CN112886161A - 介质滤波器，收发信机及基站 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种介质滤波器，涉及通信设备组件技术领域，提供一种新的实现交叉耦合的介质滤波器结构。本发明实施例提供的介质滤波器包括至少三个介质谐振腔，每个谐振腔包括调试孔，调试孔位于本体上，每个调试孔与周围本体形成谐振腔；两两不相邻的谐振腔之间还包括有盲孔，盲孔用于实现交叉耦合。本发明实施例提供的介质谐振器简化了实现电容耦合的结构，使得结构更加小型化。

Description

介质滤波器，收发信机及基站

技术领域

本发明涉及通信设备组件，尤其涉及介质滤波器，收发信机及基站。

背景技术

现代移动通信技术中，介质滤波器已经成为必不可少的重要组成部分，被广泛应用于各种移动通信系统中，用于滤除通信信号频率外的杂波或干扰信号。

与金属滤波器一样，要实现介质滤波器的高选择性需要在介质滤波器中形成交叉耦合。交叉耦合分为容性耦合和感性耦合两种形式，容性耦合是在介质滤波器响应的低端形成传输零点，从而形成介质滤波器低端的高选择性；感性耦合是在介质滤波器响应的高端形成传输零点，从而形成介质滤波器高端的高选择性。目前，业界常用的介质滤波器中，介质滤波器的传输零点通常只能实现感性耦合，要实现介质滤波器的容性耦合则需要在介质外级联跨接PCB或跨接线缆等额外的附加结构，或通过另一种非交叉耦合的临腔结构来实现。这些附加的结构对于介质滤波器的加工、装配和调试都造成不便。

另外，随着无线通信技术的日益发展，要求基站的体积小型化。对于在基站中的介质滤波器所占的体积也要求小型化，而现有的可实现容性耦合的介质滤波器由于需要在介质外级联附件结构才能实现，导致现有的介质滤波器无法满足现有通信技术对于基站小型化的要求。

发明内容

本发明的实施例提供一种介质滤波器，解决了现有的可实现容性耦合的介质滤波器占体积大的问题。

第一方面，本申请的实施例提供一种介质滤波器，包括有本体，至少三个谐振腔，每个谐振腔包括有一个调试孔，调试孔位于本体上，每个调试孔与周围的本体形成单个谐振腔；两两不相邻的谐振腔之间还包括有盲孔，盲孔与调试孔不相连，盲孔用于实现交叉耦合。谐振腔的本体表面上还附着有导电层。

在一种可能的设计中，盲孔的深度与介质滤波器的传输零点相关。

在一种可能的设计中，不同的盲孔深度可以确定介质滤波器的交叉耦合的极性，交叉耦合的极性包括感性耦合或容性耦合。

在一种可能的设计中，不同的盲孔深度可以确定介质滤波器的交叉耦合的不同程度。

在一种可能的设计中，盲孔深度与交叉耦合的极性相关，盲孔深度由浅到深，交叉耦合的极性相应的可以从感性耦合变为容性耦合。

在一种可能的设计中，盲孔的形状包括以下所述的任意一种：圆柱状，槽状，条状，孔状。

在一种可能的设计中，盲孔的宽度与传输零点相关。具体的，盲孔宽度越大，传输零点相对位置越小，所述传输零点的相对位置相对于介质滤波器的中心频点位置大于1。

一种可能的设计中，调试孔的不同深度可以用来确定该调试孔对应的谐振腔的不同谐振频率，每个调试孔可以有各自不同的深度，从而使得每个调试孔对应的谐振腔可以根据具体场景设置各自独立的谐振频率，各谐振频率也可相同。

另一方面，本发明实施例提供一种收发信机，包括如上所述的各种可能的介质滤波器。

另一方面，本发明实施例还提供一种基站，包括如上所述的收发信机。

发明的实施例提供的介质滤波器、收发信机和基站，通过内部新的构造实现了电容耦合，简化了制造工艺，使得介质滤波器的结构更加小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例提供的一种介质滤波器的结构的透视图；

图2为本发明实施例提供的一种介质滤波器的结构的俯视图；

图3为本发明实施例提供的一种介质滤波器的结构的底视图；

图4为本发明实施例提供的一种介质滤波器的实现感性耦合的仿真图；

图5为本发明实施例提供的一种介质滤波器的实现容性耦合的仿真图；

图6为本发明实施例提供的一种介质滤波器的结构的透视图；

图7为本发明实施例提供的一种介质滤波器的结构的透视图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例描述的结构及应用场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着通信技术的发展，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

