CN218039764U - 一种滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用提供了一种滤波器，包括腔体，以及设置于腔体内的若干个谐振杆；其中至少有两个谐振杆之间设有耦合窗口，所述耦合窗口上设有飞杆，所述飞杆的两端分别与该两个谐振杆侧壁间隔布置，所述飞杆的一端设有支臂，该支臂由飞杆此端对应的谐振杆向与之相邻的另一谐振杆延伸，且支臂与该另一谐振杆之间间隔布置。该滤波器将正负耦合灵活替换，通过相位转换灵活实现相应零点，使得滤波器的零点设计以及谐振杆间耦合实现更加灵活，有利于滤波器空间布局，对应特定结构下滤波器实现提供可能。

Description

一种滤波器

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，具体涉及一种滤波器。

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杆数的同时能提升产品电气性能，是行业内亟需解决的难题。

现有滤波器设计的耦合结构一般都是感性窗口形式实现，相邻的两个谐振器之间通过窗口加连筋的方式产生正耦合，连筋的主要作用为感性耦合，需要根据耦合量调整更高的高度，窗口为两谐振器的窗口空间。但是对于钣金滤波器或其他特殊的谐振器结构，有时感性的窗口耦合并不是最理想的方式和结构。如图1所示，传统滤波器的容性四腔双飞结构设计第一谐振杆和第三谐振杆之间增加一容性飞杆产生一电耦合，第一谐振杆和第四谐振杆之间为感性的窗口耦合，而这种结构设计对于比较小的腔体滤波器（如带线结构的耦合片谐振结构）由于空间受限，机加和模具结构都不太好实现。因此需要一种新的结构来实现同样的零点功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种滤波器，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种滤波器，包括腔体，以及设置于腔体内的若干个谐振杆；其中至少有两个谐振杆之间设有耦合窗口，所述耦合窗口上设有飞杆，所述飞杆的两端分别与该两个谐振杆侧壁间隔布置，所述飞杆的一端设有支臂，该支臂由飞杆此端对应的谐振杆向与之相邻的另一谐振杆延伸，且支臂与该另一谐振杆之间间隔布置。

进一步的，各谐振杆至少包括依次耦合连接的第一谐振杆、第二谐振杆、第三谐振杆和第四谐振杆，所述第一谐振杆与第二谐振杆并排间隔布置，所述第三谐振杆与第二谐振杆相对布置，所述第四谐振杆与第一谐振杆相对布置；所述耦合窗口设置于第一谐振杆与第四谐振杆之间，所述飞杆的两端分别与第一谐振杆、第四谐振杆侧壁间隔布置，所述支臂由第四谐振杆向第三谐振杆方向延伸，且所述支臂与第三谐振杆之间间隔布置；所述第一谐振杆与第二谐振杆之间，和/或第三谐振杆与第四谐振杆之间设有用于调节两谐振杆之间耦合极性和耦合量大小的电耦合分支片。

进一步的，所述第三谐振杆侧壁上设有向第四谐振杆延伸的第一电耦合分支片，所述第四谐振杆侧壁上设有向第三谐振杆延伸的第二电耦合分支片，所述第一电耦合分支片与第二电耦合分支片交错设置。

进一步的，所述第一电耦合分支片与第二电耦合分支片沿上下方向交错设置，且第一电耦合分支片与第二电耦合分支片至少部分上下重叠。

进一步的，所述第一电耦合分支片和第二电耦合分支片均设有多个，多个第一电耦合分支片沿上下方向间隔排列在第三谐振杆的侧壁上，多个第二电耦合分支片沿上下方向间隔排列在第四谐振杆的侧壁上；所述第三谐振杆侧壁上的第一电耦合分支片与第四谐振杆侧壁上的第二电耦合分支片依次交替交错布置，且相邻的第一电耦合分支片与第二电耦合分支片之间沿上下方向设有间距。

