滤波器及采用该滤波器的通信射频器件的制作方法

本发明涉及信号处理技术领域，特别是涉及一种滤波器及采用该滤波器的通信射频器件。

背景技术：

众所周知，滤波器应用在信号传输系统中，譬如微波通信、雷达导航、电子对抗、卫星接力、导弹制导、测试仪表等，通过滤波器的作用来提取出有用的信号，抑制无用的干扰信号，使通信设备保持正常的工作。滤波器的性能主要体现在自身附带损耗及对无用或者干扰信号的抑制度，并且由谐振器自身的品质因素决定，品质因素又名Q值，滤波器的Q值决定滤波器自身的损耗及对干扰信号的抑制度。

金属材料因易于获取、易于加工成型和价格低廉等先天优势，由金属材料制成的金属谐振器最早被使用在微波滤波器的设计应用中，并随着微波通信的发展获得广泛的应用。但是，金属谐振器的品质因素相对有限，Q值相对较低，并且在谐振腔体积一定的条件下难于增加Q值。为了解决这个技术问题，大部分滤波器逐渐采用各种具有优越的温度稳定性和高Q值的陶瓷材料来替代金属材料，且为了获取更高的品质因素，往往会在陶瓷材料上添加高价值的材料，比如价格高昂的稀土材料等。陶瓷材料制得的陶瓷谐振器具有更高的Q值，而且损耗较低，容易满足目前技术发展对滤波器的产品体积小、损耗低和更高的带外杂波抑制等诸多需求，因此，陶瓷谐振器已成为最重要且最常见的滤波器元件。另外，陶瓷谐振器常常采用横电模陶瓷谐振器(或称TE模陶瓷谐振器)，但往往需要使用多个TE模陶瓷谐振器共同组合而成TE模滤波器。

现有技术中有采用陶瓷谐振器和金属谐振器混搭使用的滤波器，但是现有技术中的滤波器一方面滤波耦合件弯折多，加工困难，另一方面滤波耦合件调节余量小，对加工精度要求高。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种滤波器及采用该滤波器的通信射频器件，能够实现滤波耦合件加工简单，调节余量大。

为解决上述技术问题，本发明采用的第一个技术方案是：提供一种滤波器，包括第一腔体、第二腔体、耦合窗口以及滤波耦合件；所述耦合窗口位于所述第一腔体和所述第二腔体之间，以使得所述第一腔体和所述第二腔体直接连通；所述滤波耦合件包括第一耦合部、第二耦合部和第三耦合部，所述第一耦合部为直条形，所述第一耦合部在所述耦合窗口的上方竖直悬空，所述第二耦合部的第一端通过第一固定台与所述耦合窗口的底部连接，所述第二耦合部的第二端与所述第一耦合部的底部一端连接，所述第三耦合部的第一端通过第二固定台与所述第二腔体的底部连接，所述第三耦合部的第二端与所述第一耦合部的底部一端连接。

为解决上述技术问题，本发明采用的第二个技术方案是：提供一种通信射频器件，包括滤波器，所述滤波器包括第一腔体、第二腔体、耦合窗口以及滤波耦合件；所述耦合窗口位于所述第一腔体和所述第二腔体之间，以使得所述第一腔体和所述第二腔体直接连通；所述滤波耦合件包括第一耦合部、第二耦合部和第三耦合部，所述第一耦合部为直条形，所述第一耦合部在所述耦合窗口的上方竖直悬空，所述第二耦合部的第一端通过第一固定台与所述耦合窗口的底部连接，所述第二耦合部的第二端与所述第一耦合部的底部一端连接，所述第三耦合部的第一端通过第二固定台与所述第二腔体的底部连接，所述第三耦合部的第二端与所述第一耦合部的底部一端连接。

本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明滤波器的滤波耦合件一方面弯折较少，容易加工，另一方面滤波耦合件与腔体顶部距离大，调节余量较大，对加工精度要求低。

