CN113497320A - 一种滤波器及通信设备 - Google Patents
一种滤波器及通信设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113497320A CN113497320A CN202010271349.4A CN202010271349A CN113497320A CN 113497320 A CN113497320 A CN 113497320A CN 202010271349 A CN202010271349 A CN 202010271349A CN 113497320 A CN113497320 A CN 113497320A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- filter
- cavity
- filtering
- branch
- cavities
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 186
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 92
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 92
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 44
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000006880 cross-coupling reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract description 10
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/207—Hollow waveguide filters
- H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
- H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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，由沿第一主耦合路径依次耦合的十一个滤波腔组成，其中，十一个滤波腔包括八个TE模介质滤波腔和三个金属滤波腔；接收滤波支路，设置在壳体上，由沿第二主耦合路径依次耦合的九个滤波腔组成，其中，九个滤波腔均为金属滤波腔。通过这种方式，能够减少滤波器的插损及提高滤波器的带外抑制性能，且简化滤波器的结构及生产工艺，节约成本。
Description
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
在现代移动通信技术中，微波射频器件已经成为了必不可少的重要组成部分。传统的金属同轴腔体滤波器虽然使用广泛，技术成熟，但已无法应对现代通信技术对于腔体滤波器低插损，高抑制的要求。腔体介质滤波器虽然具有插损小、抑制高、无源互调好、功率容量大和温度漂移小等优势，但由于其存在制作成本，工艺实现，技术难度等问题，并未得到广泛的应用。
本申请的发明人在长期的研发工作中发现，随着5G通信的开始建设，N7作为4G通信演进到5G通信的重要频段，该频段将受到原4G通信相邻频段的信号干扰，如B1频段等，也要避免与5G频段相互干扰，如N78等。为避免干扰，需要由双工器提供无线选频的作用，既保证对工作频段的插损小，又要对相邻通信频段有强抑制。同时，由于5G通信对性能要求严格，常规金属腔谐振器相对于TE模介质，Q值低，难以胜任严苛的插损和带外抑制要求。基站覆盖面积与发射功率正相关，于是对滤波器功率要求很高，TE模介质有远超金属腔的功率容量，足以保障无线覆盖范围的需求。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种滤波器及通信设备，以减少滤波器的插损及提高滤波器的带外抑制性能，且简化滤波器结构及生产工艺，节约成本。
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。所述滤波器包括：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，设置在所述壳体上，由沿第一主耦合路径依次耦合的十一个滤波腔组成，其中，所述十一个滤波腔包括八个TE模介质滤波腔和三个金属滤波腔；接收滤波支路，设置在所述壳体上，由沿第二主耦合路径依次耦合的九个滤波腔组成，其中，所述九个滤波腔均为金属滤波腔。
