TWI505541B - 空腔濾波器 - Google Patents

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Description

空腔濾波器
本發明涉及一種基站濾波器，尤其涉及一種空腔濾波器。
空腔濾波器是移動通信系統中常見的元件之一。傳統的基站空腔濾波器通常包括蓋板及多個腔體。每個腔體中設有多個諧振管。每個腔體的功能相當於一個諧振器，當濾波器被調諧到所接收信號的適當波長時，所諧振器所組成的諧振電路可表示為包括電感部分和電容部分的並聯振盪電路，通過調整電感部分或電容部分，即可對濾波器的諧振頻率進行調整。
傳統的基站空腔濾波器之腔體及蓋板通常採用壓鑄(Die-Casting)的生產工藝來製作。採用壓鑄工藝生產的腔體，體積龐大，重量重，不利於產品的組裝與搬運。同時，壓鑄工藝需配備專門的大型設備、開發專用的模具，從而提高了產品的成本。
有鑑於此，需提供一種重量輕、成本低，且容易組裝的空腔濾波器。
本發明一具體實施方式提供的空腔濾波器包括第一層接地電路板、中間層電路板及第二層接地電路板。該第一層接地電路板上設有複數諧振柱，該中間層電路板設有收容槽，該第二層接地電路 板設有與該等諧振柱一一對應的諧振腔。該中間層電路板設於該第一層接地電路板之上，該等諧振柱分別穿過該收容槽，該第二層接地電路板設於該中間層電路板之上。該等諧振柱分別伸入該等諧振腔形成複數諧振單元，該等諧振單元之間透過該中間層電路板之收容槽實現耦合。
優選地，該空腔濾波器包括耦合片，該耦合片包括本體及設於本體之兩端的一對自由端，該耦合片固定於該第一層接地電路板且設於兩個諧振柱之間。
優選地，該耦合片的每一個自由端自該本體朝向該中間層電路板的收容槽方向延伸，該本體透過不導電的材質固定於該第一層接地電路板，該對自由端與相鄰的諧振柱之間分別形成帶線耦合。
優選地，該耦合片的每一個自由端自該本體朝向該第一層接地電路板的方向延伸並與該第一層接地電路板電性連接，該對自由端與相鄰的諧振柱之間形成迴路耦合。
優選地，該空腔濾波器包括輸入端及輸出端，該輸入端透過輸入耦合片與該等諧振柱實現耦合連接，該輸出端透過輸出耦合片與該等諧振柱實現耦合。
優選地，每一個諧振柱設有第一螺紋通孔，該第一層接地電路板設有與該等諧振柱一一對應的定位孔，該等諧振柱分別定位於該等定位孔，調試螺釘自該第一層接地電路板之底部穿過該第一層接地電路板相應的定位孔並伸入相應的諧振柱之第一螺紋通孔以調節該空腔濾波器的諧振頻率。
優選地，該第一層接地電路板之相鄰的兩個諧振柱之間設有第二 螺紋通孔，耦合螺釘之螺母固定於該第一層接地電路板之底部，該耦合螺釘穿過該螺母並伸入該第二螺紋通孔以調節該空腔濾波器的耦合頻率。
本發明提供的空腔濾波器由三層電路板及設於第一層電路板上的諧振柱及設於第二層電路板上的諧振腔組裝形成，該空腔濾波器具有重量輕、方便組裝，可有效降低產品的成本。
100‧‧‧空腔濾波器
10‧‧‧第一層接地電路板
20‧‧‧中間層電路板
21‧‧‧收容槽
30‧‧‧第二層接地電路板
31‧‧‧諧振腔
40‧‧‧諧振柱
41‧‧‧第一螺紋通孔
50‧‧‧耦合片
51‧‧‧本體
52‧‧‧自由端
60‧‧‧輸入端
61‧‧‧輸入耦合線
70‧‧‧輸出端
71‧‧‧輸出耦合線
80‧‧‧調試螺釘
90‧‧‧耦合螺釘
91‧‧‧螺母
200‧‧‧諧振單元
圖1係本發明一具體實施方式之空腔濾波器之立體組裝圖。
圖2係圖1之空腔濾波器的底部示意圖。
圖3係圖1之空腔濾波器的爆炸示意圖。
圖4係圖3中中間層電路板組裝到第一層接地電路板上的示意圖。
圖5係圖1中沿V-V方向的剖面示意圖。
圖6係圖1之空腔濾波器中帶線耦合之狀態示意圖，其中，耦合片的總長度小於λ/2。
圖7係圖1之空腔濾波器中帶線耦合之狀態示意圖，其中，耦合片的總長度大於λ/2。
圖8係圖1之空腔濾波器中迴路耦合之狀態示意圖，其中耦合片的總長度小於λ/2。
圖9係圖1之空腔濾波器中迴路耦合之狀態示意圖，其中耦合片的總長度大於λ/2。
