CN113054390A - 一种滤波器及通信装置 - 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，具有相互垂直的第一方向和第二方向；发射滤波支路，设置在壳体上，由依次耦合的八个发射滤波腔组成，八个发射滤波腔进一步形成发射滤波支路的三个感性耦合零点；接收滤波支路，设置在壳体上，接收滤波支路由依次耦合的七个接收滤波腔组成，七个接收滤波腔进一步形成接收滤波支路的两个容性耦合零点。通过这种方式，提高滤波支路的物料一致性，提高滤波支路之间的信号隔离度。

Description

一种滤波器及通信装置

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装置。

背景技术

在移动通信的基站系统中，通常通过发射天线发射特定频率范围内的承载通信数据的通信信号，并通过接收天线接收通信信号。由接收天线接收的信号中不仅包含上述特定频率范围内的承载通信数据的通信信号，而且还包含许多上述特定频率范围外的杂波或干扰信号。要从接收天线接收的信号中获取发射天线发射的特定频率范围内的承载通信数据的通信信号，通常需要将该接收天线接收的信号通过滤波器进行滤波，将该承载通信数据的通信信号特定频率外的杂波或干扰信号滤除。

本申请的发明人在长期的研发工作中发现，现有滤波器中滤波支路的物料种类的数量会随着耦合零点的增加而增加，导致物料一致性较差，且多个滤波支路之间的信号隔离度交底。

发明内容

本申请提供一种滤波器及通信装置，以提高滤波支路的物料一致性，提高滤波支路之间的信号隔离度。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种滤波器。该滤波器包括：壳体，具有相互垂直的第一方向和第二方向；发射滤波支路，设置在壳体上，由依次耦合的八个发射滤波腔组成，八个发射滤波腔进一步形成发射滤波支路的三个感性耦合零点；接收滤波支路，设置在壳体上，接收滤波支路由依次耦合的七个接收滤波腔组成，七个接收滤波腔进一步形成接收滤波支路的两个容性耦合零点。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种通信通信设备。该通信设备包括天线和与天线连接的射频单元，射频单元包括上述滤波器，用于对射频信号进行滤波。

本申请实施例的有益效果是：区别于现有技术，本申请实施例滤波器包括：壳体，具有相互垂直的第一方向和第二方向；发射滤波支路，设置在壳体上，由依次耦合的八个发射滤波腔组成，八个发射滤波腔进一步形成发射滤波支路的三个感性耦合零点；接收滤波支路，设置在壳体上，接收滤波支路由依次耦合的七个接收滤波腔组成，七个接收滤波腔进一步形成接收滤波支路的两个容性耦合零点。通过这种方式，本申请实施例滤波器的发射滤波支路的耦合零点均为感性耦合零点，实现耦合零点的物料种类单一，能够提高发射滤波支路的物料一致性，节约成本；本申请实施例的接收滤波支路的耦合零点均为容性耦合零点，实现耦合零点的物料种类单一，能够提高接收滤波支路的物料一致性，节约成本；同时，本申请实施例的发射滤波支路的耦合零点类型与发射滤波支路的耦合零点类型不同，能够提高接收滤波支路与发射滤波支路之间的信号隔离度。

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是本申请滤波器一实施例的结构示意图；

图2是图1实施例滤波器的拓扑结构示意图；

图3是图1实施例滤波器的仿真结果示意图；

图4是图1中滤波器中发射滤波支路的仿真结果示意图；

图5是图1中滤波器中接收滤波支路的仿真结果示意图；

图6是本申请通信装置一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，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、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请首先提出一种腔体滤波器，如图1和图2所示，图1是本申请滤波器一实施例的结构示意图；图2是图1实施例滤波器的拓扑结构示意图。本实施例滤波器10包括：壳体11、发射滤波支路12、接收滤波支路13，其中，壳体11具有相互垂直的第一方向x和第二方向y；发射滤波支路12设置在壳体11上，由依次耦合的八个发射滤波腔TX1-TX8组成，八个发射滤波腔TX1-TX8进一步形成发射滤波支路12三个感性交叉耦合零点；接收滤波支路13设置在壳体11上，由依次耦合的七个接收滤波腔RX1-RX7组成，七个接收滤波腔RX1-RX7进一步形成接收滤波支路13两个容性交叉耦合零点。

本实施例发射滤波支路12的耦合零点均为感性耦合零点，实现耦合零点的物料种类单一，能够提高发射滤波支路12的物料一致性，节约成本；本实施例的接收滤波支路13的耦合零点均为容性耦合零点，实现耦合零点的物料种类单一，能够提高接收滤波支路13的物料一致性，节约成本；同时，本实施例的发射滤波支路12的耦合零点类型与发射滤波支路13的耦合零点类型不同，能够提高接收滤波支路12与发射滤波支路13之间的信号隔离度。