针对背景技术中提到的现有介质滤波器存在的问题，本发明实施例提供了一种介质滤波器，创造性的提出一种新的结构，无需通过介质外级联附加结构就可来实现容性耦合。下面具体结合附图，对本发明实施例进行详细说明。需要说明的是，本发明实施例提供的附图只是对本发明实施例的一种示意性的描述，并不用于限定本发明的保护范围。

如图1所示，该介质滤波器包括至少三个谐振腔，本发明实施例以包括四个谐振腔的介质滤波器为例来进行说明。该介质谐振器的主体结构包括本体(1)，在该本体(1)的四个角上分别设置有4个调试孔(11，12，13和14)，在相邻的调试孔之间还设置有通孔(101和102)。通孔贯穿本体(1)的上下表面。在本实施例中，通孔(101和102)都被设计为条槽状，其两端弯曲分别朝向相邻的两个调试孔之间。以通孔(101)为例，通孔(101)为条槽状，其深度贯穿本体(1)的上表面和下表面，其条槽状的一端(1011)弯曲朝向调试孔(11)和调试孔(12)之间，另一端弯曲朝向调试孔(11)和调试孔(14)之间。通孔(101)将调试孔(11)与其他调试孔(如12和14)隔离开，从而围绕着调试孔(11)形成一个谐振腔。同理，通孔(101)与通孔(102)分别将4个调试孔隔离开，从而围绕着每个调试孔分别形成单个谐振腔。由此，图1所示的介质谐振器包含4个谐振腔。每个调试孔的一端贯穿本体(1)的上表面，另一端深入本体(1)，形成凹陷状，其深度可以根据需要进行设计制造，通过各个调试孔设置为不同的深度可以使得构成的谐振腔形成不同的谐振频率，每个调试孔均可根据具体应用场景设置为不同的深度，其中可以设置为相同的深度，也可以设置为不相同的深度。

如图1所示，围绕着调试孔(12)形成的谐振腔与围绕着调试孔(14)形成的谐振腔不相邻。针对这两个不相邻的谐振腔，设置盲孔(100)，位置如图1中所示，盲孔(100)设置于调试孔(12)和调试孔(14)之间。本实施例中的盲孔(100)被设计为条槽状，盲孔(100)的上端贯穿本体(1)的上表面，盲孔的下端可以根据需要设置深度。盲孔(100)的一端靠近由调试孔(12)形成的谐振腔，另一端靠近由调试孔(14)形成的谐振腔。盲孔(100)的两端与调试孔(12)和调试孔(14)都不相通。盲孔(100)与位于其两边的通孔(101和102)不相通。

本发明实施例中的通孔，调试孔及盲孔的形状在平面上可以为方形，圆形，条形，橄榄形或其他形状，在本发明实施例中不予限定。

其中，本体(1)一般由固态介电材料制成，优选为陶瓷。陶瓷具有较高的介电常数，硬度及耐高温的性能也都较好，因此成为介质滤波器领域常用的固态介电材料。当然，介电材料也可以选用本领域技术人员所知的其它材料，如玻璃、电绝缘的高分子聚合物等。

在具体设计制造时，可以通过一体化本体(1)来成形来获得带有调试孔、通孔和盲孔的本体，再对本体进行表面金属化，比如表面电镀，来获得上述介质滤波器。这样，该介质滤波器所包括的介质谐振器的本体是连续的。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。

对于更多腔的介质滤波器，如图7所示，也可以三腔(如图6所示)或四腔的固定结构为基础，通过级联从而构成具有更谐振腔的介质滤波器。对于更多腔的介质滤波器，在不相邻的谐振腔之间设置盲孔，从而实现交叉耦合。包含三个谐振腔的介质滤波器或更多谐振腔的介质滤波器的结构实现方式，参考上述实施例，此处不再赘述。

盲孔(100)与介质滤波器的耦合相关，通过确定盲孔(100)的深度可以确定介质滤波器的交叉耦合形式。此处盲孔的深度是指盲孔从介质滤波器的上表面到介质滤波器本体(1)内部的深度。通过确定盲孔的深度由小到大，可以使得介质滤波器的交叉耦合的极性由感性耦合变为容性耦合。也可根据应用场景的需要，设置盲孔的深度，使得交叉耦合的程度发生不同程度的变化。

在具体设计制造时，一般根据应用场景的需要确定盲孔深度后就固定下来了。具体的，根据该介质滤波器要实现的交叉耦合特性，例如要实现感性耦合的相应程度，确定盲孔的相应深度后固定；相应的，也可以根据要实现容性耦合的相应程度，确定盲孔的相应深度后固定。通过固定的实现方式，在制造时品质可控，并在后续使用时可以保证参数不会发生偏差，品质更稳定。在实现中，也可以设计成盲孔深度可调节的介质滤波器以适应需要不同参数的应用场景。

