CN212209713U - 金属片材射频腔体滤波器 - Google Patents

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M·马塔
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Abstract

提供一种金属片材射频腔体滤波器(100)，其包括：壳体(110)；布置在壳体(110)内的多个谐振器(120)；以及布置在壳体(110)的外部上的输入装置(180)和输出装置(190)。金属片材射频空腔体滤波器(100)的特征在于它还包括输入耦合件(310)和/或输出耦合件(320)，该输入耦合件(310)具有对输入信号进行低通滤波的形状，该输入耦合件(310)布置在壳体(110)内以将输入装置(180)连接到输入侧上的谐振器(120)，该输出耦合件(320)具有对输出信号进行低通滤波的形状，该输出耦合件(320)布置在壳体(110)内以将输出侧上的谐振器(120)连接到输出装置(190)。

Description

金属片材射频腔体滤波器
技术领域
本实用新型涉及一种金属片材射频腔体滤波器(sheet metal RF cavityfilter)和制造金属片材射频腔体滤波器的方法。
背景技术
射频(RF)腔体滤波器广泛用于电信应用中。通常通过在壳体中布置多个谐振器来设计射频腔体滤波器，其中将每个谐振器调谐到特定频率以实现组合的滤波器特性。壳体内的谐振器将相互作用以形成作用在输入信号上从而产生输出信号的合成滤波器特性。
传统的射频腔体滤波器非常庞大，但是在诸如像5G的用于较小RF腔体滤波器的新应用中存在增加的需求。生产小型射频腔体滤波器的一种方法是通过从金属片材来制造滤波器。这样的金属片材射频腔体滤波器例如在US 2017/0084972中有所描述。但是，其他必要的组件可能仍然是庞大的。
现有技术的问题
为了抑制在金属片材射频腔体滤波器中滤波之前和/或之后信号中的高频噪声，可能需要一个或多个低通滤波器。这样的低通滤波器通常是庞大的，并且可能难以在安装中为其找到空间。
因此，需要一种金属片材射频腔体滤波器，它不需要使用庞大的低通滤波器来抑制信号中的高频噪声。
实用新型内容
本公开的目的之一是解决上述问题。这通过权利要求中限定的金属片材射频腔体滤波器和制造金属片材RF腔体滤波器的方法来实现。
在实施例中，提供一种金属片材射频腔体滤波器，该滤波器可包括：壳体；布置在壳体内的多个谐振器；以及布置在壳体外部的输入装置和输出装置。金属片材射频腔体滤波器可以进一步包括输入耦合件和/或输出耦合件，该输入耦合件具有对输入信号进行低通滤波的形状，该输入耦合件布置在壳体内以将输入装置连接到输入侧上的谐振器，该输出耦合件具有对输出信号进行低通滤波的形状，该输出耦合件布置在壳体内以将输出侧上的谐振器连接至输出装置。因为不需要外部低通输入和/或输出滤波器，所以这使得布置非常紧凑。
在实施例中，金属片材射频腔体滤波器还包括布置在相邻谐振器之间的多条耦合线，其中多个谐振器和耦合线是由单个金属片材制成的一个整体。这简化了金属片材射频腔体滤波器的组装。
在实施例中，输入耦合件/输出耦合件与在输入/输出侧上的谐振器和耦合线是由单个金属片材制成的一个整体。这简化了金属片材射频腔体滤波器的组装，因为在将输入耦合件/输出耦合件折叠到位之后，整个输入/输出件然后可以附接到壳体的底部。
在实施例中，至少一些谐振器均具有上部部分，该上部部分在朝向至少一个相邻的谐振器的方向上从下部部分延伸出来，其中布置成调谐相邻的谐振器之间的电容性耦合的至少一个集成的电容性耦合调谐构件从上部部分向下延伸，基本上平行于谐振器下部部分的延伸。这种金属片材射频腔体滤波器可装配在小的地方，同时仍易于调谐。
