CN114039186A - 一种枝节谐振器及小型化滤波器 - Google Patents

Abstract

一种枝节谐振器及小型化滤波器，它涉及无线通信设备组件。它包括谐振腔体、谐振枝节、谐振腔，谐振腔体内设有谐振腔，且谐振枝节设置在谐振腔内，谐振枝节与谐振腔体相连接，谐振枝节包括丫枝节、根枝节，丫枝节的一端与根枝节相连接，且丫枝节与根枝节为一体化结构。本发明有益效果为：本谐振器采用简单的片状结构，高度尺寸大大减小，不同谐振器之间相互交错，腔体空间共享，长宽尺寸更紧凑，且谐振器为片状结构，可以做成一体，一次安装，成本更低，便于批量生产，而本谐振器之间的耦合特性可正可负，不需要额外电容耦合结构，由于不需要额外的电容耦合结构，本谐振器没有由于电容耦合结构引起的谐波干扰，远端抑制更好。

Description

一种枝节谐振器及小型化滤波器

技术领域

本发明涉及无线通信设备组件，具体涉及一种枝节谐振器及小型化滤波器。

背景技术

滤波器是无线通讯系统的重要部件，起到抑制噪声信号，通过有用信号的作用。3G/4G基站通常采用同轴腔体滤波器，其主要结构是滤波器腔体及安装在腔体内的同轴谐振器。谐振器单腔体积越大，滤波器损耗越小，反之滤波器损耗越大。但随着无线通信技术的发展，5G基站系统要求集成化、小型化。因此要求滤波器的体积尽可能减小，由此会导致谐振器单腔变小，损耗增大，造成系统效率降低。此时同轴谐振器在尺寸及损耗上相互矛盾，需要新的方案来减小谐振器尺寸的同时不会增加滤波器损耗，并具有以下几点不足之处：

1、同轴谐振器在滤波器腔体内竖直安装，高度尺寸较大，不同谐振器单腔之间相互独立，长宽尺寸无法压缩；

2、每个同轴谐振器都是独立的零件，无法做成一体，需要单独安装；

3、同轴谐振器之间的耦合是正耦合，若想产生负耦合，需要额外的电容耦合结构。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中不足与缺陷，提供一种枝节谐振器及小型化滤波器,本谐振器采用简单的片状结构，高度尺寸大大减小，不同谐振器之间相互交错，腔体空间共享，长宽尺寸更紧凑，且谐振器为片状结构，可以做成一体，一次安装，成本更低，便于批量生产，而本谐振器之间的耦合特性可正可负，不需要额外电容耦合结构，由于不需要额外的电容耦合结构，本谐振器没有由于电容耦合结构引起的谐波干扰，远端抑制更好。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：一种枝节谐振器，它包括谐振腔体1、谐振枝节2、谐振腔3，所述谐振腔体1内设有谐振腔3，且谐振枝节2设置在谐振腔3内，所述谐振枝节2与谐振腔体1相连接，所述谐振枝节2包括丫枝节21、根枝节22，所述丫枝节21的一端与根枝节22相连接，且丫枝节21与根枝节22为一体化结构。

进一步的，所述谐振枝节2还包括了地枝节23，所述根枝节22与地枝节23固定连接，且根枝节22与地枝节23为一体化结构。

进一步的，所述谐振外壳3由导电材料或表面镀覆金属层的非导电材料制成。

进一步的，所述谐振腔体1内设有腔体侧壁101，所述地枝节23与腔体侧壁101相连接。

进一步的，所述谐振枝节2由导电材料如铜、铝或铁做成，或者由表面镀覆一层导电材料的非金属材料做成。

一种小型化滤波器，它包括下壳体4、调试螺孔5、腰型槽6、紧固螺孔7、上壳体8、谐振片9，所述下壳体4与上壳体8相互连接，且上壳体8上设有调试螺孔5、腰型槽6及紧固螺孔7，所述谐振片9设置在下壳体4与上壳体8右侧的中部。

