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一种滤波器及通信设备

文献发布时间:2023-06-19 11:52:33


一种滤波器及通信设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域,特别是涉及一种滤波器及通信设备。

背景技术

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,而且还包含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。

本申请的发明人在长期的研发工作中发现,现有滤波器的体积随着滤波腔数量的增加而显著增加,导致滤波器的体积较大。

发明内容

本申请提供一种滤波器及通信设备,以有效缩小滤波器的体积,节约成本。

为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种滤波器。所述滤波器包括:壳体,具有垂直的第一方向和第二方向;第一滤波支路,设置在所述壳体上,所述第一滤波支路由沿第一耦合路径依次耦合的十个滤波腔组成,并形成所述第一滤波支路的四个耦合零点;其中,所述第一滤波支路的第n滤波器的中心和第n+1滤波器的中心之间距离为所述第一滤波支路的第n滤波器的半径和第n+1滤波器的半径之和,所述n大于零,且小于或等于9。

为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种通信设备。所述通信设备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滤波器,用于对射频信号进行滤波。

本申请实施例的有益效果是:区别于现有技术,本申请实施例滤波器包括:壳体,具有垂直的第一方向和第二方向;第一滤波支路,设置在壳体上,第一滤波支路由沿第一耦合路径依次耦合的十个滤波腔组成,并形成第一滤波支路的四个耦合零点;其中,第一滤波支路的第n 滤波器的中心和第n+1滤波器的中心之间距离为第一滤波支路的第n滤波器的半径和第n+1滤波器的半径之和,n大于零,且小于或等于9。通过这种方式,本申请实施例滤波器的第一滤波支路的沿第一耦合路径级联设置的两个滤波腔之间的距离等于该两个滤波腔的半径之和,即沿第一耦合路径级联设置的两个滤波腔相邻设置,能够使得第一滤波支路的滤波腔排布更紧凑,因此能够缩小第一滤波支路的排布空间,能够缩小滤波器的体积,节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例,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。

图1是本申请滤波器一实施例的结构示意图;

图2是本申请滤波器一实施例中第一滤波支路的拓扑结构示意图;

图3是本申请滤波器一实施例中第二滤波支路的拓扑结构示意图;

图4是本申请滤波器一实施例的仿真结果示意图;

图5是本申请滤波器另一实施例的结构示意图;

图6是本申请滤波器一实施例中第一滤波支路的拓扑结构示意图;

图7是本申请滤波器一实施例中第一滤波支路的仿真结果示意图;

图8是本申请滤波器一实施例中第三滤波支路的拓扑结构示意图;

图9是本申请滤波器一实施例中第三滤波支路的仿真结果示意图;

图10是本申请滤波器一实施例中第四滤波支路的拓扑结构示意图;

图11是本申请滤波器一实施例中第五滤波支路的拓扑结构示意图;

图12是本申请滤波器一实施例中第六滤波支路的拓扑结构示意图;

图13是本申请滤波器一实施例中第六滤波支路的仿真结果示意图;

图14是本申请通信设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,均属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请首先提出一种滤波器,如图1至图4所示,图1是本申请滤波器一实施例的结构示意图;图2是本申请滤波器一实施例中第一滤波支路的拓扑结构示意图;图3是本申请滤波器一实施例中第二滤波支路的拓扑结构示意图;图4是本申请滤波器一实施例的仿真结果示意图。本实施例滤波器10包括:壳体11、第一滤波支路12、第二滤波支路13,其中,壳体11具有垂直的第一方向x和第二方向y;第一滤波支路12 设置在壳体11上,第一滤波支路12由沿第一耦合路径依次耦合的十个滤波腔A1-A10组成,十个滤波腔A1-A10进一步形成第一滤波支路12 的四个耦合零点;其中,第一滤波支路的第n滤波器An的中心和第n+1 滤波器A(n+1)的中心之间距离为第一滤波支路的第n滤波器An的半径和第n+1滤波器A(n+1)的半径之和,n大于零,且小于或等于 9,即第n滤波器An与第n+1滤波器A(n+1)相邻设置。

其中,如图1所示,第一滤波支路12的十个滤波腔A1-A10包括:第一滤波腔A1、第二滤波腔A2、第三滤波腔A3、第四滤波腔A4、第五滤波腔A5、第六滤波腔A6、第七滤波腔A7、第八滤波腔A8、第九滤波腔A9及第十滤波腔A10;第一滤波支路12的十个滤波腔A1-A10 沿第一耦合路径依次级联,且级联的两个滤波腔相邻设置。

区别于现有技术,本实施例的第一滤波支路12的沿第一耦合路径级联设置的两个滤波腔之间的距离等于该两个滤波腔的半径之和,即沿第一耦合路径级联设置的两个滤波腔相邻设置,能够使得第一滤波支路 12的滤波腔排布更紧凑,因此能够缩小第一滤波支路12的排布空间,能够缩小滤波器10的体积,节约成本。

且第一滤波支路12的耦合零点能够提高第一滤波支路12的滤波信号的带外抑制等特性。

可选地,如图1所示,第一滤波支路12的第一滤波腔A1至第一滤波支路12的第十滤波腔A10划分为沿第一方向x排列的两列;成列排布能够缩小滤波腔的排布空间,能够缩小滤波器10的体积。

如图1所示,第一滤波支路12的第一滤波腔A1、第二滤波腔A2、第三滤波腔A3、第六滤波腔A6、第七滤波腔A7及第十滤波腔A10为一列且沿第二方向y依次相邻排列;第一滤波支路12的第四滤波腔A4、第五滤波腔A5、第八滤波腔A8及第九滤波腔A9为一列且沿第二方向 y依次相邻排列;第一滤波支路12的第四滤波腔A4还分别与第一滤波支路12的第三滤波腔A3及第一滤波支路12的第六滤波腔A6相邻设置,第一滤波支路12的第八滤波腔A8还与第一滤波支路12的第七滤波腔 A7和第一滤波支路12的第十滤波腔A10相邻设置。

