CN210040478U - 一种扁平同轴腔体滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种扁平同轴腔体滤波器，主要解决当前同轴滤波器装配复杂，成本较高及损耗较大的问题。其包括上侧金属盖板(1)、两个馈电结构(2)、中间金属内导体(3)以及下侧金属盖板(4)；两个馈电结构位于上侧金属盖板上，中间金属内导体夹在上侧金属盖板与下侧金属盖板间；上侧金属盖板包括有多个上隔板(13)与多个调谐螺钉(12)，中间金属内导体包括两个抽头(32)、多个谐振器(33)及外围固定件(31)，且为一体化结构；下侧金属盖板包括有多个下隔板(41)，通过上下隔板实现对耦合系数的控制。本实用新型低损耗、低成本、易加工，可用于移动基站系统。

Description

一种扁平同轴腔体滤波器

技术领域

本实用新型属于射频与微波技术领域，特别涉及一种同轴腔体滤波器，可用于移动基站系统。

背景技术

随着5G移动通信与多输入多输出MIMO技术的发展，具有低损耗特点的金属和介质滤波器被越来越多的运用在移动基站中，其设计方法也越来越受到人们的关注。在滤波器理论中，无载Q值反应了滤波器损耗的大小，无载Q值越大则代表滤波器的损耗越小。传统的基站滤波器大都是以同轴型滤波器为主，但是同轴型滤波器的体积过大，而且需要分开加工内外导体，再将所有内导体分别安装进外导体中，导致加工工序复杂，加工完成后需要花费大量时间进行调试，因此同轴型滤波器的成本较高。悬置空气带线滤波器虽然具有扁平化的优势，但中间导体层为悬置的介质基板，导致无载Q值较低，而且非相邻腔之间的耦合难以控制，难以在基站滤波器中推广应用。

2016年蔡辉等人申请的专利“一种同轴腔体滤波器”，专利号为CN206116570U，通过将滤波器壳体分解为单个薄壁腔，提高了生产效率，省掉了厚重的壳体，节约了材料，减少了重量，从而降低了成本。但这种同轴型全金属滤波器由于仍然需要分开加工内外导体，因而存在装配成本高和调试成本高的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种扁平同轴腔体滤波器，以解决上述现有滤波器加工工艺复杂，成本过高，介电损耗过大，及耦合难以控制的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种扁平同轴腔体滤波器，包括上侧金属盖板、两个馈电结构、中间金属内导体以及下侧金属盖板，两个馈电结构位于上侧金属盖板之上，上侧金属盖板与下侧金属盖板之间为空气腔，其特征在于：

所述中间金属内导体，包括两个抽头、多个谐振器及外围固定件，两个抽头分别固定在第一个谐振器与最后一个谐振器上，所有谐振器固定在外围固定件上，并通过金属板或介质表面金属化加工成型为扁平状一体化结构，夹在上侧金属盖板与下侧金属盖板之间；

所述上侧金属盖板上设有多个上隔板，下侧金属盖板上设有多个下隔板，每个上隔板与每个下隔板紧贴对齐，并贯穿在上侧金属盖板与下侧金属盖板之间的空气腔。

作为优选，每个谐振器采用T型阶梯阻抗谐振器，且靠近外围固定件一端的宽度小于另一端的宽度。

作为优选，每个上隔板位于多个谐振器中的每相邻两个谐振器较窄一端之间或较宽一端之间的上方，每个下隔板，位于多个谐振器中的每相邻两个谐振器较窄一端之间或较宽一端之间的下方，用以隔离电场或磁场，控制这两个相邻谐振器之间的耦合系数为正或负。

作为优选，所述上侧金属盖板与下侧金属盖板采用金属材料或介质表面金属化制成。

本实用新型具有以下技术优点：

1.本实用新型由于中间扁平化金属内导体采用一体加工成形，且与上、下侧金属盖板表面均采用金属材料或介质表面金属化材料，减小了滤波器的加工复杂度以及介电损耗，从而实现低成本、低损耗的特点。

2.本实用新型由于采用分层组合方式，分别加工上下层的金属盖板以及中间层的扁平一体化金属内导体，然后将金属内导体夹在上下侧的金属盖板之间，易于组装。

3.本实用新型由于在上下层金属盖板之间引入隔板，可灵活控制相邻谐振单元之间耦合系数为正或是为负。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中的上侧金属盖板结构示意图；

图3为本实用新型中的中间金属内导体结构示意图；

图4为本实用新型中的下侧金属盖板结构示意图；

图5为本实用新型实施例的散射参数仿真曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明：

参照图1，本实施例包括两个馈电结构2、上侧金属盖板1、下侧金属盖板4以及中间金属内导体3这四个部分，两个馈电结构2位于上侧金属盖板1之上，上侧金属盖板1与下侧金属盖板4之间为空气腔，上侧金属盖板1与下侧金属盖板2采用金属材料或介质表面金属化制成，中间金属内导体3通过金属板或介质表面金属化加工成型为扁平状一体化结构，夹在上侧金属盖板1与下侧金属盖板4之间，上侧金属盖板1、下侧金属盖板4以及中间金属内导体3进行镀银处理。

