复合模式腔体滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种复合模式腔体滤波器。公开的腔体滤波器包括：至少一个第一腔体，其用于容纳金属同轴共振器；以及至少一个第二腔体，其用于容纳电介质共振器，其中，形成于所述第一腔体与所述第二腔体间的隔离壁上形成第一耦合窗，所述第一耦合窗包括平行于底面的水平窗及垂直于所述底面的垂直窗，所述水平窗及垂直窗的至少一部分区域相互重叠。公开的滤波器损耗低，并且有助于小型化及轻量化。
【专利说明】复合模式腔体滤波器
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及一种腔体滤波器，尤其涉及一种不同模式相结合的复合模式腔体滤波器。
【背景技术】
[0002]随着通信服务的飞速发展，数据传输速度上升，为此需要提高系统带宽，提高信息接收灵敏度，并且最小化其它通信系统载波引起的干涉。
[0003]因此,对损耗低(Low insertion loss)、抑制度高(High rejection)的宽带滤波器的需求日益增大。此外，为了防止基站馈电电缆引起的传输电力的损耗及信息接收灵敏度的下降，所有射频(RF:Radio Frequency)单元均设置在了基站天线的正下端,例如塔顶放大器(TMA:Tower Mounted Amplifier)、无线宽频头端设备(RRH:Remote Radio Head)及无线集成天线(RIA: Radio Integrated Antenna)。
[0004]就设置于天线正底端的装置的特性而言，RF单元的小型化、轻量化是必不可少的关键因素，并且对于在重量及体积方面占最大比例的滤波器尤其需要小型化，关于这方面的研究极为活跃。
[0005]电介质共振器能够确保低损耗，但是其尺寸较大、费用高，而金属同轴共振器虽能够确保滤波器的轻量化及小型化，但是损耗高。
【发明内容】
[0006]技术问题
[0007]为解决如上所述现有技术的问题，本发明提供一种同时具备使用金属同轴共振器的腔体滤波器及使用电介质共振器的腔体滤波器的优点的复合模式腔体滤波器。
[0008]并且，本发明提供一种损耗低且有助于小型化及轻量化的复合模式腔体滤波器。
[0009]技术方案
[0010]为达成所述目的，根据本发明一个优选实施例，提供一种复合模式腔体滤波器，其包括:至少一个第一腔体，其用于容纳金属同轴共振器；以及至少一个第二腔体，其用于容纳电介质共振器，其中，形成于所述第一腔体与所述第二腔体间的隔离壁上形成第一耦合窗，所述第一耦合窗包括平行于底面的水平窗及垂直于所述底面的垂直窗，所述水平窗及垂直窗的至少一部分区域相互重叠。
[0011]所述第一耦合窗的形状可为“L”字形、“T”字形或者是“T”字形中长轴偏向于两侧中某一侧的形状。
[0012]容纳所述金属同轴共振器的第一腔体间的隔离壁或容纳所述电介质共振器的第二腔体间的隔离壁上形成第二耦合窗，所述第二耦合窗具有平行于所述底面的水平结构。
[0013]所述第一耦合窗的所述水平窗形成于所述第一腔体与所述第二腔体间隔离壁的上部。
[0014]用于所述第一腔体与所述第二腔体间的交叉耦合的隔离壁上形成第三耦合窗，所述第三耦合窗包括平行于底面的水平窗及垂直于所述底面的垂直窗，所述水平窗及垂直窗的至少一部分区域相互重叠。
[0015]通过所述水平窗及所述垂直窗的重叠位置，调节交叉耦合的传输零点的位置。
[0016]根据本发明的另一方面，提供一种复合模式腔体滤波器，其包括:至少一个第一腔体，其用于容纳金属同轴共振器；以及至少一个第二腔体，其用于容纳双重模式电介质共振器，其中，当所述第一腔体与所述第二腔体间耦合的磁场垂直相交时，所述第一腔体与所述第二腔体间的隔离壁上形成第一耦合窗，所述第一耦合窗包括平行于底面的水平窗及垂直于所述底面的垂直窗，所述水平窗及垂直窗的至少一部分区域相互重叠。
