CN112768861A - 用于滤波器的耦合结构、滤波器及射频器件 - Google Patents

Abstract

本公开内容涉及一种用于滤波器的耦合结构，其特征在于，所述耦合结构包括：传输主线；第一谐振元件，所述第一谐振元件被构造用于产生谐振频率；第二谐振元件，所述第二谐振元件与所述第一谐振元件并排设置并且被构造用于与所述传输主线耦合，其中，所述传输主线被设置在所述第二谐振元件的端部；以及耦合片，所述耦合片被设置在所述传输主线和所述第二谐振元件之间，使得所述传输主线和所述第二谐振单元不直接接触。在本公开内容之中采用耦合片来调节传输主线和谐振元件之间的耦合，而且能够借助于该耦合片来稳定地支撑传输主线。依据本公开内容的耦合片的可调范围大，既能灵活调节耦合度，又便于安装调试。

Description

用于滤波器的耦合结构、滤波器及射频器件

技术领域

本公开内容涉及通信技术领域，更为具体地涉及一种用于滤波器的耦合结构、包括该耦合结构的滤波器以及包括该滤波器的射频器件。

背景技术

公开号为CN106602191A的专利公开了一种高性能带阻滤波器及通信腔体器件，具体而言，其提供了一种抑制强的带阻滤波器，但是在该专利文献之中需要耦合盘来实现耦合，加工成本高，装配复杂，而且一致性差。因此，该方案没有达到抑制强、加工简单的带阻滤波器的要求。

发明内容

有鉴于对于背景技术中所存在的问题的深刻理解，本公开内容的发明人所要解决的技术问题在于当前的带阻滤波器存在的缺点。本公开内容所提出的技术方案采用简单的谐振元件和传输主线的耦合结构，既能灵活调节耦合度，又便于安装调试。

具体而言，本公开内容的第一方面提出了一种用于滤波器的耦合结构，其特征在于，所述耦合结构包括：

传输主线；

第一谐振元件，所述第一谐振元件被构造用于产生谐振频率；

第二谐振元件，所述第二谐振元件与所述第一谐振元件并排设置并且被构造用于与所述传输主线耦合，其中，所述传输主线被设置在所述第二谐振元件的端部；以及

耦合片，所述耦合片被设置在所述传输主线和所述第二谐振元件之间，使得所述传输主线和所述第二谐振单元不直接接触。

在本公开内容之中采用耦合片来调节传输主线和谐振元件之间的耦合，而且能够借助于该耦合片来稳定地支撑传输主线。依据本公开内容的耦合片的可调范围大，既能灵活调节耦合度，又便于安装调试。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述耦合结构还包括调谐单元，所述调谐单元与所述第一谐振元件不接触并且被构造用于与所述第一谐振元件配合，以调节所述谐振频率。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一谐振元件设置有所述调谐单元的端部与所述第二谐振元件设置有所述传输主线的端部位于同一侧。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述耦合片由绝缘材料制成。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述耦合片的形状和尺寸与待实现的所述传输主线和所述第二谐振单元之间的耦合度相关联。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述耦合结构还包括紧固件，所述紧固件被构造用于将所述传输主线固定至所述第二谐振单元。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述紧固件还被构造用于将所述耦合片固定至所述第二谐振单元。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述紧固件包括绝缘螺钉。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述传输主线由金属材料制成。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述传输主线被构造为带状线。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述传输主线具有折叠或弯曲的结构。采用折叠或弯曲的结构的传输主线，可以将产品尺寸做到很小，节约成本。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一谐振元件和所述第二谐振元件一体成型。

此外，本公开内容的第二方面还提出了一种滤波器，其特征在于，所述滤波器包括至少两个根据本公开内容的第一方面所提出的耦合结构。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述耦合结构的数量为至少三个。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述传输主线在相邻的两个耦合结构之间的长度与所述相邻的两个谐振腔之间的电距离相关联。

在依据本公开内容的一个实施例之中，所述传输主线具有折叠或弯曲的结构。

在依据本公开内容的一个实施例之中，其特征在于，所述滤波器为带阻滤波器。

再者，本公开内容的第三方面还提出了一种射频器件，所述射频器件包括根据本公开内容的第二方面所提出的滤波器。

综上所述，依据本公开内容的耦合结构、包括该耦合结构的滤波器以及包括该滤波器的射频器件都采用耦合片来调节传输主线和谐振元件之间的耦合，而且能够借助于该耦合片来稳定地支撑传输主线。依据本公开内容的耦合片的可调范围大，既能灵活调节耦合度，又便于安装调试。

附图说明

参考附图示出并阐明实施例。这些附图用于阐明基本原理，从而仅仅示出了对于理解基本原理必要的方面。这些附图不是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。

