專利名稱：濾波器及采用該濾波器的通信射頻器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種濾波器，還涉及一種采用該濾波器的通信射頻器件。
背景技術(shù)：
眾所周知，濾波器應(yīng)用在信號(hào)傳輸系統(tǒng)中，譬如微波通信、雷達(dá)導(dǎo)航、電子對(duì)抗、衛(wèi)星接力、導(dǎo)彈制導(dǎo)、測(cè)試儀表等，通過濾波器的作用來提取出有用的信號(hào)，抑制無用的干擾信號(hào)，使通信設(shè)備保持正常的工作。濾波器的性能主要體現(xiàn)在自身附帶損耗及對(duì)無用或者干擾信號(hào)的抑制度，并且由諧振器自身的品質(zhì)因素(即Q值)決定，濾波器的Q值決定濾波器自身的損耗及對(duì)干擾信號(hào)的抑制度。金屬材料因易于獲取、易于加工成型和價(jià)格低廉等先天優(yōu)勢(shì)，由金屬材料制成的金屬諧振器最早被使用在微波濾波器的設(shè)計(jì)應(yīng)用中，并隨著微波通信的發(fā)展獲得廣泛的應(yīng)用。但是，金屬諧振器的品質(zhì)因素相對(duì)有限，Q值相對(duì)較低，并且在諧振腔體積一定的條件下難于增加Q值。為了解決這個(gè)技術(shù)問題，大部分濾波器逐漸采用各種具有優(yōu)越的溫度穩(wěn)定性和高Q值的陶瓷材料來替代金屬材料，且為了獲取更高的品質(zhì)因素，往往會(huì)在陶瓷材料上添加高價(jià)值的材料，比如價(jià)格高昂的稀土材料等。陶瓷材料制得的陶瓷諧振器具有更高的Q值，而且損耗較低，容易滿足目前技術(shù)發(fā)展對(duì)濾波器的產(chǎn)品體積小、損耗低和更高的帶外雜波抑制等諸多需求，因此，陶瓷諧振器已成為最重要且最常見的濾波器元件。另外，陶瓷諧振器常常采用橫電模陶瓷諧振器(或稱TE模陶瓷諧振器)，但往往需要使用多個(gè)TE模陶瓷諧振器共同組合而成TE模濾波器；因此，在無法改變諧振器使用量的前提下，由于材料和生產(chǎn)工藝的原因而導(dǎo)致其生產(chǎn)成本居高不下。 現(xiàn)有技術(shù)中也有采用陶瓷諧振器和金屬諧振器混搭使用的濾波器，譬如在依序設(shè)置的第一腔體內(nèi)、第二腔體內(nèi)和第三腔體內(nèi)相應(yīng)設(shè)置第一陶瓷諧振器、第二陶瓷諧振器和金屬諧振器，這在一定程度上降低了生產(chǎn)成本；但是針對(duì)一些通信系統(tǒng)的指標(biāo)要求，如需要指定對(duì)高于濾波器的通帶頻率段的信號(hào)進(jìn)行過濾等效果時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)這種陶瓷諧振器和金屬諧振器混搭的方式無法實(shí)現(xiàn)這種相似的指標(biāo)要求，而造成濾波器的使用性能存在缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決現(xiàn)有技術(shù)濾波器的性能存在缺陷的技術(shù)問題，提供了一種濾波器及采用該濾波器的通信射頻器件，能夠有效地完善濾波器的使用性能。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種濾波器，包括間隔設(shè)置且依序連通的第一腔體、第二腔體和第三腔體，以及豎直安裝于該第一腔體底部和該第二腔體底部的第一材料諧振器、豎直安裝于該第三腔體底部的第二材料諧振器。該濾波器還包括耦合窗口和濾波耦合件該耦合窗口設(shè)于該第一腔體和該第三腔體之間以使得該第一腔體和該第三腔體直接連通；該濾波耦合件包括設(shè)于該第三腔體內(nèi)的第一耦合部、設(shè)于該第一腔體內(nèi)的第二耦合部以及連接該第一耦合部和該第二耦合部的銜接部。該第二腔體的第一材料諧振器和該第二材料諧振器耦合，該第一腔體的該第一材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過該第二耦合部與該第一腔體配合形成的第一等效磁通窗口，該第二材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過該第一耦合部與該第三腔體配合形成的第二等效磁通窗口，該第一等效磁通窗口和該第二等效磁通窗口位于該銜接部的相同側(cè)，該第一腔體的該第一材料諧振器和該第二材料諧振器經(jīng)由該濾波耦合件進(jìn)行耦合以對(duì)預(yù)定頻率高于該濾波器的通帶頻率的信號(hào)進(jìn)行過濾。