CN113054346A - 一种滤波器及通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种滤波器及通信设备，该滤波器包括：壳体，具有第一方向和与所述第一方向垂直的第二方向；第一滤波支路，设置在所述壳体上，由依次耦合的八个滤波腔组成，所述第一滤波支路的八个滤波腔包括三个交叉耦合零点；所述第一滤波支路的八个滤波腔划分成沿所述第一方向依次排列的三列，所述第一滤波支路的第n滤波腔和第n+1滤波腔之间的距离等于所述第一滤波支路的第n+1滤波腔和第n+2滤波腔之间的距离，n为大于0且小于7的整数。通过上述方式，本申请的第一滤波支路的八个滤波腔紧密排布，缩小滤波器的体积。

Description

一种滤波器及通信设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种滤波器及通信设备。

背景技术

在移动通信设备中，所需的信号经过调制形成调制信号，并搭载在高频的载波信号上，通过发射天线发射至空中，通过接收天线接收空中的信号，接收天线接收到的信号中，不光包括所需的信号，而且还包括其它频率的谐波、噪声信号。对接收天线接收到的信号需要用滤波器滤除不需要的谐波、噪声信号。因此，设计的滤波器必须精确地控制其带宽。

本申请的发明人在长期的研发工作中发现，现有技术中滤波器的多个滤波腔的设置杂乱，且依次耦合的两个滤波腔的距离均不相同，导致滤波器的体积大，且无法采用同一模具生产多个滤波器，成本高。

发明内容

本申请提供一种滤波器及通信设备，以解决现有技术中滤波器体积大的技术问题。

本申请实施例提供了一种滤波器，所述滤波器包括：

壳体，具有第一方向和与所述第一方向垂直的第二方向；

第一滤波支路，设置在所述壳体上，由依次耦合的八个滤波腔组成，所述第一滤波支路的八个滤波腔包括三个交叉耦合零点；

所述第一滤波支路的八个滤波腔划分成沿所述第一方向依次排列的三列，所述第一滤波支路的第n滤波腔和第n+1滤波腔之间的距离等于所述第一滤波支路的第n+1滤波腔和第n+2滤波腔之间的距离，n为大于0且小于7的整数；本申请的第一滤波支路规则地划分成三列，方便设计，而且依次耦合的两个滤波腔之间的距离相等，以使第一滤波支路的八个滤波腔紧密排布，缩小滤波器的体积；此外，滤波器可以通过同一模具进行生产，提高生产效率，提高滤波器性能的一致性。

可选地，所述第一滤波支路的第一滤波腔、第七滤波腔和第八滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列；

所述第一滤波支路的第二滤波腔和第六滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列；

所述第一滤波支路的第三滤波腔、第四滤波腔和第五滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列；因此第一滤波支路的八个滤波腔合理排布，便于滤波器的设计和调试。

可选地，所述第一滤波支路的第二滤波腔分别与第一滤波腔、第七滤波腔、第三滤波腔、第四滤波腔和第六滤波腔相邻设置；

所述第一滤波支路的第六滤波腔分别与第七滤波腔、第八滤波腔、第四滤波腔和第五滤波腔相邻设置；以使第一滤波支路的八个滤波腔更加紧密排布，进一步缩小滤波器的体积。

可选地，所述第一滤波支路的第四滤波腔与第六滤波腔之间以及第六滤波腔与第八滤波腔之间分别容性交叉耦合，所述第一滤波支路的第二滤波腔与第四滤波腔感性交叉耦合，以形成所述第一滤波支路的三个交叉耦合零点；本申请的第一滤波支路通过设置三个交叉耦合零点实现零点抑制，以使第一滤波支路符合设计要求，提高第一滤波支路的通带的抑制性能。

可选地，所述第一滤波支路的带宽范围为：833-845MHz，以使第一滤波支路满足设计要求，能够精确地控制第一滤波支路的带宽。

可选地，所述滤波器包括第二滤波支路，由依次耦合的七个滤波腔组成，所述第二滤波支路的七个滤波腔包括两个交叉耦合零点；所述第二滤波支路的七个滤波腔划分成沿所述第一方向排列的两列；由于第一滤波支路设置三个交叉耦合零点，第二滤波支路设置两个交叉耦合零点，能够提高第一滤波支路和第二滤波支路之间的隔离度；此外，第二滤波支路的七个滤波腔规则划分成两列，方便设计。

可选地，所述第二滤波支路的第一滤波腔、第四滤波腔和第七滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列；

