CN216085269U - 一种宽带介质滤波器及具有其的收发通道、基站和卫星 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及滤波器技术领域，具体涉及一种宽带介质滤波器。宽带介质滤波器包括：PCB底板；N腔介质谐振块，设有至少一个且并排焊接在PCB底板上，N个谐振腔中相邻两个谐振腔为内磁耦合或端面增设电镀金属面实现内电耦合；金属接引条，与谐振腔一一对应，其一端插入谐振腔内，另一端引出至谐振腔外；金属焊盘，与金属接引条的另一端焊接相连，且直接或间接焊接在PCB底板上；集总元件，适于形成外部耦合，当相邻两个谐振腔形成内磁耦合时外部耦合为电耦合，当相邻两个谐振腔形成内电耦合时外部耦合为磁耦合。本实用新型提供的宽带介质滤波器，能够在带外引入传输零点，提高了抑制特性，从而使得本宽带介质滤波器能够适用于现代通信系统中。

Description

一种宽带介质滤波器及具有其的收发通道、基站和卫星

技术领域

本实用新型涉及滤波器技术领域，具体涉及一种宽带介质滤波器及具有其的收发通道、基站和卫星。

背景技术

近年来，随着新一代移动通信、卫星通信、物联网、新一代一体化雷达系统等无线技术的快速发展，整体通信设备向小型化、高密度、低成本、高性能、低延迟、低功耗的方向快速发展，随着大规模MIMO技术的广泛应用，无线通信系统中的微波滤波器也朝着小型化、高性能、低成本的方向发展。介质滤波器由于内部可以填充高介电常数的材料，可以小型化整体滤波器尺寸。在这种新一代通信体制的大背景下，具有低成本、小型化等优点的介质滤波器成为了人们的研究热点问题。

现有介质滤波器仅仅通过自身电磁场耦合的耦合结构，难以实现大带宽的宽带滤波器。通过外部集总电容进行耦合的分布式介质滤波器虽然可以实现很宽的通带，但由于宽带的色散效应，导致带外抑制恶化，又因为传统的分布式介质滤波器结构尺寸限制，拓扑结构往往比较简单，多以级联形式存在，难以实现交叉耦合，引入带外零点，提高带外特性。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中介质滤波器难以实现大带宽的缺陷，从而提供一种宽带介质滤波器及具有其的收发通道、基站和卫星。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的宽带介质滤波器，包括：

PCB底板；

N腔介质谐振块，设有至少一个且并排焊接在所述PCB底板上，所述N腔介质谐振块具有N个谐振腔且N≧2，N个所述谐振腔中相邻两个谐振腔为内磁耦合或端面增设电镀金属面实现内电耦合；

金属接引条，设有至少两个且与所述谐振腔一一对应，其一端插入所述谐振腔内，另一端引出至所述谐振腔外；

金属焊盘，与所述金属接引条的另一端焊接相连，且直接或间接焊接在所述PCB底板上；

集总元件，焊接于相邻两个金属焊盘之间且适于形成外部耦合，当相邻两个谐振腔形成内磁耦合时所述外部耦合为电耦合，当相邻两个谐振腔形成内电耦合时所述外部耦合为磁耦合。

可选的，所述集总元件为集总电容或集总电感或螺旋电感。

可选的，还包括：

单腔介质谐振块，其内设单个谐振腔，所述单腔介质谐振块设有至少一个且皆焊接于所述PCB底板上，所述单腔介质谐振块和所述N腔介质谐振块并排分布。

可选的，还包括：

高频PCB小板，沿所述N腔介质谐振块并排方向布置且焊接于所述PCB底板上，所述金属焊盘焊接在所述高频PCB小板上。

可选的，还包括：

馈电焊盘，焊接于所述PCB底板上，且与所述高频PCB小板沿并排方向的两端相接。

可选的，还包括：

底部端口焊盘，位于所述PCB底板的角部且与所述馈电焊盘相接。

可选的，所述金属接引条为直角弯折状。

可选的，当N个所述谐振腔中相邻两个谐振腔为内电耦合时，两个电镀金属面之间通过齿形配合且相接处留有间隙。

本实施例提供的收发通道，包含前述的宽带介质滤波器。

本实施例提供的基站或卫星，包含前述的收发通道。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的宽带介质滤波器，采用至少一个N腔介质谐振块连接构成，该N腔介质谐振块的主要特点是包含多个谐振腔，可由不同介电常数组成，多种介质谐振块自由组合。利用多腔谐振块内部的电磁耦合，以及介质谐振块外部相连的集总元件引入的电磁耦合，合理的设计拓扑结构，选择耦合的极性，实现电磁混合耦合结构和交叉耦合结构，在带外引入传输零点，提高了抑制特性，从而使得本宽带介质滤波器能够适用于现代通信系统中。

2.本实用新型提供的收发通道，因为包含上述的宽带介质滤波器，所以具有上述优点。

3.本实用新型提供的基站及卫星，因为具有上述收发通道，所以也具有上述优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例八阶宽带介质滤波器(内磁外电)的结构示意图；

