双层腔合路器及其公共端口装置的制作方法

本发明涉及通信设备技术领域，尤其是涉及一种双层腔合路器及其公共端口装置。

背景技术：

在现代移动通信技术中，微波滤波器构成的微波器件已经成为了必不可少的重要组成部分。其中，微波腔体合路器由多路滤波器构成，当通带较多时采用双层布腔方式有利于器件小型化。目前常用的双层腔合路器仅用于实现上下两层的两个滤波通路合路，而当需要实现三个滤波通路合路的话，则需要三个滤波通路都用抽头金属线直接与公共端口及耦合棒连接，这会在公共端口及耦合棒上出现三个焊点，使合路器的互调指标变差很多；或者需要先在一层中加入额外的公共谐振腔将两通路合路，才能实现上下双层三通路合路，此种设计会使谐振腔的数目增加，不但增加了插损和制作成本，也无法进一步做到器件小型化。

技术实现要素：

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种双层腔合路器及其公共端口装置，其采用一根耦合棒即可以实现双层腔上下三通路端口带宽的分配，其具有插损小、体积小、便于加工及加工成本低等特点，并且其无焊点，可以降低器件的非线性因素。

其技术方案如下：

一种双层腔合路器的公共端口装置，包括壳体、第一隔板、第二隔板、第一谐振柱、第二谐振柱、第三谐振柱以及耦合棒，所述第一隔板位于所述壳体内用以将所述壳体的内腔分隔形成第一层腔体和第二层腔体，所述第二隔板立于所述第一隔板上用以将所述第一层腔体分隔形成第一首腔和第二首腔，所述第一谐振柱位于所述第一首腔内，所述第二谐振柱位于所述第二首腔内，所述第三谐振柱位于所述第二层腔体内，所述壳体开设有用于连接公共接头的公共接头孔，所述第一隔板面向所述公共接头孔的一侧凹设有耦合窗口，所述第一首腔、所述第二首腔以及所述第二层腔体均与所述耦合窗口连通，所述第一隔板、所述第二隔板、所述第一谐振柱、所述第二谐振柱或所述第三谐振柱上开设有耦合孔，所述耦合棒一端用于与公共接头连接，另一端插入所述耦合孔内，信号由公共接头传输到所述耦合棒，再经过所述耦合孔和所述耦合窗口后最终辐射到所述第一首腔、所述第二首腔以及所述第二层腔体。

在其中一个实施例中，所述第三谐振柱包括设于所述第一隔板上的柱台和位于所述柱台上的谐振柱本体，所述柱台上开设有所述耦合孔。

在其中一个实施例中，所述耦合孔与所述公共接头孔相对设置。

在其中一个实施例中，还包括套设于所述耦合棒上的介质套，所述介质套位于所述耦合孔内。

在其中一个实施例中，所述第二隔板面向所述公共接头孔的一侧与所述壳体之间设有间隙。

在其中一个实施例中，所述耦合棒包括插入所述耦合孔的第一级棒和用于与公共接头连接的第二级棒，所述第一级棒的直径大于所述第二级棒的直径。

在其中一个实施例中，所述耦合棒包括插入所述耦合孔的第一级棒和用于与公共接头连接的第二级棒，所述第一级棒的直径小于所述第二级棒的直径。

在其中一个实施例中，所述耦合窗口包括与所述第一首腔对接的第一窗口和与所述第二首腔对接的第二窗口，所述第一窗口的底部凹设有扩张口。

在其中一个实施例中，所述耦合窗口包括与所述第一首腔对接的第一窗口和与所述第二首腔对接的第二窗口，所述第二窗口的底部凹设有扩张口。

本技术方案还提供了一种双层腔合路器，包括所述的公共端口装置。

下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：

本发明所述双层腔合路器的公共端口装置，其通过第一隔板将壳体的内腔分隔形成上下两层，再通过第二隔板将第一层腔体分隔形成第一滤波通路的第一首腔和第二滤波通路的第二首腔，第二层腔体则可构成第三滤波通路的第三首腔。与此同时，本发明所述的第一隔板开设有耦合窗口，耦合窗口将第一层腔体和第二层腔体对接连通，并将第一首腔和第二首腔对接连通。本发明在所述第一隔板、所述第二隔板、所述第一谐振柱、所述第二谐振柱或所述第三谐振柱上开设耦合孔，并在耦合孔内设置有与公共接头连接的耦合棒。电磁场能量通过公共接头、耦合棒、耦合孔、耦合窗口后最终辐射到三个首腔中，进而实现上下三个滤波通路端口带宽的分配。本发明所述公共端口装置只需要一个棒插入式耦合即可以同时实现上下双层三通路的端口带宽分配，这将使双层结构形式在现代移动通信系统中有了更广泛应用；同时，本发明省去传统结构设计所需要的公共谐振腔，具有插损小、体积小、便于加工及加工成本低等特点；此外，本发明无需采用抽头金属线连接的方式，使得整个公共端口装置没有焊点，从而降低了公共端口装置的非线性因素。