可选地，所述滤波器还包括：公共腔，设置在所述壳体上，分别与所述发射滤波支路的第一滤波腔和所述接收滤波支路的第一滤波腔耦合。滤波器的发射滤波支路和接收滤波支路共用公共腔，能够缩小滤波器的体积，且发射滤波支路和接收滤波支路能够通过公共腔与共同的端口连接，而无需为发射滤波支路和接收滤波支路分别设置端口，因此，能够减少抽头及抽头焊接点的数量，因此能够降低滤波器的成本，提高其配置的灵活性。
可选地，所述十一个滤波腔中的第一滤波腔、第十滤波腔及第十一滤波腔为金属滤波腔；所述十一个滤波腔中的第二滤波腔至第九滤波腔为TE模介质滤波腔。本实施例将发射滤波支路的第一主耦合路径上中间部分滤波腔设置为TE模介质滤波腔，而将第一主耦合路径上输入端与输出端的滤波腔设置为金属滤波腔，因金属滤波腔的结构简单，能够便于发射滤波支路与公共腔及发射滤波支路的输出端口连接。
可选地，所述发射滤波支路的金属滤波腔的尺寸大于所述接收滤波支路的金属滤波腔的尺寸。大尺寸的金属滤波腔能够获得较高的谐振频率，小尺寸的金属滤波腔能够获得较低的谐振频率，因此能够实现发射滤波支路的带宽频率高于接收滤波支路的带宽频率。
可选地，所述TE模介质滤波腔内设有：介质谐振柱；介质调谐盘，设置在所述介质谐振柱上。可以通过介质调谐盘调节TE模介质滤波腔的谐振频率。
可选地，所述金属滤波腔内设有：金属谐振杆，包括侧壁及由所述侧壁形成的中空内腔；金属调谐杆，所述金属调谐杆的一端置于所述中空内腔内。可以通过调节金属调谐杆在中空内腔内的深度来调节金属滤波腔的谐振频率。
可选地，所述接收滤波支路的九个滤波腔、所述公共腔及所述发射滤波支路中的第一滤波腔划分成沿所述第二方向排布的两列；其中，所述接收滤波支路的第四滤波腔至第九滤波腔为一列且沿所述第一方向依次排布，所述接收滤波支路的第三滤波腔、所述接收滤波支路的第二滤波腔、所述接收滤波支路的第一滤波腔、所述公共腔及所述发射滤波支路的第一滤波腔为一列且沿所述第一方向依次排布；所述发射滤波支路的第二滤波腔至第十一滤波腔划分成沿所述第二方向排布的四列；其中，所述发射滤波支路中的第三滤波腔、第五滤波腔及第十滤波腔为一列且沿所述第一方向依次排布，所述发射滤波支路中的第四滤波腔、第七滤波腔及第十一滤波腔为一列且沿所述第一方向依次排布，所述发射滤波支路中的第二滤波腔、第六滤波腔及第九滤波腔为一列且沿所述第一方向依次排布，所述发射滤波支路中的第八滤波腔为一列；所述发射滤波支路的第二滤波腔和第三滤波腔在所述第一方向上的投影重叠，所述发射滤波支路的第五滤波腔和第六滤波腔在所述第一方向上的投影重叠，所述发射滤波支路的第七滤波腔和第八滤波腔在所述第一方向上的投影重叠，所述发射滤波支路的第九滤波腔和第十滤波腔在所述第一方向上的投影重叠。发射滤波支路和接收滤波支路的滤波腔成沿第二方向排布多列，每一列沿第一方向排布，使得滤波腔排布规则紧凑，避免滤波器沿第一方向和第二方向的尺寸过大，能够缩小滤波器的体积。
可选地，所述发射滤波支路的第二滤波腔和第四滤波腔之间、所述发射滤波支路的第四滤波腔和第六滤波腔之间、所述发射滤波支路的第七滤波腔和第九滤波腔之间分别交叉耦合，形成所述发射滤波支路的三个耦合零点；所述接收滤波支路的第二滤波腔和第六滤波腔之间、所述接收滤波支路的第二滤波腔和第五滤波腔之间、所述接收滤波支路的第三滤波腔和第五滤波腔之间分别交叉耦合，形成所述接收滤波支路的三个耦合零点。发射滤波支路形成有多个传输零点，能够提高其带外抑制性能，接收滤波支路形成有多个传输零点，能够提高其带外抑制性能。因此发射滤波支路和接收滤波支路均能很好的控制带宽，因此二者之间的信号隔离度较高。
可选地，所述发射滤波支路中沿所述第一主耦合路径相邻设置的两个滤波腔之间、所述发射滤波支路中交叉耦合的两个滤波腔之间、所述发射滤波支路的第一滤波腔与所述公共腔之间、所述公共腔与所述接收滤波支路的第一滤波腔之间、所述接收滤波支路中沿所述第二主耦合路径相邻设置的两个滤波腔之间、所述接收滤波支路中交叉耦合的两个滤波腔之间分别设置调节杆；所述发射滤波支路的第十滤波腔与第十一滤波腔之间、所述公共腔与所述发射滤波支路的第一滤波腔之间、所述公共腔与所述接收滤波支路的第一滤波腔之间、所述接收滤波支路的第二滤波腔与第五滤波腔之间、所述接收滤波支路的第三滤波腔与第五滤波腔之间分别设置金属耦合筋。可以通过调节杆调节电磁信号的耦合强度；通过金属耦合筋加强耦合强度。
为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种通信设备。所述通信设备包括天线和与所述天线连接的射频单元，所述射频单元包括上述滤波器，用于对射频信号进行滤波。
