CN215869728U - 腔体滤波器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种腔体滤波器。腔体滤波器包括：壳体、第一片状谐振杆、第二片状谐振杆和第三片状谐振杆。第一片状谐振杆、第二片状谐振杆和第三片状谐振杆位于壳体的容置腔中。第一片状谐振杆包括第一直立段和自第一直立段的一侧延伸出的第一延伸段，第一直立段远离第一延伸段的一端固设于壳体。第二片状谐振杆包括第二直立段和自第二直立段的一侧延伸的第二延伸段，第二直立段远离第二延伸段的一端固设于壳体，第一延伸段和第二延伸段朝彼此靠近的方向延伸。第三片状谐振杆固设于壳体。第一片状谐振杆和第二片状谐振杆之间形成容性耦合，第二片状谐振杆和第三片状谐振杆之间及第一片状谐振杆和第三片状谐振杆之间都形成容性耦合或感性耦合。

Description

腔体滤波器

技术领域

本申请涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种腔体滤波器。

背景技术

腔体滤波器为采用谐振腔体结构的微波滤波器，用于选择通信信号频率并滤除通信信号频率外的杂波或干扰信号。在腔体滤波器中，常采用飞杆来实现两个相邻腔体的谐振杆之间的信号耦合，飞杆安装于飞杆座上。通过改变飞杆的长短、大小来调节两个相邻腔体的谐振杆之间的容性耦合量的大小，进而改变腔体滤波器的传输通带的左边(低端)的传输零点的强弱。

然而，采用飞杆的腔体滤波器存在因需使用飞杆才能在通带低端产生传输零点而造成腔体物料增多、装配复杂、成本高的问题，以及存在因为飞杆的一致性差而导致传输零点的一致性差的问题。

有鉴于此，开发一种不需使用飞杆即能在通带低端产生传输零点且易于组装的谐振滤波器为本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种腔体滤波器，可以有效解决目前腔体滤波器存在因需使用飞杆才能在通带低端产生传输零点而造成腔体物料增多、装配复杂、成本高的问题，以及存在因为飞杆的一致性差而导致传输零点的一致性差的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请提供了一种腔体滤波器，其包括：壳体、第一片状谐振杆、第二片状谐振杆和第三片状谐振杆。壳体内具有容置腔。第一片状谐振杆位于容置腔中，且包括第一直立段和自第一直立段的一侧延伸出的第一延伸段，第一直立段远离第一延伸段的一端固设于壳体。第二片状谐振杆位于容置腔中，且包括第二直立段和自第二直立段的一侧延伸的第二延伸段，第二直立段远离第二延伸段的一端固设于壳体，其中，第一延伸段和第二延伸段朝彼此靠近的方向延伸。第三片状谐振杆位于容置腔中且固设于壳体。其中，第一片状谐振杆和第二片状谐振杆之间形成容性耦合，第二片状谐振杆和第三片状谐振杆之间及第一片状谐振杆和第三片状谐振杆之间都形成容性耦合或感性耦合。

在本申请实施例中，腔体滤波器借由第一片状谐振杆的第一延伸段和第二片状谐振杆的第二延伸段彼此相对，使得第一片状谐振杆和所述第二片状谐振杆之间形成容性耦合(即在无飞杆的情况下可实现容性耦合)，再搭配第二片状谐振杆和第三片状谐振杆之间及第一片状谐振杆和第三片状谐振杆之间都形成容性耦合或感性耦合，产生对称传输零点(即实现在通带低端产生传输零点)。另外，腔体滤波器基于整体的简单结构设计具有稳定性佳、一致性好、制造工艺简单、易于组装、成本低的优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为依据本申请的腔体滤波器的一实施例爆炸图；

