CN112952335A - 耦合组件、耦合器、滤波器和通信射频设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耦合组件、耦合器、滤波器和通信射频设备，包括基座、电容性连接杆和介质；基座顶部开设有圆槽以容纳电容性连接杆；电容性连接杆一端侧壁固定有介质；介质包括硅化物介质和弹性绝缘介质，且介质的外径不大于圆槽的内径。通过基座、电容性连接杆和介质三种部件即可实现电容性耦合，不仅降低了组装复杂度还节约了制造成本；通过改变电容性连接杆伸入圆槽的深度即可改变耦合度，不仅缩小了耦合组件的尺寸还提高了一致性；通过硅化物介质和弹性绝缘介质能够在保证电容性耦合度的同时有效避免电容性连接杆与基座发生短路。如此，解决了现有通信射频设备中的耦合组件不仅加工组装成本较高且一致性较差的问题。

Description

耦合组件、耦合器、滤波器和通信射频设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种耦合组件、耦合器、滤波器和通信射频设备。

背景技术

通信射频设备主要是通过射频信号的传输、转化、处理等来实现其相应的功能。随着通信行业的发展，对通信射频设备的射频信号处理能力的要求越来越高。在通信射频设备中，对射频信号的性能起关键作用的器件通常有耦合器、滤波器等，因此，为了提高通信射频设备的性能，则必须要提高耦合器、滤波器等相关元器件的性能。

耦合器和滤波器的工作原理都离不开电磁波的耦合，因此其中都有相应的耦合组件。现有的耦合组件，大多是通过钣金片引入到耦合器/谐振器底部或附近台阶实现耦合，通过调整台阶高度或钣金片折弯形状来改变端口耦合的强弱。如申请号为201410586822.2，名称为“一种实现耦合器耦合度可调的方法”公开了一种实现耦合器耦合度可调的方法，具体公开了：在耦合器耦合端添加集中元件电阻和电容，改变端口的阻抗，达到改变耦合度的目的。根据该方法设计出一种耦合度可调的带状线定向耦合器，主要包括耦合器壳体、两块相同的介质板，一个50欧姆的贴片电阻，一个可调贴片电容以及调节电容的金属杆。在耦合端前的微带线内侧添加一组并联的电阻和电容，为了改善隔离度，在隔离端前微带线内侧添加开路枝节。通过金属杆调节电容值，改变耦合端口的阻抗，耦合器的耦合度和隔离度发生变化，从而实现耦合器耦合度的可调。

然而现有的这种耦合组件的设计方式，由于其工作原理是通过钣金片的具体结构来改变端口耦合的强弱，因此需要有一定的空间来容纳钣金片，同时，考虑到还需要预留一定的空间来保证钣金片装配和焊接的可靠度等因素，使得耦合器/滤波器的整体结构和体积较大；此外，现有的耦合组件的设计方式，元器件种类、数量较多，连接关系复杂，使得加工与装配所耗费的时间、人力和物力都较多，使得产品的成本高居不下。

在使用现有的这种耦合组件时，由于其工作原理是通过钣金片的具体结构来改变端口耦合的强弱，因此对钣金片的加工及装配要求较高，在实际加工生产中，很难在控制成本的情况下保证钣金片的结构一致性和装配的一致性，因此导致耦合器/滤波器的性能一致性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耦合组件、耦合器、滤波器和通信射频设备，以解决现有通信射频设备中的耦合组件不仅加工组装成本较高且一致性较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种耦合组件，所述耦合组件包括基座、电容性连接杆和介质；所述基座顶部开设有圆槽以容纳至少部分所述电容性连接杆；所述电容性连接杆靠近所述基座的一端侧壁固定有所述介质；所述介质包括固定在所述电容性连接杆侧壁的硅化物介质和包裹在所述硅化物介质表面的弹性绝缘介质，且所述介质的外径不大于所述圆槽的内径；

所述耦合组件被配置为：改变所述电容性连接杆伸入所述圆槽的深度以改变所述耦合组件的耦合度。

可选的，在所述的耦合组件中，所述圆槽的内壁与所述介质的外壁之间存在间隙，所述间隙为0.2~0.8mm。

可选的，在所述的耦合组件中，所述圆槽的内壁设置有若干小凸包，所述介质的外壁与所述小凸包的顶部相抵靠。

可选的，在所述的耦合组件中，所述圆槽的内壁设置有外螺纹，所述介质的外壁设置有内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹相适配。

