CN210778910U - 一种滤波器耦合单元和滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供的滤波器耦合单元和滤波器，该滤波器耦合单元包括子谐振腔、屏蔽层、调谐孔、电容耦合孔以及电感耦合孔；所述屏蔽层设置于所述耦合单元的外表面；所述耦合单元中设有若干个子谐振腔，所述子谐振腔分布于所述耦合单元中；各所述调谐孔各自位于所述子谐振腔的一个端面，用于调整滤波器频率；所述电容耦合孔包括至少一个，位于至少两个所述子谐振腔之间，用于产生电容耦合效应；所述电感耦合孔包括至少一个，设置于相邻的所述子谐振腔之间，用于产生电感耦合效应。从而实现了滤波器的交叉耦合，而且结构简单，易于实现。

Description

一种滤波器耦合单元和滤波器

技术领域

本实用新型实施例涉及但不限于通信领域，具体而言，涉及但不限于一种滤波器耦合单元和滤波器。

背景技术

电磁波在高介电常数物质中传播时，其波长可以缩短，利用这一理论，可采用介质材料代替传统金属材料，在相同指标下，滤波器的体积可以缩小。对于介质滤波器的研究一直是通信行业的热点。滤波器作为无线通信产品重要部件，介质滤波器对通信产品的小型化具有特别重要的意义。

交叉耦合的意义在于，电磁波通过不同的耦合链路后的相位极性反转，从而在滤波器带外产生无穷小的陷波点，即传输零点。从而在腔数不增加的前提下，提升滤波器带外抑制的能力。

带外零点的产生，位于滤波器工作通带的高低端两侧或者一侧。当两个带外零点分别为于滤波器通带两侧时候，且强弱不同，即和通道的频率距离不同，称为非平衡式交叉耦合。当两个带外零点分别为于滤波器通带两侧时候，且强弱相同，即和通道的频率距离相同，称为平衡式交叉耦合。传统金属腔调节空间大，上述两种交叉耦合都易于实现。而介质滤波器内部全为实心陶瓷填充，可塑性差，可调性差的特点，在两腔之间形成某种形式交叉耦合就相当困难。

实用新型内容

本实用新型实施例提供的一种滤波器耦合单元和滤波器，主要解决的技术问题是提供一种介质滤波器中的交叉耦合结构。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种滤波器耦合单元，包括子谐振腔、屏蔽层、调谐孔、电容耦合孔以及电感耦合孔；所述屏蔽层设置于所述耦合单元的外表面；所述耦合单元中设有若干个子谐振腔，所述子谐振腔分布于所述耦合单元中；各所述调谐孔各自位于所述子谐振腔的一个端面，用于调整滤波器频率；所述电容耦合孔包括至少一个，位于至少两个所述子谐振腔之间，用于产生电容耦合效应；所述电感耦合孔包括至少一个，设置于相邻的所述子谐振腔之间，用于产生电感耦合效应。

本实用新型实施例还提供一种滤波器，包括电源以及至少一个上述的滤波器耦合单元。

本实用新型的有益效果是：

根据本实用新型实施例提供的滤波器耦合单元和滤波器，该滤波器耦合单元包括子谐振腔、屏蔽层、调谐孔、电容耦合孔以及电感耦合孔；所述屏蔽层设置于所述耦合单元的外表面；所述耦合单元中设有若干个子谐振腔，所述子谐振腔分布于所述耦合单元中；各所述调谐孔各自位于所述子谐振腔的一个端面，用于调整滤波器频率；所述电容耦合孔包括至少一个，位于至少两个所述子谐振腔之间，用于产生电容耦合效应；所述电感耦合孔包括至少一个，设置于相邻的所述子谐振腔之间，用于产生电感耦合效应。从而实现了滤波器的交叉耦合，而且结构简单，易于实现。

本实用新型其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本实用新型说明书中的记载变的显而易见。

附图说明

图1为本实用新型各实施例中的滤波器耦合单元的结构示意图；

图2为本实用新型调谐孔偏移示意图；

图3为本实用新型各实施例中的滤波器耦合单元的结构示意图；

图4为本实用新型各实施例中的滤波器耦合单元的结构示意图；

图5为本实用新型实施例三中的滤波器耦合单元的结构立体透视图；

图6为本实用新型实施例三中的对称零点波形示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型实施例作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一：