图2为图1的第一片状谐振杆、第二片状谐振杆和部分壳体的一实施例组合图；

图3为图1的第三片状谐振杆和部分壳体的一实施例组合图；

图4为依据本申请的腔体滤波器的另一实施例爆炸图；

图5为图1的第一片状谐振杆、第二片状谐振杆、第三片状谐振杆和部分壳体的一实施例组合图；

图6为图1的第一片状谐振杆、第二片状谐振杆和连接筋的一实施例组合图；

图7为图1的第三片状谐振杆的一实施例结构示意图；

图8为图1的第一片状谐振杆和第三片状谐振杆之间的耦合带宽随工作频率变化的仿真曲线；

图9为图1的第三片状谐振杆和第二片状谐振杆之间的耦合带宽随工作频率变化的仿真曲线；以及

图10为图1的第一片状谐振杆和第二片状谐振杆之间的耦合带宽随工作频率变化的仿真曲线。

具体实施方式

以下将配合相关附图来说明本实用新型的实施例。在这些附图中，相同的标号表示相同或类似的组件或方法流程。

必须了解的是，使用在本说明书中的“包含”、“包括”等词，是用于表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件及/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件、组件，或以上的任意组合。

必须了解的是，当组件描述为“连接”或“耦接”至另一组件时，可以是直接连结、或耦接至其他组件，可能出现中间组件。相反地，当组件描述为“直接连接”或“直接耦接”至另一组件时，其中不存在任何中间组件。

请参阅图1至图3，图1为依据本申请的腔体滤波器的一实施例爆炸图，图2为图1的第一片状谐振杆、第二片状谐振杆和部分壳体的一实施例组合图，图3为图1的第三片状谐振杆和部分壳体的一实施例组合图。如图1至图3所示，在本实施例中，腔体滤波器100包括：壳体110、第一片状谐振杆120、第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140。壳体110内具有容置腔112。第一片状谐振杆120位于容置腔112中，且包括第一直立段122和自第一直立段122的一侧延伸出的第一延伸段124，第一直立段122远离第一延伸段124的一端固设于壳体110。第二片状谐振杆130位于容置腔112中，且包括第二直立段132和自第二直立段132的一侧延伸的第二延伸段134，第二直立段132远离第二延伸段134的一端固设于壳体110，其中，第一延伸段124和第二延伸段134朝彼此靠近的方向延伸。第三片状谐振杆140位于容置腔112中且固设于壳体110。其中，第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间形成容性耦合，第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140之间及第一片状谐振杆120和第三片状谐振杆140之间都形成容性耦合或感性耦合。

也就是说，第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130通过相互靠近的第一延伸段124和第二延伸段134形成容性耦合，以及通过控制第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140之间的距离及第一片状谐振杆120和第三片状谐振杆140之间距离，使得第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140之间及第一片状谐振杆120和第三片状谐振杆140之间都形成容性耦合或感性耦合。

其中，第一延伸段124和第二延伸段134之间的间隔距离C越小，则第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间的容性耦合量越大(感性耦合量越小)，反之，第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间的容性耦合量越小(感性耦合量越大)，也就是说，第一延伸段124和第二延伸段134之间的间隔距离C对应第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间的容性耦合量；第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140之间的距离越近，则第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140之间的容性耦合量越大(感性耦合量越小)，反之，则第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140之间的容性耦合量越小(感性耦合量越大)；第一片状谐振杆120和第三片状谐振杆140之间的距离越近，则第一片状谐振杆120和第三片状谐振杆140之间的容性耦合量越大(感性耦合量越小)，反之，则第一片状谐振杆120和第三片状谐振杆140之间的容性耦合量越小(感性耦合量越大)。

根据交叉耦合理论可知，当第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间、第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140之间及第一片状谐振杆120和第三片状谐振杆140之间都形成容性耦合，或者第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间形成容性耦合，第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140之间及第一片状谐振杆120和第三片状谐振杆140之间都形成感性耦合时，腔体滤波器100能在通带低端产生传输零点。

在一实施例中，第一片状谐振杆120、第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140都为具有金属表面的片材或为金属片。当第一片状谐振杆120、第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140为金属片时，可由金属板材直接切割成型；当第一片状谐振杆120、第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140为具有金属表面的片材时，可由塑料材料注塑成型后电镀实现。

在一实施例中，壳体110还包含底板部114、侧壁部116和盖板部118，侧壁部116环绕连接至底板部114，侧壁部116和底板部114形成容置腔112和开口119，盖板部118的一侧面覆盖固定至开口119，第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130固设于底板部114(如图2所示)，第三片状谐振杆140固设于盖板部118(如图3所示)。在另一实施例中，第三片状谐振杆140固设于底板部114(如图4和图5所示，图4为依据本申请的腔体滤波器的另一实施例爆炸图，图5为图1的第一片状谐振杆、第二片状谐振杆、第三片状谐振杆和部分壳体的一实施例组合图)。