金属片材射频腔体滤波器可以包括在输入侧上的谐振器与输出侧上的谐振器之间的至少一个交叉耦合件。在实施例中，金属片材射频腔体滤波器包括至少两个交叉耦合件，所述至少两个交叉耦合件在输入侧上的谐振器和输出侧上的谐振器之间集成到单个部件中。这简化了金属片材射频腔体滤波器的组装。交叉耦合件例如可以布置在壳体中的内壁上，该内壁将输入侧上的谐振器从输出侧上的谐振器分开。
在实施例中，壳体具有底部、四个侧壁和盖，以及谐振器附接到壳体的底部并且从壳体的底部朝向壳体的顶部延伸，使得它们基本上平行于壳体的侧壁延伸。谐振器例如可以通过壳体底部中的开口插入，然后通过例如钎焊或焊接固定就位。这简化了金属片材射频腔体滤波器的组装。
在实施例中，壳体的盖包括多个频率调谐突片，其布置成当将盖附接到壳体的侧壁时位于至少一些谐振器的上方。提供这样的频率调谐突片使得能够有效地调谐频率。
在实施例中，壳体的底部和侧壁是由单个金属片材制成的一个整体。如果壳体的底部和侧壁以扁平件的形式制造，则通过从底部折叠侧壁可以使壳体的组装容易。但是，壳体的底部和侧壁也可以例如通过深拉、冲压、挤压或压铸直接制成所需的形状。
在实施例中，提供了一种制造金属片材射频腔体滤波器的方法。该方法可以包括：从金属片材制造壳体；在壳体内布置由金属片材制成的多个谐振器；以及在壳体的外部上布置输入和输出装置。该方法可以包括从金属片材制造输入耦合件，该输入耦合件具有对输入信号进行低通滤波的形状；以及将输入耦合件布置在输入装置和谐振器之间，使得输入耦合件将输入装置连接到输入侧上的谐振器；和/或从金属片材制造输出耦合件，该输出耦合件具有对输出信号进行低通滤波的形状；以及将输出耦合件布置在输出装置和谐振器之间，使得输出耦合件将输出侧上的谐振器连接到输出装置。由于不需要外部低通输入/输出滤波器，因此以这种方式制造的金属片材射频腔体滤波器将具有非常紧凑的布置。
在实施例中，该方法还包括在相邻谐振器之间布置由金属片材制造的多条耦合线，其中谐振器的制造还包括由单个金属片材制造多个谐振器和耦合线，使得它们是一个整体。这简化了金属片材射频腔体滤波器的组装。
在实施例中，输入耦合件/输出耦合件与在输入/输出侧上的谐振器和耦合线是由单个金属片材制成的一个整体。这简化了金属片材射频腔体滤波器的组装，因为在将输入耦合件/输出耦合件折叠到位之后，然后整个输入/输出件可以附接到壳体的底部。
在实施例中，该方法还包括由金属片材制造至少一些谐振器，使得它们每个都具有在朝向至少一个相邻谐振器的方向上从下部部分延伸出的上部部分，其中布置成调谐在相邻谐振器之间的电容性耦合的至少一个集成的电容性耦合调谐构件从上部部分向下延伸，基本上平行于谐振器下部部分的延伸。以这种方式制造的金属片材射频腔体滤波器可装配在小的地方，同时仍易于调谐。
该方法可以包括将至少一个交叉耦合件布置在输入侧上的谐振器和输出侧上的谐振器之间。在实施例中，该方法包括将集成到单个部件中的至少两个交叉耦合件布置在输入侧上的谐振器和输出侧上的谐振器之间。这简化了金属片材射频腔体滤波器的组装。交叉耦合件例如可以布置在壳体中的内壁上，该内壁将输入侧上的谐振器从输出侧上的谐振器分开。
在实施例中，壳体具有底部、四个侧壁和盖，其中谐振器的布置还包括将谐振器附接到壳体的底部，使得谐振器从壳体的底部朝向壳体的顶部延伸，基本上平行于壳体的侧壁。这简化了金属片材射频腔体滤波器的组装。
在实施例中，谐振器的布置还包括将谐振器穿过壳体底部中的开口插入。这进一步简化了金属片材射频腔体滤波器的组装。