由上述分析可知,第一滤波支路12的两列滤波腔相邻设置,且每一列中的多个滤波腔依次相邻设置,该两列滤波腔交错设置,能够缩小第一滤波支路12的排布空间。

进一步地,如图1所示,第一滤波支路12的十个滤波腔A1-A10的尺寸均相同,由上述滤波腔的排布可知,任意两个相邻的滤波腔的中心之间的距离均相等,能够使得第一滤波支路12的排腔更紧凑,能够缩小第一滤波支路12的排布空间。

可选地,如图1所示,第一滤波支路12的第四滤波腔A4与第一滤波支路12的第六滤波腔A6之间、第一滤波支路12的第七滤波腔A7 与第一滤波支路12的第十滤波腔A10之间及第一滤波支路12的第八滤波腔A8与第一滤波支路12的第十滤波腔A10之间分别容性交叉耦合,形成第一滤波支路12的三个容性耦合零点,第一滤波支路12的第三滤波腔A3与第一滤波支路12的第六滤波腔A6之间感性交叉耦合,形成第一滤波支路12的一个感性耦合零点。

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。

一般而言,实现容性耦合零点的方式为容性交叉耦合元件,一般的容性交叉耦合元件可以为飞杆。如图2所示,也即在第一滤波支路12 的第四滤波腔A4与第一滤波支路12的第六滤波腔A6之间设置有飞杆 (等效于图2所示的电容C1)、第一滤波支路12的第七滤波腔A7与第一滤波支路12的第十滤波腔A10之间设置有飞杆(等效于图2所示的电容C2)、第一滤波支路12的第八滤波腔A8与第一滤波支路12的第十滤波腔A10之间设置有飞杆(等效于图2所示的电容C3)。由上述分析可知,第四滤波腔A4与第六滤波腔A6之间的距离、第七滤波腔 A7与第十滤波腔A10之间的距离、第八滤波腔A8与第十滤波腔A10 之间的距离相等,因此能够实现采用相同规格飞杆元件,以达到实现第一滤波支路12的三个容性耦合零点的效果。在形成第一滤波支路12时能够减少物料的种类、便于制造、降低了产品的复杂度,节约了成本。

一般而言,实现感性耦合零点的方式为窗口,并且在窗口设置有金属耦合筋。也即在第一滤波支路12的第三滤波腔A3与第一滤波支路 12的第六滤波腔A6之间设置窗口及金属耦合筋(等效于图2所示的电容L1)。其中,本实施例通过金属耦合筋实现感性交叉耦合,金属耦合筋受到外界温度的变化小,减少滤波器10的温度漂移。

可选地,如图1所示,第二滤波支路13由沿第二耦合路径依次耦合的十个滤波腔B1-B10组成,十个滤波腔B1-B10进一步形成第二滤波支路13的四个耦合零点,且第一滤波支路12的耦合零点能够提高第一滤波支路12的滤波信号的带外抑制等特性;第二滤波支路13与第一滤波支路12间隔设置,能够减少第二滤波支路13的滤波信号与第一滤波支路12的滤波信号之间的串扰。

如图1所示,第二滤波支路13的十个滤波腔B1-B10包括:第一滤波腔B1、第二滤波腔B2、第三滤波腔B3、第四滤波腔B4、第五滤波腔B5、第六滤波腔B6、第七滤波腔B7、第八滤波腔B8、第九滤波腔 B9及第十滤波腔B10。

如图1所示,第二滤波支路13的第四滤波腔B4至第二滤波支路13 的第十滤波腔B10划分为沿第一方向x排列的两列;成列排布能够缩小滤波腔的排布空间,能够缩小滤波器10的体积。

如图1所示,第二滤波支路13的第四滤波腔B4、第五滤波腔B5、第六滤波腔B6、第九滤波腔B9及第十滤波腔B10为一列且沿第二方向 y依次相邻排列,第二滤波支路13的第七滤波腔B7和第八滤波腔B8 为一列且沿第二方向y依次相邻排列;第二滤波支路13的第七滤波腔 B7还与第二滤波支路13的第六滤波腔B6和第二滤波支路13的第九滤波腔B9相邻设置;第二滤波支路13的第四滤波腔B4还分别与第二滤波支路13的第一滤波腔B1和第二滤波支路13的第三滤波腔B3相邻设置,第二滤波支路13的第二滤波腔B2还分别与第二滤波支路13的第一滤波腔B1和第二滤波支路13的第三滤波腔B3相邻设置,且第二滤波支路13的第四滤波腔B4的中心在第一方向x上的投影位于第二滤波支路13的第一滤波腔B1的中心在第一方向x上的投影和第二滤波支路 13的第二滤波腔B2的中心在第一方向x上的投影之间,第二滤波支路 13的第一滤波腔B1的中心在第二方向y上的投影位于第二滤波支路13 的第四滤波腔B4的中心在第二方向y上的投影和第二滤波支路13的第二滤波腔B2的中心在第二方向y上的投影之间。

由上述分析可知,第二滤波支路13的两列滤波腔相邻设置,每一列中的多个滤波腔依次相邻设置,该两列滤波腔交错设置,能够缩小第二滤波支路13的排布空间;且前四个滤波腔成棱形且两两相邻设置,能够减小第二滤波支路13在第二方向y上的排布空间。

进一步地,如图1所示,第二滤波支路13的十个滤波腔B1-B10的尺寸均相同,由上述滤波腔的排布可知,除了第二滤波腔B2,任意两个相邻的滤波腔的中心之间的距离均相等,能够使得第二滤波支路13的排腔更紧凑,能够缩小第二滤波支路13的排布空间。