[0017]技术效果
[0018]本发明的复合模式腔体滤波器具有损耗低并且有助于小型化及轻量化的优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明第一实施例的复合模式腔体滤波器去掉外罩后的平面图；
[0020]图2为本发明一个实施例的复合模式腔体滤波器中，在金属同轴共振器腔体与电介质共振器腔体之间的隔离壁上形成的耦合窗的结构的一个实例的示意图；
[0021]图3为本发明一个实施例的复合模式腔体滤波器中，在金属同轴共振器腔体与电介质共振器腔体之间的隔离壁上形成的耦合窗的结构的另一个实例的示意图；
[0022]图4为本发明一个实施例的复合模式腔体滤波器中，在金属同轴共振器腔体与电介质共振器腔体之间的隔离壁上形成的耦合窗的结构的又一个实例的示意图；
[0023]图5为容纳相同共振器的腔体间的隔离壁上形成的耦合窗的结构的示意图；
[0024]图6为表示图1所示滤波器的插入损耗及反射损耗的图表；
[0025]图7为本发明第二实施例的复合模式腔体滤波器去掉外罩后的平面图；
[0026]图8为本发明第二实施例的滤波器中，在第一腔体720与第二腔体722之间形成的耦合窗的结构的一个实例的示意图；
[0027]图9为本发明第二实施例的滤波器中，在第二腔体722与第三腔体724之间形成的耦合窗的结构的示意图。
【具体实施方式】
[0028]本发明可进行多种变更，可具有多个实施例，在附图中例示特定实施例并予以详细说明。但是，这并非要将本发明限定于特定实施例，而应理解为包括本发明的思想及技术范围所包含的所有变更、等同替换及替代物。在说明各附图时，对类似的构成要素使用类似的附图标记。
[0029]以下，参照附图详细说明本发明的实施例。
[0030]图1为本发明第一实施例的复合模式腔体(Cavity)滤波器去掉外罩后的平面图。
[0031]如图1所示，本发明第一实施例的复合模式腔体滤波器包括输入端口 100、输出端口 110、多个腔体120、122、124、126、128、多个金属同轴共振器130、132、134及多个电介质共振器140、142。
[0032]图1所示的滤波器是在多个腔体中容纳共振器的腔体滤波器，腔体滤波器用于基站，或用于中继器等处理高功率信号的设备。[0033]根据每个腔体所容纳的共振器的种类，腔体滤波器分为金属同轴共振器滤波器及电介质共振器滤波器。
[0034]本发明提供一种同时使用金属同轴共振器及电介质共振器的复合模式滤波器，其中多个腔体120、122、124、126、128中的部分腔体120、126、128容纳金属同轴共振器130、132、134，部分腔体122、124容纳电介质共振器140、142。
[0035]腔体120、122、124、126、128是产生共振的空间，每个腔体中设置电介质共振器或金属同轴共振器，腔体的尺寸及共振器的形态、尺寸决定滤波器的共振频率。
[0036]腔体及容纳于每个腔体的共振器数量由滤波器的插入损耗及衰减特性决定。腔体的数量越多，滤波器的衰减特性越好，但是插入损耗也随之上升。因此根据所需的衰减特性及插入损耗确定腔体的数量。图1所示的具有五个腔体的结构仅仅用于例示，腔体的数量随实际需求而发生变更。
[0037]输入端口 100用于输入要过滤的信号，从输入端口 100提供的信号提供给第一腔体120。输出端口 110用于输出经过过滤的频率信号。