进一步地，本实施例滤波器10能够实现零点抑制，便于调试指标，能够提高滤波器10的信号隔离度。

其中，八个发射滤波腔TX1-TX8包括：第一发射滤波腔TX1、第二发射滤波腔TX2、第三发射滤波腔TX3、第四发射滤波腔TX4、第五发射滤波腔TX5、第六发射滤波腔TX6、第七发射滤波腔TX7、第八发射滤波腔TX8；七个接收滤波腔RX1-RX7包括：第一接收滤波腔RX1、第二接收滤波腔RX2、第三接收滤波腔RX3、第四接收滤波腔RX4、第五接收滤波腔RX5、第六接收滤波腔RX6、第七接收滤波腔RX7。

可选地，本实施例发射滤波支路12的第三发射滤波腔TX3至第八发射滤波腔TX8划分为沿第一方向x排列的二列；第三发射滤波腔TX3至第八发射滤波腔TX成列排布能够缩小发射滤波支路12的排布空间，有利于滤波器10的小型化。

其中，第三发射滤波腔TX3、第五发射滤波腔TX5以及第七发射滤波腔TX7为一列且沿第二方y向依次相邻设置；第四发射滤波腔TX4、第六发射滤波腔TX6及第八发射滤波腔TX8为一列且沿第二方向y依次相邻设置。每列中多个发射滤波腔依次相邻设置，能够进一步缩小发射滤波支路12的排布空间。

可选地，本实施例的第一发射滤波腔TX1至第三发射滤波腔TX3呈三角形设置，第一发射滤波腔TX1相对于第三发射滤波腔TX3向壳体11在第二方向y上的中分线靠拢，第三发射滤波腔TX3的中心在第一方向x上的投影位于第一发射滤波腔TX1的中心在第一方向x上的投影和第二发射滤波腔TX2的中心在第一方向x上的投影之间；第三发射滤波腔TX3还分别与第一发射滤波腔TX1、第二发射滤波腔TX2、第四发射滤波腔TX4和第五发射滤波腔TX5相邻设置；第六发射滤波腔TX6还分别与第四发射滤波腔TX4、第五发射滤波腔TX5、第七发射滤波腔TX7和第八发射滤波腔TX8相邻设置。

由上述分析可知，本实施例的发射滤波腔TX3-TX8中的两列相邻设置，该两列发射滤波腔交错设置，且未成列排布的第一发射滤波腔TX1和第二发射滤波腔TX2与第三发射滤波腔TX3相邻设置，能够进一步缩小发射滤波支路12的排布空间。

进一步地，本实施例发射滤波腔TX3-TX8的尺寸均相同，即等距分布，可以采用同一模具实现该两列发射滤波腔，不仅能够灵活调整排腔的指标，提高交叉耦合零点的互调性，而且能够节约成本，提高发射滤波支路12的一致性及滤波器10性能的稳定性。

其中，第一发射滤波腔TX1与第二发射滤波腔TX2之间的距离小于二者的半径之和(即相交设置)，能够加强第一发射滤波腔TX1与第二发射滤波腔TX2之间信号的耦合强度及缩小发射滤波支路12的排布空间；相交设置能够避免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，能够减少物料，简化加工工艺

可选地，如图2所示，本实施例的第一发射滤波腔TX1与第三发射滤波腔TX3之间、第三发射滤波腔TX3与第五发射滤波腔TX5之间、第六发射滤波腔TX6与第八发射滤波腔TX8之间分别感性耦合，以形成发射滤波支路12的三个感性耦合零点。

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。

一般而言，实现感性耦合零点的方式为窗口，并且在窗口设置有金属耦合筋。可以在第一发射滤波腔TX1与第三发射滤波腔TX3之间设置窗口及金属耦合筋，以实现第一发射滤波腔TX1与第三发射滤波腔TX3之间的感性交叉耦合，形成感性耦合零点，等效于图2所示的电感L1；可以在第三发射滤波腔TX3与第五发射滤波腔TX5之间设置窗口及金属耦合筋，以实现第三发射滤波腔TX3与第五发射滤波腔TX5之间的感性耦合，形成感性耦合零点，等效于图2所示的电感L2；可以在第六发射滤波腔TX6与第八发射滤波腔TX8之间设置窗口及金属耦合筋，以实现第六发射滤波腔TX6与第八个发射滤波腔TX8之间的感性交叉耦合，形成感性交叉耦合零点，等效于图2所示的电感L3。其中，本实施例通过金属耦合筋实现感性交叉耦合，金属耦合筋受到外界温度的变化小，减少发射滤波支路12的温度漂移。

