CN220122085U - 带电容结构的腔体滤波器及通信装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种带电容结构的腔体滤波器及通信装置，涉及滤波器技术领域，其技术方案包括谐振腔、谐振组件、移动组件及调节组件，对于滤波器而言，多个电容加载件自带的电容使其整个滤波器的电容增加，根据谐振频率公式电容增加，电感就可以减小，所以谐振杆的长度就减小，滤波器体积占用空间减小，提高了滤波器的空间利用率；借助移动组件多个电容加载件之间的间隙能够被改变，从而改变耦合电容的大小，使电容具有较大的变化范围大，从而能够实现对滤波器通带宽度的增加；借助调节组件，调节滤波器的功率容量和频率的调节范围，以达到不用人工调试就能实现多频段滤波功能的目的。

Description

带电容结构的腔体滤波器及通信装置

技术领域

本申请涉及滤波器技术领域，特别是涉及一种带电容结构的腔体滤波器及通信装置。

背景技术

在通信系统中，滤波器是一个重要单元，滤波器是由电容、电感和电组成的滤波电路，滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。

当滤波器工作频率较低时，每个谐振杆的长度变大，从而导致整个滤波器体积变大。为了降低滤波器体积，目前常用的办法是采用加载电容，增加谐振杆开路端的面积，根据平行板电容器理论，正对面积增加，电容也增加，根据谐振频率公式电容C增加，电感就可以减小，所以谐振杆的长度就减小，从而减小滤波器体积。

但是，上述技术方案中，加载电容器件的电容电感值固定，不能调试电容器件的电容电感值范围，不能增加滤波器通带宽度。

实用新型内容

基于此，有必要针对不能调整电容电感值的问题，提供一种带电容结构的腔体滤波器及通信装置，该滤波器的电容具有较大的变化范围，从而能够实现对滤波器通带宽度的增加，此外，与相同谐振频率的滤波器相比体积要小得多，提高了滤波器的空间利用率。

本实用新型第一方面提供一种带电容结构的腔体滤波器，腔体滤波器包括谐振腔、谐振组件、移动组件及调节组件，谐振腔包括壳体和设置于壳体的盖板；谐振组件设置于壳体谐振腔内部，谐振组件包括设置于谐振腔腔体的安装件、电容加载件、导电件及谐振件，电容加载件和导电件均设于安装件表面，谐振件一端设于谐振腔内壁，另一端与电容加载件相连；移动组件与导电件相连，用于驱动导电件移动，以调整电容加载件与导电件之间的间隙；调节组件设置于所述谐振件的容置腔内，调节组件包括驱动件和调节件，驱动件与调节件相连并驱动调节件在所述容置腔中移动，以调整调节件相对于容置腔的相对面积。对于滤波器而言，多个电容加载件自带的电容使其整个滤波器的电容增加，根据谐振频率公式电容增加，电感就可以减小，所以谐振杆的长度就减小，滤波器体积占用空间减小，提高了滤波器的空间利用率；通过移动组件，借助移动组件多个电容加载件之间的间隙能够被改变，从而改变耦合电容的大小，使电容具有较大的变化范围大，从而能够实现对滤波器通带宽度的增加；驱动件使调节件移动，改变调节件在容置腔内的深浅，从而调节滤波器的功率容量和频率的调节范围，以达到不用人工调试就能实现多频段滤波功能的目的，在满足滤波器可调时，使得滤波器在不同的频率下，性能指标得到保证，实现了滤波器的频率可调性。

在其中一个实施例中，电容加载件包括设置于安装件的第一电容部和第二电容部，第一电容部和第二电容部分别与对应的谐振件一端电连接，导电件设置于第一电容部和第二电容部之间，导电件借助移动组件在第一电容部和第二电容部之间移动，以改变导电件相对于第一电容部和第二电容部之间的间隙。借助移动组件，改变了导电件相对于第一导电部和第二导电部之间的间隙，从而实现改变耦合电容的大小，使电容具有较大的变化范围大，从而能够调整滤波器通带宽度，使滤波器能够适应不同的应用场景。

在其中一个实施例中，移动组件包括设置于安装件的嵌入槽和滑动连接于嵌入槽的滑动部，滑动部与导电件相连，滑动部能够带动导电件在嵌入槽中移动。滑动部能够带动导电件在嵌入槽中移动，导电件借助滑动部在第一导电部和第二导电部之间移动，以改变导电件相对于第一导电部和第二导电部之间的间隙，