所述第二滤波支路的第二滤波腔、第三滤波腔、第五滤波腔和第六滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列；因此第二滤波支路的七个滤波腔合理排布，便于滤波器的设计和调试。

可选地，所述第二滤波支路的第四滤波腔分别与第一滤波腔和第七滤波腔以及所述第一滤波支路的第七滤波腔相邻设置，且所述第二滤波支路的第四滤波腔分别与第三滤波腔和第五滤波腔相交设置；通过滤波腔之间的相交设置，避免了传统滤波器中耦合的两个滤波腔之间需设置隔离墙，然后再在隔离墙上开设耦合窗口，减少了物料，加工方便，节省成本；

所述第二滤波支路的第七滤波腔分别与第四滤波腔、第六滤波腔和第五滤波腔以及所述第一滤波支路的第八滤波腔相邻设置；

所述第二滤波支路的第三滤波腔与第五滤波腔之间感性交叉耦合，所述第二滤波支路的第五滤波腔与第七滤波腔之间容性交叉耦合，以形成所述第二滤波支路的两个交叉耦合零点；本申请的第二滤波支路通过设置两个交叉耦合零点实现零点抑制，以使第二滤波支路符合设计要求，提高第二滤波支路的通带的抑制性能。

可选地，所述第二滤波支路的带宽范围为：792-804MHz，以使第一滤波支路满足设计要求，能够精确地控制第一滤波支路的带宽。

本申请实施例还提供了一种通信设备，该通信设备包括天线和与所述天线连接的射频单元，所述射频单元包括上述的滤波器，用于对射频信号进行滤波。

区别于现有技术的情况，本申请的第一滤波支路规则地划分成三列，方便设计，而且依次耦合的两个滤波腔之间的距离相等，以使第一滤波支路的八个滤波腔紧密排布，缩小滤波器的体积；此外，滤波器可以通过同一模具进行生产，提高生产效率，提高滤波器性能的一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本申请提供的滤波器第一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的第一滤波支路的拓扑结构示意图；

图3是本申请提供的第一滤波支路的仿真结果示意图；

图4是本申请提供的滤波器第二实施例的结构示意图；

图5是本申请提供的第二滤波支路的拓扑结构示意图；

图6是本申请提供的第二滤波支路的仿真结果示意图；

图7是本申请提供的通信设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，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。

请参阅图1，图1是本申请提供的滤波器第一实施例的结构示意图。本实施例的滤波器包括壳体11和第一滤波支路12，壳体11具有第一方向L1和与所述第一方向L1垂直的第二方向L2，第一方向L1可以为壳体11的长度方向，第二方向L2可以为壳体11的宽度方向。

如图1所示，第一滤波支路12设置在壳体11上，由依次耦合的八个滤波腔组成，第一滤波支路12的八个滤波腔包括三个交叉耦合零点；第一滤波支路12的八个滤波腔为第一滤波腔A1、第二滤波腔A2、第三滤波腔A3、第四滤波腔A4、第五滤波腔A5、第六滤波腔A6、第七滤波腔A7和第八滤波腔A8。其中，第一滤波支路12的八个滤波腔划分成沿第一方向L1依次排列的三列，第一滤波支路12的第n滤波腔和第n+1滤波腔之间的距离等于第一滤波支路12的第n+1滤波腔和第n+2滤波腔之间的距离，n为大于0且小于7的整数。本实施例的第一滤波支路12规则地划分成三列，方便设计，而且依次耦合的两个滤波腔之间的距离相等，以使第一滤波支路12的八个滤波腔紧密排布，缩小滤波器的体积；此外，滤波器可以通过同一模具进行生产，提高生产效率，提高滤波器性能的一致性。

具体地，如图1所示，第一滤波支路12的第一滤波腔A1、第七滤波腔A7和第八滤波腔A8为一列且沿第二方向L2依次排列；第一滤波支路12的第二滤波腔A2和第六滤波腔A6为一列且沿第二方向L2依次排列；第一滤波支路12的第三滤波腔A3、第四滤波腔A4和第五滤波腔A5为一列且沿第二方向L2依次排列；因此第一滤波支路12的八个滤波腔合理排布，便于滤波器的设计和调试。第一滤波支路12的第二滤波腔A2分别与第一滤波腔A1、第七滤波腔A7、第三滤波腔A3、第四滤波腔A4和第六滤波腔A6相邻设置；第一滤波支路12的第六滤波腔A6分别与第七滤波腔A7、第八滤波腔A8、第四滤波腔A4和第五滤波腔A5相邻设置；以使第一滤波支路12的八个滤波腔更加紧密排布，进一步缩小滤波器的体积。

