CN114204235A - 一种monoblock滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种monoblock滤波器，其包括：多个平行排布的谐振腔、一个输入端口及一个输出端口，所述谐振腔由陶瓷基体及位于陶瓷基体一个端面的金属层组成，所述金属层上设置有金属化图案，所述陶瓷基体上设置有穿透陶瓷基体的金属化过孔，所述金属层用于调整频率和腔间耦合，相邻谐振腔之间的耦合的电磁场分布，为磁场处于主导状态的偶模状态或电场耦合处于主导状态的奇模状态。本发明提供了一种monoblock滤波器，适用于5G RRU射频通滤波，其耦合是电和磁的混合耦合，在实际使用中可以通过端面图案的设计，灵活使用电或磁耦合，产生、控制需要的零点，满足复杂滤波器的抑制要求。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器技术领域，尤其涉及基一种monoblock滤波器。
背景技术
射频前端是移动通信设备中的核心部件，其细分元器件包括：滤波器(Filter)、功率放大器(PA)、射频开关(Switch)、低噪声放大器(LNA)、天线调谐器等，而滤波器是其中重要一个部件。5G射频前端滤波器产品主要向着低功耗、低成本、高性能三个目标发展。
在申请号为CN201610312509.9的中国发明专利申请文件中提到了GSM-R超导射频前端高温超导滤波器，应用于中国铁路GSM-R专网基站，采用高温超导薄膜材料，所述GSM-R超导射频前端高温超导滤波器的阶数为6～20阶，所述GSM-R超导射频前端高温超导滤波器的电路结构包括多个用于模拟振子分布参数的并联回路和用于模拟振子间耦合系数的传输线，每段所述传输线依次串联，始端的传输线和末端的传输线分别连接用于模拟源阻抗和负载阻抗的端口，相邻传输线之间的节点均与一个所述并联回路连接，所述并联回路由电阻、电感和电容并联组成；所述GSM-R超导射频前端高温超导滤波器的微带结构包括多个以一定间距呈梳状排列的振子，由微带线经过折弯后形成所述振子。但该结构过于复杂，且不适合用于small cell RRU射频前端滤波。
滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。换句话说，凡是可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减或抑制其他频率成分的装置或***都称之为滤波器。滤波器，是对波进行过滤的器件。“波”是一个非常广泛的物理概念，在电子技术领域，“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用，被转换为电压或电流的时间函数，称之为各种物理量的时间波形，或者称之为信号。因为自变量时间是连续取值的，所以称之为连续时间信号，又习惯地称之为模拟信号(Analog Signal)。
滤波是信号处理中的一个重要概念，在直流稳压电源中滤波电路的作用是尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种monoblock滤波器，用于解决现有技术中滤波器无法满足small cell RRU射频前端滤波要求的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种monoblock滤波器，其包括：多个平行排布的谐振腔、一个输入端口及一个输出端口，所述谐振腔由陶瓷基体及位于陶瓷基体一个端面的金属层组成，所述金属层上设置有金属化图案，所述陶瓷基体上设置有穿透陶瓷基体的金属化过孔，所述金属层用于调整频率和腔间耦合。
更进一步的，所述谐振腔个数为6个。
更进一步的，所述monoblock滤波器具有三个传输零点。
更进一步的，相邻谐振腔之间的耦合的电磁场分布，为磁场处于主导状态的偶模状态或电场耦合处于主导状态的奇模状态。
更进一步的，采用一个细金属条使非相邻谐振腔之间产生交叉耦合，用于实现传输零点。
更进一步的，若交叉耦合为正，则产生正的传输零点，该传输零点位于通带右边；若交叉耦合为负，则产生负的传输零点，该传输零点位于通带左边。
本发明的有益效果：
（1）提供了一种monoblock滤波器，适用于5G RRU射频通滤波；
（2）本发明能满足5G 射频前端信号的滤波，通过结构扩展可达到其它频段信号滤波；
（3）本发明结构简单，其耦合是电和磁的混合耦合，在实际使用中可以通过端面图案的设计，灵活使用电或磁耦合，产生、控制需要的零点，满足复杂滤波器的抑制要求；
（4）本发明通过控制滤波器的耦合结构，产生合适的电磁场分布来满足电路模型中产生传输零点所需要的信号条件，可扩展到其它频段滤波器的传输零点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的谐振腔结构示意图；
图3为本发明谐振腔端面示意图；
图4为滤波器传输路径示意图；
图5为金属化过孔周围磁场分布图；
图6为端面图案周围电场分布图；
图7为偶模状态磁场分布图；
图8为偶模状态电场分布图；
图9为奇模状态磁场分布图；
图10为奇模状态电场分布图；
图11为六腔三零点滤波器仿真示意图；
图12为在通带低端产生一个传输零点示意图；
图13为在通带高端产生一个传输零点示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本实施例中，如图1、图2、图3和图11所示，一种monoblock滤波器，其包括：多个平行排布的谐振腔、一个输入端口及一个输出端口，所述谐振腔由陶瓷基体及位于陶瓷基体一个端面的金属层组成，所述金属层上设置有金属化图案，所述陶瓷基体上设置有穿透陶瓷基体的金属化过孔，所述金属层用于调整频率和腔间耦合。
在本实施例中，所述谐振腔个数为6个。
在本实施例中，所述monoblock滤波器具有三个传输零点。