图1示出了依据本公开内容的一个实施例的用于滤波器的耦合结构100的剖面图；

图2示出了依据本公开内容的一个实施例的用于滤波器的耦合结构100的分解图；

图3示出了依据本公开内容的一个实施例的包括用于滤波器的耦合结构的滤波器200的俯视图；

图4示出了依据本公开内容的一个实施例的包括用于滤波器的耦合结构的滤波器200的主视图；

图5示出了依据本公开内容的一个实施例的包括用于滤波器的耦合结构的滤波器200的立体图；以及

图6示出了依据本公开内容的一个实施例的包括用于滤波器的耦合结构的滤波器300的立体图。

本公开内容的其它特征、特点、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得更加显而易见。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本公开内容一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本公开内容的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本公开内容的所有实施例。可以理解，在不偏离本公开内容的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本公开内容的范围由所附的权利要求所限定。

为了解决现有技术中耦合效果不好以及抑制不够强等技术问题，本申请将传输主线设计在谐振元件的一部分即第二谐振元件的上方，第二谐振元件和传输主线之间设置一个耦合片。通过改变耦合片的尺寸(直径、厚度等)可以任意改变传输主线和第二谐振元件的耦合度。传输主线上方能够可选地设置有一个绝缘螺钉，从而将传输主线、耦合片和第二谐振元件固定在一起。由于传输主线位于第二谐振元件的上方，从而保证了谐振腔的Q值(Q为品质因数)，降低了滤波器的插损。

此外，优选地，为了将耦合结构以及滤波器、射频器件的产品尺寸做小，必须将每两个谐振腔的物理间距做到最小，但同时要满足每两个谐振腔要求的电距离，因此传输主线能够例如设计成折弯形状，根据不同的电距离可以将主线设计成不同的尺寸。谐振单元做成两个连体的圆柱体(即第一谐振元件和第二谐振元件)，而第一谐振元件例如能够是敞口的圆柱体，用于调节滤波器的频率；第二谐振元件用于和传输主线耦合。

以下结合附图来描述依据本公开内容所提出的耦合结构以及包括该耦合结构的滤波器。

图1示出了依据本公开内容的一个实施例的用于滤波器的耦合结构100的剖面图。图2示出了依据本公开内容的一个实施例的用于滤波器的耦合结构100的分解图。

从图1和图2之中可以看出，本公开内容的用于滤波器的耦合结构100包括传输主线110。此外，该耦合结构100还包括第一谐振元件132和第二谐振元件134，其中，所述第一谐振元件132被构造用于产生谐振频率；而第二谐振元件134与所述第一谐振元件132并排设置并且被构造用于与所述传输主线110耦合，其中，所述传输主线110被设置在所述第二谐振元件134的端部，在图1和图2所示出的方向上，所述传输主线110被设置在所述第二谐振元件134的上方。再者，该耦合结构100还包括耦合片120，所述耦合片120被设置在所述传输主线110和所述第二谐振元件134之间，使得所述传输主线110和所述第二谐振单元134不直接接触。在本公开内容之中采用耦合片120来调节传输主线110和谐振元件尤其是第二谐振元件134之间的耦合，而且能够借助于该耦合片120来稳定地支撑传输主线110。依据本公开内容的耦合片120的可调范围大，既能灵活调节耦合度，又便于安装调试。可选地，图1和图2还示出了调谐螺钉140，该调谐螺钉140例如能够安装在壳体盖板(图中未示出)上，从而能够调节调谐螺钉140伸入第一谐振元件132之中的深度来调节第一谐振元件132的谐振频率。概括地说，可选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述耦合结构100还包括调谐单元140，所述调谐单元140与所述第一谐振元件132不接触并且被构造用于与所述第一谐振元件132配合，以调节所述谐振频率。优选地，如图1和图2所示的那样，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一谐振元件132设置有所述调谐单元140的端部与所述第二谐振元件134设置有所述传输主线110的端部位于同一侧。

可选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述耦合片120由绝缘材料制成。例如，PTFE和/或ULTEM材料等。本领域的技术人员应当了解，此处的绝缘材料并非要求耦合片120完全由绝缘材料制成，例如也能够由金属材料制作主体，然后在外表面涂覆有绝缘材料也可以，即只要能够实现传输主线110和第二谐振元件134之间的绝缘即可。优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述耦合片120的形状和尺寸与待实现的所述传输主线110和所述第二谐振单元134之间的耦合度相关联。可选地或者替代地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述耦合结构100还包括紧固件150，所述紧固件150被构造用于将所述传输主线110固定至所述第二谐振单元134。

