CN213989149U - 滤波器及金属腔体滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种滤波器，包括用于通行信号的多个谐振腔，其中由四个或四个以上偶数个谐振腔顺次相邻直线排列构成直通单元，所述直通单元设有用于产生对称零点的耦合片，所述耦合片呈纵长片状，其两端接地，跨设于该直通单元的各个谐振腔中。本实用新型提供的一种滤波器可以产生效果较佳的对称零点，可以根据滤波器具体的选频需求，在滤波器中设置多个耦合片，使滤波器按需产生一对以上的对称零点。本实用新型还提供一种金属腔体滤波器。

Description

滤波器及金属腔体滤波器

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种滤波器及金属腔体滤波器。

背景技术

滤波器是一种选频器件，是通信设备不可或缺的一部分。随着通信系统的高速发展进入到5G时代，滤波器的可靠性是影响系统性能的关键因素，如何在减少滤波器的谐振腔数的同时能提升产品电气性能，是行业内亟需解决的难题。

在传统的滤波器中的谐振腔一般为对排式布局，在滤波器产生对称零点的设计中，通常用金属探针的方式来实现，如图1所示的是传统的金属腔体滤波器结构，图2为图1滤波器的拓扑结构图，这种对排腔方式布局对谐振腔的布局有严格的要求，第1腔→第2腔→第3腔→第4腔这一组谐振腔结构中，第1腔和第4腔要相邻，才能使金属探针更容易设置在谐振腔腔体上，效果也不尽理想。另外，即使在直排式布局的滤波器的谐振腔中采用金属探针的方式实现对称零点，如图3所示，金属探针采用通体柱状两端设置耦合盘的形式实现，本质上是电容的作用，由于其本身存在谐振频率，当金属探针太长时，其自身的频率也将会影响滤波器通带。直排式腔体的滤波器，采用传统金属探针的方式，其产生对称零点参数图如图4所示，由于金属探针过长而产生谐波，显然不能达到设计要求。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种电气性能良好的滤波器，进一步可将此滤波器的原理应用于金属腔体滤波器。

为实现以上目的，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供的一种滤波器，包括用于通行信号的多个谐振腔，其中由四个或四个以上偶数个谐振腔顺次相邻直线排列构成直通单元，所述直通单元设有用于产生对称零点的耦合片，所述耦合片呈纵长片状，其两端接地，跨设于该直通单元的各个谐振腔中。

进一步的，所述滤波器存在多个所述的直通单元，其中至少部分直通单元均设有的所述的耦合片。

进一步的，所述滤波器包括至少四个以上的谐振腔，所有谐振腔顺次相邻直线排列。

进一步的，所述直通单元中包含多于四个的谐振腔，所述耦合片仅跨设于其中四个或以上的偶数个谐振腔中，而未跨设于该直通单元的其余谐振腔中。

进一步的，所述滤波器的多个谐振腔排列成两排，其中一排包含所述的直通单元，另一排的部分谐振腔经过该直通单元与该排其余部分谐振腔耦合信号。

进一步的，所述耦合片包括线型件及于线型件纵长方向的一个位置与线型件垂直连接的调节件。

进一步的，所述线型件的长度用于限定其两端所处谐振腔之间的交叉耦合度，所述调节件的垂直高度及调节件所处线型件的位置用于限定该耦合片所产生的对称零点的平衡度。

进一步的，所述线型件及所述调节件均呈薄片状。

进一步的，所述调节件与线型件一体成型。

进一步的，所述滤波器为金属腔体滤波器，所述线型件两端被螺锁于该滤波器的支撑柱上实现固定并接地。

本实用新型还提供一种金属腔体滤波器，其包括上述技术特征的滤波器。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型提供的滤波器采用纵长片状耦合片，其跨设于一个或多个直通单元中，每个单元可以包含四个或四个以上的偶数个顺次相邻直线排列谐振腔，耦合片两端接地，由此可使该滤波器产生效果较佳的对称零点，有效抑制谐波。同时还可以根据滤波器具体的选频需求，在滤波器中设置多个耦合片，使滤波器相应产生一对以上的对称零点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型现有技术采用金属探针的对排式滤波器结构示意图；

