帶阻濾波器的制作方法

專利名稱：帶阻濾波器的制作方法
技術領域：
本發明涉及使用諧振器的射頻(RF)濾波器，并且更特別地涉及射頻濾波器中所包括的帶阻濾波器。
背景技術：
一般而言，使用諧振器的射頻濾波器(DR濾波器、空腔濾波器、波導濾波器等)具有某種電路管結構來諧振射頻，特別是超高頻。由于包括線圈和電容器(condenser)的一般諧振電路具有高輻射損失，因此該諧振電路不適合于形成超高頻。RF濾波器包括多個諧振器，并且每個諧振器形成被導體所包圍的金屬圓柱形或者矩形空腔。諧振器具有介電諧振 (DR)元件或者包括諧振器內的金屬諧振棒的諧振元件，并且僅允許固有頻率的電磁場存在于其中，使得諧振器具有允許超高頻的諧振的結構。如上所述，使用諧振器的射頻濾波器根據頻帶的濾波特性而被大致分為帶通濾波器(BPF)和帶阻濾波器。此時，將帶阻濾波器稱為帶截止濾波器或者帶阻濾波器。此類帶阻濾波器(以及帶通濾波器)一直不斷地被研究和開發以改進及容易地調整濾波特性，并且特別地，積極研究也正在進展以抑制因各種寄生諧振模式而導致的噪聲發生。

發明內容
因此，本發明的一個方面是提供一種帶阻濾波器，其可以有效地抑制各種寄生諧振模式的產生。此外，本發明的另一方面是提供一種帶阻濾波器，其可以實現為具有較小尺寸的濾波器。另外，本發明的又一方面是提供一種具有對濾波特性的容易調諧的帶阻濾波器。根據本發明的一個方面，提供一種帶阻濾波器，包括諧振棒；殼體，其用于形成諧振棒位于其中的空腔，并且以以下這樣的方式設計空腔以具有多級結構在形成空腔中該空腔的上端部分的至少一部分的寬度比該空腔的下端部分的寬度窄；諧振棒所安裝到的下蓋，該下蓋耦合到殼體的下部并且被裝配成使得在耦合到殼體時諧振棒被插入到空腔中，該下蓋限定為空腔的底表面；傳輸線，其安裝在預設到殼體的溝槽內，使得該傳輸線耦合到由空腔和該空腔內的諧振棒所形成的諧振器并且連接在帶阻濾波器的信號輸入端子與信號輸出端子之間；以及氣密蓋，用于密封傳輸線所安裝到的殼體的溝槽。根據本發明的前述帶阻濾波器可以有效地抑制各種寄生諧振模式的產生，使得該帶阻濾波器具有寬帶通帶以及對濾波特性的容易調諧，并且可以被實現為具有較小尺寸的濾波器。


當結合附圖時，根據下文的詳細描述，本發明的上述目的、特征和優勢以及其他目的、特征和優勢將變得更加明顯，在附圖中
圖1是根據本發明一個實施方式的帶阻濾波器的部分分解透視圖； 圖2分別是圖1的部分剖面俯視圖和部分剖面側視圖； 圖3分別是圖1的殼體的部分剖面俯視圖、部分剖面側視圖和部分剖面底視圖； 圖4分別是圖1的信號傳輸線的俯視圖和側視圖5是根據本發明另一實施方式的帶阻濾波器的俯視圖和部分剖面側視圖； 圖6是根據本發明另一實施方式的帶阻濾波器的部分分解透視圖； 圖7是圖6的部分剖面側視圖；以及
圖8和圖9為示出根據本發明一個實施方式的帶阻濾波器的帶阻特性的圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖對本發明的示例性實施方式進行詳細描述。在以下描述中， 諸如具體組件之類的特定物件僅被提供用于幫助對本發明的總體理解，并且本領域中技術人員清楚的是，各種不與如由隨附權利要求書所限定的本發明的范圍及精神相偏離的各種改變或修改都是有可能的。圖1是根據本發明一個實施方式的帶阻濾波器的部分分解透視圖。圖1圖示了為了方便而從底部觀看的視圖，其中下蓋20從下部與殼體10分離。圖2A和圖2B是圖1的部分剖面俯視圖和部分剖面側視圖。