可选的，在所述的耦合组件中，所述电容性连接杆与所述介质相固定的部分的侧壁设置有若干凸起，所述介质与所述电容性连接杆相接触的一面对应设置有若干凹槽，所述凸起与所述凹槽一一对应以将所述电容性连接杆和所述介质相固定。

可选的，在所述的耦合组件中，所述介质远离所述基座的一端设置有卡合部，所述卡合部的外径大于所述圆槽的内径，以限制所述电容性连接杆伸入所述圆槽的最大深度。

可选的，在所述的耦合组件中，所述电容性连接杆伸入所述圆槽到达极限位置后，所述电容性连接杆与所述圆槽底部存在间隙，所述间隙最小为0.8mm。

可选的，在所述的耦合组件中，所述圆槽底部铺设有绝缘层，所述绝缘层的厚度为0.8mm~3.2mm。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种耦合器，所述耦合器包括至少一个如上任一项所述的耦合组件。

可选的，在所述的耦合器中，所述耦合器包括多个所述耦合组件，且所有所述耦合组件的结构均一致，多个所述耦合组件通过串联和/或并联的方式电性连接。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种滤波器，所述滤波器包括如上任一项所述的耦合组件。

可选的，在所述的滤波器中，所述滤波器还包括谐振器，所述谐振器与所述耦合组件间隔设置。

可选的，在所述的滤波器中，所述谐振器与所述耦合组件通过连接器电性连接。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种通信射频设备，所述通信射频设备包括如上任一项所述的滤波器。

本发明提供的耦合组件、耦合器、滤波器和通信射频设备，其中耦合组件包括基座、电容性连接杆和介质；所述基座顶部开设有圆槽以容纳至少部分所述电容性连接杆；所述电容性连接杆靠近所述基座的一端侧壁固定有所述介质；所述介质包括固定在所述电容性连接杆侧壁的硅化物介质和包裹在所述硅化物介质表面的弹性绝缘介质，且所述介质的外径不大于所述圆槽的内径；所述耦合组件被配置为：改变所述电容性连接杆伸入所述圆槽的深度以改变所述耦合组件的耦合度。由于本发明提供的耦合组件中，仅利用基座、电容性连接杆和介质三种部件即可实现电容性耦合，较现有技术减少了耦合组件的部件数量，不仅降低了组装复杂度还节约了制造成本；同时，由于本发明是通过改变电容性连接杆伸入圆槽的深度即可改变耦合度，而无需钣金片的折弯等，不仅缩小了耦合组件的尺寸，还提高了耦合组件的一致性；此外，介质由硅化物介质和弹性绝缘介质两部分构成，能够在保证电容性耦合度的同时有效避免电容性连接杆与基座发生短路的问题。如此，解决了现有通信射频设备中的耦合组件不仅加工组装成本较高且一致性较差的问题。

附图说明

图1为本实施例提供的耦合组件的结构示意图；

图2为本实施例提供的圆槽带有小凸包的耦合组件的结构示意图；

图3为本实施例提供的螺纹适配的耦合组件的结构示意图；

图4为本实施例提供的电容性连接杆带有凸起的耦合组件的结构示意图；

图5为本实施例提供的圆槽底部设有绝缘层的耦合组件的结构示意图；

其中，各附图标记说明如下：

10-基座；11-小凸包；12-绝缘层；13-外螺纹；20-电容性连接杆；21-凸起；30-介质；31-凹槽；32-内螺纹。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的耦合组件、耦合器、滤波器和通信射频设备作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实施例提供一种耦合组件，如图1所示，所述耦合组件包括基座10、电容性连接杆20和介质30；所述基座10顶部开设有圆槽以容纳至少部分所述电容性连接杆20；所述电容性连接杆20靠近所述基座10的一端侧壁固定有所述介质30；所述介质30包括固定在所述电容性连接杆20侧壁的硅化物介质和包裹在所述硅化物介质表面的弹性绝缘介质，且所述介质30的外径不大于所述圆槽的内径。所述耦合组件被配置为：改变所述电容性连接杆20伸入所述圆槽的深度以改变所述耦合组件的耦合度。

本实施例提供的耦合组件，仅利用基座10、电容性连接杆20和介质30三种部件即可实现电容性耦合，较现有技术减少了耦合组件的部件数量，不仅降低了组装复杂度还节约了制造成本；同时，由于本实施例是通过改变电容性连接杆20伸入圆槽的深度即可改变耦合度，而无需钣金片的折弯等，不仅缩小了耦合组件的尺寸，还提高了耦合组件的一致性；此外，介质30由硅化物介质和弹性绝缘介质两部分构成，能够在保证电容性耦合度的同时有效避免电容性连接杆与基座发生短路的问题。如此，解决了现有通信射频设备中的耦合组件不仅加工组装成本较高且一致性较差的问题。