附图说明

图1是本发明滤波器第一实施例的立体视图；

图2是本发明滤波器第一实施例的平面视图；

图3是本申请滤波器第一实施例中俯视视角的磁场分布图；

图4是本申请滤波器第一实施例中侧视视角的磁场分布图；

图5是本发明滤波器第二实施例的立体视图；

图6是图5中滤波器的仿真曲线图。

具体实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种滤波器，包括第一腔体、第二腔体、耦合窗口以及滤波耦合件；耦合窗口位于第一腔体和第二腔体之间，以使得第一腔体和第二腔体直接连通；滤波耦合件包括第一耦合部、第二耦合部和第三耦合部，第一耦合部在耦合窗口的上方竖直悬空，第二耦合部的第一端通过第一固定台与耦合窗口的底部连接，第二耦合部的第二端与第一耦合部的底部一端连接，第三耦合部的第一端通过第二固定台与第二腔体的底部连接，第三耦合部的第二端与第一耦合部的底部一端连接。

本发明实施例还提供一种通信射频器件，该通信射频器件包括上述的滤波器。

下面结合附图对本发明实施例作进一步的描述。

参阅图1和图2，图1是本发明滤波器第一实施例的立体视图，图2是本发明滤波器第一实施例的平面视图。

结合图1和图2，本发明滤波器包括包括第一腔体11、第二腔体12、耦合窗口13、第一材料谐振器21、第二材料谐振器22、第一固定台41、第二固定台42以及滤波耦合件。滤波耦合件包括相互连接的第一耦合部31、第二耦合部32和第三耦合部33。

在本实施例中，第一腔体11和第二腔体12均可以采用导电材料制成，优选为金属。第一材料谐振器21为陶瓷谐振器，第一材料谐振器21安装在第一腔体11的底部，第二材料谐振器22为金属谐振器，第二材料谐振器22安装在第二腔体12的底部。需要指出的是，第一腔体11和第二腔体12可以仅为设置于滤波器的其中一部分腔体，其还可以包括第三腔体和第四腔体等，本发明对此不作限定。

耦合窗口13设于第一腔体11和第二腔体12之间以使得第一腔体11和第二腔体12直接连通，耦合窗口13的底部与第一腔体11和第二腔体12的底部平齐，耦合窗口13的形状为矩形。耦合窗口13的开口大小以及底部高度可以根据滤波器的型号尺寸、性能或用途进行设定，本发明对此不作限定，同理耦合窗口13的开口形状可以根据实际需要而设定为方形、圆形或弯月形等，本发明对此不作限定。

第一耦合部31、第二耦合部32和第三耦合部33均为金属片，优选地为铜片。本实施方式中，第一耦合部31、第二耦合部32和第三耦合部33均为直条形。第一耦合部31在耦合窗口13的上方竖直悬空，第二耦合部32的第一端通过第一固定台41与耦合窗口13的底部连接，第二耦合部32的第二端与第一耦合部31的底部一端连接，第三耦合部33的第一端通过第二固定台42与第二腔体12的底部连接，第三耦合部33的第二端与第一耦合部31的底部一端连接。第一固定台41和第二固定台42为导电材料，优选地为铝，第一固定台41与耦合窗口13的底部电性连接，第二固定台42与第二腔体12的底部电性连接。耦合部之间、耦合部与固定台之间均可以通过螺栓连接、铆接或卡扣连接的方式实现固定连接，本发明对此不作限定。在其他实施例中，第一耦合部31、第二耦合部32和第三耦合部33也可以是其他导电材料，本发明对此不作限定。由于滤波耦合件结构简单，弯折较少，非常容易加工。

在本实施例中，第一耦合部31在耦合窗口13的上方竖直悬空，第二耦合部32的第二端与第一耦合部31的底部一端连接，第三耦合部33的第二端与第一耦合部31的底部一端连接，这就保证了第一耦合部31与第一腔体11、第二腔体12以及耦合窗口13绝缘，同时第二耦合部32和第三耦合部33一端悬挑，悬挑端与第一腔体11、第二腔体12以及耦合窗口隔离。在其他实施例中，第一耦合部31通过涂覆绝缘层与耦合窗口13之间绝缘设置，本发明对此不作限定。

