谐振器装置、滤波器和通信设备的制作方法

本公开的非限制性和示例实施例总体上涉及通信技术领域，并且具体地涉及可以在通信设备中实现的谐振器装置和滤波器以及相应通信设备。

背景技术：

本部分介绍可促进对本公开的更好理解的方面。因此，本部分的陈述应当从这个角度阅读，并且不应被理解为对什么属于现有技术或什么不属于现有技术的承认。

滤波器在通信设备中起着重要的作用，因为滤波器的设计决定通信设备的发送/接收性能。

具有广义切比雪夫(chebyshev)响应的通带滤波器是最基本的射频(rf)无源器件之一。由于其在通带中的等波纹特性、低插入损耗、高频率选择性、和可控传输零点的优点，这种滤波器已被广泛应用于微波接收机、发射机和多种微波设备中。

在滤波器中使用的传统谐振空腔通常包括三部分：调谐螺钉、谐振器装置和谐振柱。作为滤波器中的关键器件的谐振器装置决定滤波器的性能特性，例如无载(unload)q值(表示为qu)、谐振频率、温度漂移和功率容量。因此，谐振器装置的设计是至关重要的。

技术实现要素：

本公开的各种实施例主要旨在改善滤波器的性能和/或缩减滤波器的大小和成本。

在本公开的第一方面中，提供了一种谐振器装置。谐振器装置包括基座、第一臂和第二臂。第一臂垂直地耦合到基座的第一侧，并且第二臂垂直地耦合到基座的与第一侧相对的第二侧并且面向第一臂。第一臂高于第二臂。第一臂和第二臂中的每一个具有向外延伸的弯曲端，并且第一臂的弯曲端相对于竖直方向形成第一角度，并且第二臂的弯曲端相对于竖直方向形成第二角度。在一些实施例中，第一角度可以等于第二角度。在一些其他实施例中，第一角度可以是第二角度的补角。在另一实施例中，第一角度和第二角度两者均可以不小于45度且不大于120度。在一个实施例中，第一角度和第二角度两者均可以是90度。

在一些实施例中，谐振器装置还可以包括位于基座底部的附件，用于将谐振器装置固定到支撑单元。在另一实施例中，该附件可以包括一个或多个组装孔，和/或一个或多个导向销孔。

在一些实施例中，谐振器装置还可以包括位于第一臂的弯曲端处的螺孔、或位于第一臂和第二臂两者的弯曲端处的螺孔。

在一些实施例中，谐振器装置的基座、第一臂和第二臂可以由一个弯曲片形成。在一些实施例中，第一臂和第二臂中的每一个的弯曲端可以为正方形、椭圆形或圆形。在一些其他实施例中，弯曲端的宽度可以与第一臂和第二臂的其他部分不同。

在一个实施例中，第一臂和第二臂中的每一个的弯曲端可以具有不小于4毫米(mm)并且不大于20mm的宽度。在一些实施例中，第一臂和第二臂中的每一个的弯曲端可以具有8mm的宽度。

在本公开的第二方面中，提供了一种滤波器。该滤波器包括限定空腔的壁、输入和输出、布置在空腔底部的支撑单元；以及根据本公开的第一方面的谐振器装置，其固定在支撑单元的顶部上。

在一些实施例中，滤波器可以包括布置在空腔底部的多个支撑单元；以及多个根据本公开的第一方面的谐振器装置。多个谐振器装置中的每一个可以以一种方式固定在多个支撑单元中的一个的顶部上，以使得一个谐振器装置的第一臂与相邻谐振器装置的第二臂相邻。

在一些实施例中，可以使用一个或多个螺钉、和/或一个或多个导向销将谐振器装置固定在支撑单元的顶部上。

在另一实施例中，可以使用焊接或其他固定方法将谐振器装置固定在支撑单元的顶部上。

在一些实施例中，滤波器还可以包括第一调谐螺钉，该第一调谐螺钉穿过滤波器的顶壁被插入空腔中并面向谐振器装置的基座。在一些其他实施例中，滤波器还可以包括第二调谐螺钉，该第二调谐螺钉通过滤波器的顶壁被插入到空腔中，并面向两个相邻谐振器装置之间的中心点。

