TWI622221B - 空腔濾波器 - Google Patents

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Abstract

一種空腔濾波器,包括:殼體,該殼體包括形成於殼體內複數個諧振腔組,每個該諧振腔組包括兩個諧振腔,該兩個諧振腔之間設有分隔部,該分隔部設有貫通該兩個諧振腔的調整通道;蓋板,該蓋板與該殼體連接以覆蓋該諧振腔組;諧振元件,該諧振元件包括相互連接的諧振管和諧振帽、以及可調整的設於諧振管內的諧振調節螺絲,該諧振管設於該諧振腔的內壁,該諧振帽與該蓋板相對;以及耦合調節元件,用於降低該兩個諧振腔之間的磁耦合量並增強該兩個諧振腔之間的電耦合量。上述空腔濾波器將諧振調節螺絲、耦合調節元件嵌於殼體底部,方便調節;蓋板不設任何調節結構,減少了蓋板厚度,精簡了尺寸,節省材料,降低了成本。

Description

空腔濾波器
本發明涉及濾波器技術領域,尤其涉及一種空腔濾波器。
一般的空腔濾波器都會設有用於調節濾波器頻率和腔體之間電耦合量的耦合調節結構,比如諧振調節螺釘和耦合調節螺釘,諧振調節螺釘和耦合調節螺釘大多是設置於蓋板上方。為了安裝固定諧振調節螺釘和耦合調節螺釘,蓋板需要有一定的厚度,增加了空腔濾波器的整體尺寸;而且在蓋板上設置諧振調節螺釘和耦合調節螺釘,使得蓋板上表面不平整,佔用空間,使用不便,且影響美觀。
有鑑於此,有必要提供一種將耦合調節結構設於殼體底部以精簡尺寸體、同時方便調節的空腔濾波器。
一種空腔濾波器,包括:殼體,該殼體包括形成於殼體內複數個諧振腔組,每個該諧振腔組包括兩個諧振腔,該兩個諧振腔之間設有分隔部,該分隔部設有貫通該兩個諧振腔的調整通道;蓋板,該蓋板與該殼體連接以覆蓋該諧振腔組;諧振元件,該諧振元件包括相互連接的諧振管和諧振帽、以及設於諧振管內的諧振調節螺絲,該諧振管設於該諧振腔的內壁,該諧振帽與該蓋板相對;以及耦合調節元件,該耦合調節元件用於降低該兩個諧振腔之間的磁耦合量並增強該兩個諧振腔之間的電耦合量,其包括耦合固定結構和設於耦合固定結構上的耦合調節結構,該耦合固定結構固設於該分隔部,該耦合調節結構伸出於該調整通道中。
進一步地,該空腔濾波器還包括電容載入環,該諧振帽設有凹部,該電容載入環固設於該蓋板並伸入該凹部;該耦合固定結構包括隔離牆,該耦合調節結構包括耦合調節螺絲和電耦合片,該隔離牆固設於該分隔部;該隔離牆包括第一固定座和第二固定座,該電耦合片固定於該第一固定座,該耦合調節螺絲一端固定於該第二固定座,另一端伸出於該第二固定座並位於該調整通道。
進一步地,該電耦合片通過緊固件固定至該第一固定座,該電耦合片與該第一固定座之間設有墊片;該電耦合片包括底板、自底板側邊延伸而出的兩個對稱伸出臂和兩個對稱隔離片,該兩個對稱伸出臂分別伸入該兩個諧振腔並分別延伸至該諧振帽下方以與該諧振帽形成電容,該耦合調節螺絲伸出於該第二固定座的一端並位於該兩個對稱隔離片之間。
進一步地,該底板相對的兩側分別設有第一開口和第二開口,該兩個對稱隔離片分別設於該第一開口兩側,該兩個對稱伸出臂分別設於該第二開口的兩側;該兩個對稱隔離片與該底板垂直設置,該兩個對稱伸出臂與該底板平行設置。
進一步地,該隔離牆還包括第一隔離板和第二隔離板,該第一隔離板、該第一固定座、該第二固定座和該第二隔離板依次連接,該第一固定座與該第二固定座呈階梯結構設置且該第一固定座高於該第二固定座。
進一步地,該隔離牆底部嵌於該殼體,該耦合調節螺絲貫穿該殼體底部並通過螺紋結構安裝至該第二固定座;正反旋轉該耦合調節螺絲以調整該耦合調節螺絲伸出該第二固定座的長度,進而調整該兩個諧振腔之間的電耦合量。
進一步地,該緊固件和該墊片均為絕緣材質。
進一步地,該第一隔離板設有定位柱,該定位柱與該第二固定座高度一致並分別抵接至該蓋板。
進一步地,該耦合固定結構包括第三固定座,該耦合調節結構包括耦合調節螺絲,該第三固定座固設於該分隔部,該耦合調節螺絲一端固定於該第三固定座,另一端伸出於該第三固定座並位於該調整通道;該諧振帽與該耦合調節螺絲相鄰的側邊設有缺口,該缺口正對該耦合調節螺絲。
