滤波器及通信装置的制作方法

1.本技术涉及通信技术领域，尤其涉及一种滤波器及通信装置。


背景技术：

2.滤波器是通信技术中的重要的设备之一，其主要用来滤除不需要的射频信号，改善发射通路或接收通路的性能。目前通信技术向着多频段、多体制、多模式方向发展，使用的频段越来越密集，为了提高通信质量，减少各频段之间的干扰，势必对滤波器的带外抑制提出了更高的要求。
3.现有的滤波器内采用多个滤波腔组成一条滤波支路的情况下一般能够保证较高的带外抑制性能，但是采用多通道滤波腔的滤波器时，则存在滤波器的阻带抑制性能较差的情况，这是本领域技术人员需要突破的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种滤波器及通信装置，能够增强滤波器的阻带抑制性能。
5.本技术公开了一种滤波器，所述滤波器包括：壳体、公共滤波腔、第一滤波子路以及第二滤波子路，所述公共滤波腔设置在所述壳体上；所述第一滤波子路设置在所述壳体上，由依次耦合的六个滤波腔组成，且所述第一滤波子路的六个滤波腔形成三个感性交叉耦合零点；所述第二滤波子路设置在所述壳体上，由依次耦合的六个滤波腔组成，且所述第二滤波子路的六个所述滤波腔形成两个容性交叉耦合零点；其中，所述滤波器还包括与所述公共滤波腔连接的输出端口，与所述第一滤波子路的第六滤波腔连接的第一输入端，以及与所述第二滤波子路的第六滤波腔连接的第二输入端；所述第一滤波子路的第一滤波腔和所述第二滤波子路的第一滤波腔分别与所述公共滤波腔耦合连接。
6.可选的，所述壳体具有第一方向和第二方向，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述第一滤波子路的第二滤波腔、第三滤波腔、第六滤波腔沿所述第二方向依次排列为一列；所述第一滤波子路的第一滤波腔、第四滤波腔、第五滤波腔沿所述第二方向依次排列为一列；
7.所述第二滤波子路的第三滤波腔、第四滤波腔沿所述第二方向依次排列为一列；所述第二滤波子路的第一滤波腔、第六滤波腔沿所述第二方向依次排列为一列；所述第二滤波子路的第二滤波腔、第五滤波腔沿所述第二方向依次排列为一列。
8.可选的，所述第一滤波子路的第一滤波腔、第二滤波腔、第三滤波腔以及第四滤波腔呈平行四边形排布；所述第一滤波子路的第三滤波腔、第四滤波腔、第五滤波腔以及第六滤波腔呈平行四边形排布；所述第二滤波子路的第一滤波腔、第二滤波腔和第三滤波腔呈三角形排布；所述第二滤波子路的第四滤波腔、第五滤波腔和第六滤波腔呈三角形排布。
9.可选的，所述第一滤波子路的第一滤波腔和第三滤波腔之间、第一滤波腔和第四滤波腔之间、第四滤波腔和第六滤波腔之间分别感性交叉耦合；所述第一滤波子路的第三滤波腔和第六滤波腔之间设置有容性交叉耦合元件；
10.所述第一滤波子路的工作频段为1427mhz-1880mhz；所述第二滤波子路的第一滤波腔和第三滤波腔之间、第四滤波腔和第六滤波腔之间分别设置有所述容性交叉耦合元件；所述第二滤波子路的工作频段为1920mhz-2200mhz。
11.可选的，所述容性交叉耦合元件为金属探针；所述容性交叉耦合元件包括第一耦合部、第二耦合部及连接座，所述连接座的两侧分别与所述第一耦合部和所述第二耦合部连接；所述第一滤波子路的第三滤波腔和第六滤波腔之间、所述第二滤波子路的第一滤波腔和第三滤波腔之间、所述第二滤波子路的第四滤波腔和第六滤波腔之间均设置有窗口，所述容性交叉耦合元件设置在窗口内。
12.可选的，每个所述滤波腔均设置有谐振杆和调谐杆；所述谐振杆包括腔壁及由所述腔壁形成的内腔；所述调谐杆的一端置于所述内腔内；所述谐振杆为殷钢材质制成。
13.可选的，所述滤波器还包括连接器，所述连接器有三个，三个所述连接器分别连接到所述输出端口，所述第一输入端和所述第二输入端；所述连接器的连接杆伸入到所述谐振杆内形成抽头。