在一些实施例中，多个谐振器中的两个相邻谐振器装置之间的距离可以小于空腔的宽度。

在一些实施例中，支撑单元是谐振器柱，并且位于支撑单元顶部的谐振器装置的第一臂和第二臂之间的距离可以等于谐振器柱的直径。在一些实施例中，谐振器装置的第一臂和第二臂之间的距离可以小于或大于谐振器柱的直径，并且差别不大于5mm。

在一些实施例中，滤波器的顶壁与谐振器装置的第一臂之间的间隔可以大于1mm。在一些实施例中，第一臂的高度与支撑单元的高度之比不小于0.5。在另一实施例中，第一臂的高度和支撑单元的高度之比可以是2。

在一些实施例中，滤波器还可以包括位于两个相邻支撑单元之间的中间壁，并且中间壁可以低于支撑单元。在一些实施例中，中间壁可以高于支撑单元。在一些实施例中，中间壁可以连接两个相邻的支撑单元。在一些实施例中，中间壁可以分离地站立在两个相邻支撑单元之间。

本公开的一些实施例能够实现滤波器的大小和/或成本的缩减。本公开的一些实施例提供改进的滤波器的性能。

附图说明

根据以下参照附图的详细描述，本公开的各种实施例的以上和其他方面、特征和益处将变得更加明显，在附图中，类似的附图标记用于表示类似或等同的元件。附图被示出用于促进对本公开的实施例的更好的理解，并且不一定按比例绘制，在附图中：

图1a-1b示出了传统的谐振器装置；

图2示出了包括传统谐振器装置的滤波器；

图3示出了滤波器和awr软件中用于滤波器的二维(2d)等效电路；

图4示出了滤波器的等效电路、滤波器所需的附加设备、以及滤波器的频率响应图；

图5示出了现有技术中的滤波器的耦合结构；

图6a-6b示出了根据本公开的实施例的谐振器装置的侧视图和俯视图；

图7a-7b示出了根据本公开的实施例的另一谐振器装置的侧视图和前视图；

图8a-8b示出了根据本公开的实施例的谐振器装置的侧视图和俯视图；

图9a-9b示出了根据本公开的实施例的谐振器装置的侧视图和俯视图；

图10a示出了根据本公开的实施例的包括谐振器装置的滤波器的前视图；

图10b示意性地示出了根据本公开的实施例的用于将谐振器装置固定到支撑单元上的机制；

图11示出了谐振频率与滤波器的顶壁和滤波器的高臂之间的间隔以及高臂的长度之间的基本关系；

图12示出了对于高臂的高度和谐振器柱的高度之间的不同比率温度漂移和温度之间的基本关系；

图13a示出了根据本公开的实施例的包括多个谐振器装置的另一滤波器的前视图；

图13b示出根据本公开的实施例的包括多个谐振器装置的另一滤波器的前视图；

图14示出了图13a中所示的滤波器的俯视图；

图15示出根据本公开的实施例的qu与相邻谐振器装置之间的距离与滤波器的空腔的宽度之比之间的关系；

图16示出了传统滤波器和根据本公开的实施例的滤波器之间的大小的比较；

图17示出了qu与根据本公开的实施例的谐振器装置的宽度之间的关系；

图18示出了根据本公开的实施例的包括谐振器装置的谐振空腔中的电磁场分布；

图19示出了根据本公开的实施例的awr软件中用于滤波器的2d等效电路；以及

图20示出根据本公开的实施例的由滤波器产生的频率响应。

具体实现

在下文中，将参考示意性实施例来描述本公开的原理和精神。应当理解，所有这些实施例仅仅是为了本领域技术人员更好地理解和进一步实践本公开而给出的，而不是为了限制本公开的范围。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一个实施例。为了清楚起见，本说明书中并未描述实际实施的所有特征。

说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用表示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但不一定每个实施例均包括特定特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定是指相同的实施例。此外，无论是否被明确描述，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，认为结合其他实施例影响这种特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识内的。

应当理解，尽管在本文可以使用词语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是各种元件不应当被这些词语限制。这些词语仅用于区分一个元件和另一元件。例如，在不脱离示例实施例的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文所使用的短语“和/或”包括一个或多个所列的条目的任意和所有组合。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在限制示例实施例。本文所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指出。将进一步理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”指明所陈述的特征、元件和/或组件等的存在，但不排除一个或多个其他特征、元件、组件和/或其组合的存在或添加。