进一步的，所述第一电耦合分支片和第二电耦合分支片呈一字型结构或L型结构。

进一步的，所述第一谐振杆、第二谐振杆、第三谐振杆和第四谐振杆依次设置于一矩形的沿顺时针方向的四个顶点处。

进一步的，所述第一谐振杆与第二谐振杆底部通过耦合连接杆一体成型，所述第三谐振杆与第四谐振杆底部通过耦合连接杆一体成型。

进一步的，所述第一谐振杆设有用于与一输入单元耦合连接的输入端口，所述第四谐振杆设有用于与一输出单元耦合连接的输出端口。

进一步的，各所述谐振杆均采用T型片状谐振杆。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型提供的这种滤波器通过在第一谐振杆与第四谐振杆之间设置飞杆，并通过在飞杆上设置支臂，调节第一谐振杆和第三谐振杆之间交叉耦合关系，通过相位转换设计，不仅可产生与传统结构相同的传输零点，而且对于钣金滤波器的一体带线谐振结构更容易实现负耦合，极大的提高了滤波器设计的灵活性，使滤波器结构更简化，方便加工，成本较低。

(2)本实用新型提供的这种滤波器采用了一种通过设置第一电耦合分支片与第二电耦合分支片相互交错产生容性耦合的结构，采用此种电容片的负耦合形式实现滤波器功能，可以实现较强的耦合，可以很容易设计出较宽带宽的滤波器，满足性能要求。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是传统四腔双飞零点滤波器结构示意图；

图2是传统四腔双飞容性交叉耦合拓扑图；

图3是传统四腔双飞对称飞交叉耦合拓扑图；

图4是本实用新型滤波器的一种具体结构示意图；

图5是实施例中第一电耦合分支片和第二电耦合分支片布置示意图，其中（a）第一电耦合分支片和第二电耦合分支片为一字型结构，（b）第一电耦合分支片和第二电耦合分支片为L型结构，（c）多个第一电耦合分支片和第二电耦合分支片；

图6至图10为与图2所示拓扑结构相同性能和传输零点的不同拓扑结构示意图；

图11至图13为与图3所示拓扑结构相同性能和传输零点的不同拓扑结构示意图；

图14为图6至图10所示拓扑结构的仿真曲线图；

图15为图11至图13所示拓扑结构的仿真曲线图；

图16为传统的三腔交叉容性耦合拓扑图；

图17至图18为与图16所示拓扑结构相同性能和传输零点的不同拓扑结构示意图；

图19为图17至图18所示拓扑结构的仿真曲线图。

附图标记说明：1、第一谐振杆；2、第二谐振杆；3、第三谐振杆；4、第四谐振杆；5、飞杆；6、输入端口；7、输出端口；8、耦合窗口；9、第一电耦合分支片；10、第二电耦合分支片；11、腔体；12、支臂。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。

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，还可以是抵触连接或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图4所示，本实施例提供了一种滤波器，包括腔体11，以及设置于腔体11内的若干个谐振杆；其中至少有两个谐振杆之间设有耦合窗口8，所述耦合窗口8上设有飞杆5，所述飞杆5的两端分别与该两个谐振杆侧壁间隔布置，所述飞杆5的一端设有支臂12，该支臂12由飞杆5此端对应的谐振杆向与之相邻的另一谐振杆延伸，且支臂12与该另一谐振杆之间间隔布置。

其中一种具体的实施方式，如图4所示的一种四腔双飞零点结构，各谐振杆至少包括依次耦合连接的第一谐振杆1、第二谐振杆2、第三谐振杆3和第四谐振杆4，所述第一谐振杆1与第二谐振杆2并排间隔布置，所述第三谐振杆3与第二谐振杆2相对布置，所述第四谐振杆4与第一谐振杆1相对布置；所述耦合窗口8设置于第一谐振杆1与第四谐振杆4之间，所述飞杆5的两端分别与第一谐振杆1、第四谐振杆4侧壁间隔布置，所述支臂12由第四谐振杆4向第三谐振杆3方向延伸，且所述支臂12与第三谐振杆3之间间隔布置；所述第一谐振杆1与第二谐振杆2之间，和/或第三谐振杆3与第四谐振杆4之间设有用于调节两谐振杆之间耦合极性和耦合量大小的电耦合分支片。在本实施例中，通过同一个飞杆5来满足实现产生两容性零点，通过支臂12的长度以及支臂12与第三谐振杆3之间的间距，可实现第一谐振杆1与第三谐振杆3之间交叉耦合的耦合极性及耦合量大小的调节，同时通过在并排布置的两个谐振杆之间（即第一谐振杆1与第二谐振杆2之间，及第三谐振杆3与第四谐振杆4之间）设计电耦合分支片可使两个谐振杆之间产生容性耦合，这样可通过各谐振杆之间的相位转换实现相应零点，使得滤波器的零点设计以及谐振杆间耦合实现更加灵活，有利于滤波器空间布局，对应特定结构下滤波器的实现提供可能，方便加工，成本较低，而且安装方便，改善产品性能，提高产品合格率。

