CN215869729U - 一种介质滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及介质滤波器，所述介质滤波器包括介质基体，所述介质基体包括导电面，所述导电面上开设有多个谐振腔；所述介质滤波器还包括将所述谐振腔耦合起来的交趾耦合结构，所述交趾耦合结构包括至少一个凸起部、及至少一个与所述凸起部相对的凹陷部，所述凸起部的外缘尺寸小于所述凹陷部的内腔尺寸，所述凸起部与所述凹陷部间隙设置。本实用新型采用交趾耦合的结构方式耦合，以此获得比较强的耦合量，从而起到扩展耦合带宽的目的，以使介质滤波器得到较宽的带宽。

Description

一种介质滤波器

技术领域

本实用新型涉及无线通讯技术领域，更具体地说，涉及一种介质滤波器。

背景技术

5G时代，介质滤波器将取代金属腔体滤波器成为主流，因为天线由4T4R向64T64R演进+RRU和天馈一体化，对滤波器的体积和重量提出更高要求，所以更轻更小的陶瓷滤波器将替代传统的金属腔体滤波器成为主流，长期来看，介质滤波器的成本更低，体积重量优势明显，是产业发展的必然选择；但现有的介质滤波器采用间隙耦合的方式，间距有限，带宽比较窄，不能达到所需的带宽要求。因此现有介质滤波器在需求带宽比较宽的情况下，会出现耦合间距过小导致工艺很难实现，且性能实现存在风险的缺陷。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种一种介质滤波器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种介质滤波器，其包括介质基体，所述介质基体包括导电面，所述导电面上开设有多个谐振腔；所述介质滤波器还包括将所述谐振腔耦合起来的交趾耦合结构，所述交趾耦合结构包括至少一个凸起部、及至少一个与所述凸起部相对的凹陷部，所述凸起部的外缘尺寸小于所述凹陷部的内腔尺寸，所述凸起部与所述凹陷部间隙设置。

在一些实施例中，所述凸起部正对所述凹陷部设置。

在一些实施例中，所述凸起部呈长条形突出，所述凹陷部呈方形内凹。

在一些实施例中，所述交趾耦合结构表面为镀银面；所述谐振腔的腔体内镀银。

在一些实施例中，所述交趾耦合结构包括第一耦合结构及第二耦合结构；所述第一耦合结构包括第一耦合部及与所述第一耦合部相对配合的第二耦合部；所述第一耦合部开设有多个所述凸起部，所述第二耦合部上开设有与所述凸起部相应的凹陷部；所述第二耦合结构包括第三耦合部及第四耦合部；所述第三耦合部包括多个所述凸起部，所述第四耦合部包括与所述凸起部相应的凹陷部。

在一些实施例中，所述谐振腔包括沿所述导电面依次纵向排列的第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔；所述第一耦合部与第二耦合部呈片状，分别贴设在所述第二谐振腔、第三谐振腔周围，以耦合所述第二谐振腔及第三谐振腔；所述第三耦合部与第四耦合部呈片状，分别贴设在所述第四谐振腔、第五谐振腔周围，以耦合所述第四谐振腔、第五谐振腔。

在一些实施例中，所述交趾耦合结构还包括第三耦合结构及第四耦合结构，所述第三耦合结构包括第五耦合部及与所述第五耦合部相对配合的第六耦合部；所述第五耦合部上开设有多个所述凸起部，所述第六耦合部上开设有与所述凸起部相应的所述凹陷部；所述第四耦合结构包括第七耦合部及第八耦合部；所述七耦合部包括多个所述凸起部，所述第八耦合部包括与所述凸起部相应的凹陷部。

在一些实施例中，所述谐振腔还包括纵向设置在所述导电面两侧的第一谐振腔及第六谐振腔；所述第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔、第六谐振腔沿所述导电面依次纵向间隔排列设置；

所述第一谐振腔、第六谐振腔分别通过PCB电路板与信号输入端及信号输出端对应连接；所述第五耦合部呈片状贴设在第一谐振腔周围，所述第六耦合部与所述信号输入端导电连接，以将第一谐振腔与信号输出端耦合；所述第七耦合部呈片状贴设在第六谐振腔周围，所述第八耦合部与所述信号输出端导电连接，以将第六谐振腔与信号输出端耦合。