進一步地,該諧振帽大致呈圓形,該缺口為一段圓弧,該圓弧的弧心在該耦合調節螺絲的軸向上。
本發明提供的空腔濾波器將諧振元件和耦合調節元件嵌於殼體底部,使得殼體外表面無外露的調節結構,殼體底部保持平整,從而縮減上述空腔濾波器的外觀尺寸,以達到精簡尺寸的目的,而且方便調節;蓋板不設任何調節結構,減少了蓋板厚度,節省材料,降低了成本。上述空腔濾波器還通過改變諧振帽的形狀、以及設置電耦合片來增加耦合調節螺絲的頻率調試範圍,提高了上述空腔濾波器的性能。
實施方式一:
圖1所示為根據本發明一實施例的空腔濾波器100的爆炸圖。圖中,空腔濾波器100包括蓋板110、電容載入環120、諧振組件130、耦合調節組件140、以及殼體150,諧振組件130包括諧振調節螺絲131、諧振帽132和諧振管133,諧振帽132套接於諧振管133上,諧振調節螺絲131通過螺紋結構連接至諧振管133;耦合調節組件140包括電耦合片141、耦合調節螺絲142和隔離牆143,電耦合片141設有兩個對稱的伸出臂1411,電耦合片141通過緊固件144固定至隔離牆143,且在電耦合片141與隔離牆143之間還設有墊片145,耦合調節螺絲142通過螺紋結構連接至隔離牆143;殼體150包括形成於殼體150內部的兩個對稱諧振腔151,在兩個諧振腔151之間設有分隔部152,分隔部152設有將兩個諧振腔貫通起來的調整通道153;電容載入環120固設於蓋板110內側且正對諧振組件130,隔離牆143固設於隔離通道153底壁並抵接分隔部152,諧振管133固設於殼體底壁154(請參照圖2),蓋板110覆蓋於殼體120以將諧振腔150封閉起來。
請一併參照圖2,在本實施例中,優選的,殼體150設有一諧振腔組180,即殼體設有兩個諧振腔151,在其它實施方式中,殼體150可設置複數個諧振腔組180,每個諧振腔組180可相互平行或垂直,但相鄰兩個諧振腔組180的諧振腔151不能連通;隔離牆143的底部嵌合至調整通道153的底部、兩側抵接至分隔部152、頂部抵接蓋板110內側,諧振管133的底部與殼體150的底壁154一體成型,在其它實施方式中,隔離牆143可焊接至調整通道153的底部,諧振管133的底部也可焊接至殼體150的底壁154;蓋板110和殼體150之間通過螺紋結構連接(圖未示),比如,在具體實施方式中,可在殼體150引出一個固定耳部,在耳部上設置螺紋孔及定位柱,相應的,在蓋板110的相應位置設置螺紋孔及定位孔,通過定位柱與定位孔的配合將蓋板110和殼體150準確對位,最後將螺釘安裝至殼體150的固定耳部的螺紋孔並將蓋板110和殼體150鎖緊。為了方便諧振調節螺絲131和耦合調節螺絲142的安裝及調節,諧振管133和隔離牆143設有貫穿殼體150底部的螺紋孔(圖未示),諧振調節螺絲131和耦合調節螺絲142分別從殼體150底部旋入諧振管133和隔離牆143,在其它實施方式中,可將殼體150底部設置諧振管133和隔離牆143的位置設置成凹陷結構,但殼體150底部的其它位置可設置成平面,使諧振管133和隔離牆143的螺絲孔露出於凹陷結構中,以安裝諧振調節螺絲131和耦合調節螺絲142。
圖3所示為圖1中耦合調節組件140的爆炸圖,圖中,電耦合片141包括底板1410、自底板1410側邊延伸而出的兩個對稱伸出臂1411和兩個對稱隔離片1412,底板1410設有第一開口1413和第二開口1414,第二開口1414包括相互連通的卡口1415和鎖緊口1416,卡口1415用於定位,鎖緊口1416用於鎖固,兩個對稱隔離片1412分別設於第一開口1413兩側,兩個對稱伸出臂1411分別設於第二開口1414的兩側;兩個對稱隔離片1412與底板1410垂直設置,兩個對稱伸出臂1411與底板1410平行設置。