14.可选的，所述公共滤波腔和所述第一滤波子路的第一滤波腔之间、所述第一滤波子路的第一滤波腔和第二滤波腔之间、第一滤波腔和第三滤波腔之间、第三滤波腔和第四滤波腔之间、第四滤波腔和第五滤波腔之间、第五滤波腔和第六滤波腔之间均设置金属耦合筋；所述公共滤波腔和所述第二滤波子路的第一滤波腔之间、所述第二滤波子路的第一滤波腔和第二滤波腔之间、第二滤波腔和第三滤波腔之间、第三滤波腔和第四滤波腔之间、第四滤波腔和第五滤波腔之间、第五滤波腔和第六滤波腔之间均设置金属耦合筋。
15.本技术还公开了一种通信装置，所述通信装置包括天线和与所述天线连接的射频单元，所述射频单元包括上述的所述的滤波器，用于对射频信号进行滤波。
16.本技术通过将滤波器设计为两条滤波子路和一个公共滤波腔，利用一个公共滤波腔同时连接两条滤波子路实现对两条滤波子路的合路，通过第一滤波子路的六个滤波腔形成六阶三个感性零点，和第二滤波子路的六个滤波腔形成六阶两个容性零点，其中，第一滤波子路形成的三个感性交叉耦合零点，能够很好的控制滤波子路带宽的高端抑制，获得较好的带宽高端抑制；第二滤波子路中形成的两个容性交叉耦合零点，能够很好的控制滤波子路带宽的低端抑制，即在实现合路器功能、具有两个不同带宽的滤波支路实现多通道滤波的同时，仍然具备强抗干扰能力，确保通信系统不受杂散信号干扰。
附图说明
17.所包括的附图用来提供对本技术实施例的进一步地理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本技术的原理。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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
18.图1为本技术一实施例的滤波器的结构示意图；
19.图2为本技术一实施例的第一滤波子路的拓扑结构示意图；
20.图3为本技术一实施例的第二滤波子路的拓扑结构示意图；
21.图4为本技术一实施例的第一滤波子路和第二滤波子路组合拓扑图；
22.图5为本技术一实施例的第一滤波子路和第二滤波子路组合电路的示意图；
23.图6是本技术一实施例的第一滤波子路和第二滤波子路组合电路参数响应波形图；
24.图7为本技术一实施例滤波器的局部的滤波腔示意图：
25.图8为本技术一实施例的滤波腔的结构示意图；
26.图9为本技术一实施例的通信装置的结构示意图。
27.其中，10、通信装置；100、滤波器；200、天线；300、射频单元；110、壳体；120、第一滤波子路；130、第二滤波子路；n1、公共滤波腔；140、输出端口；150、第一输入端；160、第二输入端； d1、第一方向；d2、第二方向；170、容性交叉耦合元件；171、第一耦合部；172、第二耦合部；173、连接座；180、窗口；190、滤波腔； 191、谐振杆；192、调谐杆；193、腔壁；194、内腔；196、金属耦合筋。
具体实施方式
28.需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本技术可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
29.在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/ 或其组合。
30.另外，“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本技术的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
31.此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
32.下面参考附图和可选的实施例对本技术作详细说明。