在其中一个实施例中，第一电容部包括带电容金属板，第二电容部包括带电容介质板。电容金属板和电容介质板均为导电材料，电容金属板和电容介质板之间能够形成耦合电容。

在其中一个实施例中，驱动件一端转动连接于容置腔的内壁，另一端伸出盖板外，调节件一侧螺纹套设于驱动件外，另一侧与盖板滑动连接；当旋转驱动件伸出盖板外的一端时，调节件能够伸出盖板或伸进壳体中。转动驱动件的一端，调节件能够沿着驱动件的长度方向移动，以伸出盖板或伸进壳体中，驱动件相对于盖板的相对位置不变，驱动件无需占用更多的空间，整个滤波器占用空间小。

在其中一个实施例中，调节件的两端均设有限位部，两个限位部件分别位于盖板的两侧。在调节件移动的过程中，限位部防止调节件与盖板脱离，保证限位部一侧始终相对于盖板滑动，提高滤波器稳定性。

在其中一个实施例中，调节组件和谐振件均被配置为预设个数，一个谐振件对应一个调节组件，谐振件和调节组件均以相同间隙间隔设置于谐振腔内。多个调节组件和谐振件能够增加调频范围，多调频范围的滤波器能够适用于多种使用场景，提高产品的适用性和市场竞争力。

在其中一个实施例中，盖板表面设置多个间隔分布的通孔，调节组件能够插入某一个或多个所述通孔中。上述调节组件可选择性的插入某一个或多个通孔中，可以通过控制相邻两个通孔之间的通孔距离，实现控制各个谐振件之间的耦合度。这样在高精度机器加工设备的支持下，可以将各相邻通孔之间的距离控制在很高的精度下，从而可以通过通孔距离设置实现对滤波器的耦合控制。

在其中一个实施例中，滤波器还包括输入组件以及输出组件，输入组件与输出组件分别电连接在盖板的两端。输入组件和输出组件可以分别设置在盖板的两端，并与盖板电连接，电连接的方式可以是焊接、胶接、通过盖板上设置的孔连接等方式。例如处于容性耦合组件一端的盖板上连接的为输入组件，通过该输入组件，滤波器可以接收上一级通信设备发送的数据；处于感性耦合组件一端的盖板上连接的为输出组件，通过该输出组件，滤波器可以将自身的数据传输给下一级通信设备。

本实用新型第二方面提供一种通信装置，包括上述滤波器。上述滤波器可以引用于各种通信装置中。

附图说明

图1为一实施例中的带电容结构的腔体滤波器的结构示意图。

图2为图1中的A的放大结构示意图。

图3为一实施例中的带电容结构的腔体滤波器的移动组件的结构示意图。

图4为一实施例中的带电容结构的腔体滤波器的U型凹槽的结构示意图。

图5为一实施例中的带电容结构的腔体滤波器的输入组件和输出组件的结构示意图。

附图说明标记：100、滤波器；10、谐振腔；11、壳体；12、盖板；121、通孔；20、谐振组件；21、安装件；22、电容加载件；221、第一电容部；222、第二电容部；23、导电件；24、谐振件；30、移动组件；31、嵌入槽；32、滑动部；40、调节组件；41、驱动件；42、调节件；421、限位部；422、U型凹槽；4221、限制表面；4222、滑动表面；50、输入组件；60、输出组件。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个单元内部的连通或两个单元的相互作用关系，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若单元被称为“固定于”或“设置于”另一个单元，它可以直接在另一个单元上或者也可以存在居中的单元。若一个单元被认为是“连接”另一个单元，它可以是直接连接到另一个单元或者可能同时存在居中单元。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在介绍本申请实施例的具体方案之前，先对滤波器的相关内容进行简单介绍。滤波器是一种选频器件，其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，在5G时代中随着多通道阵列天线的运用，要求在一个系统中集合多路(例如8、16、32、64、128路等)滤波器。同时，要求滤波器体积小、重量轻的同时，还需要滤波器满足高低温、湿热、低压、大功率、低插损、低互调等要求。对于这些使用环境，如何提升滤波器的性能，是行业内亟需解决的难题。那么在传统的小型化滤波器设计中，通常采用钣金的方式来实现，此滤波器设计方式存在结构复杂、组装难度大、一致性差、调试复杂等问题，这样就会导致滤波器生产极其困难，不利于大批量生产。基于此，本申请实施例提供一种带电容结构的腔体滤波器及通信设备，可以解决上述技术问题。

