專利名稱：腔體器件及其橢圓函數型低通濾波器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種信號分合路技術，尤其涉及一種腔體器件及其橢圓函數型低通濾波器。
背景技術：
現有技術中，如中國實用新型專利公開號為CN101335905A的GSM/DCS/WCDMA三頻合路器所述的三頻合路器，用于完成高頻信號GSM、DCS和WCDMA三個相異頻段信號的合路處理，每個信號通路通過帶通濾波器實現，其中該合路器的DCS和WCDMA帶通濾波器靠近合路端口處公用一個諧振柱，而所述GSM帶通濾波器由一金屬導帶與其所在的通路端口電性連接，以此實現三個頻段的合路輸出。此實用新型提供的合路器雖然可以很好地實現超寬頻帶間的合路，但僅可應用在使用高頻信號的移動通訊領域，應用范圍受限。隨著三網融合的發展以及LTE頻段的啟用，相比傳統頻段，新的頻段正向著更低頻和更高頻兩個方向發展。隨著新的制式或系統的引入，市場對合路器等的用于信號分合路的腔體器件的要求越來越高，希望能實現更寬頻段信號的分合路，以在無線通訊領域廣泛應用。對于低頻信號而言，其通帶很寬，兩個通帶之間的過渡帶又較窄，其帶外抑制要求高。如公開號為CN102412433A的中國實用新型專利申請“通信腔體器件及其橢圓函數型低通濾波通路”，公開了一種橢圓函數型低通濾波通路，該低通濾波通路是在傳統的糖葫蘆形低通濾波器的基礎上，將其低阻抗部分以一個等效電感電容串聯的諧振子替代，該諧振子的等效電感由印制在介質板上的微帶線或固定調諧盤的柱狀桿實現，等效電容由一一對應的固定調諧盤與活動調諧盤之間的縫隙耦合實現。該低通濾波通路在過渡帶相對帶寬只有
6.6%的0-1600MHZ與1710_2700MHz兩個實測的頻段環境中，插入損耗被控制在1.0dB以下，帶外抑制度能達到40dB以上。然而，在實際應用中，需要一種電氣性能更佳的低通濾波器，上述低通濾波器仍未達到要求。
實用新型內容本實用新型的第一目的是，提供一種通帶更寬、帶外抑制度更高、插入損耗更低和調諧更靈活的橢圓函數型低通濾波器。本實用新型的第二目的是，提供一種應用所述橢圓函數型低通濾波器實現超寬頻多通道的通信用腔體器件。為達到以上技術目的，本實用新型采用的技術方案如下:一種橢圓函數型低通濾波器，包括相蓋裝的縱長型腔體與蓋板，該腔體沿縱長方向兩端設有兩個用于外部信號連接的端口，該腔體內設有用于在兩個端口之間傳導信號的傳輸桿，所述傳輸桿上方沿其縱長方向間隔設有若干諧振單元，其中，所述諧振單元包括以導線繞折而成的電感元件和印制有調諧盤的介質板，所述介質板橫跨所述縱長型腔體的頂部的橫向設置，所述電感元件一端與所述介質板的調諧盤接觸連接，另一端與所述傳輸桿接觸連接。進一步地，所述蓋板設有調諧螺桿，該調諧螺桿穿過所述蓋板進入所述縱長型腔體設置。具體地，至少有一個所述的調諧螺桿伸入腔體內的端部與所述介質板的調諧盤正對，用于調節該介質板所在的諧振單元的耦合量。更優地，至少有一個所述的調諧螺桿伸入腔體內的位置處于兩個諧振單元之間，用于調節與該調諧螺桿相鄰的兩個諧振單元之間的
耦合量。進一步地，所述電感元件為多層平繞狀的高頻阻流線圈。進一步地，所述調諧盤為印制在所述介質板上的微帶線。更優地，所述腔體頂部邊緣處設有若干供所述介質板橫向安裝的凹槽。進一步地，所述傳輸桿為縱長的高阻抗線，其形成有若干相串接的電感，所述諧振單元連接于其中兩個電感之間。一種腔體器件，用作分路器、雙工器、合路器、饋電器中任意之一，其中，其采用如前所述的的橢圓函數型低通濾波器。進一步地，包括一個低頻信號通路，通過所述橢圓函數型低通濾波器和切比雪夫型低通濾波器串聯實現。具體地，所述切比雪夫型低通濾波器包括若干串珠式串聯的高阻抗線和低阻抗線。