本申请的有益效果是：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，由沿第一主耦合路径依次耦合的十一个滤波腔组成，其中，十一个滤波腔包括八个TE模介质滤波腔和三个金属滤波腔；接收滤波支路，设置在壳体上，由沿第二主耦合路径依次耦合的九个滤波腔组成，其中，九个滤波腔均为金属滤波腔。本申请实施例滤波器的部分滤波腔采用TE模介质滤波腔，由于TE模介质滤波腔Q值高，所以带内插损小，同时能做到更好的带外抑制，确保通信模块低能耗，高隔离；同时本申请实施例滤波器的部分滤波器采用金属滤波腔，因金属滤波腔结构简单易加工，成本较低，因此能够简化滤波器结构及生产工艺，节约其成本。
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实施例发射滤波支路中金属谐振杆及金属调谐杆组合结构的结构示意图；
图4是图1实施例发射滤波支路中介质谐振柱及介质调谐盘组合结构的结构示意图；
图5是图1实施例接收滤波支路中金属谐振杆及金属调谐杆组合结构的结构示意图；
图6是图1实施例滤波器的等效电路结构示意图；
图7是图1实施例滤波器的仿真结构示意图；
图8是本申请通信设备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滤波器，如图1至图7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；图3是图1实施例发射滤波支路中金属谐振杆及金属调谐杆组合结构的结构示意图；图4是图1实施例发射滤波支路中介质谐振柱及介质调谐盘组合结构的结构示意图；图5是图1实施例接收滤波支路中金属谐振杆及金属调谐杆组合结构的结构示意图；图6是图1实施例滤波器的等效电路结构示意图；图7是图1实施例滤波器的仿真结构示意图。本实施例滤波器10包括：壳体11、发射滤波支路(图未标)和接收滤波支路(图未标)，其中，壳体11具有相互垂直的第一方向x和第二方向y；发射滤波支路设置在壳体11上，由沿第一主耦合路径依次耦合的十一个滤波腔A1-A11组成，其中，十一个滤波腔A1-A11包括八个TE模介质滤波腔和三个金属滤波腔；接收滤波支路设置在壳体11上，由沿第二主耦合路径依次耦合的九个滤波腔B1-B9组成，其中，九个滤波腔B1-B9均为金属滤波腔。
其中，如图1所示，十一个滤波腔A1-A11包括：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、第八滤波腔A8、第九滤波腔A9、第十滤波腔A10、第十一滤波腔A11；九个滤波腔B1-B9包括：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、第七滤波腔B7、第八滤波腔B8、第九滤波腔B9。
区别于现有技术，本实施例滤波器10的部分滤波腔采用TE模介质滤波腔，由于TE模介质滤波腔Q值高，所以带内插损小，同时能做到更好的带外抑制，确保通信模块低能耗，高隔离；同时本实施例滤波器10的部分滤波器采用金属滤波腔，因金属滤波腔结构简单易加工，成本较低，因此能够简化滤波器10结构及生产工艺，节约其成本。
可选地，本实施例滤波器10还包括：公共腔AB，设置在壳体11上，公共腔AB分别与发射滤波支路的第一滤波腔A1和接收滤波支路的第一滤波腔B1耦合。
本实施例滤波器10的发射滤波支路和接收滤波支路共用公共腔AB，能够缩小滤波器10的体积，且发射滤波支路和接收滤波支路能够通过公共腔AB与共同的端口连接，而无需为发射滤波支路和接收滤波支路分别设置端口，因此，能够减少抽头及抽头焊接点的数量，因此能够降低滤波器10的成本，提高其配置的灵活性。
可选地，如图1所示，本实施例的十一个滤波腔A1-A11中的第一滤波腔A1、第十滤波腔A10及第十一滤波腔A11为金属滤波腔；十一个滤波腔A1-A11中的第二滤波腔A2至第九滤波腔A9为TE模介质滤波腔。本实施例将发射滤波支路的第一主耦合路径上中间部分滤波腔设置为TE模介质滤波腔，而将第一主耦合路径上输入端与输出端的滤波腔设置为金属滤波腔，因金属滤波腔的结构简单，能够便于发射滤波支路与公共腔AB及发射滤波支路的输出端口120连接。
在其它实施例中，可以根据滤波器体积、成本及射频参数的要求将接收滤波支路中的部分或者全部滤波腔设置为TE模介质滤波腔，或者将发射滤波支路中的其它滤波腔设置为TE模介质滤波腔等。
可选地，发射滤波支路的金属滤波腔的尺寸大于接收滤波支路的金属滤波腔的尺寸。大尺寸的金属滤波腔能够获得较高的谐振频率，小尺寸的金属滤波腔能够获得较低的谐振频率，因此本实施例能够实现发射滤波支路的带宽频率高于接收滤波支路的带宽频率。
具体地，本实施例的发射滤波支路的金属滤波腔的尺寸相同，便于生产，节约成本。发射滤波支路的金属滤波腔的直径为28mm-32mm，例如28mm、29mm、30mm、31mm、32mm；发射滤波支路的金属滤波腔的高度为21.5mm-25.5mm，例如21.5mm、22.5mm、23.5mm、24.5mm、25.5mm。