具体的，为了实现基座10与电容性连接杆20的耦合，基座10与电容性连接杆20应当为金属或其他导电材质，如铜、铁等，当然基座10和电容性连接杆20的表面还可以利用电镀或喷涂等工艺形成金属层，如电镀金，从而进一步提升电性能。基座10可以是利用冲压工艺或压铸工艺形成的腔体结构。在本实施例中，硅化物介质可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、单晶硅或多晶硅等，弹性绝缘材质可以为橡胶、弹性塑料等。此外，为了与基座10中的圆槽发生更好的耦合，电容性连接杆20的截面也应当为圆形。

较佳的，在本实施例中，所述圆槽的内壁与所述介质的外壁之间存在间隙，所述间隙为0.2~0.8mm。如此，可以保证在改变电容性连接杆20相对于圆槽的深度时，介质30与圆槽内壁不会发生摩擦，从而导致产生碎屑等影响耦合性能。

进一步的，在本实施例中，如图2所示，所述圆槽的内壁设置有若干小凸包11，所述介质30的外壁与所述小凸包11的顶部相抵靠。如此，可以保证介质30与圆槽内壁接触的部分面积较小，从而减小了两者之间的摩擦力；同时，由于介质30与圆槽内壁并非完全不接触，因此可以固定电容性连接杆20相对于圆槽的深度，从而保证耦合组件的耦合度较为稳定，即，不仅能够避免静电的产生，还可以保证耦合组件的耦合性能。小凸包11的材质可以与基座10的材质相同，也可以为其他耐磨材质。小凸包11的排列方式可以是任意的，也可以是阵列的，具体的排列方式可以视具体情况而定。当然，在一些特殊实施例中，还可以利用小凸包11的材料特性、结构特性、排布方式等来改变耦合场，从而改善耦合组件的耦合性能。

本实施例还给出一种在减小圆槽与介质30表面摩擦的同时，保证耦合组件耦合性能稳定性的方案，如图3所示，所述圆槽的内壁设置有外螺纹13，所述介质30的外壁设置有内螺纹32，所述内螺纹32与所述外螺纹13相适配。当然，在其他实施例中，圆槽的内壁也可以设置为内螺纹，介质30外壁设置外螺纹。在本实施例中，介质30外壁的内螺纹32形成在弹性绝缘介质上，且圆槽内壁上的外螺纹13为绝缘材料，从而保证基座10与电容性连接杆20之间的耦合场不被螺纹扰乱。

在本实施例给出的耦合组件中，较佳的，如图4所示，所述电容性连接杆20与所述介质30相固定的部分的侧壁设置有若干凸起21，所述介质30与所述电容性连接杆20相接触的一面对应设置有若干凹槽31，所述凸起21与所述凹槽31一一对应以将所述电容性连接杆20和所述介质30相固定。在本实施例中，凸起21与凹槽31的形状为半球形，且均匀排布与电容性连接杆20与介质30上，通过凸起21与凹槽31相互之间形成的卡扣结构，保证电容性连接杆20在相对于圆槽进行移动时，介质30不会脱落或错位。

较佳的，还可以在电容性连接杆20和所述介质30之间涂覆胶水，从而使两者之间的固定更为牢靠；同时，由于凸起21和凹槽31的设置，增大了电容性连接杆20和介质30相接触的表面积，从而通过增大了胶水的涂覆面积而使得固定更加牢固。

当然，在其他实施例中，凸起21和凹槽31的结构还可以有其他设计，如倒钩、凸点等；排布方式也可以有其他形式，如任意的、呈反螺旋状的（与圆槽和介质之间的螺纹反向）等，此处不一一列举。需要说明的是，在不违背本发明主旨前提下的其他凸起21和凹槽31的结构也应当属于本发明的保护范围。

为了保证电容性连接杆20与介质30之间的相对位置固定，电容性连接杆20与介质30应当过盈配合。

在本实施例中，如图1所示，所述介质30远离所述基座10的一端设置有卡合部，所述卡合部的外径大于所述圆槽的内径，以限制所述电容性连接杆20伸入所述圆槽的最大深度。具体的，将所述电容性连接杆20伸入所述圆槽时，会带动介质30一起伸入圆槽，当介质30的卡合部与基座10的上表面接触时，电容性连接杆20收到介质30卡合部与基座10之间的作用力而无法继续下伸，如此，便限定了所述电容性连接杆20伸入所述圆槽的最大深度。

