发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,提出一种环行滤波组件,可以降低环行滤波组件的插损以及减少功耗。
根据本申请实施例的一种环行滤波组件,其特征在于,包括:
介质滤波器;
介质波导环行器,所述介质波导环行器设置有至少3个端部,所述介质滤波器的一端与其中一个所述端部连接,所述介质滤波器与所述端部的连接处设置有级联匹配窗口,所述级联匹配窗口用于调整所述环行滤波组件的阻抗;所述介质波导环行器与所述介质滤波器一体成型。
根据本申请上述实施例,本申请至少具有如下有益效果:通过将介质波导环行器与介质滤波器一体成型,可以减少介质波导环行器与介质滤波器之间的连接件;但是,将介质滤波器和介质波导环行器一体化得到的环行滤波组件,环行滤波组件的驻波指标存在不满足需求情况,因此,增加级联匹配窗口进行阻抗调整,以满足需求驻波指标。此时,相对于传统通过连接器连接环行器与介质滤波器得到的滤波组件,本申请的环行滤波组件插损更小以及功耗更低。
根据本申请一些实施例的环行滤波组件,所述介质波导环行器的另外两个所述端部分别设置有第一馈电盲孔,所述介质滤波器上设置有第二馈电盲孔;两个所述第一馈电盲孔与所述第二馈电盲孔分别位于所述环行滤波组件的同一面或不同面。因此,通过第一馈电盲孔和第二馈电盲孔不同的设置方式,可以使得环行滤波组件即可以应用于一面接天线一面接TR组件的场景,又可以应用于整个环行滤波组件直接焊接在TR组件板的场景(即AAU场景)。
根据本申请一些实施例的环行滤波组件,所述介质滤波器包括两个第一谐振腔、两个第二谐振腔、第一T型通槽以及第一耦合孔,两个所述第一谐振腔、两个所述第二谐振腔分别位于所述介质滤波器的两端,且两个所述第二谐振腔位于远离所述级联匹配窗口的一端;所述第一T型通槽包括第一通槽以及第二通槽,所述第二通槽将两个所述第一谐振腔隔开;所述第一通槽将所述第一谐振腔和所述第二谐振腔隔开;所述第二通槽的一端与所述第一通槽连接;所述第一耦合孔位于两个所述第二谐振腔之间,每一所述第一谐振腔、所述第二谐振腔的同一第一表面均设置有调谐盲孔;所述环行滤波组件相对于所述第一表面设置有第二表面,所述第二馈电盲孔位于所述第二表面。通过第一T型通槽以及第一耦合孔将介质滤波器分割成若干第一谐振腔和第二谐振腔,以形成单层的介质滤波器,可以使得环行滤波组件保持整体厚度相同,更加便于安装。
根据本申请一些实施例的环行滤波组件,所述介质滤波器还包括第二T型通槽以及两个第三谐振腔;所述第二T型通槽位于所述第一T型通槽、所述第一耦合孔之间;所述第二T型通槽包括第三通槽和第四通槽;所述第三通槽与所述第一通槽平行设置;所述第四通槽与所述第二通槽平行设置;所述第四通槽位于两个所述第三谐振腔之间;所述第三通槽位于所述第三谐振腔和所述第二谐振腔之间。
根据本申请一些实施例的环行滤波组件,所述第二T型通槽的第一通槽的两端设置有第二耦合孔。
根据本申请一些实施例的环行滤波组件,所述第一馈电盲孔与所述第二馈电盲孔的外边缘均设置有电极金属层;所述电极金属层与对应的所述第一馈电盲孔或所述第二馈电盲孔的金属化区域连接。通过电极金属层与馈电盲孔的金属化区域连接,从而使得将PCB板上的焊盘通过电极金属层连接时,减少介质滤波器或介质波导环行器金属化区域与焊盘接触的风险,同时焊盘可以通过电极与馈电盲孔导通。
根据本申请一些实施例的环行滤波组件,所述电极金属层的宽度设置在0.3mm~1mm。因此,将电极金属层设置在0.3mm~1mm的宽度,可以适配现有大多数的PCB板的焊盘尺寸。