第一滤波支路12的第n滤波腔和第n+1滤波腔之间的距离等于第一滤波支路12的第n+1滤波腔和第n+2滤波腔之间的距离，即第一滤波腔A1与第二滤波腔A2之间的距离、第二滤波腔A2与第三滤波腔A3之间的距离、第三滤波腔A3与第四滤波腔A4之间的距离、第四滤波腔A4与第五滤波腔A5之间的距离、第五滤波腔A5与第六滤波腔A6之间的距离、第六滤波腔A6与第七滤波腔A7之间的距离以及第七滤波腔A7与第八滤波腔A8之间的距离均相等。此外，第一滤波支路12中相邻的两个滤波腔的距离均相等，即第一滤波腔A1与第七滤波腔A7之间的距离等于第一滤波腔A1与第二滤波腔A2之间的距离，以使第一滤波支路12的八个滤波腔紧密排布。

如图1和2所示，图2是本申请提供的第一滤波支路的拓扑结构示意图。第一滤波支路12的第四滤波腔A4与第六滤波腔A6之间以及第六滤波腔A6与第八滤波腔A8之间分别容性交叉耦合，第一滤波支路12的第二滤波腔A2与第四滤波腔A4感性交叉耦合，以形成第一滤波支路12的三个交叉耦合零点；本申请的第一滤波支路12通过设置三个交叉耦合零点实现零点抑制，以使第一滤波支路12符合设计要求，提高第一滤波支路12的通带的抑制性能。通常容性交叉耦合的元件为飞杆，即第四滤波腔A4与第六滤波腔A6之间设置飞杆；感性交叉耦合的元件为金属耦合筋，即第二滤波腔A2与第四滤波腔A4之间设置金属耦合筋。

其中，交叉耦合零点也称为传输零点。传输零点是滤波器传输函数等于零，即在传输零点对应的频点上电磁能量不能通过网络，因而起到完全隔离作用，对通带外的信号起到抑制作用，能更好的实现多个通带间的高度隔离。

本实施例的壳体11进一步设置有第一端口(图未示)和第二端口(图未示)，第一滤波支路12的第一滤波腔A1与第一端口耦合，第一滤波支路12的第八滤波腔A8与第二端口耦合，第一端口和第二端口均可为滤波器的抽头。

在第一滤波支路12中，第一端口与第一滤波腔A1之间的耦合带宽范围为:14-20MHz；第一滤波腔A1与第二滤波腔A2之间的耦合带宽范围为:11-16MHz；第二滤波腔A2与第三滤波腔A3之间的耦合带宽范围为:6-11MHz；第二滤波腔A2与第四滤波腔A4之间的耦合带宽范围为:(-6)-(-1)MHz；第三滤波腔A3与第四滤波腔A4之间的耦合带宽范围为:5-11MHz；第四滤波腔A4与第五滤波腔A5之间的耦合带宽范围为:5-11MHz；第四滤波腔A4与第六滤波腔A6之间的耦合带宽范围为:(-5)-(-1)MHz；第五滤波腔A5与第六滤波腔A6之间的耦合带宽范围为:6-11MHz；第六滤波腔A6与第七滤波腔A7之间的耦合带宽范围为:5-11MHz；第六滤波腔A6与第八滤波腔A8之间的耦合带宽范围为:3-8MHz；第七滤波腔A7与第八滤波腔A8之间的耦合带宽范围为:9-15MHz；第八滤波腔A8与第二端口之间的耦合带宽范围为:14-20MHz。

第一滤波支路12的第一滤波腔A1至第八滤波腔A8的谐振频率依次位于以下范围内：836-838MHz、836-838MHz、832-834MHz、836-838MHz、833-835MHz、835-837MHz、840-842MHz以及836-838MHz。因此，本实施例的第一滤波支路12的带宽位于833-845MHz的范围内，能够精确地控制第一滤波支路12的带宽，满足滤波器的设计要求。

如图3所示，图3是本申请提供的第一滤波支路的仿真结果示意图。本实施例的第一滤波支路12仿真带宽如图3中的频带曲线31，可得到第一滤波支路12仿真的带宽位于833-845MHz的范围内，符合滤波器的设计要求，能够精准控制第一滤波支路12的带宽。第一滤波支路12在频段范围为806-824MHz时，抑制大于或等于75dB；第一滤波支路12在频段范围为851-862MHz时，抑制大于或等于60dB；因此能够提高第一滤波支路12的带外抑制等性能。

