TWI542070B - Low-pass filter path and the use of its communication cavity device - Google Patents

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Description

低通濾波通路及採用它的通信腔體器件
本發明涉及一種用於對通信信號進行低通濾波的通信腔體器件，具體涉及可外部調諧的低通濾波通路及採用該通路結構的通信腔體器件，如濾波器、合路器和雙工器。
隨著三網融合(亦即指電信網、廣播電視網和網際網路)的發展以及LTE頻段的啟用，相對傳統頻段，新的頻段正向著更低和更高兩個方向發展。隨著新的制式或系統的引入，市場對無源器件的要求越來越高。
合路器、雙工器及濾波器作為無源通信裝置廣泛應用於通信領域，尤其是射頻通信領域。而隨著電視系統、視頻點播系統加入到通信系統通道，需要一種高性能的低通濾波器，在實現有線電視信號正常傳輸的基礎上，同時需要對移動通信系統有較高的抑制度。
對於低通濾波器，傳統的實現方式一般是切比雪夫型的，例如常見的糖葫蘆形低通濾波器，它的優點是結構簡單、易於實現，但缺點是帶外下降緩慢、帶外抑制度低、濾波特性的一致性依賴於加工和裝配的精度。這樣的低通濾波器常用於抑制遠端帶外，一般情況下，它無法滿足實際系統間的高隔離度的要求。
本發明的目的在於克服上述不足，提供一種帶外下降較快的、帶外抑制度較高的、便於外部調諧校正的低通濾波通路。
本發明的另一目的在於提供一種包含所述低通濾波通路的濾波器。
本發明的再一目的在於提供一種包含所述低通濾波通路的合路器。
本發明的再一目的在於提供一種包含所述低通濾波通路的雙工器。
為達到上述發明的目的，本發明通過以下技術方案實現：本發明的低通濾波通路，包括金屬腔體和與金屬腔體相固定安裝的蓋板；所述金屬腔體內設有多個順次相連通的子腔，相鄰兩個子腔之間設有連接視窗，所述金屬腔體內設有一根導體棒順次貫穿所述各相連通的子腔，並且該導體棒與腔體兩端設有的兩埠相連接，導體棒對應於所述連接視窗位置處設有孔洞，所述孔洞中置有一端朝向蓋板的諧振杆；所述蓋板上設有與上述諧振杆所處位置相對應的螺紋孔，每個螺紋孔設置一調諧螺杆用於穿過該螺紋孔深入金屬腔體與相應諧振杆容性耦合，該調諧螺杆朝向金屬腔體的一端設有安裝孔，並且該安裝孔內套接有介質套筒。
本發明的濾波器，其包含前述的低通濾波器通路結構。
本發明的合路器，其包含前述的低通濾波器通路結構。
本發明的雙工器，其包含前述的低通濾波器通路結構。
與現有技術相比，本發明具有如下優點：本發明的低通濾波通路及採用它的通信腔體器件，是在傳統的糖葫蘆形低通濾波器的基礎上，將其低阻抗部分代之以一個等效電感電容串聯的諧振子併入主通路，該諧振子的等效電感由諧振杆與腔壁之間形成的高阻抗實現，等效電容由調諧螺杆與諧振杆內壁之間的縫隙耦合實現。這樣形成的通信腔體器件，帶外下降較快，並可在帶外很寬的頻段範圍內產生較強的抑制，從而滿足通信系統間的高隔離度的要求；同時，具有插入損耗小、駐波比小、無源互調低、功率容量大等優點。另一方面，調諧螺杆固定在蓋板的外表面，使得低通濾波器的調試非常方便，省去以往反復拆蓋調試的步驟，提高低通濾波器生產效率的同時保證了其優良的互調性能。
1‧‧‧金屬腔體
11-15‧‧‧子腔
16‧‧‧連接視窗
17、18‧‧‧埠
2‧‧‧蓋板
21‧‧‧調諧螺杆
22‧‧‧介質套筒
23‧‧‧螺紋孔
24‧‧‧該螺紋孔
3‧‧‧導體棒
31-34‧‧‧諧振杆
35‧‧‧間隙
36‧‧‧孔洞
第1圖為本發明的低通濾波通路的組裝結構示意圖。
第2圖為本發明的低通濾波通路的導體棒與諧振杆的安裝結構圖。
