專利名稱：多頻濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常屬于通訊濾波器。在特別的情況下，也涉及多頻腔濾波器。
背景技術(shù)：
當(dāng)今的通訊系統(tǒng)中應(yīng)用有多種型號(hào)的濾波器，常用的類型有通頻帶的，低通濾波器，高通濾波器和陷波(階波)濾波器，這些濾波器應(yīng)用于大多數(shù)家用的電視機(jī)和收音機(jī)中。一般這些設(shè)備中應(yīng)用帶通和低通濾波器來選擇需要的頻道。一般的說，這些調(diào)頻濾波器由傳統(tǒng)的電子組件構(gòu)成，如電容、感應(yīng)器、電阻器和運(yùn)算放大器(用于有源濾波器)。
這些濾波器可以很好的處AM、FM、VHF和特定的UHF波段的傳輸，但與應(yīng)用于微波傳輸中不同的是，它們卻并不適合應(yīng)用于更高UHF頻段的通訊設(shè)備中。在這些更高的頻率范圍，這些濾波器中的電子組件的基本電子特性會(huì)發(fā)生退化，這種退化會(huì)改變?yōu)V波器的轉(zhuǎn)化性質(zhì)從而導(dǎo)致失真。
因此，高UHF段到EHF段的濾波需要一種不同的方法，有一種廣泛應(yīng)用于這些高頻段、特別是用于高能量通訊系統(tǒng)中的濾波器就是腔濾波器，腔濾波器因其高穩(wěn)定性和高Q因子而被用于高能量系統(tǒng)。
在美國專利No.2,337,184“耦合回路”中即描述了一種上述諧振腔在一種通訊系統(tǒng)中的應(yīng)用，它利用一個(gè)回路來耦合一組波源，如一組電波頻率到一個(gè)單一負(fù)載。一個(gè)矩形空腔諧振器被耦合到一個(gè)第一發(fā)射器、一個(gè)第二發(fā)射器和一個(gè)負(fù)載，此例中是一個(gè)天線，空腔允許兩個(gè)發(fā)射器可以無干涉的同時(shí)使用天線，這兩個(gè)發(fā)射器在空腔內(nèi)激發(fā)出兩個(gè)基本模式，第一個(gè)模式在第一發(fā)射器的頻率，第二個(gè)模式在第二發(fā)射器的頻率。天線與諧振腔通過偶極ρ耦合，并且通過一種可以使其被兩種模式等量激發(fā)的方式放置，以保證兩個(gè)模式都可以通過天線A傳播。
在美國專利No.5,349,316“雙頻帶通微波濾波器”中描述了一種雙端口的帶通濾波器，該濾波器由至少一個(gè)諧振腔構(gòu)成，該諧振腔在移位頻率上有兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)算模式，這使得濾波器在要求的頻率帶可以有兩個(gè)獨(dú)立的通頻帶。為了產(chǎn)生兩個(gè)通頻帶，濾波器要求引入的波導(dǎo)與濾波器成一個(gè)角度，以使TE和TM模式都可以在腔內(nèi)被激發(fā)，特別是TE1，1，1與TM0，1，0模式。
還有一種雙模腔濾波器在US專利No.5,793,271中被討論。該例中的濾波器由一個(gè)或多個(gè)雙模諧振腔組成，每個(gè)腔在兩個(gè)不同的頻率產(chǎn)生兩個(gè)諧振模，這兩個(gè)模式本質(zhì)上有相同的場(chǎng)分布，但是彼此垂直。腔還包括一個(gè)第一調(diào)頻元件裝置和一個(gè)第二調(diào)頻元件裝置以調(diào)節(jié)各自的模式到要求的頻率上。
以上所討論的幾種濾波器有一個(gè)問題就是它們會(huì)相當(dāng)大且笨重，而且，這些濾波器的頻率調(diào)節(jié)相對(duì)依賴于耦合調(diào)頻，這就是US5,349,316中的濾波器的情況，它要求信號(hào)的耦合沿著一個(gè)特定的角度來激發(fā)要求的模式，這并不總是可行的，且因此濾波器的運(yùn)算會(huì)被削弱。
基于上述原因，提供一種不那么笨重、能夠提供準(zhǔn)獨(dú)立信號(hào)和耦合調(diào)頻以及更大的調(diào)頻范圍的多頻帶濾波器是一種改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面是提供一種應(yīng)用于通訊系統(tǒng)中的多頻濾波裝置，該裝置包括一個(gè)機(jī)架；一個(gè)位于所述機(jī)架內(nèi)部的腔，所述的腔內(nèi)具有一個(gè)諧振結(jié)構(gòu)，該諧振結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)陶瓷元件；一個(gè)入口和一個(gè)出口，每個(gè)端口均與所述的諧振結(jié)構(gòu)耦合；一個(gè)關(guān)閉部件，用來接合所述機(jī)架以及蓋住所述腔；諧振結(jié)構(gòu)最好位于腔的中心部位；比較合適的是諧振結(jié)構(gòu)為一個(gè)多模諧振器，特別是當(dāng)濾波裝置是用于雙頻帶濾波的情況。
陶瓷元件可以是環(huán)形的，螺旋形的，圓柱的，橢圓的或是其它合適的幾何形狀的。陶瓷元件最好具有圓盤的形狀，圓盤狀的陶瓷元件可以直接放在腔底面上，或者可以放在腔內(nèi)的一個(gè)合適的支架上，最好這個(gè)圓盤狀的陶瓷元件采用TE01d模式。