盲孔的深度可以根据实际应用场景的需要进行设定，例如传输零点的频率，或要实现感性耦合或容性耦合的程度，此处不予限定。

图1中所示的连接两个不相邻谐振腔的盲孔(100)的个数为一个，但也可以设计成多个，可以根据实际需要传输的零点数和/或频率来决定盲孔的个数、位置和具体的深度大小等。

盲孔(100)的宽度与传输零点相关。具体的，盲孔宽度越大，传输零点相对位置越小，所述传输零点的相对位置相对于介质滤波器的中心频点位置大于1。

盲孔自身也具有谐振频率，盲孔的谐振频率一般不参与滤波器本体通带的谐振，即盲孔的谐振频率可以高于滤波器通带的谐振频率，也可以低于滤波器通带的谐振频率，当盲孔的谐振频率高于介质滤波器通带的频率时，交叉耦合显示为感性耦合，当盲孔的谐振频率低于介质滤波器通带的频率时，交叉耦合显示为容性耦合。盲孔的谐振频率可以由盲孔的深度确定。随着盲孔深度的增加，盲孔的谐振频率逐步降低，当频率从滤波器的通带的高端降低到低端时，交叉耦合从感性耦合切换成容性耦合。具体实现中，一个包含四个谐振腔的介质滤波器，当盲孔深度为介质滤波器的总高度的2/5时，交叉耦合为感性耦合，传输零点在通带的右侧，如图4所示。当盲孔深度变为总高度的3/5时，交叉耦合为容性耦合，传输零点在通带的左侧，如图5所示。

介质谐振器的表面附着导电层。盲孔，通孔及调试孔的凹陷表面也可以附着导电层。

本发明实施例提供的介质滤波器中，通过在不相邻的谐振腔之间连接盲孔，可以在介质谐振器内部就可以实现容性耦合，而无需级联外部附加结构，从而实现介质滤波器的小型化。同时，相对于级联外部附加结构实现容性耦合的介质滤波器，简化了实现交叉耦合的结构的制造工艺。

本发明实施例提供的介质滤波器主要用于大功率无线通信基站射频前端。

本发明实施例还提供了一种收发信机，该收发信机中采用了上述实施例中所提供的介质滤波器。该介质滤波器可以用于对射频信号进行滤波。

本发明实施例还提供了一种基站，该基站中采用了上述实施例中所提供的收发信机。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种介质滤波器，包括本体，其特征在于，还包括：

至少三个谐振腔，每个谐振腔包括调试孔，所述调试孔位于所述本体上，每个调试孔与周围的本体形成单个谐振腔；所述谐振腔之间还包括有盲孔，所述盲孔用于实现交叉耦合；

至少一个通孔，所述通孔贯穿本体的上下表面，所述通孔的截面的第一端弯曲朝向第一调试孔与第二调试孔之间，所述第一调试孔和所述第二调试孔相邻；所述通孔的截面的第二端弯曲朝向所述第一调试孔和第三调试孔，所述第一调试孔和所述第三调试孔相邻。

2.根据权利要求1所述的介质滤波器，所述盲孔的深度与所述介质滤波器的传输零点相关。

3.根据权利要求1或2所述的介质滤波器，所述盲孔的深度确定介质滤波器的交叉耦合的极性，所述交叉耦合的极性包括感性耦合或容性耦合。

4.根据权利要求3所述的介质滤波器，其特征在于，所述盲孔的深度确定所述介质滤波器的交叉耦合的程度。

5.根据权利要求1至4任一项所述的介质滤波器，其特征在于，所述盲孔深度与交叉耦合的极性相关，所述盲孔的深度设置由浅到深，交叉耦合的极性由感性耦合变为容性耦合。

6.根据权利要求1至5任一所述的介质滤波器，其特征在于，所述盲孔的形状包括以下所述的任意一种：圆柱状，槽状，条状，孔状。

7.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述盲孔的宽度与传输零点相关。

8.根据权利要求4所述的介质滤波器，其特征在于，所述盲孔的宽度与传输零点相关，包括：

盲孔宽度越大，传输零点相对位置越小，所述传输零点的相对位置相对于介质滤波器的中心频点位置大于1。

9.根据权利要求1至5任一项所述的介质滤波器，其特征在于，所述调试孔的深度用于确定所述调试孔所对应的谐振腔的谐振频率。

10.一种收发信机，其特征在于，包括根据权利要求1至6任一项所述的介质滤波器。

11.一种基站，其特征在于，包括根据权利要求7所述的收发信机。

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