其中，該第二腔體和該第三腔體之間開設(shè)有實(shí)現(xiàn)相連通的傳輸窗口，該濾波器還包括傳輸耦合件，該傳輸耦合件包括設(shè)于該第三腔體內(nèi)的第三耦合部、設(shè)于該第二腔體內(nèi)的第四耦合部以及連接該第三耦合部和該第四耦合部的連接部；該第二腔體的該第一材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過該第四耦合部與該第二腔體配合形成的第三等效磁通窗口，該第二材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過該第三耦合部與該第三腔體配合形成的第四等效磁通窗口，使得該第二腔體的該第一材料諧振器和該第二材料諧振器經(jīng)由該傳輸耦合件實(shí)現(xiàn)耦合。其中，該第一材料諧振器為陶瓷諧振器，該第二材料諧振器為金屬諧振器，該第一材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與該第二材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向相互垂直。其中，該濾波耦合件的材料為導(dǎo)電材料，該銜接部與該耦合窗口之間絕緣設(shè)置。該第一耦合部與該第三腔體的側(cè)壁電性連接，該第一耦合部的主體與該第二材料諧振器間隔設(shè)置且其所在的直線與該第二材料諧振器的軸心線相互垂直，通過該銜接部、該第一耦合部、該第三腔體的側(cè)壁和該耦合窗口的底部配合形成該第二等效磁通窗口。該第二耦合部與該第一腔體的側(cè)壁電性連接，該第二耦合部的主體與該第一腔體的該第一材料諧振器間隔設(shè)置且其所在的直線與該第一材料諧振器的軸心線相互垂直，通過該銜接部、該第一腔體的側(cè)壁、該第二耦合部和該耦合窗口的底部配合形成該第一等效磁通窗口。其中，該傳輸耦合件的材料為導(dǎo)電材料，該連接部與該傳輸窗口之間絕緣設(shè)置。該第三耦合部與該第三腔體的底部電性連接，該第三耦合部的主體與該第二材料諧振器間隔設(shè)置且其所在的直線與該第二材料諧振器的軸心線相互平行，通過該連接部、該第三耦合部、該第三腔體的底部和該第三腔體的側(cè)壁配合形成該第四等效磁通窗口。該第四耦合部與該傳輸窗口的底部電性連接，該第四耦合部的主體與該第二腔體的該第一材料諧振器間隔設(shè)置且其所在的直線與該第一材料諧振器的軸心線相互垂直，通過該連接部、該第四耦合部和該傳輸窗口的底部配合形成該第三等效磁通窗口。其中，該第一等效磁通窗口和該第二等效磁通窗口均位于該銜接部的第一側(cè)、且該第三等效磁通窗口位于該連接部的第一側(cè)，使得該第一腔體的該第一材料諧振器與該第二材料諧振器之間耦合的磁場(chǎng)能量方向、和該第二腔體的該第一材料諧振器與該第二材料諧振器之間耦合的磁場(chǎng)能量方向相同。其中，該濾波耦合件的結(jié)構(gòu)呈U型或C型。其中，該濾波耦合件和/或該傳輸耦合件的材料為金屬，該濾波耦合件懸空貫穿該耦合窗口，該傳輸耦合件懸空貫穿該傳輸窗口。其中，該濾波器包括信號(hào)輸入端和信號(hào)輸出端，該信號(hào)輸入端設(shè)于該第一腔體，該信號(hào)輸出端設(shè)于該第三腔體。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是提供一種通信射頻器件，該通信射頻器件包括上述的濾波器，該濾波器設(shè)于該通信射頻器件的信號(hào)收發(fā)電路部分，用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行選擇。其中，該通信射頻器件為單工器、雙工器、分路器、合路器或塔頂放大器。本發(fā)明的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明在第一腔體和第三腔體之間設(shè)置耦合窗口，通過設(shè)置濾波耦合件且使其所形成的第一等效磁通窗口和第二等效磁通窗口位于銜接部的相同側(cè)，工作時(shí)，第一材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過第一等效磁通窗口且第二材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過第二等效磁通窗口，兩個(gè)磁場(chǎng)之間根據(jù)電磁效應(yīng)的工作原理進(jìn)行耦合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了濾波器對(duì)預(yù)定頻率高于該濾波器的通帶頻率的信號(hào)進(jìn)行過濾。