進一步地，所述腔體器件還至少包括通過同軸腔體濾波器實現的第一高頻信號通路和第二高頻信號通路，經過所述第一高頻信號通路和第二高頻信號通路的信號通過與設置在合路端口的合路件合路，合路后的信號與所述低頻信號通路的信號在該合路件處實現進一步合路，進一步合路后的信號經所述合路端口輸出。進一步地，所述低頻信號通路與所述第一高頻信號通路和第二高頻信號通路物理隔離。具體地，所述合路件為一導桿。所述導桿一端與所述合路端口電性連接，穿過所述低頻信號通路的腔體后，另一端與所述第一高頻信號通路的濾波器元件縫隙耦合。所述第二高頻信號通路的濾波器元件通過導線與所述導桿電性連接。所述低頻信號通路經所述橢圓函數型低通濾波器的高阻抗線與所述該通路腔體內的一段所述導桿電性連接。更優地，所述橢圓函數型低通濾波器與導桿間設有調節所述濾波器自身駐波比或減少該腔體器件內其他裝置產生的信號干擾的抗干擾裝置。與現有技術相比較，本實用新型具有如下優勢:1.本實用新型腔體器件所采用的橢圓函數型低通濾波器，采用由微帶線印制成調諧盤的介質板，可通過調整微帶線在介質板上的形狀和面積達到調諧的目的；另外，該介質板固定在所述腔體上方，增加了該固定調諧盤的穩固度，避免意外碰撞或使用過程導致位移，引起該濾波器電氣性能的不穩定，并需要頻繁調整；2.本實用新型腔體器件所采用的橢圓函數型低通濾波器，改善了調諧方式，通過設置在不同位置的調諧螺桿，不僅可調節單個諧振單元的耦合量，也可調節兩個相鄰諧振單元間的耦合量，調諧方式更靈活；3.本實用新型的腔體器件，使用所述橢圓函數型低通濾波器和切比雪夫型低通濾波器串聯，使其低頻信號通路通帶寬，可實現DC-800MHZ的通帶；過渡帶窄、帶外抑制度高，各通帶之間的隔離度可以達到90dB以上；[0022]4.本實用新型的腔體器件，使用獨特的合路端口設計，插入損耗低，DC-800MHZ的插入損耗小于IdB ；5.本實用新型的腔體器件，其端口設計簡單，安裝方便。
圖1為本實用新型腔體器件所采用的橢圓函數型低通濾波器的原理電路圖。圖2為本實用新型腔體器件所采用的橢圓函數型低通濾波器的局部的立體結構爆炸圖，其中蓋板被省略。圖3為本實用新型腔體器件的合路原理圖。圖4為本實用新型腔體器件所采用的切比雪夫型低通濾波器的立體結構圖。圖5為本實用新型腔體器件的合路端口結構，主要示出低頻通路與其他通路的合路方式。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述。傳統的低通濾波器，包括一個負載串聯的電阻以及與負載并聯的一個電容，其中，電容有電抗作用，一方面阻止高頻信號通過，另一方面使低頻信號通過負載，另外，電容在較高頻率下電抗作用減弱，因此電容還起到短路作用。參考圖1，本實用新型橢圓函數型低通濾波器，是在傳統低通濾波器的基礎上，將其低阻抗部分以一個等效電感電容串聯的諧振單元替代，從而在通帶外形成若干傳輸零點，提高了低通濾波器的中心頻率近端帶外抑制性能。根據前述原理，本實用新型橢圓函數型低通濾波器的具體結構如圖2所示，該低通濾波器包括有屏蔽外界信號干擾的金屬腔體16及與所述腔體16蓋合的蓋板(未圖示)，所述金屬腔體16為縱長方形，沿其縱長方向兩端設有用于與外部信號連接的端口(未圖示)，所述腔體16的內部空間包括作為傳輸桿的高阻抗線11、作為電感元件的高頻阻流線圈12及印有微帶線并形成調諧盤的介質板13，穿過所述蓋板設有調諧螺桿14和15。其中，所述高阻抗線11等效于圖1中的串聯電感，該高阻抗線11沿腔體的縱長方向橫貫所述腔體16的空腔部分，靠近所述腔體16底壁(未標示)，但不與所述腔體16的底壁或側壁16接觸；所述高阻抗線11的兩端可引出信號的輸入或輸出端口，甚至并聯和/或串聯其他通信器件。