请参见图1，本实施例提供了一种滤波器耦合单元，其包括子谐振腔209、屏蔽层、调谐孔201～204、电容耦合孔205以及电感耦合孔206～208；屏蔽层设置于耦合单元的外表面；耦合单元中设有若干个子谐振腔209，子谐振腔209分布于耦合单元中；各调谐孔201～204各自位于子谐振腔的一个端面，用于调整滤波器频率；电容耦合孔205包括至少一个，位于至少两个子谐振腔之间，用于产生电容耦合效应；电感耦合孔206～208包括至少一个，设置于相邻的子谐振腔之间，用于产生电感耦合效应。

在一些实施例中，滤波器耦合单元为矩形，各子谐振腔包括四个，且各自为形状一致的矩形，分布于滤波器耦合单元的四个方向。其中，滤波器耦合单元，通过陶瓷介质来制作，其四个子谐振腔一体成型，四个谐振腔分别位于四个角，排列成方形结构。以图1为例，该滤波器耦合单元包括：子谐振腔209，由陶瓷材料制成；设置于各子谐振腔内的调谐孔201、202、203和204；设置于子谐振腔之间的电容耦合孔205；设置于子谐振腔之间的电感耦合孔206、207和208。谐振腔的作用是频率筛选，使得有用频率谐振通过，对无用频率的抑制。本实施例以四个子谐振腔为例说明了其分布方式，本领域技术人员知晓如果子谐振腔有比4更多或更少的数量，根据谐振腔的形状，可以以其他方式对自子谐振腔进行分布设置。

在一些实施例中，调谐孔为盲孔。盲孔表示，在器件的其中一个表面开孔，但是孔只到器件的内部，而并不贯穿器件。每个子谐振腔的一个面上，带有一个调谐孔，其作用是通过盲孔的深浅对频率进行调整。也可以对盲孔内侧金属接地层面积的调整，进行对频率的微调。

在一些实施例中，至少一个调谐孔设置的位置在对应的子谐振腔的非中心位置，也就是调谐孔偏移。请参考图2，图2示出了一种调谐孔偏移的概念，图2中，假设调谐孔101底面圆心所在坐标刚好位于所在子谐振腔104平面的中心位置，把此时调谐孔101的底面圆心位置这点定义为基点。调谐孔101发生偏移，是以基点为圆心，向外360°的任意方向，偏移一定距离，偏移后的调盲孔为102，此时该调谐孔与右侧另一个调谐孔103沿中轴线是非对称的。

在一些实施例中，调谐孔为圆孔，且圆心所在位置是沿对应的子谐振腔的中心向水平方向和/或垂直方向偏移。所谓水平方向和/或垂直方向是针对子谐振腔的腔体平面而言，具体体现就是，调谐孔可以沿对应的子谐振腔的腔体中心的360°任意方向，偏移一定距离。

在一些实施例中，调谐孔的圆心相对于对应的子谐振腔的中心偏移的绝对距离为0mm至30mm。其中，偏移距离为0mm就是不发生偏移。

在一些实施例中，电容耦合孔为盲孔或通孔。通孔和盲孔对应，通孔是开设与器件上的孔，其孔贯穿器件相对的两面。

在一些实施例中，当电容耦合孔为盲孔时，电容耦合孔的孔深为相邻腔调谐孔的孔深的1.1到1.95倍，电容耦合孔的底面积是其相邻调谐孔的底面积的0.3到1.8倍；每一个电容耦合孔产生两个传输零点。

在一些实施例中，电感耦合孔为通孔，且电感耦合孔的截面形状为规则形状或不规则形状。其中，规则形状，表示电感耦合孔是圆形、正方形、长方形、椭圆形等规则形状，或者是如T形、L形等不规则形状。

在一些实施例中，电感耦合孔包括三个，各设置在不同的相邻调谐孔之间；电容耦合孔包括一个，设置在其他两个相邻的调谐孔之间。也就是说，本实施例中，电感耦合孔和电容耦合孔一共包括四个，分别设置于两两调谐孔之间；而其中电感耦合孔包括三个，电容耦合孔包括一个。

本实施例提供的滤波器耦合单元，该滤波器耦合单元包括子谐振腔、屏蔽层、调谐孔、电容耦合孔以及电感耦合孔；所述屏蔽层设置于所述耦合单元的外表面；所述耦合单元中设有若干个子谐振腔，所述子谐振腔分布于所述耦合单元中；各所述调谐孔各自位于所述子谐振腔的一个端面，用于调整滤波器频率；所述电容耦合孔包括至少一个，位于至少两个所述子谐振腔之间，用于产生电容耦合效应；所述电感耦合孔包括至少一个，设置于相邻的所述子谐振腔之间，用于产生电感耦合效应。从而实现了滤波器的交叉耦合，而且结构简单，易于实现。

本实施例还提供一种滤波器，其包括电源单元以及至少一个各实施例中的滤波器耦合单元。

实施例二：

本实施例提供了一种全介质滤波器的交叉耦合单元，由4个腔组成，四个腔按顺时针或逆时针方向排列成一个正方形或者长方形。以图1为例，包括：介质滤波器陶瓷主体构成了介质谐振腔209；介质滤波器的调谐孔201、202、203和204；介质滤波器的电容耦合孔205；介质滤波器的电感耦合孔206、207和208。

下面结合图1，图2，图3，图4进行详细描述。

在图1中，介质滤波器主体有实心陶瓷材料组成介质谐振腔209，其相对介电常数较高，可以自行配置，例如相对介电常数15，20，35，40等。陶瓷材料通过特定工艺烧制成型，电磁波能量在介质内部传输，例如从含调谐孔201的腔传输到腔调谐孔202的腔。其外表面还要形成金属接地层，金属接地层可以用多种工艺形式实现，最常见的为镀银镀铜。

在图2中，示意了调谐孔偏移的概念。图2中，假设调谐孔101底面圆心所在坐标刚好位于所在子谐振腔104平面的中心位置，把此时调谐孔101的底面圆心位置这点定义为基点。调谐孔101发生偏移，是以基点为圆心，向外360°的任意方向，偏移一定距离，偏移后的调盲孔为102，此时该调谐孔与右侧另一个调谐孔103延中轴线非对称。

介质谐振腔的作用是频率筛选，使得有用频率谐振通过，对无用频率的抑制。每个子谐振腔的一个面上，带有一个盲孔，其作用是通过盲孔的深浅对频率进行调整。也可以对盲孔内侧金属接地层面积的调整，进行对频率的微调。本图中四个腔对应的四个调谐盲孔分别为201，202，203和204。本图示例中信号通过顺序按顺时针依次通过含调谐盲孔201，202，203和204的腔。

为了达到滤波器带外平衡零点的电气效果，调谐盲孔位置并非处于方形谐振腔的正中心，有一定特殊要求。在图1示例中，调谐盲孔202的位置较基点位置有一定水平偏移，偏移方向为向调谐盲孔203方向水平偏移，盲孔底面圆心的相对基点水平偏移量为0mm～30mm。调谐盲孔203的位置较基点位置有一定水平偏移，偏移方向为向调谐盲孔202方向水平偏移，盲孔底面圆心相对调谐盲孔201底面圆心的为0mm～30mm。

电感耦合孔206、207和208为通孔，其内表面金属化处理。通孔的边缘距离介质陶瓷主体209的边缘大于0.5mm。电感耦合孔位于调谐盲孔之间区域，每两个调谐盲孔之间至少有一个电感耦合孔。电感耦合孔的横截面可以是圆心，长方形，椭圆形以及其他异形形状。

在图1中，205为电容耦合孔，其目的是利用信号不同路径的传输相位反向相削原理，在滤波器带外产生陷波点，即传输零点。电容耦合孔的形式有多种，可以是盲孔，U型槽或通孔。

在图3中，与图1不同的是调谐盲孔偏移的方向有所区别。介质谐振腔为309，调谐盲孔为301～304，电感耦合孔为206～208，205为电容耦合孔；其中，调谐盲孔302的位置较基点位置，有一定非水平偏移，偏移方向带为一定角度向调谐盲孔304方向偏移。调谐盲孔圆心偏移较原始基点位置的距离是0～30mm。

在图4中，与图3不同的是电容耦合孔不止一个，电容耦合孔为401，402。其中电容耦合孔402所在位置位于电感耦合孔403和404之间的区域。402在这种结构中存在，通过调节402孔的容性，亦可实现零点的对称与非对称调节。402的孔截面形状多种，如图中所示的一字形形状。

实施例三

下面针对在滤波器中的应用，提供以下实施例。

该实施例所展示的是本实用新型的拓扑结构基本单元，如何与其周边谐振腔组成一个滤波器整体。而滤波器整体结构样式千变万化，很明显，本实施例只是其中之一。

图5为实施示例的立体透视图，下面详细说明。

其中501为调谐盲孔，位于相应的陶瓷谐振腔的一个端面上，本实施例共计10个调谐盲孔，信号依次经过的10个陶瓷谐振腔的频率调谐盲孔后完成频率选择的功能。501调谐盲孔的底面圆心并非都位于陶瓷谐振腔的中心，而是需要有距离原始基点有一定偏移，如上所述。

502为感性耦合孔，也就是电感耦合孔，为内表面金属化的通孔，位于部分调谐盲孔501中间，本实施例图4中，分别位于滤波器左下端的调谐盲孔之间和右上端的调谐盲孔之间。两个调谐盲孔501之间有一个感性耦合孔502.相应的，左下端的四组腔和右上端的四组腔分别构成本实用新型的交叉耦合拓扑单元。502感性耦合孔横截面形状多样，本实施例中有圆形和长方形。

503为容性耦合孔，也就是电容耦合孔，其内表面金属化或部分金属化。位于特定的调谐盲孔501之间，两个调谐盲孔501之间的容性耦合孔503的数量为一个。本实施例图4中，两个容性耦合孔503，分别构成左下和右上方的交叉耦合拓扑单元。503容性耦合孔的形式多样的，本实施例中分别使用了通孔和盲孔。

504为感性耦合槽，本实施例中位于滤波器中央区域。其作用是分隔开各腔并形成感性耦合，是传统的耦合开窗方式。

综上所述，本实用新型所述的特殊结构形式的交叉耦合单元，是滤波器整体拓扑结构的一部分。在图5实施例中，该交叉耦合单元分别位于滤波器的左下方和右上方，从而分别在滤波通带的高低端两侧，形成左右对称的等强度的传输零点，即平衡式传输零点，如图6所示。同时，由于502感性耦合孔的特殊结构，使得传统感性耦合槽504的长度大幅缩短，从而解决了滤波器在压铸时，陶瓷体容易断裂的问题。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型实施例所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种滤波器耦合单元，包括子谐振腔、屏蔽层、调谐孔、电容耦合孔以及电感耦合孔；所述屏蔽层设置于所述耦合单元的外表面；所述耦合单元中设有若干个所述子谐振腔，所述子谐振腔分布于所述耦合单元中；各所述调谐孔各自位于所述子谐振腔的一个端面，用于调整滤波器频率；所述电容耦合孔包括至少一个，位于至少两个所述子谐振腔之间，用于产生电容耦合效应；所述电感耦合孔包括至少一个，设置于相邻的所述子谐振腔之间，用于产生电感耦合效应。

2.如权利要求1所述的滤波器耦合单元，其特征在于，所述滤波器耦合单元为矩形，各子谐振腔包括四个，且各自为形状一致的矩形，分布于所述滤波器耦合单元的四个方向。

3.如权利要求1所述的滤波器耦合单元，其特征在于，所述调谐孔为盲孔。

4.如权利要求3所述的滤波器耦合单元，其特征在于，至少一个所述调谐孔设置的位置在对应的子谐振腔的非中心位置。

5.如权利要求4所述的滤波器耦合单元，其特征在于，所述调谐孔为圆孔，且所述圆孔的圆心所在位置是沿对应的子谐振腔的中心向水平方向和/或垂直方向偏移。

6.如权利要求5所述的滤波器耦合单元，其特征在于，所述调谐孔的圆心相对于对应的子谐振腔的中心偏移的绝对距离为0mm至30mm。

7.如权利要求1-6任一项所述的滤波器耦合单元，其特征在于，所述电容耦合孔为盲孔或通孔。

8.如权利要求7所述的滤波器耦合单元，其特征在于，当所述电容耦合孔为盲孔时，所述电容耦合孔的孔深为相邻腔调谐孔的孔深的1.1到1.95倍，所述电容耦合孔的底面积是其相邻调谐孔的底面积的0.3到1.8倍；每一个电容耦合孔产生两个传输零点。

9.如权利要求1-6任一项所述的滤波器耦合单元，其特征在于，所述电感耦合孔为通孔，且所述电感耦合孔的截面形状为规则形状，或T形/L形。

10.如权利要求1-6任一项所述的滤波器耦合单元，其特征在于，所述电感耦合孔包括三个，各设置在不同的相邻调谐孔之间；所述电容耦合孔包括一个，设置在其他两个相邻的调谐孔之间。

11.一种滤波器，其特征在于，包括电源单元以及至少一个如权利要求1-10任一项所述的滤波器耦合单元。

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