在一些实施例中，所述介质滤波器还包括沿所述导电面横向设置的两条第一耦合线、一条第二耦合线，该两条第一耦合线分别介于所述第一谐振腔与第二谐振腔及第五谐振腔与第六谐振腔之间，所述第二耦合线介于所述第三谐振腔与第四谐振腔之间；所述第一耦合线、第二耦合线均为镀银线。

在一些实施例中，述介质滤波器还包括沿所述导电面纵向设置的第三耦合线，所述第三耦合线位于两条所述第一耦合线之间并位于所述第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔及第五谐振腔一侧，与所述第二耦合线一端呈垂直间隔设置；所述第三耦合线为镀银线。

实施本实用新型的介质滤波器，具有以下有益效果：本实用新型采用交趾耦合的结构方式耦合，以此获得比较强的耦合量，从而起到扩展耦合带宽的目的，以使滤波器得到较宽的带宽。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一些实施例中的介质滤波器的立体结构示意图；

图2是图1所示介质滤波器的俯视结构示意图；

图3是图1所示介质滤波器的另一方向的立体结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图进行详细说明。

图1示出了本实用新型一些实施例中的介质滤波器，该介质滤波器采用交趾耦合方式设计，即介质滤波器是通过介质谐振器之间的交趾耦合构成的。该交趾耦合结构设计使滤波器的设计段更宽，输入输出回波损耗更好，Q值高、尺寸小、重量轻，被广泛应用在无线基站、卫星通信、导航系统、电子对抗等系统中。在一些实施例中，该介质滤波器为5G交趾耦合结构的介质滤波器。

如图1及图2所示，介质滤波器包括介质基体10、开设在介质基体10上的若干谐振腔12及将两个相邻谐振腔12耦合起来的交趾耦合结构20。介质基体10作为滤波器的传递介质，用于波动能量的传递；谐振腔12用于产生谐振点；交趾耦合结构20用于加大相邻谐振腔12之间或谐振腔12与信号端之间的耦合量，从而起到扩展耦合带宽的目的。

在一些实施例中，介质基体10为陶瓷材料的介质基体，该介质基体10具有高介电常数的特点。优选地，介质基体10采用介电常数为10的介质基体。在一些实施例中介质基体10呈长方形体状，其可包括呈长方形的导电面11，用于供交趾耦合结构20、导电结构、若干谐振腔12等开设其上。

图2示出了本实用新型一些实施例中的谐振腔12，用于使高频电磁场在其腔内持续振荡，以产生谐振点，谐振点能使电磁场完全集中于腔内，使滤波器没有辐射损耗，从而使滤波器具有较高的品质因数。在谐振腔内，电磁场可以在一系列频率下进行振荡，其频率大小与谐振腔的形状、几何尺寸及谐振的波型有关。

在一些实施例中，谐振腔12均呈圆形腔体，贯穿介质基体10设置，并位于导电面11的中部。可以理解地，谐振腔12并不局限于圆形腔，也可呈方形、椭圆形、多边形等腔体形状中的一种或多种。具体地，谐振腔12可包括沿导电面11依次纵向排列的第一谐振腔120、第二谐振腔121、第三谐振腔122、第四谐振腔123、第五谐振腔124及第六谐振腔125。

第一谐振腔121及第六谐振腔125分别通过PCB电路板与信号输入端60及信号输出端70对应连接。优选地，采用50欧姆输入输出组成。为了便于加工，第一谐振腔121及第六谐振腔125的腔体内径相同，可以理解地，每组耦合谐振腔的内径也可不同。

在一些实施例中，相邻的第二谐振腔121、第三谐振腔122组成一组，相邻的第四谐振腔123、第五谐振腔124组成一组，交趾耦合结构20分别与每组谐振腔耦合。在一些实施例中，每组谐振腔的内径不同，第二谐振腔121的内径小于第三谐振腔122的内径、第四谐振腔123的内径小于第五谐振腔124的内径。可以理解地，第二谐振腔121、第三谐振腔122、第四谐振腔123、第五谐振腔124的内径大小可以任意设置。

如图2及图3示出了本实用新型在一些实施例中的耦合结构20，其可包括将第二谐振腔121与第三谐振腔122耦合的起来的第一耦合结构21、将第四谐振腔123与第五谐振腔124耦合的起来的第二耦合结构22、将第一谐振腔120与信号输入端60耦合的起来的第三耦合结构23及将第六谐振腔125与信号输出端70耦合的起来的第四耦合结构24。