所述高頻阻流線圈12等效于圖1中并聯電路里的電感，公知技術中，高頻阻流線圈通常用于阻止高頻交流電流通過，以達到過濾高頻信號的目的，如圖2所示，本實用新型中使用的高頻阻流線圈12以分層平繞形式實現其電感功能；所述高頻阻流線圈12架設在所述高阻抗線11上方，其兩端與所述高阻抗線11和介質板13電性連接。上述的高頻阻流線圈12與介質板13是成對出現的，它們共同構成一個諧振單元，在高阻抗線11的縱長方向上，間隔地設置若干個這樣的諧振單元。所述印有微帶線的介質板13和所述設有調諧螺桿14和15的蓋板組成等效于圖1中并聯電路里的電容，繼續參考圖2，所述介質板13為縱長型PCB板，面對所述蓋板的一面印有微帶線，該介質板13橫向安裝在所述腔體16上方并固定在該腔體16的側壁上，同時位于所述電感元件12上方，該介質板13開設一通孔132，供所述高頻阻流線圈12從所述介質板13背向蓋板的一面穿過，連接到該介質板13面向蓋板一面的微帶線，以此構成調諧盤。所述腔體16的側壁設有若干供所述介質板13安裝的帶螺孔162的凹槽161，該凹槽161的深度大于所述介質板13的厚度,所述介質板13亦在其縱長方向上延伸出供自身安裝在所述凹槽161的耳廓(未標示)，所述耳廓的形狀與所述凹槽161形狀匹配，并設有與所述凹槽上的螺孔162對應的螺孔131，由此介質板13可以與該凹槽161相螺鎖固定。所述調諧螺桿14和15包括設置在蓋板外的螺帽14a和15a，還有經所述螺帽14a和15a固定并穿過所述蓋板伸入腔體內部空間的螺桿14b和15b，通過擰緊或放松所述螺桿14b和15b調節該螺桿底面端部與所述介質板13上的調諧盤之間的距離，實現電容耦合量的調整。如圖2所示，設置在所述介質板13的正上方的調諧螺桿14，直接用于調整該調諧螺桿14所在的諧振單元的耦合量；設置在所述介質板13的正上方以外的地方的調諧螺桿15，其伸入至腔體內部空間時，其位置剛好對應于兩個諧振單元之間，可以用于實現兩個相鄰的所述諧振單元間的耦合量的調節。傳統的調諧螺桿僅與固定的調諧盤一一對應，如前述的調諧螺桿14，只能調整單個諧振單元的耦合量，調諧方式不夠靈活，本實用新型腔體器件所采用的橢圓函數型低通濾波器增加了調諧螺桿15，可對諧振單元間的耦合程度作適當的調整，如此設計，增加了調諧方式，擴展了調諧范圍，使調諧更靈活。參考圖3，為采用了所述橢圓函數型低通濾波器IA的本實用新型的腔體器件的合路原理圖，其包括一個合路端口及多條信號通路，其中，通路I用于通行DC-800MHZ低頻頻段信號，采用了具有前述特征的橢圓函數型低通濾波器IA并將之與一切比雪夫型低通濾波器IB串聯實現，其余通行其他頻段信號的通路，通過若干個同軸腔體濾波器實現。參考圖4，所述切比雪夫型低通濾波器IB包括金屬腔體19、蓋板(未圖示)及若干段縱長狀的高阻抗線17和圓盤狀低阻抗線18，所述各高阻抗線17順次端端相對沿同一軸線布置，所述低阻抗線18在與該些高阻抗線17同軸的方向上以串聯形式接入兩相鄰的所述高阻抗線17間，所述高阻抗線17和低阻抗線18相連接形成串珠狀結構，構成所述切比雪夫型低通濾波器IB的核心部分，并橫貫在其金屬腔體19內；更優地，所述金屬腔體19延伸出間隔壁191包圍所述低阻抗線18，以優化該濾波器的電氣性能。所述切比雪夫型低通濾波器IB在過渡帶的衰減較快，和理想濾波器的頻率響應曲線之間的誤差最小，能很好地實現該低通濾波器的中心頻率遠端帶外抑制性能。本實施例中，所述橢圓函數型低通濾波器IA和切比雪夫型低通濾波器IB通過共用一個金屬腔體及蓋板，通過在同一腔體內部進行結構整合實現串聯連接。當然，也可以用兩個獨立的所述低通濾波器串聯實現。