33.图1为本技术实施例的滤波器的结构示意图，如图1所示，本技术公开了一种滤波器，滤波器100包括：壳体110、公共滤波腔n1、第一滤波子路120以及第二滤波子路130，公共滤波腔n1设置在壳体110上；第一滤波子路120设置在壳体110上，由依次耦合的六个滤波腔190组成，且第一滤波子路120的六个滤波腔190形成三个感性交叉耦合零点；第二滤波子路130设置在壳体110上，由依次耦合的六个滤波腔190组成，且第二滤波子路130的六个滤波腔190形成两个容性交叉耦合零点；其中，第一滤波子路120的第一滤波腔a1 和第二滤波子路130的第一滤波腔b1分别与公共滤波腔n1耦合连接。
34.滤波器是一种选频和抑制信号的通信装置，其滤波腔主要起频率控制的作用，凡涉及频率的发射和接收的通信装置都需要滤波腔。
35.其中，交叉耦合零点也称为传输零点。传输零点是滤波器传输函数等于零，即在传
输零点对应的频点上电磁能量不能通过网络，因而起到完全隔离作用，对通带外的信号起到抑制作用，能更好的实现多个通带间的高度隔离。
36.本技术通过将滤波器100设计为两条滤波子路，即第一滤波子路 120和第二滤波子路130，以及一个公共滤波腔n1，利用一个公共滤波腔n1同时连接第一滤波子路120和第二滤波子路130形成合路，通过第一滤波子路120的六个滤波腔190形成六阶三个零点，和第二滤波子路130的六个滤波腔190形成六阶两个零点，其中，第一滤波子路120形成的三个感性交叉耦合零点，能够很好的控制第一滤波子路120带宽的高端抑制，获得较好的带宽高端抑制；第二滤波子路 130中形成的两个容性交叉耦合零点，能够很好的控制第二滤波子路 130带宽的低端抑制，即在实现合路器功能、具有两个不同带宽的滤波支路实现多通道滤波的同时，仍然具备强抗干扰能力，确保通信系统不受杂散信号干扰。
37.并且，滤波器100还包括：输出端口140、第一输入端150和第二输入端160，输出端口140与公共滤波腔n1连接；第一输入端150 与第一滤波子路120的第六滤波腔a6连接；第二输入端160与第二滤波子路130的第六滤波腔b6连接。
38.滤波器100还包括连接器(未示出)，连接器(未示出)有三个，三个连接器(未示出)分别连接到输出端口140，第一输入端150和第二输入端160；连接器(未示出)的连接杆伸入到谐振杆内形成抽头。
39.由于第一滤波子路120和第二滤波子路130通过共用公共滤波腔 n1，第一滤波子路120和第二滤波子路130可以通过公共滤波腔n1 将信号耦合至一起，以从输出端口140输出信号；同时在输出端口 140、第一输入端150和第二输入端160都分别连接连接器(未示出)，连接器(未示出)的连接杆伸入一体化谐振杆中，在连接器(未示出) 的连接杆上使用电容套管防止连接杆500与谐振杆之间接触发生短路，最终使得连接器(未示出)的连接杆与谐振杆之间产生强电容来构成抽头。
40.连接器(未示出)的连接杆通过4层不同直径和长度的圆柱杆来进行高低阻的变换可以节约成本，缩小滤波器100体积。
41.具体的，如图1所示，壳体110具有第一方向d1和第二方向d2，第二方向d2垂直于第一方向d1；第一滤波子路120的第二滤波腔a2、第三滤波腔a3、第六滤波腔a6沿所述第二方向d2依次排列为一列；第一滤波子路120的第一滤波腔a1、第四滤波腔a4、第五滤波腔a5 沿第二方向d2依次排列为一列；第二滤波子路130的第三滤波腔b3、第四滤波腔b4沿第二方向d2依次排列为一列；第二滤波子路130的第一滤波腔b1、第六滤波腔b6沿第二方向d2依次排列为一列；第二滤波子路130的第二滤波腔b2、第五滤波腔b5沿所述第二方向依次排列为一列。
42.由于本技术采取了两条滤波子路形成的滤波器100，滤波器100 中的滤波腔190数量较多，因此在对两条滤波子路上的滤波腔190进行了排布上的设计，具体排布如下：
