所述平面状谐振器分别包括端接在平面状头端处的细长平面状引线,其中所述平面状头端被排列成所述共同平面中的规则间隔的阵列。
在一些但不一定是所有实例中,所述装置包括至少一个可形变调谐元件,所述至少一个可形变调谐元件邻近第一平面状头端,并且响应于形变被配置来修改所述至少一个可形变调谐元件与第一平面状头端之间的所述共同平面中的间隙。所述至少一个可形变调谐元件可以是作为所述共同平面中的悬臂从外罩向第一平面状头端延伸的可形变侧面部分或可形变元件。
在一些但不一定是所有实例中,所述外罩至少包括定义空腔的第一部分的第一外罩组件和定义空腔的第二部分的第二外罩组件,并且所述平面状谐振器排列是可以作为完整的组件与第一外罩组件和第二外罩组件分开并且被放置在第一外罩组件与第二外罩组件之间的组件。在一些但不一定是所有实例中,所述平面状谐振器排列包括定义一个平面的外部框架以及从所述框架延伸并且位于所述平面中的所述多个平面状谐振器。
在一些但不一定是所有实例中,所述平面状谐振器排列由一块金属薄片形成。
在一些但不一定是所有实例中,所述外罩包括多个空腔,其中所述多个空腔当中的每一个空腔包括一个平面状谐振器排列,所述平面状谐振器排列包括被排列在该空腔内部的共同平面中的多个平面状谐振器,其中所述多个平面状谐振器至少包括:包括端接在第一平面状头端处的第一细长平面状引线的第一平面状谐振器,包括端接在第二平面状头端处的第二细长平面状引线的第二平面状谐振器,其中第一谐振器和第二谐振器紧邻,并且其中第一细长平面状引线、第一平面状头端、第二细长平面状引线和第二平面状头端在所述共同平面内延伸。
在一些但不一定是所有实例中,所述装置包括:定义附加空腔的附加外罩,所述附加外罩至少包括定义附加空腔的第一部分的第一附加外罩组件和定义附加空腔的第二部分的第二附加外罩组件;以及包括被排列在附加空腔的第一附加部分与附加空腔的第二附加部分之间的附加共同平面中的多个附加谐振器的附加平面状谐振器排列,其中所述外罩和附加外罩被层叠,从而使得所述共同平面和附加共同平面平行但是分开。
根据各个但不一定是所有实施例,提供一种基站,包括:如所描述的一个或多个空腔滤波器,以及包括被排列在二维阵列中的多个辐射器元件的天线排列,所述二维阵列包括多个平行的一维子阵列,其中每一个一维子阵列与一个空腔滤波器的空腔相关联。
根据各个但不一定是所有实施例,提供一种装置,包括:定义空腔的外罩;以及包括被排列在空腔内部的共同平面中的多个平面状谐振器的平面状谐振器排列,其中所述多个平面状谐振器至少包括:包括端接在第一平面状头端处的第一细长平面状引线的第一平面状谐振器,以及包括端接在第二平面状头端处的第二细长平面状引线的第二平面状谐振器,其中第一谐振器和第二谐振器紧邻,并且其中第一细长平面状引线、第一平面状头端、第二细长平面状引线和第二平面状头端在所述共同平面内延伸;以及包括被排列在二维阵列中的多个辐射器元件的天线排列,所述二维阵列包括多个平行的一维子阵列,其中每一个一维子阵列与一个空腔滤波器的空腔相关联。
根据各个但不一定是所有实施例,提供如所附权利要求中要求保护的实例。
附图说明
现在将参照附图来描述一些示例性实施例,其中:
图1A到1E示出了本文中所描述的主题内容的一个示例性实施例;
图2A到2C示出了本文中所描述的主题内容的另一个示例性实施例;
图3示出了本文中所描述的主题内容的一个示例性实施例;
图4示出了本文中所描述的主题内容的另一个示例性实施例;
图5A到5B示出了本文中所描述的主题内容的一个示例性实施例;
图6A到6B示出了本文中所描述的主题内容的另一个示例性实施例;
图7示出了本文中所描述的主题内容的一个示例性实施例;
图8示出了本文中所描述的主题内容的另一个示例性实施例;
图9A到9C示出了本文中所描述的主题内容的一个示例性实施例;
图10示出了本文中所描述的主题内容的另一个示例性实施例;
图11示出了本文中所描述的主题内容的另一个示例性实施例。
定义
“外罩”是容纳某物并且至少部分地覆盖和保护该物的结构。
“空腔”是中空的空间。在一些实例中,“空腔”可以是填充有空气的空隙。在其他实例中,“空腔”可以填充有不同的电介质。
“平面状”是描述基本上处于二维平坦平面中的某物的形容词。笛卡尔和欧几里得平面是平坦平面的实例。
“谐振器”是支持电磁谐振的结构。“谐振器”还可以被称作电磁谐振器。“谐振器”具有相关联的电容和电感。
“平面状谐振器排列”是谐振器的平面状排列,也就是成平面状的排列。
“平面状谐振器”是成平面状的谐振器。
