一种滤波器及通信设备的制作方法

1.本技术涉及通信技术领域，特别是涉及一种滤波器及通信设备。


背景技术：

2.目前5g(5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-generation，也称5g或第五代移动通信技术)频谱划分的初步计划方案是，中国电信与中国联通将分别获得3.5ghz左右的各100mhz频谱资源，中国移动获得2.6ghz附近的100mhz频谱资源。5g频谱资源的最终许可方案还待工信部正式发文公布。
3.在移动通信的基站系统中，通常通过发射天线发射特定频率范围内的承载通信数据的通信信号，并通过接收天线接收通信信号。由于接收天线接收的信号中不仅包含上述特定频率范围内的承载通信数据的通信信号，而且还包括许多上述特定频率范围外的杂波或干扰信号。要从接收天线接收的信号中获取发射天线发射的特定频率范围内的承载通信数据的通信信号，通常需要将该接收天线接收的信号通过滤波器进行滤波，将该承载通信数据的通信信号特定频率外的杂波或干扰信号滤除。
4.目前，在基站系统普遍采用腔体滤波器，当只是允许某一频段的信号通过时，通常选用带通滤波器。在基站系统中，在产品的外形，体积上有一定的要求，那么对于滤波器内部结构也带来一些挑战，使用特殊结构实现滤波器的指标要求尤为重要。同时，对于一些特殊外部环境下，也必须保证良好的性能，如：低射频插损、高互调、重量轻、高功率、高可靠性等。
5.通信系统中，各个频段的滤波器很多，但是指标性能的要求也存在一定的差异，比如带宽，插入损耗，回波损耗，相互隔离，峰值功率，互调要求，可靠性等，这就需要根据需求设计相应的通信滤波器，在基站系统中，在产品的外形，体积上通常会比较大，功率的要求也比较高，对于目前现有的解决方案，在结构实现形式，功率容量，可靠性上都存在一定的制约。


技术实现要素：

6.本技术提供一种滤波器及通信设备，以解决现有技术中滤波器的结构复杂、体积较大且性能不可靠的技术问题。
7.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种滤波器，其特征在于，所述滤波器包括：
8.金属壳体；
9.多个金属带状片，分层悬置设于所述金属壳体内且匀沿第一方向间隔设置，相邻层的所述金属带状片的端部相互容性耦合，至少部分所述金属带状片在第二方向延伸有金属带状线，所述金属带状线的外端设有用于与所述金属壳体的内腔壁连接的连接环。
10.根据本发明一具体实施例，所述多个金属带状片包括：
11.第一金属带状片，在第一平面上沿第一方向设置；
12.第二金属带状片，在第二平面上沿第一方向设置，并在第二方向延伸有第一λ/4金属带状线和第二λ/4金属带状线，所述第二金属带状片的第一端悬置设于所述第一金属带状片的上方；
13.第三金属带状片，在第一平面上沿第一方向设置，并在第二方向延伸有第三λ/4金属带状线，所述第三λ/4金属带状线位于所述第二λ/4金属带状线远离所述第一λ/4金属带状线的一侧，所述第三金属带状片与所述第一金属带状片相间隔且所述第三金属带状片的第一端悬置设于所述第二金属带状片的第二端的下方；
14.第四金属带状片，在第二平面上沿第一方向设置，并在第二方向延伸有第四λ/4金属带状线和第五λ/4金属带状线，所述第四λ/4金属带状线和所述第五λ/4金属带状线依次位于所述第三λ/4金属带状线远离所述第二λ/4金属带状线的一侧，所述第四金属带状片与所述第二金属带状片相间隔且所述第四金属带状片的第一端悬置设于所述第三金属带状片的第二端的上方；
15.第五金属带状片，在第一平面上沿第一方向设置，所述第五金属带状片与所述第三金属带状片相间隔且所述第五金属带状片的第一端悬置设于所述第四金属带状片的第二端的下方。
16.根据本发明一具体实施例，所述滤波器包括还包括间隔块，所述间隔块设于所述金属壳体内以使得所述第一金属带状片、所述第三金属带状片、所述第五金属带状片悬置设于所述金属壳体内。