可选地，本实施例的七个接收滤波腔RX1-RX7划分为沿第一方向x排列的二列；第一接收滤波腔RX1、第二接收滤波腔RX2、第四接收滤波腔RX4及第七接收滤波腔RX7为一列且沿第二方向y依次设置，第二接收滤波腔RX2分别与第一接收滤波腔RX1和第四接收滤波腔RX4相邻设置；第三接收滤波腔RX3、第五接收滤波腔RX5以及第六接收滤波腔RX6为一列且沿第二方向y依次相邻设置；第五接收滤波腔RX5还分别与第四接收滤波腔RX4和第七接收滤波腔RX7相邻设置。

七个接收滤波腔RX1-RX7成列排布，且两列之间及每列的多个接收滤波腔之间相邻排布，能够缩小接收滤波支路13的排布空间，有利于滤波器10的小型化；且第一接收滤波腔RX1与第二接收滤波腔RX2之间的距离小于二者的半径之和(即相交设置)，能够加强第一接收滤波腔RX1与第二接收滤波腔RX2之间信号的耦合强度及缩小接收滤波支路13的排布空间；第四接收滤波腔RX4与第七接收滤波腔RX7之间间隔设置，可以通过在二者之间设置加强筋，以加强第四个接收滤波腔RX4与第七接收滤波腔RX7之间信号的耦合强度；相交设置能够避免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，能够减少物料，简化加工工艺。

可选地，第七发射滤波腔TX7的中心在第一方向x上的投影位于第八发射滤波腔TX8的中心在第一方向x上的投影和第六接收滤波腔RX6的中心在第一方向x上的投影之间，第六接收滤波腔RX6的中心在第一方向x上的投影位于第七发射滤波腔TX7的中心在第一方向x上的投影和第七接收滤波腔RX7的中心在第一方向x上的投影之间。

且本实施例的发射滤波支路12与接收滤波支路13间隔设置，能够提高二者之间的信号隔离度。

可选地，本实施的壳体11进一步设置有第一端口(图未标)、第二端口(图未标)、第三端口(图未标)及第四端口(图未标)，第一端口与第一发射滤波腔TX1连接，第二端口与第八发射滤波腔TX8连接，第三端口与第一接收滤波支路RX1连接，第四端口与第七接收滤波腔RX7连接。

其中，本实施例的第一端口和第三端口为输入端口，第二端口和第四端口为输出端口；第一端口、第二端口、第三端口及第三均可以为滤波器10的抽头。

可选地，第二接收滤波腔RX2与第四接收滤波腔RX4之间、第五接收滤波腔RX5与第七接收滤波腔RX7之间分别容性交叉耦合，以形成两个容性耦合零点。

一般而言，实现容性耦合零点的方式为容性交叉耦合元件，一般的容性交叉耦合元件可以为飞杆。可以在第二接收滤波腔RX2与第四接收滤波腔RX4之间飞杆(等效于图3所示的电容C1)，在第五接收滤波腔RX5与第七接收滤波腔RX7设置窗口飞杆(等效于图3所示的电容C2)。

在其他实施例中，发射滤波支路与接收滤波支路还可以相邻设置。

本实施例的发射滤波支路12的带宽位于1919MHz-2691MHz的范围内。具体地，第一端口与第一发射滤波腔TX1之间的耦合带宽范围为791MHz-795MHz；第一发射滤波腔TX1与第二发射滤波腔TX2之间的耦合带宽范围为483MHz-487MHz；第一发射滤波腔TX1与第三发射滤波腔TX3之间的耦合带宽范围为(-437)MHz-(-433)MHz；第二发射滤波腔TX2与第三发射滤波腔TX3之间的耦合带宽范围为300MHz-304MHz；第三发射滤波腔TX3与第四发射滤波腔TX4之间的耦合带宽范围为386MHz-390MHz；第三发射滤波腔TX3与第五发射滤波腔TX5之间的耦合带宽范围为(-199)MHz-(-195)MHz；第四发射滤波腔TX4与第五发射滤波腔TX5之间的耦合带宽范围为380MHz-384MHz；第五发射滤波腔TX5与第六发射滤波腔TX6之间的耦合带宽范围为435MHz-439MHz；第六发射滤波腔TX6与第七发射滤波腔TX7之间的耦合带宽范围为253MHz-257MHz；第六发射滤波腔TX6与第八发射滤波腔TX8之间的耦合带宽范围为(-490)MHz-(-486)MHz；第七发射滤波腔TX7与第八发射滤波腔TX8之间的耦合带宽范围为431MHz-435MHz，第八发射滤波腔TX8与第二端口之间的耦合带宽范围为791MHz-795MHz，能够满足设计要求。