根据本申请一些实施例的环行滤波组件,所述介质波导环行器设置有匹配台阶以及安装盲孔,所述匹配台阶设置在介质波导环行器的表面,所述匹配台阶设置有若干与所述介质波导环行器端部对应设置的凹槽;所述凹槽绕所述安装盲孔周向设置;所述安装盲孔用于安装磁性组件。
根据本申请一些实施例的环行滤波组件,相邻的两个所述凹槽相互连通。通过将凹槽相互连通,加工时可以先加工形成与介质波导环行器外轮廓匹配的匹配台阶,然后在匹配台阶中加工安装盲孔,从而可以提升环行滤波组件制作的便利性。
根据本申请一些实施例的环行滤波组件,所述环行滤波组件还包括磁性组件,所述磁性组件包括依次设置的铁氧体基片、钐钴磁铁以及盖板;所述盖板相对所述铁氧体基片远离所述安装盲孔的底部;所述盖板可拆卸设置在所述安装盲孔上。通过磁性组件的钐钴磁铁可以提供外部磁场,而盖板可以提供一定的压紧力给铁氧体基片、钐钴磁铁,以使磁性组件更好的固定在安装盲孔内。
根据本申请一些实施例的环行滤波组件,所述介质波导环行器与所述介质滤波器通过干压工艺或注射工艺一体成型经金属化处理得到。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
本申请的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
随着全球5G基站如火如荼的建设,Massive MIMO和介质波导滤波器在5G基站中的应用逐渐普及,而AAU更是5G时代的显著特征。在这种极简天面的系统架构下,如图1所示,射频前端通用的布局形态是天线510阵列后设置滤波器阵列,然后每个介质波导滤波器100通过连接器与环行器520一个端口连接,环行器520其他两个端口则分别与发射机和接收机连接,而环行器520则是贴在TR组件的板子上。
这种架构下,由于介质波导滤波器100和环行器520采用连接器互连,会增加连接器的损耗,使得整机插损增大,设备功耗增加,同时连接器也会对介质波导滤波器和环行器520形成的环行滤波组件的性能造成不确定的影响。
因此,为解决上述问题,本申请提出了一种环行滤波组件。旨在将介质滤波器100和介质波导环行器200一体成型,使得环行滤波组件不含连接器的插损,从而降低无线设备整机损耗,优化无线系统布局。
如图2所示,本申请的环行滤波组件包括:
介质滤波器100;
介质波导环行器200,介质波导环行器200设置有至少3个端部210,介质滤波器100的一端与其中一个端部210连接,介质滤波器100与端部210的连接处设置有级联匹配窗口300,级联匹配窗口300用于调整环行滤波组件的阻抗;介质波导环行器200与介质滤波器100一体成型。
因此,通过将介质波导环行器200与介质滤波器100一体成型,可以减少介质波导环行器200与介质滤波器100之间的连接件,但是,将介质滤波器100和介质波导环行器200一体化得到的环行滤波组件;环行滤波组件的驻波指标存在不满足需求的情况;因此,增加级联匹配窗口300进行阻抗调整,以得到满足需求的驻波指标。此时,相对于传统通过连接器连接介质波导环行器200与环行器的方式,本申请在满足环行滤波组件性能的同时,其环行滤波组件插损更小以及功耗更低。
需说明的是,介质滤波器100、介质波导环行器200采用介质材料(介质材料如陶瓷粉料)一体成型后进行金属化后得到。需说明的是,由于介质波导环行器200与介质滤波器100一体成型,因此无需连接器这类的器件将介质波导环行器200、介质滤波器100连接,可以进一步降低环行滤波组件的成本。
需说明的是,级联匹配窗口300为凹槽,通过调整凹槽的深度以及宽度,可以进行阻抗调整。