諧振結(jié)構(gòu)可以還包括至少一個(gè)導(dǎo)體元件，比較合適的是導(dǎo)體元件具有柱體形狀。柱形的導(dǎo)體元件可以與陶瓷元件構(gòu)成一個(gè)整體或毗鄰陶瓷元件，最好這個(gè)柱形的導(dǎo)體元件與陶瓷元件充分地共軸排列，柱形的導(dǎo)體元件適宜于從腔的底部開始向上延伸，到腔的一個(gè)邊緣附近終止。柱形的導(dǎo)體元件還可以包括一個(gè)孔，用來收容調(diào)頻桿。
腔適于設(shè)計(jì)成可以產(chǎn)生至少一個(gè)梳狀線諧振模，最好被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生一個(gè)位于900MHz頻帶的梳狀線諧振模和一個(gè)位于1800MHz頻帶的TE01d模。
合適地，所述入口和出口位于所述機(jī)架的兩個(gè)相對(duì)面上。入口和出口可以是一種共軸耦合，例如F，N，SMA，7/16或其它合適類型的連接，或者是一種波導(dǎo)耦合，如凸緣。
本發(fā)明另一方面提供一種用于通訊系統(tǒng)中的多頻濾波裝置，所述裝置包括一個(gè)機(jī)架；位于所述機(jī)架內(nèi)的多個(gè)腔，每個(gè)腔具有一個(gè)諧振結(jié)構(gòu)，該諧振結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)陶瓷元件；至少一個(gè)入口，與一組諧振器中的第一個(gè)諧振器耦合；至少一個(gè)出口，與一組諧振器中的第二個(gè)諧振器耦合；一個(gè)關(guān)閉部件，用來接合所述機(jī)架并蓋住所述的腔；在較佳的情況下，每個(gè)諧振結(jié)構(gòu)都位于對(duì)應(yīng)的腔的中部，其中至少一個(gè)諧振結(jié)構(gòu)是一個(gè)多模諧振器。
每一個(gè)陶瓷元件都可以是環(huán)形的、螺旋的、圓柱的、橢圓的或其它合適的幾何形狀。較佳的，每個(gè)陶瓷元件都具有圓盤狀，這些圓盤狀的陶瓷元件可以直接放在對(duì)應(yīng)腔的底面上，或者其中一個(gè)或多個(gè)圓盤狀的陶瓷元件可以放在位于對(duì)應(yīng)腔內(nèi)的合適的支撐物上。在更佳的實(shí)施方案中，這些圓盤狀的陶瓷元件采用TE01d模。
合適的，每個(gè)諧振結(jié)構(gòu)可以還包括至少一個(gè)導(dǎo)體元件，且導(dǎo)體元件具有柱狀外形，每個(gè)柱形的導(dǎo)體元件可以與陶瓷元件成為一個(gè)整體或者毗鄰陶瓷元件。較佳的，每個(gè)柱形的導(dǎo)體元件都從對(duì)應(yīng)的腔的底部開始向上延伸，到鄰近對(duì)應(yīng)腔的一邊時(shí)終止；或者其中一個(gè)或多個(gè)柱形的導(dǎo)體元件可以在距離對(duì)應(yīng)腔的邊緣一個(gè)預(yù)先設(shè)定的距離處終止。每個(gè)柱形的導(dǎo)體元件都可以還有一個(gè)孔用以接收調(diào)頻桿。
這些腔適于被設(shè)計(jì)成可以使TM01d模和TE01d模通過。
所述入口與所述出口適宜設(shè)在所述機(jī)架的兩相對(duì)面上，這些入口和出口可以是一種共軸耦合，如F，N，SMA，7/16或其它合適類型的連接，或者可以是一種波導(dǎo)耦合，如凸緣。
本發(fā)明還有一方面是提供一種具有一個(gè)第一濾波通道和一個(gè)第二濾波通道的多頻濾波裝置，所述裝置包括一個(gè)機(jī)架；第一系列腔，位于所述機(jī)架內(nèi)；第一系列諧振結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)諧振結(jié)構(gòu)都位于所述第一系列腔中的一個(gè)對(duì)應(yīng)腔中，每個(gè)所述諧振結(jié)構(gòu)都具有至少一個(gè)陶瓷元件；一個(gè)第一入口，與所述第一系列諧振結(jié)構(gòu)中的一個(gè)第一個(gè)諧振器耦合；
一個(gè)第一出口，與所述第一系列諧振結(jié)構(gòu)中的一個(gè)第二個(gè)諧振器耦合；第二系列腔，位于所述機(jī)架內(nèi)；第二系列諧振結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)諧振結(jié)構(gòu)都位于所述第二系列腔中的一個(gè)對(duì)應(yīng)腔中，每個(gè)所述諧振結(jié)構(gòu)都具有至少一個(gè)陶瓷元件；一個(gè)第二入口，與所述第二系列諧振結(jié)構(gòu)中的一個(gè)第一個(gè)諧振器耦合；一個(gè)第二出口，與所述第二系列諧振結(jié)構(gòu)中的一個(gè)第二個(gè)諧振器耦合；合適的，第一濾波通道由第一系列諧振結(jié)構(gòu)提供，而第二濾波通道由第二系列諧振結(jié)構(gòu)，至少一個(gè)諧振器屬于所述第一系列諧振結(jié)構(gòu)。
第一系列諧振結(jié)構(gòu)中至少有一個(gè)的諧振器可以是多模諧振器。每個(gè)陶瓷元件都有可以是環(huán)形的、螺旋形的、圓柱的、橢圓的或其它合適的幾何形狀的。較佳的，每個(gè)陶瓷元件都具有圓盤形狀，這些圓盤狀的陶瓷元件可以直接放在對(duì)應(yīng)腔的底面上；或者其中一個(gè)或多個(gè)圓盤狀的陶瓷元件可以放在位于對(duì)應(yīng)腔內(nèi)的合適的支撐物上。更佳的是，這些圓盤狀的陶瓷元件采用TE01d模。