隔離牆143包括依次連接第一隔離板1431、第一固定座1432、第二固定座1433和第二隔離板1434,第一固定座1432與第二固定座1433呈階梯結構設置且第一固定座1432高於第二固定座1433,第一隔離板1431設有定位柱1435,定位柱1435與第二隔離板1434高度一致;耦合調節螺絲142通過螺孔1437連接至第二固定座1433,其伸出第二固定座1433的長度可調;第一固定座1432設有與緊固件144配合的螺孔1436。組裝時,將墊片145放置於第一固定座1432上,然後將電耦合片141的卡口1415卡入定位柱1435並將底板1410放置於墊片145上,最後將緊固件144依次穿過鎖緊口1416和墊片通孔1451並與螺孔1436配合鎖緊,從而將電耦合片141與隔離牆143固定在一起,此時,耦合調節螺絲142位於兩個隔離片1412之間且位於第一開口1413的正下方。在本實施例中,緊固件144為螺絲,緊固件144和墊片145均為絕緣材質,比如塑膠、橡膠、陶瓷等。
圖4所示為圖1中諧振組件130的爆炸圖,圖中,諧振帽132包括帽體1321、設於帽體1321中部的凹部1322、以及設於凹部1322的通孔1323,通孔1323設有臺階1324,帽體1321大致呈帶有圓角的長方形;諧振管133中間設有螺孔1331,諧振調節螺絲131安裝於螺孔1331中,其伸出諧振管133的長度可調。組裝時,諧振管133穿過通孔1323並卡在臺階1324上,諧振管133與通孔1323之間為過盈配合以將諧振管133於諧振帽132固定在一起,諧振調節螺絲131穿過通孔1323並可自由伸縮,在其它實施方式中,諧振帽132和諧振管133的連接固定方式可以為焊接。
請參照圖1、圖3和圖4,殼體150和蓋板110安裝在一起時,固設於蓋板110內側的兩個電容載入環120分別伸入兩個諧振帽132的凹部1322但不與凹部1322接觸,從而分別在兩個諧振腔151內形成載入電容,通過設於諧振管133上的諧振調節螺絲131調試空腔濾波器100的頻率。耦合調節組件140的定位柱1435與第二隔離板1434分別抵接蓋板110內側,自殼體150底部伸入並固定於第二固定座1433上的耦合調節螺絲142接地;請一併參照圖5,電耦合片141的兩個伸出臂1411分別伸入兩個諧振帽132下方,從而分別與諧振帽132形成電容,調整耦合調節螺絲142伸出第二固定座1433的長度可調整電耦合片141的對地電容,進而調整兩個諧振腔151之間的電耦合量。本發明通過在空腔濾波器100的兩個諧振腔151之間設置耦合調節元件140,有效的降低了兩個諧振腔151之間的磁耦合,同時增強了兩個諧振腔151之間的電耦合量。
實施方式二:。
圖6所示為根據本發明另一實施例的空腔濾波器100的爆炸圖。圖中,空腔濾波器100包括蓋板110、諧振組件160、耦合調節組件170、以及殼體150,諧振組件160包括諧振調節螺絲161、諧振帽162和諧振管163,諧振帽162套接於諧振管163上,諧振調節螺絲161通過螺紋結構連接至諧振管163;耦合調節組件170包括第三固定座171和耦合調節螺絲172,耦合調節螺絲172通過螺紋結構可調整的設於第三固定座171上;第三固定座171固設於調整通道153的底部,諧振管163固設於殼體150的底壁154(請參照圖2),蓋板110覆蓋於殼體150以將諧振腔151封閉起來。
請一併參照圖7,在本實施方式中,諧振帽162包括帽體1621、設於帽體1621中間的凹部1622、以及設於凹部1622的通孔1623,帽體1621大致呈圓形,其一側邊緣設有缺口1624;諧振管163大致呈上細下粗的階梯柱狀,其包括固定柱1632和套接柱1631,套接柱1631直徑小於固定柱1632,固定柱1632固定於殼體150的底壁154(請參照圖2),套接柱1631穿過通孔1623並與通孔1623過盈配合,從而將諧振管163與諧振帽162緊固在一起,諧振調節螺絲161穿過通孔1623並可自由伸縮調整;第三固定座171設於調整通道153底部中間位置,耦合調節螺絲172自第三固定座171伸出至調整通道153中,優選的,第三固定座171底部嵌至調整通道153的底部,諧振管163和第三固定座171上設有貫穿殼體150底部的螺紋孔(圖未示),諧振調節螺絲161和耦合調節螺絲172分別從殼體150底部旋入諧振管163和第三固定座171。