在实施例中，壳体的盖的制造包括制造在盖中的多个频率调谐突片，该频率调谐突片布置成当将盖附接到壳体的侧壁时位于至少一些谐振器的上方。提供这样的频率调谐突片使得能够有效地调谐频率。
在实施例中，壳体的底部和侧壁的制造包括由单个金属片材来制造它们，使得它们是一个整体。如果壳体的底部和侧壁以扁平件的形式制造，则通过从底部折叠侧壁可以使壳体的组装容易。但是，壳体的底部和侧壁也可以例如通过深拉、冲压、挤压或压铸直接制成所需的形状。
在实施例中，谐振器的上部部分是短但宽的顶部部分，其从更长得多但较窄的下部部分延伸出来。谐振器例如可以是T形的，而电容性耦合调谐构件从T的两个边缘向下延伸。谐振器的例如也可以成形为类似于倒置的L，其中只有一个电容性耦合调谐元件从倒置的L的边缘向下延伸。其他形状以及不同形状的谐振器的组合也是可能的。
金属片材射腔体滤波器可以由任何类型的金属片材或金属板材制造，并且可以包括由不同类型的金属片材或金属板材(例如不同厚度的金属片材或金属板材)制成的零件或组件。
本实用新型的范围由权利要求限定，权利要求通过引用并入本章节。通过考虑以下对一个或多个实施例的详细描述，本领域技术人员将更全面地理解本实用新型的实施例，以及实现本实用新型的附加优点。将参考首先将简要描述的附图。
附图说明
图1a和图1b示出根据本公开的一个或多个实施例的金属片材射频腔体滤波器的外部。
图2a和图2b示出根据本公开的一个或多个实施例的金属片材射频腔体滤波器的内部。
图3a示出根据本公开的一个或多个实施例的输出耦合件。
图3b示出根据本公开的一个或多个实施例的集成到一个整体中的谐振器、耦合线和输入耦合件以及集成到一个整体中的谐振器、耦合线和输出耦合件。
图4a和图4b示出根据本公开的一个或多个实施例的谐振器的两个不同实施例。
图5示出根据本公开的一个或多个实施例的用于制造金属片材射频腔体滤波器的方法的流程图。
通过参考下面的详细描述，将最好地理解本实用新型的实施例及其优点。应当理解的是，相同的附图标记用于标识在一幅或多幅附图中示出的相同的元件。
具体实施方式
在诸如像5G的用于较小的RF腔体滤波器的新应用中存在增加的需求。生产小型射频腔体滤波器的一种方法是通过金属片材来制造滤波器。但是，为了抑制在金属片材射频腔体滤波器中滤波之前和/或之后信号中的高频噪声，可能需要一个或多个低通滤波器。这样的低通滤波器通常非常庞大，并且可能难以在安装中为其找到空间。如果将一个或多个低通滤波器集成到金属片材射频腔体滤波器中，则可能不再需要此类庞大的外部低通滤波器。
图1a和1b示出根据本公开的一个或多个实施例的金属片材射频腔体滤波器100的外部。图1a是壳体110的外部的立体图，在那里可以看到侧壁W1，W4和盖T。图1b是壳体110的外部的仰视图，在那里可以看到底部B。底部B可以包括开口160，在那里金属片材状射频腔体滤波器100的内部组件可以被插入。
在图1a和图1b中所示的壳体110中，壳体110的底部B和侧壁W1，W2，W3，W4是由单个金属片材制成的一个整体。如果壳体110的底部B和侧壁W1，W2，W3，W4以扁平件的形式制造，则通过从底部B折叠侧壁W1，W2，W3，W4使得壳体110的组装容易。然而，壳体110的底部B和侧壁W1，W2，W3，W4也可以例如通过深拉、冲压、挤压或压铸被直接制成为所需的形状。可替代地，壳体110的底部B和侧壁W1，W2，W3，W4是分开的部件，例如它们被钎焊或焊接在一起。
如图1a所示，盖体T可包括多个频率调谐突片150，频率调谐突片150布置成当盖T被附接到壳体110的侧壁W1，W2，W3，W4时位于至少一些谐振器120的上方。提供这种频率调谐片150使得能够有效地调谐频率。