“引线”是物理互连。
“头端”是大于互连脖颈部分的结构的端接部分。
“紧邻”在被应用于物体时意味着它们不仅是邻居,而且是最近的邻居。在谐振器的情境中,“紧邻”意味着谐振器是分开的并且不接触,并且它们是最近的邻居而没有任何或者任何实质的中间导电结构。
具体实施方式
本说明书的附图描述了空腔滤波器10的各个实例。空腔滤波器10具有某些共同特征。例如参照图1A到1E,空腔滤波器10包括:定义空腔30的外罩20;以及包括被排列在空腔30内部的共同平面12中的多个平面状谐振器42的平面状谐振器排列40,其中所述多个平面状谐振器42至少包括:包括端接在第一平面状头端461处的第一细长平面状引线441的第一平面状谐振器421,以及包括端接在第二平面状头端462处的第二细长平面状引线442的第二平面状谐振器422。第一谐振器421和第二谐振器422紧邻。第一细长平面状引线441、第一平面状头端461、第二细长平面状引线442和第二平面状头端462在共同平面12内延伸。
图1A示出了空腔滤波器10的外部视图。外罩20至少基本上封装平面状谐振器排列40(该图中未示出)和空腔30(该图中未示出)。
在图1A中示出了正交坐标参考系。单位矢量x在宽度方向上延伸,单位矢量y在长度方向上延伸,单位矢量z在高度方向上延伸,并且正如在笛卡尔坐标系中是标准的那样,z=x^y,其中^代表矢量叉积。
图1B示出了穿过与单位矢量x成法向的X平面的外罩20的剖面图。图1C示出了穿过与单位矢量y成法向的Y平面中的外罩20的剖面。图1D示出了穿过与单位矢量z成法向的Z平面的外罩20的剖面。
在该具体实例中,图1B中示出的剖面近似处于沿着外罩20的宽度的一半,图1C中示出的剖面近似处于沿着外罩20的长度的一半,并且图1D中示出的剖面近似处于沿着外罩20的高度的一半。
图1E在没有外罩20存在的情况下示意性地示出了空腔30的形状和尺寸以及平面状谐振器排列40的位置。
在该例中,外罩20具有基本上立方形的内部和基本上立方形的空腔30。但是外罩可以具有其他形状,并且空腔30可以具有其他形状。空腔30的形状不必是外罩20的外部的缩放版本,外罩20的形状和空腔的形状可以是独立的。
图1D中示出的剖面处于共同平面12中,并且示出了包括被排列在空腔30内部的所述共同平面中的多个平面状谐振器42的平面状谐振器排列40。
排列40成平面状并且位于共同平面12中。谐振器42成平面状并且位于共同平面12中。
第一平面状谐振器421包括端接在第一平面状头端461处的第一细长平面状引线441,并且第二平面状谐振器422包括端接在第二平面状头端462处的第二细长平面状引线442。可以有附加的平面状谐振器,并且图中示出了其他平面状谐振器42,其中的每一个包括端接在平面状头端处的细长平面状引线44。
引线44是去到头端46的物理互连。引线44成平面状并且位于共同平面12中。引线44在长度方向上的延伸多于宽度方向,因此是细长的。在一些但不一定是所有实例中,引线44具有恒定宽度。引线44可以具有直的或弯的侧面。在引线44具有恒定宽度和直的(平行的)侧面的情况下,引线44可以具有梯形形状,如在所示出的实例中,其具有矩形形状。
在该例中,紧邻的引线44平行地延伸,但是并非在所有实例中都必须如此。在该例中,紧邻的引线44具有平行相对的侧面,但是并非在所有实例中都必须如此。在该例中,引线44具有相同的规格,但是并非在所有实例中都必须如此。
头端46通过引线物理互连。头端46成平面状并且位于共同平面12中。头端46在宽度方向上的延伸多于互连细长引线44。因此引线44形成用于头端46的“脖颈”。头端46在宽度方向上的延伸可以多于长度方向。在一些但不一定是所有实例中,头端46具有恒定宽度。头端46可以具有直的或弯的侧面。在头端46具有恒定宽度和直的(平行的)侧面的情况下,头端46可以具有梯形形状,如在所示出的实例中,其具有矩形形状。
在该例中,紧邻的头端46在长度方向上平行延伸,但是并非在所有实例中都必须如此。在该例中,紧邻的头端46在宽度方向上平行延伸,但是并非在所有实例中都必须如此。在该例中,紧邻的引线44具有平行相对的侧面,但是并非在所有实例中都必须如此。在该例中,头端46具有相同的规格,但是并非在所有实例中都必须如此。
从图1D可以看到,第一谐振器421和第二谐振器422紧邻。第一谐振器421和第二谐振器422是分开的并且不接触,并且它们是最近的邻居而没有任何(或任何实质的)中间导电结构。第二谐振器422紧邻第三谐振器(图中未示出)。一般来说,第n谐振器42n将紧邻前一个谐振器42n-1(如果存在的话)和后一个谐振器42n+1(如果存在的话)。