圖2A圖示了為了方便在圖1的氣密蓋60被耦合之前的狀態中的平面表面(plan surface)，并且圖2B圖示了沿圖2A的線A-A’所取的側表面。 圖3A、圖;3B和圖3C分別是圖1的殼體10的部分剖面俯視圖、部分剖面側視圖和部分剖面底視圖。圖3圖示了殼體10的平面表面，圖:3B圖示了沿圖2A的線A-A’所取的殼體10的側表面，并且圖3B圖示了殼體10的底表面。圖4A和圖4B分別是圖2的信號傳輸線10的俯視圖和側視圖。圖4A圖示了信號傳輸線50的平面表面，并且圖4B圖示了信號傳輸線50 的側表面。參照圖1至圖4，根據本發明一個實施方式的帶阻濾波器具有多個空腔14，所述多個空腔14容納例如由諸如黃銅、鐵等金屬材料制成的諧振棒30，所述多個空腔14被分隔壁所分隔。每個空腔14可以通過在由諸如鋁合金等材料制成的殼體10中的切割過程而形成。每個殼體14和安裝在相應空腔14內的諧振棒30形成一個諧振器。此時，根據本發明的一個方面，每個諧振棒30被安裝到下蓋20，并且可以以下面這樣的方式被裝配每個諧振棒30在下蓋20通過螺旋耦合(screw coupling)等耦合到殼體10時被共同地插入到每個空腔14中。因此，每個空腔14的內部底表面由下蓋20所限定。如圖1中所更清楚地圖示，多個螺孔22和多個螺槽(screw recess) 12形成在下蓋20 和與下蓋20對應的殼體10的適當位置處，并且下蓋20可以通過緊固到螺孔22和螺槽12 的螺釘M耦合到殼體10。此外，在每個諧振器結構的上部安裝傳輸線50，該傳輸線50用于耦合到由每個空腔14和相應空腔14內的諧振棒30所形成的諧振器。傳輸線50以例如直線形、鋸齒形、環形等成行布置以將相應帶阻濾波器的信號輸入端子42與信號輸出端子44連接起來，使得傳輸線50傳輸通過輸入端子42的信號輸入以及通過輸出端子44的信號輸出。此時，相應的頻帶被位于濾波器下部的諧振器耦合和移除，而相應的信號則穿過傳輸線50，這允許相應應的濾波器具有帶阻特性。如圖4中所更清楚地圖示，此類傳輸線50可以具有帶狀形狀， 或者可以具有諸如50 Ω線纜、方形棒等形狀。傳輸線50例如可以安裝在適當地形成于殼體50中的諧振器的上部處的溝槽內， 并且用于密封在其中安裝了傳輸線50的溝槽的氣密蓋60耦合到如上所述地安裝的傳輸線 50的上部，即，通過螺旋耦合而耦合到殼體10的上部，這樣最終形成帶阻濾波器。在如上所述構建的帶阻濾波器中，設計空腔14的內部寬度使得空腔14的上端部分142的至少一部分的寬度大體上窄于下端部分，使得空腔14具有根據本發明一個方面的多級結構。如圖2和圖3中所清楚地圖示，空腔14的上端部分142具有要與諧振棒30的上端部分的側表面相當接近的窄寬度。圖1至圖4的示例圖示了空腔14的下端部分的截面形狀基本上形成為方形，而空腔的上端部分的截面形狀形成為圓形。當然，在此類空腔截面形狀中，下端部分可以形成為圓形或者各種形狀。如上所述，以以下這樣的方式設置空腔 14的上端部分142以具有窄寬度空腔14的上端部分142接近諧振棒30的上端部分的側表面以增加在空腔14的上端部分142與諧振棒30 (的上端部分的側表面)之間所產生的電容。一般而言，在帶阻濾波器中，通過LC諧振來設計截止頻率。諧振棒30的長度主要影響電感(L)，而在諧振棒30與空腔14之間所形成的間隙密切影響電容(C)。