第3圖為本發明的低通濾波通路的等效電路圖。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明：請參閱第1圖，本發明的低通濾波通路的實施例，該低通濾波通路是在金屬腔體1中設計形成的低通濾波通路，包括有金屬腔體1和與金屬腔體1相固定安裝的蓋板2。金屬腔體1內形成多個子腔，且在相鄰兩子腔11-15之間為連接視窗16，從而依次聯通各子腔11-15，金屬腔體內一根導體棒3橫貫金屬腔體1縱長方向的各子腔11-15和連接視窗16，並與金屬腔體1兩端設置的埠17，18固定連接。與各個連接視窗16相對應的導體棒3的相應位置上設有穿過導體棒3並朝向蓋板的諧振杆31-34。蓋板2上設有與上述諧振杆31-34所處位置相對應的螺紋孔23和穿過該螺紋孔24深入金屬腔體1與相應諧振杆31-34容性耦合的調諧螺杆21。
請進一步結合第2圖和第3圖，便於更清楚理解本實施例的具體結構和電性原理。
所述多個子腔11-15基本沿同一方向即沿一直線路徑順次排布，子腔11-15的空間體積大小依賴於電性能指標的設計實現，較佳的，除該方向上首尾兩個子腔11與15的空間體積相對較小外，其餘處於中間段的子腔12-14基本上相同或相近似的空間體積，可視為等大。
所述的導體棒3兩端分別與兩個埠17，18的內導體(未圖示)相連接，兩個埠17和18固定在金屬腔體1上，從而導體棒3被固定在金屬腔體1的縱軸線上，從而穿過各個子腔11-15和相鄰子腔間的連接視窗16。
在各連接視窗16對應的導體棒3位置處具有孔洞36，使得諧 振杆穿過該孔洞36而呈一端伸向蓋板2設置，而其另一端設置為階梯狀被留置在導體棒3的該孔洞36之內，階梯狀的設計使得諧振杆與孔洞36之間留有與導體棒3焊接的間隙35，從而利於用焊錫將諧振杆與導體棒3相焊接，且焊錫不易溢出該孔洞36。各諧振杆伸出導體棒3而呈現的高度高低不一，不同諧振杆適應不同的頻段而具有不同的長度，由此形成多個沿同一直線排布的諧振杆31-34。
蓋板2上的螺紋孔23以及穿過該螺紋孔23的調諧螺杆21適應導體棒3及諧振杆31-34的位置而呈直線排布，調諧螺杆21的外螺紋與螺紋孔23的內螺紋配套，從而可調節調諧螺杆21深入金屬腔體1內的深度。調諧螺杆21伸入腔體的一端具有安裝孔，且該安裝孔為向內孔徑逐漸減小的通孔或是盲孔，該安裝孔用於內套一由聚四氟乙烯或其它絕緣材料製成的介質套筒22。調諧螺杆21露在蓋板2上的一端端面為便於轉動調諧螺杆21而具有一字槽或十字槽，並且調諧螺杆21該端的杆身為六角螺栓結構。
調諧螺杆21的安裝孔呈階梯狀，即在安裝孔接入口處的孔徑大，越往內孔徑越小。所述介質套筒22與調諧螺杆21過盈裝配(干涉裝配/Interference Fit)，且介質套筒22露出調諧螺杆21的安裝孔並形成一凸台，當介質套筒22與調諧螺杆21過盈裝配(干涉裝配/Interference Fit)後，介質套筒22上局部的凸台端面高出調諧螺杆21的端面，這樣有利於裝配，且介質套筒22不易脫落且有效防止調諧螺杆21與導體棒3短路。
將蓋板2安裝到金屬腔體1上時，隨著調諧螺杆21的深入，調諧螺杆21內的介質套筒22可內套諧振杆31-34，從而實現調諧螺杆21與相應諧振杆31-34之間的容性耦合，從而將調諧螺杆21、介質套筒22與導體棒3上的諧振杆31-34配合安裝，如圖3所示，這些諧振杆31-34、連接視窗16、介質套筒22以及調諧螺杆21一起形成了等效電感電容串聯諧振子中的等效電容電感，可以產生電容耦合及電感效應，形成一個串聯諧振電路，其等效電容電感由調諧螺杆21、導體棒3、諧振杆31-34及諧振杆31-34與調諧螺杆21的相對位置來決定，該串聯諧振電路在低通濾波通路的抑制通帶形成傳輸 零點。
這樣，相對應的等效電感和等效電容的串聯構成了等效串聯諧振子。多個等效串聯諧振子進而相配合使低通濾波通路可以在帶外很寬的頻段範圍內(相對頻寬可達45%)產生較高的抑制度(70dB以上)。
在本發明未圖示的另一實施例中，所述多個子腔11-15的排列可以不在同一方向上，即沿彎折路徑排布，例如，多個子腔11-15的排列方向形成直角。作為適應性的改變，所述導體棒3也需設計成彎折狀。相應的蓋板上的螺紋孔23及調諧螺杆21做適應性的排布。可見，適當地改變本發明的個別部件的結構，依然不影響本發明的技術效果的實現。