在一些实施例中，第一耦合结构21可包括第一耦合部210及与该第一耦合部210相配合的第二耦合部211，第一耦合部210及第二耦合部211呈片状分别贴设在第二谐振腔121及第三谐振腔122的周围，并贴设在导电面11上。在一些实施例中，第一耦合部210及第二耦合部211表面为镀银面。

在一些实施例中，第一耦合部210设置有向外突出的若干第一凸起部2101，第二耦合部211设有与该第一凸起部2101相应的第一凹陷部2110，第一凸起部2101与第一凹陷部2110的形状与数量相应配合。可以理解地，在一些实施例中，第一凸起部2101与第一凹陷部2110不一定完全相应配合，只要能实现交趾耦合并达到耦合效果即可。第一凸起部2101的外缘小于所述第一凹陷部2110的内腔，第一凸起部2101的外围与第一凹陷部2110的内腔相对间隙设置，即第一凸起部2101的周围与第一凹陷部2110呈间隙设置，或第一凸起部2101与第一凹陷部2110相对相距或相对间隙设置设置，以加大耦合量，从而增加介质滤波器的带宽。

在一些实施例中，第一耦合部210设置有横向间隔排列的三个第一凸起部2101，第二耦合部211设有与第一凸起部211数量相应的第一凹陷部2110。第一凸起部2101与第一凹陷部2110相对设置，以实现交趾耦合，扩大耦合量，从而实现交趾耦合并能达到扩展带宽的目的。

在一些实施例中，第一凸起部2101呈长条形突出，并横向均匀间隔设置，第一凹陷部2110呈方形内凹，与第一凸起部2101相对相距设置。可以理解地，第一凸起部2101并不局限于长条形突出，只要是突出部，并能与第一凹陷部2110实现交趾耦合，起到扩展带宽的目的即可。

在一些实施例中，第二耦合结构22可包括第三耦合部220及与该第三耦合部220相配合的第四耦合部221，第三耦合部220及第四耦合部221呈片状分别贴设在第四谐振腔123及第五谐振腔124的周围，并贴设在导电面11上。在一些实施例中的第三耦合部220及第二耦合部221表面为镀银面。

在一些实施例中，第三耦合部220设置有向外突出的若干第二凸起部2201，第四耦合部221设有与该第二凸起部2201相应的第二凹陷部2210，第二凸起部2201与第二凹陷部2210的形状与数量相应配合。可以理解地，在一些实施例中，第二凸起部2201与第二凹陷部2210不一定完全相应配合，只要能实现交趾耦合并达到耦合效果即可。第二凸起部2201的外缘小于所述第二凹陷部2210的内腔，第二凸起部2201的外围与第二凹陷部2210的内腔相对间隙设置，即第二凸起部2201的周围与第二凹陷部2210呈间隙设置，或第二凸起部2201与第二凹陷部2210相对相距设置。

在一些实施例中，第三耦合部220设置有横向间隔排列的三个第二凸起部2201，第四耦合部221设有与第二凸起部2201数量相应的第二凹陷部2210，第二凸起部2201与第二凹陷部2210相对设置，以实现交趾耦合，扩大耦合量，从而实现交趾耦合并能达到扩展带宽的目的。

在一些实施例中，第二凸起部2201呈长条形突出，并横向均匀间隔设置，第二凹陷部2210呈方形内凹，与第二凸起部2201相对相距设置。可以理解地，第二凸起部2201并不局限于长条形突出，只要是突出部，并能与第二凹陷部2210实现交趾耦合，起到扩展带宽的目的即可。

在一些实施例中，第三耦合结构23可包括第五耦合部230及与该第五耦合部230相配合的第六耦合部231，第五耦合部230呈方形片状贴设在第一谐振腔120的周围，并贴设在导电面11上，第六耦合部231呈横折状片体包设在第五耦合部230左下侧，并贴设在导电面11上，与信号输入端60导电连接。在一些实施例中的第五耦合部230及第六耦合部231表面为镀银面。

在一些实施例中，第五耦合部230设置有向外突出的若干第三凸起部2301，第六耦合部231设有与该第三凸起部2301相应的第三凹陷部2310，第三凸起部2301与第三凹陷部2310的形状与数量相应配合。可以理解地，在一些实施例中，第三凸起部2301与第三凹陷部2310不一定完全相应配合，只要能实现交趾耦合并达到耦合效果即可。第三凸起部2301的外缘小于所述第三凹陷部2310的内腔，第三凸起部2301的外围与第三凹陷部2310的内腔相对间隙设置，即第三凸起部2301的周围与第三凹陷部2310呈间隙设置，或第三凸起部2301与第三凹陷部2310相对相距设置。