为了保证在所述电容性连接杆20伸入所述圆槽到达极限位置时，不会与基座10相接触而造成耦合组件的短路，所述电容性连接杆20与所述圆槽底部应当存在间隙，较佳的，所述间隙最小为0.8mm。这一间隙可以通过控制电容性连接杆20底部相对于介质30的卡合部的位置而确认。

此外，在本实施例中，所述介质30靠近所述基座10的一端略高于所述电容性连接杆20，如此还可以保证在介质30卡合部失效时，由于介质30先于所述电容性连接杆20接触到所述圆槽的底部，从而保护电容性连接杆20与所述圆槽的底部不会发生短路。

进一步的，如图5所示，还可以在所述圆槽底部铺设有绝缘层12，所述绝缘层12的厚度为0.8mm~3.2mm。绝缘层12可以为橡胶、树脂、玻璃、绒布等材质，当然，绝缘层12也可以带有弹性，具体材料的选择及铺设固定所采用的工艺应当为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。

本实施例还提供一种耦合器，所述耦合器包括至少一个如上所述的耦合组件。耦合器中其他部件及结构均为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。

本实施例提供的耦合器，其中的耦合组件仅利用基座10、电容性连接杆20和介质30三种部件即可实现电容性耦合，较现有技术减少了耦合组件的部件数量，不仅降低了组装复杂度还节约了制造成本；同时，由于本实施例是通过改变电容性连接杆20伸入圆槽的深度即可改变耦合度，而无需钣金片的折弯等，不仅缩小了耦合组件的尺寸，还提高了耦合组件的一致性；此外，介质30由硅化物介质和弹性绝缘介质两部分构成，能够在保证电容性耦合度的同时有效避免电容性连接杆与基座发生短路的问题。如此，解决了现有通信射频设备中的耦合组件不仅加工组装成本较高且一致性较差的问题。

进一步的，在本实施例中，所述耦合器包括多个所述耦合组件，且所有所述耦合组件的结构均一致，多个所述耦合组件通过串联和/或并联的方式电性连接。其串并联的方式为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。当然，在其他实施例中，各耦合组件的结构也可以不同，但将耦合组件的结构选择为一样能够保证各耦合组件之间的一致性，从而便于调试耦合器的耦合度和耦合频率。

本实施例还提供一种滤波器，所述滤波器包括如上所述的耦合组件。滤波器中其他部件及结构均为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。

本实施例提供的滤波器，其中的耦合组件仅利用基座10、电容性连接杆20和介质30三种部件即可实现电容性耦合，较现有技术减少了耦合组件的部件数量，不仅降低了组装复杂度还节约了制造成本；同时，由于本实施例是通过改变电容性连接杆20伸入圆槽的深度即可改变耦合度，而无需钣金片的折弯等，不仅缩小了耦合组件的尺寸，还提高了耦合组件的一致性；此外，介质30由硅化物介质和弹性绝缘介质两部分构成，能够在保证电容性耦合度的同时有效避免电容性连接杆与基座发生短路的问题。如此，解决了现有通信射频设备中的耦合组件不仅加工组装成本较高且一致性较差的问题。

在本实施例中，所述滤波器还包括谐振器，所述谐振器与所述耦合组件间隔设置，并通过连接器电性连接。将谐振器与耦合组件间隔设置，能够保证谐振器不与耦合组件的耦合发生干扰，同时耦合组件也不会影响谐振器的谐振，保证器件独立运行的性能要求。间隔设置可以是通过介质隔离，如屏蔽层、充胶填充等方式实现；通过连接器实现电性连接通常是将耦合组件中的基座10与连接器的一端相连，连接器的另一端与谐振器的端口相连，具体连接器的选择及连接方式为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。

此外，本实施例还提供一种通信射频设备，所述通信射频设备包括如上所述的滤波器。

本实施例提供的通信射频设备，其中的耦合组件仅利用基座10、电容性连接杆20和介质30三种部件即可实现电容性耦合，较现有技术减少了耦合组件的部件数量，不仅降低了组装复杂度还节约了制造成本；同时，由于本实施例是通过改变电容性连接杆20伸入圆槽的深度即可改变耦合度，而无需钣金片的折弯等，不仅缩小了耦合组件的尺寸，还提高了耦合组件的一致性；此外，介质30由硅化物介质和弹性绝缘介质两部分构成，能够在保证电容性耦合度的同时有效避免电容性连接杆与基座发生短路的问题。如此，解决了现有通信射频设备中的耦合组件不仅加工组装成本较高且一致性较差的问题。