適宜的是，每個(gè)所述第一系列諧振結(jié)構(gòu)中的諧振結(jié)構(gòu)可以還包括至少一個(gè)導(dǎo)體元件，且導(dǎo)體元件是柱形結(jié)構(gòu)，每個(gè)柱狀的導(dǎo)體元件可以與陶瓷元件成為一個(gè)整體或者毗鄰陶瓷元件。較佳的是，每個(gè)柱形的導(dǎo)通元件都從對(duì)應(yīng)腔的底部開始向上延伸，到鄰近對(duì)應(yīng)腔的一邊時(shí)終止；或者其中一個(gè)或多個(gè)柱形的導(dǎo)通元件可以在距離對(duì)應(yīng)腔的邊緣一個(gè)預(yù)先設(shè)定的距離處終止。每個(gè)柱形的導(dǎo)通元件都可以還有一個(gè)孔，用于收納調(diào)頻桿。
較佳的，至少一個(gè)所述第二系列諧振結(jié)構(gòu)中的諧振器是一個(gè)梳形線諧振器。
第一和第二系列腔都適合被設(shè)計(jì)成允許TM01d模和TE01d模通過，較佳的，第一系列腔和第二系列腔耦合在一起。
入口和出口可以是共軸耦合，如F型連接，或者可以是波導(dǎo)耦合，如凸緣。
合適的，機(jī)架、關(guān)閉部件和腔是用導(dǎo)體材料做的，如鋁或其它合適的金屬?；蛘邫C(jī)架關(guān)閉部件和腔是用一種合適的非導(dǎo)體，如塑料做的。如果機(jī)架、關(guān)閉部件和腔由塑料制成，腔的內(nèi)表面就需要一個(gè)導(dǎo)電涂層。
關(guān)閉部件也可以包括一個(gè)頻率調(diào)節(jié)裝置，頻率調(diào)節(jié)裝置包括至少一個(gè)可調(diào)節(jié)的盤和至少一個(gè)調(diào)頻桿。合適的，可調(diào)節(jié)的盤由一種合適的金屬做成，如鋁，而調(diào)頻桿是一個(gè)線狀的導(dǎo)體棒，如M4型的螺桿。
當(dāng)濾波裝置包括多個(gè)腔時(shí)，一個(gè)耦合的調(diào)頻裝置也應(yīng)當(dāng)提供，該耦合的裝置包括一個(gè)不固定的盤和調(diào)節(jié)桿。該不固定的盤適宜由金屬材料制成，如鋁，而調(diào)節(jié)桿是一個(gè)不導(dǎo)電的線狀桿，如Ultem樹脂螺桿。


為了使本發(fā)明更易理解、便于實(shí)際應(yīng)用，現(xiàn)在對(duì)附圖進(jìn)行說明，附圖展示了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，其中圖1為一種典型的桅頂放大器(MHA)的實(shí)施例的塊圖；圖2為基于本發(fā)明的第一實(shí)施例中的濾波器的橫截面圖；圖3為圖2移除關(guān)閉部件后的俯視圖；圖4為圖2和圖3中所示的濾波器的頻率響應(yīng)圖；圖5為本發(fā)明的第二實(shí)施例中的雙腔濾波器的橫截面圖；圖6a為本發(fā)明的第三實(shí)施例中的四段濾波器的移除關(guān)閉部件后的俯視圖；圖6b為本發(fā)明的第三實(shí)施例中的四段濾波器的安裝關(guān)閉部件的俯視圖；圖7a，7b和7c分別為上述第三實(shí)施例中TM、TE和副振蕩模的頻率響應(yīng)圖；圖8a為本發(fā)明的第四實(shí)施例的移除關(guān)閉部件的俯視圖；圖8b為圖8a中的濾波器的安裝關(guān)閉部件后的俯視圖；圖9a和9b分別為上述第四實(shí)施例中的TM和TE模各自的頻率響應(yīng)圖；圖10a，10b，10c，10d和10e為本發(fā)明的其它實(shí)施例中的諧振結(jié)構(gòu)的概略表示圖。
具體實(shí)施例方式
圖1給出了應(yīng)用于通信設(shè)備如移動(dòng)電話中的一種典型結(jié)構(gòu)即雙帶桅頂放大器(MHA)10的示意圖，該放大器包括一個(gè)天線接口15和基本無線電收發(fā)器(BTS)接口16。MHA的接收臂由一系列雙帶濾波器組11，12構(gòu)成，這兩組濾波器通過一個(gè)寬頻帶低噪聲放大器(LNA)13相互耦合；放大器發(fā)射臂具有一個(gè)雙頻帶濾波器14。一個(gè)Bias-T 17連接在BTS端口和發(fā)射臂與接收臂的結(jié)點(diǎn)之間，Bias-T還可以通過線18連接到LNA上。Bias-T從BTS發(fā)射線中提取引入的DC，并插入從警報(bào)器和監(jiān)視回路發(fā)出的信號(hào)。當(dāng)Bias-T與LNA連接時(shí)，提取出的DC用來為L(zhǎng)NA提供響應(yīng)電壓VCC。如前所述，這種MHA非常笨重，并且占據(jù)很大的塔空間，從而增加了塔安裝的成本。這僅是本發(fā)明的濾波器的一種包括MHA的應(yīng)用實(shí)施例，而其它方式對(duì)本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人來說是很顯而易見的。
圖2展示了一個(gè)基于本發(fā)明的的多頻帶濾波器20的橫截面圖，圖2中的多帶濾波器是基于多模諧振器的概念。圖2展示的設(shè)計(jì)是一種梳形線TE濾波器的實(shí)施例。機(jī)架21內(nèi)有一個(gè)腔22，該腔內(nèi)具有一個(gè)由導(dǎo)體柱24和諧振器23組成的諧振結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體柱24從腔底面開始向上延伸，并在距離腔的頂邊一定距離的地方終止。導(dǎo)體柱24還可以具有一個(gè)孔26，用來收納下面即將討論的一個(gè)調(diào)頻桿31。諧振器23位于腔22內(nèi)，并使諧振器23和導(dǎo)體柱24充分地共軸。在這種特殊的例子下，諧振器23經(jīng)由鋁支撐器19放置在腔底面上。為完成濾波器的構(gòu)造，關(guān)閉部件即此例中的蓋25被放置在機(jī)架21上用以蓋住腔22，蓋25通過一系列螺絲固定在機(jī)架上。蓋25還為濾波器頻率調(diào)節(jié)裝置30提供合適的支撐，該濾波器頻率調(diào)節(jié)裝置包括可調(diào)節(jié)的金屬盤31和調(diào)節(jié)桿32。