图2为本实用新型现有技术对排式滤波器的每四个谐振腔的拓扑结构示意图；

图3为本实用新型现有技术直排式滤波器采用金属探针的结构示意图；

图4为本实用新型现有技术直排式滤波器采用金属探针产生对称零点所体现的参数的曲线图；

图5为基于本实用新型的滤波器实现的金属腔体滤波器的一种实施例的结构示意图；

图6为基于本实用新型的滤波器实现的金属腔体滤波器的另一种实施例的结构示意图；

图7为本实用新型提供的耦合片结构的俯视示意图；

图8为本实用新型提供的耦合片结构的俯视示意图；

图9为本实用新型提供的耦合片结构的主视示意图；

图10为本实用新型提供的耦合片结构的立体图；

图11为本实用新型的滤波器实现的金属腔体滤波器的耦合片长度较短时产生的参数曲线示意图；

图12为本实用新型的滤波器实现的金属腔体滤波器的耦合片长度适中时产生的参数曲线示意图；

图13为本实用新型的滤波器实现的金属腔体滤波器的耦合片长度较长时产生的参数曲线示意图；

图14为基于本实用新型的滤波器实现的金属腔体滤波器一种实施例产生对称零点的所体现的参数的曲线图；

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的实施例。虽然附图中显示了本实用新型的某些实施例，然而应当理解的是，本实用新型可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本实用新型。应当理解的是，本实用新型的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本实用新型的保护范围。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“连接”可以是直接相接，也可是通过中间部件(元件)间接连接。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

本实用新型提供的一种滤波器，如图5所示，包括用于通行信号的多个谐振腔20，其中由四个或四个以上偶数个谐振腔顺次相邻直线排列构成直通单元，所述直通单元设有用于产生对称零点的耦合片30，所述耦合片30呈纵长片状，其两端接地，跨设于该直通单元的各个谐振腔中。

基于本实用新型上述的技术方案，有多种具体实施方式，以下进行详细介绍。

在本实施例，所述的滤波器是金属腔体滤波器，其中该滤波器内腔中的谐振腔为直排结构。具体为：滤波器腔体10的外形是长方腔体状，在滤波器腔体10内腔的其中一个长壁面11上设有六个圆柱状的谐振腔20，所述的六个谐振腔20均匀地直线排列在所述的长壁面11上。在所述腔体10上，还设有若干个隔离壁12，将所述谐振腔20各自所在的空间相互部分间隔开，使每一个谐振腔20都有一个独立的谐振空间区域101。

本实施例中，所述直通单元的设计，可以包含四个或四个以上偶数个谐振腔，因此，沿直线排列的四个以上的谐振腔，可被视为包含多个直通单元，只要每个直通单元包含四个或四个以上的谐振腔即可。也就是说，本实用新型所称直通单元的概念，主要是针对设置有所述耦合片的一连串直线排列的谐振腔而定义的电气层面的概念。但是，作为例外，如果同一排中存在多于四个的谐振腔，但只有其中四个或六个谐振腔设置有所述的耦合片，此外还有部分谐振腔未设置耦合片，那么，这种情况也是允许的。当存在多于四个的直排式谐振腔，而只选取其中例如四个谐振腔用做本实用新型的直通单元时，如图5所示的滤波器，具有六个谐振腔20，可以按需以多种情况的直通单元，例如包含四个谐振腔的直通单元的设置情况有：从第一个谐振腔201跨越到第四个谐振腔204、从第二个谐振腔202跨越到第五个谐振腔205，从第三个谐振腔203跨越到第六个谐振腔206。再如，如果存在同一排共八个以上的谐振腔20的环境，耦合片30可以跨设于其中六个相邻谐振腔中，这六个相邻谐振腔便构成了本实用新型所称的直通单元。因此，可以理解，尽管本实用新型所称的直通单元主要用于在电气层面上定义四个或四个以上顺次相邻直线排列的谐振腔的集合，在这样的集合上加载耦合片，但是，对于还有其他未涉及设置耦合片的谐振腔与该直通单元的谐振腔同排的情况，可以将本实用新型的直通单元扩展为物理空间上的位置关系概念，那么，这种情况也应示为本实用新型所称的直通单元所包含的范围之内，在这种内涵之下，同一排中所有谐振腔被视为一个直通单元，其中四个或四个以上的谐振腔设有所述的耦合片，但仍有部分谐振腔无耦合片设置。

因此，滤波器为了产生对称零点，在所述直通单元谐振腔的下方设置耦合片30，所述耦合片30横跨四个以上的偶数个相邻谐振腔20设置。一般来说，耦合片30横跨其所在的直通单元的所有谐振腔20。但也有一些实施例，直通单元中包含多于四个的谐振腔，所述耦合片30仅跨设于其中四个或四个以上的偶数个谐振腔中，而未跨设于该直通单元的其余谐振腔中。比如某一直通单元包含六个谐振腔，但耦合片30仅跨设其中间的四个谐振腔，而未跨设于首尾两个谐振腔中。这些设置可以根据具体的应用需求而灵活设计，基于本实用新型原理的基础上，对此不作限制。