在本發明中， 以以下這樣的方式來設計諧振器當設計與期望的截止頻率對應的諧振器從而抑制除對應的諧振器所需的主諧振模式(例如，TEM模式)以外的寄生諧振模式(例如，TE模式、TM模式等)的形成時，諧振器的電容(C)被增大并且諧振器的電感(L)被減小。此外，為了抑制在空腔本身中產生的寄生諧振模式，應當將空腔的尺寸設計得盡可能小。如上所述，在本發明中，可以通過將空腔14的上端部分142設置成具有窄寬度而顯著增大在空腔14的上端部分142與諧振棒30之間產生的電容，并且電感可以隨著電容在諧振器中增大而減小。因此，可以通過將諧振棒30設計成具有較短長度而設計諧振器使得生成留出通帶的諧振棒30的二次寄生模式及三次寄生模式。此外，整個空腔的長度可以更短并且空腔的尺寸也可以更小，使得濾波器可以被設計成具有更小的尺寸。此時，由于空腔14的上端部分142的寬度更窄或者具有窄寬度的部分的數量增加，電容可以進一步增大。然而，在這樣的情況下，總體特性惡化，諸如在相應的諧振器中傳輸線50之間被減弱的耦合。因此，在本發明中，考慮以上問題而適當地設計空腔14的上端部分142的寬度以及上端部分142與下端部分的比。另外，在此時，為了調整諧振器與傳輸線50之間的耦合，可以如圖2和圖3中更加清楚地圖示的那樣，在空腔14的上端部分142的末端中形成耦合調整槽146。因此，有可能通過改變耦合調整槽146的尺寸來調整帶阻耦合的量。同時，雖然一般安裝諧振棒30使得諧振棒30固定到空腔14內的底表面，但是如圖1和圖2中更清楚地圖示的那樣，根據本發明的一個方面，諧振棒30的下端部分可以具有螺旋結構32，并且可以構建螺旋結構32使得螺旋結構32具有通過在下蓋34的適當位置處形成的螺孔而朝下蓋30的外部稍微突出的長度。此外，在下蓋30的外部上提供螺母 34，該螺母34耦合到諧振棒30的螺旋結構32以固定諧振棒30。如上所述，在諧振棒30處形成螺旋結構32將在不提供用于單獨的頻率調諧的調諧螺釘的情況下允許每個諧振器中的頻率調諧。在本發明中，有可能憑借通過諧振棒30的螺旋結構32的插入或撤出而適當地調整諧振棒30的位置來執行頻率調諧。同時，圖2A和圖2B的示例圖示了具有上端部分和下端部分的諧振棒30，上端部分與下端部分具有互不相同的尺寸。即，可以將諧振棒30的下端部分形成為具有比諧振棒30 的上端部分窄的寬度。上述結構是為了降低截止頻率。此時，如果下端部分的寬度過窄，則其在Q (質量因數)特性上具有不良影響。圖5A、圖5B和圖5C是根據本發明另一實施方式的帶阻濾波器的俯視圖和部分剖面側視圖。圖5A是在其中上蓋60’耦合到殼體的狀態中的俯視圖，圖5B是在上蓋60’耦合到殼體之前的狀態中的俯視圖，并且圖5C是沿圖5A的線A-A’所取的側視圖。參照圖5A 至圖5C，根據本發明另一實施方式的帶阻濾波器通過多個空腔14形成諧振器，每個空腔容納與圖1至圖4中所示實施方式相類似地構建的諧振棒30’。以以下這樣的方式設計每個空腔14以具有多級結構空腔14的上端部分142具有比空腔14的下端部分窄的寬度。然而，在本發明另一實施方式的結構中，諧振棒30’的下端部分不具有螺旋結構， 并且固定地安裝到下蓋20’。此外，根據本發明另一實施方式，傳輸線50’被安裝成從諧振器的中心軸間隔開到一側(在帶狀形狀直立的狀態中)并且連接到相應的帶阻濾波器的輸入端子43’和輸出端子44’。此外，如上所述安裝的傳輸線50的上部可以再次耦合到上蓋 60’用于通過螺旋耦合來密封殼體10’的上部。