43.第一滤波子路120的第一滤波腔a1、第二滤波腔a2、第三滤波腔a3以及第四滤波腔a4呈平行四边形排布；第一滤波子路120的第三滤波腔a3、第四滤波腔a4、第五滤波腔a5以及第六滤波腔a6呈平行四边形排布；第二滤波子路130的第一滤波腔b1、第二滤波腔 b2和第三滤波腔b3呈三角形排布；第二滤波子路130的第四滤波腔 b4、第五滤波腔b5和第六滤波腔b6呈三角形排布。
44.通过对第一滤波子路120和第二滤波子路130中的滤波腔190采取上述的排布方
式，从而缩小滤波子路的体积，进而缩小滤波器100 的体积，还不影响滤波器100的信号传输，增强滤波器100的性能。
45.本实施例中，如图1所示，公共滤波腔n1和第一滤波子路120 的第一滤波腔a1之间、第一滤波子路120的第一滤波腔a1和第二滤波腔a2之间、第一滤波腔a1和第三滤波腔a3之间、第三滤波腔a3 和第四滤波腔a4之间、第四滤波腔a4和第五滤波腔a5之间、第五滤波腔a5和第六滤波腔a6之间均设置金属耦合筋196；公共滤波腔 n1和第二滤波子路130的第一滤波腔b1之间、第二滤波子路130的第一滤波腔b1和第二滤波腔b2之间、第二滤波腔b2和第三滤波腔 b3之间、第三滤波腔b3和第四滤波腔b4之间、第四滤波腔b4和第五滤波腔b5之间、第五滤波腔b5和第六滤波腔b6之间均设置金属耦合筋196。通过设置金属耦合筋196，提高耦合路径上相邻的两个滤波腔190之间的耦合强度，从而提升能量传输的耦合质量。
46.图2为本技术实施例的第一滤波子路的拓扑结构示意图，如图2 结合图1所示，第一滤波子路120的第一滤波腔a1和第三滤波腔a3 之间、第一滤波腔a1和第四滤波腔a4之间、第四滤波腔a4和第六滤波腔a6之间分别感性交叉耦合；第一滤波子路120的第三滤波腔 a3和第六滤波腔a6之间设置有容性交叉耦合元件170；第一滤波子路的工作频段为1427-1880mhz。
47.本实施例中第一滤波子路120中的第一滤波腔a1与第三滤波腔 a3之间、第一滤波腔a1与第四滤波腔a4之间、第四滤波腔a4与第六滤波腔a6之间采用感性交叉耦合，使通带高端产生3个传输零点，能够很好的控制第一滤波子路120的带宽的高度抑制；同时为了减小寄生耦合对滤波器100的影响，在第一滤波子路120的第三滤波腔 a3、第六滤波腔a6之间增加容性交叉耦合元件170，使寄生的感性耦合与增加的容性耦合相互抵消，来解决寄生耦合带来的指标变化问题。此外，第一滤波子路120的工作频段范围为1427-1880mhz，能够精确地控制滤波子路的带宽。
48.图3为本技术实施例的第二滤波子路的拓扑结构示意图，如图3 结合图1所示，第二滤波子路130的第一滤波腔b1和第三滤波腔b3 之间、第四滤波腔b4和第六滤波腔b6之间分别设置有容性交叉耦合元件170；第二滤波子路130的工作频段为1920-2200mhz。
49.第二滤波子路130的第一滤波腔b1和第三滤波腔b3之间、第四滤波腔b4之间和第六滤波腔b6之间分别容性交叉耦合；形成两个容性耦合零点，能够很好的控制滤波器100带宽的低端抑制，获得较好的带宽低端抑制，因此，能够提高滤波器100的阻带抑制性能；此外，第二滤波子路130的工作频段范围1920-2200mhz，能够精确地控制滤波子路的带宽。
50.图4为本技术实施例的第一滤波子路和第二滤波子路组合拓扑图，图5为本技术实施例的第一滤波子路和第二滤波子路等效组合电路的示意图，图4结合图5可知，不同的滤波器之间，具有不同的耦合关系，可将其换算等效为电阻，第一滤波子路中120在第一滤波腔 a1至第六滤波腔a6之间为主耦合关系，等效为第一电阻r1；在第一滤波子路120的第一滤波腔a1和第三滤波腔a3之间、第一滤波腔 a1和第四滤波腔a4之间、第四滤波腔a4和第六滤波腔a6之间均为感性交叉耦合，等效为第二电阻r2。