本發(fā)明通過耦合窗口和濾波耦合件的組合形式，在高于該濾波器的通帶頻率的區(qū)域形成高衰減系數(shù)的抑制點(diǎn)，有效地完善了濾波器的使用性能，提高了濾波器的實(shí)用性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明濾波器一 實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示濾波器的部分結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3是圖1所示濾波器的濾波耦合件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1所示濾波器的傳輸耦合件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)濾波器的傳輸響應(yīng)曲線圖；以及圖6和圖7是采用不同尺寸的濾波器及其濾波耦合件進(jìn)行仿真時(shí)的傳輸響應(yīng)曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供一種濾波器，包括間隔設(shè)置且依序連通的第一腔體、第二腔體和第三腔體，以及豎直安裝于該第一腔體底部和該第二腔體底部的第一材料諧振器、豎直安裝于該第三腔體底部的第二材料諧振器。該濾波器還包括耦合窗口和濾波耦合件該耦合窗口設(shè)于該第一腔體和該第三腔體之間以使得該第一腔體和該第三腔體直接連通；該濾波耦合件包括設(shè)于該第三腔體內(nèi)的第一耦合部、設(shè)于該第一腔體內(nèi)的第二耦合部以及連接該第一耦合部和該第二耦合部的銜接部。該第二腔體的第一材料諧振器和該第二材料諧振器稱合，該第一腔體的該第一材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過該第二耦合部與該第一腔體配合形成的第一等效磁通窗口，該第二材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過該第一耦合部與該第三腔體配合形成的第二等效磁通窗口，該第一等效磁通窗口和該第二等效磁通窗口位于該銜接部的相同側(cè)，該第一腔體的該第一材料諧振器和該第二材料諧振器經(jīng)由該濾波耦合件進(jìn)行耦合以對(duì)預(yù)定頻率高于該濾波器的通帶頻率的信號(hào)進(jìn)行過濾。需要特別指出的是該第一材料諧振器為陶瓷諧振器，該第二材料諧振器為金屬諧振器。本實(shí)施例通過耦合窗口和濾波耦合件的組合形式，在高于該濾波器的通帶頻率的區(qū)域形成高衰減系數(shù)的抑制點(diǎn)，在降低濾波器生產(chǎn)成本的同時(shí)，有效地完善了濾波器的使用性能，提高了濾波器的實(shí)用性。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種通信射頻器件，該通信射頻器件包括上述的濾波器，該濾波器設(shè)于該通信射頻器件的信號(hào)收發(fā)電路部分，用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行選擇，該通信射頻器件可以為單工器、雙工器、分路器、合路器或塔頂放大器。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例一，請(qǐng)參閱圖1和圖2，該濾波器可以為TE模濾波器，其包括但不限于間隔設(shè)置且依序連通的第一腔體11、第二腔體12和第三腔體13，以及豎直安裝于第一腔體11底部和第二腔體12底部的第一材料諧振器110、120、豎直安裝于第三腔體13底部的第二材料諧振器130、耦合窗口 14和濾波耦合件15。在本實(shí)施例中，第一腔體11、第二腔體12和第三腔體13均可以采用導(dǎo)電材料制成，優(yōu)選為金屬。需指出的是，第一腔體11、第二腔體12和第三腔體13可以僅為設(shè)置于濾波器的其中一部分腔體，其還可以包括第四腔體和第五腔體等，在此不作限定。耦合窗口 14設(shè)于 第一腔體11和第三腔體13之間以使得第一腔體11和第三腔體13直接連通，耦合窗口 14的開口大小可以根據(jù)濾波器的型號(hào)尺寸、性能或用途進(jìn)行設(shè)定，在此不作限定，同理耦合窗口 14的開口形狀可以根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)定為方形、圓形或彎月形等，在此不作限定，優(yōu)選地，本實(shí)施例采用方形。濾波稱合件15貫穿設(shè)置于稱合窗口 14中,在本實(shí)施例,濾波稱合件15為導(dǎo)電材料制得，且其外表沒有涂覆非導(dǎo)電層進(jìn)行保護(hù)，濾波耦合件15需懸空貫穿于耦合窗口 14。優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例采用第一種方式，即濾波耦合件15懸空貫穿于耦合窗口 14，使濾波耦合件15與耦合窗口 14之間不形成短路連接，當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可以在濾波耦合件15的外表涂覆絕緣層，而實(shí)現(xiàn)與耦合窗口 14之間的絕緣設(shè)置，在此不作限定。請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)施例的濾波耦合件15具體可以包括設(shè)于第三腔體13內(nèi)的第一率禹合部151、設(shè)于第一腔體11內(nèi)的第二I禹合部152、以及連接第一f禹合部151和第二I禹合部152的銜接部153。