如图4所示，图4是本申请提供的滤波器第二实施例的结构示意图。本实施例的滤波器在第一实施例所揭示的滤波器的基础上进行描述：

如图4所示，滤波器包括第二滤波支路13，由依次耦合的七个滤波腔组成，第二滤波支路13的七个滤波腔包括两个交叉耦合零点；第二滤波支路13的七个滤波腔划分成沿第一方向L1排列的两列；由于第一滤波支路12设置三个交叉耦合零点，第二滤波支路13设置两个交叉耦合零点，能够提高第一滤波支路12和第二滤波支路13之间的隔离度；此外，第二滤波支路13的七个滤波腔规则划分成两列，方便设计。

第二滤波支路13的七个滤波腔为第一滤波腔B1、第二滤波腔B2、第三滤波腔B3、第四滤波腔B4、第五滤波腔B5、第六滤波腔B6和第七滤波腔B7。如图4所示，第二滤波支路13的第一滤波腔B1、第四滤波腔B4和第七滤波腔B7为一列且沿第二方向L2依次排列；第二滤波支路13的第二滤波腔B2、第三滤波腔B3、第五滤波腔B5和第六滤波腔B6为一列且沿第二方向L2依次排列；因此第二滤波支路13的七个滤波腔合理排布，便于滤波器的设计和调试。第二滤波支路13的第七滤波腔B7分别与第四滤波腔B4、第六滤波腔B6和第五滤波腔B5以及第一滤波支路12的第八滤波腔A8相邻设置；第二滤波支路13的第四滤波腔B4分别与第一滤波腔B1和第七滤波腔B7以及第一滤波支路12的第七滤波腔A7相邻设置，且第二滤波支路13的第四滤波腔B4分别与第三滤波腔B3和第五滤波腔B5相交设置；通过滤波腔之间的相交设置，避免了传统滤波器中耦合的两个滤波腔之间需设置隔离墙，然后再在隔离墙上开设耦合窗口，减少了物料，加工方便，节省成本。

如图4和5所示，图5是本申请提供的第二滤波支路的拓扑结构示意图。第二滤波支路13的第三滤波腔B3与第五滤波腔B5之间感性交叉耦合，第二滤波支路13的第五滤波腔B5与第七滤波腔B7之间容性交叉耦合，以形成第二滤波支路13的两个交叉耦合零点；本申请的第二滤波支路13通过设置两个交叉耦合零点实现零点抑制，以使第二滤波支路13符合设计要求，提高第二滤波支路13的通带的抑制性能。

本实施例的壳体11进一步设置有第三端口(图未示)和第四端口(图未示)，第二滤波支路13的第一滤波腔B1与第三端口耦合，第二滤波支路13的第八滤波腔B8与第四端口耦合，第三端口和第四端口均可为滤波器的抽头。

在第二滤波支路13中，第三端口与第一滤波腔B1之间的耦合带宽范围为:13-19MHz；第一滤波腔B1与第二滤波腔B2之间的耦合带宽范围为:10-16MHz；第二滤波腔B2与第三滤波腔B3之间的耦合带宽范围为:6-12MHz；第三滤波腔B3与第四滤波腔B4之间的耦合带宽范围为:6-11MHz；第三滤波腔B3与第五滤波腔B5之间的耦合带宽范围为:(-1)-3MHz；第四滤波腔B4与第五滤波腔B5之间的耦合带宽范围为:6-11MHz；第五滤波腔B5与第六滤波腔B6之间的耦合带宽范围为:6-11MHz；第五滤波腔B5与第七滤波腔B7之间的耦合带宽范围为:(-5)-(-1)MHz；第六滤波腔B6与第七滤波腔B7之间的耦合带宽范围为:10-16MHz；第七滤波腔B7与第四端口之间的耦合带宽范围为:13-19MHz。

第二滤波支路13的第一滤波腔B1至第七滤波腔B7的谐振频率依次位于以下范围内：796-798MHz、796-798MHz、796-798MHz、798-800MHz、797-799MHz、795-797MHz以及796-798MHz。因此，本实施例的第二滤波支路13的带宽位于792-804MHz的范围内，能够精确地控制第二滤波支路13的带宽，满足滤波器的设计要求。