图1a和图1b中所示的金属片材射频腔体滤波器100还包括输入和输出装置，其形式为布置在壳体110外部的输入连接器180和输出连接器190。连接器180和190例如可以是同轴电缆连接器。然而，可以替代地使用其他类型的输入/输出装置，诸如像通过例如钎焊的直接表面安装。
图2a和图2b示出根据本公开的一个或多个实施例的金属片材RF腔体滤波器100的内部。如图2a和图2b中所示，内壁115可以布置在壳体110的内部，以将输入侧上的谐振器120与输出侧上的谐振器120分开。这样的内壁115可以插入到壳体的底部B中的开口160中，但是也可以通过例如钎焊或焊接整体地附接到底部B。在内壁115上，可以布置在输入侧上的谐振器120和输出侧上的谐振器120之间的一个或多个交叉耦合件170。在实施例中，金属片材RF腔体滤波器100包括集成到单个部件中的至少两个交叉耦合件170。
多个谐振器120可以布置在壳体110内，并且多个耦合线140可以布置在相邻的谐振器120之间。在内壁115的每一侧上的谐振器120和耦合线140可以是由单个金属片材制成的一个整体，因为这简化了金属片材射频腔体滤波器100的组装。然而，谐振器120和/或耦合线140也可以是分开的零件。
谐振器120可以从壳体110的底部B向壳体110的顶部T延伸，从而它们基本上平行于壳体110的侧壁W1，W2，W3，W4延伸。谐振器120优选地附接到壳体110的底部B，例如通过钎焊或焊接。谐振器120可以穿过壳体110的底部B中的开口160插入，因为这简化了金属片材射频腔体滤波器100的组装。
谐振器120中的至少一些可以包括集成的电容性耦合调谐构件130，其布置成调谐相邻的谐振器120之间的电容性耦合。图2a中所示的谐振器120是T形的，其中电容性耦合调谐构件130从T的两个边缘向下延伸。但是，也可以设想到其他形状，只要包括至少一个集成电容性耦合调谐构件130的每个谐振器120具有在朝向至少一个相邻谐振器120的方向上从下部部分122延伸出的上部部分124，如图4a和和图4b中所示。这使得至少一个电容性耦合调谐构件130能够从上部部分124朝向壳体110的底部B向下延伸，基本上平行于谐振器120的下部部分122的延伸。这提供了谐振器120之间的电容性耦合的有效调谐。谐振器120的上部部分124例如可以是短而宽的顶部部分124，其从更长得多但较窄的下部部分122延伸出来。
金属片材射频腔体滤波器100还可包括一个或多个集成的低通滤波器。图2a和图2b以输入耦合件310和输出耦合件320的形式示出了这种集成的低通输入和输出滤波器，其布置成将连接器180、190与谐振器120连接。这使得该布置甚至更加紧凑，因为不需要外部低通输入或输出滤波器。
图3a示出具有对输出信号进行低通滤波的形状的输出耦合件320。这样的形状例如可以是为不同特性阻抗线的交替部分的形式，和/或为谐振线部分形成对所需频率的衰减切口的形式。在图3a所示的输出耦合件320中，在低阻抗的两个部分340之间存在高阻抗的部分330。这种滤波器通常被称为步进阻抗滤波器。
图3b示出根据本公开的一个或多个实施例的可以由单个金属片材制成的集成到一个输入件中的谐振器120、耦合线140和输入耦合件310，以及可以由单个金属片材制成的集成到一个输出件中的谐振器120、耦合线140和输出耦合件320。这简化了金属片材射频腔体滤波器100的组装，因为在将输入耦合件310折叠到位之后，然后整个输入件可以附接到壳体110的底部B，并且在将输出耦合件320折叠到位之后整个输出件也可以附接到壳体110的底部B。但是，如图4b中所示，在相邻的谐振器之间不必有耦合线140。
