CN113675561A - 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，具有第一方向和与第一方向垂直的第二方向；滤波支路，设置在壳体上，由依次耦合的十个滤波腔组成。滤波支路的第一滤波腔与第四滤波腔之间、滤波支路的第六滤波腔与第八滤波腔之间分别形成滤波支路的两个容性交叉耦合零点；滤波支路的第二滤波腔与第四滤波腔之间、滤波支路的第四滤波腔与第六滤波腔之间、滤波支路的第八滤波腔与第十滤波腔之间分别形成滤波支路的三个感性交叉耦合零点。通过此种方式，滤波支路形成有五个交叉耦合零点，能够提高滤波器的带外抑制性能。

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

在移动通信系统中，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。

本申请的发明人在长期的研发工作中发现，滤波腔的排布、滤波支路传输零点的设置并不合理，使得滤波支路的体积较大、带外抑制特性较差。

发明内容

本申请提供一种滤波器及通信设备，以解决上述技术问题。

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，具有第一方向和与第一方向垂直的第二方向；滤波支路，设置在壳体上，由依次耦合的十个滤波腔组成；滤波支路的第一滤波腔与第四滤波腔之间、滤波支路的第六滤波腔与第八滤波腔之间分别形成滤波支路的两个容性交叉耦合零点；滤波支路的第二滤波腔与第四滤波腔之间、滤波支路的第四滤波腔与第六滤波腔之间、的滤波支路第八滤波腔与第十滤波腔之间分别形成滤波支路的三个感性交叉耦合零点。

进一步，滤波支路的十个滤波腔划分为沿第一方向排列的两列；滤波支路的第一滤波腔、第四滤波腔、第六滤波腔、第八滤波腔、第十滤波腔沿第二方向依次排列为一列；滤波支路的第二滤波腔、第三滤波腔、第五滤波腔、第七滤波腔、第九滤波腔沿第二方向依次排列为一列。

进一步，滤波支路的第一滤波腔、第四滤波腔、第六滤波腔、第八滤波腔、第十滤波腔沿第二方向依次相邻排列；滤波支路的第二滤波腔、第三滤波腔、第五滤波腔、第七滤波腔、第九滤波腔沿第二方向依次相邻排列。

进一步，滤波支路的第一滤波腔分别与滤波支路的第二滤波腔、第三滤波腔相邻设置。

进一步，滤波支路的第一滤波腔与第四滤波腔之间、滤波支路的第六滤波腔与第八滤波腔之间通过容性交叉耦合元件分别形成滤波支路的两个容性交叉耦合零点；容性交叉耦合元件为飞杆，飞杆包括支撑卡座和耦合探针，支撑卡座设置于壳体的底壁上，耦合探针固定在支撑卡座上。

进一步，滤波支路的第二滤波腔与第四滤波腔之间、滤波支路的第四滤波腔与第六滤波腔之间、滤波支路的第八滤波腔与第十滤波腔之间通过感性交叉耦合元件分别形成滤波支路的三个感性交叉耦合零点；感性交叉耦合元件为金属耦合筋。

进一步，滤波腔内设置有谐振杆、调谐杆；谐振杆包括底壁、倒L型侧壁以及由底壁以及倒L型侧壁形成的中空内腔，调谐杆的一端位于中空内腔正上方。

进一步，谐振杆的底壁开设有通孔，螺钉穿过通孔将谐振杆固定于滤波腔的底壁。

进一步，滤波支路的带宽范围为：2496MHz-2690MHz。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种通信设备，该通信设备包括天线和射频单元，天线与射频单元连接，射频单元包括滤波器，滤波器上述的滤波器，用于对射频信号进行滤波。

本申请至少具备如下有益效果：通过上述方式，滤波支路形成有五个交叉耦合零点，能够提高滤波器的带外抑制性能。

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的一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的滤波器的滤波支路的拓扑结构示意图；

图3是本申请提供的滤波器的飞杆结构示意图；

图4是本申请提供的滤波器的谐振杆的结构示意图；

图5是本申请提供的滤波器的电路图；

图6是本申请提供的滤波器的仿真示意图；

图7是本申请提供的通信设备的一实施例的示意图。

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，为本申请提供的滤波器10的一实施例的结构示意图。

如图1所示，本实施例所提供的滤波器10包括：壳体101，具有第一方向d1和与第一方向d1垂直的第二方向d2；其中，壳体101可以包括底壁，侧壁以及上盖(图中未示出上盖)，以形成一个封闭的空间。滤波支路，设置在壳体101上，由依次耦合的十个滤波腔组成。

其中，滤波支路的第一滤波腔A1与第四滤波腔A4之间、滤波支路的第六滤波腔A6与第八滤波腔A8之间分别形成滤波支路的两个容性交叉耦合零点；滤波支路的第二滤波腔A2与第四滤波腔A4之间、滤波支路的第四滤波腔A4与第六滤波腔A6之间、的滤波支路第八滤波腔A8与第十滤波腔A10之间分别形成滤波支路的三个感性交叉耦合零点。