圖3給出了濾波器去掉蓋25和頻率調(diào)節(jié)裝置30的俯視圖。諧振器23放置于腔22中，且諧振器23和導(dǎo)體柱24充分地共軸。圖3中還展示了入口27和出口28，用以將濾波器耦合到對(duì)應(yīng)的信號(hào)源和負(fù)載上。
在這個(gè)特殊的例子中，諧振器是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的TE01d圓盤。將圓盤放置于腔22中并和導(dǎo)體柱24充分共軸，將梳形線模降至TE01d之下。調(diào)頻裝置30提供了又一機(jī)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)梳形線和TE濾波器模以將濾波器調(diào)節(jié)到所需頻率。將金屬盤31降至腔內(nèi)可調(diào)低梳形線模的頻率，同時(shí)調(diào)高TE01d的頻率。而將調(diào)節(jié)桿32降至孔26內(nèi)只調(diào)節(jié)梳形線模，而對(duì)TE01d沒有影響。
在此例中，濾波器是作為一個(gè)雙頻帶GSM900/GSM1800濾波器進(jìn)行調(diào)頻的。腔深40mm，直徑38mm，這種尺寸的腔提供了一個(gè)帶寬25MHz的GSM900濾波器和一個(gè)帶寬75MHz的GSM1800濾波器。
GSM900頻帶濾波器應(yīng)用梳形線諧振模，該模為900MHz濾波器提供了最緊湊的結(jié)構(gòu)和一個(gè)高亂真信號(hào)響應(yīng)。
GSM1800頻帶濾波器應(yīng)用TE01d模。由于GSM900濾波器的梳形線場(chǎng)類似于TE01d模，對(duì)應(yīng)地，GSM900濾波器的場(chǎng)垂直于TE01d模。GSM1800濾波器應(yīng)用TE01d模，為兩濾波器在頻率上提供了最大的模分辨和很好的亂真響應(yīng)。
上面討論的濾波器結(jié)構(gòu)帶來了一個(gè)具有估計(jì)Q值為2800的900MHz濾波器和一個(gè)估計(jì)Q值為6000的1750MHz濾波器。亂真模只在2.05GHz處開始出現(xiàn)，如圖4所示，圖4為GSM900/GSM1800濾波器的頻率響應(yīng)圖。
圖5展示了基于本發(fā)明的實(shí)施例二的雙模濾波器40的橫截面圖。腔22.1和22.2位于機(jī)架21內(nèi)，每個(gè)腔具有一個(gè)諧振結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體柱24.1和24.2與諧振器23.1和23.2的結(jié)合，諧振器與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體柱充分共軸。每個(gè)導(dǎo)體柱還可以有孔26.1和26.2，用以接收一個(gè)下面將要討論的調(diào)頻桿。為完善濾波器的構(gòu)造，關(guān)閉部件25放置在機(jī)架21上以蓋住腔22.1和22.2。本例中的濾波器分別可執(zhí)行TM01d和TE01d模。盡管從以上的討論似乎可看出，模可被GSM900/1800濾波裝置執(zhí)行，然后一個(gè)此領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員會(huì)寧愿在GSM900/1800濾波器內(nèi)結(jié)合的模為TM01d模。對(duì)應(yīng)于每個(gè)例子，本發(fā)明的濾波裝置合適地選用正交模。
頻率調(diào)節(jié)裝置30.1和30.2分別提供給對(duì)應(yīng)腔22.1和22.2，每個(gè)頻率調(diào)節(jié)裝置包括可調(diào)節(jié)的盤31.1和31.2、調(diào)頻螺桿32.1和32.2，通過調(diào)整金屬盤31.1和31.2的深度可調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)腔22.1和22.2中TM01d和TE01d模的頻率，而不影響相鄰腔中的模。當(dāng)調(diào)整柱孔26.1和26.2中的調(diào)頻螺桿32.1和32.2的深度時(shí)，只能調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)腔和每個(gè)腔的耦合的TM01d模。