所述集成在同一腔體器件中進行串聯的橢圓函數型低通濾波器IA和切比雪夫型低通濾波器1B，經測試，實現了 DC-SOOMHz頻段對851MHz-3GHz頻段90dB的抑制，低頻頻段的帶外抑制率大大提高。請參考圖5的本實用新型的腔體器件的合路端口立體結構圖，其用于揭示所述橢圓函數型低通濾波器IA與切比雪夫型低通濾波器IB進行合路時，如何與其它通路有效進行合路，該圖顯示了對應于圖3的其他頻段的通路2和通路3的部分裝置，主要是用于與合路端口 4合路的諧振柱21和31，其中，通路3通行851MHz-lGHz頻段；還有所述通路I的橢圓函數型低通濾波器IA的部分結構。由于所述通路I通行低頻信號，因此相對所述通路I而言，其他頻段信號均屬于高頻信號，因此所述通路2和通路3為高頻信號通路。所述合路端口 4的內導體(未圖示)連接導桿41的一端，而所述導桿41的另一端與所述通路2的諧振柱21縫隙耦合，實現所述通路2與端口 4的信號連通，可選擇地，所述諧振柱21柱體設有徑向通孔(未圖示)，所述導桿41遠離所述合路端口 4的一端套入所述通孔，并與所述諧振柱21的本體保持隔離不接觸，以此實現彼此的套筒式耦合連接。所述通路3的諧振柱31通過一金屬導線32與所述導桿41連接，所述金屬導線32分別與所述諧振柱31和導桿41接觸連接，該金屬導線32優選鍍銀銅線。繼續參考圖5，所述橢圓函數型低通濾波器IA設置在最靠近端口 4的區域，并由腔體16的側壁隔離出獨立區域，以減少該腔體器件中其他裝置對濾波器IA的干擾，同時，也減少濾波器IA對其他裝置的干擾，若所述切比雪夫型低通濾波器IB與濾波器IA共用一個腔體，則是減少低頻通路與其他信號通路的互相干擾。所述導桿41自端口 4引出，穿過所述腔體16，最后到達所述通路2的諧振子21，其中，暴露在所述腔體16的一段所述導桿41與濾波器IA的高阻抗線11電性連接，為了達到更好的合路效果，所述濾波器IA可選擇地連接調節所述濾波器IA自身駐波比或抗干擾的裝置IC后，再與所述導桿41連接，具體地，裝置IC串聯在所述導桿41和高阻抗線11之間。根據上述端口合路結構，進入所述腔體器件的信號在高頻頻段進行第一階段合路后，再與低頻頻段的信號進行第二階段合路，最后經端口 4輸出整合信號。若該腔體器件執行信號分路功能時，通過端口 4的信號先由通路I分離出低頻信號，再經其他通路根據各自的頻率范圍分路到其他端口輸出。綜上所述，本實用新型腔體器件及其橢圓函數型低通濾波器具有插入損耗小、帶外抑制度高、抑制頻段寬，互調抑制好等優點。 上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但并不僅僅受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，均包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種橢圓函數型低通濾波器，包括相蓋裝的縱長型腔體與蓋板，該腔體沿縱長方向兩端設有兩個用于外部信號連接的端口，該腔體內設有用于在兩個端口之間傳導信號的傳輸桿，所述傳輸桿上方沿其縱長方向間隔設有若干諧振單元，其特征在于，所述諧振單元包括以導線繞折而成的電感元件和印制有調諧盤的介質板，所述介質板橫跨所述縱長型腔體的頂部的橫向設置，所述電感元件一端與所述介質板的調諧盤接觸連接，另一端與所述傳輸桿接觸連接。
2.如權利要求1所述的橢圓函數型低通濾波器，其特征在于:所述蓋板設有調諧螺桿，該調諧螺桿穿過所述蓋板進入所述縱長型腔體設置。
3.如權利要求2所述的橢圓函數型低通濾波器，其特征在于:至少有一個所述的調諧螺桿伸入腔體內的端部與所述介質板的調諧盤正對，用于調節該介質板所在的諧振單元的耦合量。