在一些实施例中，第五耦合部230设置有横向间隔排列的二个第三凸起部2301，第六耦合部231设有与第三凸起部2301数量相应的第三凹陷部2310，第三凸起部2301与第三凹陷部2310相对设置，以实现交趾耦合，扩大耦合量，从而实现交趾耦合并能达到扩展带宽的目的。

在一些实施例中，第三凸起部2301呈长条形突出，并横向均匀间隔设置，第三凹陷部2310呈方形内凹，与第三凸起部2301相对相距设置。可以理解地，第三凸起部2301并不局限于长条形突出，只要是突出部，并能与第三凹陷部2310实现交趾耦合，起到扩展带宽的目的即可。

在一些实施例中，第四耦合结构24可包括第七耦合部240及与该第七耦合部240相配合的第八耦合部241，第七耦合部240呈方形片状贴设在第六谐振腔125的周围，并贴设在导电面11上，第八耦合部241呈横折状片体包设在第七耦合部240左下侧，并贴设在导电面11上，与信号输出端70导电连接。在一些实施例中的第七耦合部240及第八耦合部241表面为镀银面。

在一些实施例中，第七耦合部240设置有向外突出的若干第四凸起部2401，第八耦合部241设有与该第四凸起部2401相应的第四凹陷部2410，第四凸起部2401与第四凹陷部2410的形状与数量相应配合。可以理解地，在一些实施例中，第四凸起部2401与第四凹陷部2410不一定完全相应配合，只要能实现交趾耦合并达到耦合效果即可。第四凸起部2401的外缘小于所述第四凹陷部2410的内腔，第四凸起部2401的外围与第四凹陷部2410的内腔相对间隙设置，即第四凸起部2401的周围与第四凹陷部2410呈间隙设置，或第四凸起部2401与第四凹陷部2410相对相距设置。

在一些实施例中，第七耦合部240设置有横向间隔排列的二个第四凸起部2401，第八耦合部241设有与第四凸起部2401数量相应的第四凹陷部2410，第四凸起部2401与第四凹陷部2410相对设置，以实现交趾耦合，扩大耦合量，从而实现交趾耦合并能达到扩展带宽的目的。

在一些实施例中，第四凸起部2401呈长条形突出，并横向均匀间隔设置，第四凹陷部2410呈方形内凹，与第四凸起部2401相对相距设置。可以理解地，第四凸起部2401并不局限于长条形突出，只要是突出部，并能与第四凹陷部2410实现交趾耦合，起到扩展带宽的目的即可。

在一些实施例中，介质滤波器还可包括沿导电面11横向设置的两条第一耦合线30，该两条第一耦合线30分别介于第一谐振腔120与第二谐振腔121及第五谐振腔124与第六谐振腔125之间，用于加强第一谐振腔120与第二谐振腔121之间的相互耦合。在一些实施例中的第一耦合线30为镀银线。

在一些实施例中，介质滤波器还可包括沿所述导电面11横向设置的第二耦合线40，第二耦合线40介于所述第一耦合结构21及第二耦合结构22之间，即介于第三谐振腔122与第四谐振腔123之间，以使该介质滤波器两端产生负耦合极点。在一些实施例中的第二耦合线40为镀银线。

在一些实施例中，介质滤波器还可包括沿导电面11纵向设置的第三耦合线50。该第三耦合线50位于第一耦合结构21及第二耦合结构22下侧，即位于第二谐振腔121、第三谐振腔122、第四谐振腔123及第五谐振腔124下侧，并与第二耦合线40一端呈垂直间隔设置，且其两端分别靠近两条第一耦合线30。以使第二谐振腔121与第五谐振腔124之间产生负耦合。在一些实施例中的第三耦合线50为镀银线。

在一些实施例中，如图1及图2所示，介质滤波器还可包括分别设置在导电面11两端的信号输入端60及信号输出端70；信号输入端60及信号输出端70贴设于导电面11，并通过第三耦合结构23及第四耦合结构24分别与第一谐振腔120及第六谐振腔125实现交趾耦合。