优化的，所述谐振片9设有两个以上，且通过螺钉、焊接或压铆方式安装固定在下壳体4上。

优化的，所述下壳体4上设有定位柱4-1与耦合隔筋4-2，所述耦合隔筋4-2与谐振片9间隔分布在下壳体4上。

优化的，所述谐振片9上设有馈电孔9-1。

优化的，所述调试螺孔5、腰型槽6及紧固螺孔7均设有两个以上，且紧固螺孔7均分布在下壳体4与上壳体8上中下三处。

本发明的工作原理：一种枝节谐振器，谐振腔体1是由导电材料或表面镀覆金属层的非导电材料制成的封闭或半封闭结构，其封闭的内部空间形成谐振腔3，谐振腔3内装有谐振枝节2，在谐振腔体1上可设置调谐螺钉，位于谐振枝节2附近、上方或下方，将调谐螺钉拧入则降低谐振枝节的谐振频率，反之提高谐振频率，而谐振枝节2由一段或多段窄片构成，每一段窄片都是一个枝节，窄片相互连接形成谐振枝节2，其中与谐振腔体1连接的窄片为根枝节22，而不与谐振腔体1连接的窄片为丫枝节21，谐振枝节2由导电材料如铜、铝或铁做成，或者由表面镀覆一层导电材料的非金属材料做成，不同窄片可以串联连接，形成L型、Z型、U型等基本构型，也可以并联连接，形成V型、Y型、T型、E型、F型等基本构型，不同基本构型之间又可以通过串联或并联形成其他结构的谐振枝节2，谐振枝节2通过根枝节21与谐振腔体1连接，通过螺钉、焊接或压铆，安装在谐振腔体1内，当有一个根枝节22时，枝节谐振器的磁场主要集中在根枝节22处，而电场集中在丫枝节21处，多个谐振枝节2可以交错排布从而共用一个谐振腔3，达到减小体积的作用，在谐振枝节2与谐振腔体1之间还可以设置地枝节23，地枝节23沿谐振腔体1侧壁排布，一边与腔体通过焊接或螺钉进行固定并形成接地，一边与谐振枝节2的根枝节23连接，从而将谐振枝节2固定在谐振腔体1上，对于一种小型化滤波器，该小型化滤波器由下壳体4、调试螺孔5、腰型槽6、紧固螺孔7、上壳体8、谐振片9构成，其中谐振片9通过螺钉、焊接或压铆方式安装固定在下壳体4上，这些谐振片9既可以相互独立，分别安装在下壳体4上，也可以通过同时与下壳体4及根枝节连接的地枝节连为一体，从而作为整体紧固在腔体内，地枝节一边与腔体通过焊接或螺钉进行固定并形成接地，一边与谐振片9的根枝节连接，地枝节可以沿腔体侧壁内轮廓沿伸，首尾相连形成闭环，从而将所有谐振片9连成一体，多个谐振片9在下壳体4交错排列构成多个谐振器，从而形成滤波器，在首尾的谐振片9上还设有输入输出馈电结构，起到信号输入输出作用，当两个谐振片9的丫枝节距离较近，而根枝节距离较远时，两个谐振器之间的主耦合为电场耦合，即电容性耦合(负耦合)；当两个谐振片9的根枝节距离较近，而丫枝节距离较远时，两个谐振器之间的主耦合为磁场耦合，即电感性耦合(正耦合)，通过调整两个谐振器根枝节和丫枝节之间的距离，即可改变两个谐振器之间的耦合极性，不需要额外的电容耦合结构即可实现负耦合，由于谐振片9在腔体内交错排列，顺序上不相邻的谐振器之间在结构上实现相邻，从而产生交叉耦合，由此可以实现感性传输零点或者容性传输零点，提升滤波器对噪声信号的抑制性能，在腔体上可设置耦合隔筋4-2、耦合螺钉及调试螺孔5，其中耦合隔筋4-2至少一端与腔体连接，将不同谐振片9部分或全部隔开，起到调节谐振片9之间耦合量的作用，耦合螺钉设置在不同谐振片9之间，将耦合螺钉拧入则增强谐振片9之间的感性耦合，减弱容性耦合，调谐螺钉位于谐振片9侧面、上方或下方，将调谐螺钉拧入靠近谐振枝节，则降低谐振片9的谐振频率，反之提高谐振频率，其中，多枝谐振片9由“日”字型的闭环地枝节将多个谐振枝节连接而成，谐振片9通过下壳体4上的定位柱定位，并通过下壳体4与上壳体8的紧固螺孔7用沉头螺钉安装在下壳体4与上壳体8中间，馈电连接器的内导体与的馈电孔9-1相连，起到输入输出信号作用，在滤波器水平方向上，上半边为一个通道，下半边为一个通道，两通道上下对称，每个通道各有7个谐振器，谐振器1～谐振器7，分别采用Z型、L型、U型、T型、U型、L型和Z型谐振片9基本构型，其中，相邻谐振器1和2、2和3、3和4、4和5、5和6、6和7之间通过丫枝节形成极性为电容耦合负耦合的主耦合，不相邻谐振器1和3，5和7之间通过根枝节形成极性为电感耦合正耦合的交叉耦合，不相邻谐振器3和5之间通过丫枝节形成极性为电容耦合负耦合的交叉耦合，由三个交叉耦合形成了三个传输零点，提升了滤波器的抑制性能，该滤波器频率响应曲线，由于不需要额外的容性交叉耦合结构，滤波器的二次谐波远离滤波器通带，在8.9GHz左右。