具体的，所述第一谐振杆1设有输入端口6，输入端口6用于与一输入单元耦合连接，例如，输入单元可以为天线单元，在其他实施例中，输入单元还可以是其他的射频信号输入单元；所述第四谐振杆4设有输出端口7，输出端口7用于与一输出单元耦合连接的，输入单元输入的信号经过本实施例的拓扑结构滤波后输出至输出单元。

对于并排布置的两个谐振杆之间的耦合关系调节，以第三谐振杆和第四谐振杆之间耦合关系调节为例，如图4所示，所述第三谐振杆3侧壁上设有向第四谐振杆4延伸的第一电耦合分支片9，所述第四谐振杆4侧壁上设有向第三谐振杆3延伸的第二电耦合分支片10，所述第一电耦合分支片9与第二电耦合分支片10交错设置。

在可选的实施方式中，所述第一电耦合分支片9和第二电耦合分支片10均呈一字型结构，如图5（a）所示，所述第一电耦合分支片9与第二电耦合分支片10沿上下方向交错设置，且第一电耦合分支片9与第二电耦合分支片10至少部分上下重叠。在本实施例中，第一电耦合分支片9与第二电耦合分支片10相互交叉产生电耦合，通过调节第一电耦合分支片9与第二电耦合分支片10之间沿竖直方向的间距以及第一电耦合分支片9与第二电耦合分支片10之间相对覆盖的区域大小（即调整第一电耦合分支片9、第二电耦合分支片10的长度）来调整第一电耦合分支片9与第二电耦合分支片10之间的耦合量。

进一步的，可以根据耦合的强弱增加或减少分支长度、距离以及分支交指数量，即为了实现较强的耦合，可以通过增加电耦合分支片来满足，如图5（c）所示，可将所述第一电耦合分支片9和第二电耦合分支片10均可设计多个，多个第一电耦合分支片9沿上下方向间隔排列在第三谐振杆3的侧壁上，多个第二电耦合分支片10沿上下方向间隔排列在第四谐振杆4的侧壁上；所述第三谐振杆3侧壁上的第一电耦合分支片9与第四谐振杆4侧壁上的第二电耦合分支片10依次交替交错布置，且相邻的第一电耦合分支片9与第二电耦合分支片10之间沿上下方向设有间距。其中，多个第一电耦合分支片9自第三谐振杆3的侧壁向第四谐振杆4方向延伸的长度可以相等，也可以不等；多个第二电耦合分支片10自第四谐振杆4的侧壁向第三谐振杆3方向延伸的长度可以相等，也可以不等。

在其它可选的实施方式中，所述第一电耦合分支片9和第二电耦合分支片10还可设计为L型结构，具体的，如图5（b）所示，第二电耦合分支10片的L型结构的水平段自第四谐振杆4侧壁向第三谐振杆3方向水平延伸，其L型结构的竖直段自其水平段端部竖直向下延伸，第一电耦合分支片9的L型结构的水平段自第三谐振杆3侧壁向第四谐振杆4方向水平延伸，其L型结构的竖直段自其水平段端部竖直向上延伸，并且第一电耦合分支片9和第二电耦合分支片10的L型结构交错形成扣合。

当然，对于第一谐振杆1与第二谐振杆2之间的耦合极性和耦合量大小的调节，可采用与上述第三谐振杆3与第四谐振杆4相同的耦合结构形式进行调节。

可选的，所述第一谐振杆1、第二谐振杆2、第三谐振杆3和第四谐振杆4依次设置于一矩形的沿顺时针方向的四个顶点处。进一步的，设计所述第一谐振杆1与第二谐振杆2底部通过耦合连接杆一体成型，形成一体带线谐振结构，同时所述第三谐振杆3与第四谐振杆4底部通过耦合连接杆一体成型，形成一体带线谐振结构。