在以下描述和权利要求书中，除非另外定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同的含义。

图1a中示出了传统的谐振空腔100，其中通常包括三个部分，即，调谐螺钉101、谐振器装置102和谐振柱103。谐振器装置102的两个示例实现在图1b中示出。具有顶盖104的谐振器装置112通常在低谐振频率处工作，而不具有顶盖的谐振器装置122通常在高频率处工作。

滤波器通常包括具有有序排列的多个谐振空腔。图2示出了具有线性拓扑排列的3个传统谐振空腔的滤波器。图2中的上部的图210示出了滤波器的俯视图，而下部的图220示出了正面图。相邻谐振空腔(例如谐振空腔213和214)之间的距离211通常等于滤波器的空腔的宽度212。谐振空腔之间的耦合是通过耦合窗230的电耦合和磁耦合的结果。通过改变耦合窗230的宽度或高度，可以实现预期的耦合。

无载q值(在下文中也称为qu)是表示滤波器的能量存储特性的参数。当qu更大时，滤波器的插入损耗更少，射频性能更好。对于如图2所示的传统谐振器，qu取决于空腔的宽度212和谐振器装置的直径240。qu随着空腔的宽度212而增加。也就是说，当宽度越大时，qu越大。具体地，当谐振器装置的直径240满足下面的等式(1)时，qu被最大化。

其中z0代表等效阻抗的值，er代表介电常数，并且ln表示纳氏对数(napierianlogarithm)。另外，等式(1)中的“width”表示212的宽度，并且等式(1)中的“diameter”表示直径240。

温度漂移是滤波器的另一重要参数，其确定rf性能和温度改变之间的关系。如果滤波器的rf性能随温度改变很小，则认为滤波器的温度漂移性能良好。

良好的带外抑制性能对于滤波器也是所希望的，并且可以通过在滤波器设计期间引入一个或多个有限位置传输零点来实现。

尽管传统谐振器已被广泛用于空气空腔滤波器领域，但已经观察到其中的一些问题，并且当谐振器被应用于第五代(5g)或5g前通信领域时，问题可能更加明显。

首先，在传统滤波器中，如图2所示，两个传统谐振器装置之间的距离接近谐振空腔的宽度。即，在通常使用中，距离211几乎等于图2中宽度212，导致空间浪费。此外，它导致滤波器尺寸和重量大，而不会对rf性能产生明显的改善。

其次，传统滤波器中传统谐振器之间的耦合由磁耦合占主导地位，并且滤波器的磁耦合和电耦合两者均弱。实际上，电耦合非常小，以至于可以被忽略。图3示出了awr软件中用于滤波器310的2d等效电路320。如图3所示，由滤波器310中的相邻谐振空腔之间的耦合窗口330生成的磁耦合等同于可由lc表示的电感器340。如已知的，电感不能仅靠自身谐振。因此，在没有额外耦合设备的传统滤波器中，在相邻谐振器之间不会产生传输零点。或换句话说，为了实现有限位置传输零点，必须增加额外的交叉耦合器件以便在不相邻或相邻谐振器之间生成交叉耦合，但代价是材料数量、成本和设计的复杂度增加。

图4示出了滤波器的等效电路410和420以及滤波器的频率响应图430和440。通常，必须在滤波器的不相邻谐振器411和413之间引入具有特氟龙(teflon)的附加的金属棒450以生成电耦合，以便在通带左侧实现传输零点451，如图4中所示。类似地，在一些实施例中，谐振器421可能离谐振器423远，或者它们在布局上不相邻，并且通常引入由带状线460生成的磁耦合以在通带右侧实现传输零点461，如图4所示。由于对滤波器大小的严格要求，很难耦合不相邻的谐振器。同时，由于额外的耦合设备的使用，材料的数量和设计的复杂度也随之增加

在cn101276952a中提出了如图5所示的耦合结构，然而，它仍需要额外的耦合设备来在相邻谐振器之间产生有限位置传输零点。因此，参照图3和4所讨论的相同问题仍然存在。