17.根据本发明一具体实施例，所述间隔块包括：
18.第一间隔块，设于所述金属壳体内并用于支撑所述第一金属带状片以使得所述第一金属带状片悬置设于所述金属壳体内；
19.第二间隔块，设于所述金属壳体内并用于支撑所述第三金属带状片以使得所述第三金属带状片悬置设于所述金属壳体内；
20.第三间隔块，设于所述金属壳体内并用于支撑所述第五金属带状片以使得所述第五金属带状片悬置设于所述金属壳体内；
21.根据本发明一具体实施例，所述滤波器还包括间隔件，所述间隔件设于所述第一金属带状片、所述第三金属带状片、所述第五金属带状片上以使得所述第二金属带状片、所述第四金属带状片悬置设于所述第一金属带状片、所述第三金属带状片、所述第五金属带状片的上方。
22.根据本发明一具体实施例，所述间隔件包括：
23.第一间隔件，设于所述第一金属带状片和所述第二金属带状片之间；
24.第二间隔件，设于所述第一金属带状片和所述第二金属带状片之间；
25.第三间隔件，设于所述第三金属带状片和所述第二金属带状片之间；
26.第四间隔件，设于所述第三金属带状片和所述第四金属带状片之间；
27.第五间隔件，设于所述第五金属带状片和所述第四金属带状片之间；
28.第六间隔件，设于所述第五金属带状片和所述第四金属带状片之间；
29.根据本发明一具体实施例，所述间隔块为设有螺纹孔的塑胶块，所述间隔件为塑胶垫圈，所述滤波器还包括塑胶螺钉，所述多个金属带状片设有连接孔，所述塑胶螺钉穿过所述连接孔、所述间隔件并与所述间隔块固定连接。
30.根据本发明一具体实施例，所述第二金属带状片的长度、所述第四金属带状片的长度大于所述第一金属带状片的长度、所述第三金属带状片的长度、所述第五金属带状片的长度，所述第三λ/4金属带状线的宽度大于所述第一λ/4金属带状线的宽度、所述第二λ/4金属带状线的宽度、所述第四λ/4金属带状线的宽度、所述第五λ/4金属带状线的宽度。
31.根据本发明一具体实施例，所述金属壳体的内腔设有顶部高度相异的多个连接台，所述连接台设有螺纹孔，所述连接台的表面用于承托所述连接环，所述螺纹孔用于接收螺钉螺钉穿过所述连接环并与所述连接台连接。
32.为解决上述技术问题，本技术还提供一种通信设备，所述通信设备包括天线以及与所述天线连接的射频单元；所述射频单元包括前述的滤波器，用于对接入的射频信号进行滤波。
33.本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的滤波器中，其多个金属带状片分层悬置设于金属壳体内且匀沿第一方向间隔设置，相邻层的金属带状片的端部相互容性耦合，至少部分金属带状片在第二方向延伸有金属带状线，金属带状线的外端设有用于与金属壳体的内腔壁连接的连接环，金属带状片的结构简单、易于加工、空间位置利用合理、体积小、稳定性和一致性好、成本低、利于批量生产、提高了生产效率。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1是本发明实施例提供的滤波器的立体结构示意图，其中省去了金属壳体；
36.图2是图1中所示的滤波器的俯视结构示意图；
37.图3是图1中所示的滤波器的侧视结构示意图；
38.图4是图1中所示的滤波器的爆炸结构示意图；
39.图5是本发明实施例提供的滤波器所要实现的指标性能表；
40.图6是图1中所示的滤波器的电路实现原理图；
41.图7是图6中所示的电路实现原理图对应的仿真结果图；
42.图8是图1中所示的滤波器实际的仿真结果图。
具体实施方式
43.下面结合附图和实施例，对本技术作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本技术，但不对本技术的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本技术的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