4.如權利要求2所述的橢圓函數型低通濾波器，其特征在于:至少有一個所述的調諧螺桿伸入腔體內的位置處于兩個諧振單元之間，用于調節與該調諧螺桿相鄰的兩個諧振單元之間的稱合量。
5.如權利要求1所述的橢圓函數型低通濾波器，其特征在于:所述電感元件為多層平繞狀的高頻阻流線圈。
6.如權利要求1所述的橢圓函數型低通濾波器，其特征在于:所述調諧盤為印制在所述介質板上的微帶線。
7.如權利要求6所述的橢圓函數型低通濾波器，其特征在于:所述腔體頂部邊緣處設有若干供所述介質板橫向安裝的凹槽。
8.如權利要求1-7任意一項所述的橢圓函數型低通濾波器，其特征在于:所述傳輸桿為縱長的高阻抗線，其形成有若干相串接的電感，所述諧振單元連接于其中兩個電感之間。
9.一種腔體器件，用作分路器、雙工器、合路器、饋電器中任意之一，其特征在于:其采用如權利要求1-8任意一項所述的的橢圓函數型低通濾波器。
10.如權利要求9所述的腔體器件，其特征在于:包括一個低頻信號通路，通過所述橢圓函數型低通濾波器和切比雪夫型低通濾波器串聯實現。
11.如權利要求10所述的腔體器件，其特征在于:所述切比雪夫型低通濾波器包括若干串珠式串聯的高阻抗線和低阻抗線。
12.如權利要求10所述的腔體器件，其特征在于:還至少包括通過同軸腔體濾波器實現的第一高頻信號通路和第二高頻信號通路，經過所述第一高頻信號通路和第二高頻信號通路的信號通過與設置在合路端口的合路件合路，合路后的信號與所述低頻信號通路的信號在該合路件處實現進一步合路，進一步合路后的信號經所述合路端口輸出。
13.如權利要求12所述的腔體器件，其特征在于:所述低頻信號通路與所述第一高頻信號通路和第二高頻信號通路物理隔離。
14.如權利要求12所述的腔體器件，其特征在于:所述合路件為一導桿。
15.如權利要求14所述的腔體器件，其特征在于:所述導桿一端與所述合路端口電性連接，穿過所述低頻信號通路的腔體后，另一端與所述第一高頻信號通路的濾波器元件縫隙率禹合。
16.如權利要求15所述的腔體器件， 其特征在于:所述第二高頻信號通路的濾波器元件通過導線與所述導桿電性連接。
17.如權利要求15所述的腔體器件，其特征在于:所述低頻信號通路經所述橢圓函數型低通濾波器的高阻抗線與所述該通路腔體內的一段所述導桿電性連接。
18.如權利要求17所述的腔體器件，其特征在于:所述橢圓函數型低通濾波器與導桿間設有調節所述濾波器自身駐波比的裝置。
19.如權利要求17所述的腔體器件， 其特征在于:所述橢圓函數型低通濾波器與導桿間設有減少該腔體器件內其他裝置產生的信號干擾的抗干擾裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種橢圓函數型低通濾波器，包括相蓋裝的縱長型腔體與蓋板，該腔體沿其縱長方向兩端設有兩個用于外部信號連接的端口，該腔體內設有用于在兩個端口之間傳導信號的傳輸桿，所述傳輸桿上方沿其縱長方向間隔設有若干諧振單元，其中，所述諧振單元包括以導線繞折而成的電感元件和印制有調諧盤的介質板，所述介質板橫跨所述縱長型腔體的頂部的橫向設置，所述電感元件一端與所述介質板的調諧盤接觸連接，另一端與所述傳輸桿接觸連接。此外涉及一種腔體器件，其采用如前所述的橢圓函數型低通濾波器。本實用新型具有插入損耗小、帶外抑制度高、抑制頻段寬，互調抑制好等優點。
文檔編號H01P1/213GK203013886SQ20122065382
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者夏功想, 邸英杰, 陳凱, 昌敏華, 王園波 申請人:京信通信系統(中國)有限公司