CN114024112A - 一种直排腔电容耦合结构及耦合方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直排腔电容耦合结构，包括：滤波器本体、第一谐振器、第三谐振器、第二谐振器、第一耦合件、支撑块和第二耦合件；滤波器本体上设有腔体，腔体的底部设有第一固定柱、第二固定柱和第三固定柱；第一谐振器且位于第一固定柱的一侧；第三谐振器位于第三固定柱的一侧；第二谐振器位于第二固定柱的一侧；第一耦合件与第一固定柱、第二固定柱和第三固定柱连接；支撑块固定在腔体的底部，且位于第一谐振器与第二谐振器之间，或位于第二谐振器与第三谐振器之间，支撑块为绝缘体；第二耦合件固定在支撑块上，第二耦合件的两端分别位于第一谐振器与第二谐振器的一侧，或位于第二谐振器与第三谐振器的一侧。该结构耦合稳定、耦合量大。

Description

一种直排腔电容耦合结构及耦合方法

技术领域

本发明涉及一种滤波器，要求是一种直排腔电容耦合结构及耦合方法。

背景技术

基站双工器在通信行业有大量的需求，一般客户都会对双工器的外型尺寸、输入、输出端口有明确的定义，当客户定义了输入和输出端口的位置后，滤波器的排布有很大的局限性，直排腔是很难避免，由于技术指标的要求，需要引入交叉耦合，这时会产生很多问题，例如耦合量不够强、滤波器工作频段附近会产生谐波即干扰、交叉耦合反向等。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种耦合量大、耦合稳定、易实现、一致性好、易加工、低成本的一种直排腔电容耦合结构，具体技术方案为：

一种直排腔电容耦合结构，包括：滤波器本体，所述滤波器本体上设有腔体，所述腔体的底部设有第一固定柱、第二固定柱和第三固定柱，所述第一固定柱和所述第三固定柱分别位于所述腔体的两端，所述第二固定柱位于所述第一固定柱与所述第三固定柱之间；第一谐振器，所述第一谐振器安装在所述腔体的一端，且位于所述第一固定柱的一侧；第三谐振器，所述第三谐振器安装在所述腔体的另一端，且位于所述第三固定柱的一侧；第二谐振器，所述第二谐振器安装在所述第一谐振器与所述第三谐振器之间，且位于所述第二固定柱的一侧；第一耦合件，所述第一耦合件的两端分别与所述第一固定柱和所述第三固定柱连接，所述第一耦合件还与所述第二固定柱连接；支撑块，所述支撑块固定在所述腔体内，且位于所述第一谐振器与所述第二谐振器之间，或位于所述第二谐振器与所述第三谐振器之间，所述支撑块为绝缘体；第二耦合件，所述第二耦合件固定在所述支撑块上，所述第二耦合件的两端分别位于所述第一谐振器和所述第二谐振器的一侧，或位于所述第二谐振器和所述第三谐振器的一侧。

优选的，所述支撑块的顶部设有支撑槽，所述第二耦合件固定在支撑槽内。

优选的，还包括绝缘螺钉，所述绝缘螺钉穿过所述第二耦合件与所述支撑块或所述腔体连接。

优选的，还包括：第一固定螺钉，所述第一固定螺钉将所述第一耦合件的一端固定在所述第一固定柱上；及第三固定螺钉，所述第三固定螺钉将所述第一耦合件的另一端固定在所述第三固定柱上。

优选的，还包括第二固定螺钉或第三耦合件，所述第二固定螺钉将所述第一耦合件固定在所述第二固定柱上；所述第三耦合件分别与所述腔体的侧壁和所述第一耦合件连接，且所述第三耦合件位于所述第一固定柱与所述第二固定柱之间。

优选的，所述第一耦合件为铜片，所述第二耦合件为铜片或铜棒。

优选的，所述第二耦合件的两端均设有耦合块，所述耦合块分别位于所述第一谐振器和所述第二谐振器的一侧，或位于所述第二谐振器与所述第三谐振器的一侧。

一种直排腔电容耦合结构的耦合方法，包括：

所述第一耦合件通过所述第一固定柱、第二固定柱和第三固定柱与所述腔体导通；

所述第二耦合件与所述腔体绝缘连接；

所述第一谐振器与所述第二谐振器直接耦合，形成感性耦合，相位为正90度；

所述第二谐振器与所述第三谐振器通过所述第二耦合件耦合，形成容性耦合，相位为负90度；

所述第一谐振器与所述第三谐振器通过所述第一耦合件耦合，形成感性耦合，相位为正90度；

所述第一谐振器与所述第二谐振器或所述第二谐振器与所述第三谐振器之间任意且只有一个耦合变为容性耦合时，所述第一谐振器与所述第三谐振器之间的耦合变成容性耦合，相位从正90度变成付90度。