為了控制濾波器中兩個(gè)腔之間的模耦合，一個(gè)可移動(dòng)的盤33被提供，可移動(dòng)盤在濾波器中的位置由調(diào)頻桿34控制，通過調(diào)節(jié)可移動(dòng)盤33在濾波器內(nèi)兩個(gè)腔之間的深度來調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)兩個(gè)腔之間的TE01d耦合量。對(duì)應(yīng)兩腔之間的TM01d的耦合程度進(jìn)一步地由一個(gè)可調(diào)節(jié)桿35來控制，通過改變調(diào)節(jié)桿35的深度來調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)兩腔之間的TM01d耦合量而不影響TE01d耦合。這種結(jié)構(gòu)的好處在于頻率調(diào)節(jié)和耦合調(diào)節(jié)保持準(zhǔn)獨(dú)立。
圖6a顯示了基于本發(fā)明的實(shí)施例三的一種四段濾波器50，在這種情況下的濾波器結(jié)構(gòu)包括多個(gè)位于機(jī)架21內(nèi)的腔22.1到22.4、一個(gè)常用的信號(hào)入口27和出口28，從而濾波器是一個(gè)雙天線分離濾波器。
四個(gè)腔中的每一個(gè)都具有一個(gè)放置在中間的導(dǎo)體柱24.1到24.4和對(duì)應(yīng)的一個(gè)諧振器23.1到23.4，23.1到23.4中的每一個(gè)諧振器都放在位于機(jī)架21中的對(duì)應(yīng)腔22.1到22.4中，并且與24.1到24.4中的對(duì)應(yīng)導(dǎo)體柱充分共軸。
為完善整個(gè)濾波器的結(jié)構(gòu)，關(guān)閉部件25放置在機(jī)架21上以蓋住腔22.1到22.4，如圖6b所示，圖6b還展示了對(duì)應(yīng)腔22.1到22.4的頻率調(diào)節(jié)裝置30.1到30.4。頻率調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)與前面所討論過的那些都一樣，即每個(gè)都包括一個(gè)可調(diào)節(jié)的金屬盤和調(diào)頻螺桿。通過調(diào)整位于對(duì)應(yīng)腔中的金屬盤與螺桿的深度來將濾波器調(diào)節(jié)到所需要的頻率范圍。
濾波器的每個(gè)腔之間也通過與之前討論過的相似的方式耦合，可移動(dòng)盤33.1到33.3(未示出)在相鄰的腔間被提供，通過調(diào)節(jié)可移動(dòng)盤位于濾波器50中的深度來調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的兩腔之間的TE01d耦合程度，而通過調(diào)節(jié)桿35.1到35.3位于濾波器50中的深度來調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的兩腔之間的TM01d耦合程度。如圖6b所示，可移動(dòng)盤的調(diào)節(jié)可通過桿34.1到34.3實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)桿34.1到34.3的可調(diào)節(jié)高度表明，可移動(dòng)盤沿濾波器的長(zhǎng)度被調(diào)節(jié)到不同的深度，以提供所需的TE01d耦合程度。相似地，桿35.1到35.3的可調(diào)節(jié)高度表明，桿沿濾波器的長(zhǎng)度被調(diào)節(jié)到不同的深度以提供所需的TM01d耦合程度。
在這個(gè)特殊的例子中，TM01d濾波器被調(diào)節(jié)到1845MHz，具有20MHz的帶寬；而TE01d濾波器被調(diào)節(jié)到2190MHz，具有15MHz的帶寬，分別如圖7a，7b中的頻率響應(yīng)圖所示。濾波器亂真響應(yīng)由圖6c所示，亂真模在2.5GHz處開始出現(xiàn)。
基于圖6a和6b中的四段濾波器，在同一個(gè)腔內(nèi)很難達(dá)到一個(gè)很高的輸入耦合帶寬。圖8展示了一種可能的濾波器60的結(jié)構(gòu)，用以提高輸入帶寬。濾波器60由兩系列用于傳輸TE01d和TM01d模的腔組成，因此，與之前不雙重通信的濾波器不同的是，本例中的這種雙重通信的結(jié)構(gòu)通過傳輸線來進(jìn)行處理。
在這個(gè)特殊的例子中，TE濾波器是一個(gè)三段濾波器而TM濾波器是一個(gè)四段濾波器，TE濾波器與之前討論過的四段濾波器有相似的結(jié)構(gòu)。TE濾波通過一個(gè)第一系列諧振結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，諧振結(jié)構(gòu)為諧振器23.1到23.3和導(dǎo)體柱24.1到24.3的組合，每個(gè)諧振器放置在一系列腔22.1到22.3中的一個(gè)對(duì)應(yīng)腔內(nèi)，所述的諧振器與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體柱24.1到24.3充分共軸。
在入口27.1和出口28.1的TM耦合通過放置于第二系列腔29.1和29.2的中心位置的抽頭的諧振器61.1和61.2實(shí)現(xiàn)，TE耦合在入口27.2和出口28.2通過水平柱62.1和62.2實(shí)現(xiàn)。