如图1所示,第二滤波支路13的第二滤波腔B2分别与第一滤波腔 B1和第三滤波腔B3相交设置,通过滤波腔之间的相交设置,能够避免传统滤波器中耦合的两个滤波腔之间需设置隔离墙,然后再在隔离墙上开设耦合窗口,能够减少物料,简化加工工艺。

可选地,如图1所示,第二滤波支路13的第一滤波腔B1与第二滤波支路13的第三滤波腔B3之间容性交叉耦合,形成第二滤波支路13 的一个容性耦合零点,第二滤波支路13的第一滤波腔B1与第二滤波支路13的第四滤波腔B4、第二滤波支路13的第六滤波腔B6与第二滤波支路13的第九滤波腔B9之间及第二滤波支路13的第七滤波腔B7与第二滤波支路13的第九滤波腔B9之间感性交叉耦合,形成第二滤波支路 13的三个感性耦合零点。

如图3所示,在第二滤波支路13的第一滤波腔B1与第二滤波支路 13的第三滤波腔B3之间设置有飞杆(等效于图3所示的电容C4)。

如图3所示,在第二滤波支路13的第一滤波腔B1与第三滤波腔 B3之间设置窗口及金属耦合筋(等效于图3所示的电容L2)、第二滤波支路13的第六滤波腔B6与第九滤波腔B9之间设置窗口及金属耦合筋(等效于图3所示的电容L3)、第二滤波支路13的第七滤波腔B7与第九滤波腔B9之间设置窗口及金属耦合筋(等效于图3所示的电容 L4)。其中,本实施例通过金属耦合筋实现感性交叉耦合,金属耦合筋受到外界温度的变化小,减少滤波器10的温度漂移。

可选地,壳体11上还设有第一端口(图未标)、第二端口(图未标),第五端口(图未标)及第六端口(图未标),其中,第一端口与第一滤波支路12的第一滤波腔A1连接,第二端口与第一滤波支路12 的第十滤波腔A10连接,第五端口与第二滤波支路13的第一滤波腔B1连接,第六端口与第二滤波支路13的第十滤波腔B10连接;上述端口用于滤波信号传输。

如图1所示,在第一滤波器支路12中,本实施例的第一端口与第一滤波腔A1之间的耦合带宽范围为157MHz-179MHz;第一滤波腔A1 与第二滤波腔A2之间的耦合带宽范围为125MHz-143MHz;第二滤波腔 A2与第三滤波腔A3之间的耦合带宽范围为86MHz-100MHz;第三滤波腔A3与第四滤波腔A4之间的耦合带宽范围为74MHz-87MHz;第三滤波腔A3与第六滤波腔A6之间的耦合带宽范围为25MHz-32MHz;第四滤波腔A4与第五滤波腔A5之间的耦合带宽范围为24MHz-31MHz;第四滤波腔A4与第六滤波腔A6之间的耦合带宽范围为(-63)MHz-(-73) MHz;第五滤波腔A5与第六滤波腔A6之间的耦合带宽范围为 36MHz-44MHz;第六滤波腔A6与第七滤波腔A7之间的耦合带宽范围为78MHz-91MHz;第七滤波腔A7与第八滤波腔A8之间的耦合带宽范围为79MHz-93MHz;第七滤波腔A7与第十滤波腔A10之间的耦合带宽范围为25MHz-32MHz;第八滤波腔A8与第九滤波腔A9之间的耦合带宽范围为34MHz-42MHz;第八滤波腔A8与第十滤波腔A10之间的耦合带宽范围为94MHz-108MHz;第九滤波腔A9与第十滤波腔A10之间的耦合带宽范围为76MHz-89MHz;第十滤波腔A10与第二端口之间的耦合带宽范围为157MHz-179MHz,能够满足设计要求。

其中,第一滤波器支路12的第一滤波腔A1至第十滤波腔A10的谐振频率依次位于以下范围内:2593MHz-2595MHz、2593MHz-2595MHz、 2593MHz-2595MHz、2568MHz-2570MHz、2520MHz-2522MHz、 2592MHz-2594MHz、2589MHz-2591MHz、2603MHz-2605MHz、 2665MHz-2667MHz、2593MHz-2595MHz。

可见,各个滤波腔的谐振频率基本一样,提高了制造、调试的便利性;也即采用相同的规格参数进行制造即可,实际过程中只需要简单的调试即可达到所需要的参数范围。

如图1所示,在第二滤波器支路13中,本实施例的第五端口与第一滤波腔B1之间的耦合带宽范围为157MHz-179MHz;第一滤波腔B1 与第二滤波腔B2之间的耦合带宽范围为54MHz-65MHz;第一滤波腔B1与第三滤波腔B3之间的耦合带宽范围为(-116)MHz-(-101)MHz;第一滤波腔B1与第四滤波腔B4之间的耦合带宽范围为45MHz-54MHz;第二滤波腔B2与第三滤波腔B3之间的耦合带宽范围为16MHz-22MHz;第三滤波腔B3与第四滤波腔B4之间的耦合带宽范围为75MHz-87MHz;第四滤波腔B4与第五滤波腔B5之间的耦合带宽范围为78MHz-91MHz;第五滤波腔B5与第六滤波腔B6之间的耦合带宽范围为77MHz-90MHz;第六滤波腔B6与第七滤波腔B7之间的耦合带宽范围为76MHz-90MHz;第六滤波腔B6与第九滤波腔B9之间的耦合带宽范围为15MHz-21MHz;第七滤波腔B7与第八滤波腔B8之间的耦合带宽范围为39MHz-47MHz;第七滤波腔B7与第九滤波腔B9之间的耦合带宽范围为63MHz-74MHz;第八滤波腔B8与第九滤波腔B9之间的耦合带宽范围为55MHz-65MHz;第九滤波腔B9与第十滤波腔B10之间的耦合带宽范围为 125MHz-143MHz;第十滤波腔B10与第六端口之间的耦合带宽范围为 157MHz-179MHz,能够满足设计要求。