优选的，所述第一耦合件的耦合量通过调整所述第一固定柱、第二固定柱和第三固定柱的高度来调整。

进一步的，所述第二耦合件的耦合量通过调整所述第二耦合件的长度和/或耦合块的长度。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种直排腔电容耦合结构结构简单、容易加工、成本低、一致性好、耦合稳定、耦合量大、干扰小。

附图说明

图1是一种直排腔电容耦合结构的示意图；

图2是沿图1中A-A线的剖视图；

图3是一种直排腔电容耦合结构的爆炸图；

图4是第二耦合件的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1至图4所示，一种直排腔电容耦合结构，包括：滤波器本体1、第一谐振器51、第二谐振器52、第三谐振器53、第一耦合件3、支撑块61和第二耦合件7。

滤波器本体1上设有腔体10，腔体10的底部设有第一固定柱21、第二固定柱22和第三固定柱23，第一固定柱21和第三固定柱23分别位于腔体10的两端，第二固定柱22位于第一固定柱21与第三固定柱23之间。第一固定柱21、第二固定柱22和第三固定柱23可通过机加或者带螺纹的圆柱旋接到腔体10底部，与腔体10形成整体结构。

第一谐振器51和第三谐振器53分别安装在腔体10的两端，第一谐振器51位于第一固定柱21的一侧；第三谐振器53位于第三固定柱23的一侧。第二谐振器52安装在第一谐振器51与第三谐振器53之间，且位于第二固定柱22的一侧。

第一耦合件3为铜片，第一耦合件3的一端通过第一固定螺钉41与第一固定柱21连接，第一耦合件3的另一端通过第三固定螺钉43与第三固定柱23连接。第一耦合件3通过第一固定柱21、第二固定柱22和第三固定柱23实现与腔体10接地。第一耦合件3的耦合量的大小可通过调节腔体10底部的第一固定柱21、第二固定柱22和第三固定柱23的高低来实现，如果耦合量需要加大，则可以加高固定柱的高度；如果耦合量需要减小，则可降低固定柱的高度。

第一耦合件3还通过第二固定螺钉42与第二固定柱22连接。第一固定螺钉41、第二固定螺钉42和第三固定螺钉43均为金属螺钉，可以为常规的铝、铜和铁制成。通常情况下第一谐振器51和第三谐振器53之间的第一耦合件3如果接地处理，在滤波器的通带的右侧会有一个耦合零点，即衰减通带右侧的信号，称为感性交叉耦合。由于直排腔内的第一耦合件3的长度太长，容易产生谐波即干扰，不能达到理想的信号衰减效果，因此引入了第二固定螺钉42，一般情况下只有第一固定螺钉41和第三固定螺钉43，第二固定螺钉42可以截断第一耦合件3所产生的谐波，从而达到理想的耦合作用。

腔体10的底部设有第一谐振座11、第二谐振座12和第三谐振座13，第一谐振座11、第二谐振座12和第三谐振座13上均设有谐振孔，第一谐振器51、第二谐振器52和第三谐振器53依次安装在第一谐振座11、第二谐振座12和第三谐振座13上的谐振孔内。

第一固定柱21位于第一谐振座11的一侧，且与第一谐振座11连接，形成为整体结构，第二固定柱22位于第二谐振座12的一侧，且不与第二谐振座12连接，第三固定柱23位于第三谐振座13的一侧，且与第三谐振座13连接形成为整体结构。

第一固定柱21和第三固定柱23与第一谐振座11和第三谐振座13连通，形成整体结构能够增加耦合量，并且方便加工。

第二固定螺钉42的引入解决了直排腔交叉耦合时第一耦合件3在某种尺寸下产生的谐波干扰，即对滤波器信号的干扰，起到截断谐波的功能，第二固定螺钉42和第二固定柱22可以放置于第一固定螺钉41与第二固定螺钉42之间的任意位置。也可以将第二固定螺钉42改成第三耦合件，第三耦合件分别与腔体10的侧壁和第一耦合件3连接，且第三耦合件位于第一固定柱21与第二固定柱22之间。第三耦合件也可以为铜片。