在本实施例中，第一耦合部31、第二耦合部32和第三耦合部33之间相互垂直，相交与第一耦合部31的底部一端。在另一个实施例中，第一耦合部31和第二耦合部32以及第三耦合部33之间分别垂直，但第二耦合部32和第三耦合部33之间不垂直。在其他实施例中，3个耦合部之间的角度可以根据实际情况决定，本发明对此不作限定。

进一步参阅图3和图4，图3是本申请滤波器第一实施例中俯视视角的磁场分布图；图4是本申请滤波器第一实施例中侧视视角的磁场分布图。

结合图1-4，本实施例中的第一材料谐振器21为陶瓷谐振器，第二材料谐振器22为金属谐振器。不难看出，陶瓷谐振器产生的磁场的方向与金属谐振器产生的磁场的方向相互垂直，其中，陶瓷谐振器的磁场方向为经线方向，即垂直于第一腔体11的底部，而金属谐振器的磁场方向为纬线方向，即平行于第二腔体12的底部且围绕金属谐振器转动。在具体的耦合过程中，陶瓷谐振器产生的磁场沿对应的腔体底部与顶部连线所在的平面上下谐振并向四周发散，而第二耦合部32和第三耦合部33以及腔体侧壁之间形成第一环圈51，陶瓷谐振器产生的磁场垂直于第一环圈51，磁场切割第一环圈51使得陶瓷谐振器产生的磁场与滤波耦合件进行磁耦合；同理，金属谐振器的磁场分布在金属谐振器的外表面上且沿平行于第二腔体12底部所在的平面旋转谐振，第一耦合部31和第二耦合部32以及腔体侧壁之间形成第二环圈52，金属谐振器产生的磁场垂直于第二环圈52，磁场切割第二环圈52使得金属谐振器产生的磁场与滤波耦合件进行磁耦合。滤波耦合件一边耦合了陶瓷谐振器的磁场能量，另一边耦合了金属谐振器的磁场能量，使得陶瓷谐振器的磁场能量和金属谐振器的磁场能量相互耦合，实现了微波能量的互相传递。

若滤波耦合件越靠近陶瓷谐振器，则第一环圈51的有效空间就越大，滤波耦合件耦合的陶瓷谐振器的磁场能量就越多；若第一耦合部31(竖向悬空的耦合部)越高且越靠近腔体侧壁，则第二环圈52的面积越大，对应穿过的磁通量越强烈，进而滤波耦合件耦合的金属谐振器的磁场能量越大。因此，本发明滤波器具有调节余量大的优点。

本实施例滤波器可以应用于通信射频器件。

区别于现有技术，本发明滤波器的滤波耦合件一方面弯折较少，容易加工，另一方面滤波耦合件与腔体顶部距离大，调节余量较大，对加工精度要求低。

参阅图5和图6，图5是本发明滤波器第二实施例的立体视图，图6是图5中滤波器的仿真曲线图。

结合图1-5，本实施例滤波器中心频率为1842.5MHz，带宽75MHz。该滤波器包括3个第一腔体和8个第二腔体，每个第一腔体底部安装有一个第一材料谐振器91，每个第二腔体底部安装有一个第二材料谐振器92，第一材料谐振器91为陶瓷谐振器，第二材料谐振器92为金属谐振器。第一材料谐振器91和第二材料谐振器92之间的耦接方式为第一实施例中的第一材料谐振器和第二谐振器的耦接方式。

如图6所示，通过本申请中第一材料谐振器和第二谐振器的耦接方式，滤波器的耦合能量调节余量相对于现有技术有所增大。本申请能够增大滤波器的调节余量。

本实施例滤波器可以应用于通信射频器件。

区别于现有技术，本发明滤波器的滤波耦合件一方面弯折较少，容易加工，另一方面滤波耦合件与腔体顶部距离大，调节余量较大，对加工精度要求低。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。