参照图2，上侧金属盖板1，包括有多个上隔板13、两个小孔11以及多个调谐螺钉12，本实例取但不限于上隔板的个数取值为十三，调谐螺钉的个数取值为二十三。

参照图3，中间金属内导体3包括两个抽头32、多个谐振器33及外围固定件31，两个抽头32分别固定在第一个谐振器与第十个谐振器上，所有谐振器固定在外围固定件31上，每个谐振器33采用T型阶梯阻抗谐振器，且靠近外围固定件31一端的宽度小于另一端的宽度，本实例取但不限于谐振器的个数取值为十。

参照图4，下侧金属盖板4包括有多个下隔板41，本实例取但不限于下隔板的个数取值为十三。

两个馈电结构2分别穿过两个小孔11连接到两个抽头32上，多个调谐螺钉12位于多个谐振器33中的每个谐振器较宽一端的上方以及每相邻两个谐振器较窄一端之间或较宽一端之间的上方，每个上隔板13位于多个谐振器33中的每相邻两个谐振器较窄一端之间或较宽一端之间的上方，每个下隔板41位于多个谐振器33中的每相邻两个谐振器较窄一端之间或较宽一端之间的下方，每个上隔板13与每个下隔板41紧贴对齐，并贯穿在上侧金属盖板1与下侧金属盖板4之间的空气腔。

本实例中，十个调谐螺钉位于十个谐振器较宽一端的上方，十三个调谐螺钉位于十个谐振器中的每相邻两个谐振器较窄一端之间或较宽一端之间的上方。十三个上隔板位于十个谐振器中的每相邻两个谐振器较窄一端之间或较宽一端之间的上方，十三个下隔板位于十个谐振器中的每相邻两个谐振器较窄一端之间或较宽一端之间的下方，十三个上隔板与十三个下隔板紧贴对齐，并贯穿在上侧金属盖板与下侧金属盖板之间的空气腔。

本实例通过加入隔板隔绝电场或是磁场，实现不同谐振器之间的耦合系数为正或是负。通过位于谐振器开路端附近正上方的调谐螺钉控制每个谐振器的谐振频率，通过位于两个谐振器之间的调谐螺钉控制每两个谐振器之间的耦合系数，调谐螺钉的长度越长，谐振器的谐振频率就越低，谐振器之间的耦合系数就越小。

本实用新型的效果可通过以下仿真进一步说明：

利用商业仿真软件HFSS_15.0对上述实施例中滤波器的整体结构进行仿真计算，得出该滤波器整体结构的散射参数随频率变化结果，如图5所示。

图5中的横坐标为频率，单位为GHz，范围为从3.1GHz—3.9GHz，纵坐标为散射参数幅度的分贝值，单位为dB，范围为-120dB—5dB，其中S11代表端口一的反射系数，S21代表端口一到端口二的传输系数。从图5中可以看出，在3.415GHz到3.575GHz范围内，S11小于-20dB，S21大于-0.4dB，这说明该滤波器损耗较小。

以上仿真结果说明，本实用新型所提出的一种扁平同轴腔体滤波器，与现有技术相比，在保证低损耗的同时，还具有易于加工的优点。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种扁平同轴腔体滤波器，包括上侧金属盖板(1)、两个馈电结构(2)、中间金属内导体(3)以及下侧金属盖板(4)，两个馈电结构(2)位于上侧金属盖板(1)之上，上侧金属盖板(1)与下侧金属盖板(4)之间为空气腔，其特征在于：

所述中间金属内导体(3)，包括两个抽头(32)、多个谐振器(33)及外围固定件(31)，两个抽头(32)分别固定在第一个谐振器与最后一个谐振器上，所有谐振器固定在外围固定件(31)上，并通过金属板或介质表面金属化加工成型为扁平状一体化结构，夹在上侧金属盖板(1)与下侧金属盖板(4)之间；

所述上侧金属盖板(1)上设有多个上隔板(13)，下侧金属盖板(4)上设有多个下隔板(41)，每个上隔板(13)与每个下隔板(41)紧贴对齐，并贯穿在上侧金属盖板(1)与下侧金属盖板(4)之间的空气腔。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，每个谐振器(33)采用T型阶梯阻抗谐振器，且靠近外围固定件(31)一端的宽度小于另一端的宽度。

3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，每个上隔板(13)位于多个谐振器(33)中的每相邻两个谐振器较窄一端之间或较宽一端之间的上方，每个下隔板(41)，位于多个谐振器(33)中的每相邻两个谐振器较窄一端之间或较宽一端之间的下方，用以隔离电场或磁场，控制这两个相邻谐振器之间的耦合系数为正或负。

4.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述上侧金属盖板(1)与下侧金属盖板(4)采用金属材料或介质表面金属化制成。

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