本实施例的接收滤波支路的金属滤波腔的尺寸相同，便于生产，节约成本。接收滤波支路的金属滤波腔的直径为12mm-16mm，例如12mm、13mm、14mm、15mm、16mm；发射滤波支路的金属滤波腔的高度为11mm-15mm，例如11mm、12mm、13mm、14mm、15mm。
其中，公共腔AB的尺寸与接收滤波支路的金属滤波腔的尺寸相同。
可选地，如图1和图3所示，发射滤波支路的金属滤波腔内设置有金属谐振杆20和金属调谐杆30；其中，金属谐振杆20包括U形侧壁210及由U形侧壁210形成的中空内腔220，金属调谐杆30的一端置于中空内腔220内；可以通过调节金属调谐杆30在中空内腔220内的深度来调节金属滤波腔的谐振频率。
可选地，如图3所示，U形侧壁210的两端向背离中空内腔220的方向弯折延伸，以在U形侧壁210的两端形成盘状结构230，盘状结构230与U形侧壁210的底部平行设置。
U形侧壁210两端的盘状结构230能够加大金属谐振杆20的信号耦合量。
可选地，如图1和图5所示，接收滤波支路的金属滤波腔内设置有金属谐振杆20和金属调谐杆30；其中，金属谐振杆20包括U形侧壁210及由U形侧壁210形成的中空内腔220，金属调谐杆30的一端置于中空内腔220内；可以通过调节金属调谐杆30在中空内腔220内的深度来调节金属滤波腔的谐振频率。
其中，金属谐振杆20、中空内腔220及金属调谐杆30同轴设置。
其中，金属谐振杆20材质可以是殷钢。当然，在其它实施例中，谐振杆还可以是M8号或者M4号螺杆等，采用铜、银或易切1215MS等材质。
进一步地，还可以在壳体11上还设有第一安装柱(图未标)，U形侧壁210固定在第一安装柱上。金属谐振杆20通过第一安装柱固定在壳体11上。
进一步地，还可以在U形侧壁210的底部上设置安装孔(图未标)，安装柱的一端固定在壳体11上，安装柱的另一端安装在安装孔内，以将金属谐振杆20固定在安装柱上；该安装孔可以是通孔，该安装孔可以是螺纹孔，安装柱为螺柱。在其它实施例中，该安装孔还可以是盲孔。
可选地，如图4所示，本实施例的TE模介质滤波腔内设有：介质谐振柱41和介质调谐盘42；其中，介质调谐盘42设置在介质谐振柱41上。可以通过介质调谐盘42调节TE模介质滤波腔的谐振频率。
进一步地，如图4所示，壳体11上还设有第二安装柱40，介质谐振柱41靠近介质调谐盘42的一端设有第一安装孔(图未示)，介质调谐盘42的上设有沿介质调谐盘42轴向方向贯穿的第二安装孔(图未示)，第二安装柱40的一端固定在壳体11上，另一端贯穿第二安装孔，并固定在第一安装孔内，以将介质谐振柱41及介质调谐盘42与壳体11固定。
其中，介质谐振柱41及介质调谐盘42的介电常数大于或者等于40。
其中，本实施例的金属谐振杆20、金属调谐杆30及金属滤波腔形成金属谐振器；本实施例的介质谐振柱41、介质调谐盘42及介质滤波腔形成TE模介质谐振器。
谐振器是一种选频和抑制信号的通信设备，滤波腔主要起频率控制的作用，凡涉及频率的发射和接收的通信设备都需要谐振器。
进一步地，滤波器10还包括盖板(图未示)，盖设在发射滤波支路的十一个滤波腔A1-A11及接收滤波支路的九个滤波腔B1-B9上，以避免电磁信号泄漏；且金属调谐杆30的另一端穿设在盖板上。
可选地，如图1所示，接收滤波支路的九个滤波腔B1-B9、公共腔AB及发射滤波支路中的第一滤波腔A1划分成沿第二方向y排布的两列；其中，接收滤波支路的第四滤波腔B1至第九滤波腔B9为一列且沿第一方向x依次排布，接收滤波支路的第三滤波腔B3、接收滤波支路的第二滤波腔B2、接收滤波支路的第一滤波腔B1、公共腔AB及发射滤波支路的第一滤波腔A1为一列且沿第一方向x依次排布；发射滤波支路的第二滤波腔A2至第十一滤波腔A11划分成沿第二方向y排布的四列；其中，发射滤波支路中的第三滤波腔A3、第五滤波腔A5及第十滤波腔A10为一列且沿第一方向x依次排布，发射滤波支路中的第四滤波腔A4、第七滤波腔A7及第十一滤波腔A11为一列且沿第一方向x依次排布，发射滤波支路中的第二滤波腔A2、第六滤波腔A6及第九滤波腔A9为一列且沿第一方向x依次排布，发射滤波支路中的第八滤波腔A8为一列；发射滤波支路的第二滤波腔A2和第三滤波腔A3在第一方向x上的投影重叠，发射滤波支路的第五滤波腔A5和第六滤波腔A6在第一方向x上的投影重叠，发射滤波支路的第七滤波腔A7和第八滤波腔A8在第一方向x上的投影重叠，发射滤波支路的第九滤波腔A9和第十滤波腔A10在第一方向x上的投影重叠。
由上述分析可知，发射滤波支路和接收滤波支路的滤波腔成沿第二方向y排布的多列，每一列沿第一方向x排布，使得滤波腔排布规则紧凑，避免滤波器10沿第一方向x和第二方向y的尺寸过大，能够缩小滤波器10的体积。