其中,第二滤波器支路13的第一滤波腔B1至第十滤波腔B10的谐振频率依次位于以下范围内:2593MHz-2595MHz、2515MHz-2517MHz、 2565MHz-2567MHz、2599MHz-2561MHz、2594MHz-2596MHz、 2592MHz-2594MHz、2604MHz-2606MHz、2660MHz-2662MHz、 2593MHz-2595MHz、2593MHz-2595MHz。

可见,各个滤波腔的谐振频率基本一样,提高了制造、调试的便利性;也即采用相同的规格参数进行制造即可,实际过程中只需要简单的调试即可达到所需要的参数范围。

如图4所示,第一滤波支路12的带宽位于2512.5MHz-2678MHz的范围内,如图4中的频带曲线S1所示,第一滤波支路12的耦合零点包括a、b、c、d,这些耦合零点使得频点为2500MHz的带宽抑制大于53dB,频点为2400MHz的带宽抑制大于75dB,频点为2700MHz的带宽抑制大于55dB,因此能够提第一滤波支路12的带外抑制等性能。

需要注意的是,本申请的两个或者多个耦合零点的参数(如频点及抑制)可能相同;在仿真图中,相同参数的耦合零点展示为同一个耦合零点;且第二滤波支路13的上述仿真结构及参数与第一滤波支路12类似,这里不赘述。

在另一实施中,如图5至图13所示,图5是本申请滤波器另一实施例的结构示意图;图6是本申请滤波器一实施例中第一滤波支路的拓扑结构示意图;图7是本申请滤波器一实施例中第一滤波支路的仿真结果示意图;图8是本申请滤波器一实施例中第三滤波支路的拓扑结构示意图;图9是本申请滤波器一实施例中第三滤波支路的仿真结果示意图;图10是本申请滤波器一实施例中第四滤波支路的拓扑结构示意图;图11是本申请滤波器一实施例中第五滤波支路的拓扑结构示意图;图12 是本申请滤波器一实施例中第六滤波支路的拓扑结构示意图;图13是本申请滤波器一实施例中第六滤波支路的仿真结果示意图。如图5所示,本实施例的第一滤波支路12的排腔结构与上述实施例的第一滤波支路 12的排腔结构相同,但拓扑结构及射频参数稍有差异。

具体地,如图6所示,第一滤波支路12的第三滤波腔A3与第六滤波腔A6之间形成感性交叉耦合,第一滤波支路12的第八滤波腔A8与第十滤波腔A10之间形成容性交叉耦合。

如图5所示,在本实施例的第一滤波支路12的中,第一端口与第一滤波腔A1之间的耦合带宽范围为27MHz-34MHz;第一滤波腔A1与第二滤波腔A2之间的耦合带宽范围为22MHz-28MHz;第二滤波腔A2 与第三滤波腔A3之间的耦合带宽范围为15MHz-21MHz;第三滤波腔 A3与第四滤波腔A4之间的耦合带宽范围为13MHz-18MHz;第三滤波腔A3与第六滤波腔A6之间的耦合带宽范围为(-8)MHz-(-3)MHz;第四滤波腔A4与第五滤波腔A5之间的耦合带宽范围为 18MHz-24MHz;第四滤波腔A4与第六滤波腔A6之间的耦合带宽范围为(-2)MHz-2MHz;第五滤波腔A5与第六滤波腔A6之间的耦合带宽范围为18MHz-18MHz;第六滤波腔A6与第七滤波腔A7之间的耦合带宽范围为13MHz-19MHz;第七滤波腔A7与第八滤波腔A8之间的耦合带宽范围为12MHz-18MHz;第七滤波腔A7与第十滤波腔A10之间的耦合带宽范围为(-9)MHz-(-4)MHz;第八滤波腔A8与第九滤波腔 A9之间的耦合带宽范围为34MHz-42MHz;第八滤波腔A8与第十滤波腔A10之间的耦合带宽范围为(-2)MHz-2MHz;第九滤波腔A9与第十滤波腔A10之间的耦合带宽范围为21MHz-27MHz;第十滤波腔A10 与第二端口之间的耦合带宽范围为27MHz-34MHz,能够满足设计要求。

其中,第一滤波器支路12的第一滤波腔A1至第十滤波腔A10的谐振频率依次位于以下范围内:1899MHz-1901MHz、1899MHz-1901MHz、 1899MHz-1901MHz、1899MHz-1901MHz、1899MHz-1901MHz、 2592MHz-2594MHz、2592MHz-2594MHz、2592MHz-2594MHz、 2592MHz-2594MHz、2592MHz-2594MHz。