此外，优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述紧固件150还被构造用于将所述耦合片120固定至所述第二谐振单元134。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述紧固件150包括绝缘螺钉，由绝缘材料制成，例如，PTFE和/或ULTEM材料等。本领域的技术人员应当了解，此处的绝缘材料并非要求绝缘螺钉完全由绝缘材料制成，例如也能够由金属材料制作主体，然后在外表面涂覆有绝缘材料也可以，即只要能够实现传输主线110和第二谐振元件134之间的绝缘即可。本实施例中的绝缘螺钉将传输主线110及耦合片120固定到第二谐振单元134的顶部端部，使耦合片120位于第二谐振单元134及绝缘螺钉之间。作为本发明的实施例，紧固件可以采用其他固定结构。

可选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述传输主线110由金属材料制成，例如铜和/或铝材料等。本领域的技术人员应当了解，此处的金属材料并非要求传输主线110完全由金属材料制成，例如也能够由其他材料制作主体，然后在外表面涂覆有金属材料也可以，即只要能够实现传输主线110的导电性能即可。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述传输主线110被构造为带状线。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述传输主线110具有折叠或弯曲的结构。采用折叠或弯曲的结构的传输主线，可以将产品尺寸做到很小，节约成本。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一谐振元件132和所述第二谐振元件134一体成型。

以下结合图3至图6来描述包括上述的耦合结构的滤波器200以及滤波器300的结构。

图3示出了依据本公开内容的一个实施例的包括用于滤波器的耦合结构的滤波器200的俯视图，图4示出了依据本公开内容的一个实施例的包括用于滤波器的耦合结构的滤波器200的主视图，而图5示出了依据本公开内容的一个实施例的包括用于滤波器的耦合结构的滤波器200的立体图。

从图3至图5的滤波器200能够看出，该滤波器200包括五个耦合结构222、223、224、225以及226，这些耦合结构222、223、224、225以及226共用传输主线210。概括地说，本公开内容的第二方面还提出了一种滤波器200包括至少两个根据本公开内容的第一方面所提出的耦合结构。在此，本领域的技术人员应当了解，此处的五个仅仅是示例性的而非限制性的，当然，一个滤波器200也能够例如仅仅包括两个耦合结构，也能够包括多于五个耦合结构222、223、224、225以及226，只要能够根据具体的需求进行有针对性的设计即可。优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述耦合结构的数量为至少三个。例如，在图3至图6所示出的示例之中为五个耦合结构222、223、224、225以及226或者五个耦合结构322、323、324、325以及326。优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述传输主线210在相邻的两个耦合结构(五个耦合结构322、323、324、325以及326中相邻的两个)之间的长度与所述相邻的两个谐振腔之间的电距离相关联。优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述传输主线210具有折叠或弯曲的结构。例如从图5之中可以看出，传输主线210具有向下折弯弯曲的形状。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述滤波器200为带阻滤波器。

进一步优选地，如图6所示，图6示出了依据本公开内容的一个实施例的包括用于滤波器的耦合结构的滤波器300的立体图。图6和图5的区别在于，为了进一步适应滤波器300的安装空间的限制，能够将滤波器300的传输主线310进一步弯曲，从而改变耦合结构322、323、324、325以及326的排列方向，进一步优选滤波器300的空间要求。

从图6的滤波器300能够看出，该滤波器300包括五个耦合结构322、323、324、325以及326，这些耦合结构322、323、324、325以及326共用传输主线310。概括地说，本公开内容的第二方面还提出了一种滤波器300包括至少两个根据本公开内容的第一方面所提出的耦合结构。在此，本领域的技术人员应当了解，此处的五个仅仅是示例性的而非限制性的，当然，一个滤波器300也能够例如仅仅包括两个耦合结构，也能够包括多于五个耦合结构322、323、324、325以及326，只要能够根据具体的需求进行有针对性的设计即可。优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述耦合结构的数量为至少三个。例如，在图6所示出的示例之中为五个耦合结构322、323、324、325以及326。优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述传输主线310在相邻的两个耦合结构(五个耦合结构322、323、324、325以及326中相邻的两个)之间的长度与所述相邻的两个谐振腔之间的电距离相关联。优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述传输主线310具有折叠或弯曲的结构。例如从图6之中可以看出，传输主线310具有向下折弯弯曲的形状。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述滤波器300为带阻滤波器。

再者，本公开内容的第三方面还提出了一种射频器件，所述射频器件包括根据本公开内容的第二方面所提出的滤波器。

综上所述，依据本公开内容的耦合结构、包括该耦合结构的滤波器以及包括该滤波器的射频器件都采用耦合片来调节传输主线和谐振元件之间的耦合，而且能够借助于该耦合片来稳定地支撑传输主线。依据本公开内容的耦合片的可调范围大，既能灵活调节耦合度，又便于安装调试。