具体的，耦合零点也称为传输零点，能够实现零点抑制，便于调试指标。传输零点能够使得滤波器10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，能更好的实现与多个通带间或外界的高度隔离。

因此，本申请所提供的滤波器10能够通过所形成的五个交叉耦合零点实现零点抑制，提高滤波支路的带外抑制性能。

请参阅图2，为本申请提供的滤波器10的滤波支路的拓扑结构示意图。

如图2所示，滤波支路的第一滤波腔A1与第四滤波腔A4之间、滤波支路的第六滤波腔A6与第八滤波腔A8之间分别形成有电容C1、C2，其中，电容C1、C2分别等效于一个容性交叉耦合零点。

滤波支路的第二滤波腔A2与第四滤波腔A4之间、滤波支路的第四滤波腔A4与第六滤波腔A6之间、的滤波支路第八滤波腔A8与第十滤波腔A10之间分别形成有电感L1、L2、L3，电感L1、L2、L3分别等效于一个感性交叉耦合零点。

请参阅图1，具体的，滤波支路的十个滤波腔划分为沿第一方向d1排列的两列；滤波支路的第一滤波腔A1、第四滤波腔A4、第六滤波腔A6、第八滤波腔A8、第十滤波腔A10沿第二方向d2依次排列为一列；滤波支路的第二滤波腔A2、第三滤波腔A3、第五滤波腔A5、第七滤波腔A7、第九滤波腔A9沿第二方向d2依次排列为一列。

本实施例将滤波支路的十个滤波腔划分为两列排布，其排布方式较为规则，便于设计和一体化制造，降低设计及制造难度。并且，通过这样的规则排布能够减小相较于不规则排布所浪费的排布空间，进而减小滤波器10的体积。

具体的，滤波支路的第一滤波腔A1、第四滤波腔A4、第六滤波腔A6、第八滤波腔A8、第十滤波腔A10沿第二方向d2依次相邻排列；滤波支路的第二滤波腔A2、第三滤波腔A3、第五滤波腔A5、第七滤波腔A7、第九滤波腔A9沿第二方向d2依次相邻排列。

本实施例的滤波腔相邻排布能够进一步减小滤波腔之间的间隙，进而进一步减小滤波器10的体积。

具体的，滤波支路的第一滤波腔A1分别与滤波支路的第二滤波腔A2、第三滤波腔A3相邻设置。

通过此种方式，使得两列滤波腔紧邻设置，进一步减小滤波器10的体积。

具体的，滤波支路的第一滤波腔A1与第四滤波腔A4之间、滤波支路的第六滤波腔A6与第八滤波腔A8之间通过容性交叉耦合元件分别形成滤波支路的两个容性交叉耦合零点。

请参阅图3，图3为本申请提供的滤波器10的飞杆结构示意图。

其中，容性交叉耦合元件为飞杆，飞杆包括支撑卡座31和耦合探针32，支撑卡座31设置于壳体101的底壁上，耦合探针32固定在支撑卡座31上。

具体的，滤波支路的第二滤波腔A2与第四滤波腔A4之间、滤波支路的第四滤波腔A4与第六滤波腔A6之间、滤波支路的第八滤波腔A8与第十滤波腔A10之间通过感性交叉耦合元件分别形成滤波支路的三个感性交叉耦合零点。

更具体的，感性交叉耦合元件为金属耦合筋，滤波支路的第二滤波腔A2与第四滤波腔A4之间、滤波支路的第四滤波腔A4与第六滤波腔A6之间、滤波支路的第八滤波腔A8与第十滤波腔A10之间分别开设有窗口，金属耦合筋设置于窗口处以实现感性交叉耦合。

其中，由于金属耦合筋受到外界温度的变化小，通过金属耦合筋实现感性交叉耦合能够避免滤波器10产生温度漂移。

请参阅图4，图4为本申请提供的滤波器10的谐振杆结构示意图。

具体的，滤波腔包含滤波腔底壁41、滤波腔侧壁42、滤波腔上盖43。其中，滤波腔内设置有谐振杆、调谐杆44；谐振杆包括底壁45、倒L型侧壁46以及由底壁45以及倒L型侧壁46形成的中空内腔47，调谐杆44的一端位于中空内腔47正上方。

具体的，谐振杆的底壁45开设有盲孔，螺钉48穿过该盲孔将谐振杆固定于滤波腔底壁41。

具体的，滤波支路的带宽范围为：2496MHz-2690MHz，使得滤波器10能够应用于5G通信系统中。

请参阅图5，图5为本申请提供的滤波器10的电路图。

如图5所示，A1-A10分别代表滤波支路的第一滤波腔A1至第十滤波腔A10。其中，滤波支路的第一滤波腔A1与第一抽头L1耦接，滤波支路的第十滤波腔A10与第二抽头L2耦接。其中，滤波支路中滤波腔之间的普通耦合与交叉耦合的效果等效于图中设置的电阻(长方形表示)。