采用上述技术方案后，本发明有益效果为：本谐振器采用简单的片状结构，高度尺寸大大减小，不同谐振器之间相互交错，腔体空间共享，长宽尺寸更紧凑，且谐振器为片状结构，可以做成一体，一次安装，成本更低，便于批量生产，而本谐振器之间的耦合特性可正可负，不需要额外电容耦合结构，由于不需要额外的电容耦合结构，本谐振器没有由于电容耦合结构引起的谐波干扰，远端抑制更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中枝节谐振器的结构示意图。

图2是图1对应的俯视结构示意图。

图3是本发明中实施例二的结构示意图。

图4是本发明中实施例三的结构示意图。

图5是本发明中实施例四的结构示意图。

图6是本发明中实施例五的结构示意图。

图7是本发明中实施例六的结构示意图。

图8是本发明中实施例七的结构示意图。

图9是本发明中实施例八的结构示意图。

图10是图1对应的谐振枝节的地枝节示意图。

图11是本发明中小型化滤波器的结构示意图。

图12是图11对应的下壳体4的俯视结构示意图。

图13是本发明中小型化滤波器频率响应曲线。

图14是本发明中小型化滤波器远端谐波性能。

附图标记说明：谐振腔体1、谐振枝节2、谐振腔3、丫枝节21、根枝节22、地枝节23、腔体侧壁101、下壳体4、调试螺孔5、腰型槽6、紧固螺孔7、上壳体8、谐振片9、定位柱4-1、耦合隔筋4-2、馈电孔9-1。

具体实施方式

实施例一：

参看图1-图2及图10所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包括谐振腔体1、谐振枝节2、谐振腔3，所述谐振腔体1内设有谐振腔3，且谐振枝节2设置在谐振腔3内，所述谐振枝节2与谐振腔体1相连接，所述谐振枝节2包括丫枝节21、根枝节22，所述丫枝节21的一端与根枝节22相连接，且丫枝节21与根枝节22为一体化结构。

所述谐振枝节2还包括了地枝节23，所述根枝节22与地枝节23固定连接，且根枝节22与地枝节23为一体化结构，所述谐振外壳3由导电材料或表面镀覆金属层的非导电材料制成，所述谐振腔体1内设有腔体侧壁101，所述地枝节23与腔体侧壁101相连接，所述谐振枝节2由导电材料如铜、铝或铁做成，或者由表面镀覆一层导电材料的非金属材料做成。

参看图11-图14所示，一种小型化滤波器，它包括下壳体4、调试螺孔5、腰型槽6、紧固螺孔7、上壳体8、谐振片9，所述下壳体4与上壳体8相互连接，且上壳体8上设有调试螺孔5、腰型槽6及紧固螺孔7，所述谐振片9设置在下壳体4与上壳体8右侧的中部。

所述谐振片9设有两个以上，且通过螺钉、焊接或压铆方式安装固定在下壳体4上，所述下壳体4上设有定位柱4-1与耦合隔筋4-2，所述耦合隔筋4-2与谐振片9间隔分布在下壳体4上，所述谐振片9上设有馈电孔9-1，所述调试螺孔5、腰型槽6及紧固螺孔7均设有两个以上，且紧固螺孔7均分布在下壳体4与上壳体8上中下三处。