上蓋60’具有形成在對應于每個諧振棒30’ 的位置處的螺孔，并且可以以下面這樣的方式在每個螺孔中安裝可以調整與對應于該位置的諧振棒30’的耦合的調諧螺釘72:調諧螺釘42具有從上蓋60’內部地和外部地突出的長度并且調諧螺釘72可以被插入到上蓋60’中或者從上蓋60’撤出。此外，在上蓋60’的外部處提供螺母74，該螺母74耦合到調諧螺釘72以固定調諧螺釘72。與圖1至圖4的實施方式相比，根據本發明另一實施方式的、具有上述構造的帶阻濾波器的特性允許通過固定諧振棒30’并使用單獨的調諧螺釘72來在每個諧振器中進行頻率調諧。圖6是根據本發明另一實施方式的帶阻濾波器的部分分解透視圖。圖7是圖6的部分剖面側視圖，并且還是沿圖6的線A-A’所取的側視圖。參照圖6和圖7，根據本發明另一實施方式的帶阻濾波器通過多個空腔14’形成諧振器，每個空腔容納與圖1至圖4中所示實施方式相類似地構建的諧振棒30’。以以下這樣的方式設計每個空腔14以具有多級結構空腔的上端部分142’具有比空腔的下端部分窄的寬度。然而，在本發明的另一實施方式的結構中，諧振棒30’的下端部分不具有螺旋結構，并且固定地安裝到下蓋20’。此外，根據本發明另一實施方式，傳輸線50’安裝在適當地形成于與殼體10’中的諧振器的上部的側表面對應的位置處的溝槽內(在帶狀形狀直立的狀態中)，并且連接到相應的帶阻濾波器的輸入端子42’和輸出端子44’，該輸入端子42’ 和輸出端子44’形成在殼體10’外部的對應位置處。此外，用于密封傳輸線50’所安裝于其中的殼體10’的溝槽的氣密蓋60’通過螺旋耦合耦合到殼體10’的側表面。另外，殼體10’的上板具有形成在對應于每個諧振棒30’的位置處的螺孔，并且以以下這樣的方式在每個螺孔中安裝可以調整與對應于該位置的諧振棒30’的耦合的調諧螺釘72 調諧螺釘42具有從殼體10’的上板內部地和外部地突出的長度并且調諧螺釘72可以被插入到殼體10’的上板中以及從殼體10’的上板撤出。此外，在殼體10’的上板的外部上提供螺母74，該螺母74耦合到調諧螺釘72以固定調諧螺釘72。
與圖1至圖4的實施方式相比，根據本發明另一實施方式的、具有上述構造的帶阻濾波器的特性還允許通過固定諧振棒30’并使用單獨的調諧螺釘72來在每個諧振器中進行頻率調諧。圖8和圖9為示出根據本發明一個實施方式的帶阻濾波器的帶阻特性的圖。參照圖8和圖9，根據本發明的帶阻濾波器例如具有大約2. 64GHz頻帶的中心截止頻率，并且主要防止高達大約14. 7GHz頻帶的其他寄生諧振模式的效應。即，本發明設計空腔使得空腔的上端部分的一部分(或全部)具有比空腔的下端部分窄的寬度，使得諧振棒與空腔的上端部分之間的間隙可被縮窄并且LC諧振中的電容可被增大。作為結果，可以將諧振棒的二次寄生頻率和三次寄生頻率提高到五次寄生頻率和六次寄生頻率或者更高的寄生頻率。此外，空腔的尺寸可以更小，使得空腔本身中產生的若干個寄生模式可以被提高到期望的頻率(大約為停止頻率的六倍到七倍)。如上所述，可以構建及操作根據本發明實施方式的帶阻濾波器。雖然已經參考本發明的某些優選實施方式對本發明做出了呈現及描述，但本領域中技術人員將會理解，在其中可以做出各種改變及修改而不偏離如隨附權利要求書所限定的本發明的精神及范圍。 例如，在以上描述中，本發明的一個實施方式已描述了在其中有可能通過諧振棒本身的插入或撤出而進行頻率調諧的結構，并且本發明的另一實施方式已描述了在其中有可能通過提供單獨的調諧螺釘而進行頻率調諧的結構。然而，本發明的其他實施方式可以采用在其中將這兩種結構相組合的結構，即，同時具有提供單獨的調諧螺釘以及諧振棒本身的插入及撤出的方案的結構。因此，在本發明中可以做出各種修改及改進，并且本發明的范圍不受上述實施方式的限制，而是由權利要求書及其等同物所限定。