从图1B和1C可以认识到,多个平面状谐振器42的细长平面状引线44和平面状头端46在共同平面12内延伸。
图2A、2B和2C示出了穿过外罩20的另外的剖面。这些剖面的平面可以从图1D最佳地理解。图2A中示出的剖面是与单位矢量x成法向的X平面。该剖面与共同平面12正交并且穿过多个平面状谐振器42的平面状头端46。图2B中示出的剖面是与单位矢量x成法向的X平面。该剖面与共同平面12正交并且穿过多个平面状谐振器42的细长平面状引线44。图2C中示出的剖面是与单位矢量z成法向的Z平面。该剖面与共同平面12正交并且穿过第一细长平面状引线441和第一平面状头端461。
从图2A、2B和2C可以看到,空腔30填充有电介质32。电介质32例如可以是空腔滤波器10的周围大气,例如空气。或者,空腔30可以填充有一种或多种电介质材料,例如具有低损耗的陶瓷。至少定义空腔30的外罩20的内表面21是导电的。
多个平面状谐振器42被配置来支持电磁谐振。在一些实例中,所述谐振器是导电的,这是因为它们是由导电材料形成的或者涂覆有导电材料。在一些但不一定是所有实例中,所述导电材料可以是金属。导电涂层例如可以是铜、银或金。在一些实例中,多个平面状谐振器42当中的一个或多个由镀银或镀铜的钢形成。
在所示出的实例中,细长平面状引线为其所附着到的对应的平面状头端46提供支撑。平面状谐振器42是由细长平面状引线44锚定52并且在空腔30内悬挂所附着的平面状头端46的悬臂50。因此,平面状谐振器42在一端是自由的。平面状头端46仅由所附着的细长平面状引线44在空腔30中的固定位置处支撑。这例如在图2C中示出,该图示出第一平面状谐振器421被配置为由第一细长平面状引线441锚定并且在空腔30内悬挂第一平面状头端461的悬臂50。第一平面状头端461仅由第一细长平面状引线441在空腔30内的第一固定位置处支撑。
虽然在图中没有示出,但是对于第二平面状谐振器422可以存在类似的配置。第二平面状谐振器422也可以是由第二细长平面状引线442锚定并且在空腔30内悬挂第二平面状头端462的悬臂。第二平面状头端462仅由第二细长平面状引线442在空腔30中的第二固定位置处支撑。
从图1D和2A可以看到,第一平面状头端461和第二平面状头端462紧邻并且通过第一间隙601分开。第二平面状头端462和第三平面状头端463紧邻并且通过第二间隙602分开。一般来说,如图3中所示,第n平面状头端46n和第(n+1)平面状头端46n+1紧邻并且通过间隙60n分开。在一些实例中,间隙60具有可变尺寸(沿着间隙的长度行进时,跨越间隙的宽度发生变化),在其他实例中,所述间隙具有恒定尺寸(沿着间隙的长度行进时,跨越间隙的宽度是恒定的)。
如图1D和图2B中所示,第一细长平面状引线441和第二细长平面状引线442(对于其长度的至少一部分)紧邻,并且在该部分处通过第二间隙621分开。第二细长平面状引线442和第三细长平面状引线443(对于其长度的至少一部分)紧邻,并且在该部分处通过第二间隙622分开。一般来说,如图3中所示,第n细长平面状引线44n和第(n+1)细长平面状引线44n+1(对于其长度的至少一部分)紧邻,并且在该部分处通过间隙62n分开。在一些实例中,间隙62具有可变尺寸(沿着间隙的长度行进时,跨越间隙的宽度发生变化),在其他实例中,间隙62具有恒定尺寸(沿着间隙的长度行进时,跨越间隙的宽度是恒定的)。
如图2C和图1D中所示,第一平面状头端461的终端部分471紧邻外罩20的内表面21,并且通过第三间隙641与之分开。第一平面状头端是第一平面状谐振器421的开放末端终端。一般来说,如图3中所示,第n平面状头端46n的终端部分47n邻近外罩20的内表面21,并且通过第三间隙64n与之分开。
如图4中所示,空腔滤波器10被配置来具有谐振频率f0。在该例中,图4示出了空腔滤波器10的回波损耗S11。所述回波损耗在谐振频率f0处具有最小值。空腔滤波器10具有操作带宽B,其中的回波损耗低于阈值T。空腔滤波器10被配置来控制谐振频率f0和操作带宽B。如本领域技术人员所知,谐振频率f0具有通过光速与之相关的相关联的谐振波长。在一些但不一定是所有实例中,空腔滤波器10在谐振频率处具有大于1×10^3的Q因数。