实施例二：

参看图3所示，所述谐振枝节2与谐振片9还可为L型枝节。

实施例三：

参看图4所示，所述谐振枝节2与谐振片9还可为Z型枝节。

实施例四：

参看图5所示，所述谐振枝节2与谐振片9还可为U型枝节。

实施例五：

参看图6所示，所述谐振枝节2与谐振片9还可为V型枝节。

实施例六：

参看图7所示，所述谐振枝节2与谐振片9还可为Y型枝节。

实施例七：

参看图8所示，所述谐振枝节2与谐振片9还可为T型枝节。

实施例八：

参看图9所示，所述谐振枝节2与谐振片9还可为F型枝节。

本发明的工作原理：一种枝节谐振器，谐振腔体1是由导电材料或表面镀覆金属层的非导电材料制成的封闭或半封闭结构，其封闭的内部空间形成谐振腔3，谐振腔3内装有谐振枝节2，在谐振腔体1上可设置调谐螺钉，位于谐振枝节2附近、上方或下方，将调谐螺钉拧入则降低谐振枝节的谐振频率，反之提高谐振频率，而谐振枝节2由一段或多段窄片构成，每一段窄片都是一个枝节，窄片相互连接形成谐振枝节2，其中与谐振腔体1连接的窄片为根枝节22，而不与谐振腔体1连接的窄片为丫枝节21，谐振枝节2由导电材料如铜、铝或铁做成，或者由表面镀覆一层导电材料的非金属材料做成，不同窄片可以串联连接，形成L型、Z型、U型等基本构型，也可以并联连接，形成V型、Y型、T型、E型、F型等基本构型，不同基本构型之间又可以通过串联或并联形成其他结构的谐振枝节2，谐振枝节2通过根枝节21与谐振腔体1连接，通过螺钉、焊接或压铆，安装在谐振腔体1内，当有一个根枝节22时，枝节谐振器的磁场主要集中在根枝节22处，而电场集中在丫枝节21处，多个谐振枝节2可以交错排布从而共用一个谐振腔3，达到减小体积的作用，在谐振枝节2与谐振腔体1之间还可以设置地枝节23，地枝节23沿谐振腔体1侧壁排布，一边与腔体通过焊接或螺钉进行固定并形成接地，一边与谐振枝节2的根枝节23连接，从而将谐振枝节2固定在谐振腔体1上，对于一种小型化滤波器，该小型化滤波器由下壳体4、调试螺孔5、腰型槽6、紧固螺孔7、上壳体8、谐振片9构成，其中谐振片9通过螺钉、焊接或压铆方式安装固定在下壳体4上，这些谐振片9既可以相互独立，分别安装在下壳体4上，也可以通过同时与下壳体4及根枝节连接的地枝节连为一体，从而作为整体紧固在腔体内，地枝节一边与腔体通过焊接或螺钉进行固定并形成接地，一边与谐振片9的根枝节连接，地枝节可以沿腔体侧壁内轮廓沿伸，首尾相连形成闭环，从而将所有谐振片9连成一体，多个谐振片9在下壳体4交错排列构成多个谐振器，从而形成滤波器，在首尾的谐振片9上还设有输入输出馈电结构，起到信号输入输出作用，当两个谐振片9的丫枝节距离较近，而根枝节距离较远时，两个谐振器之间的主耦合为电场耦合，即电容性耦合(负耦合)；当两个谐振片9的根枝节距离较近，而丫枝节距离较远时，两个谐振器之间的主耦合为磁场耦合，即电感性耦合(正耦合)，通过调整两个谐振器根枝节和丫枝节之间的距离，即可改变两个谐振器之间的耦合极性，不需要额外的电容耦合结构即可实现负耦合，由于谐振片9在腔体内交错排列，顺序上不相邻的谐振器之间在结构上实现相邻，从而产生交叉耦合，由此可以实现感性传输零点或者容性传输零点，提升滤波器对噪声信号的抑制性能，在腔体上可设置耦合隔筋4-2、耦合螺钉及调试螺孔5，其中耦合隔筋4-2至少一端与腔体连接，将不同谐振片9部分或全部隔开，起到调节谐振片9之间耦合量的作用，耦合螺钉设置在不同谐振片9之间，将耦合螺钉拧入则增强谐振片9之间的感性耦合，减弱容性耦合，调谐螺钉位于谐振片9侧面、上方或下方，将调谐螺钉拧入靠近谐振枝节，则降低谐振片9的谐振频率，反之提高谐振频率，其中，多枝谐振片9由“日”字型的闭环地枝节将多个谐振枝节连接而成，谐振片9通过下壳体4上的定位柱定位，并通过下壳体4与上壳体8的紧固螺孔7用沉头螺钉安装在下壳体4与上壳体8中间，馈电连接器的内导体与的馈电孔9-1相连，起到输入输出信号作用，在滤波器水平方向上，上半边为一个通道，下半边为一个通道，两通道上下对称，每个通道各有7个谐振器，谐振器1～谐振器7，分别采用Z型、L型、U型、T型、U型、L型和Z型谐振片9基本构型，其中，相邻谐振器1和2、2和3、3和4、4和5、5和6、6和7之间通过丫枝节形成极性为电容耦合负耦合的主耦合，不相邻谐振器1和3，5和7之间通过根枝节形成极性为电感耦合正耦合的交叉耦合，不相邻谐振器3和5之间通过丫枝节形成极性为电容耦合负耦合的交叉耦合，由三个交叉耦合形成了三个传输零点，提升了滤波器的抑制性能，该滤波器频率响应曲线，由于不需要额外的容性交叉耦合结构，滤波器的二次谐波远离滤波器通带，在8.9GHz左右。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种枝节谐振器，其特征在于：它包括谐振腔体(1)、谐振枝节(2)、谐振腔(3)，所述谐振腔体(1)内设有谐振腔(3)，且谐振枝节(2)设置在谐振腔(3)内，所述谐振枝节(2)与谐振腔体(1)相连接，所述谐振枝节(2)包括丫枝节(21)、根枝节(22)，所述丫枝节(21)的一端与根枝节(22)相连接，且丫枝节(21)与根枝节(22)为一体化结构。