第一发射滤波腔TX1至第八发射滤波腔TX8的谐振频率依次位于以下范围内：2284MHz-2286MHz、2005MHz-2007MHz、2321MHz-2323MHz、2117MHz-2119MHz、2305MHz-2308MHz、2320MHz-2322MHz、1978MHz-1980MHz、2284MHz-2286MHz。

本实施例的接收滤波支路13的带宽位于1709MHz-1871MHz的范围内。具体地，第三端口与第一接收滤波腔RX1之间的耦合带宽范围为189MHz-193MHz；第一接收滤波腔RX1与第二接收滤波腔RX2之间的耦合带宽范围为156MHz-158MHz；第二接收滤波腔RX2与第三接收滤波腔RX3之间的耦合带宽范围为89MHz-93MHz；第二接收滤波腔RX2与第四接收滤波腔RX4之间的耦合带宽范围为64MHz-68MHz；第三接收滤波腔RX3与第四接收滤波腔RX4之间的耦合带宽范围为80MHz-84MHz；第四接收滤波腔RX4与第五接收滤波腔RX5之间的耦合带宽范围为103MHz-107MHz；第五接收滤波腔RX5与第六接收滤波腔RX6之间的耦合带宽范围为88MhHz-92MHz；第五接收滤波腔RX5与第七接收滤波腔RX7之间的耦合带宽范围为79MHz-83MHz；第六接收滤波腔RX6与第七接收滤波腔RX7之间的耦合带宽范围为133MHz-137MHz；第七接收滤波腔RX7与第四端口之间的耦合带宽范围为189MHz-193MHz，能够满足设计要求。

第一接收滤波腔RX1至第七接收滤波腔RX7的谐振频率依次位于以下范围内：1792MHz-1796MHz、1792MHz-1796MHz、1853MHz-1854MHz、1788MHz-1790MHz、1785MHz-1787MHz、1849MHz-1851MHz、1792MHz-1794MHz。

如图4所示，图4是图1中滤波器中发射滤波支路的仿真结果示意图。经过实验测试，本申请的发射滤波支路12的带宽位于1919MHz-2691MHz的范围内，如图4中的频带曲线S1所示，发射滤波支路12的三个感性交叉耦合零点分别为零点a、零点b及零点c，其中频带曲线S1中，频带为1710MHz-1886MHz的带宽抑制大于或等于52dB，因此能够提高发射滤波支路12的带外抑制等性能；

如图5所示，图5是图1中滤波器中接收滤波支路的仿真结果示意图。经过实验测试，接收滤波支路13的带宽位于1709MHz-1871MHz的范围内，如图5中的频带曲线S2所示，接收滤波支路13的二个容性交叉耦合零点分别为零点d和零点f，其中频带曲线S2中，频带为1915MHz-2690MHz的带宽抑制大于或等于52dB，因此能够提接收滤波支路13的带外抑制等性能。

因此，本实施例能够提高滤波器10收发信号的隔离度。

本申请还提供一种通信设备，如图6所示，图6是本申请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32和与天线32连接的射频单元31，射频单元31包括如上述实施例所示的滤波器10，滤波器10用于对射频信号进行滤波。

在其他实施例子中，射频单元31还可以和天线32一体设置，一形成有源天线单元(Active Antenna Unit，AAU)。

区别于现有技术，本申请实施例滤波器包括：壳体，具有相互垂直的第一方向和第二方向；发射滤波支路，设置在壳体上，由依次耦合的八个发射滤波腔组成，八个发射滤波腔进一步形成发射滤波支路的三个感性耦合零点；接收滤波支路，设置在壳体上，接收滤波支路由依次耦合的七个接收滤波腔组成，七个接收滤波腔进一步形成接收滤波支路的两个容性耦合零点。通过这种方式，本申请实施例滤波器的发射滤波支路的耦合零点均为感性耦合零点，实现耦合零点的物料种类单一，能够提高发射滤波支路的物料一致性，节约成本；本申请实施例的接收滤波支路的耦合零点均为容性耦合零点，实现耦合零点的物料种类单一，能够提高接收滤波支路的物料一致性，节约成本；同时，本申请实施例的发射滤波支路的耦合零点类型与发射滤波支路的耦合零点类型不同，能够提高接收滤波支路与发射滤波支路之间的信号隔离度。