回到图2C,第一平面状谐振器421具有在共同平面12中从第一细长平面状引线441的末端(例如在锚点52处)沿着第一细长平面状引线441经过第一平面状头端461去到第一平面状头端461的最远末端471所测量的第一长度L,所述第一长度L小于谐振波长的四分之一。
在该例中,每一个平面状谐振器具有在共同平面12中从细长平面状引线44的末端52沿着细长平面状引线44经过所附着的平面状头端46去到平面状头端46的最远末端47所测量的长度,所述长度小于谐振波长的四分之一。
这具有使得外罩空腔10的宽度可以较小的优点。
如之前在图1D和2A中示出并且如图3中进一步示出的那样,第一平面状头端461和第二平面状头端462紧邻并且通过第一间隙601分开。第一平面状头端461的尺寸(例如宽度W)和第二平面状头端462的尺寸(例如宽度W)被配置来控制第一间隙601的尺寸,并且从而把第一平面状谐振器421的电气长度和第二平面状谐振器422的电气长度控制成基本上是谐振波长的四分之一。
如本领域技术人员所知,空腔滤波器的谐振频率由该空腔滤波器的复数阻抗决定。可以通过改变与每一个平面状谐振器42相关联的电感和/或电容来配置空腔滤波器的复数阻抗。这可以通过控制细长平面状引线44和平面状头端46的规格并且通过控制平面状谐振器42之间的间距来实现。通过这种方式,有可能控制邻近的平面状引线44之间的间隙62,邻近的平面状头端之间的间隙60,以及平面状头端66与外罩40之间的间隙64。对于这些规格的控制可以被用来控制空腔滤波器10的电感和电容并且从而控制谐振频率和带宽。
在前面提到的附图中所示出的实例中,平面状引线和平面状头端是完全相同的。但是不一定必须是这种情况。例如有可能分开改变一个平面状谐振器42相对于另一个平面状谐振器42(例如邻近的平面状谐振器42)的规格。
在前面的实例中,细长平面状引线44被示出为平行的。虽然在一些实例中可以是这种情况,但是不一定在所有实例中都是这种情况。
图5A和图5B示出了如之前所描述的空腔滤波器10的一个实例。在该例中,外罩20至少包括定义空腔30的第一部分34的第一外罩组件22和定义空腔30的第二部分36的第二外罩组件24。图5A示出了处于未组装配置中的空腔滤波器10,图5B示出了处于已组装配置中的空腔滤波器10。
空腔30的第一部分34与空腔30的第二部分36通过共同平面12分开。同样地,第一外罩组件22与第二外罩组件24在已组装配置中通过共同平面12分开(图5B)。
平面状谐振器排列40被定位在第一外罩组件22与第二外罩组件24之间并且位于共同平面12中。在已组装配置中,平面状谐振器排列40在空腔30的第一部分34与空腔30的第二部分36之间的共同平面12中被固定到第一外罩组件22和第二外罩组件24。在该例但不一定是所有实例中,空腔滤波器10的空腔30被共同平面12一分为二。
在一些但不一定是所有实例中,平面状谐振器排列40由一块金属薄片形成。
在至少一些实施例中,例如通过拆卸如图5A中所示的空腔滤波器10,平面状谐振器排列40在处于已组装配置中时是可以作为完整的组件与第一外罩组件22和第二外罩组件24分开的组件。
图6A和6B示出了平面状谐振器排列40的一个实例。图6A是平面图,图6B是侧视图。在该例中,平面状谐振器排列40包括定义平面76的外部框架70。多个平面状谐振器42从框架70延伸并且位于平面76中。图6A是从与平面76成法向的视点看去的方向上的平面状谐振器排列40的图示,图6B示出了从位于平面76中的视点看去的平面状谐振器排列40。
在该例中,框架70和多个平面状谐振器42可以从单块金属薄片形成。
图7示出了如在之前的实例中示出的空腔滤波器10的一个实例。平面状谐振器排列40包括多个平面状谐振器42,其中每一个包括端接在平面状头端46处的细长平面状引线44。
在该例但不一定是所有实例中,平面状头端46被排列成共同平面12中的间隔阵列。在该例中,空腔40中的平面状头端46被排列成一个多列阵列(二列阵列)。在其中一列中(右手侧),平面状头端46被规则地间隔。在另一列中(左手侧),平面状头端46被不规则地间隔。
在图6A所示的实例中,平面状头端被排列在一列阵列中。平面状头端46被规则地间隔。
在图7的实例中,用于空腔30的外部框架70基本上是矩形的,包括一对相对长边72和一对相对短边74。平面状谐振器排列包括多个平面状谐振器42。所述多个平面状谐振器42是空腔30的第一集合或第二集合的一部分。第一平面状谐振器集合(左侧)从一对相对长边72当中的一条边伸出(左侧),并且向内(在图中是向右)延伸到空腔30中。第二平面状谐振器集合(右侧)从该对相对长边72当中的另一条边伸出(右侧),并且向内(在图中是向左)延伸到空腔40中。