[0038]在图1所示的第一实施例的滤波器中，通过输入端口 100输入的频率信号按照第一腔体120 —第二腔体122 —第三腔体124 —第四腔体126 —第五腔体128的顺序耦合。各腔体之间形成用于划分腔体空间的隔离壁(Wall，150、152、154、156、158)，每个隔离壁上形成用于信号耦合的耦合窗。
[0039]第一腔体120容纳第一金属同轴共振器130,第二腔体122容纳第一电介质共振器140，因此第一腔体120与第二腔体122的共振模式不相同。
[0040]在使用金属同轴共振器的第一腔体120中,磁场的方向能够以金属同轴共振器的长轴为基准旋转。而在使用电介质共振器的第二腔体中，磁场的方向与使用金属同轴共振器的第一腔体的磁场的方向垂直相交。
[0041]如上所述，形成于第一腔体120及第二腔体122的磁场的方向垂直相交，因此通过一般的水平窗，无法实现从第一腔体120到第二腔体的耦合，因此在本发明中，为了具有不同共振模式的腔体间的耦合，提供一种新型结构的耦合窗。
[0042]上述的新型结构的耦合窗，不仅形成于第一腔体120与第二腔体122之间的隔离壁，还形成于第三腔体124与第四腔体126之间的隔离壁，并且还形成于用于交叉耦合的第二腔体122与第四腔体126之间的隔离壁。
[0043]图2为本发明一个实施例的复合模式腔体滤波器中,在金属同轴共振器腔体与电介质共振器腔体之间的隔离壁上形成的耦合窗的结构的一个实例的示意图。
[0044]如图2所示，本发明一个实施例的耦合窗包括水平窗200a及垂直窗200b。在图2中，用斜线表示的部分相当于隔离壁，没有斜线的部分是窗。水平窗200a与垂直窗200b的至少一部分区域重叠，从而相互连接。在图2中，最上部的斜线区域是外罩。
[0045]水平窗200a中的部分区域在隔离壁的上部向水平方向开放，垂直窗200b中的部分区域从隔离壁的上部向垂直方向开放。
[0046]在图2中，水平窗200a的左侧端部与垂直窗200b连接，因此耦合窗的形状为“L”字形。
[0047]如图2所示，当耦合窗的结构为水平窗200a及垂直窗200b相结合的结构时，具有不同模式的同轴共振器腔体与电介质共振器腔体间的频率信号能够耦合。[0048]图3为本发明一个实施例的复合模式腔体滤波器中，在金属同轴共振器腔体与电介质共振器腔体之间的隔离壁上形成的耦合窗的结构的另一个实例的示意图。
[0049]如图3所不，本发明一个实施例的I禹合窗包括水平窗300a及垂直窗300b,其中垂直窗300b在水平窗300a的右侧端部与其相互重叠。
[0050]图2及图3所示的耦合窗，只是垂直窗及水平窗重叠的位置不同，总体来讲都是“L”字形的相同结构。
[0051]图4为本发明一个实施例的复合模式腔体滤波器中,在金属同轴共振器腔体与电介质共振器腔体之间的隔离壁上形成的耦合窗的结构的又一个实例的示意图。
[0052]如图4所示，构成耦合窗的垂直窗400b可与水平窗400a的其他部分重叠，而不是重叠于其端部。如图4所示，当水平窗400a及垂直窗400b重叠时，耦合窗的形状可以是“T”字形，或者是“T”字形中长轴偏向于侧方的形状。
[0053]当腔体间隔离壁上形成图2至图4所示的结构的耦合窗时，即使每个腔体具有互不相同的共振模式，也仍然能够实现耦合。
[0054]图5为容纳相同共振器的腔体间的隔离壁上形成的耦合窗的结构的示意图。
[0055]如图5所示，使用相同共振器的腔体间的隔离壁上会形成一般的水平窗。第二腔体122与第三腔体124间的隔离壁以及第五腔体126与第六腔体128间的隔离壁上形成如图5所不结构的稱合窗。
[0056]第二腔体122与第四腔体124之间的耦合相当于具有不同模式的腔体间的交叉耦合。根据公知常识，交叉稱合用于形成传输零点(Transmission Zero),以提高滤波器的衰减特性。