第二耦合部152與第一腔體11配合形成的第一等效磁通窗口 1520、而第一耦合部151與第三腔體13配合形成的第二等效磁通窗口 1510，值得注意的是，第一等效磁通窗口 1520和第二等效磁通窗口 1510均位于銜接部153的相同側(cè)；本實(shí)施例通過第一等效磁通窗口 1520和第二等效磁通窗口 1510即可實(shí)現(xiàn)第一腔體11的第一材料諧振器110與第二材料諧振器130的耦合。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，第一等效磁通窗口 1520也可以由第二耦合部152單獨(dú)形成，而第二等效磁通窗口 1510也可以由第一耦合部151單獨(dú)形成，譬如濾波耦合件15采用閉合線圈的方式，將一部分閉合線圈設(shè)置于第一腔體11內(nèi)，并將一部分閉合線圈設(shè)置于第三腔體13內(nèi)，即可實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)耦合，在本技術(shù)領(lǐng)域人員理解的范圍內(nèi)，在此不作贅述。
具體而言，濾波耦合件15的材料為金屬，銜接部153與耦合窗口 14之間絕緣設(shè)置，如濾波耦合件15懸空貫穿耦合窗口 14，且為了節(jié)省材料，本實(shí)施例的濾波耦合件15優(yōu)選地為U型或C型及其類似結(jié)構(gòu)，如圖3所示。不難看出，第一耦合部151與第三腔體13的側(cè)壁電性連接，第一耦合部151的主體與第二材料諧振器130間隔設(shè)置且其所在的直線與第二材料諧振器130的軸心線相互垂直(當(dāng)然也可以稍微傾斜設(shè)置或其他形式，在此不作限定)，本實(shí)施例通過銜接部153、第一耦合部151、第三腔體13的側(cè)壁和耦合窗口 14的底部配合形成第二等效磁通窗口 1510。第二耦合部152與第一腔體11的側(cè)壁電性連接，第二耦合部152的主體與第一腔體11的第一材料諧振器110間隔設(shè)置且其所在的直線與第一材料諧振器110的軸心線相互垂直(當(dāng)然也可以呈一預(yù)定角度傾斜，在此不作限定)，本實(shí)施例通過銜接部153、第二耦合部152、第一腔體11的側(cè)壁和耦合窗口 14的底部配合形成第一等效磁通窗口 1520。其中，第一耦合部151和第二耦合部152均可以通過螺接、鉚接或卡接的方式實(shí)現(xiàn)固定連接，在此不作細(xì)述。請(qǐng)參閱圖4，本實(shí)施例在第二腔體12和第三腔體13之間開設(shè)有實(shí)現(xiàn)相連通的傳輸窗口 16,為了實(shí)現(xiàn)第二腔體12和第三腔體13之間的信號(hào)稱合傳輸，濾波器還包括傳輸I禹合件17。傳輸耦合件17包括設(shè)于第二腔體12內(nèi)的第四耦合部172、設(shè)于第三腔體13內(nèi)的第三耦合部171以及連接第三耦合部171和第四耦合部172的連接部173。具體而言，傳輸稱合件17的材料為金屬,連接部173與傳輸窗口 16之間絕緣設(shè)置，如傳輸耦合件17懸空貫穿傳輸窗口 16。在圖4所示的實(shí)例中，第三耦合部171與第三腔體13的底部電性連接，第三耦合部171的主體與第二材料諧振器130間隔設(shè)置且其所在的直線與第二材料諧振器130的軸心線相互平行(當(dāng)然也可以呈一預(yù)定角度傾斜，在此不作限定)，通過連接部173、第三耦合部171、第三腔體13的底部和第三腔體13的側(cè)壁配合形成第四等效磁通窗口 1710。第四耦合部172與傳輸窗口 16的底部電性連接，第四耦合部172的主體與第二腔體12的第一材料諧振器120間隔設(shè)置且其所在的直線與第一材料諧振器110、120的軸心線相互垂直(當(dāng)然也可以呈預(yù)定角度傾斜設(shè)置，在此不作限定)，通過連接部173、第四耦合部172和傳輸窗口 16的底部配合形成第三等效磁通窗口 1720。其中，第三耦合部171和第四耦合部172均 可以通過螺接、鉚接或卡接的方式實(shí)現(xiàn)固定連接，在此不作細(xì)述。值得注意的是，本實(shí)施例第一材料諧振器110、120為陶瓷諧振器，而第二材料諧振器130為金屬諧振器，且圖1所示的裝配方式中，不難看出，第一材料諧振器110、120產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與第二材料諧振器130產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向相互垂直(第一材料諧振器110、120的磁場(chǎng)方向?yàn)榫暰€方向，而第二材料諧振器130的磁場(chǎng)方向?yàn)榻?jīng)線方向)。