支撑块61固定在腔体10的底部，且位于第一谐振器51与第二谐振器52之间，或位于第二谐振器52与第三谐振器53之间，支撑块61为绝缘体；第二耦合件7固定在支撑块61上，第二耦合件7的两端分别位于第一谐振器51与第二谐振器52的一侧，或位于第二谐振器52与第三谐振器53的一侧。

第二耦合件7为铜片或铜棒。支撑块61的顶部设有支撑槽611，第二耦合件7固定在支撑槽611内。由于支撑块61为绝缘体，第二耦合件7不接地。

第二耦合件7的两端均设有耦合块71，耦合块71分别位于第一谐振器51和第二谐振器52的一侧，或位于第二谐振器52和第三谐振器53的一侧。

当第二耦合件7为铜片时，耦合块71也片状，第二耦合件7与耦合块71组成U形。第二耦合件7的耦合量的大小可通过调节U型片的长度或者耦合块71高度来实现，如果耦合量需要加大，可以加深或者加长，如果耦合量需要减小，可以缩短长度或高度。

当第二耦合件7为铜棒时，耦合块71与第二耦合件7形成哑铃形。调节耦合量时调整铜棒的直径和长度，以及第二耦合件7的大小。

为了方便安装，还包括绝缘螺钉62，绝缘螺钉62穿过第二耦合件7与支撑块61或腔体10连接。绝缘螺钉62为PEEK材料制成，可以直接穿过支撑块61与腔体10底部的螺纹孔连接，实现第二耦合件7的固定。

第一谐振器51与第二谐振器52直接耦合，为感性耦合，相位为正90度；第二谐振器52耦合第二耦合件7，第二耦合件7耦合第三谐振器53，为容性耦合，相位为负90度；第一谐振器51与第一耦合件3耦合，第一耦合件3与第三谐振器53耦合，相位为正90度，当第一谐振器51与第二谐振器52之间或第二谐振器52与第三谐振器53之间任意且只有一个耦合变为容性耦合相位为负90度时，第一谐振器51与第三谐振器53的耦合也会发生变化，从正90度变为负90度，即感性变容性。

为了让第一谐振器51和第三谐振器53间的第一耦合件3从感性交叉耦合转变为容性交叉耦合即变为衰减通带左侧的信号，称为容性交叉耦合，将第二谐振器52和第三谐振器53之间的耦合改为容性耦合，让他的相位相差180度，就可以让第一谐振器51与第三谐振器53之间的耦合相位相差180度，达到感性转容性的效果。

第二谐振器52与第三谐振器53之间引入的容性耦合为是为让第一谐振器51与第三谐振器53之间的感性耦合变为容性耦合，可以放置于第一谐振与第二谐振器52之间，也可以放置于第二谐振器52与第三谐振器53之间，且只能放置一处。

实施例二

在上述实施例的基础上，一种直排腔电容耦合结构的耦合方法，包括：

第一耦合件3通过第一固定柱21、第二固定柱22和第三固定柱23与腔体10导通；

第二耦合件7与腔体10绝缘连接；

第一谐振器51与第二谐振器52直接耦合，形成感性耦合，相位为正90度；

第二谐振器52与第三谐振器53通过第二耦合件7耦合，形成容性耦合，相位为负90度；

第一谐振器51与第三谐振器53通过第一耦合件3耦合，形成感性耦合，相位为正90度；

第一谐振器51与第二谐振器52或第二谐振器52与第三谐振器53之间任意且只有一个耦合变为容性耦合时，第一谐振器51与第三谐振器53之间的耦合变成容性耦合，相位从正90度变成付90度。

第一耦合件3的耦合量通过调整第一固定柱21、第二固定柱22和第三固定柱23的高度来调整。

第二耦合件7的耦合量通过调整第二耦合件7的长度和/或耦合块71的长度。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直排腔电容耦合结构，其特征在于，包括：

滤波器本体(1)，所述滤波器本体(1)上设有腔体(10)，所述腔体(10)的底部设有第一固定柱(21)、第二固定柱(22)和第三固定柱(23)，所述第一固定柱(21)和所述第三固定柱(23)分别位于所述腔体(10)的两端，所述第二固定柱(22)位于所述第一固定柱(21)与所述第三固定柱(23)之间；