44.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
45.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等
的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
46.请一并参阅图1至图4，本发明提供一种滤波器，滤波器包括金属壳体(图未示出)和安装于金属壳体内的多个金属带状片。
47.其中，多个金属带状片分层(例如分上下两层)悬置设于金属壳体内且匀沿第一方向(同一直线方向)间隔设置，相邻层的金属带状片的端部相互容性耦合，至少部分金属带状片在第二方向延伸有金属带状线，金属带状线的外端设有用于与金属壳体的内腔壁连接的连接环26。
48.在一具体实施例中，多个金属带状片包括第一金属带状片11、第二金属带状片12、第三金属带状片13、第四金属带状片14、第五金属带状片15，第一金属带状片11、第二金属带状片12、第三金属带状片13、第四金属带状片14、第五金属带状片15可采用冲压或线切割方式一体成型，其结构简单、易于加工、空间位置利用合理、体积小、稳定性和一致性好、成本低、利于批量生产、提高了生产效率。第一金属带状片11、第二金属带状片12、第三金属带状片13、第四金属带状片14、第五金属带状片15采用黄铜材料且表面做镀银处理，第一金属带状片11、第二金属带状片12、第三金属带状片13、第四金属带状片14、第五金属带状片15的厚度可为1毫米左右。
49.第一金属带状片11在第一平面上沿第一方向设置，第一金属带状片11的端部连接有信号输入端子10。
50.第二金属带状片12在第二平面上沿第一方向设置，并在第二方向延伸有第一λ/4金属带状线和第二λ/4金属带状线，第二金属带状片12的第一端悬置设于第一金属带状片11的上方。第二方向与第一方向相垂直，第一λ/4金属带状线和第二λ/4金属带状线大致连接于第二金属带状片12的两端区域。
51.第三金属带状片13在第一平面上沿第一方向设置，并在第二方向延伸有第三λ/4金属带状线，第三λ/4金属带状线位于第二λ/4金属带状线远离第一λ/4金属带状线的一侧，第三金属带状片13与第一金属带状片11相间隔且第三金属带状片13的第一端悬置设于第二金属带状片12的第二端的下方，第三λ/4金属带状线大致连接于第三金属带状片13的中间区域。
52.第四金属带状片14在第二平面上沿第一方向设置，并在第二方向延伸有第四λ/4金属带状线和第五λ/4金属带状线，第四λ/4金属带状线和第五λ/4金属带状线依次位于第三λ/4金属带状线远离第二λ/4金属带状线的一侧，第四金属带状片14与第二金属带状片12相间隔且第四金属带状片14的第一端悬置设于第三金属带状片13的第二端的上方，第四λ/4金属带状线和第五λ/4金属带状线大致连接于第四金属带状片14的两端区域。
53.第五金属带状片15在第一平面上沿第一方向设置，第五金属带状片15与第三金属带状片13相间隔且第五金属带状片15的第一端悬置设于第四金属带状片14的第二端的下方。第五金属带状片15的端部连接有信号输出端子16。
54.其中，第二金属带状片12的长度、第四金属带状片14的长度大于第一金属带状片
11的长度、第三金属带状片13的长度、第五金属带状片15的长度，即，位于上层的第二金属带状片12、第四金属带状片14相对较长，位于下层的第一金属带状片11、第三金属带状片13、第五金属带状片15相对较短。第一λ/4金属带状线、第二λ/4金属带状线、第三λ/4金属带状线、第四λ/4金属带状线、第五λ/4金属带状线呈平行间隔设置，在一具体实施例中，λ取值范围可以是18至20毫米，第三λ/4金属带状线的宽度大于第一λ/4金属带状线的宽度、第二λ/4金属带状线的宽度、第四λ/4金属带状线的宽度、第五λ/4金属带状线的宽度。