在其它實施方式中,可將殼體150底部設置諧振管163和第三固定座171的位置設置成凹陷結構,但將殼體150底部的其它位置設置成平面,使諧振管163和第三固定座171的螺絲孔露出於凹陷結構中,以安裝諧振調節螺絲161和耦合調節螺絲172。
如圖6、圖7所示,兩個諧振帽162的缺口1624以耦合調節螺絲172為中心對稱設置,缺口1624為一段圓弧,圓弧的弧心在耦合調節螺絲172的軸向上。在本實施方式中,通過將諧振帽162的帽體1621設置成圓形並在其邊緣設置一缺口1624,單個諧振腔151共振頻率變化僅百分之一, 但耦合頻寬(coupling band width) 幾乎增加一倍, 便於空腔濾波器100的生產作業, 使回損(return loss)與通帶(bandwidth)易於調進規格。對於一般使用圓形諧振帽162的濾波器,耦合調節螺絲161在6mm 的行程範圍只能調動5.5MHz, 但經此變更, 耦合頻寬可增加到10MHz. 而單個諧振腔151的共振頻率自2170MHz 上升到2190MHz, 增加幅度僅約1% (20MHz), 此種變數可由調整諧振調節螺絲161或修改諧振腔內其他組件尺寸來弭補。
本發明提供的空腔濾波器將諧振元件130、160和耦合調節組件140、170嵌於殼體150底部,使得殼體150外表面無外露的調節結構,殼體150底部保持平整,從而縮減上述空腔濾波器100的外觀尺寸,以達到精簡尺寸的目的,而且方便調節;蓋板110不設任何調節結構,減少了蓋板厚度,節省材料,降低了成本。上述空腔濾波器100還通過改變諧振帽162的形狀、以及設置電耦合片141來增加耦合調節螺絲142、172的頻率調試範圍,提高了上述空腔濾波器100的性能。
對本領域的普通技術人員來說,可以根據本發明的發明方案和發明構思結合生成的實際需要做出其他相應的改變或調整,而這些改變和調整都應屬於本發明權利要求的保護範圍。
100‧‧‧空腔濾波器
110‧‧‧蓋板
120‧‧‧電容載入環
130、160‧‧‧諧振組件
133、163‧‧‧諧振管
1632‧‧‧固定柱
1631‧‧‧套接柱
132、162‧‧‧諧振帽
1321、1621‧‧‧帽體
1322、1622‧‧‧凹部
1323、1623‧‧‧通孔
1324‧‧‧臺階
1624‧‧‧缺口
131、161‧‧‧諧振調節螺絲
140、170‧‧‧耦合調節組件
143‧‧‧隔離牆
1431‧‧‧第一隔離板
1435‧‧‧定位柱
1436、1437、1331‧‧‧螺孔
1434‧‧‧第二隔離板
1432‧‧‧第一固定座
1433‧‧‧第二固定座
171‧‧‧第三固定座
142、172‧‧‧耦合調節螺絲
141‧‧‧電耦合片
1410‧‧‧底板
1413‧‧‧第一開口
1414‧‧‧第二開口
1415‧‧‧卡口
1416‧‧‧鎖緊口
1412‧‧‧隔離片
1411‧‧‧伸出臂
145‧‧‧墊片
1451‧‧‧墊片通孔
144‧‧‧緊固件
150‧‧‧殼體
151‧‧‧諧振腔
152‧‧‧分隔部
153‧‧‧調整通道
154‧‧‧殼體底壁
180‧‧‧諧振腔組
圖1所示為根據本發明一實施例的空腔濾波器的爆炸圖。
圖2所示為根據本發明一實施例的空腔濾波器的殼體結構示意圖。
圖3所示為圖1所示空腔濾波器之耦合調節組件的爆炸圖。
圖4所示為圖1所示空腔濾波器之諧振組件的爆炸圖。
圖5所示為圖1之去掉蓋板後的組裝立體圖。
圖6所示為根據本發明另一實施例的空腔濾波器的爆炸圖。
圖7所示為圖6之去掉蓋板後的組裝立體圖。

Claims (10)