在本公开中，提出了新的谐振器装置和滤波器来改善滤波性能和/或降低滤波器的成本和大小。所提出的谐振器/滤波器可以用于遵循任意合适的通信协议的通信设备中，该通信协议包括但不限于全球移动通信系统(gsm)、通用移动电信系统(umts)、长期演进(lte)、lte高级(lte-a)、第五代(5g)、新无线电技术(nr)、诸如ieee802.11标准的无线局域网(wlan)标准和/或目前已知或将来开发的任意其它适当的无线通信标准。作为示例而非限制，通信设备可以是基站(bs)或接入点(ap)中的一个，取决于所应用的术语和技术，可以是例如节点b(节点b或nb)、演进型节点b(enodeb或enb)、nrnb(也被称为gnb)、远程无线电单元(rru)、无线电头端(rh)、远程无线电头端(rrh)、中继器、诸如毫微微nb、微微nb等等的低功率节点。

一般而言，在一些实施例中，谐振器装置可具有片材弯曲结构。它具有位于两侧的不同高度的两个臂，两臂的末端均向外弯曲。

图6a示出了根据本公开实施例的谐振器装置600的侧视图，而图6b示出了谐振器装置600的俯视图。显然，图6a中示出的示例谐振器装置600不同于图1中所示的传统圆柱形回转器结构。示例谐振器装置600包括基座610、第一臂620和第二臂630。第一臂620垂直地耦合到基座610的第一侧，而第二臂630垂直地耦合到基座的与第一侧相对的第二侧，并且面向第一臂620。此外，第一臂620高于第二臂630，并且因此第一臂和第二臂在下文中也可以分别被称为高臂和低臂。第一臂620和第二臂630中的每一个具有向外延伸的弯曲端。第一臂620的弯曲端621相对于竖直方向形成第一角度622，并且第二臂630的弯曲端631相对于竖直方向形成第二角度632。

注意，谐振器装置600的宽度和两个耦合臂620和630的高度可以基于性能要求来自由调整。

在一些实施例中，谐振器装置600的基座610、第一臂620和第二臂630可以由单个弯曲片形成。在这个示例中，只需要两步骤，即切割(blanking)和冲压(stamping)，来制造具有简单结构的谐振器装置600，并且因此节省了制造的时间和成本。

替代地，在一些其他实施例中，基座610、第一臂620和第二臂630可以由分离的片材形成并被附接在一起。

在一些实施例中，图6a中示出的第一角度622和第二角度632两者均不小于45度且不大于120度。例如，第一角度622和第二角度632两者均可以是90度；然而，应当理解的是，实施例不限于此。

图7a示出了根据本公开的实施例的另一谐振器装置700的侧视图，并且图7b示出了该谐振器装置700的前视图。在图7a-7b所示的示例中，第一臂720和第二臂730二者的端部721和731向外弯曲，形成小于90度的角度722和角度732。尽管作为示例，图7a-7b中的第一角度722可以等于第二角度732，实施例不限于此。在另一实施例中，第一角度722可以是第二角度732的补角。例如，第一角度722可以是120度，而第二角度732可以是60度。

在一些实施例中，根据本公开实施例的谐振器装置的第一臂和第二臂中的每一个的弯曲端均可以具有不小于4mm并且不大于20mm的宽度。作为示例，第一臂和第二臂中的每一个的弯曲端可以具有8mm的宽度。

在一些实施例中，臂的弯曲端与臂的其他部分在宽度上相同，如图6a，6b和7a所示。在一些其他实施例中，弯曲端部的宽度可以不同于臂的其他部分。分别在图8a和8b中示出了一个谐振器装置的侧视图和俯视图，其中臂的弯曲端部比臂的垂直部分更窄。

实施例不限于臂的弯曲端的任何特定形状。仅为了说明，每个臂的弯曲端可以具有方形的形状，如图6a，6b，7a，8a和8b所示。在另一实施例中，每个臂的弯曲端可以为椭圆形，如图9a和9b所示。图9a和9b分别示出了谐振器装置的侧视图和俯视图。在又一个实施例中，臂的弯曲端可以具有圆形形状。