在具體的耦合過程中，第一材料諧振器110、120產(chǎn)生的磁場(chǎng)沿對(duì)應(yīng)的腔體底部與頂部連線所在的平面上下諧振并向四周發(fā)散，并與對(duì)應(yīng)的第一等效磁通窗口 1520和第三等效磁通窗口 1720所在的平面相互垂直，使得第一材料諧振器110、120產(chǎn)生的磁場(chǎng)被對(duì)應(yīng)的第一等效磁通窗口1520和第三等效磁通窗口 1720進(jìn)行磁耦合。同理，第二材料諧振器130的磁場(chǎng)分布在第二材料諧振器130的外表面上且沿平行于第三腔體13底部所在的平面旋轉(zhuǎn)諧振，而第二等效磁通窗口 1510與第二材料諧振器130的磁場(chǎng)的方向相平齊使得第二材料諧振器130的磁場(chǎng)矢量的部分分量穿過第二等效磁通窗口 1510，進(jìn)而使得第一材料諧振器110與第二材料諧振器130之間的磁場(chǎng)矢量存在明顯的相互跨越、磁場(chǎng)能量耦合明顯。第四等效磁通窗口1710與第二材料諧振器130的磁場(chǎng)的方向垂直使得第二材料諧振器130的磁場(chǎng)分量可穿過第四等效磁通窗口 1710。進(jìn)一步而言，等效磁通窗口的面積越大，對(duì)應(yīng)穿過的磁通量越強(qiáng)烈，進(jìn)而耦合的磁場(chǎng)能量越大。簡(jiǎn)而言之，濾波耦合件15和傳輸耦合件17既耦合了對(duì)應(yīng)的第一材料諧振器110、120的磁場(chǎng)能量，又同時(shí)耦合了第二材料諧振器130的磁場(chǎng)能量，使得第一材料諧振器110、120的磁場(chǎng)能量與第二材料諧振器130的磁場(chǎng)能量相互耦合到一起，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了微波能量的相互傳遞，很好地解決了第一材料諧振器110、120與第二材料諧振器130之間的微波能量難以理想耦合傳遞的問題。此外，為了盡可能地獲取最大的磁通量以進(jìn)行微波能量的傳遞，第一等效磁通窗口 1520和第二等效磁通窗口 1510所在的平面相互垂直。本發(fā)明實(shí)施例的濾波器采用陶瓷諧振器和金屬諧振器混搭使用的方式，既滿足產(chǎn)品體積小、損耗低和更高的帶外雜波抑制等要求，又減少了對(duì)陶瓷諧振器的使用，從而有效地降低了濾波器的生產(chǎn)成本，且由于金屬諧振器的可靠性高且其體積偏小，使得濾波器的可靠性也得到提高，且其體積實(shí)現(xiàn)輕小化，本發(fā)明實(shí)施例的濾波器更具實(shí)用性。在信號(hào)經(jīng)由第一腔體11往第二腔體12到第三腔體13進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中第二腔體12的第一材料諧振器120產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過第四耦合部172與第二腔體12配合形成的第三等效磁通窗口 1720，第二材料諧振器130產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過第三耦合部171與第三腔體13配合形成的第四等效磁通窗口 1710，使得第二腔體12的第一材料諧振器120和第二材料諧振器130經(jīng)由傳輸耦合件17實(shí)現(xiàn)耦合。第一腔體11的第一材料諧振器110產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過第二耦合部152與第一腔體11配合形成的第一等效磁通窗口 1520，同時(shí)，第二材料諧振器130產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過第一耦合部151與第三腔體13配合形成的第二等效磁通窗口1510，第一腔體11的第一材料諧振器110和第二材料諧振器130經(jīng)由濾波耦合件15進(jìn)行耦合以對(duì)預(yù)定頻率高于濾波器的通帶頻率的信號(hào)進(jìn)行過濾。需要說明的是，在第一材料諧振器110、120以及第二材料諧振器130產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向、強(qiáng)度大小及磁場(chǎng)分布基本固定的情況下，可以調(diào)整第一等效磁通窗口 1520、第二等效磁通窗口 1510、第三等效 磁通窗口 1720和第四等效磁通窗口 1710的大小，使對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)通過對(duì)應(yīng)的等效磁通窗口的磁通量(即磁場(chǎng)能量)相匹配，從而實(shí)現(xiàn)微波能量的傳遞或者實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定頻率的信號(hào)進(jìn)行過濾等。