本TM濾波器的結(jié)構(gòu)與前面討論過的例子稍有不同，在本例中，TM濾波器應(yīng)用了一個(gè)第二系列諧振結(jié)構(gòu)，本例中為放置在第二系列腔中對(duì)應(yīng)腔29.1和29.2中心位置的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)梳形線諧振器61.1和61.2，諧振器61.1和61.2通過一個(gè)直接的螺紋耦合到輸入口27.1和輸出口28.1上。
TM濾波先通過輸入諧振器61.1，再通過TE濾波器中的兩段諧振器與柱組合23.1、24.1和23.2、24.2，最后到達(dá)輸出諧振器61.2。
圖8b給出了濾波器60及其關(guān)閉部件25，關(guān)閉部件25固定在機(jī)架21上以蓋住第一系列腔和第二系列腔，就像前面所述的實(shí)施例中一樣，為對(duì)應(yīng)腔也提供了頻率調(diào)節(jié)和耦合調(diào)節(jié)裝置。頻率調(diào)節(jié)裝置30.1到30.5與之前討論的結(jié)構(gòu)相似，每個(gè)裝置包括一個(gè)可調(diào)節(jié)的調(diào)頻盤和調(diào)頻螺桿。相似地，耦合調(diào)節(jié)裝置也和之前所討論過的一樣。在相鄰的腔之間應(yīng)用一個(gè)可移動(dòng)盤，每個(gè)盤位于濾波器中的位置通過對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)桿34.1到34.5進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在這個(gè)例子中，頻率與耦合裝置的深度變化范圍被調(diào)整到特定值，使TM濾波器被調(diào)節(jié)到頻率在1750MHz，具有帶寬75MHz，而TE濾波器被調(diào)節(jié)到頻率在2140MHz，具有帶寬60MHz，每個(gè)濾波器的頻率響應(yīng)曲線分別由圖9a和9b給出。
圖10a表示了本發(fā)明的諧振結(jié)構(gòu)70的一種具體實(shí)例，在這個(gè)特殊的例子中，陶瓷元件71的主體具有十字形結(jié)構(gòu)，其每一個(gè)臂部件的上表面72和下表面73都被做成斜面，該主體還具有一個(gè)中央空心74，該中央空心有一個(gè)或多個(gè)曲面75。較佳的是，中央空心74的內(nèi)表面由兩個(gè)相互交叉的圓柱孔組成。在本例中，諧振結(jié)構(gòu)還包括一個(gè)導(dǎo)體柱76與陶瓷元件71毗鄰。
本發(fā)明的諧振結(jié)構(gòu)80的另一種實(shí)施例在圖10b中展示，與圖10a中的實(shí)現(xiàn)相同，陶瓷元件81主體是十字形的，臂部件的上表面82也是做成了斜面，但是此例中臂部件的下表面83是平面的。主體還包括一個(gè)中央空心84，它具有一個(gè)或多個(gè)曲面85，較佳的，中央空心具有半球形的內(nèi)表面。
本發(fā)明的諧振結(jié)構(gòu)90的第三個(gè)實(shí)施例如圖10c所示。此例中，諧振結(jié)構(gòu)90包括一對(duì)陶瓷元件91和92，以及一個(gè)導(dǎo)體柱93。本例中，每個(gè)陶瓷元件都是環(huán)形的，諧振結(jié)構(gòu)90的全部三個(gè)元件都共圓心，其中第二陶瓷元件92被放置在第一陶瓷元件91的中心孔94中，而導(dǎo)體柱93被放置在第二陶瓷元件92的中心孔中。
圖10d給出了本發(fā)明的諧振結(jié)構(gòu)100的第四種可行的實(shí)施例，在此例中，諧振結(jié)構(gòu)100包括一個(gè)單一的陶瓷元件101，陶瓷元件101的主體是十字形的，并具有一個(gè)正方的中心部分102，正方中心部分102的直立面沿十字主體的臂部件103的軸放置。
本發(fā)明的諧振結(jié)構(gòu)200的第五種實(shí)施例如圖10e所示，在本例中，諧振結(jié)構(gòu)包括一個(gè)陶瓷部件201和一個(gè)柱202。陶瓷部件201的主體具有圓柱形，并具有一個(gè)第一平面203和與所述第一平面在軸向相對(duì)的第二平面204。一個(gè)中心孔205從第一平面開始延伸，穿過陶瓷部件201主體，到達(dá)第二平面203。陶瓷還具有一系列206槽分布于第一平面上中心孔205的周圍，柱202放置在中心孔205內(nèi)，并從所述第二平面203中延伸出來。不像之前所述的實(shí)例，本例中的柱是用非導(dǎo)體材料制成的，較佳的是，非導(dǎo)體材料采用陶瓷。
除上述濾波器類型之外，發(fā)明者發(fā)現(xiàn)還可以有更復(fù)雜的濾波器應(yīng)用本發(fā)明，并且這就是他們現(xiàn)在正在進(jìn)行的研究的焦點(diǎn)?，F(xiàn)在，一個(gè)八段TM，五段TE，并含有兩個(gè)TM低邊極和一個(gè)TM高邊極的濾波器正在被研究。
可以預(yù)見的，一個(gè)完全的桅頂放大器(MHA)應(yīng)用本發(fā)明可以減小體積，例如單1900MHz和雙1800/1900MHz型的MHA，可以分別減少10％和15％。
所引用的此領(lǐng)域內(nèi)之前文獻(xiàn)不是，也不該被認(rèn)為是提供了任何形式的建議，因?yàn)樵诎拇罄麃喓腿魏纹渌鼑遥玫闹暗奈墨I(xiàn)組成了部分普遍基本知識(shí)。