可选地，如图1和图2所示，发射滤波支路的第二滤波腔A2和第四滤波腔A4之间、发射滤波支路的第四滤波腔A4和第六滤波腔A6之间、发射滤波支路的第七滤波腔A7和第九滤波腔A8之间分别交叉耦合，形成发射滤波支路的三个耦合零点；接收滤波支路的第二滤波腔B2和第六滤波腔B6之间、接收滤波支路的第二滤波腔B2和第五滤波腔B5之间、接收滤波支路的第三滤波腔B3和第五滤波腔B5之间分别交叉耦合，形成接收滤波支路的三个耦合零点。
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。
本实施例的发射滤波支路形成有多个耦合零点，能够提高其带外抑制性能，接收滤波支路形成有多个耦合零点，能够提高其带外抑制性能。因此发射滤波支路和接收滤波支路均能很好的控制带宽，因此二者之间的信号隔离度较高。
可选地，如图1所示，发射滤波支路中沿第一主耦合路径相邻设置的两个滤波腔之间、发射滤波支路中交叉耦合的两个滤波腔之间、发射滤波支路的第一滤波腔A1与公共腔AB之间、公共腔AB与接收滤波支路的第一滤波腔B1之间、接收滤波支路中沿第二主耦合路径相邻设置的两个滤波腔之间、接收滤波支路中交叉耦合的两个滤波腔之间分别设置有窗口，每个窗口设有调节杆50，即公共腔AB与第一滤波腔A1之间、第一滤波腔A1与第二滤波腔A2之间、第二滤波腔A2与第三滤波腔A3之间、第二滤波腔A2与第四滤波腔A4之间、第三滤波腔A3与第四滤波腔A4之间、第四滤波腔A4与第五滤波腔A5之间、第四滤波腔A4与第六滤波腔A6之间、第五滤波腔A5与第六滤波腔A6之间、第六滤波腔A6与第七滤波腔A7之间、第七滤波腔A7与第八滤波腔A8之间、第七滤波腔A7与第九滤波腔A9之间、第八滤波腔A8与第九滤波腔A9之间、第九滤波腔A9与第十滤波腔A10之间、第十滤波腔A10与第十一滤波腔A11之间、公共腔AB与第一滤波腔B1之间、第一滤波腔B1与第二滤波腔B2之间、第二滤波腔B2与第三滤波腔B3之间、第二滤波腔B2与第五滤波腔B5之间、第二滤波腔B2与第六滤波腔B6之间、第三滤波腔B3与第四滤波腔B4之间、第三滤波腔B3与第五滤波腔B5之间、第四滤波腔B4与第五滤波腔B5之间、第五滤波腔B5与第六滤波腔B6之间、第六滤波腔B6与第七滤波腔B7之间、第七滤波腔B7与第八滤波腔B8之间、第八滤波腔B8与第九滤波腔B9之间分别设置有窗口，每个窗口设有调节杆50。可以通过窗口实现电磁信号的传递，通过调节杆50调节该窗口的电磁信号的耦合强度。
发射滤波支路的第十滤波腔A10与第十一滤波腔A11之间、公共腔AB与发射滤波支路的第一滤波腔A1之间、公共腔AB与接收滤波支路的第一滤波腔B1之间、接收滤波支路的第二滤波腔B2与第五滤波腔B5之间、接收滤波支路的第三滤波腔B3与第五滤波腔B5之间分别设置有金属耦合筋80。通过金属耦合筋80加强金属耦合筋80连接的两个滤波腔的电磁信号的耦合强度。
调节杆50靠近盖板的一端还可以通过安装孔固定在盖板上。
进一步地，如图1所示，本实施例滤波器10还包括：输入端口110和输出端口120和输出端口130，输入端口110与公共腔AB连接，输出端口120与发射滤波支路的第十一滤波腔A11连接，输出端口130与接收滤波支路的第九滤波腔B9连接。输入端口和输出端口均为抽头。
滤波器10的等效电路如图6所示，输入端口110处的阻抗Z1约为50欧姆，输出端口120处的阻抗Z2约为50欧姆；为保证电磁信号在发射滤波支路的滤波腔A1-A11之间传输，需要在输入端口110与公共腔AB之间、公共腔AB与第一滤波腔A1之间、第一主耦合路径上的相邻滤波腔之间、形成交叉耦合的非级联的滤波腔之间、第十一滤波腔A11与输出端口120之间分别设置阻抗调节器ZV，以实现阻抗匹配。
输出端口130处的阻抗Z3约为50欧姆；为保证电磁信号在接收滤波支路的滤波腔B1-B9之间传输，需要在输入端口110与公共腔AB之间、公共腔AB与第一滤波腔B1之间、第二主耦合路径上的相邻滤波腔之间、形成交叉耦合的非级联的滤波腔之间、第九滤波腔B9与输出端口130之间分别设置阻抗调节器ZV，以实现阻抗匹配。
本实施例滤波器10的仿真结果如图7所示，从图7中可知，本实施例滤波器10的发射滤波支路的带宽约为2619MHz-2691MHz；如频带曲线S1所示，频点2.57GHz(m10)的抑制为-117.06863dB，频点2.615GHz(m11)的抑制为-60.28147dB，频点2.62GHz(m3)的抑制为-1.20146dB，频点2.69GHz(m4)的抑制为-0.64178dB，频点2.7GHz(m12)的抑制为-22.96579dB，频点2.72GHz(m13)的抑制为-61.677dB，频点2.79GHz(m14)的抑制为-123.18098dB。滤波器10的发射滤波支路满足如表1所示的射频参数。
表1发射滤波支路的射频参数