本实施例的各谐振杆采用T型片状谐振杆。当然，本实施例的片状谐振杆不限于T型，S型、N型、回字型、三角型、水平和垂直方向往复反折型片状谐振杆等均可以。

如参见图2为传统的四腔双飞容性交叉耦合（即CT结构），可在通带左边产生两传输零点。

参见图6至图10所示的结构，都是可以实现与图2所示拓扑结构相同性能和传输零点的不同拓扑结构示意图，其均可与图2所示拓扑结构一样在通带左边产生两传输零点，如图14所示。

图6中第一谐振杆1与第二谐振杆2之间耦合为正，第二谐振杆2与第三谐振杆3之间耦合为正，第三谐振杆3与第四谐振杆4之间耦合为负，第四谐振杆4与第一谐振杆1之间耦合为负，第一谐振杆1与第三谐振杆3之间交叉耦合为负，通过这种拓扑零点布局结构，可以在通带左边产生两个传输零点（两容性零点），由于钣金滤波器在传统的四腔双飞容性交叉耦合中第四谐振杆4与第一谐振杆1、第三谐振杆3之间的强窗口正耦合实现较为困难，本实施例中将第四谐振杆4与第一谐振杆1、第三谐振杆3之间设计为负耦合连接，而采用本实施例的耦合结构对于带线谐振结构非常容易实现负耦合，从而提高了小尺寸滤波器功能设计的灵活性。本实施例提供的这种滤波器拓扑结构将正负耦合灵活替换，通过相位转换灵活实现相应零点，使得滤波器的零点设计以及谐振腔间耦合实现更加灵活，有利于滤波器空间布局，对应特定结构下滤波器的实现提供可能，方便加工，成本较低，而且安装方便，改善产品性能，提高产品合格率。

参见图7所示的结构，其中，第一谐振杆1与第二谐振杆2以及第三谐振杆3与第四谐振杆4之间均通过设置第一电耦合分支片9与第二电耦合分支片10相互交错产生容性耦合，而第二谐振杆2与第三谐振杆3之间、第一谐振杆1与第四谐振杆4之间以及第一谐振杆1与第三谐振杆3之间均采用正耦合。

参见图8至图10所示的结构，在传统四腔双飞容性交叉耦合结构基础上，调整主耦合第一谐振杆1与第二谐振杆2、第二谐振杆2与第三谐振杆3、第三谐振杆3与第四谐振杆4、第四谐振杆4与第一谐振杆1之间的耦合正负极性即可。

如参见图3为四腔双飞对称飞交叉耦合（CT结构），可在通带左边和右边分别产生各一个传输零点。

参见图11至图13所示的结构，都是可以实现与图3所示拓扑结构相同性能和传输零点的不同拓扑结构示意图，其均可与图3所示拓扑结构一样在通带左边和右边分别产生各一个传输零点，如图15所示。其中，两个相邻的谐振杆之间的负耦合是通过设置第一电耦合分支片9与第二电耦合分支片10相互交错产生的，交叉耦合极性通过飞杆5上支臂12的长短及支臂12与对应谐振杆间距进行调节。

如参见图11所示的结构，其中，第三谐振杆3与第四谐振杆4之间通过设置第一电耦合分支片9与第二电耦合分支片10相互交错产生容性耦合，而第一谐振杆1与第二谐振杆2以及第二谐振杆2与第三谐振杆3以及第一谐振杆1与第四谐振杆4之间以及第一谐振杆1与第三谐振杆3均采用正耦合。

如参见图12所示的结构，其中，第一谐振杆1与第二谐振杆2之间通过设置第一电耦合分支片9与第二电耦合分支片10相互交错产生容性耦合，而第三谐振杆3与第四谐振杆4以及第二谐振杆2与第三谐振杆3以及第一谐振杆1与第四谐振杆4之间以及第一谐振杆1与第三谐振杆3均采用正耦合。

本实用新型提供的这种滤波器不限于四腔双飞结构，所有谐振杆间都可以根据零点需求及位置需要使用负耦合来实现滤波（包括CT，CQ等形式的交叉耦合），因此滤波设计可更具灵活性，可简化结构，降低成本。