图7还示出了其中外罩20定义多个空腔30的空腔滤波器10。每一个空腔可以形成一个不同的滤波器。每一个空腔包括一个平面状谐振器排列40,所述平面状谐振器排列40包括被排列在该空腔30内部的共同平面12中的多个平面状谐振器42。
所述多个平面状谐振器42至少包括第一平面状谐振器421和第二平面状谐振器422,其中第一平面状谐振器421至少包括端接在第一平面状头端461处的第一细长平面状引线441,第二平面状谐振器422包括端接在第二平面状头端462处的第二细长平面状引线442。
与之前的实例中一样,第一谐振器和第二谐振器彼此邻近,并且第一细长平面状引线441、第一平面状头端461、第二细长平面状引线442和第二平面状头端462在共同平面12内延伸。
在该例中,每一个不同空腔的平面状谐振器排列40与其他空腔的平面状谐振器排列40电磁分离。电磁分离意味着不存在电磁耦合或者电磁耦合是可忽略的。因此所述平面状谐振器排列40彼此电磁隔离。
在一些但不一定是所有实例中,导电分离器80可以被定位在一对邻近的平面状谐振器排列40之间和邻近的空腔30之间,但是不与之接触。如本领域技术人员所知,导电分离器的存在作为提供电磁隔离的法拉第笼进行操作。
图8示出了空腔滤波器10的一个实例的示意图。在该例中,平面状谐振器排列40的多个平面状谐振器42被建模为级联剖面的阶梯拓扑,每一个剖面Sx包括串联阻抗Z1x和旁路阻抗Z2x。其中一个或多个串联阻抗和/或旁路阻抗取决于平面状谐振器42彼此以及与外罩20的间隔关系。空腔滤波器10的复数阻抗的这一模型提供了关于空腔滤波器如何可以被配置来具有特定谐振频率以及谐振频率如何可以被调谐的一些理解。应当认识到,通过改变其中一个或多个阻抗,有可能改变空腔滤波器的总体阻抗并且从而改变其谐振频率。
在制造阶段,这可以通过确定多个平面状谐振器42的尺寸、形状和间距来实现。但是可能希望能够在空腔滤波器10就位时或者在其被制造之后调谐空腔滤波器10的谐振频率或其他特性。因此将希望空腔滤波器10具有可以独立地适配所述阶梯拓扑的一个或多个剖面的串联阻抗和/或旁路阻抗的调谐排列。这例如可以通过独立地适配外罩20与多个谐振器元件42当中的一个或多个之间的电容性耦合来实现。
图9A、9B和9C示出了如之前所描述的空腔滤波器10的一个实例。空腔滤波器10包括邻近平面状谐振器42的平面状头端46的至少一个可形变调谐元件90。可形变调谐元件90响应于形变被配置来修改可形变调谐元件90与平面状头端46之间的共同平面12中的间隙64。
在所示出的实例中,可形变调谐元件90是平面状谐振器排列40的框架70的一部分。在其他实例中,可形变调谐元件90是外罩20的一部分。
空腔滤波器10可以包括多个可形变调谐元件90。每一个可形变元件紧邻平面状谐振器42的平面状头端46。可以有一个或多个可形变调谐元件90与每一个平面状头端46相关联。
可形变调谐元件90被配置来发生形变,从而修改可形变调谐元件90与平面状头端46之间的共同平面12中的间隙64。这样就改变了空腔滤波器10的总体阻抗并且从而改变其谐振频率。
在图9A和9B中,有一个可形变调谐元件90与每一个平面状头端46相关联。可形变元件90是框架70的侧面72的可形变部分92。外罩20中的孔径可以允许从外罩的外部插入工具以使得可形变调谐元件90发生形变。
在图9C中,有多个可形变调谐元件90与每一个平面状头端46相关联。可形变元件90是作为共同平面12中的悬臂从框架70向相关联的平面状头端46延伸的可形变延伸96。可形变延伸96被平行排列并且形成梳状结构。可形变延伸96可以被规则地分开。可形变延伸96可以具有不同的长度,所述不同的长度可以形成周期性图样。外罩20中的孔径可以允许从外罩的外部插入工具以使得可形变延伸96发生形变。图10示出了如之前所描述的空腔滤波器10的一个实例。在该例中,空腔滤波器包括定义附加空腔30’的附加外罩20’。
附加外罩20’包括定义附加空腔30’的第一部分34’(未示出)的第一附加外罩组件22’和定义附加空腔30’的第二部分36’的第二附加外罩组件24’。所述排列与之前参照图5A和5B所描述的相同,但是具有附加外罩组件22’、24’和附加平面状谐振器排列40’取代了外罩组件22、24和附加平面状谐振器排列40。
附加平面状谐振器排列40’包括被排列在附加空腔20’的第一附加部分22’与附加空腔20’的第二附加部分24’之间的附加共同平面12’中的多个附加谐振器42。