在一些实施例中，根据本公开的实施例的谐振器装置还可以包括位于基座底部的附件，用于将谐振器装置固定到支撑单元。可以使用任意合适的附件将谐振器装置固定到支撑单元，并且实施例不限于任意特定形式的附件。为了说明而非限制，附件可以包括一个或多个组装孔(例如图6a、6b、7a、8a、8b、9a和9b中的孔640、740、840和940)、和/或一个或多个导向销孔(例如，图6a、6b、7a、8a、8b、9a和9b中的孔650、750、850和950)。

可选地或另外地，根据本公开的实施例的谐振器装置还可以包括在第一臂的弯曲端处的螺孔，或者在第一臂和第二臂两者的弯曲端处的螺孔。螺孔的示例已经在图6a、6b、7a、8a、8b、9a和9b中示出为孔660、670、760、770、860、870、960和970。螺孔允许将调谐螺钉放在滤波器中的相邻谐振器装置之间。然而，应当理解，在一些实施例中，螺孔不一定是必需的。

根据本公开的实施例的谐振器装置可以用在滤波器中，并且滤波器可以包括根据本公开的实施例的一个或多个谐振器装置以及对应地一个或多个谐振器空腔。

图10a示出了根据本公开的实施例的滤波器1000的前视图。滤波器1000包括限定空腔1011的壁1010、输入端1020和输出端1030、布置在空腔底部的支撑单元1040以及谐振器装置1050。谐振器装置1050可以是但不限于以上参照图6a-9b描述的任意谐振器装置。

在一些实施例中，支撑单元1040是谐振器柱，并且位于支撑单元1040的顶部的谐振器装置1050的高臂和低臂之间的距离等于谐振器柱1040的直径。然而，应当理解，实施例不限于任何特定大小的距离、直径或它们之间的差。例如，在一些实施例中，谐振器装置的第一臂和第二臂之间的距离可以小于或大于谐振器柱的直径，并且差别不大于5mm。

另外，应当理解，本公开的实施例不限于支撑单元1040的任意特定形状。也就是说，在一些实施例中，支撑单元在形状上可以不是圆柱形的。

在一些实施例中，谐振器装置1050使用一个或多个螺钉1005和/或一个或多个导向销被固定在支撑单元1040的顶部上，如图10b所示。因此，在支撑单元1040的顶部上可以有一个或多个螺孔1006和/或导向销1007。替代地或附加地，在一些实施例中，可以通过焊接将谐振器装置1050固定在支撑单元1040的顶部。应当理解，实施例不限于用于将谐振器装置1050固定在支撑单元1040的顶部上的任意具体方式，并且可以使用任意合适的固定方法。

滤波器1000的谐振频率由滤波器1000的顶壁与谐振器装置的高臂1051之间的间隔1001(为了简单起见，在下文中可以表示为g)以及高臂的长度1002(为了简单起见，在下文中可以表示为l1)来确定。图11示出了谐振频率和间隔(g)1001与长度(l1)1002之间的基本关系。谐振频率随间隔增加，但随着长度l1而减小，如图11所示。可以选择间隔g和长度l1的组合以获得期望的谐振频率。在一些实施例中，间隔1001大于1mm。

注意，谐振装置1050可以由任意合适的金属制成。例如，殷钢(invar)或410钢可以用于制造谐振装置1050。谐振装置1050可以具有与滤波器空腔1011不同的热膨胀系数，并且通过改变高臂的高度1003(下文中表示为h2)和/或谐振器柱的高度1004(下文中表示为h1)，同时保持谐振频率对于25℃的温度不变，可以实现更好的温度漂移。图12示出了对于h21003和h11004之间的不同比率(即h2/h1)、温度漂移和温度之间的基本关系。可以观察到温度漂移随着h2/h1的比而降低，即比率越大，温度漂移越小。因此，高臂(即第一臂)的高度h21003可以根据对温度漂移性能的要求来确定。在一些实施例中，第一臂的高度(h2)1003与支撑单元的高度(h1)1004之间的比率不小于0.5。特别地，在一些实施例中，h21003与h11004之比可以为2。在另一实施例中，为了在温度从-40℃变为90℃时将温度漂移保持在1mhz内，h2/h1的比率应当被设置为大于1.5。