需说明的是,在仿真设计时,可以先单独对波导环行器200和介质滤波器100进行仿真,然后再将两个器件的其中各一个端口集成在一起级联仿真,同时通过调整级联匹配窗口300来改善集成后的环行滤波组件的阻抗变化,以改善环行滤波组件驻波指标,从而得到满足需求的环行滤波组件。
此时,可理解为,介质波导环行器200与介质滤波器100通过干压工艺或注射工艺一体成型经金属化处理得到。
可理解为,如图2、图3、图5所示,介质波导环行器200的另外两个端部210分别设置有第一馈电盲孔220,介质滤波器100上设置有第二馈电盲孔110;两个第一馈电盲孔220与第二馈电盲孔110分别位于环行滤波组件的同一面(如图2、图3)或不同面(如图5所示的分别位于环行滤波组件的上下两个表面)。因此,通过第一馈电盲孔220和第二馈电盲孔110的不同的设置方式,可以使得环行滤波组件即可以应用于一面接天线510一面接TR组件的场景,又可以应用于整个环行滤波组件直接焊接在TR组件板的场景(即AAU场景)。
需说明的是,如图2、图3所示,当第一馈电盲孔220和第二馈电盲孔110均设置在同一下表面时,在AAU场景,可以使得组装好后的整个AAU厚度减少一个互联机构的厚度。
可理解为,如图2所示,介质滤波器100包括两个第一谐振腔、两个第二谐振腔、第一T型通槽120以及第一耦合孔130,两个第一谐振腔、两个第二谐振腔分别位于介质滤波器100的两端,且两个第二谐振腔位于远离级联匹配窗口300的一端;第一T型通槽120包括第一通槽121以及第二通槽122,第二通槽122将两个第一谐振腔隔开;第一通槽121将第一谐振腔和第二谐振腔隔开;第二通槽122的一端与第一通槽121连接;第一耦合孔130位于两个第二谐振腔之间,每一第一谐振腔、第二谐振腔的同一第一表面(即如图2所示的环行滤波组件的上表面)均设置有调谐盲孔140;环行滤波组件相对于第一表面设置有第二表面(即如图2所示的环行滤波组件的下表面),第二馈电盲孔110位于第二表面。通过第一T型通槽120以及第一耦合孔130将介质滤波器100分割成若干第一谐振腔和第二谐振腔,以形成的单层的介质滤波器100,可以使得环行滤波组件保持整体厚度相同,更加便于安装。
需说明的是,当介质滤波器仅且只有两个第二谐振腔、两个第一谐振腔时,第二馈电盲孔110位于第二谐振腔的下表面(即第二馈电盲孔110、第一调谐盲孔170分别位于第二谐振腔的下表面、上表面)。当介质滤波器100设置有其他谐振腔时,第二馈电盲孔110位于环行滤波组件的下表面上与第一谐振腔相邻的其他谐振腔的下表面。
需说明的是,所有的调谐盲孔140在介质滤波器100上均位于介质滤波器100的同一面设置,因此,本申请中介质滤波器100为单层的介质滤波器100。
需说明的是,可以根据介质滤波器100的仿真结果,调整第一通槽121的大小以及第一通槽121两端与第二通槽122连接处的距离。
可理解为,介质滤波器100还包括第二T型通槽150以及两个第三谐振腔;第二T型通槽150位于第一T型通槽120、第一耦合孔130之间;第二T型通槽150包括第三通槽151和第四通槽152;第三通槽151与第一通槽121平行设置;第四通槽152与第二通槽122平行设置;第四通槽152位于两个第三谐振腔之间;第三通槽151位于第三谐振腔和第二谐振腔之间。
需说明的是,如图2所示,此时,第二馈电盲孔110位于第三谐振腔的下表面。
需说明的是,第二T型通槽150以及两个第三谐振腔可以设置多组,多组第二T型通槽150以及两个第三谐振腔均设置在第一T型通槽120、第一耦合孔130之间。当设置多个第二T型通槽150时,第二馈电盲孔110位于最靠近第一T型通槽120的第三谐振腔的下表面。第三通槽151隔开两个相邻的第三谐振腔。
