CN112838347A - 一种框架式谐振器及滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种框架式谐振器和滤波器，该框架式谐振器包括：谐振腔，所述谐振腔为半封闭结构且包括至少一个开口；框架式谐振片，所述框架式谐振片设置于所述腔体内，所述框架式谐振片包括框架和谐振条，所述谐振条的一端与所述框架连接，所述谐振条的另一端悬空设置于所述谐振腔中，所述框架与所述谐振腔连接。本发明通过采用谐振条与框架连接并将框架式谐振片安装于谐振腔内的形式，使得装配更为简单，谐振腔能够直接采用型材或金属封装盒加工而成，重量轻、成本低；框架式谐振片则可以通过钣金冲压、切割等方式获得，加工方便，且安装固定点少，容错率高。

Description

一种框架式谐振器及滤波器

技术领域

本发明涉及通信设备技术，尤其涉及一种框架式谐振器及滤波器。

背景技术

滤波器是通讯系统中的重要器件，它具有让有用的信号尽可能无衰减的通过，让无用信号尽可能衰减的功能，以达到过滤不同频率信号的作用，其中传统的金属同轴腔体滤波器采用圆柱形谐振条，工艺成熟，应用广泛。

随着5G通信技术向集成化、小型化发展，对滤波器的体积、重量和成本也提出了非常高的要求，采用传统的圆柱形金属谐振条难以满足进一步小型化的要求，迫切需要新的方案来进一步减小滤波器尺寸并降低成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易于装配、加工方便的框架式谐振器。

本发明的另一目的在于提供一种装配简单、成本低的滤波器。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种框架式谐振器，包括：

谐振腔，所述谐振腔为半封闭结构且包括至少一个开口；

框架式谐振片，所述框架式谐振片设置于所述腔体内，所述框架式谐振片包括框架和谐振条，所述谐振条的一端与所述框架连接，所述谐振条的另一端悬空设置于所述谐振腔中，所述框架与所述谐振腔连接。

在一实施例中，该框架式谐振器的所述谐振腔的开口处封盖有金属片。

在一实施例中，该框架式谐振器的所述谐振腔表面覆盖有良导体金属层。

在一实施例中，该框架式谐振器的所述谐振条由一段片段构成或由多段片段首尾连接构成。

在一实施例中，该框架式谐振器的所述多段片段处于同一平面内。

在一实施例中，该框架式谐振器的所述谐振条与所述框架一体成型。

在一实施例中，该框架式谐振器的所述框架为闭环的窄片状结构或杆状结构。

在一实施例中，该框架式谐振器的所述谐振腔上设置有频率调节螺钉，所述频率调节螺钉的一端伸向所述谐振条。

根据本发明的另一方面，还提供了一种滤波器，包括：

腔体，所述腔体为半封闭结构且包括至少一个开口，所述腔体上设置有信号输入输出结构；

框架式谐振片，所述框架式谐振片设置于所述腔体内，所述框架式谐振片包括框架和至少两条谐振条，所述谐振条的一端与所述框架连接，所述谐振条的另一端悬空设置于所述腔体中，所述框架与所述腔体连接。

在一实施例中，该滤波器的所述腔体的开口处封盖有金属片。

在一实施例中，该滤波器的所述腔体表面覆盖有良导体金属层。

在一实施例中，该滤波器的所述谐振条由一段片段构成或由多段片段首尾连接构成。

在一实施例中，该滤波器的所述多段片段处于同一平面内。

在一实施例中，该滤波器的所述谐振条与所述框架一体成型。

在一实施例中，该滤波器的所述框架为闭环的窄片状结构或杆状结构。

在一实施例中，该滤波器的所述腔体上设置有调试螺钉，所述调试螺钉伸向所述谐振条或所述谐振条之间的位置。

在一实施例中，该滤波器的所述谐振条之间设置有隔片，所述隔片与所述腔体的至少一个面连接。

在一实施例中，该滤波器的所述框架式谐振片包括第一谐振条、第二谐振条、第三谐振条、第四谐振条、第五谐振条和第六谐振条，所述第一谐振条、第二谐振条、第五谐振条和第六谐振条设置于所述框架的一侧，第三谐振条和第四谐振条设置于所述框架上相对的另一侧。