请参阅图6，图6为滤波器10的仿真示意图。

如图6所示，仿真曲线61为滤波器10的仿真曲线，仿真曲线61包括多个反映滤波器性能指标的频点。其中，频点m1的频率为2.4960GHz，滤波支路在频点m1的损耗为0.7207dB；频点m7的频率为2.5877GHz，滤波支路在频点m7的损耗为0.1895dB；频点m2的频率为2.690GHz，滤波支路在频点m2的损耗为0.744dB。因此，滤波支路在其工作频段2496MHz-2690MHz内的损耗非常小，小于0.8dB，能够满足设计要求。

进一步，频点m3的频率为2.4864GHz，滤波支路在频点m3的抑制为24.1975dB；频点m5的频率为2.4764GHz，滤波支路在频点m45的抑制为29.1212dB；频点m6的频率为2.3862GHz，滤波支路在频点m6的抑制为74.4428dB；频点m4的频率为2.6996GHz，滤波支路在频点m4的抑制为25.2445dB；频点m8的频率为2.7036GHz，滤波支路在频点m8的抑制为32.1011dB；频点m19的频率为2.7496GHz，滤波支路在频点m19的抑制为53.1639dB；频点m20的频率为2.7996GHz，滤波支路在频点m20的抑制为83.9794dB。所以，滤波支路在其工作频段外的抑制很高，具体的，在其工作频段10MHz外抑制大于25dB，19GHz外抑制大于20dB。

所以，本申请的滤波器10的带内损耗小，带外抑制高。

本申请还提供一种通信设备70，如图7所示，图7是本申请的通信设备70一实施例的示意图。

如图7所示，本实施例的通信设备70包括天线72和射频单元71，该天线72与射频单元71连接，该射频单元71可以是RRU(Remote Radio Unit，遥控射频单元)。该射频单元71包括上述实施例所揭示的滤波器10，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71可以集成到天线72进而形成有源天线单元AAU(Active Antenna Unit)。

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；

滤波支路，设置在所述壳体上，由依次耦合的十个滤波腔组成；

所述滤波支路的第一滤波腔与第四滤波腔之间、所述滤波支路的第六滤波腔与第八滤波腔之间分别形成滤波支路的两个容性交叉耦合零点；所述滤波支路的第二滤波腔与第四滤波腔之间、所述滤波支路的第四滤波腔与第六滤波腔之间、所述的滤波支路第八滤波腔与第十滤波腔之间分别形成所述滤波支路的三个感性交叉耦合零点。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述滤波支路的十个滤波腔划分为沿所述第一方向排列的两列；

所述滤波支路的第一滤波腔、第四滤波腔、第六滤波腔、第八滤波腔、第十滤波腔沿所述第二方向依次排列为一列；

所述滤波支路的第二滤波腔、第三滤波腔、第五滤波腔、第七滤波腔、第九滤波腔沿所述第二方向依次排列为一列。

3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，

所述滤波支路的第一滤波腔、第四滤波腔、第六滤波腔、第八滤波腔、第十滤波腔沿所述第二方向依次相邻排列；

所述滤波支路的第二滤波腔、第三滤波腔、第五滤波腔、第七滤波腔、第九滤波腔沿所述第二方向依次相邻排列。

4.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，

所述滤波支路的第一滤波腔分别与所述滤波支路的第二滤波腔、第三滤波腔相邻设置。

5.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述滤波支路的第一滤波腔与第四滤波腔之间、所述滤波支路的第六滤波腔与第八滤波腔之间通过容性交叉耦合元件分别形成滤波支路的两个容性交叉耦合零点；

所述容性交叉耦合元件为飞杆，所述飞杆包括支撑卡座和耦合探针，所述支撑卡座设置于壳体的底壁上，所述耦合探针固定在所述支撑卡座上。

6.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述滤波支路的第二滤波腔与第四滤波腔之间、所述滤波支路的第四滤波腔与第六滤波腔之间、所述滤波支路的第八滤波腔与第十滤波腔之间通过感性交叉耦合元件分别形成所述滤波支路的三个感性交叉耦合零点；

所述感性交叉耦合元件为金属耦合筋。

7.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述滤波腔内设置有谐振杆、调谐杆；

所述谐振杆包括底壁、倒L型侧壁以及由所述底壁以及所述倒L型侧壁形成的中空内腔，所述调谐杆的一端位于所述中空内腔正上方。

8.根据权利要求7所述的滤波器，其特征在于，

所述谐振杆的底壁开设有通孔，螺钉穿过所述通孔将所述谐振杆固定于滤波腔的底壁。

9.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述滤波支路的带宽范围为：2496MHz-2690MHz。

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

Images