2.根据权利要求1所述的一种枝节谐振器，其特征在于：所述谐振枝节(2)还包括了地枝节(23)，所述根枝节(22)与地枝节(23)固定连接，且根枝节(22)与地枝节(23)为一体化结构。

3.根据权利要求1所述的一种枝节谐振器，其特征在于：所述谐振外壳(3)由导电材料或表面镀覆金属层的非导电材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种枝节谐振器，其特征在于：所述谐振腔体(1)内设有腔体侧壁(101)，所述地枝节(23)与腔体侧壁(101)相连接。

5.根据权利要求1所述的一种枝节谐振器，其特征在于：所述谐振枝节(2)由导电材料如铜、铝或铁做成，或者由表面镀覆一层导电材料的非金属材料做成。

6.一种小型化滤波器，其特征在于：它包括下壳体(4)、调试螺孔(5)、腰型槽(6)、紧固螺孔(7)、上壳体(8)、谐振片(9)，所述下壳体(4)与上壳体(8)相互连接，且上壳体(8)上设有调试螺孔(5)、腰型槽(6)及紧固螺孔(7)，所述谐振片(9)设置在下壳体(4)与上壳体(8)右侧的中部。

7.根据权利要求6所述的一种小型化滤波器，其特征在于：所述谐振片(9)设有两个以上，且通过螺钉、焊接或压铆方式安装固定在下壳体(4)上。

8.根据权利要求6所述的一种小型化滤波器，其特征在于：所述下壳体(4)上设有定位柱(4-1)与耦合隔筋(4-2)，所述耦合隔筋(4-2)与谐振片(9)间隔分布在下壳体(4)上。

9.根据权利要求6所述的一种小型化滤波器，其特征在于：所述谐振片(9)上设有馈电孔(9-1)。

10.根据权利要求6所述的一种小型化滤波器，其特征在于：所述调试螺孔(5)、腰型槽(6)及紧固螺孔(7)均设有两个以上，且紧固螺孔(7)均分布在下壳体(4)与上壳体(8)上中下三处。

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