在一实施例中，该滤波器的所述腔体内设置有第一金属隔片和第二金属隔片，所述第一金属隔片设置于所述第三谐振条与第一谐振条和第二谐振条之间，所述第二金属隔片设置于所述第四谐振条与第五谐振条和第六谐振条之间。

在一实施例中，该滤波器的所述调试螺钉设置于所述腔体上表面的中心位置且位于所述第二谐振条、第三谐振条、第四谐振条和第五谐振条之间。

本发明实施例的有益效果是：通过采用谐振条与框架连接并将框架式谐振片安装于谐振腔内的形式，使得装配更为简单，谐振腔能够直接采用型材或金属封装盒加工而成，重量轻、成本低；框架式谐振片则可以通过钣金冲压、切割等方式获得，加工方便，且安装固定点少，容错率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是本发明框架式谐振器实施例的立体结构示意图；

图2是本发明框架式谐振器另一实施例的立体结构示意图；

图3是本发明框架式谐振器又一实施例框架式谐振片的结构示意图；

图4是本发明滤波器实施例的立体结构示意图；

图5是本发明滤波器实施例的框架式谐振片平面示意图；

图6是本发明滤波器实施例的S参数曲线图。

其中：1-谐振腔；2-框架式谐振片；21-框架；22-谐振条；3-频率调节螺钉；4-腔体；5-框架式谐振片；6-信号输入输出结构；71-第一谐振条；72-第二谐振条；73-第三谐振条；74-第四谐振条；75-第五谐振条；76-第六谐振条；81-第一金属隔片；82-第二金属隔片；9-调试螺钉。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

如图1所示，本发明实施例提供了一种框架式谐振器，包括谐振腔1和设置于谐振腔1内的框架式谐振片2。谐振腔1为半封闭结构且包括至少一个开口；框架式谐振片2包括框架21和谐振条22，谐振条22的一端与框架21连接，谐振条22的另一端悬空设置于谐振腔1中，框架21与谐振腔1连接。

其中，需要说明的是，谐振腔1通常为盒状。本申请中所述的半封闭结构，应理解为至少包括相连的三个面。例如，可以如图1中所示，在谐振腔1的右侧面开口，也可以如图2中所示，在谐振腔1的前端面开口。容易理解地，谐振腔1还可以是仅包括前、后及下面等形式。

本谐振器在安装时，需要将框架式谐振片2从谐振腔1的开口处装入谐振腔1内并固定。框架21与谐振腔1可通过螺栓连接、焊接或铆接固定，固定方式不作限制。

现有技术中，存在着将谐振条与框架连接的技术方案，例如专利CN201910043685.0提供了一种滤波器，包括滤波器框架和至少两个谐振器，该滤波器的框架直接形成了谐振腔，谐振条与其框架一体成型，相当于谐振条与谐振腔需要同时一次性加工完成，导致在加工框架(即谐振腔外壳)时，会受到谐振条的限制和影响。而本申请中，由于框架式谐振片2与谐振腔1是分离的，因此谐振腔1可以单独加工，加工更为方便。例如，谐振腔1可以直接由金属型材切割而成，也可以由金属、塑料通过机加或压铸制成。

此外，本申请中将谐振腔1与框架21分离式设置还有一个优点，即可以根据需要单独更换谐振腔1的外壳或框架式谐振片2，从而更容易回收和再利用。

在可能的实施例中，在谐振腔1的开口处可采用金属片(图中未示出)进行封盖，以进行更好的电磁屏蔽。此外，还可在谐振腔1表面覆盖良导体金属层，以提高导电率，降低损耗。

谐振条22可以由一段片段构成，也可以由多段片段首尾连接构成。各片段的延伸方向可以为水平、垂直或不规则，如倾斜连接。可通过调整不同谐振条片段的长度及宽度来调节谐振条的谐振频率，谐振条22长度越长，谐振频率越低，长度越短，谐振频率越高。