从图7中可知，本实施例滤波器10的接收滤波支路的带宽约为2499MHz-2571MHz；如频带曲线S2所示，频点2.4GHz(m5)的抑制为-92.32531dB，频点2.465GHz(m6)的抑制为-47.85081dB，频点2.48GHz(m7)的抑制为-29.76998dB，频点2.5GHz(m1)的抑制为-0.78209dB，频点2.57GHz(m2)的抑制为-2.37392dB，频点2.575GHz(m8)的抑制为-46.04689dB，频点2.62GHz(m9)的抑制为-90.42853dB。
滤波器10的接收滤波支路满足如表2所示的射频参数。
表2接收滤波支路的射频参数
本申请实施例滤波器是一种应用于5G移动通信系统的微波双工器，其工作通带频段为5G通信的N7，将滤掉通带外的频段，保证收发隔离，同时避免相邻通道信号的干扰。本申请实施例滤波器相较普通腔体滤波器具有明显性能优势，采用TE模介质能极大的提高单腔Q值，使得滤波器具有带内插入损耗小，抗干扰能力强(通带外5MHz大于54dB抑制)，功率容量较大(常温常压承受功率大于3000W)的特点。
本申请进一步提出一种通信设备，如图8所示，图8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，由沿第一主耦合路径依次耦合的十一个滤波腔组成，其中，十一个滤波腔包括八个TE模介质滤波腔和三个金属滤波腔；接收滤波支路，设置在壳体上，由沿第二主耦合路径依次耦合的九个滤波腔组成，其中，九个滤波腔均为金属滤波腔。本申请实施例滤波器的部分滤波腔采用TE模介质滤波腔，由于TE模介质滤波腔Q值高，所以带内插损小，同时能做到更好的带外抑制，确保通信模块低能耗，高隔离；同时本申请实施例滤波器的部分滤波器采用金属滤波腔，因金属滤波腔结构简单易加工，成本较低，因此能够简化滤波器结构及生产工艺，节约其成本。
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；
发射滤波支路，设置在所述壳体上，由沿第一主耦合路径依次耦合的十一个滤波腔组成，其中，所述十一个滤波腔包括八个TE模介质滤波腔和三个金属滤波腔；
接收滤波支路，设置在所述壳体上，由沿第二主耦合路径依次耦合的九个滤波腔组成，其中，所述九个滤波腔均为金属滤波腔。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述滤波器还包括：
公共腔，设置在所述壳体上，分别与所述发射滤波支路的第一滤波腔和所述接收滤波支路的第一滤波腔耦合。
3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述十一个滤波腔中的第一滤波腔、第十滤波腔及第十一滤波腔为金属滤波腔；
所述十一个滤波腔中的第二滤波腔至第九滤波腔为TE模介质滤波腔。
4.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金属滤波腔的尺寸大于所述接收滤波支路的金属滤波腔的尺寸。
5.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述TE模介质滤波腔内设有：
介质谐振柱；
介质调谐盘，设置在所述介质谐振柱上。
6.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述金属滤波腔内设有：
金属谐振杆，包括侧壁及由所述侧壁形成的中空内腔；
金属调谐杆，所述金属调谐杆的一端置于所述中空内腔内。
7.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述接收滤波支路的九个滤波腔、所述公共腔及所述发射滤波支路中的第一滤波腔划分成沿所述第二方向排布的两列；其中，所述接收滤波支路的第四滤波腔至第九滤波腔为一列且沿所述第一方向依次排布，所述接收滤波支路的第三滤波腔、所述接收滤波支路的第二滤波腔、所述接收滤波支路的第一滤波腔、所述公共腔及所述发射滤波支路的第一滤波腔为一列且沿所述第一方向依次排布；
所述发射滤波支路的第二滤波腔至第十一滤波腔划分成沿所述第二方向排布的四列；其中，所述发射滤波支路中的第三滤波腔、第五滤波腔及第十滤波腔为一列且沿所述第一方向依次排布，所述发射滤波支路中的第四滤波腔、第七滤波腔及第十一滤波腔为一列且沿所述第一方向依次排布，所述发射滤波支路中的第二滤波腔、第六滤波腔及第九滤波腔为一列且沿所述第一方向依次排布，所述发射滤波支路中的第八滤波腔为一列；所述发射滤波支路的第二滤波腔和第三滤波腔在所述第一方向上的投影重叠，所述发射滤波支路的第五滤波腔和第六滤波腔在所述第一方向上的投影重叠，所述发射滤波支路的第七滤波腔和第八滤波腔在所述第一方向上的投影重叠，所述发射滤波支路的第九滤波腔和第十滤波腔在所述第一方向上的投影重叠。
8.根据权利要求7所述的滤波器，其特征在于，所述发射滤波支路的第二滤波腔和第四滤波腔之间、所述发射滤波支路的第四滤波腔和第六滤波腔之间、所述发射滤波支路的第七滤波腔和第九滤波腔之间分别交叉耦合，形成所述发射滤波支路的三个耦合零点；