權利要求
1. 一種帶阻濾波器，包括 諧振棒；殼體，用于形成所述諧振棒位于其中的空腔，以及以以下這樣的方式設計所述空腔以具有多級結構在形成所述空腔中，所述空腔的上端部分的至少一部分的寬度比所述空腔的下端部分的寬度窄；下蓋，所述諧振棒安裝到所述下蓋，所述下蓋耦合到所述殼體的下部并且被裝配使得當耦合到所述殼體時所述諧振棒被插入到所述空腔中，所述下蓋限定成所述空腔的底表傳輸線，安裝在預設到所述殼體的溝槽內，使得所述傳輸線耦合到由所述空腔和所述空腔內的所述諧振棒形成的諧振器，并且連接在所述帶阻濾波器的信號輸入端子與信號輸出端子之間；以及氣密蓋，用于密封所述傳輸線安裝在其中的所述殼體的所述溝槽。
2.根據權利要求1所述的帶阻濾波器，其中所述諧振棒的下端部分具有螺旋結構，所述螺旋結構具有通過形成在與所述下蓋的所述諧振棒所安裝的位置相對應的位置處的螺孔朝向所述下蓋的外部突出的長度，并且在所述下蓋的所述外部上提供螺母，所述螺母耦合到所述諧振棒的所述螺旋結構以固定所述諧振棒。
3.根據權利要求1所述的帶阻濾波器，其中在所述殼體的上板中與所述諧振棒相對應的位置處形成螺孔，以下面這樣的方式在所述螺孔中安裝可以調整與對應于所述位置的所述諧振棒的耦合的調諧螺釘所述調諧螺釘具有從所述殼體的所述上板內部地和外部地突出的長度，并且所述調諧螺釘可以被插入到所述殼體的所述上板中或者從所述上板撤出， 并且在所述殼體的所述上板的所述外部上提供螺母，所述螺母耦合到所述調諧螺釘以固定所述調諧螺釘。
4.根據權利要求2所述的帶阻濾波器，其中在所述殼體的上板中與所述諧振棒相對應的位置處形成螺孔，以下面這樣的方式在所述螺孔中安裝可以調整與對應于所述位置的所述諧振棒的耦合的調諧螺釘所述調諧螺釘具有從所述殼體的所述上板內部地和外部地突出的長度，并且所述調諧螺釘可以被插入到所述殼體的所述上板中或者從所述上板撤出， 并且在所述殼體的所述上板的所述外部上提供螺母，所述螺母耦合到所述調諧螺釘以固定所述調諧螺釘。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的帶阻濾波器，其中所述諧振棒的下端部分具有比所述諧振棒的上端部分窄的寬度。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的帶阻濾波器，其中在所述空腔的所述上端部分的末端中形成耦合調整槽。
全文摘要
本發明涉及一種帶阻濾波器，包括諧振棒；殼體，在該殼體的內側上形成接收空間，諧振棒定位在該接收空間中，并且在該接收空間的形成期間，該接收空間被制成階梯形式，使得在接收空間的內部寬度方面上端部分的至少一部分比下端部分窄；下蓋，其具有安裝到其上的諧振棒，其接合到殼體的下部，并且在這樣接合時被裝配使得諧振棒被插入到接收空間中，并且其形成接收空間的底表面；以及氣密蓋，以關于以下內容這樣的方式在殼體中預制造的槽內提供該氣密蓋與由接收空間和接收空間的內部上的諧振棒所形成的諧振器耦合，并且被設計為氣密地密封在其中已經提供傳輸線的殼體中的槽。
文檔編號H01P1/20GK102428602SQ201080021423
公開日2012年4月25日 申請日期2010年3月15日 優先權日2009年3月16日
發明者樸南信, 李敦茸, 金宰弘 申請人:株式會社 Kmw