本实用新型根据滤波器所需要达到的选频范围，即为了得到所需要的对称零点，将耦合片30根据具体情况而设置在某一直通单元相应的谐振腔20的下方。一个直通单元及其相应设置的耦合片30可以产生一对对称零点，如希望在该滤波器产生多对对称零点，则可以在该滤波器多个直通单元中分别设置相应的耦合片30。也即是，如果滤波器需要产生一对以上的对称零点，在同一个滤波器内，可以设置一个以上的所述耦合片30，分别置于相应的直通单元的谐振腔下方。比如，在所述谐振腔20直排的数量超过八个以上时，第一直通单元谐振腔为第一至第四个，第二直通单元的谐振腔为第五至第八个，两个直通单元分别设置耦合片30。

在另一个实施例，如图6所示的是一个对排的八个谐振腔的滤波器，其图中下方四个谐振腔20在物理空间位置上构成物理视角上的直通单元，因此也可被用做本实用新型电气概念上的直通单元，耦合片30便可设置在该直通单元中。

具体而言，本实施例由所述金属腔体滤波器的第二个谐振腔202到第五个谐振腔205所在的谐振空间区域构成直通单元，在直通单元所在区域设置一耦合片30，其长度可以横跨该直通单元，但不延伸至所述直通单元以外的第一和第六谐振腔20。

所述耦合片30呈纵长片状，固定在所述滤波器腔体10内。耦合片30的长度与第二个谐振腔202到第五个谐振腔205所构成直通单元的谐振空间区域的横向距离相匹配，使所述耦合片30的首尾至少进入相应的直通单元中四个相邻谐振腔20的第一个和最后一个谐振腔所对应的谐振空间区域101内，但耦合片30具体进入首尾两个谐振腔20的空间区域深度，可根据电气性能的需求可由本领域技术人员可灵活设置。

另外，所述耦合片30的具体结构与所述谐振腔的配合设计还会影响滤波器产生双零点交叉耦合度和平衡度。

本实施例中，如图7至图10所示，所述耦合片30包括线型件31及与线型件垂直设置的调节件32。

所述的线型件31和调节件32总体均呈薄片状，在线型件31的两端分别设置固定端点33，所述固定端点33中间有个固定孔34。所述的线型件31的长度为L1，宽度为W1，厚度为H1。所述的调节件32的侧面呈“L”型，垂直设置在所述线型件32的长窄表面311的某一位置。本实施例中，“L”型的调节件32长度较短的一端与所述线型件31的长窄表面311垂直连接，在所述耦合片30固定在所述滤波器的腔体10后，参考图1，所述耦合片30固定在所述滤波器的腔体10长壁面11设置的支撑柱13上，所述“L”型的调节件长度较长的一端朝向所述长壁面11的对面。

所述线型件31的长度L1可影响其横跨的一组谐振腔中第一个和最后一个谐振腔之间的耦合，线型件31的长度L1的最小值至少大于两个谐振腔空间区域101的横向距离，以便其两端落在直通单元的首尾两个谐振腔中，线型件31的长度L1的最大值小于四个谐振腔空间区域101的横向距离，使该耦合片30的两端的端点33处于其横跨的一组谐振腔的第一个谐振腔和最后一个谐振腔所对应的谐振空间区域101内。比如本实施例中，耦合片30的固定端点33越靠近其所在的谐振腔组的第一和第四谐振腔20，第一和第四谐振腔20之间的耦合越强，线型件31的长度L在满足最小值的前提下，L1的值越小，其产生的对称零点相互平衡度越好。故所述耦合片30的长度L1并非标准固定，可由本领域技术人员依据滤波器所需电气性能要求灵活确定，以所述线型件31的长度L1来限定其两端所处谐振腔20之间的交叉耦合度及平衡度。其中，如图11所示的在L1长度设置较短的时候，所产生的S21参数曲线图，在通带的一侧抑制效果较佳；表示至少存在一个适合的长度L1，使得该滤波器通带两边抑制效果相当，达到较佳的平衡效果，如图12所示；当L1的长度较长的时候，在通带的另一侧抑制效果较佳，如图13所示；实施本实用新型时，可以根据具体的需要，设置L1的长度，来产生符合具体的平衡度要求的实施长度，在此不对线型件31的长度进行限定。