比如参见图16为常见的CQ结构的三腔容性交叉耦合，可在通带左边产生传输零点。参见图16，第一谐振杆1与第二谐振杆2之间的主耦合为感性耦合（感性耦合一般为耦合窗口实现），第二谐振杆2与第三谐振杆3之间的主耦合为感性耦合（感性耦合一般为耦合窗口实现），第一谐振杆1与第三谐振杆3之间的交叉耦合为容性耦合（容性耦合一般为容飞杆形式实现）。

参见图17至图18所示的结构，都是可以实现与图16三腔容性交叉耦合结构相同性能和传输零点的不同拓扑结构示意图，其均可与图16所示拓扑结构一样在通带左边产生传输零点，如图19所示。

如参见图17所示的结构中，通过将第一谐振杆1与第二谐振杆2间设置如第一电耦合分支片9与第二电耦合分支片10相互交错结构产生容性耦合，第二谐振杆2与第三谐振杆3之间的主耦合为感性耦合（感性耦合一般为耦合窗口实现），第一谐振杆1与第三谐振杆3之间的交叉耦合就可调整为感性窗口耦合（感性耦合一般为耦合窗口实现），可以实现同样的零点。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滤波器，其特征在于：包括腔体，以及设置于腔体内的若干个谐振杆；其中至少有两个谐振杆之间设有耦合窗口，所述耦合窗口上设有飞杆，所述飞杆的两端分别与该两个谐振杆侧壁间隔布置，所述飞杆的一端设有支臂，该支臂由飞杆此端对应的谐振杆向与之相邻的另一谐振杆延伸，且支臂与该另一谐振杆之间间隔布置。

2.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于：各谐振杆至少包括依次耦合连接的第一谐振杆、第二谐振杆、第三谐振杆和第四谐振杆，所述第一谐振杆与第二谐振杆并排间隔布置，所述第三谐振杆与第二谐振杆相对布置，所述第四谐振杆与第一谐振杆相对布置；

所述耦合窗口设置于第一谐振杆与第四谐振杆之间，所述飞杆的两端分别与第一谐振杆、第四谐振杆侧壁间隔布置，所述支臂由第四谐振杆向第三谐振杆方向延伸，且所述支臂与第三谐振杆之间间隔布置；

所述第一谐振杆与第二谐振杆之间，和/或第三谐振杆与第四谐振杆之间设有用于调节两谐振杆之间耦合极性和耦合量大小的电耦合分支片。

3.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于：所述第三谐振杆侧壁上设有向第四谐振杆延伸的第一电耦合分支片，所述第四谐振杆侧壁上设有向第三谐振杆延伸的第二电耦合分支片，所述第一电耦合分支片与第二电耦合分支片交错设置。

4.如权利要求3所述的滤波器，其特征在于：所述第一电耦合分支片与第二电耦合分支片沿上下方向交错设置，且第一电耦合分支片与第二电耦合分支片至少部分上下重叠。

5.如权利要求4所述的滤波器，其特征在于：所述第一电耦合分支片和第二电耦合分支片均设有多个，多个第一电耦合分支片沿上下方向间隔排列在第三谐振杆的侧壁上，多个第二电耦合分支片沿上下方向间隔排列在第四谐振杆的侧壁上；所述第三谐振杆侧壁上的第一电耦合分支片与第四谐振杆侧壁上的第二电耦合分支片依次交替交错布置，且相邻的第一电耦合分支片与第二电耦合分支片之间沿上下方向设有间距。

6.如权利要求3所述的滤波器，其特征在于：所述第一电耦合分支片和第二电耦合分支片呈一字型结构或L型结构。

7.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于：所述第一谐振杆、第二谐振杆、第三谐振杆和第四谐振杆依次设置于一矩形的沿顺时针方向的四个顶点处。

8.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于：所述第一谐振杆与第二谐振杆底部通过耦合连接杆一体成型，所述第三谐振杆与第四谐振杆底部通过耦合连接杆一体成型。

9.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于：所述第一谐振杆设有用于与一输入单元耦合连接的输入端口，所述第四谐振杆设有用于与一输出单元耦合连接的输出端口。

10.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于：各所述谐振杆均采用T型片状谐振杆。

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