在一实施例中，侧壁部116和底板部114一体成型，即侧壁部116和底板部114可由板材通过钣金折弯或者拉伸模具直接成型，也可采用铝合金或者镁合金压铸后电镀成型，亦或者采用塑料注塑后电镀以实现成本低且重量轻的优势。

在一实施例中，盖板部118可由板材直接加工成型，底板部114和盖板部118互相平行设置。

在一实施例中，第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130直接焊接在底板部114，第三片状谐振杆140直接焊接在盖板部118或底板部114。在另一实施例中，第一片状谐振杆120、第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140都分别设置有插接段(未绘制)，第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130分别通过其具有的插接段插接于底板部114，第三片状谐振杆140通过其具有的插接段其具有的盖板部118或底板部114。

在一实施例中，第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130沿第一方向K1彼此间隔排列，第三片状谐振杆140沿第一方向K1位于第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间，第三片状谐振杆140沿垂直第一方向K1的第二方向K2间隔于第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130(如图1、图4和图5所示)。

在一实施例中，于第二方向K2上，第三片状谐振杆140和第一片状谐振杆120或第二片状谐振杆130部分重叠(如图1、图4和图5所示)。因此，第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140之间及第一片状谐振杆120和第三片状谐振杆140之间可形成容性耦合或感性耦合。

在一实施例中，请参阅图1至图3，腔体滤波器100还包括连接筋150，连接筋150沿第一方向K1连接第一直立段122和第二直立段132，连接筋150平行第一延伸段124和第二延伸段134，连接筋150沿垂直第一方向K1的第三方向K3间隔于第一延伸段124和第二延伸段134。其中，连接筋150可为具有金属表面的片材或为金属片。

在一实施例中，第一片状谐振杆120、第二片状谐振杆130和连接筋150一体成型。

在一实施例中，连接筋150于第一方向K1具有长度L、于第三方向K3具有厚度T且于垂直第一方向K1和第三方向K3的第二方向K2具有宽度W，长度L、厚度T和宽度W对应第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间的容性耦合量，连接筋150的长度L越长、厚度T越厚和/或宽度W越大，则第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间的容性耦合量越小(感性耦合量越大)。相反地，连接筋150的长度L越短、厚度T越薄和/或宽度W越小，则第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间的容性耦合量越大(感性耦合量越小)。

在一实施例中，于第三方向K3上，连接筋150和第一延伸段124或第二延伸段134之间的间隔距离D1对应第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间的容性耦合量，间隔距离D1越小，则所述容性耦合量越小；相反地，间隔距离D1越大，则所述容性耦合量越大。换句话说，于第三方向K3上，连接筋150与底板部114之间的距离D2越大，则第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间的容性耦合量越小(感性耦合量越大)。相反地，连接筋150与底板部114之间的距离D2越小，则第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间的容性耦合量越大(感性耦合量越小)。

从上述可知，连接筋150是用以增强第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间的感性耦合，从而来减弱第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间的容性耦合。通过连接筋150的设置可以调节第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间的容性耦合量的大小，使得腔体滤波器100的可操作性更强。

在一实施例中，请参阅图6，其为图1的第一片状谐振杆、第二片状谐振杆和连接筋的一实施例组合图。如图6所示，第一片状谐振杆120还可包括自第一延伸段124靠近第二延伸段134的一端延伸的第一枝节126。第二片状谐振杆130还可包括自第二延伸段134靠近第一延伸段124的一端延伸的第三枝节136。其中，第一枝节126和第三枝节136彼此平行。

在一实施例中，第一枝节126朝远离第一直立段122的方向延伸，第三枝节136朝远离第二直立段132的方向延伸。

在一实施例中，第一片状谐振杆120还可包括自第一枝节126远离第一延伸段124的一端延伸的第二枝节128，第二片状谐振杆130还可包括自第三枝节136远离第二延伸段134的一端延伸的第四枝节138，第一枝节126和第三枝节136平行第一直立段122和第二直立段132，第二枝节128和第四枝节138平行第一延伸段124和第二延伸段134。