譬如,本實(shí)施例可以通過改變銜接部153和連接部173的長(zhǎng)度，可以通過改變第一耦合部151與第三腔體13的連接位置，可以通過改變第二耦合部152與耦合窗口 14 (或第一腔體11)的連接位置，可以通過改變第三耦合部171與第三腔體13的連接位置，可以通過改變第四耦合部172與傳輸窗口 16 (或第二腔體12)的連接位置，或者改變?yōu)V波耦合件15或傳輸耦合件17的彎折方式來對(duì)應(yīng)改變第一等效磁通窗口1520、第二等效磁通窗口 1510、第三等效磁通窗口 1720和第四等效磁通窗口 1710的大小，在本技術(shù)領(lǐng)域人員理解的范圍內(nèi)，不一一贅述。進(jìn)一步而言，從圖3和圖4中不難看出，濾波耦合件15呈矩形狀的U型而傳輸耦合件17則呈鉤型結(jié)構(gòu)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定頻率高于濾波器的通帶頻率的信號(hào)進(jìn)行過濾，第一等效磁通窗口 1520和第二等效磁通窗口 1510均位于銜接部153的第一側(cè)(如圖3所示銜接部153的左下角方向)以呈U型結(jié)構(gòu)，且第三等效磁通窗口 1720位于連接部173的第一偵1J,使得第一腔體11的第一材料諧振器110與第二材料諧振器130之間稱合的磁場(chǎng)能量方向、和第二腔體12的第一材料諧振器120與第二材料諧振器130之間I禹合的磁場(chǎng)能量方向相同，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定頻率高于該濾波器的通帶頻率的信號(hào)進(jìn)行過濾，其中，其具體的耦合過程和耦合原理在本技術(shù)領(lǐng)域人員理解的范圍內(nèi)，不再細(xì)述。此外，本實(shí)施例的濾波器還包括信號(hào)輸入端(圖未示)和信號(hào)輸出端(圖未示)，信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)設(shè)于第一腔體11的側(cè)壁，信號(hào)輸出端對(duì)應(yīng)設(shè)于第三腔體13的側(cè)壁。在其他實(shí)施例中，第一腔體11、第二腔體12和第三腔體13也可以作為多個(gè)腔體中連貫設(shè)置的一組，其只需實(shí)現(xiàn)傳輸和過濾指定頻率的信號(hào)即可，在此不作細(xì)述。請(qǐng)參閱圖5到圖7，圖5是現(xiàn)有技術(shù)濾波器的傳輸響應(yīng)曲線圖，圖6和圖7是本發(fā)明不同實(shí)施例及不同尺寸的濾波器及其濾波稱合件15在采用HFSS (High FrequencyStructure Simulator,三維電磁仿真軟件)進(jìn)行仿真時(shí)所得到的不同的傳輸響應(yīng)曲線圖，其中，橫坐標(biāo)的單位為MHz (兆赫茲)，縱坐標(biāo)為dB增益。不難看出，圖5所示的濾波器的傳輸響應(yīng)曲線圖在高于通帶頻率的頻率區(qū)域內(nèi)沒法實(shí)現(xiàn)特殊的濾波抑制點(diǎn)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)采用陶瓷諧振器和金屬諧振器混搭的濾波器而言，本實(shí)施例的濾波器在高于濾波器的通帶頻率的頻率段位置實(shí)現(xiàn)了高衰減系數(shù)的高抑制點(diǎn)，使預(yù)定頻率的信號(hào)無法通過濾波器，如圖6所示的響應(yīng)曲線在高于通帶頻率的2730MHz附近、而圖7所示的響應(yīng)曲線在高于通帶頻率的2338MHz附近，都形成了高抑制點(diǎn)，因此滿足了通信系統(tǒng)等對(duì)通信射頻器件的特殊要求，符合通信射頻器件的特定指標(biāo)，完善了濾波器的使用性能。當(dāng)然，通過調(diào)整濾波耦合件15和傳輸耦合件17的結(jié)構(gòu)或連接方式來改變第一等效磁通窗口 1520、第二等效磁通窗口 1510、第三等效磁通窗口 1720和第四等效磁通窗口 1710的大小，從而得到與圖6、圖7不同的響應(yīng)曲線圖，在此不一一贅述。且如圖6和圖7所示，本實(shí)施例的濾波器采用陶瓷諧振器和金屬諧振器混搭使用時(shí)，滿足了濾波器的損耗低和更高的帶外雜波抑制等要求，有效地降低了對(duì)陶瓷諧振器的使用數(shù)量，從而降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明在第一腔體11和第三腔體13之間設(shè)置稱合窗口 14,工作時(shí),第一材料諧振器110產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過第一等效磁通窗口 1520且第二材料諧振器130產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過第二等效磁通窗口 1510，兩個(gè)磁場(chǎng)之間根據(jù)電磁效應(yīng)的工作原理進(jìn)行耦合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了濾波器對(duì)預(yù)定頻率高于該濾波器的通帶頻率的信號(hào)進(jìn)行過濾。