所述调节件32的高出所述线型件30长宽表面312的高度为H2，调节件32的宽度为W2。所述调节件32与线型件31其中一端的固定端点331的距离为L2。所述调节件32的垂直高度及其所处线型件31纵长方向上的具体位置，即调节件32的高出所述线型件30长宽表面312的高度H2，以及所述线型件31自调节件32所在位置起至一端端点331的长度L2，调节H2与L2的大小可以限定该耦合片30产生的两个对称零点的平衡度。

具体为：所述调节件32具体设置在其所在的一组谐振腔20的第二个空间区域101内，其本身用于调节所述第二和第四谐振腔20之间的交叉耦合。其中，调节件32在所述的第二个空间区域101内，通过调节所述调节件的垂直高度H2和调节件32与耦合片30固定端点331之间的距离L2可以改变两个对称零点的平衡度，调节件32越靠近第二个谐振腔20，调节件32与第二个谐振腔20的接触面越大，信号从第二和第四谐振腔20的耦合量越大。

本实施例中，所述线型件31与调节件32均为金属材料，为一体成型结构。

另外，在一些实施例，所述线型件31与调节件32也可以由两个独立的部件连接而成。

如前所述，所述耦合片30横跨一组谐振腔20，设置安装在相应的谐振腔的下方。为了配合所述的耦合片30固定于滤波器腔体10内，分别在所述耦合片30所横跨谐振腔组的第一个和最后一个谐振腔的下方设置一个支撑柱13，所述支撑柱13从谐振腔20所在的长壁面11凸出，两个支撑柱13之间的距离与耦合片30的长度L1相匹配。所述支撑柱13的表面设有固定孔，跟所述耦合片30中线型件31两端的固定孔34匹配，通过固定零件40将所述的耦合片30固定，所述的固定零件40可以为螺钉。所述支撑柱13是可导电体，当所述耦合片30的线型件31两端被螺锁固定后，所述耦合片30跟所述滤波器的金属腔体实现电连接而实现将耦合片30接地。此外，所述的支撑柱13的高度设计也是可以根据实际需求调节，所述支撑柱13的高度越高，耦合片30所在的谐振腔组的第一个到第四个谐振腔20的交叉耦合越强。

采用本实用新型所提供的技术方案的金属腔体滤波器，其产生对称零点的效果如图14所示，产生的对称零点效果佳，不会产出干扰谐波。

以上描述仅为本实用新型的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本实用新型中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本实用新型中技术方案的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (11)

1.一种滤波器，包括用于通行信号的多个谐振腔，其中由四个或四个以上偶数个谐振腔顺次相邻直线排列构成直通单元，其特征在于：所述直通单元设有用于产生对称零点的耦合片，所述耦合片呈纵长片状，其两端接地，跨设于该直通单元的各个谐振腔中。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于：所述滤波器存在多个所述的直通单元，其中至少部分直通单元均设有的所述的耦合片。

3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于：所述滤波器包括至少四个以上的谐振腔，所有谐振腔顺次相邻直线排列。

4.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于：所述直通单元中包含多于四个的谐振腔，所述耦合片仅跨设于其中四个或以上的偶数个谐振腔中，而未跨设于该直通单元的其余谐振腔中。

5.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于：所述滤波器的多个谐振腔排列成两排，其中一排包含所述的直通单元，另一排的部分谐振腔经过该直通单元与该排其余部分谐振腔耦合信号。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的滤波器，其特征在于：所述耦合片包括线型件及于线型件纵长方向的一个位置与线型件垂直连接的调节件。

7.根据权利要求6所述的滤波器，其特征在于：所述线型件的长度用于限定其两端所处谐振腔之间的交叉耦合度，所述调节件的垂直高度及调节件所处线型件的位置用于限定该耦合片所产生的对称零点的平衡度。

8.根据权利要求6所述的滤波器，其特征在于：所述线型件及所述调节件均呈薄片状。

9.根据权利要求6所述的滤波器，其特征在于：所述调节件与线型件一体成型。

10.根据权利要求6所述的滤波器，其特征在于：所述滤波器为金属腔体滤波器，所述线型件两端被螺锁于该滤波器的支撑柱上实现固定并接地。

11.一种金属腔体滤波器，其特征在于：其包括如权利要求1至10中任意一项所述的滤波器。

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