关于外罩20、附加平面状谐振器40和之前所提供的其他方面的特征的描述对于附加外罩20’和附加平面状谐振器排列40’及其等效方面的特征的描述也是相关的。
外罩20和附加外罩20’被层叠,从而使得共同平面12和附加共同平面12’平行但是分开。
在所示出的实例中,外罩20的外罩组件22和附加外罩20’的第一附加外罩组件22’被集成为单个组件。
可以提供引导装置98以帮助外罩20和附加外罩20’在层叠排列中的对准和组装。
在一些但不一定是所有实例中,空腔30和附加空腔30’通过至少一个耦合器(未示出)相耦合。
图11示出了包括一个或多个空腔滤波器10的装置200的一个实例。装置200可以是无线网络或系统中的节点,比如无线移动通信网络或系统、卫星通信网络或系统、电视广播网络或系统、调制无线电广播网络或系统或者雷达网络或系统。
该例示出了包括一个或多个空腔滤波器10和天线排列202的装置200。
该例示出了包括一个或多个空腔滤波器10和天线排列202的移动蜂窝通信网络的基站200。在该例但不一定是所有实例中,所述天线排列包括被排列在二维阵列206中的多个辐射器元件204,所述二维阵列206包括多个平行的一维子阵列208。
在该例但不一定是所有实例中,每一个一维子阵列208与一个空腔滤波器10的空腔30(以及相关联的平面状谐振器排列40)相关联。这种排列可以被用于大规模多输入多输出。
在描述了结构特征时,可以通过实施所述结构特征的其中一项或多项功能的装置来替代所述结构特征,而不管该功能或这些功能是否被明确地或隐含地描述。
操作频率B可以落在以下频段内或者覆盖以下频段(但是不限于以下频段):长期演进(LTE)(美国)(734到746MHz和869到894MHz),长期演进(LTE)(世界其他地方)(791到821MHz和925到960MHz),调幅(AM)无线电(0.535-1.705MHz);调频(FM)无线电(76-108MHz);Bluetooth(2400-2483.5MHz);无线局域网(WLAN)(2400-2483.5MHz);高性能无线电局域网(HiperLAN)(5150-5850MHz);全球定位系统(GPS)(1570.42-1580.42MHz);美国全球移动通信系统(US-GSM)850(824-894MHz)和1900(1850-1990MHz);欧洲全球移动通信系统(EGSM)900(880-960MHz)和1800(1710-1880MHz);欧洲宽带码分多址(EU-WCDMA)900(880-960MHz);个人通信网络(PCN/DCS)1800(1710-1880MHz);美国宽带码分多址(US-WCDMA)1700(发送:1710到1755MHz,接收:2110-2155MHz)和1900(1850-1990MHz);宽带码分多址(WCDMA)2100(发送:1920-1980MHz,接收:2110-2180MHz);个人通信服务(PCS)1900(1850-1990MHz);时分同步码分多址(TD-SCDMA)(1900MHz到1920MHz,2010MHz到2025MHz),超宽带(UWB)低频段(3100-4900MHz);UWB高频段(6000-10600MHz);手持式数字视频广播(DVB-H)(470-702MHz);DVB-H美国(1670-1675MHz);世界无线电数字广播(DRM)(0.15-30MHz);全球微波接入互操作性(WiMax)(2300-2400MHz,2305-2360MHz,2496-2690MHz,3300-3400MHz,3400-3800MHz,5250-5875MHz);数字音频广播(DAB)(174.928-239.2MHz,1452.96-1490.62MHz);低频射频标识(RFID LF)(0.125-0.134MHz);高频射频标识(RFIDHF)(13.56-13.56MHz);超高频射频标识(RFID UHF)(433MHz,865-956MHz,2450MHz);以及用于5G的频段。
天线可以在其上高效地操作的频段是其中天线的回波损耗低于操作阈值的频率范围。举例来说,当天线的回波损耗S11好于(也就是低于)-10dB或-14dB时,可以发生高效的操作。
辐射元件的操作谐振模式(操作带宽)可以被定义为其中辐射元件的回波损耗S11好于操作阈值T(例如-10或-14dB)。