在本实施例中，相邻谐振腔之间的耦合的电磁场分布，为磁场处于主导状态的偶模状态或电场耦合处于主导状态的奇模状态。
在本实施例中，采用一个细金属条使非相邻谐振腔之间产生交叉耦合，用于实现传输零点。
在本实施例中，为了实现传输零点，必须在非相邻谐振器间产生耦合，称之为交叉耦合。相对了相邻谐振器间的主耦合而言，交叉耦合为正，就可以产生正的传输零点（位于通带右边）；交叉耦合为负的话，就可以产生负的传输零点（位于通带左边）。
具体地说，如图1所示，一种monoblock滤波器，它包括信号输入端口、谐振腔、交叉耦合和信号输出端口。
所述的信号输入端口为1个，谐振腔6个，输出端口为1个；
为了实现传输零点，必须在非相邻谐振器间产生耦合，称之为交叉耦合。相对了相邻谐振器间的主耦合而言，交叉耦合为正，就可以产生正的传输零点（位于通带右边）；交叉耦合为负的话，就可以产生负的传输零点（位于通带左边）。
如图4所示，在图中有两个信号传输路径，路径1为： 1-3；路径2为：1-2-3.当两个路径的信号满足适当条件，在公共腔里面在某个（或多个）频率点上满足信号幅度相等、相位相反。这时候就会得到传输零点。通过控制滤波器的耦合结构，产生合适的电磁场分布来满足电路模型中产生传输零点所需要的信号条件。
图5和图6为其场分布，金属化过孔周围主要为磁场分布、端面图案周围主要为电场分布。
如图7至图10 所示，相邻谐振器之间的耦合的电磁场分布，可以是磁场处于主导状态的偶模状态；也可以是电场耦合处于主导状态的奇模状态。
奇偶模的分辨方法，在结构上找到一个对称面，如果其电场分布关于这个面对称，就是偶模，否则为奇模。
传输零点的实现
为了实现传输零点，必须在非相邻谐振器间产生耦合，称之为交叉耦合。相对了相邻谐振器间的主耦合而言，交叉耦合为正，就可以产生正的传输零点（位于通带右边）；交叉耦合为负的话，就可以产生负的传输零点（位于通带左边）。
采用一个细金属条在谐振器1和谐振器3之间产生耦合，两条耦合路径分别为, 1-2-3和1-3。
源负载交叉耦合的实现
有的时候由于产品指标的要求和结构的限制，必须使用源、负载参与交叉耦合来实现传输零点。
图11为一个6腔，3零点滤波器仿真示意图。其中S-2和5-L产生右边两个传输零点，2-3产生左边传输零点。
图12中主耦合为S-1-2, 其中S-1为电耦合占主导，1-2为电耦合占主导，交叉耦合为S-2，电耦合占主导。两路信号在谐振器2上面产生的电场相反，交叉耦合为负耦合，可以在通带低端产生一个传输零点。
图13中主耦合为S-1-2, 其中S-1为电耦合占主导，1-2为磁耦合占主导，交叉耦合为S-2，电耦合占主导。两路信号在谐振器2上产生的电场相同，交叉耦合为正耦合，可以在通带高端产生一个传输零点。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种monoblock滤波器，适用于5G RRU射频通滤波。
（1）本发明能满足5G 射频前端信号的滤波，通过结构扩展可达到其它频段信号滤波；
（2）本发明结构简单，其耦合是电和磁的混合耦合，在实际使用中可以通过端面图案的设计，灵活使用电或磁耦合，产生、控制需要的零点，满足复杂滤波器的抑制要求；
（3）本发明通过控制滤波器的耦合结构，产生合适的电磁场分布来满足电路模型中产生传输零点所需要的信号条件。可扩展到其它频段滤波器的传输零点。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种monoblock滤波器，其特征在于，包括：多个平行排布的谐振腔、一个输入端口及一个输出端口，所述谐振腔由陶瓷基体及位于陶瓷基体一个端面的金属层组成，所述金属层上设置有金属化图案，所述陶瓷基体上设置有穿透陶瓷基体的金属化过孔，所述金属层用于调整频率和腔间耦合。
2.根据权利要求1所述的一种monoblock滤波器，其特征在于，所述谐振腔个数为6个。
3.根据权利要求1所述的一种monoblock滤波器，其特征在于，所述monoblock滤波器具有三个传输零点。
4.根据权利要求1所述的一种monoblock滤波器，其特征在于，相邻谐振腔之间的耦合的电磁场分布，为磁场处于主导状态的偶模状态或电场耦合处于主导状态的奇模状态。
5.根据权利要求1所述的一种monoblock滤波器，其特征在于，采用一个细金属条使非相邻谐振腔之间产生交叉耦合，用于实现传输零点。
6.根据权利要求5所述的一种monoblock滤波器，其特征在于，若交叉耦合为正，则产生正的传输零点，该传输零点位于通带右边；若交叉耦合为负，则产生负的传输零点，该传输零点位于通带左边。
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| CN114204235A true CN114204235A (zh) | 2022-03-18 |
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003347804A (ja) * | 2002-05-22 | 2003-12-05 | Ube Electronics Ltd | 誘電体送受共用器 |
| CN101228661A (zh) * | 2005-05-24 | 2008-07-23 | Cts公司 | 具有多个分路零点的滤波器 |
| CN109768357A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-17 | 广东曼克维通信科技有限公司 | 一种传输零点可控的基片集成波导滤波器 |
| CN113328219A (zh) * | 2020-02-28 | 2021-08-31 | 华为技术有限公司 | 介质滤波器和通信设备 |
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2021
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