在一些实施例中，滤波器1000可以包括调谐螺钉1060，该调谐螺钉1060通过滤波器的顶壁被插入到空腔中并面对谐振器装置1050的基座1052。

调谐螺钉1060的高度1061也可以影响滤波器的谐振频率，但是在一些实施例中，在设计阶段期间，高度1061总是被忽略或固定为3mm～10mm。

另外，谐振器装置1050的宽度1008也可能对谐振频率产生影响。谐振器越宽，谐振频率越低。然而，在一些实施例中，可以首先基于所需的无载q值来固定谐振器的宽度。

图13a示出了根据本公开的实施例的另一滤波器1300的前视图。如图13a所示，滤波器1300包括输入1301、输出1302、布置在空腔底部的多个支撑单元1310-1330、以及根据本公开的实施例的多个谐振器装置1311-1331。如图13a所示，多个谐振器装置1311-1331中的每一个以一种方式被固定在多个支撑单元1310-1330之一的顶部上，使得谐振器装置(例如，图13a中的谐振器装置1311)的第一臂(例如，高臂1312)与相邻谐振器装置(例如，图13a中的谐振器装置1321)的第二臂(例如，低臂1322)相邻。

在一些实施例中，谐振器装置可以按指定的方向被安装在滤波器中。例如，谐振器装置可以被安装使得谐振器装置的高臂在右侧而低臂在左侧。例如，可以通过模拟或设计来确定用于安装的具体方向。在图13a所示的示例中，滤波器1300中的多个谐振器装置1311-1331沿相同方向被安装，使得谐振器的高臂与相邻谐振器的低臂相邻。

在一些实施例中，谐振器装置的两个臂之间的距离1332(为了简单起见在下文中可以表示为l3)通常与谐振柱1310-1330的直径相同。在一些实施例中，l31332可以小于或大于谐振器柱的直径，并且差别不大于5mm。

应当理解，实施例不限于如图13a所示的多个谐振器装置的特定线性拓扑排列。在另一实施例中，多个谐振器装置可以以类似于图4中所示的方式布置，即，使用三角布局。

另外，根据本公开的一些实施例，图2中所示的相邻谐振器装置之间的耦合窗口230可以被保留或从滤波器1300中省略。

类似于图10a，滤波器1300还可以包括一个或多个调谐螺钉1340-1360，它们中的每一个通过滤波器1300的顶壁被插入空腔中并面对谐振器装置的基座。

此外，在一些实施例中，滤波器1300还可以包括一个或多个附加的调谐螺钉1370-1380，附加的调谐螺钉中的每一个穿过滤波器1300的顶壁被插入空腔中，并且面对两个相邻谐振器装置(例如，谐振器装置1311和1321)之间的中心点。这种布置在调谐和性能调整方面提供了更大的灵活性。

图14示出了图13a中所示的装置1300的俯视图。在一些实施例中，两个相邻谐振器装置之间的距离1410可以小于空腔的宽度1420(其可以在下文中表示为w1)。这允许缩减滤波器1300的大小。

注意，滤波器1300的无载q值不仅取决于谐振器装置1430的宽度(其可以在下文中表示为w)和空腔的宽度1420(w1)，而且还取决于在两个相邻的谐振器之间的距离1410。对于滤波器1300，空腔的宽度1420越大，qu值越大，就像传统谐振器一样。

通过使用传统谐振器，根据所需谐振频率设定空腔的宽度，无载q值大约为3660。为了比较，图15示出了qu与根据本公开的实施例的滤波器(例如图14中示出的滤波器1300)中的相邻谐振器装置之间的距离1410和空腔1420的宽度之比(即，距离/宽度)之间的关系。在图15中假定保持与传统谐振器相同的空腔的宽度和相同的谐振频率。

如图15所示，无载q值(即qu)随着距离和宽度之比而增加。也就是说，比率越大，qu值越大。另外，当比率接近0.7时，获得与使用传统谐振器所达到的qu相同的qu(qu＝3660)。如果该比率大于0.7，则实现更好的射频性能。换句话说，本公开的实施例可以减小滤波器的大小或带来更好的rf性能。

图16以俯视图示出了传统滤波器1610和具有相同的空腔宽度和相同qu值的根据本公开实施例的滤波器1620之间的大小比较。两个滤波器都包括3个谐振器装置。可以观察到，与传统的滤波器1610相比，根据本公开的实施例的滤波器1620可以节省超过20％的空间。