在本文献中使用的术语“包括”具有包含性而非排他性含义。也就是说,每当提到X包括Y时,表明X可以仅包括一个Y,或者可以包括多于一个Y。如果意图使用具有排他性含义的“包括”,则将在上下文中通过提到“仅包括一个”或者通过使用“由…构成”来清楚表明。
在这里的描述中提到了各个实例。关于一个实例的特征或功能的描述表明这些特征或功能存在于该实例中。在文本中使用术语“实例”或“例如”或“可以”或“可能”表示不管是否明确地声明,这样的特征或功能都至少存在于所描述的实例中而不管是否被描述为一个实例,并且所述特征或功能可以(但不一定)存在于其中一些或所有其他实例中。因此,“实例”、“例如”、“可以”或“可能”指的是一个实例类别当中的一个特定事例。所述事例的属性可以是仅仅该事例的属性,或者是所述类别的属性,或者是包括所述类别中的一些但不是所有事例的所述类别的一个子类的属性。因此隐含地公开的是,参照一个实例但是未参照另一个实例描述的特征在可能的情况下可以作为一个工作组合的一部分被使用在该另一个实例中,但不一定必须被使用在该另一个实例中。
虽然在前面的段落中参照各个实例描述了一些实施例,但是应当认识到,在不背离权利要求的范围的情况下可以对所给出的实例作出修改。
在前面的描述中所描述的特征可以被使用在除了前面所明确描述的组合之外的其他组合中。
虽然参照特定特征描述了一些功能,但是这些功能可以由其他特征实施,而不管是否被描述。
虽然参照特定实施例描述了一些特征,但是这些特征也可以存在于其他实施例中,而不管是否被描述。
在本文献中使用的术语“某个”或“所述”具有包含性而非排他性含义。也就是说,除非上下文清楚地表明相反的情况,否则每当提到X包括某个/所述Y时,表明X可以仅包括一个Y,或者可以包括多于一个Y。如果意图使用具有排他性含义的“某个”或“所述”,则将在上下文中清楚表明。在某些情况下,可以使用“至少一个”或者“一个或多个”来强调包含性含义,但是如果没有这些术语也不应当据此推断出排他性含义。
某个特征(或特征组合)在权利要求中的存在不仅涉及该特征或特征组合本身,而且还涉及实现基本上相同的技术效果的特征(等效特征)。等效特征例如包括作为变体并且以基本上相同的方式实现基本上相同的结果的特征。等效特征例如包括以基本上相同的方式实施基本上相同的功能从而实现基本上相同的结果的特征。
在这里的描述中使用形容词或形容短语提到了各个实例,以便描述所述实例的特性。关于一个实例的这样的特性描述表明所述特性存在于确切地如所描述的一些实例中,并且存在于基本上如所描述的其他实例中。
虽然在前面的说明书中致力于引起对于被认为具有重要性的那些特征的关注,但是应当理解的是,申请人可以通过权利要求关于在前文中提到并且/或者在附图中示出的任何可授予专利的特征或特征组合寻求保护,而不管是否对此作出强调。
Claims (17)
1.一种空腔滤波器,包括:
定义空腔的外罩;以及
包括被排列在空腔内部的共同平面中的多个平面状谐振器的平面状谐振器排列,其中所述多个平面状谐振器至少包括:
包括端接在第一平面状头端处的第一细长平面状引线的第一平面状谐振器;以及
包括端接在第二平面状头端处的第二细长平面状引线的第二平面状谐振器,
其中,第一谐振器和第二谐振器紧邻,并且其中第一细长平面状引线、第一平面状头端、第二细长平面状引线和第二平面状头端在所述共同平面内延伸。
2.根据权利要求1所述的空腔滤波器,其中,第一平面状谐振器是由第一细长平面状引线锚定并且在空腔内悬挂第一平面状头端的悬臂,其中第一平面状头端仅由第一细长平面状引线在空腔内的第一固定位置处支撑,第二平面状谐振器是由第二细长平面状引线锚定并且在空腔内悬挂第二平面状头端的悬臂,其中第二平面状头端仅由第二细长平面状引线在空腔内的第二固定位置处支撑。
3.根据权利要求1或2所述的空腔滤波器,其中,所述外罩至少包括定义空腔的第一部分的第一外罩组件和定义空腔的第二部分的第二外罩组件,其中空腔的第一部分和空腔的第二部分通过所述共同平面分开;并且其中所述平面状谐振器排列被固定到第一外罩和第二外罩,以便把所述多个平面状谐振器的平面状头端悬挂在空腔的第一部分与空腔的第二部分之间的所述共同平面中。
4.根据任一条在前权利要求所述的空腔滤波器,其中,所述共同平面将空腔一分为二。
5.根据权利要求1所述的空腔滤波器,其中,第一平面状头端和第二平面状头端紧邻并且通过第一间隙分开,并且其中第一细长平面状引线和第二细长平面状引线紧邻并且通过第二间隙分开。