以上所述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，具有相互垂直的第一方向和第二方向，所述壳体上设有第一端口；

发射滤波支路，设置在所述壳体上，由依次耦合的八个发射滤波腔组成，所述八个发射滤波腔进一步形成所述发射滤波支路的三个感性耦合零点；

接收滤波支路，设置在所述壳体上，所述接收滤波支路由依次耦合的七个接收滤波腔组成，所述七个接收滤波腔进一步形成所述接收滤波支路的两个容性耦合零点。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述发射滤波支路的第三发射滤波腔至第八发射滤波腔划分为沿所述第一方向排列的二列；

所述发射滤波支路的第三发射滤波腔、第五发射滤波腔及第七发射滤波腔为一列且沿所述第二方向依次相邻设置；

所述发射滤波支路的第四发射滤波腔、第六发射滤波腔及第八发射滤波腔为一列且沿所述第二方向依次相邻设置。

3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，

所述发射滤波支路的第一发射滤波腔至第三发射滤波腔呈三角形设置，所述发射滤波支路的第一发射滤波腔相对于所述发射滤波支路的第三发射滤波腔向所述壳体在所述第二方向上的中分线靠拢，所述发射滤波支路的第三发射滤波腔的中心在所述第一方向上的投影位于所述发射滤波支路的第一发射滤波腔的中心在所述第一方向上的投影和所述发射滤波支路的第二发射滤波腔的中心在所述第一方向上的投影之间；

所述发射滤波支路的第三发射滤波腔还分别与所述发射滤波支路的第一发射滤波腔、第二发射滤波腔、第四发射滤波腔和第五发射滤波腔相邻设置；

所述发射滤波支路的第六发射滤波腔还分别与第四发射滤波腔、第五发射滤波腔、第七发射滤波腔和第八发射滤波腔相邻设置。

4.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，所述发射滤波支路的第一发射滤波腔与第三发射滤波腔之间、所述发射滤波支路的第三发射滤波腔与第五发射滤波腔之间、所述发射滤波支路的第六发射滤波腔与第八发射滤波腔之间分别感性交叉耦合，以形成所述发射滤波支路的三个感性耦合零点。

5.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，所述接收滤波支路的七个接收滤波腔划分为沿所述第一方向排列的二列；

所述接收滤波支路的第一接收滤波腔、第二接收滤波腔、第四接收滤波腔及第七接收滤波腔为一列且沿所述第二方向依次设置，且所述接收滤波支路的第二接收滤波腔与第四接收滤波腔相邻设置；

所述接收滤波支路的第三接收滤波腔、第五接收滤波腔以及第六接收滤波腔为一列且沿所述第二方向依次相邻设置；

所述接收滤波支路的第五接收滤波腔还分别与第四接收滤波腔、第七接收滤波腔相邻设置。

6.根据权利要求5所述的滤波器，其特征在于，所述发射滤波支路的第七滤波腔的中心在所述第一方向上的投影位于所述发射滤波支路的第八发射滤波腔的中心在所述第一方向上的投影和所述接收滤波支路的第六接收滤波腔的中心在所述第一方向上的投影之间，所述接收滤波支路的第六接收滤波腔的中心在所述第一方向上的投影位于所述接收滤波支路的第七接收滤波腔的中心在所述第一方向上的投影和所述发射滤波支路的第七发射滤波腔的中心在所述第一方向上的投影之间。

7.根据权利要求5所述的滤波器，其特征在于，

所述接收滤波支路的第二接收滤波腔与第四接收滤波腔之间、所述接收滤波支路的第五接收滤波腔与第七接收滤波腔之间分别容性交叉耦合，以形成所述接收滤波支路的两个容性耦合零点。

8.根据权利要求6所述的滤波器，其特征在于，所述壳体进一步设有第一端口、第二端口、第三端口及第四端口，所述第一端口与所述发射滤波支路的第一发射滤波腔连接，所述第二端口与所述发射滤波支路的第八发射滤波腔连接，所述第三端口与所述接收滤波支路的第一接收滤波腔连接，所述第四端口与所述接收滤波支路的第七个接收滤波腔连接。

9.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述发射滤波支路的带宽位于1919MHz-2691MHz的范围内，所述接收滤波支路的带宽位于1709MHz-1871MHz的范围内。

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，所述射频单元包括如权利要求1-9任意一项所述的滤波器，用于对射频信号进行滤波。

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