如图2所示,当信号从天线进入第二馈电盲孔110时,信号走向如图2的箭头所示,此时。信号经第一调谐盲孔170所在的第三谐振腔输入并依次经过第二谐振腔、另一个第三谐振腔、两个第一谐振腔后,输出至介质波导环行器200。当信号从介质波导环行器200到介质滤波器100时,此时信号走向与图2中的箭头相反,从第一调谐盲孔170所在的第三谐振腔输出。
可理解为,第二T型通槽150的第一通槽121的两端设置有第二耦合孔160。
可理解为,第一馈电盲孔220与第二馈电盲孔110的外边缘均设置有电极金属层230;且电极金属层230与对应的第一馈电盲孔220或第二馈电盲孔110的金属化区域连接。通过电极金属层230与馈电盲孔的金属化区域连接,从而使得将PCB板上的焊盘通过电极金属层230连接时,减少介质滤波器100或介质波导环行器200金属化区域与焊盘接触的风险,同时焊盘可以通过电极与馈电盲孔导通。
可理解为,电极金属层230的宽度设置在0.3mm~1mm,因此,将电极金属层230设置在0.3mm~1mm的宽度,可以适配现有大多数的PCB板的焊盘尺寸。
需说明的是,0.3mm~1mm为包含0.3mm、1mm,以及0.3mm~1mm之间的值。
需说明的是,第二馈电盲孔110为一端开口的圆柱槽体,因此,第二馈电盲孔110的金属化区域可理解为圆柱槽体的槽体侧面以及底面。
需说明的是,在电极金属层230外边缘还设置有非金属化区域240,从而进一步减少介质滤波器100或介质波导环行器200与PCB板接触的风险。
可理解为,介质波导环行器200设置有匹配台阶250以及安装盲孔260,匹配台阶250设置在介质波导环行器200的表面,匹配台阶250设置有若干与介质波导环行器200端部对应设置的凹槽;凹槽绕安装盲孔260周向设置;安装盲孔260用于安装磁性组件400。
可理解为,相邻的两个凹槽相互连通。通过将凹槽相互连通,加工时可以先加工形成与介质波导环行器200外轮廓匹配的匹配台阶250,然后在匹配台阶250中加工安装盲孔260,从而可以提升环行滤波组件制作的便利性。
需说明的是,磁性组件400具有导电作用,因此,安装盲孔260的底部和侧边均为绝缘的。
需说明的是,当介质波导环行器200的上下两个表面均设置有匹配台阶250时;相对于仅介质波导环行器200的一个表面设置匹配台阶250的场景,匹配台阶250的深度较浅
可理解为,如图4所示,环行滤波组件还包括磁性组件400,磁性组件400包括依次设置的铁氧体基片410、钐钴磁铁420以及盖板430;盖板430相对铁氧体基片410远离安装盲孔260的底部;盖板430可拆卸设置在安装盲孔260上。通过磁性组件400的钐钴磁铁420可以提供外部磁场,而盖板430可以提供一定的压紧力给铁氧体基片410、钐钴磁铁420,以使磁性组件400更好的固定在安装盲孔260内。
需说明的是,当介质波导环行器200设置一个匹配台阶250时,铁氧体基片410厚度需要设置相对于设置两个匹配台阶250时更厚。具体的厚度以及匹配台阶250的深度,可以根据仿真的结果进行设置。
需说明的是,盖板430可以通过卡装方式固定在安装盲孔260上,当固定后,可以通过胶水或焊接方式进一步将盖板430与安装盲孔260固定。
下面参考图2至图4以一个具体的实施例详细描述本申请的实施例的一种环行滤波组件。值得理解的是,下述描述仅是示例性说明,而不是对本申请的具体限制。