图17示出了谐振器装置的qu和w(例如，图14中的w1430)之间的关系，其中距离和空腔宽度(w1)的比率被固定为0.7。从图17可以观察到，在w改变时，qu改变小(仅150左右)。当w约为8mm时qu被最大化，而当w大于或小于8mm时，qu降低。由于qu对w的改变不敏感，所以可以例如通过考虑材料成本、装配复杂性来自由地确定w。

图18示出包括根据本公开的实施例的谐振器装置的谐振空腔1800中的电磁场分布。如图18所示，电场(用箭头标记)主要分布在谐振空腔1800的顶部区域，尤其是在谐振器装置的高臂1810和空腔的盖板1820之间的空间中，以及谐振器装置的低臂1830周围的空间。然而，磁场(标记为黑点或叉)主要存在于空腔的底部，谐振器柱1840周围。

从图18所示的谐振空腔中的电磁场分布可以观察到，在相邻谐振器之间存在两种耦合，即电耦合和磁耦合。电耦合是由电场产生的，而磁耦合是由磁场产生的。在传统的滤波器领域中，总耦合被定义为磁耦合与电耦合之间的差，即磁耦合减去电耦合的结果。

在一些实施例中，根据本公开的实施例的滤波器(例如图13a中所示的滤波器1300)还包括位于两个相邻支撑单元(例如，图13a中的1310和1320)之间的中间壁1390。在一些实施例中，中间壁1390低于支撑单元(1310-1330)。然而，本公开的实施例不限于此。例如，在一些其他实施例中，中间壁1390可以比支撑单元(1310-1330)高，如图13b所示。

替代地或附加地，在一些实施例中，中间壁1390可以连接两个相邻的支撑单元，如图13a所示。在一些实施例中，中间壁1390可以分开站立在两个相邻的支撑单元之间，如图13b所示。

对于具有中间壁1390(在本文中也被称为连接柱)的滤波器，磁耦合取决于连接柱的高度1391(在本文中表示为h4)。具体地，连接柱的高度越大，磁耦合和总耦合越大。

对于具有多个谐振器装置的滤波器，例如图13a中的滤波器1300，电耦合取决于谐振器装置的高臂与相邻的谐振器装置的低臂之间的间隔1313(在本文中表示为h3)以及低臂的长度1323(在本文中表示为l2)。当h31313减小或l21323增加时，电耦合增加，并且总耦合减小。对于特定的滤波器设计，所有的耦合都是固定的。因此，可以自由地确定图13a中的l21323、h31313和h41391的适当组合，以满足对性能的要求，例如，实现期望的耦合值。

如上所述，由谐振装置的高臂与相邻谐振器装置的低臂之间的间隔1313(在本文中表示为h3)生成的耦合是电耦合。如图19所示，电耦合可以等同于由cc表示的电容器。图19示出了awr软件中用于滤波器(例如图13a或图13b中的滤波器1300)的2d等效电路。另外，由图13a/b中的连接柱1390的高度生成的或由与图2中所示的耦合窗口230类似的耦合窗口生成的耦合是磁耦合，其可以等同于电感器，其在图19中由lc表示。图19所示的耦合的等效电路具有谐振频率，其近似等于：

f＝(lc.cc)^-1/2/(2π)(2)。

传输零点可以由该谐振频率产生。

如上所讨论的，可以通过本公开中提出的谐振器结构来实现强耦合。因此，通过增加电耦合(例如，通过减小图13a中的h31313和/或增加l21323)和磁耦合(例如通过增加图13a中的h41391)，同时保持总耦合的绝对值不变，则耦合电路的谐振频率可以基于上述公式(2)连续地移动到通带，直到其达到期望的位置。通过使用更大的lc或cc，可以实现更接近通带的传输零点。如果电耦合大于磁耦合，则总耦合为负，并且传输零点2010在通带左侧产生；否则，传输零点2020和2030在通带的右侧产生，如图20所示。图20示出了由根据本公开的实施例的滤波器产生的频率响应。因此，利用所提出的谐振器结构，可以在不将任何额外的耦合设备引入滤波器的情况下产生传输零点。此外，传输零点的数量和位置可以灵活地控制。理论上，如果滤波器包括n个谐振器空腔，即n个谐振器装置，则可以实现n-1个传输零点。