本發(fā)明通過耦合窗口 14和濾波耦合件15的組合形式，在高于該濾 波器的通帶頻率的區(qū)域形成高衰減系數(shù)的抑制點(diǎn)，在降低濾波器生產(chǎn)成本的同時(shí)，有效地完善了濾波器的使用性能，提高了濾波器的實(shí)用性。實(shí)施例二，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種采用上述的濾波器的通信射頻器件，其中該濾波器設(shè)于通信射頻器件的信號(hào)收發(fā)電路部分，用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行選擇，具體而言，通信射頻器件可以為單工器、雙工器、分路器、合路器或塔頂放大器等，在本技術(shù)領(lǐng)域人員理解的范圍內(nèi)，不作限定。此外，本發(fā)明實(shí)施例的濾波器在第一腔體11和第二腔體12內(nèi)采用陶瓷諧振器，且在第三腔體13內(nèi)采用金屬諧振器以進(jìn)行混搭使用的方式，既滿足損耗低和更高的帶外雜波抑制等要求，又減少了對(duì)陶瓷諧振器的使用，有效地降低了濾波器的生產(chǎn)成本；且由于金屬諧振器的可靠性高且其體積偏小，使得濾波器的可靠性也得到提高，且其體積實(shí)現(xiàn)輕小化，本發(fā)明實(shí)施例的濾波器更具實(shí)用性。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種濾波器，其特征在于，包括間隔設(shè)置且依序連通的第一腔體、第二腔體和第三腔體，以及豎直安裝于所述第一腔體底部和所述第二腔體底部的第一材料諧振器、豎直安裝于所述第三腔體底部的第二材料諧振器，所述濾波器還包括 耦合窗口，設(shè)于所述第一腔體和所述第三腔體之間以使得所述第一腔體和所述第三腔體直接連通； 濾波耦合件，所述濾波耦合件包括設(shè)于所述第三腔體內(nèi)的第一耦合部、設(shè)于所述第一腔體內(nèi)的第二耦合部以及連接所述第一耦合部和所述第二耦合部的銜接部； 其中，所述第二腔體的所述第一材料諧振器和所述第二材料諧振器耦合，所述第一腔體的所述第一材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過所述第二耦合部與所述第一腔體配合形成的第一等效磁通窗口，所述第二材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過所述第一耦合部與所述第三腔體配合形成的第二等效磁通窗口，所述第一等效磁通窗口和所述第二等效磁通窗口位于所述銜接部的相同側(cè)，所述第一腔體的所述第一材料諧振器和所述第二材料諧振器經(jīng)由所述濾波耦合件進(jìn)行耦合以對(duì)預(yù)定頻率高于所述濾波器的通帶頻率的信號(hào)進(jìn)行過濾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于，所述第二腔體和所述第三腔體之間開設(shè)有實(shí)現(xiàn)相連通的傳輸窗口，所述濾波器還包括 傳輸耦合件，所述傳輸耦合件包括設(shè)于所述第三腔體內(nèi)的第三耦合部、設(shè)于所述第二腔體內(nèi)的第四耦合部以及連接所述第三耦合部和所述第四耦合部的連接部； 其中，所述第二腔體的所述第一材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過所述第四耦合部與所述第二腔體配合形成的第三等效磁通窗口，所述第二材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過所述第三耦合部與所述第三腔體配合形成的第四等效磁通窗口，使得所述第二腔體的所述第一材料諧振器和所述第二材料諧振器經(jīng)由所述傳輸耦合件實(shí)現(xiàn)耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濾波器，其特征在于，所述第一材料諧振器為陶瓷諧振器，所述第二材料諧振器為金屬諧振器，所述第一材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與所述第二材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向相互垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濾波器，其特征在于，所述濾波耦合件的材料為導(dǎo)電材料，所述銜接部與所述耦合窗口之間絕緣設(shè)置 