[0057]传输零点可形成于滤波器的通带的高频频带，也可形成于低频频带，通过所述垂直窗与所述水平窗重叠的位置，能够调节传输零点的位置。
[0058]例如，当从接受耦合的腔体观察提供耦合的腔体时，若垂直窗与水平窗的右侧端部重叠，则发生‘ + ’耦合，并且传输零点形成于通带的高频频带。相反，当从接受耦合的腔体观察提供耦合的腔体时，若垂直窗与水平窗的左侧端部重叠，则发生耦合，并且传输零点形成于通带的低频频带。
[0059]图6为表示图1所示滤波器的插入损耗及反射损耗的图表。
[0060]在图1中，当从接受耦合的腔体，即第四腔体126观察提供耦合的腔体，即第二腔体122时，垂直窗与水平窗的右侧端部重叠，因此由图6可知传输零点形成于通带的高频频带。
[0061]图7为本发明第二实施例的复合模式腔体滤波器去掉外罩后的平面图。
[0062]如图7所述，本发明第二实施例的复合模式滤波器可包括输入端口 700、输出端口710，多个腔体720、722、724、金属同轴共振器730、732及双重模式电介质共振器740。
[0063]各腔体之间形成用于划分腔体空间的隔离壁750、752，每个隔离壁750、752上形成用于腔体间信号耦合的耦合窗。
[0064]本发明第二实施例的滤波器具有容纳金属同轴器的腔体720、724和容纳双重模式电介质共振器的腔体722,即具有不同模式的腔体。在第一实施例中使用单一模式电介质共振器，而第二实施例的滤波器使用双重模式电介质共振器，这是不同于第一实施例的结构上的区别点。[0065]容纳双重模式电介质共振器的腔体内形成摄动结构780。摄动结构780使得双重模式共振器的两个模式间能够发生耦合，因此在容纳双重模式电介质共振器的腔体中，为了实现双重模式间的耦合，可设置多种形态的摄动结构。
[0066]例如，通过双重模式电介质共振器，第二腔体722可存在第一模式及第二模式，其中第一模式产生与使用金属同轴共振器的第一腔体720及第三腔体724产生的磁场平行的磁场，第二模式产生与第一腔体720及第三腔体724产生的磁场垂直相交的磁场。通过摄动结构的位置及电介质共振器的形态，可调节容纳双重模式电介质共振器的腔体722中产生的模式。
[0067]如第二实施例所述，在同时使用金属同轴共振器与双重模式电介质共振器的复合模式滤波器中，稱合窗由相邻腔体中产生的磁场形态确定。
[0068]图8为本发明第二实施例的滤波器中，在第一腔体720与第二腔体722之间形成的耦合窗的结构的一个实例的示意图。
[0069]如图8所不，稱合窗包括水平窗800a及垂直窗800b,水平窗800a及垂直窗800b的部分区域重叠，具有“L”字形，这种结构与第一实施例中不同模式的共振器相邻时的耦合窗结构相同。
[0070]另外，如图8所示，可向形成垂直窗800b的区域插入调谐螺钉810。调谐螺钉810的插入目的在于调节共振频率或带宽。
[0071]已容纳金属同轴共振器730的第一腔体720的磁场在第一隔离壁750与容纳双重模式电介质共振器740的第二腔体722的第一模式的磁场平行，与第二模式的磁场垂直相交。
[0072]第一腔体720的磁场与第二腔体722的第一模式的磁场能够耦合的前提条件是两个磁场平行，因此两个磁场的耦合需要水平窗。此外，第一腔体720与第二腔体722的第二模式的磁场能够交叉耦合的前提条件是两个磁场的垂直相交，因此需要垂直窗。从而，在第一腔体720与第二腔体722之间形成同时具有水平窗及垂直窗的耦合窗。
[0073]图9为本发明第二实施例的滤波器中，在第二腔体722与第三腔体724之间形成的耦合窗的结构的示意图。