进一步优选地，采用耦合片120的设计，可以任意改变第二谐振元件134和传输主线110的耦合量，从而实现任意带宽的阻带滤波器。而且耦合片120可以加工成圆柱形，易于加工，成本低。再者，将传输主线110设计在第二谐振元件134的上方，不会损耗谐振腔的Q值，从而实现良好的插损性能，而且装配和调试都更为简单。优选地，传输主线110折弯设计，可以减小产品整体尺寸，降低成本。最后，更为优选地，传输主线110可以设计成带状线，整体通过冲压工艺形成，降低成本，其中，传输主线110可以是任意形状和尺寸，传输主线110可以是带线也可以是同轴线，可以位于第二谐振元件的上方的任意位置。其中的谐振腔可以是方形，圆形及任意形状。本发明实施例的第一谐振元件、第二谐振元件呈圆柱体形，可以理解的，也可以是其他形状，例如长方体形、片状形等，可根据实际应用设计不同的形状，均适用于本发明。该带阻滤波器适用范围广，采用该带阻滤波器结构的射频器件可广泛应用于现代移动通信中，可用作合路器，双工器，滤波器等器件。谐振腔和谐振柱采用金属材质，可以采用陶瓷或石英等材料代替金属。

尽管已经描述了本公开内容的不同示例性的实施例，但对于本领域技术人员而言显而易见的是，能够进行不同的改变和修改，其能够在并未背离本公开内容的精神和范畴的情况下实现本公开内容的优点中的一个或一些优点。对于那些在本领域技术中相当熟练的技术人员来说，执行相同功能的其他部件可以适当地被替换。应当了解，在此参考特定的附图解释的特征可以与其他附图的特征组合，即使是在那些没有明确提及此的情况中。此外，可以或者在所有使用恰当的处理器指令的软件实现方式中或者在利用硬件逻辑和软件逻辑组合来获得同样结果的混合实现方式中实现本公开内容的方法。这样的对根据本公开内容的方案的修改旨在被所附权利要求所覆盖。

Claims (18)

1.一种用于滤波器的耦合结构，其特征在于，所述耦合结构包括：

传输主线；

第一谐振元件，所述第一谐振元件被构造用于产生谐振频率；

第二谐振元件，所述第二谐振元件与所述第一谐振元件并排设置并且被构造用于与所述传输主线耦合，其中，所述传输主线被设置在所述第二谐振元件的端部；以及

耦合片，所述耦合片被设置在所述传输主线和所述第二谐振元件之间，使得所述传输主线和所述第二谐振单元不直接接触。

2.根据权利要求1所述的耦合结构，其特征在于，所述耦合结构还包括调谐单元，所述调谐单元与所述第一谐振元件不接触并且被构造用于与所述第一谐振元件配合，以调节所述谐振频率。

3.根据权利要求2所述的耦合结构，其特征在于，所述第一谐振元件设置有所述调谐单元的端部与所述第二谐振元件设置有所述传输主线的端部位于同一侧。

4.根据权利要求1所述的耦合结构，其特征在于，所述耦合片由绝缘材料制成。

5.根据权利要求1所述的耦合结构，其特征在于，所述耦合片的形状和尺寸与待实现的所述传输主线和所述第二谐振单元之间的耦合度相关联。

6.根据权利要求1所述的耦合结构，其特征在于，所述耦合结构还包括紧固件，所述紧固件被构造用于将所述传输主线固定至所述第二谐振单元。

7.据权利要求6所述的耦合结构，其特征在于，所述紧固件还被构造用于将所述耦合片固定至所述第二谐振单元。

8.根据权利要求6或7所述的耦合结构，其特征在于，所述紧固件包括绝缘螺钉。

9.根据权利要求1所述的耦合结构，其特征在于，所述传输主线由金属材料制成。

10.根据权利要求1所述的耦合结构，其特征在于，所述传输主线被构造为带状线。

11.根据权利要求1所述的耦合结构，其特征在于，所述传输主线具有折叠或弯曲的结构。

12.根据权利要求1所述的耦合结构，其特征在于，所述第一谐振元件和所述第二谐振元件一体成型。

13.一种滤波器，其特征在于，所述滤波器包括至少两个根据权利要求1至12中任一项所述的耦合结构。

14.根据权利要求13所述的滤波器，其特征在于，所述耦合结构的数量为至少三个。

15.根据权利要求14所述的滤波器，其特征在于，所述传输主线在相邻的两个耦合结构之间的长度与所述相邻的两个谐振腔之间的电距离相关联。

16.根据权利要求15所述的滤波器，其特征在于，所述传输主线具有折叠或弯曲的结构。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的滤波器，其特征在于，所述滤波器为带阻滤波器。

18.一种射频器件，其特征在于，所述射频器件包括根据权利要求13至17中任一项所述的滤波器。

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