可见,各个滤波腔的谐振频率基本一样,提高了制造、调试的便利性;也即采用相同的规格参数进行制造即可,实际过程中只需要简单的调试即可达到所需要的参数范围。

如图7所示,第一滤波支路12的带宽位于1883MHz-1917MHz的范围内,如图7中的频带曲线S1所示,第一滤波支路12的耦合零点包括 a、b、c、d,这些耦合零点使得频带为1MHz-470MHz的带宽抑制大于或等于62dB,频带为698MHz-1710MHz的带宽抑制大于或等于72dB,频带为1710MHz-1778.9MHz的带宽抑制大于或等于92dB,频带为 1778.9MHz-1785.9MHz的带宽抑制大于或等于98dB,频带为 1785.9MHz-1850.9MHz的带宽抑制大于或等于58dB,频带为 1785.9MHz-1880.9MHz的带宽抑制大于或等于36.5dB,频带为 1919.1MHz-1929.2MHz的带宽抑制大于或等于46.5dB,频带为 1291.9MHz-1391.5MHz的带宽抑制大于或等于48dB,频带为 1391.5MHz-1950.8MHz的带宽抑制大于或等于56dB,频带为 1950.8MHz-1980.8MHz的带宽抑制大于或等于52dB,频带为 1980.8MHz-1990.8MHz的带宽抑制大于或等于27dB,频带为 1990.8MHz-2000.8MHz的带宽抑制大于或等于15.5dB,频带为2034.2MHz-2044.2MHz的带宽抑制大于或等于12dB,频带为 2044.2MHz-2119.2MHz的带宽抑制大于或等于27dB,频带为 2119.2MHz-2169.2MHz的带宽抑制大于或等于67dB,频带为2170MHz-2300MHz的带宽抑制大于或等于58dB,频带为 2300MHz-2400MHz的带宽抑制大于或等于72dB,频带为 2400MHz-2496MHz的带宽抑制大于或等于77dB,频带为 2496MHz-2696MHz的带宽抑制大于或等于100dB,因此能够提第一滤波支路12的带外抑制等性能。

需要注意的是,本申请的两个或者多个耦合零点的参数(如频点及抑制)可能相同;在仿真图中,相同参数的耦合零点展示为同一个耦合零点。

如图5所示,本实施例的第二滤波支路13的排腔结构、零点分布及射频参数与上述实施例的第二滤波支路13的相同这里不赘述。

可选地,如图5所示,滤波器10还包括:第三滤波支路14,设置在壳体11上,第三滤波支路14由沿第三耦合路径依次耦合的五个滤波腔C1-C5组成,第三滤波支路14的五个滤波腔C1-C5沿第二方向y依次相邻排布成一列;滤波腔成列且相邻排布能够缩小滤波腔的排布空间,能够缩小滤波器10的体积。

其中,如图5所示,第三滤波支路14的五个滤波腔C1-C5包括:第一滤波腔C1、第二滤波腔C2、第三滤波腔C3、第四滤波腔C4、第五滤波腔C5。

可选地,如图5所示,第一端口(图未标)分别与第一滤波支路12 的第一滤波腔A1和第三滤波支路14的第一滤波腔C1连接,第二端口分别与第一滤波支路12的第十滤波腔A10和第三滤波支路14的第五滤波腔C5连接。上述端口用于滤波信号传输,且第一滤波支路12与第三滤波支路14公用端口,能够减少抽头的数量,降低滤波器10的复杂度,节约成本。

如图5所示,第三滤波支路14中相邻设置的两个滤波腔之间相交设置,通过滤波腔之间的相交设置,能够避免传统滤波器中耦合的两个滤波腔之间需设置隔离墙,然后再在隔离墙上开设耦合窗口,能够减少物料,简化加工工艺。

其中,第三滤波支路14的拓扑结构如图8所示。

如图8所示,在本实施例的第三滤波支路14的中,第一端口与第一滤波腔C1之间的耦合带宽范围为15MHz-21MHz;第一滤波腔C1与第二滤波腔C2之间的耦合带宽范围为12MHz-18MHz;第二滤波腔C2 与第三滤波腔C3之间的耦合带宽范围为8MHz-14MHz;第三滤波腔C3 与第四滤波腔C4之间的耦合带宽范围为8MHz-14MHz;第四滤波腔C4 与第五滤波腔C5之间的耦合带宽范围为12MHz-18MHz;第五滤波腔 C10与第二端口之间的耦合带宽范围为15MHz-21MHz,能够满足设计要求。

其中,第三滤波支路14的第一滤波腔C1至第五滤波腔C5的谐振频率依次位于以下范围内:2017MHz-2019MHz、2017MHz-2019MHz、 2017MHz-2019MHz、2017MHz-2019MHz、2017MHz-2019MHz。

可见,各个滤波腔的谐振频率一样,提高了制造、调试的便利性;也即采用相同的规格参数进行制造即可,实际过程中只需要简单的调试即可达到所需要的参数范围。

如图9所示,第三滤波支路14的带宽位于2008MHz-2028MHz的范围内,如图9中的频带曲线S1所示,第三滤波支路14的频带为 1MHz-470MHz的带宽抑制大于或等于62dB,频带为1MHz-470MHz的带宽抑制大于或等于62dB,频带为698MHz-1710MHz的带宽抑制大于或等于72dB,频带为1710MHz-1778.9MHz的带宽抑制大于或等于 92dB,频带为1778.9MHz-1785.9MHz的带宽抑制大于或等于98dB,频带为1785.9MHz-1850.9MHz的带宽抑制大于或等于58dB,频带为 1785.9MHz-1880.9MHz的带宽抑制大于或等于36.5dB,频带为 1919.1MHz-1929.2MHz的带宽抑制大于或等于46.5dB,频带为 1291.9MHz-1391.5MHz的带宽抑制大于或等于48dB,频带为 1391.5MHz-1950.8MHz的带宽抑制大于或等于56dB,频带为1950.8MHz-1980.8MHz的带宽抑制大于或等于52dB,频带为 1980.8MHz-1990.8MHz的带宽抑制大于或等于27dB,频带为 1990.8MHz-2000.8MHz的带宽抑制大于或等于15.5dB,频带为 2034.2MHz-2044.2MHz的带宽抑制大于或等于12dB,频带为 2044.2MHz-2119.2MHz的带宽抑制大于或等于27dB,频带为 2119.2MHz-2169.2MHz的带宽抑制大于或等于67dB,频带为 2170MHz-2300MHz的带宽抑制大于或等于58dB,频带为 2300MHz-2400MHz的带宽抑制大于或等于72dB,频带为 2400MHz-2496MHz的带宽抑制大于或等于77dB,频带为 2496MHz-2696MHz的带宽抑制大于或等于100dB,因此能够提第三滤波支路14的带外抑制等性能。