所述接收滤波支路的第二滤波腔和第六滤波腔之间、所述接收滤波支路的第二滤波腔和第五滤波腔之间、所述接收滤波支路的第三滤波腔和第五滤波腔之间分别交叉耦合，形成所述接收滤波支路的三个耦合零点。
9.根据权利要求8所述的滤波器，其特征在于，所述发射滤波支路中沿所述第一主耦合路径相邻设置的两个滤波腔之间、所述发射滤波支路中交叉耦合的两个滤波腔之间、所述发射滤波支路的第一滤波腔与所述公共腔之间、所述公共腔与所述接收滤波支路的第一滤波腔之间、所述接收滤波支路中沿所述第二主耦合路径相邻设置的两个滤波腔之间、所述接收滤波支路中交叉耦合的两个滤波腔之间分别设置调节杆；
所述发射滤波支路的第十滤波腔与第十一滤波腔之间、所述公共腔与所述发射滤波支路的第一滤波腔之间、所述公共腔与所述接收滤波支路的第一滤波腔之间、所述接收滤波支路的第二滤波腔与第五滤波腔之间、所述接收滤波支路的第三滤波腔与第五滤波腔之间分别设置金属耦合筋。
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010271349.4A CN113497320A (zh) | 2020-04-08 | 2020-04-08 | 一种滤波器及通信设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010271349.4A CN113497320A (zh) | 2020-04-08 | 2020-04-08 | 一种滤波器及通信设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113497320A true CN113497320A (zh) | 2021-10-12 |
Family
ID=77995447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010271349.4A Pending CN113497320A (zh) | 2020-04-08 | 2020-04-08 | 一种滤波器及通信设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113497320A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118073801A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-05-24 | 安徽师范大学 | 一种小型化同轴腔体带通滤波器 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201877547U (zh) * | 2010-10-18 | 2011-06-22 | 江苏贝孚德通讯科技股份有限公司 | 可实现良好谐波抑制响应的不对称正规耦合级联滤波器 |
| CN102694220A (zh) * | 2012-05-16 | 2012-09-26 | 华为技术有限公司 | 滤波装置 |
| CN207800856U (zh) * | 2017-12-26 | 2018-08-31 | 京信通信系统（中国）有限公司 | 混合模腔体滤波器 |
| CN110197940A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-03 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种改进型发夹线滤波器及其操作方法 |
| CN209374644U (zh) * | 2019-01-25 | 2019-09-10 | 深圳市大富科技股份有限公司 | 一种滤波器及通信射频器件 |
| CN210182538U (zh) * | 2018-12-31 | 2020-03-24 | 深圳市大富科技股份有限公司 | 一种双工器及通信设备 |
-
2020
- 2020-04-08 CN CN202010271349.4A patent/CN113497320A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201877547U (zh) * | 2010-10-18 | 2011-06-22 | 江苏贝孚德通讯科技股份有限公司 | 可实现良好谐波抑制响应的不对称正规耦合级联滤波器 |
| CN102694220A (zh) * | 2012-05-16 | 2012-09-26 | 华为技术有限公司 | 滤波装置 |
| CN207800856U (zh) * | 2017-12-26 | 2018-08-31 | 京信通信系统（中国）有限公司 | 混合模腔体滤波器 |