图5示出了用于制造金属片材射频腔体滤波器100的方法500的流程图。根据本公开的一个或多个实施例，该方法包括以下步骤：
步骤510：由金属片材制造壳体110。
步骤540：将由金属片材制成的多个谐振器120布置在壳体110内。
步骤580：将输入装置180和输出装置190布置在壳体110的外部。
该方法还可以包括以下步骤：
步骤525：从金属片材制造具有对输入信号进行低通滤波的形状的输入耦合件310。
步骤560：将输入耦合件310布置在输入装置180和谐振器120之间，使得输入耦合件310将输入装置180连接到输入侧上的谐振器120。
该方法可以附加地或可替代地包括以下步骤：
步骤530：从金属片材制造具有对输出信号进行低通滤波的形状的输出耦合件320。
步骤565：将输出耦合件320布置在输出装置190和谐振器120之间，使得输出耦合件320将输出侧上的谐振器120连接到输出装置190。
由于不需要外部低通输入/输出滤波器，因此以这种方式制造的金属片材射频腔体滤波器100将是非常紧凑的布置。
在实施例中，该方法还包括在步骤550中，将从金属片材制造的多条耦合线140布置在相邻的谐振器120之间，其中谐振器120的制造520还包括由单个金属片材制造多个谐振器120和耦合线140，使得它们是一个整体。这简化了金属片材射频腔体滤波器100的组装。
在实施例中，输入耦合件/输出耦合件310/320与输入/输出侧上的谐振器120和耦合线140是由单个金属片材制成的一个整体。这简化了金属片材射频腔体滤波器100的组装，因为在将输入耦合件/输出耦合件310/320折叠到位之后，然后整个输入/输出件可以附接到壳体110的底部B。
在实施例中，该方法还包括在步骤520中由金属片材制造至少一些谐振器120，使得它们每个都具有在朝向至少一个相邻的谐振器120的方向上从下部部分122延伸出的上部部分124，其中布置成调谐在相邻谐振器120之间的电容性耦合的至少一个集成的电容性耦合调谐构件130从上部部分124向下延伸，基本上平行于谐振器120的下部部分122的延伸。以这种方式制造的金属射频腔体滤波器100装配到小的地方，同时仍易于调谐。
该方法可以包括将至少一个交叉耦合件170布置在输入侧上的谐振器120和输出侧上的谐振器120之间。在实施例中，该方法包括在步骤570中，将集成到单个部件中的至少两个交叉耦合件170布置在输入侧上的谐振器120和输出侧上的谐振器120之间。这简化了金属片材射频腔体滤波器100的组装。交叉耦合件170例如可布置在壳体中的内壁115上，该内壁115将输入侧上的谐振器120与输出侧上的谐振器120分开。
在实施例中，壳体110具有底部B，四个侧壁W1，W2，W3，W4和盖T，并且谐振器120的布置540还包括将谐振器120附接到壳体110的底部B，使得谐振器120从壳体110的底部B朝向壳体110的顶部T延伸，基本上平行于壳体110的侧壁W1，W2，W3，W4。这简化了金属片材射频腔体滤波器100的组装。
在实施例中，谐振器120的布置540还包括将谐振器120穿过壳体110的底部B中的开口160插入。这进一步简化了金属片材射频腔体滤波器100的组装。
在实施例中，壳体110的盖T的制造510包括在盖T中制造多个频率调谐突片150，该频率调谐突片150布置成当盖T附接到壳体110的侧壁W1，W2，W3，W4时位于至少一些谐振器120的上方。提供这种频率调谐突片150使得能够有效地调谐频率。