如图2所示,本申请的环行滤波组件包括介质滤波器100;介质波导环行器200,介质波导环行器200设置有3个端部210,介质滤波器100的一端与其中一个端部210连接,介质滤波器100与端部210的连接处设置有级联匹配窗口300,级联匹配窗口用于调整环行滤波组件的阻抗;介质波导环行器200与介质滤波器100一体成型。
具体的,介质滤波器100、介质波导环行器200采用通过陶瓷粉料进行金属化后得到的介质材料结合注射工艺一体成型。
如图2、图3所示,介质波导环行器200的另外两个端部210分别设置有第一馈电盲孔220,介质滤波器100上设置有第二馈电盲孔110;两个第一馈电盲孔220与第二馈电盲孔110分别位于环行滤波组件的下表面。
进一步,如图2所示,介质滤波器100包括两个第一谐振腔、两个第二谐振腔、第一T型通槽120以及第一耦合孔130,两个第一谐振腔、两个第二谐振腔分别位于介质滤波器100的两端,且两个第二谐振腔位于远离级联匹配窗口300的一端;第一T型通槽120包括第一通槽121以及第二通槽122,第二通槽122将两个第一谐振腔隔开;第一通槽121将第一谐振腔和第二谐振腔隔开;第二通槽122的一端与第一通槽121连接;第一耦合孔130位于两个第二谐振腔之间,每一第一谐振腔、第二谐振腔的同一上表面均设置有调谐盲孔140。
进一步,如图2所示,介质滤波器100还包括1个第二T型通槽150以及2个第三谐振腔,第二T型通槽150位于第一T型通槽120、第一耦合孔130之间;第二T型通槽150包括第三通槽151和第四通槽152;第三通槽151与第一通槽121平行设置;第四通槽152与第二通槽122平行设置;第四通槽152用于将两个第三谐振腔隔开,第三通槽151将第三谐振腔与第二谐振腔隔开;第二馈电盲孔110位于第三谐振腔的下表面上。
具体的,当信号从如图2所示的介质波导环行器200的一个端部210输入时,信号经与介质滤波器100连接的那个端部210沿如图2的箭头所示走向相反的方向依次经过两个第一谐振腔、一个第三谐振腔、两个第二谐振腔以及设置有第二馈电盲孔110的第三谐振腔后输出,形成环形。当信号从第二馈电盲孔110输入时,从如图2所示的方向从介质滤波器100输出至介质波导环行器200。
进一步,第二T型通槽150的第一通槽121的两端设置有第二耦合孔160。
进一步,第一馈电盲孔220与第二馈电盲孔110的外边缘均设置有电极金属层230;电极金属层230的宽度设置在0.3mm,且电极金属层230与对应的第一馈电盲孔220或第二馈电盲孔110的金属化区域连接。
进一步,在电极金属层230外边缘还设置有非金属化区域240,从而进一步减少介质滤波器100或介质波导环行器200与PCB板接触的风险。
进一步,介质波导环行器200设置有两个匹配台阶250以及安装盲孔260,两个匹配台阶250分别设置在介质波导环行器200的上表面和下表面,匹配台阶250设置有3个与介质波导环行器200端部对应设置的凹槽;凹槽绕安装盲孔260周向设置;相邻的两个凹槽相互连通形成与介质波导环行器200外轮廓相同的Y型形状;安装盲孔260用于安装磁性组件400。
进一步,如图4所示,环行滤波组件还包括磁性组件400,磁性组件400包括依次设置的铁氧体基片410、钐钴磁铁420以及盖板430;盖板430相对铁氧体基片410远离安装盲孔260的底部;盖板430可拆卸设置在安装盲孔260上。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明,但是本申请不限于上述实施例,在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本申请宗旨的前提下做出各种变化。