可选地,如图5所示,滤波器10还包括:第四滤波支路15,设置在壳体11上,第四滤波支路15由沿第四耦合路径依次耦合的十个滤波腔D1-D10组成,并形成第四滤波支路15的四个耦合零点。

第四滤波支路15的耦合零点能够提高第四滤波支路15的滤波信号的带外抑制等特性。

如图5所示,第四滤波支路15的十个滤波腔D1-D10包括:第一滤波腔D1、第二滤波腔D2、第三滤波腔D3、第四滤波腔D4、第五滤波腔D5、第六滤波腔D6、第七滤波腔D7、第八滤波腔D8、第九滤波腔 D9及第十滤波腔D10。

如图5所示,第四滤波支路15的第一滤波腔D1至第四滤波支路 15的第十滤波D10腔划分为沿第一方向x排列的两列,第四滤波支路 15的第一滤波腔D1、第二滤波腔D2、第四滤波腔D4、第五滤波腔D5、第八滤波腔D8及第九滤波腔D9为一列且沿第二方向y依次相邻排列,第四滤波支路15的第三滤波腔D3、第六滤波腔D6、第七滤波腔D7及第十滤波腔D10为一列且沿第二方向y依次相邻排列,第四滤波支路 15的第三滤波腔D3还分别与第四滤波支路15的第二滤波腔D2及第四滤波支路15的第四滤波腔D4相邻设置,第四滤波支路15的第七滤波腔D7还与第四滤波支路15的第五滤波腔D5和第四滤波支路15的第八滤波腔D8相邻设置。

由上述分析可知,第四滤波支路15的十个滤波腔D1-D10成两列规则排布,且该两列滤波腔相邻设置,每一列中的多个滤波腔依次相邻设置,该两列滤波腔交错设置,能够缩小第四滤波支路15的排布空间。

进一步地,如图5所示,第四滤波支路15的九个滤波腔D1-D9的尺寸均相同,由上述滤波腔的排布可知,任意两个相邻的滤波腔的中心之间的距离均相等,能够使得九个滤波腔D1-D9的排腔更紧凑,能够缩小九个滤波腔D1-D9的排布空间。

且第四滤波支路15的第九滤波腔D9分别与第八滤波腔D8和第十滤波腔D10相交设置,通过滤波腔之间的相交设置,能够避免传统滤波器中耦合的两个滤波腔之间需设置隔离墙,然后再在隔离墙上开设耦合窗口,能够减少物料,简化加工工艺。

如图5所示,第四滤波支路15的第三滤波腔D3与第四滤波支路 15的第六滤波腔D6之间、第四滤波支路15的第四滤波腔D4与第四滤波支路15的第六滤波腔D6之间、第四滤波支路15的第七滤波腔D7 与第四滤波支路15的第十滤波腔D10之间及第四滤波支路15的第八滤波腔D8与第四滤波支路15的第十滤波腔D10之间分别容性交叉耦合,形成第四滤波支路15的四个容性耦合零点。

第四滤波支路15的耦合零点均为容性耦合零点,能够提高物料一致性,提高滤波器10的稳定性。

可以在第四滤波支路15的第三滤波腔D3与第四滤波支路15的第六滤波腔D6之间设置有飞杆(等效于图10所示的电容C8)、第四滤波支路15的第四滤波腔D4与第四滤波支路15的第六滤波腔D6之间设置有飞杆(等效于图10所示的电容C9)、第四滤波支路15的第七滤波腔D7与第四滤波支路15的第十滤波腔D10之间设置有飞杆(等效于图 10所示的电容C10)、第四滤波支路15的第八滤波腔D8与第四滤波支路15的第十滤波腔D10之间(等效于图10所示的电容C11)。由上述分析可知,第三滤波腔D3与第六滤波腔D6之间的距离、第四滤波腔 D4与第六滤波腔D6之间的距离、第七滤波腔D7与第十滤波腔D10之间的距离、第八滤波腔D8与第十滤波腔D10之间的距离相等,因此能够实现采用相同规格飞杆元件,以达到实现第四滤波支路15的四个容性耦合零点的效果。在形成第四滤波支路15时能够减少物料的种类、提高物料的一致性,便于制造、降低了产品的复杂度,节约了成本,提高滤波器10的稳定性。

其中,本实施例的第四滤波支路15的仿真结果及上述射频参数与本实施例的第一滤波支路12相同,这里不赘述。

可选地,如图5所示,滤波器10还包括:第五滤波支路16,设置在壳体11上,第五滤波支路16由沿第五耦合路径依次耦合的五个滤波腔E1-E5组成,第五滤波支路16的第二滤波腔E2至五个滤波腔E5沿第二方向y依次相邻排布成一列,第五滤波支路16的第一滤波腔E1与第五滤波支路16的第二滤波腔E2相邻设置,且相对于第五滤波支路16 的第二滤波腔E2向第四滤波支路15靠拢;滤波腔成列且相邻排布能够缩小滤波腔的排布空间,能够缩小滤波器10的体积。

其中,如图5所示,第五滤波支路16的五个滤波腔E1-E5包括:第一滤波腔E1、第二滤波腔E2、第三滤波腔E3、第四滤波腔E4、第五滤波腔E5。

如图5所示,四个滤波腔E2-E5中相邻设置的两个滤波腔之间相交设置,通过滤波腔之间的相交设置,能够避免传统滤波器中耦合的两个滤波腔之间需设置隔离墙,然后再在隔离墙上开设耦合窗口,能够减少物料,简化加工工艺。

可选地,如图5所示,壳体11上还设有第三端口(图未标)和第四端口(图未标),第三端口分别与第四滤波支路15的第一滤波腔D1 和第五滤波支路16的第一滤波腔E1连接,第四端口分别与第四滤波支路15的第十滤波腔D10和第五滤波支路16的第五滤波腔E5连接。上述端口用于滤波信号传输,第四滤波支路15与第五滤波支路16公用端口,能够减少抽头的数量,降低滤波器10的复杂度,节约成本。