在实施例中，壳体110的底部B和侧壁W1，W2，W3，W4的制造510包括由单个金属片材制造它们，使得它们是一个整体。如果壳体110的底部B和侧壁W1，W2，W3，W4以扁平的形式制造，则通过从底部B折叠侧壁W1，W2，W3，W4使得壳体110的组装容易。然而，壳体110的底部B和侧壁W1，W2，W3，W4例如也可以通过深拉、冲压、挤压或压铸被直接制成为所需的形状。
前述公开内容并非旨在将本实用新型限制为所公开的精确形式或特定使用领域。可以预期的是，根据本公开，无论是否在本文中明确描述或暗示，对本实用新型的各种替代实施例和/或修改都是可能的。因此，本实用新型的范围仅由权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种金属片材射频腔体滤波器(100)，包括：
壳体(110)；
布置在壳体(110)内部的多个谐振器(120)；以及
布置在壳体(110)的外部上的输入装置(180)和输出装置(190)；
其特征在于金属片材射频腔体滤波器(100)还包括输入耦合件(310)和/或输出耦合件(320)，输入耦合件(310)具有对输入信号进行低通滤波的形状，输入耦合件(310)布置在壳体(110)内以将输入装置(180)连接到输入侧上的谐振器(120)，输出耦合件(320)具有对输出信号进行低通滤波的形状，输出耦合件(320)布置在壳体(110)内以将输出侧上的谐振器(120)连接到输出装置(190)。
2.根据权利要求1所述的金属片材射频腔体滤波器(100)，其特征在于还包括布置在相邻的谐振器(120)之间的多条耦合线(140)，其中多个谐振器(120)和耦合线(140)是由单个金属片材制成的一个整体。
3.根据权利要求1或2所述的金属片材射频腔体滤波器(100)，其特征在于至少一些谐振器(120)分别具有在朝向至少一个相邻的谐振器(120)的方向上从下部部分(122)延伸出的上部部分(124)，其中布置成调谐相邻的谐振器(120)之间的电容性耦合的至少一个集成的电容性耦合调谐构件(130)从上部部分(124)向下延伸，基本平行于谐振器(120)的下部部分(122)的延伸。
4.根据权利要求1或2所述的金属片材射频腔体滤波器(100)，其特征在于还包括在输入侧上的谐振器(120)和输出侧上的谐振器(120)之间的集成到单个部件中的至少两个交叉耦合件(170)。
5.根据权利要求1或2所述的金属片材射频腔体滤波器(100)，其特征在于所述壳体(110)具有底部(B)，四个侧壁(W1，W2，W3，W4)和盖(T)，并且谐振器(120)附接到壳体(110)的底部(B)，并从壳体的底部(B)朝向壳体的顶部延伸，因此它们基本平行于壳体(110)侧壁(W1，W2，W3，W4)延伸。
6.根据权利要求5所述的金属片材射频腔体滤波器(100)，其特征在于所述谐振器(120)穿过所述壳体(110)的底部(B)中的开口(160)插入。
7.根据权利要求5所述的金属片材射频腔体滤波器(100)，其特征在于所述壳体(110)的盖(T)包括多个频率调谐突片(150)，所述频率调谐突片(150)布置成当盖(T)附接到壳体(110)的侧壁(W1，W2，W3，W4)时频率调谐突片(150)位于至少一些所述谐振器(120)的上方。
8.根据权利要求5所述的金属片材射频腔体滤波器(100)，其特征在于所述壳体(110)的底部(B)和所述侧壁(W1，W2，W3，W4)是由单个金属片材制成的一个整体。
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