所述第一耦合部與所述第三腔體的側(cè)壁電性連接，所述第一耦合部的主體與所述第二材料諧振器間隔設(shè)置且其所在的直線與所述第二材料諧振器的軸心線相互垂直，通過所述銜接部、所述第一耦合部、所述第三腔體的側(cè)壁和所述耦合窗口的底部配合形成所述第二等效磁通窗口； 所述第二耦合部與所述第一腔體的側(cè)壁電性連接，所述第二耦合部的主體與所述第一腔體的所述第一材料諧振器間隔設(shè)置且其所在的直線與所述第一材料諧振器的軸心線相互垂直，通過所述銜接部、所述第二耦合部、所述第一腔體的側(cè)壁和所述耦合窗口的底部配合形成所述第一等效磁通窗口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濾波器，其特征在于，所述傳輸耦合件的材料為導(dǎo)電材料，所述連接部與所述傳輸窗口之間絕緣設(shè)置 所述第三耦合部與所述第三腔體的底部電性連接，所述第三耦合部的主體與所述第二材料諧振器間隔設(shè)置且其所在的直線與所述第二材料諧振器的軸心線相互平行，通過所述連接部、所述第三耦合部、所述第三腔體的底部和所述第三腔體的側(cè)壁配合形成所述第四等效磁通窗口； 所述第四耦合部與所述傳輸窗口的底部電性連接，所述第四耦合部的主體與所述第二腔體的所述第一材料諧振器間隔設(shè)置且其所在的直線與所述第一材料諧振器的軸心線相互垂直，通過所述連接部、所述第四耦合部和所述傳輸窗口的底部配合形成所述第三等效磁通窗口。
6.根據(jù)權(quán)利要求2 5任一項(xiàng)所述的濾波器，其特征在于，所述第一等效磁通窗口和所述第二等效磁通窗口均位于所述銜接部的第一側(cè)、且所述第三等效磁通窗口位于所述連接部的第一側(cè)，使得所述第一腔體的所述第一材料諧振器與所述第二材料諧振器之間耦合的磁場(chǎng)能量方向、和所述第二腔體的所述第一材料諧振器與所述第二材料諧振器之間耦合的磁場(chǎng)能量方向相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的濾波器，其特征在于，所述濾波耦合件的結(jié)構(gòu)呈U型或C型。
8.根據(jù)權(quán)利要求2 5任一項(xiàng)所述的濾波器，其特征在于，所述濾波耦合件和/或所述傳輸耦合件的材料為金屬，所述濾波耦合件懸空貫穿所述耦合窗口，所述傳輸耦合件懸空貫穿所述傳輸窗口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于，所述濾波器包括信號(hào)輸入端和信號(hào)輸出端，所述信號(hào)輸入端設(shè)于所述第一腔體，所述信號(hào)輸出端設(shè)于所述第三腔體。
10.一種通信射頻器件，其特征在于，所述通信射頻器件包括權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的濾波器，所述濾波器設(shè)于所述通信射頻器件的信號(hào)收發(fā)電路部分，用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行選擇。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的通信射頻器件，其特征在于，所述通信射頻器件為單工器、雙工器、分路器、合路器或塔頂放大器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通信射頻器件和濾波器，濾波器包括安裝于第一腔體和第二腔體的第一材料諧振器、安裝于第三腔體的第二材料諧振器、設(shè)于第一腔體和第三腔體之間的耦合窗口和濾波耦合件。濾波耦合件包括第一耦合部、第二耦合部以及銜接部。第一腔體的第一材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過第二耦合部與第一腔體配合形成的第一等效磁通窗口，第二材料諧振器產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過第一耦合部與第三腔體配合形成的第二等效磁通窗口，第一、第二等效磁通窗口均位于銜接部的相同側(cè)，第一腔體的第一材料諧振器和第二材料諧振器進(jìn)行耦合以對(duì)預(yù)定頻率高于濾波器的通帶頻率的信號(hào)進(jìn)行過濾。本發(fā)明在高于通帶頻率的區(qū)域形成高衰減系數(shù)的抑制點(diǎn)，完善濾波器的使用性能。
文檔編號(hào)H01P1/208GK103066352SQ201210592059
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者鐘志波 申請(qǐng)人:深圳市大富科技股份有限公司