第一谐振器(51)，所述第一谐振器(51)安装在所述腔体(10)的一端，且位于所述第一固定柱(21)的一侧；

第三谐振器(53)，所述第三谐振器(53)安装在所述腔体(10)的另一端，且位于所述第三固定柱(23)的一侧；

第二谐振器(52)，所述第二谐振器(52)安装在所述第一谐振器(51)与所述第三谐振器(53)之间，且位于所述第二固定柱(22)的一侧；

第一耦合件(3)，所述第一耦合件(3)的两端分别与所述第一固定柱(21)和所述第三固定柱(23)连接，所述第一耦合件(3)还与所述第二固定柱(22)连接；

支撑块(61)，所述支撑块(61)固定在所述腔体(10)内，且位于所述第一谐振器(51)与所述第二谐振器(52)之间，或位于所述第二谐振器(52)与所述第三谐振器(53)之间，所述支撑块(61)为绝缘体；

第二耦合件(7)，所述第二耦合件(7)固定在所述支撑块(61)上，所述第二耦合件(7)的两端分别位于所述第一谐振器(51)和所述第二谐振器(52)的一侧，或位于所述第二谐振器(52)和所述第三谐振器(53)的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种直排腔电容耦合结构，其特征在于，所述支撑块(61)的顶部设有支撑槽(611)，所述第二耦合件(7)固定在支撑槽(611)内。

3.根据权利要求1所述的一种直排腔电容耦合结构，其特征在于，还包括绝缘螺钉(62)，所述绝缘螺钉(62)穿过所述第二耦合件(7)与所述支撑块(61)或所述腔体(10)连接。

4.根据权利要求1所述的一种直排腔电容耦合结构，其特征在于，还包括：

第一固定螺钉(41)，所述第一固定螺钉(41)将所述第一耦合件(3)的一端固定在所述第一固定柱(21)上；及

第三固定螺钉(43)，所述第三固定螺钉(43)将所述第一耦合件(3)的另一端固定在所述第三固定柱(23)上。

5.根据权利要求1所述的一种直排腔电容耦合结构，其特征在于，还包括第二固定螺钉(42)或第三耦合件，所述第二固定螺钉(42)将所述第一耦合件(3)固定在所述第二固定柱(22)上；所述第三耦合件分别与所述腔体(10)的侧壁和所述第一耦合件(3)连接，且所述第三耦合件位于所述第一固定柱(21)与所述第二固定柱(22)之间。

6.根据权利要求1所述的一种直排腔电容耦合结构，其特征在于，所述第一耦合件(3)为铜片，所述第二耦合件(7)为铜片或铜棒。

7.根据权利要求6所述的一种直排腔电容耦合结构，其特征在于，所述第二耦合件(7)的两端均设有耦合块(71)，所述耦合块(71)分别位于所述第一谐振器(51)和所述第二谐振器(52)的一侧，或位于所述第二谐振器(52)与所述第三谐振器(53)的一侧。

8.一种用于权利要求1至7任一项所述的一种直排腔电容耦合结构的耦合方法，其特征在于，包括：

所述第一耦合件(3)通过所述第一固定柱(21)、第二固定柱(22)和第三固定柱(23)与所述腔体(10)导通；

所述第二耦合件(7)与所述腔体(10)绝缘连接；

所述第一谐振器(51)与所述第二谐振器(52)直接耦合，形成感性耦合，相位为正90度；

所述第二谐振器(52)与所述第三谐振器(53)通过所述第二耦合件(7)耦合，形成容性耦合，相位为负90度；

所述第一谐振器(51)与所述第三谐振器(53)通过所述第一耦合件(3)耦合，形成感性耦合，相位为正90度；

所述第一谐振器(51)与所述第二谐振器(52)或所述第二谐振器(52)与所述第三谐振器(53)之间任意且只有一个耦合变为容性耦合时，所述第一谐振器(51)与所述第三谐振器(53)之间的耦合变成容性耦合，相位从正90度变成付90度。

9.根据权利要求8所述的一种直排腔电容耦合结构的耦合方法，其特征在于，所述第一耦合件(3)的耦合量通过调整所述第一固定柱(21)、第二固定柱(22)和第三固定柱(23)的高度来调整。

10.根据权利要求8所述的一种直排腔电容耦合结构的耦合方法，其特征在于，所述第二耦合件(7)的耦合量通过调整所述第二耦合件(7)的长度和/或所述耦合块(71)的长度。

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