综上所述，本实施例提供的耦合组件、耦合器、滤波器和通信射频设备，其中耦合组件包括基座、电容性连接杆和介质；所述基座顶部开设有圆槽以容纳至少部分所述电容性连接杆；所述电容性连接杆靠近所述基座的一端侧壁固定有所述介质；所述介质包括固定在所述电容性连接杆侧壁的硅化物介质和包裹在所述硅化物介质表面的弹性绝缘介质，且所述介质的外径不大于所述圆槽的内径；所述耦合组件被配置为：改变所述电容性连接杆伸入所述圆槽的深度以改变所述耦合组件的耦合度。由于本发明提供的耦合组件中，仅利用基座、电容性连接杆和介质三种部件即可实现电容性耦合，较现有技术减少了耦合组件的部件数量，不仅降低了组装复杂度还节约了制造成本；同时，由于本发明是通过改变电容性连接杆伸入圆槽的深度即可改变耦合度，而无需钣金片的折弯等，不仅缩小了耦合组件的尺寸，还提高了耦合组件的一致性；此外，介质由硅化物介质和弹性绝缘介质两部分构成，能够在保证电容性耦合度的同时有效避免电容性连接杆与基座发生短路的问题。如此，解决了现有通信射频设备中的耦合组件不仅加工组装成本较高且一致性较差的问题。

需要说明的是，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，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用，本发明对此不作限定。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (14)

1.一种耦合组件，其特征在于，所述耦合组件包括基座、电容性连接杆和介质；所述基座顶部开设有圆槽以容纳至少部分所述电容性连接杆；所述电容性连接杆靠近所述基座的一端侧壁固定有所述介质；所述介质包括固定在所述电容性连接杆侧壁的硅化物介质和包裹在所述硅化物介质表面的弹性绝缘介质，且所述介质的外径不大于所述圆槽的内径；

所述耦合组件被配置为：改变所述电容性连接杆伸入所述圆槽的深度以改变所述耦合组件的耦合度。

2.根据权利要求1所述的耦合组件，其特征在于，所述圆槽的内壁与所述介质的外壁之间存在间隙，所述间隙为0.2~0.8mm。

3.根据权利要求2所述的耦合组件，其特征在于，所述圆槽的内壁设置有若干小凸包，所述介质的外壁与所述小凸包的顶部相抵靠。

4.根据权利要求2所述的耦合组件，其特征在于，所述圆槽的内壁设置有外螺纹，所述介质的外壁设置有内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹相适配。

5.根据权利要求1所述的耦合组件，其特征在于，所述电容性连接杆与所述介质相固定的部分的侧壁设置有若干凸起，所述介质与所述电容性连接杆相接触的一面对应设置有若干凹槽，所述凸起与所述凹槽一一对应以将所述电容性连接杆和所述介质相固定。

6.根据权利要求1所述的耦合组件，其特征在于，所述介质远离所述基座的一端设置有卡合部，所述卡合部的外径大于所述圆槽的内径，以限制所述电容性连接杆伸入所述圆槽的最大深度。

7.根据权利要求6所述的耦合组件，其特征在于，所述电容性连接杆伸入所述圆槽到达极限位置后，所述电容性连接杆与所述圆槽底部存在间隙，所述间隙最小为0.8mm。

8.根据权利要求1所述的耦合组件，其特征在于，所述圆槽底部铺设有绝缘层，所述绝缘层的厚度为0.8mm~3.2mm。

9.一种耦合器，其特征在于，所述耦合器包括至少一个如权利要求1~8任一项所述的耦合组件。

10.根据权利要求9所述的耦合器，其特征在于，所述耦合器包括多个所述耦合组件，且所有所述耦合组件的结构均一致，多个所述耦合组件通过串联和/或并联的方式电性连接。

11.一种滤波器，其特征在于，所述滤波器包括如权利要求1~8任一项所述的耦合组件。

12.根据权利要求11所述的滤波器，其特征在于，所述滤波器还包括谐振器，所述谐振器与所述耦合组件间隔设置。

13.根据权利要求12所述的滤波器，其特征在于，所述谐振器与所述耦合组件通过连接器电性连接。

14.一种通信射频设备，其特征在于，所述通信射频设备包括如权利要求11~13任一项所述的滤波器。

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