| CN210182538U (zh) * | 2018-12-31 | 2020-03-24 | 深圳市大富科技股份有限公司 | 一种双工器及通信设备 |
| CN209374644U (zh) * | 2019-01-25 | 2019-09-10 | 深圳市大富科技股份有限公司 | 一种滤波器及通信射频器件 |
| CN110197940A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-03 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种改进型发夹线滤波器及其操作方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118073801A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-05-24 | 安徽师范大学 | 一种小型化同轴腔体带通滤波器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000031706A (ja) | 誘電体共振器を有する帯域通過フィルタ― | |
| CN113497320A (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN212323179U (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN212323176U (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN212571291U (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN212571295U (zh) | 通信设备及其滤波器 | |
| CN212323178U (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN212323180U (zh) | 通信设备及其滤波器 | |
| CN212571292U (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN113497317B (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN113497316B (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN113131145A (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN113540721B (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN113497315B (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN113708033A (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN113131155A (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN112787055B (zh) | 腔体滤波器及通信射频器件 | |
| CN113725577A (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN113571854A (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN113497318A (zh) | 一种带阻滤波器及通信设备 | |
| CN113131157A (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN113725574A (zh) | 一种通信设备及滤波器 | |
| CN113571853A (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN113571855A (zh) | 一种滤波器及通信设备 | |
| CN113922025A (zh) | 通信设备及其波导滤波器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211012 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |