CN211125976U - 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，具有相互垂直的第一方向和第二方向；第一滤波支路，设置在壳体上，由依次耦合的十二个滤波腔组成，所述第一滤波支路的十二个滤波腔形成六个交叉耦合零点，所述第一滤波支路的十二个滤波腔划分成沿所述第一方向依次排列的四列，且所述第一滤波支路的第n滤波腔与第n+1滤波腔之间的距离等于第n+1滤波腔与第n+2滤波腔之间的距离，n为大于0且小于11的整数。通过上述方式，本申请便于滤波器的设计和调试，合理利用滤波器的空间，进而缩小滤波器的体积，能够利用同一模具生产多个滤波器，节省成本。

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

在移动通信设备中，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。因此，设计的滤波器必须精确地控制其带宽。

本申请的发明人在长期的研发工作中发现，现有技术中滤波器的多个滤波腔分散设置在滤波器内，多个滤波腔之间不规则设置，导致滤波器的体积大。

实用新型内容

本申请提供一种滤波器及通信设备，以解决现有技术中滤波器体积大的技术问题。

本申请的实施例提供了一种滤波器，滤波器包括：

壳体，具有相互垂直的第一方向和第二方向；

第一滤波支路，设置在壳体上，由依次耦合的十二个滤波腔组成，所述第一滤波支路的十二个滤波腔形成六个交叉耦合零点，所述第一滤波支路的十二个滤波腔划分成沿所述第一方向依次排列的四列，且所述第一滤波支路的第n滤波腔与第n+1滤波腔之间的距离等于第n+1滤波腔与第n+2滤波腔之间的距离，n为大于0且小于11的整数。

本申请的实施例还提供了一种通信设备，所述通信设备包括天线和与所述天线连接的射频单元，所述射频单元包括上述的滤波器，用于对射频信号进行滤波。

区别于现有技术的情况，本申请的第一滤波支路的十二个滤波腔划分成沿所述第一方向依次排列的四列，即规则地划分成四列，便于滤波器的设计和调试，合理利用滤波器的空间，进而缩小滤波器的体积，能够利用同一模具生产多个滤波器，节省成本，提高滤波器的一致性；另外，第一滤波支路的第n滤波腔与第n+1滤波腔之间的距离等于第n+1滤波腔与第n+2滤波腔之间的距离，即依次耦合的两个滤波腔之间的间距相等，以使第一滤波支路的十二个滤波腔紧密排列，进一步缩小滤波器的体积。

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一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的第一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仿真结果示意图；

图4是本申请提供的滤波器另一实施例的结构示意图；

图5是本申请提供的通信设备一实施例的结构示意图。

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，图1是本申请提供的滤波器一实施例的结构示意图。本实施例的滤波器包括壳体11和第一滤波支路，壳体11具有第一方向L1和与所述第一方向L1垂直的第二方向L2，第一方向L1可以为壳体11的长度方向，第二方向L2可以为壳体11的宽度方向。

如图1所示，第一滤波支路12设置在壳体11上，第一滤波支路12由依次耦合的十二个滤波腔组成；第一滤波支路12的十二个滤波腔为第一滤波腔A1、第二滤波腔A2、第三滤波腔A3、第四滤波腔A4、第五滤波腔A5、第六滤波腔A6、第七滤波腔A7、第八滤波腔A8、第九滤波腔A9、第十滤波腔A10、第十一滤波腔A11和第十二滤波器A12。其中，第一滤波支路12的十二个滤波腔划分成沿第一方向L1依次排列的四列，即第一滤波支路12规则地划分成四列，便于滤波器的设计和调试，合理利用滤波器的空间，进而缩小滤波器的体积，能够利用同一模具生产多个滤波器，节省成本，提高滤波器的一致性。第一滤波支路12的第n滤波腔与第n+1滤波腔之间的距离等于第n+1滤波腔与第n+2滤波腔之间的距离，n为大于0且小于11的整数，即依次耦合的两个滤波腔之间的间距相等，以使第一滤波支路12的十二个滤波腔紧密排列，进一步缩小滤波器的体积。

具体地，第一滤波支路12的第一滤波腔A1、第五滤波腔A5和第六滤波腔A6为一列且沿第二方向L2依次排列；第一滤波支路12的第二滤波腔A2、第四滤波腔A4和第七滤波腔A7为一列且沿第二方向L2依次排列；第一滤波支路12的第三滤波腔A3、第八滤波腔A8和第九滤波腔A9为一列且沿第二方向L2依次排列；第一滤波支路12的第十二滤波腔A12、第十一滤波腔A11和第十滤波腔A10为一列且沿第二方向L2依次排列。第一滤波支路12的第四滤波腔A4分别与第一滤波腔A1、第二滤波腔A2、第三滤波腔A3、第五滤波腔A5、第七滤波腔A7和第八滤波腔A8相邻设置；第一滤波支路12的第六滤波腔A6分别与第五滤波腔A5和第七滤波腔A7相邻设置；第一滤波支路12的第十滤波腔A10分别与第九滤波腔A9、第十一滤波腔A11和第八滤波腔A8相邻设置；第一滤波支路12的第十二滤波腔A12分别与第十一滤波腔A11和第三滤波腔A3相邻设置，即相邻设置的两个滤波腔之间的距离缩小，以使两个滤波腔之间更加紧密设置，进而缩小滤波器的体积。

其中，第一滤波支路12的第一滤波腔A1、第二滤波腔A2、第三滤波腔A3、第五滤波腔A5、第七滤波腔A7和第八滤波腔A8围绕第四滤波腔A4呈正六边形设置；第一滤波支路12的第四滤波腔A4、第三滤波腔A3、第十一滤波腔A11、第十滤波腔A10、第九滤波腔A9和第七滤波腔A7围绕第八滤波腔A8呈正六边形设置。第一滤波腔A1与第二滤波腔A2之间的距离、第二滤波腔A2与第三滤波腔A3之间的距离、第三滤波腔A3与第四滤波腔A4之间的距离、第四滤波腔A4与第五滤波腔A5之间的距离、第五滤波腔A5与第六滤波腔A6之间的距离、第六滤波腔A6与第七滤波腔A7之间的距离、第七滤波腔A7与第八滤波腔A8之间的距离、第八滤波腔A8与第九滤波腔A9之间的距离、第九滤波腔A9与第十滤波腔A10之间的距离、第十滤波腔A10与第十一滤波腔A11之间的距离以及第十一滤波腔A11与第十二滤波腔A12之间的距离均相同。

如图1和2所示，图2是本申请提供的第一滤波支路的拓扑结构示意图。第一滤波支路12的第一滤波腔A1与第四滤波腔A4之间、第二滤波腔A2与第四滤波腔A4之间、第四滤波腔A4与第七滤波腔A7之间、第五滤波腔A5与第七滤波腔A7之间以及第八滤波腔A8与第十一滤波腔A11之间分别容性交叉耦合，第一滤波支路12的第八滤波腔A8与第十滤波腔A10之间感性交叉耦合，以形成第一滤波支路12的六个交叉耦合零点。通常容性交叉耦合元件可以为飞杆，也即第一滤波腔A1与第四滤波腔A4之间、第二滤波腔A2与第四滤波腔A4之间、第四滤波腔A4与第七滤波腔A7之间、第五滤波腔A5与第七滤波腔A7之间以及第八滤波腔A8与第十一滤波腔A11之间分别设置有飞杆；通常容性交叉耦合元件可以为金属耦合筋，也即第八滤波腔A8与第十滤波腔A10之间设置金属耦合筋。其中，第一滤波支路12通过设置六个交叉耦合零点实现零点抑制，以使第一滤波支路12达到设计要求，便于调试。

其中，交叉耦合零点也称为传输零点。传输零点是滤波器传输函数等于零，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，能更好的实现多个通带间的高度隔离。

本实施例的壳体11进一步设置有第一端口(图未示)和第二端口(图未示)，第一滤波支路12的第一滤波腔A1与第一端口连接，第一滤波支路12的第十二滤波腔A12与第二端口连接。其中，第一端口和第二端口均为滤波器的抽头，第一端口可为输入端口，第二端口可为输出端口。

在第一滤波支路12中，第一端口与第一滤波腔A1之间的耦合带宽、第一滤波腔A1与第二滤波腔A2的耦合带宽、第一滤波腔A1与第四滤波腔A4的耦合带宽、第二滤波腔A2与第三滤波腔A3的耦合带宽、第二滤波腔A2与第四滤波腔A4的耦合带宽、第三滤波腔A3与第四滤波腔A4的耦合带宽、第四滤波腔A4与第五滤波腔A5的耦合带宽、第四滤波腔A4与第七滤波腔A7的耦合带宽、第五滤波腔A5与第六滤波腔A6的耦合带宽、第五滤波腔A5与第七滤波腔A7的耦合带宽、第六滤波腔A6与第七滤波腔A7的耦合带宽、第七滤波腔A7与第八滤波腔A8的耦合带宽、第八滤波腔A8与第九滤波腔A9的耦合带宽、第八滤波腔A8与第十滤波腔A10的耦合带宽、第八滤波腔A8与第十一滤波腔A11的耦合带宽、第九滤波腔A9与第十滤波腔A10的耦合带宽、第十滤波腔A10与第十一滤波腔A11的耦合带宽、第十一滤波腔A1与第十二滤波腔A12的耦合带宽以及第十二滤波腔A12与第二端口之间的耦合带宽分别在以下范围内：

167-190MHz、127-143MHz、(-41)-(-35)MHz、110-127MHz、(-2)-1MHz、72-85MHz、72-85MHz、(-30)-(-18)MHz、100-117MHz、(-7)-(-2)MHz、71-84MHz、76-89MHz、47-57MHz、28-36MHz、(-64)-(-54)MHz、112-130MHz、69-81MHz、130-149MHz以及167-190MHz。

第一滤波支路12的第一滤波腔A1至第十二滤波腔A12的谐振频率依次位于以下范围内：2593-2595MHz、2593-2595MHz、2592-2594MHz、2593-2595MHz、2595-2597MHz、2587-2589MHz、2593-2595MHz、2594-2596MHz、2535-2537MHz、2566-2568MHz、2593-2595MHz、2593-2595MHz。因此，本实施例的第一滤波支路12的带宽位于2510-2682MHz的范围内，能够精确地控制第一滤波支路12的带宽，满足滤波器的设计要求。

如图3所示，图3是本申请提供的滤波器的仿真结果示意图。本实施例的第一滤波支路12仿真带宽如图3中的频带曲线31，可得到第一滤波支路12仿真的带宽位于2510-2682MHz的范围内，符合滤波器的设计要求，能够精准控制第一滤波支路12的带宽。在频率为2500MHz时，第一滤波支路12的抑制大于65dB；在频率为2505MHz时，第一滤波支路12的抑制大于22dB；在频率为2685MHz时，第一滤波支路12的抑制大于22dB；在频率为2700MHz时，第一滤波支路12的抑制大于65dB；因此能够提高第一滤波支路12的带外抑制等性能。

请参阅图4，图4是本申请提供的滤波器另一实施例的结构示意图。本实施例的滤波器在上述所揭示的滤波器的基础上进行描述：滤波器还包括第二滤波支路13，第二滤波支路13的结构与第一滤波支路12的结构相同。第二滤波支路13的十二个滤波腔为第一滤波腔B1、第二滤波腔B2、第三滤波腔B3、第四滤波腔B4、第五滤波腔B5、第六滤波腔B6、第七滤波腔B7、第八滤波腔B8、第九滤波腔B9、第十滤波腔B10、第十一滤波腔B11和第十二滤波器B12。其中，第二滤波支路13的十二个滤波腔划分成沿第一方向L1依次排列的四列，第二滤波支路13的第n滤波腔与第n+1滤波腔之间的距离等于第n+1滤波腔与第n+2滤波腔之间的距离，即依次耦合的两个滤波腔之间的间距相等。

具体地，第二滤波支路13的第一滤波腔B1、第五滤波腔B5和第六滤波腔B6为一列且沿第二方向L2依次排列；第二滤波支路13的第二滤波腔B2、第四滤波腔B4和第七滤波腔B7为一列且沿第二方向L2依次排列；第二滤波支路13的第三滤波腔B3、第八滤波腔B8和第九滤波腔B9为一列且沿第二方向L2依次排列；第二滤波支路13的第十二滤波腔B12、第十一滤波腔B11和第十滤波腔B10为一列且沿第二方向L2依次排列。第二滤波支路13和第一滤波支路12沿第一方向L1相邻设置；第二滤波支路13的第一滤波腔B1分别与第二滤波腔B2、第四滤波腔B4、第五滤波腔B5以及第一滤波支路12的第十二滤波腔A12和第十一滤波腔A11相邻设置；第二滤波支路13的第五滤波腔B5分别与第一滤波腔B1、第五滤波腔B5、第七滤波腔B7、第六滤波腔B6以及第一滤波支路12的第十一滤波腔A11和第十滤波腔A10相邻设置；第二滤波支路13的第六滤波腔B6分别与第五滤波腔B5、第七滤波腔B7以及第一滤波支路12的第十滤波腔A10相邻设置；因此缩小第一滤波支路12和第二滤波支路13之间的间距，缩小滤波器的体积。

第二滤波支路13的拓扑结构和第一滤波支路12的完全相同，在此不再赘述。本实施例的壳体11进一步设置有第三端口(图未示)和第四端口(图未示)，第二滤波支路13的第一滤波腔B1与第三端口连接，第二滤波支路13的第十二滤波腔B12与第四端口连接。其中，第三端口和第四端口均为滤波器的抽头，第三端口可为输入端口，第四端口可为输出端口。

在第二滤波支路13中，第三端口与第一滤波腔B1之间的耦合带宽、第一滤波腔B1与第二滤波腔B2的耦合带宽、第一滤波腔B1与第四滤波腔B4的耦合带宽、第二滤波腔B2与第三滤波腔B3的耦合带宽、第二滤波腔B2与第四滤波腔B4的耦合带宽、第三滤波腔B3与第四滤波腔B4的耦合带宽、第四滤波腔B4与第五滤波腔B5的耦合带宽、第四滤波腔B4与第七滤波腔B7的耦合带宽、第五滤波腔B5与第六滤波腔B6的耦合带宽、第五滤波腔B5与第七滤波腔B7的耦合带宽、第六滤波腔B6与第七滤波腔B7的耦合带宽、第七滤波腔B7与第八滤波腔B8的耦合带宽、第八滤波腔B8与第九滤波腔B9的耦合带宽、第八滤波腔B8与第十滤波腔B10的耦合带宽、第八滤波腔B8与第十一滤波腔B11的耦合带宽、第九滤波腔B9与第十滤波腔B10的耦合带宽、第十滤波腔B10与第十一滤波腔B11的耦合带宽、第十一滤波腔B1与第十二滤波腔B12的耦合带宽以及第十二滤波腔B12与第四端口之间的耦合带宽分别在以下范围内：

167-190MHz、127-143MHz、(-41)-(-35)MHz、110-127MHz、(-2)-1MHz、72-85MHz、72-85MHz、(-30)-(-18)MHz、100-117MHz、(-7)-(-2)MHz、71-84MHz、76-89MHz、47-57MHz、28-36MHz、(-64)-(-54)MHz、112-130MHz、69-81MHz、130-149MHz以及167-190MHz。

第二滤波支路13的第一滤波腔B1至第十二滤波腔B12的谐振频率依次位于以下范围内：2593-2595MHz、2593-2595MHz、2592-2594MHz、2593-2595MHz、2595-2597MHz、2587-2589MHz、2593-2595MHz、2594-2596MHz、2535-2537MHz、2566-2568MHz、2593-2595MHz、2593-2595MHz。因此，本实施例的第二滤波支路13的带宽位于2510-2682MHz的范围内，能够精确地控制第二滤波支路13的带宽，满足滤波器的设计要求。

如图3所示，图3是本申请提供的滤波器的仿真结果示意图。本实施例的第二滤波支路13仿真带宽如图3中的频带曲线31，可得到第二滤波支路13仿真的带宽位于2510-2682MHz的范围内，符合滤波器的设计要求，能够精准控制第二滤波支路13的带宽。在频率为2500MHz时，第二滤波支路13的抑制大于65dB；在频率为2505MHz时，第二滤波支路13的抑制大于22dB；在频率为2685MHz时，第二滤波支路13的抑制大于22dB；在频率为2700MHz时，第二滤波支路13的抑制大于65dB；因此能够提高第二滤波支路13的带外抑制等性能。

本申请的第一滤波支路12和第二滤波支路13可以为接收滤波支路或者发射滤波支路。

本申请还提供一种通信设备，如图5所示，图5是本申请提供的通信设备一实施例的结构示意图。本实施例的通信设备包括天线62和射频单元61。其中，天线62和射频单元61可以安装于基站上，还可以安装在路灯等物体上；天线62与射频单元(Remote Radio Unit，RRU)61连接。该射频单元61包括上述实施例所揭示的滤波器，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61可以集成到天线62进而形成有源天线单元(Active Antenna Unit，AAU)。

需要说明的是，本申请的一些实施方式称本申请为滤波器，也可以称为合路器，也即双频合路器，在其他一些实施方式中也可以被称为双工器。

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，具有相互垂直的第一方向和第二方向；

第一滤波支路，设置在壳体上，由依次耦合的十二个滤波腔组成，所述第一滤波支路的十二个滤波腔形成六个交叉耦合零点，所述第一滤波支路的十二个滤波腔划分成沿所述第一方向依次排列的四列，且所述第一滤波支路的第n滤波腔与第n+1滤波腔之间的距离等于第n+1滤波腔与第n+2滤波腔之间的距离，n为大于0且小于11的整数。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述第一滤波支路的第一滤波腔、第五滤波腔和第六滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列；

所述第一滤波支路的第二滤波腔、第四滤波腔和第七滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列；

所述第一滤波支路的第三滤波腔、第八滤波腔和第九滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列；

所述第一滤波支路的第十二滤波腔、第十一滤波腔和第十滤波腔为一列且沿所述第二方向依次排列。

3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，

所述第一滤波支路的第四滤波腔分别与第一滤波腔、第二滤波腔、第三滤波腔、第五滤波腔、第七滤波腔和第八滤波腔相邻设置；

所述第一滤波支路的第六滤波腔分别与第五滤波腔和第七滤波腔相邻设置；

所述第一滤波支路的第十滤波腔分别与第九滤波腔、第十一滤波腔和第八滤波腔相邻设置；

所述第一滤波支路的第十二滤波腔分别与第十一滤波腔和第三滤波腔相邻设置。

4.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，

所述第一滤波支路的第一滤波腔、第二滤波腔、第三滤波腔、第五滤波腔、第七滤波腔和第八滤波腔围绕第四滤波腔呈正六边形设置；

所述第一滤波支路的第四滤波腔、第三滤波腔、第十一滤波腔、第十滤波腔、第九滤波腔和第七滤波腔围绕第八滤波腔呈正六边形设置。

5.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，

所述第一滤波支路的第一滤波腔与第四滤波腔之间、第二滤波腔与第四滤波腔之间、第四滤波腔与第七滤波腔之间、第五滤波腔与第七滤波腔之间以及第八滤波腔与第十一滤波腔之间分别容性交叉耦合，所述第一滤波支路的第八滤波腔与第十滤波腔之间感性交叉耦合，以形成所述第一滤波支路的六个交叉耦合零点。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的滤波器，其特征在于，

所述第一滤波支路的带宽的范围为2510-2682MHz。

7.根据权利要求6所述的滤波器，其特征在于，

所述滤波器还包括第二滤波支路，所述第二滤波支路的结构与所述第一滤波支路的结构相同。

8.根据权利要求7所述的滤波器，其特征在于，

所述第二滤波支路和所述第一滤波支路沿所述第一方向相邻设置。

9.根据权利要求8所述的滤波器，其特征在于，

所述第二滤波支路的第一滤波腔分别与第二滤波腔、第四滤波腔、第五滤波腔以及所述第一滤波支路的第十二滤波腔和第十一滤波腔相邻设置；

所述第二滤波支路的第五滤波腔分别与第一滤波腔、第五滤波腔、第七滤波腔、第六滤波腔以及所述第一滤波支路的第十一滤波腔和第十滤波腔相邻设置；

所述第二滤波支路的第六滤波腔分别与第五滤波腔、第七滤波腔以及所述第一滤波支路的第十滤波腔相邻设置；

所述第二滤波支路的带宽的范围为2510-2682MHz。

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

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