如图6所示，图6是本申请提供的第二滤波支路的仿真结果示意图。本实施例的第二滤波支路13仿真带宽如图6中的频带曲线32，可得到第二滤波支路13仿真的带宽位于792-804MHz的范围内，符合滤波器的设计要求，能够精准控制第二滤波支路13的带宽。第二滤波支路13在频段范围为834-844MHz时，抑制大于或等于112dB；因此能够提高第二滤波支路13的带外抑制等性能。

本实施例的第一滤波支路12可以为接收滤波支路，第二滤波支路13可以为发射滤波支路。在其他实施例中，第一滤波支路12可以为发射滤波支路，第二滤波支路13可以为接收滤波支路。

本申请还提供一种通信设备，如图7所示，图7是本申请提供的通信设备一实施例的结构示意图。本实施例的通信设备包括天线62和射频单元61。其中，天线62和射频单元61可以安装于基站上，还可以安装在路灯等物体上；天线62与射频单元(Remote Radio Unit，RRU)61连接。该射频单元61包括上述实施例所揭示的滤波器，用于对射频信号进行滤波。

在其他的一些实施例中，射频单元61可以集成到天线62进而形成有源天线单元(Active Antenna Unit，AAU)。

需要说明的是，本申请的一些实施方式称本申请为滤波器，也可以称为合路器，也即双频合路器，在其他一些实施方式中也可以被称为双工器。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种滤波器，其特征在于，所述滤波器包括：

壳体，具有第一方向和与所述第一方向垂直的第二方向；

第一滤波支路，设置在所述壳体上，由依次耦合的八个滤波腔组成，所述第一滤波支路的八个滤波腔包括三个交叉耦合零点；

所述第一滤波支路的八个滤波腔划分成沿所述第一方向依次排列的三列，所述第一滤波支路的第n滤波腔和第n+1滤波腔之间的距离等于所述第一滤波支路的第n+1滤波腔和第n+2滤波腔之间的距离，n为大于0且小于7的整数。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述第一滤波支路的第一滤波腔、第七滤波腔和第八滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列；

所述第一滤波支路的第二滤波腔和第六滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列；

所述第一滤波支路的第三滤波腔、第四滤波腔和第五滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列。

3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，

所述第一滤波支路的第二滤波腔分别与第一滤波腔、第七滤波腔、第三滤波腔、第四滤波腔和第六滤波腔相邻设置；

所述第一滤波支路的第六滤波腔分别与第七滤波腔、第八滤波腔、第四滤波腔和第五滤波腔相邻设置。

4.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，

所述第一滤波支路的第四滤波腔与第六滤波腔之间以及第六滤波腔与第八滤波腔之间分别容性交叉耦合，所述第一滤波支路的第二滤波腔与第四滤波腔感性交叉耦合，以形成所述第一滤波支路的三个交叉耦合零点。

5.根据权利要求4所述的滤波器，其特征在于，

所述第一滤波支路的带宽范围为：833-845MHz。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的滤波器，其特征在于，所述滤波器包括第二滤波支路，由依次耦合的七个滤波腔组成，所述第二滤波支路的七个滤波腔包括两个交叉耦合零点；所述第二滤波支路的七个滤波腔划分成沿所述第一方向排列的两列。

7.根据权利要求6所述的滤波器，其特征在于，

所述第二滤波支路的第一滤波腔、第四滤波腔和第七滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列；

所述第二滤波支路的第二滤波腔、第三滤波腔、第五滤波腔和第六滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列。

8.根据权利要求7所述的滤波器，其特征在于，

所述第二滤波支路的第四滤波腔分别与第一滤波腔和第七滤波腔以及所述第一滤波支路的第七滤波腔相邻设置，且所述第二滤波支路的第四滤波腔分别与第三滤波腔和第五滤波腔相交设置；

所述第二滤波支路的第七滤波腔分别与第四滤波腔、第六滤波腔和第五滤波腔以及所述第一滤波支路的第八滤波腔相邻设置；

所述第二滤波支路的第三滤波腔与第五滤波腔之间感性交叉耦合，所述第二滤波支路的第五滤波腔与第七滤波腔之间容性交叉耦合，以形成所述第二滤波支路的两个交叉耦合零点。

9.根据权利要求8所述的滤波器，其特征在于，

所述第二滤波支路的带宽范围为：792-804MHz。

10.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括天线和与所述天线连接的射频单元，所述射频单元包括权利要求1-9任一项所述的滤波器，用于对射频信号进行滤波。

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