其中,第五滤波支路16的拓扑结构如图11所示;本实施例的第五滤波支路16的仿真结果及上述射频参数与本实施例的第三滤波支路14 相同,这里不赘述。

可选地,如图5所示,滤波器10还包括:第六滤波支路17,设置在壳体11上,第六滤波支路17由依次耦合的十个滤波腔F1-F10组成,并形成第六滤波支路17的四个耦合零点;第六滤波支路17的耦合零点能够提高第六滤波支路17的滤波信号的带外抑制等特性。

如图5所示,第六滤波支路17的十个滤波腔F1-F10包括:第一滤波腔F1、第二滤波腔F2、第三滤波腔F3、第四滤波腔F4、第五滤波腔 F5、第六滤波腔F6、第七滤波腔F7、第八滤波腔F8、第九滤波腔F9 及第十滤波腔F10。

如图5所示,第六滤波支路17的第一滤波腔F1至第六滤波支路17 的第四滤波腔F4划分为沿第一方向x排列的两列,第六滤波支路17的第一滤波腔F1和第四滤波腔F4为一列且沿第二方向y依次相邻排列,第六滤波支路17的第二滤波腔F2和第三滤波腔F3为一列且沿第二方向y依次相邻排列,第六滤波支路17的第一滤波腔F1还分别与第六滤波支路17的第二滤波腔F2、第六滤波支路17的第三滤波腔F3相邻设置;第六滤波支路17的第五滤波腔F5至第六滤波支路17的第十滤波腔F10划分为沿第一方向x排列的两列,第六滤波支路17的第五滤波腔F5、第八滤波腔F8、第九滤波腔F9及第十滤波腔F10为一列且沿第二方向y依次相邻排列,第六滤波支路17的第六滤波腔F6和第七滤波腔F7为一列且沿第二方向y依次相邻排列,第六滤波支路17的第七滤波腔F7还分别与第六滤波支路17的第五滤波腔F5、第六滤波支路17 的第八滤波腔F8相邻设置;第六滤波支路17的第三滤波腔F3还与第六滤波支路17的第六滤波腔F6相邻设置,第六滤波支路17的第四滤波腔F4还与第六滤波支路17的第五滤波腔F5相邻设置,且第六滤波支路17的第三滤波腔F3的中心在第一方向x上的投影位于第六滤波支路17的第五滤波腔F5的中心在第一方向x上的投影和第六滤波支路17 的第六滤波腔F6的中心在第一方向x上的投影之间,第六滤波支路17 的第六滤波腔F6的中心在第二方向y上的投影位于第六滤波支路17的第三滤波腔F3的中心在第二方向y上的投影和第六滤波支路17的第五滤波腔F5的中心在第二方向y上的投影之间。

如图5所示,第六滤波支路17的第五滤波腔F5至第十滤波腔F10 成列规则排布,且相邻交错设置,能够缩小第六滤波支路17的排布空间;第一滤波腔F1至第四滤波腔F4成棱形设置,能够缩小第六滤波支路17在第二方向y上的排布空间。

如图5所示,第六滤波支路17的第二滤波腔F2还分别与第一滤波腔F1和第三滤波腔F3相交设置,通过滤波腔之间的相交设置,能够避免传统滤波器中耦合的两个滤波腔之间需设置隔离墙,然后再在隔离墙上开设耦合窗口,能够减少物料,简化加工工艺。

如图5所示,第六滤波支路17的第一滤波腔F1与第六滤波支路17 的第三滤波腔F3之间容性交叉耦合,形成第六滤波支路17的一个容性耦合零,第六滤波支路17的第一滤波腔F1与第六滤波支路17的第四滤波腔F4之间、第六滤波支路17的第五滤波腔F5与第六滤波支路17 的第七滤波腔F7之间、第六滤波支路17的第五滤波腔F5与第六滤波支路17的第八滤波腔F8之间容性交叉耦合,形成第六滤波支路17的三个容性耦合零。

如图12所示,在第六滤波支路17的第一滤波腔F1与第六滤波支路17的第三滤波腔F3之间设置有飞杆(等效于图12所示的电容C12)。

如图12所示,在第六滤波支路17的第一滤波腔F1与第六滤波支路17的第四滤波腔F4之间设置窗口及金属耦合筋(等效于图12所示的电容L6)、第六滤波支路17的第五滤波腔F5与第六滤波支路17的第七滤波腔F7之间设置窗口及金属耦合筋(等效于图12所示的电容L7)、第六滤波支路17的第五滤波腔F5与第六滤波支路17的第八滤波腔F8之间设置窗口及金属耦合筋(等效于图12所示的电容L8)。其中,本实施例通过金属耦合筋实现感性交叉耦合,金属耦合筋受到外界温度的变化小,减少滤波器10的温度漂移。

如图5所示,壳体11上还设有第七端口(图未标)和第八端口(图未标),第七端口分别与第六滤波支路17的第一滤波腔F1连接,第八端口分别与第六滤波支路17的第十滤波腔F10连接。