55.本发明实施例中，滤波器包括还包括间隔块，间隔块设于金属壳体内以使得第一金属带状片11、第三金属带状片13、第五金属带状片15悬置设于金属壳体内。间隔块可以是一长条的整体块，或者间隔块包括第一间隔块31、第二间隔块32、第三间隔块33。
56.第一间隔块31设于金属壳体内并用于支撑第一金属带状片11以使得第一金属带状片11悬置设于金属壳体内。
57.第二间隔块32设于金属壳体内并用于支撑第三金属带状片13以使得第三金属带状片13悬置设于金属壳体内。
58.第三间隔块33设于金属壳体内并用于支撑第五金属带状片15以使得第五金属带状片15悬置设于金属壳体内。
59.间隔块采用一长条的整体块时，支撑面积大，支撑效果较好，间隔块采用多个小块时，可节约材料，降低产品重量和成本。
60.本发明实施例中，滤波器还包括间隔件，间隔件设于第一金属带状片11、第三金属带状片13、第五金属带状片15上以使得第二金属带状片12、第四金属带状片14悬置设于第一金属带状片11、第三金属带状片13、第五金属带状片15的上方。
61.在一具体实施例中，间隔件包括第一间隔件41、第二间隔件42、第三间隔件43、第四间隔件44、第五间隔件45、第六间隔件46。
62.第一间隔件41设于第一金属带状片11和第二金属带状片12的第一端之间。
63.第二间隔件42设于第一金属带状片11和第二金属带状片12的第一端之间。
64.第三间隔件43设于第三金属带状片13和第二金属带状片12的第二端之间。
65.第四间隔件44设于第三金属带状片13和第四金属带状片14的第一端之间。
66.第五间隔件45设于第五金属带状片15和第四金属带状片14的第二端之间。
67.第六间隔件46设于第五金属带状片15和第四金属带状片14的第二端之间。
68.本发明实施例中，间隔块可为设有螺纹孔的塑胶块，间隔件可为塑胶垫圈，滤波器还包括塑胶螺钉57，多个金属带状片设有连接孔27，塑胶螺钉57穿过连接孔27、间隔件并与间隔块固定连接。
69.本发明实施例中，金属壳体的内腔设有顶部高度相异的多个连接台，连接台设有螺纹孔，连接台的表面用于承托连接环26，螺纹孔用于接收螺钉螺钉穿过连接环26并与连接台连接形成接地效果。
70.本发明提供的滤波器中，其多个金属带状片分层悬置设于金属壳体内且匀沿第一方向间隔设置，相邻层的金属带状片的端部相互容性耦合，至少部分金属带状片在第二方向延伸有金属带状线，金属带状线的外端设有用于与金属壳体的内腔壁连接的连接环26，金属带状片的结构简单、易于加工、空间位置利用合理、体积小、稳定性和一致性好、成本低、利于批量生产、提高了生产效率。
71.此外，本发明还提供一种通信设备，该通信设备包括天线以及与天线连接的射频单元；射频单元包括前述滤波器，用于对接入的射频信号进行滤波。
72.如图5所示，图5是前述结构的滤波器所要实现的指标性能表，具体指标性能请参阅表格中所示。
73.如图6和图7所示，前述结构的滤波器对应的电路实现原理图所能达到的特性可参阅图7中5个特征点(m1～m5)对应的性能值。
74.如图8所示，图8示出了前述结构的滤波器实际仿真结果，其中：
75.m1表示：信号从信号输入端子10传输到信号输出端子16在通带的起始频率1.35ghz的插入损耗；
76.m2表示：信号从信号输入端子10传输到信号输出端子16在通带的终止频率4ghz的插入损耗；
77.m3表示：信号从信号输入端子10传输到信号输出端子16在通带的起始频率1.4ghz的反射损耗；
78.m4表示：信号从信号输入端子10传输到信号输出端子16在通带的起始频率4ghz的反射损耗；
79.m5表示：信号从信号输入端子10传输到信号输出端子16在通带外0.96ghz的带外抑制。
80.以上仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。