图2为本实用新型实施例八阶宽带介质滤波器(内电外磁)的结构示意图；

图3为本实用新型实施例双腔介质滤波器(内磁耦合)的结构示意图；

图4为本实用新型实施例双腔介质滤波器(内电耦合)的结构示意图一；

图5为本实用新型实施例双腔介质滤波器(内电耦合)的结构示意图二；

图6为本实用新型实施例双腔介质滤波器(内磁外电)的结构示意图；

图7为本实用新型实施例双腔介质滤波器(内电外磁)的结构示意图；

图8为本实用新型实施例四腔介质滤波器的结构示意图；

图9为本实用新型实施例在通带左边引入传输零点时滤波器的频率响应曲线图。

附图标记说明：

1、PCB底板；2、N腔介质谐振块；3、金属接引条；4、金属焊盘；5、集总元件；6、单腔介质谐振块；7、高频PCB小板；8、馈电焊盘；9、底部端口焊盘；10、电镀金属面。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

参照图1-2，本实施例提供一种宽带介质滤波器，包括PCB底板1、N腔介质谐振块2、金属接引条3、金属焊盘4及集总元件5。

其中，N腔介质谐振块2设有至少一个且并排焊接在PCB底板1上，N腔介质谐振块2具有N个谐振腔且N≧2，N个谐振腔中相邻两个谐振腔为内磁耦合或端面增设电镀金属面10实现内电耦合。例如图3-图7所示中N＝2；图8中N＝4；其他实施例中，N可以为≧2的任意整数。N腔介质谐振块2除去顶面外，其他所有表面包括谐振腔内表面皆作电镀金属。N腔介质谐振块2和谐振腔的形状这里不作限定，可以为长方体或正方体或圆柱或椭圆体或异性等，例如本实施例中N腔介质谐振块2的形状为长方体，谐振腔的形状的圆柱形。对于N腔介质谐振块2而言，相邻两个谐振腔为内磁耦合或端面增设电镀金属面10实现内电耦合：例如图3中所示，为内磁耦合式的双腔介质谐振块，仅仅通过控制两个谐振腔之间的距离来实现磁耦合的强度控制，适当的调近该距离，可以增强磁耦合；例如图4中所示，为一种内电耦合式的双腔介质谐振块，图中所示的电镀金属面10为矩形面，电镀金属面10与内表面金属化的通孔组成了一个1/4波长的谐振腔，两个谐振腔通过矩形面之间的缝隙实现较强的电耦合；例如图5中所示，为另一种内电耦合式的双腔介质谐振块，与图4中的区别在于电镀金属面10采用的是交指的形式，即两个电镀金属面10之间通过齿形配合且相接处留有间隙，这样可实现更强的电耦合。本实施例中，相邻两谐振腔可以采用以上任一种内耦合形式。

其中，金属接引条3设有至少两个且与谐振腔一一对应，其一端插入谐振腔内，另一端引出至谐振腔外。金属接引条3的结构不作限定，可以是常规的条状结构，也可以是弯折状的变形条状结构，例如图1中所示的即为直角弯折状的变形结构，目的是为了配合其他结构进行安装。

其中，金属焊盘4与金属接引条3的另一端焊接相连，且直接或间接焊接在PCB底板1上。例如图1和图2中，即是通过高频PCB小板7间接焊接在PCB底板1上，即金属焊盘4焊接在高频PCB小板7上，高频PCB小板7焊接在PCB底板上。

其中，集总元件5焊接于相邻两个金属焊盘4之间且适于形成外部耦合，当相邻两个谐振腔形成内磁耦合时外部耦合为电耦合，当相邻两个谐振腔形成内电耦合时外部耦合为磁耦合。集总元件5可以为集总电容或集总电感或螺旋电感，集总电容用以形成电耦合，集总电感和螺旋电感用以形成磁耦合。相邻两谐振腔的内耦合和外耦合构成电磁混合耦合：例如，图1中的双腔介质谐振块为内磁耦合、外电耦合的形式，图2中的双腔介质谐振块为内电耦合、外磁耦合的形式；图6中的双腔介质谐振块为内磁耦合、外电耦合的形式；图7中的双腔介质谐振块为内电耦合、外磁耦合的形式。外部耦合强度主要通过改变外部加载的集总元件5来实现，谐振块整体的显性由内部耦合强度和外部耦合强度比较决定，如果内部耦合强度大于外部耦合强度，则谐振块整体显性与内部耦合一致，反之亦然，例如图6中内磁耦合强度小于外电耦合强度，则谐振块整体呈现以电耦合为主的电磁混合耦合。当谐振块整体呈现以磁耦合为主的电磁混合耦合时，在通带右边引入传输零点，提高带外抑制；当谐振块整体呈现以电耦合为主的电磁混合耦合时，在通带左边引入传输零点，提高带外抑制；例如，图9即是在通带左边引入传输零点时滤波器的频率响应曲线。另外，当谐振腔的数量设有至少三个时，不相邻的两个谐振腔之间形成交叉耦合。