参阅图1，图1示出了本申请一实施例中的带电容结构的腔体滤波器及通信装置的示意图，通信装置包括腔体滤波器100，腔体滤波器100包括谐振腔10、多个谐振组件20、移动组件30及调节组件40，谐振组件20包括设置于谐振腔10内的安装件21、电容加载件22、导电件23及谐振件24，电容加载件22和导电件23均设于安装件21表面，各个电容加载件22分别与对应的谐振件24一端电连接，移动组件30与导电件23相连并使导电件23可相对于安装件21的表面移动，以调整电容加载件22与导电件23之间的间隙，从而改变耦合电容的大小，使电容具有较大的变化范围大，从而能够调整滤波器100通带宽度，使滤波器能够适应不同的应用场景。

电容加载件22包括设置于安装21件的第一电容部221和第二电容部222，第一电容部221和第二电容部222分别与对应的谐振件24一端电连接，第一电容部221和第二电容部222之间形成间隙，第一电容部221和第二电容部222之间通过耦合的方式形成多个耦合电容，多个谐振件24与所形成的多个耦合电容构成滤波电路，实现信号滤波功能。导电件23设置于第一电容部221和第二电容部222之间，导电件23借助移动组件30在第一电容部221和第二电容部222之间移动，以改变导电件23相对于第一电容部221和第二电容部222之间的间隙，从而能改变耦合电容的大小，电容具有较大的变化范围大，满足工作要求。

上述第一电容部221、第二电容部222、安装件21及导电件23均采用导电材料，第一电容部221、第二电容部222和安装件21通常采用高介电常数陶瓷材料，以提高耦合电容的电容值，第一电容部221、第二电容部222通过压合、喷涂或者溅射的方式设置于安装件21上，导电件23采用导电性能良好的金属银材料，设置于安装件21的第一电容部221和第二电容部222块对应连接的多个谐振件，本实施例的谐振件24可以是谐振管，谐振管可以是横截面为圆形的柱体，也可以是横截面为方形的柱体，当然还可以是其他形状的柱体，这里不作具体限定。谐振管的粗细(即横截面大小)可以根据实际情况设定，谐振管为内部中空，顶部开口结构。本实施例的第一电容部221和第二电容部222可以分别与PCB板的输入接口和输出接口相连接，通常以焊接的方式与PCB板的输入接口和输出接口相连接。

如图1-3所示，移动组件30包括设置于安装件21的嵌入槽31，嵌入槽31位于第一电容部221和第二电容部222之间，在嵌入槽31内设有滑动部32，滑动部32一侧与导电件23相连，另一侧滑动连接于嵌入槽31的槽壁内，滑动部32能够带动导电件23在嵌入槽31中移动，导电件23借助滑动部32在第一电容部221和第二电容部222之间移动，以改变导电件23相对于第一电容部221和第二电容部222之间的间隙，从而实现改变耦合电容的大小，使电容具有较大的变化范围大，从而能够调整滤波器100通带宽度，使滤波器100能够适应不同的应用场景。本实施例的导电件23和滑动部32之间为可拆卸连接，导电件23可以采用与第一电容部221和第二电容部222相同或不同导电材料。

谐振腔10包括壳体11和设置于壳体11的盖板12，盖板12和壳体11形成能容置谐振组件20、移动组件30及调节组件40的空腔，盖板12的表面间隔设置有与多个谐振组件20一一对应的多个通孔121，各个谐振件24分别设有与上述多个调节组件40一一对应的容置腔241，调节组件40穿过上述通孔121并进入容置腔241内，调节组件40能够在容置腔241中移动，以改变调节组件40在容置腔241内的深浅，从而调节滤波器100的功率容量和频率的调节范围，以达到不用人工调试就能实现多频段滤波功能的目的，使得滤波器100在不同的频率下，滤波器100性能指标得到保证。

在其他实施例中，可以更换多种介质常数、多种尺寸大小的导电件23，采用不同尺寸的导电件23，导电件23一侧相对于第一电容部221或第二电容部222之间的间距不同，通过更换不同尺寸、不同介质常数的导电件23，从而实现改变耦合电容的大小，使电容具有较大的变化范围大，从而能够调整滤波器100通带宽度，使滤波器100能够适应不同的应用场景。

