CN113054369A - 一种滤波器及通信设备 - Google Patents

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周峰
王伟曳
龚爱强
张宝真
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Abstract

本申请公开了一种滤波器及通信设备，该滤波器包括：壳体，具有第一方向和与所述第一方向垂直的第二方向；滤波支路，设置在所述壳体上，由依次耦合的七个滤波腔组成，所述滤波支路的七个滤波腔通过窗口耦合依次耦合，所述滤波支路的带宽的范围为697‑961MHz。通过上述方式，本申请无需设置交叉耦合元件，降低滤波器的成本，且滤波器的窗口耦合一致性好。

Description

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
在移动通信设备中，所需的信号经过调制形成调制信号，并搭载在高频的载波信号上，通过发射天线发射至空中，通过接收天线接收空中的信号，接收天线接收到的信号中，不光包括所需的信号，而且还包括其它频率的谐波、噪声信号。对接收天线接收到的信号需要用滤波器滤除不需要的谐波、噪声信号。因此，设计的滤波器必须精确地控制其带宽。
本申请的发明人在长期的研发工作中发现，现有技术中滤波器的多个滤波腔中包括至少一个交叉耦合零点，交叉耦合的两个滤波腔之间需要设置交叉耦合元件，例如飞杆或者金属耦合筋，导致滤波器的成本高。
发明内容
本申请提供一种滤波器，以解决现有技术中滤波器的成本高的技术问题。
本申请实施例提供了一种滤波器，所述滤波器包括：
壳体，具有第一方向和与所述第一方向垂直的第二方向；
滤波支路，设置在所述壳体上，由依次耦合的七个滤波腔组成，所述滤波支路的七个滤波腔通过窗口耦合依次耦合，所述滤波支路的带宽的范围为697-961MHz；本申请的滤波支路的七个滤波腔通过窗口耦合依次耦合，无需设置交叉耦合元件，降低滤波器的成本，且滤波器的窗口耦合一致性好；此外，滤波支路的带宽的范围为697-961MHz，能够精确地控制滤波支路的带宽，满足设计要求。
可选地，所述滤波支路的七个滤波腔包括依次耦合的第一滤波腔、第二滤波腔、第三滤波腔、第四滤波腔、第五滤波腔、第六滤波腔和第七滤波腔；
所述第一滤波腔、所述第二滤波腔、所述第三滤波腔、所述第四滤波腔、所述第五滤波腔、所述第六滤波腔和所述第七滤波腔呈直线设置，所述第六滤波腔的中心和所述第七滤波腔的中心之间的连线与所述壳体在第一方向上的中分线之间的夹角为锐角；滤波支路的七个滤波腔呈直线设置，便于滤波器的设计和调试。
可选地，所述第一滤波腔的尺寸和所述第七滤波腔的尺寸均小于所述第二滤波腔的尺寸，以减小第一滤波腔和第七滤波腔所占用的空间，缩小滤波器的体积。
可选地，所述第一滤波腔的尺寸和所述第七滤波腔的尺寸相等；
所述第二滤波腔的尺寸分别与所述第三滤波腔的尺寸、所述第四滤波腔的尺寸、所述第五滤波腔的尺寸和所述第六滤波腔的尺寸相等，合理利用滤波腔的空间，利于滤波器的设计。
可选地，所述滤波器还包括设置在所述壳体上的第一端口和第二端口，所述第一滤波腔与所述第一端口连接，所述第七滤波腔与第二端口连接。
可选地，所述滤波器还包括低通支路和第三端口，所述低通支路连接在所述第二端口和所述第三端口之间，低通支路与滤波支路共用第二端口，减少滤波器抽头的数量，降低滤波器的成本，缩小滤波器的体积。
可选地，所述低通支路包括五个低通槽和低通片，所述低通片设置在所述五个低通槽内，所述低通片的一端连接所述第二端口，所述低通片的另一端连接所述第三端口。
可选地，所述低通支路的第一低通槽、第二低通槽、第三低通槽、第四低通槽和第五低通槽为一列且沿所述第二方向依次排列，低通支路的五个低通槽规则排列，利于滤波器设计。
可选地，所述低通支路的带宽的范围为：1709-2701MHz，能够精确地控制低通支路的带宽，满足设计要求。
本申请实施例还提供了一种通信设备，该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的滤波器，用于对射频信号进行滤波。
区别于现有技术的情况，本申请的滤波支路的七个滤波腔通过窗口耦合依次耦合，无需设置交叉耦合元件，降低滤波器的成本，且滤波器的窗口耦合一致性好；此外，滤波支路的带宽的范围为697-961MHz，能够精确地控制滤波支路的带宽，满足设计要求。
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是本申请提供的滤波器一实施例的结构示意图；
图2是本申请提供的滤波支路的拓扑结构示意图；
图3是本申请提供的滤波器的仿真结果示意图；
图4是本申请提供的滤波器另一实施例的结构示意图；
图5是本申请提供的通信设备一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参阅图1，图1是本申请提供的滤波器一实施例的结构示意图。本实施例的滤波器包括壳体11和滤波支路12，壳体11具有第一方向L1和与第一方向L1垂直的第二方向L2，第一方向L1可以为壳体11的长度方向，第二方向L2可以为壳体11的宽度方向。滤波支路12设置在壳体11上，由依次耦合的七个滤波腔组成。
如图1和2所示，图2为本申请提供的滤波支路的拓扑结构示意图。滤波支路12的七个滤波腔包括依次耦合的第一滤波腔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和第七滤波腔A7；滤波支路12的七个滤波腔通过窗口耦合依次耦合，即第一滤波腔A1与第二滤波腔A2之间窗口耦合，第二滤波腔A2与第三滤波腔A3之间窗口耦合，第三滤波腔A3与第四滤波腔A4之间窗口耦合，第四滤波腔A4与第五滤波腔A5之间窗口耦合，第五滤波腔A5与第六滤波腔A6之间窗口耦合，第六滤波腔A6与第七滤波腔A7之间窗口耦合；无需设置交叉耦合元件，降低滤波器的成本，且滤波器的窗口耦合一致性好。