[0074]在本发明第二实施例的滤波器中，第二腔体722第二模式的磁场与第三腔体724的磁场耦合，第二模式的磁场与第三腔体的磁场在第二隔离壁752相互平行。因此，在图9中图示的是水平窗。
[0075]在本发明第二实施例的同时使用双重模式电介质共振器与金属共振器的复合模式滤波器中，当作为相邻的耦合对象的两个磁场垂直相交时，形成图8所示形态的耦合窗，当作为耦合对象的两个磁场相互平行时，形成图9所示形态的耦合窗。
[0076]另外，当在第二实施例的滤波器中发生交叉耦合时，传输零点的位置可基于摄动结构780的位置及稱合窗中垂直窗的位置确定。
[0077]以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种复合模式腔体滤波器，其特征在于，包括: 至少一个第一腔体，其用于容纳金属同轴共振器；以及 至少一个第二腔体，其用于容纳电介质共振器， 其中，形成于所述第一腔体与所述第二腔体间的隔离壁上形成第一耦合窗，所述第一耦合窗包括平行于底面的水平窗及垂直于所述底面的垂直窗，所述水平窗及垂直窗的至少一部分区域相互重叠。
2.根据权利要求1所述的复合模式腔体滤波器，其特征在于: 所述第一耦合窗的形状为“L”字形、“T”字形或者是“T”字形中长轴偏向于两侧中某一侧的形状。
3.根据权利要求1所述的复合模式腔体滤波器，其特征在于: 容纳所述金属同轴共振器的第一腔体间的隔离壁或容纳所述电介质共振器的第二腔体间的隔离壁上形成第二耦合窗，所述第二耦合窗具有平行于所述底面的水平结构。
4.根据权利要求1所述的复合模式腔体滤波器，其特征在于: 所述第一耦合窗的所述水平窗形成于所述第一腔体与所述第二腔体间隔离壁的上部。
5.根据权利要求1所述的复合模式腔体滤波器，其特征在于: 用于所述第一腔体与所述第二腔体间的交叉耦合的隔离壁上形成第三耦合窗，所述第三耦合窗包括平行于底面的水平窗及垂直于所述底面的垂直窗，所述水平窗及垂直窗的至少一部分区域相互重叠。
6.根据权利要求5所述的复合模式腔体滤波器，其特征在于: 通过所述水平窗及所述垂直窗的重叠位置，调节交叉耦合的传输零点的位置。
7.一种复合模式腔体滤波器，其特征在于，包括: 至少一个第一腔体，其用于容纳金属同轴共振器；以及 至少一个第二腔体，其用于容纳双重模式电介质共振器， 其中，当所述第一腔体与所述第二腔体间耦合的磁场垂直相交时，所述第一腔体与所述第二腔体间的隔离壁上形成第一耦合窗，所述第一耦合窗包括平行于底面的水平窗及垂直于所述底面的垂直窗，所述水平窗及垂直窗的至少一部分区域相互重叠。
8.根据权利要求7所述的复合模式腔体滤波器，其特征在于: 当所述第一腔体与所述第二腔体间耦合的磁场相互平行时，所述第一腔体与所述第二腔体间的隔离壁上形成第二耦合窗，所述第二耦合窗具有平行于所述底面的水平结构。
9.根据权利要求7所述的复合模式腔体滤波器，其特征在于: 所述第一耦合窗的形状为“L”字形、“T”字形或者是“T”字形中长轴偏向于两侧中某一侧的形状。
10.根据权利要求7所述的复合模式腔体滤波器，其特征在于: 所述第一耦合窗的水平窗形成于所述第一腔体与所述第二腔体间隔离壁的上部。
11.根据权利要求7所述的复合模式腔体滤波器，其特征在于: 所述第二腔体上形成摄动结构，其用于双重模式间的耦合。
【文档编号】H01P1/208GK103985934SQ201410044814
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年2月7日 优先权日:2013年2月8日
【发明者】千东完, 张宰原, 徐在玉 申请人:Ace技术株式会社