在一示例中，第二枝节128的长度B小于第一延伸段124的长度E，第四枝节138的长度G小于第二延伸段134的长度H，使得第一片状谐振杆120的谐振频率变低，第二片状谐振杆130的谐振频率变低。在另一示例中，第二枝节128的长度B大于第一延伸段124的长度E，第四枝节138的长度G大于第二延伸段134的长度H，使得第一片状谐振杆120的谐振频率变高，第二片状谐振杆130的谐振频率变高。也就是说，第一片状谐振杆120可通过不同的第二枝节128的长度B与第一延伸段124的长度E调整谐振频率，第二片状谐振杆130可通过不同的第四枝节138的长度G与第二延伸段134的长度H调整谐振频率，因此，可依据实际需求设计出具有不同谐振频率的第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130。

在一实施例中，请参阅图7，其为图1的第三片状谐振杆的一实施例结构示意图。如图7所示，第三片状谐振杆140可包括第三直立段142、自第三直立段142的一侧延伸出的第三延伸段144、自第三延伸段144朝远离第三直立段142的方向延伸的第五枝节146和自第五枝节146远离第三延伸段144的一端延伸的第六枝节148。其中，第六枝节148和第三延伸段144彼此平行。

在一示例中，第六枝节148的长度R大于第三延伸段144的长度S，使得第三片状谐振杆140的谐振频率变高。在另一示例中，第六枝节148的长度R小于第三延伸段144的长度S，使得第三片状谐振杆140的谐振频率变低。也就是说，第三片状谐振杆140可通过不同的第六枝节148的长度R与第三延伸段144的长度S调整谐振频率，因此，可依据实际需求设计出具有不同谐振频率的第三片状谐振杆140。

请参阅图8至图10，图8为图1的第一片状谐振杆和第三片状谐振杆之间的耦合带宽随工作频率变化的仿真曲线，图9为图1的第三片状谐振杆和第二片状谐振杆之间的耦合带宽随工作频率变化的仿真曲线，图10为图1的第一片状谐振杆和第二片状谐振杆之间的耦合带宽随工作频率变化的仿真曲线，其中，图8至图10的横轴为频率，单位为吉赫(GHz)；图8至图10的纵轴为耦合带宽，单位为兆赫(MHz)。如图8至图10所示，第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间、第二片状谐振杆130和第三片状谐振杆140之间及第一片状谐振杆120和第三片状谐振杆140之间都形成容性耦合(负耦合)。其中，根据微波传输特性以及交叉耦合理论，可基于图8至图10的仿真结果计算得知信号在第一片状谐振杆120和第二片状谐振杆130之间的传输通道中的相位与信号在第一片状谐振杆120经由第三片状谐振杆140到第二片状谐振杆130的传输通道中的相位之间的相位差为180度，因此，腔体滤波器100能在通带低端产生传输零点。

综上所述，本申请实施例的腔体滤波器借由第一片状谐振杆的第一延伸段和第二片状谐振杆的第二延伸段彼此相对，使得第一片状谐振杆和所述第二片状谐振杆之间形成容性耦合(即在无飞杆的情况下可实现容性耦合)，再搭配第二片状谐振杆和第三片状谐振杆之间及第一片状谐振杆和第三片状谐振杆之间都形成容性耦合或感性耦合，产生对称传输零点(即实现在通带低端产生传输零点)。另外，腔体滤波器基于整体的简单结构设计具有稳定性佳、一致性好、制造工艺简单、易于组装、成本低的优点。

虽然在本申请的图式中包含了以上描述的组件，但不排除在不违反实用新型的精神下，使用更多其他的附加组件，已达成更佳的技术效果。

虽然本实用新型使用以上实施例进行说明，但需要注意的是，这些描述并非用于限缩本实用新型。相反地，此实用新型涵盖了所属技术领域中的技术人员显而易见的修改与相似设置。所以，权利要求范围须以最宽广的方式解释来包含所有显而易见的修改与相似设置。

Claims (14)

1.一种腔体滤波器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内具有容置腔；

第一片状谐振杆，位于所述容置腔中，且包括第一直立段和自所述第一直立段的一侧延伸出的第一延伸段，所述第一直立段远离所述第一延伸段的一端固设于所述壳体；

第二片状谐振杆，位于所述容置腔中，且包括第二直立段和自所述第二直立段的一侧延伸出的第二延伸段，所述第二直立段远离所述第二延伸段的一端固设于所述壳体，其中，所述第一延伸段和所述第二延伸段朝彼此靠近的方向延伸；以及