优选地，谐振条22与框架21处于同一平面内，且谐振条22的不同片段也处于同一平面内，一体成型方便加工。谐振条22的各片段也可以不处于同一平面，如图3所示，在某段或某几段处进行折弯或者扭转，产生倾斜、垂直或旋转，使该片段或者这些片段与于其他片段处于不同平面。

传统的同轴谐振器是柱形立体结构，高度方向尺寸较大，难以压缩，而本发明谐振器中的谐振条22是平面片状结构，高度尺寸大大减小。

谐振条22与框架21可以做成分体结构，在谐振条22的起始端与框架21通过焊接、螺纹连接等方式固定，也可以将谐振条22与框架21做成连体，通过切割、冲压或注塑等方式一体成型。进一步地，当谐振条22与框架21采用金属钣金片加工而成时，可在其表面覆上一层良导体金属层，以降低导体损耗，提高可焊性。

为了确保框架21结构本身具有一定的强度，可采用闭环的窄片状结构(即截面为矩形)或杆状结构(即截面为圆形)，从而在安装过程中框架21不易发生变形。此外，框架21在谐振腔1中的位置可根据需要设置，可居中也可前后调整。

在可能的实施例中，还可谐振腔1上设置频率调节螺钉3，频率调节螺钉3的一端伸向谐振条22。拧入调节螺钉靠近谐振条22，则谐振条22的谐振频率越低。反之，拧出螺钉远离谐振条22，则谐振条22的谐振频率越高。

本发明实施例还提供了一种滤波器，如图4所示，包括腔体4和设置于腔体4内的框架式谐振片5，其改进点与上述框架式谐振器类似，不同之处在于在腔体4上还设置有信号输入输出结构6，且框架式谐振片5上的谐振条有多个，从而能够实现滤波功能。滤波器可能的改进也可参照上述谐振器的实施例，例如可以设置金属盖片、覆盖良导体金属层等，不再赘述。

该滤波器可在设计加工时，通过调整不同谐振条间位置及排列方式实现滤波特性，并通过调整各谐振条不同片段的长度、宽度、延伸方向、折弯角度等调节滤波特性，以满足性能指标。相比于传统金属腔通过增加额外的飞杆结构来实现交叉耦合，省去了飞杆结构。此外，还可在腔体4上设置调试螺钉9，调试螺钉9伸向谐振条或谐振条之间的位置，通过调试螺钉9调节滤波器的滤波特性。

在可能的实施例中，还可以在不同谐振条之间设置隔片，实现电磁隔离作用。隔片为金属薄片或表面覆有金属层的塑料片、PCB板等。隔片与腔体上面、或下面、或同时与上、下表面相连的。

图5提供了一个具体的滤波器实施例，如图5所示，框架式谐振片5设置于腔体4的中间位置。框架式谐振片5包括第一谐振条71、第二谐振条72、第三谐振条73、第四谐振条74、第五谐振条75和第六谐振条76，第一谐振条71、第二谐振条72、第五谐振条75和第六谐振条76设置于框架的一侧，第三谐振条73和第四谐振条74设置于框架上相对的另一侧。

其中，第三谐振条73、第四谐振条74与框架相连的根部片段相互靠近，形成磁耦合，其他谐振条远离框架的顶部片段相互靠近，形成电耦合。可通过调整相邻谐振条根部或者头部片段之间的距离来调整相互之间的耦合强度。距离越近，耦合强度越强，反之越弱。

腔体4内设置有第一金属隔片81和第二金属隔片82，第一金属隔片81设置于第三谐振条73与第一谐振条72和第二谐振条72之间，用于调节第三谐振条73与第一谐振条71和第二谐振条72之间的耦合。第二金属隔片82设置于第四谐振条74与第五谐振条75和第六谐振条76之间，用于调节第四谐振条74与第五谐振条75和第六谐振条76之间的耦合。

调试螺钉9设置于腔体4上表面(图5中的前端面)的中心位置且位于第二谐振条72、第三谐振条73、第四谐振条74和第五谐振条75之间，以调节第二谐振条72、第三谐振条73、第四谐振条74和第五谐振条75之间的耦合。