调节组件40部分设置于谐振件24的容置腔241内，调节组件40包括驱动件41和调节件42，本实施例的驱动件41采用耦合螺杆，调节件42采用异形的移动块，调节件42一端转动连接于容置腔241的内壁，另一端伸出盖板12外，调节件42一侧螺纹套设于驱动件41外，另一侧与盖板12滑动连接；当旋转驱动件41伸出盖板12外的一端时，调节件42能够伸出盖板12或伸进壳体11中。改变调节件42在容置腔241内的深浅，从而调节滤波器100的功率容量和频率的调节范围，以达到不用人工调试就能实现多频段滤波功能的目的，在满足滤波器100可调时，使得滤波器100在不同的频率下，性能指标得到保证，实现了滤波器100的频率可调性。此外，在本实施例中，调节件42的两端均设有限位部421，两个限位部件421分别位于盖板12的两侧，在调节件42移动的过程中，限位部421用于防止调节件42与盖板12脱离，保证限位部421一侧始终相对于盖板12滑动，提高滤波器100稳定性。

如图4所示，在其他实施例中，调节组件40可不设置限制部421，直接在调节件42的侧面设有U型凹槽422，盖板12的通孔121与U型凹槽422相互适配，U型凹槽422包括限制表面4221和连接于限制表面4221的滑动表面4222，在调节件42移动的过程中，限位表面4221防止调节件42与盖板12脱离，而不需要额外在调节件上设置限制部421，由于省去限制部421，那么在生产滤波器100时，可以大大提升生产效率，同时可以节省人力成本和生产时间，达到降低滤波器100生产成本的目的，进而也有利于滤波器100的批量生产。

盖板12表面可设置多个间隔分布的通孔121，相应的调节组件40被配置为多个，上述调节组件40可选择性的插入某一个或多个通孔121中，可以通过控制相邻两个通孔121之间的通孔距离，实现控制各个谐振件24之间的耦合度。这样在高精度机器加工设备的支持下，可以将各相邻通孔之间的距离控制在很高的精度下，从而可以通过通孔121距离设置实现对滤波器100的耦合控制。

对于壳体11和盖板12的形状，壳体11的形状可以为具有一个开口的长方体、球体、椭球体等，盖板12可以为与该开口大小形状均匹配的平板，即具有平面的盖板12，例如该壳体11上的开口为长方形，则盖板12为与该长方形大小形状均匹配的长方形平板。

对于壳体11的材质，可选的，上述壳体11的内表面设置有金属层，或者上述壳体为金属壳体。也就是说，壳体11可以是全部由金属材料采用钣金、机器加工等方式一体制成的纯金属壳体，例如可以为纯铜壳体、纯铝壳体等等，该种壳体加工制造相对较为容易，从而可以提高滤波器的生产效率；当然该壳体也可以是只有内表面电镀金属层，其余部分为塑料等材质构成的壳体，该种壳体制造工艺相对复杂一点，但是成本更加低廉，从而可以降低滤波器100的成本。

对于盖板12的材质，可选的，上述盖板12为金属支撑板或者表面涂覆有金属层的介质板。也就是说，该盖板12可以全部由金属材料采用钣金、机器加工等方式一体制成的纯金属盖板，例如可以为纯铜盖板、纯铝盖板等等，该种盖板12加工制造相对较为容易，从而可以提高滤波器100的生产效率；也可以是只有表面电镀金属层，内部为塑料等材质构成的盖板12，例如可以是PCB板，该种盖板12制造工艺相对复杂一点，但是成本更加低廉，从而可以降低滤波器100的成本。另外，作为可选的，该盖板12的四周可以设置一定深度和宽度的下沉面，这样可以便于安装壳体11和盖板12，提升壳体11和盖板12的安装效率，进而提升滤波器100的装配效率和生产效率。

进一步地，上述壳体11、盖板12和谐振管24均可以在加工中心采用机器设备进行加工，目前的加工中心的机器设备可以做到相当高的精度，其相对于传统技术中通过钣金方式设计小型化滤波器时，谐振管结构用冲压或线切割的工艺，本申请实施例获得的壳体11、盖板12和谐振管24的精度远高于传统技术中获得的谐振器精度。