請同時參照圖1、圖2及圖3，本發明一具體實施方式中提供的空 腔濾波器100包括第一層接地電路板10、中間層電路板20及第二層接地電路板30。第一層接地電路板10上設有複數諧振柱40，中間層電路板20設有收容槽21，第二層接地電路板30設有與第一層接地電路板10之諧振柱40一一對應的諧振腔31。中間層電路板20設於第一層接地層電路板10之上，諧振柱40分別穿過收容槽21，第二層接地電路板30設於中間層電路板20之上，第一層接地電路板10之諧振柱40分別伸入第二層接地電路板30之諧振腔31內以形成複數諧振單元200。該等諧振單元200之間透過中間層電路板20之收容槽21實現耦合。
本發明提供的空腔濾波器100由三層電路板及設於第一層接地電路板10上的諧振柱40及設於第二層接地電路板30上的諧振腔31組裝形成，該空腔濾波器100具有重量輕、方便組裝，可有效降低產品的成本。
請同時參照圖2、圖3及圖5，第一層接地電路板10設有複數與諧振柱40一一對應的定位孔11，每一個諧振柱40包括第一螺紋通孔41。安裝時，該等諧振柱40之一端分別定位於該第一層接地電路板10相應的之定位孔11內，另一端分別伸入第二層接地電路板30之相應的諧振腔31內。該等諧振柱40之第一螺紋通孔41分別與第一層接地電路板10之定位孔11相通。調試螺釘80自該第一層接地電路板10的底部穿過相應的定位孔並深入相應的諧振柱40的第一螺紋通孔41內旋進/旋出該第一螺紋通孔41調節該空腔濾波器100的諧振頻率。本實施方式中，諧振柱40通過焊接的方式定位於第一層接地電路板10之定位孔11內。在其他實施方式中，諧振柱40也可以通過表面黏貼技術定位於第一層接地電路板10之定位孔11 內。
本實施方式中，第一層接地電路板10之每兩個諧振柱40之間設有第二螺紋通孔12，耦合螺釘90之螺母91固定於該第一層接地電路板10之底部相應的第二螺紋通孔12處，耦合螺釘90穿過該螺母91並伸入該第二螺紋通孔12旋進/旋出該第二螺紋通孔12以調節該空腔濾波器100的耦合頻率，如圖2及圖3所示。空腔濾波器100由製程引起的頻率差異可透過微調耦合螺釘90加以補償。
本發明的空腔濾波器100之調試螺釘80自空腔濾波器100之底部由下向上調節空腔濾波器100的頻率，調試螺釘80直接由諧振柱40的內徑攻牙，可有效降低產品的成本。同時，耦合螺釘90的螺母91固定於第一層接地電路板10的底部，可有效縮短空腔濾波器100腔與腔之間的距離，從而縮小了空腔濾波器100的尺寸，減小了體積。調試螺釘80與耦合螺釘90的調試方向均為由下向上調節，保持同一調試方向，便於該空腔濾波器100的調測操作。
中間層電路板20之收容槽21形狀及大小可根據空腔濾波器100的諧振柱40於第一層接地電路板10上的佈局設定。當第二層接地電路板30安裝於中間層電路板20上時，每兩個諧振腔31之間的收容槽21便形成一個空氣通道，當空腔濾波器100正常工作時，每兩個諧振單元200之間透過該收容槽21實現耦合，可有效減少損耗。本實施方式中，可變更收容槽21的尺寸來變更耦合量的大小。
作為本發明的進一步改進，空腔濾波器100包括耦合片50，該耦合片50固定於第一層接地電路板10且設於兩個諧振柱40之間。當中間層電路板20安裝於第一層接地電路板10上時，該耦合片50收容於該中間層電路板20的收容槽21中。耦合片50的設置用於使相 應的兩個諧振柱40之間產生電感耦合或電容耦合。
本實施方式中，耦合片50包括本體51及分別設於本體51之兩端的一對自由端52。耦合片50的每一個自由端52自該本體51並朝向中間層電路板20的收容槽21方向延伸，本體51透過不導電的材質固定於該第一層接地電路板10，該對自由端52與相鄰的諧振柱40之間形成帶線耦合。如果耦合片50的總長度小於λ/2，即為電容性耦合(負耦合)，如圖6所示。如果耦合片50的總長度大於λ/2，即為電感性耦合(正耦合)，如圖7所示。
在其它實施方式中，耦合片50的每一個自由端52朝向第一層接地電路板10的方向延伸並與第一層接地電路板10電性連接。此時，耦合片50之自由端52與相鄰的諧振柱40之間形成迴路耦合以加強耦合作用。如果耦合片50的總長度小於λ/2，即為電感性耦合(正耦合)，如圖8所示。如果耦合片50的總長度大於λ/2，即為電容性耦合(負耦合)，如圖9所示。