本实施例的宽带介质滤波器，设有N腔介质谐振块2，可以通过调整内外耦合极性和强度来实现电磁混合耦合介质谐振块、交叉耦合介质谐振块，为宽带介质滤波器引入带外传输零点，也可根据滤波器指标的要求，合理的选择介质谐振块，通过集总元件5相连，自由度更高，模块化设计。本宽带介质滤波器具有尺寸小、带宽宽、带外抑制高、成本较低等特点，可用于现代通信系统中。

作为上述技术方案的一种改进方案，还包括：

单腔介质谐振块6，其内设单个谐振腔，单腔介质谐振块6设有至少一个且皆焊接于PCB底板1上，单腔介质谐振块6和N腔介质谐振块2并排分布。例如图1和图2中，即是1个二腔介质谐振块与6个单腔介质谐振块6的组合。需要注意的是，当采用单腔介质谐振块6和N腔介质谐振块2的组合形式时，单腔介质谐振块6之间或与N腔介质谐振块2之间的集总元件5可以为集总电容或集总电感或螺旋电感，但N腔介质谐振块2对应的集总元件5需根据其内部耦合形式确定，例如图1中内部为磁耦合，则该集总元件5需为集总电容，图2中内部为电耦合，则该集总元件5需为集总电感或螺旋电感。通过单腔介质谐振块6与N腔介质谐振块2的组合，能够提高进一步提高装置设计的自由度，更好的满足使用需求。

作为上述技术方案的一种改进方案，还包括：

高频PCB小板7，沿N腔介质谐振块2并排方向布置且焊接于PCB底板1上，金属焊盘4焊接在高频PCB小板7上；馈电焊盘8，焊接于PCB底板1上，且与高频PCB小板7沿并排方向的两端相接；底部端口焊盘9，位于PCB底板1的角部且与馈电焊盘8相接。采用高频PCB小板7能够实现模块化的设计，可以在其上将需要的元器件提前焊接好，再和其他部分组装在一起；否则，先组装再焊接元器件，如此精密的器件上是不易操作的。馈电焊盘8和底部端口焊盘9的作用是将电信号从PCB底板1下层通过金属化过孔垂直导引到PCB底板1的上层，连接结构简单，加工方便。

本实施例提供的介质谐振块主要用于介质滤波器设计中，提供的介质滤波器用于无线通信射频前端、微信通信射频前端、雷迪设备的射频前端。

实施例二

本实施例提供一种收发通道，包含前述的宽带介质滤波器。

实施例三

本实施例提供一种基站或卫星，包含前述的收发通道。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种宽带介质滤波器，其特征在于，包括：

PCB底板(1)；

N腔介质谐振块(2)，设有至少一个且并排焊接在所述PCB底板(1)上，所述N腔介质谐振块(2)具有N个谐振腔且N≧2，N个所述谐振腔中相邻两个谐振腔为内磁耦合或端面增设电镀金属面(10)实现内电耦合；

金属接引条(3)，设有至少两个且与所述谐振腔一一对应，其一端插入所述谐振腔内，另一端引出至所述谐振腔外；

金属焊盘(4)，与所述金属接引条(3)的另一端焊接相连，且直接或间接焊接在所述PCB底板(1)上；

集总元件(5)，焊接于相邻两个金属焊盘(4)之间且适于形成外部耦合，当相邻两个谐振腔形成内磁耦合时所述外部耦合为电耦合，当相邻两个谐振腔形成内电耦合时所述外部耦合为磁耦合。

2.根据权利要求1所述的宽带介质滤波器，其特征在于，所述集总元件(5)为集总电容或集总电感或螺旋电感。

3.根据权利要求1或2所述的宽带介质滤波器，其特征在于，还包括：

单腔介质谐振块(6)，其内设单个谐振腔，所述单腔介质谐振块(6)设有至少一个且皆焊接于所述PCB底板(1)上，所述单腔介质谐振块(6)和所述N腔介质谐振块(2)并排分布。

4.根据权利要求3所述的宽带介质滤波器，其特征在于，还包括：

高频PCB小板(7)，沿所述N腔介质谐振块(2)并排方向布置且焊接于所述PCB底板(1)上，所述金属焊盘(4)焊接在所述高频PCB小板(7)上。

5.根据权利要求4所述的宽带介质滤波器，其特征在于，还包括：

馈电焊盘(8)，焊接于所述PCB底板(1)上，且与所述高频PCB小板(7)沿并排方向的两端相接。

6.根据权利要求5所述的宽带介质滤波器，其特征在于，还包括：

底部端口焊盘(9)，位于所述PCB底板(1)的角部且与所述馈电焊盘(8)相接。

7.根据权利要求3所述的宽带介质滤波器，其特征在于，所述金属接引条(3)为直角弯折状。

8.根据权利要求1所述的宽带介质滤波器，其特征在于，当N个所述谐振腔中相邻两个谐振腔为内电耦合时，两个电镀金属面(10)之间通过齿形配合且相接处留有间隙。

9.一种收发通道，其特征在于，包含权利要求1-8任一项所述的宽带介质滤波器。

10.一种基站，其特征在于，包含权利要求9所述的收发通道。

11.一种卫星，其特征在于，包含权利要求9所述的收发通道。

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