第三片状谐振杆，位于所述容置腔中且固设于所述壳体；

其中，所述第一片状谐振杆和所述第二片状谐振杆之间形成容性耦合，所述第二片状谐振杆和所述第三片状谐振杆之间及所述第一片状谐振杆和所述第三片状谐振杆之间都形成容性耦合或感性耦合。

2.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于，所述第一片状谐振杆和所述第二片状谐振杆沿第一方向彼此间隔排列，所述第三片状谐振杆沿所述第一方向位于所述第一片状谐振杆和所述第二片状谐振杆之间，所述第三片状谐振杆沿垂直所述第一方向的第二方向间隔于所述第一片状谐振杆和所述第二片状谐振杆。

3.根据权利要求2所述的腔体滤波器，其特征在于，于所述第二方向上，所述第三片状谐振杆和所述第一片状谐振杆或所述第二片状谐振杆部分重叠。

4.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于，所述第一延伸段和所述第二延伸段之间的间隔距离对应所述第一片状谐振杆和所述第二片状谐振杆之间的容性耦合量，所述间隔距离越小，则所述容性耦合量越大。

5.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于，所述第一片状谐振杆、所述第二片状谐振杆和所述第三片状谐振杆都为具有金属表面的片材或为金属片。

6.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于，还包括连接筋，所述连接筋沿第一方向连接所述第一直立段和所述第二直立段，所述连接筋平行所述第一延伸段和所述第二延伸段，所述连接筋沿垂直所述第一方向的第三方向间隔于所述第一延伸段和所述第二延伸段。

7.根据权利要求6所述的腔体滤波器，其特征在于，所述连接筋于所述第一方向具有长度、于所述第三方向具有厚度且于垂直所述第一方向和所述第三方向的第二方向具有宽度，所述长度、所述厚度和所述宽度对应所述第一片状谐振杆和所述第二片状谐振杆之间的容性耦合量，所述长度越长、所述厚度越厚和/或所述宽度越大，则所述容性耦合量越小。

8.根据权利要求7所述的腔体滤波器，其特征在于，于所述第三方向上，所述连接筋和所述第一延伸段或所述第二延伸段之间的间隔距离对应所述第一片状谐振杆和所述第二片状谐振杆之间的容性耦合量，所述间隔距离越小，则所述容性耦合量越小。

9.根据权利要求6所述的腔体滤波器，其特征在于，所述第一片状谐振杆、所述第二片状谐振杆和所述连接筋一体成型。

10.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于，所述壳体还包含底板部、侧壁部和盖板部，所述侧壁部环绕连接至所述底板部，所述侧壁部和所述底板部形成所述容置腔和开口，所述盖板部的一侧面覆盖固定至所述开口，所述第一片状谐振杆和所述第二片状谐振杆固设于所述底板部，所述第三片状谐振杆固设于所述底板部或所述盖板部。

11.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于，所述第一片状谐振杆还包括自所述第一延伸段靠近所述第二延伸段的一端延伸的第一枝节，所述第二片状谐振杆还包括自所述第二延伸段靠近所述第一延伸段的一端延伸的第三枝节，所述第一枝节平行所述第三枝节。

12.根据权利要求11所述的腔体滤波器，其特征在于，所述第一片状谐振杆还包括自所述第一枝节远离所述第一延伸段的一端延伸的第二枝节，所述第二片状谐振杆还包括自所述第三枝节远离所述第二延伸段的一端延伸的第四枝节，所述第一枝节和所述第三枝节平行所述第一直立段和所述第二直立段，所述第二枝节和所述第四枝节平行所述第一延伸段和所述第二延伸段。

13.根据权利要求12所述的腔体滤波器，其特征在于，所述第二枝节的长度小于所述第一延伸段的长度，所述第四枝节的长度小于所述第二延伸段的长度；或，所述第二枝节的长度大于所述第一延伸段的长度，所述第四枝节的长度大于所述第二延伸段的长度。

14.根据权利要求11所述的腔体滤波器，其特征在于，所述第一枝节朝远离所述第一直立段的方向延伸，所述第三枝节朝远离所述第二直立段的方向延伸。

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