將本發明的低通濾波通路的結構應用於通信腔體器件，如濾波器、合路器以及雙工器中，其中的合路器根據埠使用情況的不同也被稱為分路器，可更好地發揮其高頻寬抑制度的性能。
上述實施例僅用以說明本發明而並非限制本發明所描述的技術方案；因此，儘管本說明書參照上述的各個實施例對本發明已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或者等同替換；而一切不脫離本發明的精神和範圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
1‧‧‧金屬腔體
11-15‧‧‧子腔
16‧‧‧連接視窗
17、18‧‧‧埠
2‧‧‧蓋板
21‧‧‧調諧螺杆
22‧‧‧介質套筒
23‧‧‧螺紋孔
24‧‧‧該螺紋孔
3‧‧‧導體棒
31-34‧‧‧諧振杆
35‧‧‧間隙
36‧‧‧孔洞

Claims (11)

  1. 一種低通濾波通路，包括金屬腔體和與金屬腔體相固定安裝的蓋板；所述金屬腔體內設有複數個順次相連通的子腔，相鄰兩個子腔之間設有連接視窗，所述金屬腔體內設有一根導體棒順次貫穿所述各相連通的子腔，並且所述導體棒與腔體兩端設有的兩埠相連接，所述導體棒對應於所述連接視窗位置處設有孔洞，所述孔洞中置有一端朝向蓋板的諧振杆；所述蓋板上設有與上述諧振杆所處位置相對應的螺紋孔，每個螺紋孔設置一調諧螺杆用於穿過所述螺紋孔深入金屬腔體與相應諧振杆容性耦合，所述調諧螺杆朝向金屬腔體的一端設有安裝孔，並且所述安裝孔內套接有介質套筒。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的低通濾波通路，更包含：所述複數個子腔沿同一方向排布，所述導體棒相應呈直線狀。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的低通濾波通路，更包含：所述複數個子腔不在同一方向上排布，所述導體棒相應呈彎折狀。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任意一項所述的低通濾波通路，更包含：所述諧振杆留置在導體棒的孔洞內的一端設置為階梯狀，與所述導體棒在孔洞處相焊接，所述導體棒上的每個諧振杆高出相應孔洞的高度一致或不一致。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任意一項所述的低通濾波通路，更包含：所述調諧螺杆的安裝孔為通孔或盲孔。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的低通濾波通路，更包含：所述調諧螺杆的安裝孔呈階梯狀，其在安裝孔接入口處的孔徑大於安裝孔內部的孔徑。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的低通濾波通路，更包含：所述介質套筒與調諧螺杆干涉裝配，且介質套筒露出調諧螺杆的安裝孔並形成一凸台。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任意一項所述的低通濾波通路，更包含：所述複數個子腔中，位於首尾兩個子腔之間的其餘子腔均等大。
  9. 一種濾波器，其特徵在於，包含如申請專利範圍第1至8項中任意一項所述的低通濾波通路的整體結構。
  10. 一種合路器，其特徵在於，包含如申請專利範圍第1至8項中任意一項所述的低通濾波通路的整體結構。
  11. 一種雙工器，其特徵在於，包含如申請專利範圍第1至8項中任意一項所述的低通濾波通路的整體結構。
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