本实用新型通过以下技术方案：5G交趾耦合结构的介质滤波器，主要包括耦合结构20、谐振腔120、导电面、外表面镀银接地面及50欧姆输入输出组成；

并采用导电面及交趾耦合方式等效电容，1/8波长介质谐振腔等效LC谐振电路实现；

以此获得比较强的耦合量，以达到比较宽的带宽。

本实用新型进一步通过增加耦合线，以扩展第二谐振腔121与第五谐振腔124之间的交叉耦合，以得到比较好的矩形系数，获得高端和低端各一个零点。

在一些实施例中，耦合结构20、第一耦合线30、第二耦合线40及第三耦合线50等图形均为激光雕刻而成。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种介质滤波器，包括介质基体，所述介质基体包括导电面，所述导电面上开设有多个谐振腔，其特征在于，还包括将所述谐振腔耦合起来的交趾耦合结构，所述交趾耦合结构包括至少一个凸起部、及至少一个与所述凸起部相对的凹陷部，所述凸起部的外缘尺寸小于所述凹陷部的内腔尺寸，所述凸起部与所述凹陷部间隙设置。

2.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述凸起部正对所述凹陷部设置。

3.根据权利要求2所述的介质滤波器，其特征在于，所述凸起部呈长条形突出，所述凹陷部呈方形内凹。

4.根据权利要求3所述的介质滤波器，其特征在于，所述交趾耦合结构表面为镀银面；所述谐振腔的腔体内镀银。

5.根据权利要求1至4任一项所述的介质滤波器，其特征在于，所述交趾耦合结构包括第一耦合结构及第二耦合结构；所述第一耦合结构包括第一耦合部及与所述第一耦合部相对配合的第二耦合部；所述第一耦合部开设有多个所述凸起部，所述第二耦合部上开设有与所述凸起部相应的凹陷部；所述第二耦合结构包括第三耦合部及第四耦合部；所述第三耦合部包括多个所述凸起部，所述第四耦合部包括与所述凸起部相应的凹陷部。

6.根据权利要求5所述的介质滤波器，其特征在于，所述谐振腔包括沿所述导电面依次纵向排列的第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔；所述第一耦合部与第二耦合部呈片状，分别贴设在所述第二谐振腔、第三谐振腔周围，以耦合所述第二谐振腔及第三谐振腔；所述第三耦合部与第四耦合部呈片状，分别贴设在所述第四谐振腔、第五谐振腔周围，以耦合所述第四谐振腔、第五谐振腔。

7.根据权利要求6所述的介质滤波器，其特征在于，所述交趾耦合结构还包括第三耦合结构及第四耦合结构，所述第三耦合结构包括第五耦合部及与所述第五耦合部相对配合的第六耦合部；所述第五耦合部上开设有多个所述凸起部，所述第六耦合部上开设有与所述凸起部相应的所述凹陷部；所述第四耦合结构包括第七耦合部及第八耦合部；所述七耦合部包括多个所述凸起部，所述第八耦合部包括与所述凸起部相应的凹陷部。

8.根据权利要求7所述的介质滤波器，其特征在于，所述谐振腔还包括纵向设置在所述导电面两侧的第一谐振腔及第六谐振腔；所述第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔、第六谐振腔沿所述导电面依次纵向间隔排列设置；

所述第一谐振腔、第六谐振腔分别通过PCB电路板与信号输入端及信号输出端对应连接；所述第五耦合部呈片状贴设在第一谐振腔周围，所述第六耦合部与所述信号输入端导电连接，以将第一谐振腔与信号输出端耦合；所述第七耦合部呈片状贴设在第六谐振腔周围，所述第八耦合部与所述信号输出端导电连接，以将第六谐振腔与信号输出端耦合。

9.根据权利要求8所述的介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器还包括沿所述导电面横向设置的两条第一耦合线、一条第二耦合线，该两条第一耦合线分别介于所述第一谐振腔与第二谐振腔及第五谐振腔与第六谐振腔之间，所述第二耦合线介于所述第三谐振腔与第四谐振腔之间；所述第一耦合线、第二耦合线均为镀银线。

10.根据权利要求9所述的介质滤波器，其特征在于，述介质滤波器还包括沿所述导电面纵向设置的第三耦合线，所述第三耦合线位于两条所述第一耦合线之间并位于所述第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔及第五谐振腔一侧，与所述第二耦合线一端呈垂直间隔设置；所述第三耦合线为镀银线。

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