51.第二滤波子路130中第一滤波腔b1至第二滤波腔b6之间为主耦合关系，等效为第四电阻r3；第二滤波子路130的第一滤波腔b1和第三滤波腔b3之间、第四滤波腔b4之间和第六滤波腔b6之间分别容性交叉耦合，等效为第五电阻r4。
52.第一输入端150和第二输入端160处的阻抗z2和z3约为50欧姆，输出端口140处的
阻抗z1约为50欧姆；为保证电磁信号在滤波器10的滤波腔190之间传输，需要在输出端口140与第一滤波子路 120的第一滤波腔a1之间、耦合路径上的相邻滤波腔190之间、形成交叉耦合的非级联的滤波腔190之间及第六滤波腔a6与第一输入端150之间分别设置阻抗调节器z11，
53.在输出端口140与第二滤波子路130的第一滤波腔b1之间，耦合路径上的相邻滤波腔190之间、形成交叉耦合的非级联的滤波腔 190之间及第六滤波腔b6与第二输入端160之间分别设置阻抗调节器z21，以实现阻抗匹配。
54.图6是本技术实施例的第一滤波子路和第二滤波子路组合电路参数响应波形图；根据图6可知，本技术通过将滤波器100设计为两条滤波子路，通过一条滤波子路的六个滤波腔190形成六阶三个零点，和另一条滤波子路的六个滤波腔190形成六阶两个零点，其中第一滤波子路120形成三个感性交叉零点，能够很好的控制滤波子路带宽的高端抑制，获得较好的带宽高端抑制；第二滤波子路130中形成的两个容性交叉耦合零点，还能够很好的控制滤波器100带宽的低端抑制，获得较好的带宽低端抑制，因此，能够提高滤波器100的阻带抑制性能。
55.图7为本技术实施例的滤波器局部的滤波腔示意图，如图7结合图1所示，容性交叉耦合元件170为金属探针；容性交叉耦合元件 170包括第一耦合部171、第二耦合部172及连接座173，连接座173 的两侧分别与第一耦合部171和第二耦合部172连接；第一滤波子路 120的第三滤波腔a3和第六滤波腔a6之间、第二滤波子路130的第一滤波腔b1和第三滤波腔b3之间、第二滤波子路130的第四滤波腔 a4和第六滤波腔a6之间均设置有窗口180，容性交叉耦合元件170 设置在窗口180内。
56.以第一滤波子路120为例，第一耦合部171与第一滤波子路120 中的第三滤波腔a3中的谐振杆耦合设置，以第一耦合部171与谐振杆191之间形成耦合电容，第二耦合部172与第六滤波腔a6中的谐振耦合设置，以第二耦合部172与第六滤波腔a6中的谐振杆之间形成耦合电容。
57.图8为本技术实施例的滤波腔的结构示意图；如图8所示，第一滤波子路120和第二滤波子路130的每个滤波腔190均设置有谐振杆 191和调谐杆192；谐振杆191包括腔壁193及由腔壁193形成的内腔194；调谐杆192的一端置于内腔194内，谐振杆191为殷钢材质制成。
58.第一滤波子路120中的六个个滤波腔190，和第二滤波子路130 中的六个滤波腔190的尺寸相同，滤波腔190尺寸小于φ30*18mm，便于生产，节约成本。本实施例的第一滤波子路120中的六个滤波腔 190和第二滤波子路130中的六个滤波腔190可以为金属滤波腔，谐振杆191可以为金属谐振杆191。
59.图9是本技术实施例的通信装置的结构示意图，如图9所示，本实施例的通信装置10包括天线200和与天线200连接的射频单元300，射频单元300包括如上述实施例所示的滤波器100，滤波器100用于对射频信号进行滤波。本技术的滤波器100还可以采用双低通的连接方式，增强信号传输效果。
60.需要说明的是,本技术的发明构思可以形成非常多的实施例，但是申请文件的篇幅有限，无法一一列出，因而，在不相冲突的前提下, 以上描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例，各实施例或技术特征组合之后，将会增强原有的技
术效果。
61.以上内容是结合具体地可选实施方式对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本技术的保护范围。