耦合片50的數量、位置及尺寸的大小可視空腔濾波器100之的實際的頻率需求而設置。
本發明提供的空腔濾波器100包括設於第一層接地電路板10上的輸入端60及輸出端70。該輸入端60透過輸入耦合線61與諧振柱40實現輸入耦合，輸出端70透過輸出耦合線71與諧振柱40實現輸出耦合。
綜上所述，本發明的空腔濾波器100由三層電路板及由設於第一層接地電路板10上的諧振柱40及設於第二層接地電路板30上的諧振腔31構成，重量輕，體積小，方便搬運，可有效減低成本。該 空腔濾波器100的耦合架構是透過在中間層電路板20挖槽使兩個腔體之間形成空氣通道以形成耦合路徑，可有效減少損耗。同時，該空腔濾波器100的調試螺釘80及耦合螺釘90均自空腔濾波器100之底部由下向上調節，不但可以縮小空腔濾波器100的尺寸，還可以大大方便調試操作。
綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本創作之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本創作精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
100‧‧‧空腔濾波器
10‧‧‧第一層接地電路板
20‧‧‧中間層電路板
30‧‧‧第二層接地電路板
200‧‧‧諧振單元

Claims (7)

  1. 一種空腔濾波器，包括第一層接地電路板、中間層電路板及第二層接地電路板，該第一層接地電路板上設有複數諧振柱，該中間層電路板設有收容槽，該第二層接地電路板設有與該等諧振柱一一對應的諧振腔，該中間層電路板設於該第一層接地電路板之上，該等諧振柱分別穿過該收容槽，該第二層接地電路板設於該中間層電路板之上，該等諧振柱分別伸入該等諧振腔形成複數諧振單元，該等諧振單元之間透過該中間層電路板之收容槽實現耦合。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的空腔濾波器，其中，該空腔濾波器包括耦合片，該耦合片包括本體及設於本體之兩端的一對自由端，該耦合片固定於該第一層接地電路板且設於兩個諧振柱之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的空腔濾波器，其中，該耦合片的每一個自由端自該本體朝向該中間層電路板的收容槽方向延伸，該本體透過不導電的材質固定於該第一層接地電路板，該對自由端與相鄰的諧振柱之間分別形成帶線耦合。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的空腔濾波器，其中，該耦合片的每一個自由端自該本體朝向該第一層接地電路板的方向延伸並與該第一層接地電路板電性連接，該對自由端與相鄰的諧振柱之間形成迴路耦合。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的空腔濾波器，其中，該空腔濾波器包括輸入端及輸出端，該輸入端透過輸入耦合片與該等諧振柱實現耦合連接，該輸出端透過輸出耦合片與該等諧振柱實現耦合。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的空腔濾波器，其中，每一個諧振柱設有第一螺紋通孔，該第一層接地電路板設有與該等諧振柱一一對應的定位孔， 該等諧振柱分別定位於該等定位孔，調試螺釘自該第一層接地電路板之底部穿過該第一層接地電路板相應的定位孔並伸入相應的諧振柱之第一螺紋通孔以調節該空腔濾波器的諧振頻率。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的空腔濾波器，其中，該第一層接地電路板之相鄰的兩個諧振柱之間設有第二螺紋通孔，耦合螺釘之螺母固定於該第一層接地電路板之底部，該耦合螺釘穿過該螺母並伸入該第二螺紋通孔以調節該空腔濾波器的耦合頻率。
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