以上所提到的實(shí)施例僅是本發(fā)明的部分實(shí)現(xiàn)方式，因此更多的修正和提高，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的，被認(rèn)為是屬于更廣泛的領(lǐng)域和這里描述的以及在下面的權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于通訊系統(tǒng)的多頻濾波裝置，它包括一個(gè)機(jī)架；位于所述的機(jī)架內(nèi)的多個(gè)腔，每個(gè)腔具有一個(gè)諧振結(jié)構(gòu)，該諧振結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)陶瓷元件；至少一個(gè)輸入口，所述的輸入口與多個(gè)諧振器中的一個(gè)第一諧振器耦合；至少一個(gè)輸出口，所述的輸出口與多個(gè)諧振器中的一個(gè)第二諧振器耦合；一個(gè)關(guān)閉部件，用來接合所述機(jī)架并蓋住所述的腔。
2.如權(quán)利要求1所述的多頻濾波裝置，其中所述的諧振結(jié)構(gòu)位于每個(gè)腔的中央位置。
3.如權(quán)利要求1所述的多頻濾波裝置，其中至少有一個(gè)所述的諧振結(jié)構(gòu)是一個(gè)多模諧振器。
4.如權(quán)利要求1所述的多頻濾波裝置，其中至少有一個(gè)陶瓷元件為環(huán)形、螺旋形、圓柱形或橢圓形中的一種形狀。
5.如權(quán)利要求1所述的多頻濾波裝置，其中每個(gè)陶瓷元件都具有圓盤形狀。
6.如權(quán)利要求5所述的多頻濾波裝置，其中所述的圓盤狀的陶瓷元件直接設(shè)置于對(duì)應(yīng)腔的底面上。
7.如權(quán)利要求5所述的多頻濾波裝置，其中所述的圓盤狀的陶瓷元件置于腔內(nèi)的一個(gè)支撐件上。
8.如權(quán)利要求5-7中任一條所述的多頻濾波裝置，其中圓盤狀的陶瓷元件應(yīng)用TE01d模。
9.如權(quán)利要求1所述的多頻濾波裝置，其中所述的諧振結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)導(dǎo)電元件，所述的導(dǎo)電元件最好為柱形。
10.如權(quán)利要求9所述的多頻濾波裝置，其中所述的柱形導(dǎo)電元件可以與一個(gè)陶瓷元件結(jié)合為一體或比鄰一個(gè)陶瓷元件。
11.如權(quán)利要求9或10所述的多頻濾波裝置，其中每個(gè)柱形的導(dǎo)體元件都從對(duì)應(yīng)腔的底面開始向上延伸，到鄰近對(duì)應(yīng)腔的一邊時(shí)終止。
12.如權(quán)利要求9或10所述的多頻濾波裝置，其中一個(gè)或多個(gè)柱形導(dǎo)體元件可以在距離對(duì)應(yīng)腔的邊緣一個(gè)預(yù)先設(shè)定的距離處終止。
13.如權(quán)利要求9-12中任一條所述的多頻濾波裝置，其中各柱形導(dǎo)體元件具有一個(gè)孔，用以收納調(diào)頻桿。
14.如權(quán)利要求1所述的多頻濾波裝置，其中所述腔的尺寸被合適設(shè)置以便可以傳播TM01d模和TE01d模。
15.如權(quán)利要求1所述的多頻濾波裝置，其中所述的輸入口和輸出口位于機(jī)架的相對(duì)兩側(cè)面上。
16.一種多頻濾波裝置，具有第一濾波通道和第二濾波通道，所述的多頻濾波裝置包括一個(gè)機(jī)架；第一系列腔，所述的第一系列腔位于所述機(jī)架內(nèi)；第一系列諧振結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)諧振結(jié)構(gòu)都對(duì)應(yīng)地位于第一系列腔中的一個(gè)腔中，每個(gè)諧振結(jié)構(gòu)都包括至少一個(gè)陶瓷元件；一個(gè)第一輸入口，所述的第一輸入口與所述第一系列諧振器中的一個(gè)第一諧振器耦合；一個(gè)第一輸出口，所述的第一輸出口與所述第一系列諧振器中的一個(gè)第二諧振器耦合；第二系列腔，所述的第二系列腔位于所述機(jī)架內(nèi)；第二系列諧振結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)諧振結(jié)構(gòu)都對(duì)應(yīng)地位于所述第二系列腔中的一個(gè)腔中，每個(gè)諧振結(jié)構(gòu)都包括至少一個(gè)陶瓷元件；一個(gè)第二輸入口，所述的第二輸入口與所述第二系列諧振器中的一個(gè)第一諧振器耦合；一個(gè)第二輸出口，所述的第二輸出口與所述第二系列諧振器中的一個(gè)第二諧振器耦合；
17.如權(quán)利要求16所述的多頻濾波裝置，其中第一濾波通道由第一系列諧振結(jié)構(gòu)提供；并且第二濾波通道由第二系列諧振結(jié)構(gòu)提供；并且至少一個(gè)諧振結(jié)構(gòu)由所述第一系列諧振結(jié)構(gòu)提供。
18.如權(quán)利要求16所述的多頻濾波裝置，其中至少一個(gè)由第一系列諧振結(jié)構(gòu)和/或第二系列諧振結(jié)構(gòu)提供的諧振結(jié)構(gòu)為多模諧振器。
19.如權(quán)利要求16所述的多頻濾波裝置，其中至少有一個(gè)陶瓷元件具有環(huán)形、螺旋形、圓柱形、橢圓形中的任意一種形狀。
20.如權(quán)利要求16所述的多頻濾波裝置，其中每個(gè)陶瓷元件都具有圓盤形狀。