  1. 一種空腔濾波器,其特徵在於,包括: 殼體,包括形成於殼體內複數個諧振腔組,每個該諧振腔組包括兩個諧振腔,該兩個諧振腔之間設有分隔部,該分隔部設有貫通該兩個諧振腔的調整通道; 蓋板,與該殼體連接以覆蓋該諧振腔組; 諧振元件,包括相互連接的諧振管和諧振帽、以及設於諧振管內的諧振調節螺絲,該諧振管設於該諧振腔的內壁,該諧振帽與該蓋板相對;以及 耦合調節元件,用於降低該兩個諧振腔之間的磁耦合量並增強該兩個諧振腔之間的電耦合量,包括耦合固定結構和設於耦合固定結構上的耦合調節結構,該耦合固定結構固設於該分隔部,該耦合調節結構伸出於該調整通道中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之空腔濾波器,其中,該空腔濾波器還包括電容載入環,該諧振帽設有凹部,該電容載入環固設於該蓋板並伸入該凹部;該耦合固定結構包括隔離牆,該耦合調節結構包括耦合調節螺絲和電耦合片,該隔離牆固設於該分隔部;該隔離牆包括第一固定座和第二固定座,該電耦合片固定於該第一固定座,該耦合調節螺絲一端固定於該第二固定座,另一端伸出於該第二固定座並位於該調整通道。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之空腔濾波器,其中,該電耦合片通過緊固件固定至該第一固定座,該電耦合片與該第一固定座之間設有墊片;該電耦合片包括底板、自底板側邊延伸而出的兩個對稱伸出臂和兩個對稱隔離片,該兩個對稱伸出臂分別伸入該兩個諧振腔並分別延伸至該諧振帽下方以與該諧振帽形成電容,該耦合調節螺絲伸出於該第二固定座的一端並位於該兩個對稱隔離片之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之空腔濾波器,其中,該底板相對的兩側分別設有第一開口和第二開口,該兩個對稱隔離片分別設於該第一開口兩側,該兩個對稱伸出臂分別設於該第二開口的兩側;該兩個對稱隔離片與該底板垂直設置,該兩個對稱伸出臂與該底板平行設置。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之空腔濾波器,其中,該隔離牆還包括第一隔離板和第二隔離板,該第一隔離板、該第一固定座、該第二固定座和該第二隔離板依次連接,該第一固定座與該第二固定座呈階梯結構設置且該第一固定座高於該第二固定座。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之空腔濾波器,其中,該隔離牆底部嵌於該殼體,該耦合調節螺絲貫穿該殼體底部並通過螺紋結構安裝至該第二固定座;正反旋轉該耦合調節螺絲以調整該耦合調節螺絲伸出該第二固定座的長度,進而調整該兩個諧振腔之間的電耦合量。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之空腔濾波器,其中,該緊固件和該墊片均為絕緣材質。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之空腔濾波器,其中,該第一隔離板設有定位柱,該定位柱與該第二固定座高度一致並分別抵接至該蓋板。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之空腔濾波器,其中,該耦合固定結構包括第三固定座,該耦合調節結構包括耦合調節螺絲,該第三固定座固設於該分隔部,該耦合調節螺絲一端固定於該第三固定座,另一端伸出於該第三固定座並位於該調整通道;該諧振帽與該耦合調節螺絲相鄰的側邊設有缺口,該缺口正對該耦合調節螺絲。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之空腔濾波器,其中,該諧振帽大致呈圓形,該缺口為一段圓弧,該圓弧的弧心在該耦合調節螺絲的軸向上。
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