如图5所示,在第六滤波支路17中,本实施例的第七端口与第一滤波腔F1之间的耦合带宽范围为127MHz-145MHz;第一滤波腔F1与第二滤波腔F2之间的耦合带宽范围为55MHz-66MHz;第一滤波腔F1 与第三滤波腔F3之间的耦合带宽范围为(-103)MHz-(-89)MHz;第一滤波腔F1与第四滤波腔F4之间的耦合带宽范围为33MHz-41MHz;第二滤波腔F2与第三滤波腔F3之间的耦合带宽范围为22MHz-29MHz;第三滤波腔F3与第四滤波腔F4之间的耦合带宽范围为73MHz-86MHz;第四滤波腔F4与第五滤波腔F5之间的耦合带宽范围为75MHz-88MHz;第五滤波腔F5与第六滤波腔F6之间的耦合带宽范围为39MHz-48MHz;第五滤波腔F5与第七滤波腔F7之间的耦合带宽范围为58MHz-69MHz;第五滤波腔F5与第八滤波腔F8之间的耦合带宽范围为19MHz-26MHz;第六滤波腔F6与第七滤波腔F7之间的耦合带宽范围为29MHz-36MHz;第七滤波腔F7与第八滤波腔F8之间的耦合带宽范围为73MHz-85MHz;第八滤波腔F8与第九滤波腔F9之间的耦合带宽范围为81MHz-94MHz;第九滤波腔F9与第十滤波腔F10之间的耦合带宽范围为 111MHz-127MHz;第十滤波腔F10与第八端口之间的耦合带宽范围为 127MHz-145MHz,能够满足设计要求。

其中,第六滤波支路17的第一滤波腔F1至第十滤波腔F10的谐振频率依次位于以下范围内:2593MHz-2595MHz、2520MHz-2522MHz、 2572MHz-2575MHz、2597MHz-2599MHz、2594MHz-2596MHz、2662MHz-2664MHz、2612MHz-2615MHz、2593MHz-2595MHz、 2593MHz-2595MHz、2593MHz-2595MHz。

可见,各个滤波腔的谐振频率基本一样,提高了制造、调试的便利性;也即采用相同的规格参数进行制造即可,实际过程中只需要简单的调试即可达到所需要的参数范围。

如图13所示,第六滤波支路17的带宽位于2513.2MHz-2674.7MHz 的范围内,如图13中的频带曲线S1所示,第六滤波支路17的耦合零点包括a、b、c、d,这些耦合零点使得频带为0.9MHz-1915MHz的带宽抑制大于或等于102dB,频带为1915MHz-230MHz的带宽抑制大于或等于82dB,频带为2300MHz-2400.6MHz的带宽抑制大于或等于76dB,频带为2400.6MHz-2455.6MHz的带宽抑制大于或等于57dB,频带为 2455.6MHz-2500.6MHz的带宽抑制大于或等于55dB,频带为 2699.4MHz-2900MHz的带宽抑制大于或等于57dB,频带为 2900MHz-3400MHz的带宽抑制大于或等于67dB,频带为 3400MHz-3800MHz的带宽抑制大于或等于77dB,频带为 3800MHz-4900MHz的带宽抑制大于或等于67dB,频带为 5120MHz-5350MHz的带宽抑制大于或等于62dB,频带为 5350MHz-5725MHz的带宽抑制大于或等于42dB,频带为5725MHz-5850MHz的带宽抑制大于或等于62dB,频带为 5850MHz-12.75GHz的带宽抑制大于或等于22dB,因此能够提第六滤波支路17的带外抑制等性能。

需要注意的是,本申请的两个或者多个耦合零点的参数(如频点及抑制)可能相同;在仿真图中,相同参数的耦合零点展示为同一个耦合零点。

可选地,第一滤波支路12、第三滤波支路14及第四滤波支路15沿第一方向x间隔设置;第三滤波支路14和第五滤波支路16沿第一方向 x排布,且第三滤波支路14和第五滤波支路16位于第一滤波支路12和第四滤波支路15之间;第三滤波支路14位于第二滤波支路13和第一滤波支路12之间,且第三滤波支路14与第二滤波支路13相邻设置;第二滤波支路13位于第三滤波支路14与第六滤波支路17之间,且第六滤波支路17与第二滤波支路13相邻设置;第二滤波支路13的第十滤波腔B10、第三滤波支路14的第十滤波腔C10及第六滤波支路17的第十滤波腔F10沿第一方向x同列设置,第二滤波支路13的第二滤波腔B2与第六滤波支路17的第二滤波腔F2沿第一方向x同列设置。

其中,第一滤波支路12、第二滤波支路13、第四滤波支路15及第六滤波支路17为发射滤波支路,第三滤波支路14、第五滤波支路16、为接收滤波支路。

上述第一端口、第三端口为输入端口,第二端口、第四端口为输出端口,上述端口均可以为抽头。

本申请的一些实施方式称为滤波器,也可以称为双工器或者合路器。

本申请还提供一种通信设备,如图14所示,图14是本申请的通信设备一实施例的结构示意图。本实施例的通信设备包括天线32和与天线32连接的射频单元31,射频单元31包括如上述实施例所示的滤波器 10,滤波器10用于对射频信号进行滤波。

在其他实施例子中,射频单元31还可以和天线32一体设置,一形成有源天线单元(Active Antenna Unit,AAU)。

区别于现有技术,本申请实施例滤波器包括:壳体,具有垂直的第一方向和第二方向;第一滤波支路,设置在壳体上,第一滤波支路由沿第一耦合路径依次耦合的十个滤波腔组成,并形成第一滤波支路的四个耦合零点;其中,第一滤波支路的第n滤波器的中心和第n+1滤波器的中心之间距离为第一滤波支路的第n滤波器的半径和第n+1滤波器的半径之和,n大于零,且小于或等于9。通过这种方式,本申请实施例滤波器的第一滤波支路的沿第一耦合路径级联设置的两个滤波腔之间的距离等于该两个滤波腔的半径之和,即沿第一耦合路径级联设置的两个滤波腔相邻设置,能够使得第一滤波支路的滤波腔排布更紧凑,因此能够缩小第一滤波支路的排布空间,能够缩小滤波器的体积,节约成本。

以上所述仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请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,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

相关技术
  • 通信设备滤波器及通信设备滤波器端口电磁屏蔽防护装置
  • 滤波器电路、发送滤波器电路、半导体集成电路及通信设备以及滤波器电路的定时调整方法
技术分类

06120113080370