6.根据任一条在前权利要求所述的空腔滤波器,其被配置来操作在具有相关联的谐振波长的谐振频率处,其中第一平面状谐振器具有在所述共同平面中从第一细长平面状引线的末端沿着第一细长平面状引线经过第一平面状头端去到第一平面状头端的最远末端所测量的第一长度,所述第一长度小于谐振波长的四分之一,并且其中第二平面状谐振器具有在所述共同平面中从第二细长平面状引线的末端沿着第二细长平面状引线经过第二平面状头端去到第二平面状头端的最远末端所测量的第二长度,所述第二长度小于谐振波长的四分之一。
7.根据任一条在前权利要求所述的空腔滤波器,其被配置来操作在具有相关联的谐振波长的谐振频率处,其中第一平面状头端和第二平面状头端紧邻并且通过第一间隙分开,第一平面状头端的尺寸和第二平面状头端的尺寸被配置来把第一平面状谐振器的电气长度和第二平面状谐振器的电气长度控制成基本上是谐振波长的四分之一。
8.根据任一条在前权利要求所述的空腔滤波器,其中,所述平面状谐振器排列包括多个平面状谐振器,所述平面状谐振器分别包括端接在平面状头端处的细长平面状引线,其中所述平面状头端被排列成所述共同平面中的规则间隔的阵列。
9.根据任一条在前权利要求所述的空腔滤波器,包括至少一个可形变调谐元件,所述至少一个可形变调谐元件邻近第一平面状头端,并且响应于形变被配置来修改所述至少一个可形变调谐元件与第一平面状头端之间的所述共同平面中的间隙。
10.根据权利要求9所述的空腔滤波器,其中,所述至少一个可形变调谐元件是可形变侧面部分,或者其中所述至少一个可形变调谐元件是作为所述共同平面中的悬臂从外罩向第一平面状头端延伸的可形变元件。
11.根据任一条在前权利要求所述的空腔滤波器,其中,所述外罩至少包括定义空腔的第一部分的第一外罩组件和定义空腔的第二部分的第二外罩组件,其中所述平面状谐振器排列是可以作为完整的组件与第一外罩组件和第二外罩组件分开并且被放置在第一外罩组件与第二外罩组件之间的组件,并且其中所述平面状谐振器排列包括定义一个平面的外部框架以及从所述框架延伸并且位于所述平面中的所述多个平面状谐振器。
12.根据任一条在前权利要求所述的空腔滤波器,其中,所述平面状谐振器排列由一块金属薄片形成。
13.根据任一条在前权利要求所述的空腔滤波器,其中,所述外罩包括多个空腔,其中所述多个空腔当中的每一个空腔包括一个平面状谐振器排列,所述平面状谐振器排列包括被排列在该空腔内部的共同平面中的多个平面状谐振器,其中所述多个平面状谐振器至少包括:
包括端接在第一平面状头端处的第一细长平面状引线的第一平面状谐振器;
包括端接在第二平面状头端处的第二细长平面状引线的第二平面状谐振器,
其中,第一谐振器和第二谐振器紧邻,并且其中第一细长平面状引线、第一平面状头端、第二细长平面状引线和第二平面状头端在所述共同平面内延伸。
14.根据任一条在前权利要求所述的空腔滤波器,包括:
定义附加空腔的附加外罩,所述附加外罩至少包括定义附加空腔的第一部分的第一附加外罩组件和定义附加空腔的第二部分的第二附加外罩组件;以及
包括被排列在附加空腔的第一附加部分与附加空腔的第二附加部分之间的附加共同平面中的多个附加谐振器的附加平面状谐振器排列,其中所述外罩和附加外罩被层叠,从而使得所述共同平面和附加共同平面平行但是分开。
15.一种装置,包括:
根据任一条在前权利要求所述的一个或多个空腔滤波器;
包括被排列在二维阵列中的多个辐射器元件的天线排列,所述二维阵列包括多个平行的一维子阵列,其中每一个一维子阵列与一个空腔滤波器的空腔相关联。
16.根据权利要求15所述的装置,其被配置为用于无线网络或系统、无线移动通信网络或系统、卫星通信网络或系统、电视广播网络或系统、调制无线电广播网络或系统或者雷达网络或系统的节点。
17.一种装置,包括:
定义空腔的外罩;以及
包括被排列在空腔内部的共同平面中的多个平面状谐振器的平面状谐振器排列,其中所述多个平面状谐振器至少包括:
包括端接在第一平面状头端处的第一细长平面状引线的第一平面状谐振器;以及
包括端接在第二平面状头端处的第二细长平面状引线的第二平面状谐振器,
其中,第一谐振器和第二谐振器紧邻,并且其中第一细长平面状引线、第一平面状头端、第二细长平面状引线和第二平面状头端在所述共同平面内延伸;以及
包括被排列在二维阵列中的多个辐射器元件的天线排列,所述二维阵列包括多个平行的一维子阵列,其中每一个一维子阵列与一个空腔滤波器的空腔相关联。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210326 |