其中，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和第七滤波腔A7呈直线设置，即第一滤波腔A1的中心、第二滤波腔A2的中心、第三滤波腔A3的中心、第四滤波腔A4的中心、第五滤波腔A5的中心、第六滤波腔A6的中心和第七滤波腔A7的中心相连呈直线，便于滤波器的设计和调试。第六滤波腔A6的中心和第七滤波腔A7的中心之间的连线与壳体11在第一方向L1上的中分线L之间的夹角a为锐角，夹角a可以为25°-60°，可选地夹角a为25°、30°、45°、55°或60°。
如图1所示，第一滤波腔A1的尺寸和第七滤波腔A7的尺寸均小于第二滤波腔A2的尺寸，以减小第一滤波腔A1和第七滤波腔A7所占用的空间，缩小滤波器的体积。此外，滤波器在第一滤波腔A1和第七滤波腔A7之外的空间可以用于设置滤波器的支撑件或者抽头等。第一滤波腔A1的尺寸和第七滤波腔A1的尺寸相等；第二滤波腔A2的尺寸分别与第三滤波腔A3的尺寸、第四滤波腔A4的尺寸、第五滤波腔A5的尺寸和第六滤波腔A6的尺寸相等，合理利用滤波腔的空间，利于滤波器的设计。
本实施例的滤波器还包括设置在壳体11上的第一端口和第二端口，第一滤波腔A1与所述第一端口连接，第七滤波腔A7二端口连接。其中，第一端口和第二端口可以为滤波器的抽头，第一端口可为输入端口，第二端口可以为输出端口。
在滤波支路12中，第一端口与第一滤波腔A1之间的耦合带宽的范围为:231-261MHz；第一滤波腔A1与第二滤波腔A2之间的耦合带宽的范围为:193-220MHz；第二滤波腔A2与第三滤波腔A3之间的耦合带宽的范围为:139-159MHz；第三滤波腔A3与第四滤波腔A4之间的耦合带宽的范围为:130-150MHz；第四滤波腔A4与第五滤波腔A5之间的耦合带宽的范围为:130-150MHz；第五滤波腔A5与第六滤波腔A6之间的耦合带宽的范围为:139-159MHz；第六滤波腔A6与第七滤波腔A7之间的耦合带宽的范围为:193-220MHz；第七滤波腔A7与第二端口之间的耦合带宽的范围为:231-261MHz。
滤波支路12的第一滤波腔A1至第七滤波腔A7的谐振频率依次位于以下范围内：817-819MHz、817-819MHz、817-819MHz、817-819MHz、817-819MHz、817-819MHz以及817-819MHz。
通过上述设置第一滤波腔A1至第七滤波腔A7的谐振频率，以及滤波腔的耦合带宽，使得滤波支路12的带宽的范围为：697-961MHz，能够精确地控制滤波支路12的带宽，满足滤波器的设计要求。
如图3所示，图3是本申请提供的滤波器的仿真结果示意图。本实施例的滤波支路12的仿真如图3所示的频带曲线31，可得到滤波支路12仿真的带宽位于697-961MHz的范围内，符合滤波器的设计要求，能够精准控制滤波支路12的带宽。此外，在1710-2700MHz频段范围内，滤波支路12的抑制大于或等于40dB，因此能够提高滤波支路12的带外抑制等性能。
如图4所示，图4是本申请提供的滤波器的另一个实施例的结构示意图。本实施例所揭示的滤波器在上述实施例的基础上进行描述：滤波器还包括低通支路13和第三端口，低通支路13连接在第二端口和所述第三端口之间，低通支路13与滤波支路12共用第二端口，减少滤波器抽头的数量，降低滤波器的成本，缩小滤波器的体积。
如图4所示，低通支路13包括五个低通槽和低通片14，低通片14设置在五个低通槽内，低通片14的一端连接第二端口，低通片14的另一端连接第三端口。具体地，低通支路13的五个低通槽为第一低通槽B1、第二低通槽B2、第三低通槽B3、第四低通槽B4和第五低通槽B5，第一低通槽B1、第二低通槽B2、第三低通槽B3、第四低通槽B4和第五低通槽B5为一列且沿第二方向L2依次排列，低通支路13的五个低通槽规则排列，利于滤波器设计。其中，低通支路13的带宽的范围为：1709-2701MHz，能够精确地控制低通支路13的带宽，满足设计要求。
如图3所示，本实施例的低通支路13的仿真如图3所示的频带曲线32，可得到低通支路13仿真的带宽位于1709-2701MHz的范围内，符合滤波器的设计要求，能够精准控制低通支路13的带宽。此外，在698-960MHz频段范围内，低通支路13的抑制大于或等于40dB，因此能够提高低通支路13的带外抑制等性能。
本申请的滤波支路12可以为发射滤波腔或者接收滤波支路。此外，本申请的第一滤波腔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和第七滤波腔A7在图1和图4中均为圆形，在滤波器实际生产中可以将滤波腔设置为其他形状，例如正方形、长方形或不规则形状。
本申请还提供一种通信设备，如图5所示，图5是本申请提供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62和射频单元61。其中，天线62和射频单元61可以安装于基站上，还可以安装在路灯等物体上；天线62与射频单元(Remote Radio Unit，RRU)61连接。该射频单元61包括上述实施例所揭示的滤波器，用于对射频信号进行滤波。
在其他的一些实施例中，射频单元61可以集成到天线62进而形成有源天线单元(Active Antenna Unit，AAU)。
以上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。