该滤波器的优点在于：腔体为型材或其他具有屏蔽效果的金属封装盒，重量轻、成本低；框架式谐振片可以为一体化结构，可通过钣金冲压、线切割等方式获得，装配简单、重量轻、成本低，且一致性较好；通过调整不同谐振条之间位置及排列方式来实现交叉耦合，相比于传统金属腔通过增加额外的飞杆结构来实现交叉耦合，省去了飞杆结构，成本更低，且拓扑结构更加灵活，利于批量生产；由于没有额外的飞杆结构，远端谐波指标更优，图6为本发明提出的滤波器的S参数曲线，从图中可以看出，其谐波在7.5G以后。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (20)

1.一种框架式谐振器，其特征在于，包括：

谐振腔，所述谐振腔为半封闭结构且包括至少一个开口；

框架式谐振片，所述框架式谐振片设置于所述谐振腔内，所述框架式谐振片包括框架和谐振条，所述谐振条的一端与所述框架连接，所述谐振条的另一端悬空设置于所述谐振腔中，所述框架与所述谐振腔连接。

2.根据权利要求1所述的框架式谐振器，其特征在于：所述谐振腔的开口处封盖有金属片。

3.根据权利要求1所述的框架式谐振器，其特征在于：所述谐振腔表面覆盖有良导体金属层。

4.根据权利要求1所述的框架式谐振器，其特征在于：所述谐振条由一段片段构成或由多段片段首尾连接构成。

5.根据权利要求4所述的框架式谐振器，其特征在于：所述多段片段处于同一平面内。

6.根据权利要求1所述的框架式谐振器，其特征在于：所述谐振条与所述框架一体成型。

7.根据权利要求1所述的框架式谐振器，其特征在于：所述框架为闭环的窄片状结构或杆状结构。

8.根据权利要求1所述的框架式谐振器，其特征在于：所述谐振腔上设置有频率调节螺钉，所述频率调节螺钉的一端伸向所述谐振条。

9.一种滤波器，其特征在于，包括：

腔体，所述腔体为半封闭结构且包括至少一个开口，所述腔体上设置有信号输入输出结构；

框架式谐振片，所述框架式谐振片设置于所述腔体内，所述框架式谐振片包括框架和至少两条谐振条，所述谐振条的一端与所述框架连接，所述谐振条的另一端悬空设置于所述腔体中，所述框架与所述腔体连接。

10.根据权利要求9所述的框架式谐振器，其特征在于：所述腔体的开口处封盖有金属片。

11.根据权利要求9所述的框架式谐振器，其特征在于：所述腔体表面覆盖有良导体金属层。

12.根据权利要求9所述的框架式谐振器，其特征在于：所述谐振条由一段片段构成或由多段片段首尾连接构成。

13.根据权利要求12所述的框架式谐振器，其特征在于：所述多段片段处于同一平面内。

14.根据权利要求9所述的框架式谐振器，其特征在于：所述谐振条与所述框架一体成型。

15.根据权利要求9所述的框架式谐振器，其特征在于：所述框架为闭环的窄片状结构或杆状结构。

16.根据权利要求9所述的框架式谐振器，其特征在于：所述腔体上设置有调试螺钉，所述调试螺钉伸向所述谐振条或所述谐振条之间的位置。

17.根据权利要求9所述的框架式谐振器，其特征在于：所述谐振条之间设置有隔片，所述隔片与所述腔体的至少一个面连接。

18.根据权利要求9所述的框架式谐振器，其特征在于：所述框架式谐振片包括第一谐振条、第二谐振条、第三谐振条、第四谐振条、第五谐振条和第六谐振条，所述第一谐振条、第二谐振条、第五谐振条和第六谐振条设置于所述框架的一侧，第三谐振条和第四谐振条设置于所述框架上相对的另一侧。

19.根据权利要求18所述的框架式谐振器，其特征在于：所述腔体内设置有第一金属隔片和第二金属隔片，所述第一金属隔片设置于所述第三谐振条与第一谐振条和第二谐振条之间，所述第二金属隔片设置于所述第四谐振条与第五谐振条和第六谐振条之间。

20.根据权利要求19所述的框架式谐振器，其特征在于：所述调试螺钉设置于所述腔体上表面的中心位置且位于所述第二谐振条、第三谐振条、第四谐振条和第五谐振条之间。

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