21.如權(quán)利要求20所述的多頻濾波裝置，其中所述的圓盤狀的陶瓷元件直接位于對(duì)應(yīng)腔的底面上。
22.如權(quán)利要求20所述的多頻濾波裝置，其中所述的一個(gè)或者多個(gè)圓盤狀的陶瓷元件置于對(duì)應(yīng)腔內(nèi)的一個(gè)支撐件上。
23.如權(quán)利要求20至22中任一所述的多頻濾波裝置，其中一個(gè)TE01d模被應(yīng)用于圓盤狀的陶瓷元件。
24.如權(quán)利要求16所述的多頻濾波裝置，其中第一系列諧振結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)諧振結(jié)構(gòu)都還包括至少一個(gè)導(dǎo)電元件，所述的導(dǎo)電元件最好為柱形。
25.如權(quán)利要求24所述的多頻濾波裝置，其中所述的柱形的導(dǎo)電元件可以與陶瓷元件結(jié)合為一體或者比鄰陶瓷元件。
26.如權(quán)利要求24所述的多頻濾波裝置，其中每個(gè)柱形的導(dǎo)體元件都從對(duì)應(yīng)腔的底面開始向上延伸，到鄰近對(duì)應(yīng)腔的一邊時(shí)終止。
27.如權(quán)利要求24所述的多頻濾波裝置，其中一個(gè)或多個(gè)柱形的導(dǎo)體元件可以在距離對(duì)應(yīng)腔的邊緣一個(gè)預(yù)先設(shè)定的距離處終止。
28.如權(quán)利要求24至27中任一條所述的多頻濾波裝置，其中每個(gè)柱形的導(dǎo)體元件還具有一個(gè)用以接納調(diào)頻桿的孔。
29.如權(quán)利要求16所述的多頻濾波裝置，其中第二系列諧振結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)諧振結(jié)構(gòu)為梳狀線諧振器。
30.如權(quán)利要求16所述的多頻濾波裝置，其中第一系列腔和第二系列腔的尺寸被合適地設(shè)置以便可以傳播TM01d模和TE01d模。
31.如權(quán)利要求16所述的多頻濾波裝置，其中第一系列腔與第二系列腔相互耦合。
32.如權(quán)利要求16所述的多頻濾波裝置，其中所述的輸入口和輸出口之間為共軸耦合或波導(dǎo)耦合。
33.如權(quán)利要求16所述的多頻濾波裝置，其中所述的機(jī)架、關(guān)閉件和至少一個(gè)腔由導(dǎo)電材料制成，如鋁或其他合適的金屬材料。
34.如權(quán)利要求16所述的多頻濾波裝置，其中所述的機(jī)架、關(guān)閉件和腔由具有導(dǎo)電涂層的非導(dǎo)電材料制成。
35.如權(quán)利要求16所述的多頻濾波裝置，其中所述的關(guān)閉件還包括一個(gè)頻率調(diào)節(jié)裝置，所述的頻率調(diào)節(jié)裝置包括至少一個(gè)調(diào)節(jié)盤和至少一個(gè)調(diào)節(jié)桿。
36.如權(quán)利要求35所述的多頻濾波裝置，其中所述的調(diào)節(jié)盤由金屬材料制成，所述的調(diào)節(jié)桿為導(dǎo)電線狀桿。
37.如權(quán)利要求16所述的多頻濾波裝置，其中它還包括一個(gè)用于多腔體的耦合調(diào)節(jié)裝置，所述的耦合調(diào)節(jié)裝置包括一個(gè)移動(dòng)盤和一個(gè)調(diào)節(jié)桿。
38.如權(quán)利要求37所述的多頻濾波裝置，其中所述的移動(dòng)盤由一種金屬材料制成，所述的調(diào)節(jié)桿為一種非導(dǎo)電線狀桿。
39.一種用于通訊系統(tǒng)的多頻濾波裝置，它包括一個(gè)機(jī)架；位于機(jī)架內(nèi)的一個(gè)腔，所述的腔內(nèi)具有一個(gè)諧振結(jié)構(gòu)，所述的諧振結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)陶瓷元件；一個(gè)輸入口和一個(gè)輸出口，輸入口和輸出口均與所述的諧振結(jié)構(gòu)相耦合；一個(gè)關(guān)閉件，用來接合所述的機(jī)架并蓋住所述的腔。
全文摘要
一種用于一個(gè)通訊系統(tǒng)的多頻濾波裝置(40)，所述的裝置包括一個(gè)機(jī)架(21)，位于機(jī)架內(nèi)的多個(gè)腔(22.1，22.2)，每個(gè)腔包括一個(gè)諧振結(jié)構(gòu)，所述的諧振結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)陶瓷元件(23.1，23.2)；至少一個(gè)入口(27)，所述的出口和所述的多個(gè)諧振器中的一個(gè)第一諧振器相耦合；至少一個(gè)出口(28)，所述的出口和所述的多個(gè)諧振器中的一個(gè)第二諧振器相耦合，還有一個(gè)關(guān)閉部件(25)用以結(jié)合所述的機(jī)架(21)和蓋住所述的腔。
文檔編號(hào)H01P1/20GK101040403SQ200580035315
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月9日
發(fā)明者克里斯汀·布萊爾, 穆斯塔法·默哈邁德·塔赫·阿布沙班 申請(qǐng)人:費(fèi)爾特尼克控股有限公司