Claims (10)

1.一种滤波器，其特征在于，所述滤波器包括：
壳体，具有第一方向和与所述第一方向垂直的第二方向；
滤波支路，设置在所述壳体上，由依次耦合的七个滤波腔组成，所述滤波支路的七个滤波腔通过窗口耦合依次耦合，所述滤波支路的带宽的范围为697-961MHz。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，
所述滤波支路的七个滤波腔包括依次耦合的第一滤波腔、第二滤波腔、第三滤波腔、第四滤波腔、第五滤波腔、第六滤波腔和第七滤波腔；
所述第一滤波腔、所述第二滤波腔、所述第三滤波腔、所述第四滤波腔、所述第五滤波腔、所述第六滤波腔和所述第七滤波腔呈直线设置，所述第六滤波腔的中心和所述第七滤波腔的中心之间的连线与所述壳体在第一方向上的中分线之间的夹角为锐角。
3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，
所述第一滤波腔的尺寸和所述第七滤波腔的尺寸均小于所述第二滤波腔的尺寸。
4.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，
所述第一滤波腔的尺寸和所述第七滤波腔的尺寸相等；
所述第二滤波腔的尺寸分别与所述第三滤波腔的尺寸、所述第四滤波腔的尺寸、所述第五滤波腔的尺寸和所述第六滤波腔的尺寸相等。
5.根据权利要求4所述的滤波器，其特征在于，
所述滤波器还包括设置在所述壳体上的第一端口和第二端口，所述第一滤波腔与所述第一端口连接，所述第七滤波腔与第二端口连接。
6.根据权利要求1至5任一项所述的滤波器，其特征在于，
所述滤波器还包括低通支路和第三端口，所述低通支路连接在所述第二端口和所述第三端口之间。
7.根据权利要求6所述的滤波器，其特征在于，所述低通支路包括五个低通槽和低通片，所述低通片设置在所述五个低通槽内，所述低通片的一端连接所述第二端口，所述低通片的另一端连接所述第三端口。
8.根据权利要求7所述的滤波器，其特征在于，所述低通支路的第一低通槽、第二低通槽、第三低通槽、第四低通槽和第五低通槽为一列且沿所述第二方向依次排列。
9.根据权利要求8所述的滤波器，其特征在于，
所述低通支路的带宽的范围为：1709-2701MHz。
10.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括天线和与所述天线连接的射频单元，所述射频单元包括权利要求1-9任一项所述的滤波器，用于对射频信号进行滤波。
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