如图5所示，上述滤波器100还包括输入组件50以及输出组件60，上述输入组件50与上述输出组件60分别电连接在上述盖板12的两端。输入组件50和输出组件60可以分别设置在盖板12的两端，并与盖板12电连接，电连接的方式可以是焊接、胶接、通过盖板12上设置的孔连接等方式。例如处于容性耦合组件一端的盖板上连接的为输入组件50，通过该输入组件50，滤波器100可以接收上一级通信设备发送的数据；处于感性耦合组件一端的盖板12上连接的为输出组件60，通过该输出组件60，滤波器100可以将自身的数据传输给下一级通信设备。需要说明的是，图5中的输入组件50与输出组件60具体在盖板12的哪一端仅做示例，并不具体限定，可以根据实际情况设定。

输入组件50以及输出组件60设置于盖板12的两端，并与盖板12进行电连接，这样在平面的盖板12上安装输入组件50以及输出组件60，可以降低输入组件50以及输出组件60的安装难度，从而可以降低滤波器100的装配难度，提升滤波器100的生产效率。其次，以下实施例对输入组件50和输出组件60可以安装在壳体11内的情况进行说明。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种带电容结构的腔体滤波器，其特征在于，所述腔体滤波器包括：

谐振腔，所述谐振腔包括壳体和设置于所述壳体的盖板；

谐振组件，设置于壳体谐振腔内部，所述谐振组件包括设置于谐振腔腔体的安装件、电容加载件、导电件及谐振件，所述电容加载件和所述导电件均设于所述安装件表面，所述谐振件一端设于所述谐振腔内壁，另一端与所述电容加载件相连；

移动组件，与所述导电件相连，用于驱动所述导电件移动，以调整所述电容加载件与所述导电件之间的间隙；以及

调节组件，设置于所述谐振件的容置腔内，所述调节组件包括驱动件和调节件，所述驱动件与所述调节件相连并驱动所述调节件在所述容置腔中移动，以调整所述调节件相对于所述容置腔的相对面积。

2.根据权利要求1所述的带电容结构的腔体滤波器，其特征在于，所述电容加载件包括设置于所述安装件的第一电容部和第二电容部，所述第一电容部和所述第二电容部分别与对应的所述谐振件一端电连接，所述导电件设置于所述第一电容部和所述第二电容部之间，所述导电件借助所述移动组件在所述第一电容部和所述第二电容部之间移动，以改变所述导电件相对于所述第一电容部和所述第二电容部之间的间隙。

3.根据权利要求2所述的带电容结构的腔体滤波器，其特征在于，所述移动组件包括设置于所述安装件的嵌入槽和滑动连接于嵌入槽的滑动部，所述滑动部与所述导电件相连，所述滑动部能够带动所述导电件在所述嵌入槽中移动。

4.根据权利要求2所述的带电容结构的腔体滤波器，其特征在于，所述第一电容部包括带电容金属板，所述第二电容部包括带电容介质板。

5.根据权利要求1所述的带电容结构的腔体滤波器，其特征在于，所述驱动件一端转动连接于所述容置腔的内壁，另一端伸出所述盖板外，所述调节件一侧螺纹套设于所述驱动件外，另一侧与所述盖板滑动连接；当旋转所述驱动件伸出所述盖板外的一端时，所述调节件能够伸出所述盖板或伸进所述壳体中。

6.根据权利要求5所述的带电容结构的腔体滤波器，其特征在于，所述调节件的两端均设有限位部，两个所述限位部件分别位于所述盖板的两侧。

7.根据权利要求1所述的带电容结构的腔体滤波器，其特征在于，所述调节组件和谐振件均被配置为预设个数，一个所述谐振件对应一个所述调节组件，所述谐振件和所述调节组件均以相同间隙间隔设置于所述谐振腔内。

8.根据权利要求7所述的带电容结构的腔体滤波器，其特征在于，所述盖板表面设置多个间隔分布的通孔，所述调节组件能够插入某一个或多个所述通孔中。

9.根据权利要求7所述的带电容结构的腔体滤波器，其特征在于，所述滤波器还包括输入组件以及输出组件，所述输入组件与所述输出组件分别电连接在所述盖板的两端。

10.一种通信装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的带电容结构的腔体滤波器。