与传统的圆柱形回转器结构相比，本公开中提出的谐振器结构更简单并且可以以更低的成本容易地制造。传统的圆柱形回转器结构的制造过程通常包括4个步骤，即切割(blanking)、预冲压(pre-stamping)、冲压(stamping)和边缘磨削(edgegrinding)。相反，根据本公开的一些实施例，仅需要2个步骤(即，切割和冲压)来制造谐振器。因此，可节省用于制造的时间和成本。

总之，根据本公开的实施例的谐振器/滤波器可以具有以下特征中的一些或全部：

(1)谐振器装置具有片状弯曲结构，其包括在两侧上具有不等高度的两个臂，并且两个臂的端部向外弯曲，形成例如90度的角度。在一些实施例中，可以在两个耦合臂的端部处开设螺孔，以便允许调谐螺钉插入谐振器装置之间。

(2)在一些实施例中，可以在谐振器装置的底部开设一个或多个装配孔和/或一个或多个导向销孔，以便于通过固定螺钉的方式将谐振器装置容易地组装在支撑单元的顶部上。相应地，可以在支撑单元上提供一个或多个组装孔和/或一个或多个导向销。在一些实施例中，焊接或其他固定方式可以被用于将谐振器装置固定在支撑单元的顶部上。

(3)谐振器装置可以沿指定方向被安装到支撑单元(例如谐振柱)上，使得谐振器装置的高臂与相邻谐振器装置的低臂相邻。

(4)谐振器装置的宽度(w)对无载q值、谐振频率和耦合具有很小的影响。在一些实施例中，谐振器装置的宽度可以首先基于无载q值来确定。

(5)通过改变高臂的高度(h2)和谐振器柱的高度(h1)，可以获得谐振器的更好的温度漂移性能。通常，通过保持谐振频率不变、并且使用更大的h2和/或更小的h1，将实现更好的温度漂移性能。

(6)可以通过自由调谐高臂的长度l1和滤波器的高臂与顶盖之间的间隔(g)来获得期望的谐振频率。谐振频率随着l1而减小并且随着间隔(g)而增加。此外，谐振频率也可以通过调谐螺钉的方式进行调谐。谐振频率随调谐螺钉的高度而减小。

(7)相邻谐振器装置之间的电耦合由低臂的长度(l2)和低臂与高臂之间的距离h3确定。具体地，电耦合随着l2增加，并随着h3减小。

(8)相邻谐振器装置之间的磁耦合由连接柱的高度(h4)确定。具体地，磁耦合随着h4的增加而增加。

利用以上特征中的一些或全部，本公开中提出的谐振器/滤波器与传统谐振器结构相比具有明显的优点。例如，所提出的谐振器结构可以通过将相邻谐振器装置之间的距离减小到传统设计可达到的距离0.7倍来减小滤波器的大小，即，节省了大于20％的尺寸。因此，滤波器的重量可以降低。

此外，所提出的新谐振器结构可以产生强的电耦合和磁耦合，并且可以通过同时增加电耦合和磁耦合而在相邻谐振器之间产生有限位置传输零点，而不引入任意额外的耦合设备。

另外，所提出的谐振器结构和滤波器制造简单并且成本高效。

在本公开的另一方面中，还提出了通信设备，例如rru。所提出的通信设备包括根据上述本公开的任意实施例的滤波器。受益于所提出的滤波器和谐振器结构的优点，与具有相同功能的传统通信设备相比，所提出的通信设备可以具有缩减的大小、重量和成本。

虽然本说明书包含许多具体的实现细节，但这些细节不应被解释为对任意实现或可以要求保护的范围的限制，而应被解释为对可能特定于具体实现的具体实施例的特征的描述。本说明书中在分离实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中分离地或以任意合适的子组合来实现。此外，尽管特征在上文可以被描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自要求保护的组合的一个或多个特征在某些情况下可以从该组合中删除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变体。

对于本领域技术人员来说显而易见的是，随着技术的进步，本发明构思可以以各种方式来实现。给出上述实施例是用于描述而不是限制本公开，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以采取修改和改变，如本领域技术人员容易理解的那样。这样的修改和变体被认为是在本公开和所附权利要求的范围内。本公开的保护范围由所附权利要求限定。