附图说明

图1为本发明实施例所述的公共端口装置的局部剖视图；

图2为本发明实施例所述的公共端口装置的纵向剖视图；

图3为本发明实施例所述的公共端口装置的俯视图；

图4为本发明实施例所述的公共端口装置的仰视图。

附图标记说明：

100、公共接头，200、壳体，210、第一首腔，220、第二首腔，230、第三首腔，240、公共接头孔，300、第一隔板，310、耦合窗口，311、第一窗口，312、第二窗口，400、第二隔板，500、第一谐振柱，600、第二谐振柱，700、第三谐振柱，710、柱台，711、耦合孔，720、谐振柱本体，800、耦合棒。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当一个元件被称为是“连通”另一个元件，它可以是直接连通到另一个元件或者也可以是通过居中的元件而连通于另一个元件。本发明所述的“电性连接”可表示为“有线连接”或“无线连接”。此外，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”及“第二”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

如图1和图2所示，本发明所述的双层腔合路器的公共端口装置，包括壳体200、第一隔板300、第二隔板400、第一谐振柱500、第二谐振柱600、第三谐振柱700以及耦合棒800。所述第一隔板300位于所述壳体200内用以将壳体200的内腔分隔形成第一层腔体和第二层腔体，所述第二隔板400立于所述第一隔板300上用以将所述第一层腔体分隔形成第一首腔210和第二首腔220，所述第二层腔体则为第三首腔230。所述第一谐振柱500、所述第二谐振柱600以及所述第三谐振柱700分别位于所述第一首腔210内、所述第二首腔220内以及所述第三首腔230内。具体地，本实施例附图所示第一谐振柱500和第二谐振柱600分别安设于所述第一隔板300的上表面，第三谐振柱700安设于所述第一隔板300的下表面。

所述壳体200开设有用于连接公共接头100的公共接头孔240，所述第一隔板300面向所述公共接头孔240的一侧开设有耦合窗口310。所述耦合窗口310与所述第一首腔210、所述第二首腔220以及所述第三首腔230均连通。具体地，如图1所示，所述耦合窗口310上下延伸至第一层腔体和第二层腔体，并左右延伸至第一首腔210和第二首腔220。所述第一隔板300、所述第二隔板400、所述第一谐振柱500、所述第二谐振柱600或所述第三谐振柱700的面向所述公共接头孔240的一侧可开设有耦合孔711，所述耦合孔711与所述公共接头孔240相对设置。所述耦合棒800一端与位于所述公共接头孔240处的公共接头100连通，另一端插入所述耦合孔711内。信号由公共接头100传输到所述耦合棒800，再经过所述耦合孔711和所述耦合窗口310后最终辐射到所述第一首腔210、所述第二首腔220以及所述第三首腔230。

下面对上述技术方案的工作原理进行说明：本发明所述公共端口装置，其通过第一隔板300将壳体200的内腔分隔形成上下两层，再通过第二隔板400将第一层腔体分隔形成第一滤波通路的第一首腔210和第二滤波通路的第二首腔220，第二层腔体则可构成第三滤波通路的第三首腔230。与此同时，本发明所述的第一隔板300开设有耦合窗口310，耦合窗口310将第一层腔体和第二层腔体对接连通，并将第一首腔210和第二首腔220对接连通。本发明在所述第一隔板300、所述第二隔板400、所述第一谐振柱500、所述第二谐振柱600或所述第三谐振柱700的其中之一上开设耦合孔711，并在耦合孔711内设置有与公共接头100连接的耦合棒800。电磁场能量通过公共端口(本文所述公共端口由公共接头孔240和公共接头100构成)、耦合棒800以及耦合孔711、耦合窗口310后最终辐射到三个首腔中，进而实现上下三个滤波通路端口带宽的分配。本发明所述公共端口装置只需要一个棒插入式耦合即可以同时实现上下双层三通路的端口带宽分配，这将使双层结构形式在现代移动通信系统中有了更广泛应用；同时，本发明省去传统结构设计所需要的公共谐振腔，具有插损小、体积小、便于加工及加工成本低等特点；此外，本发明无需采用抽头金属线连接的方式，使得整个公共端口装置没有焊点，从而降低了公共端口装置的非线性因素。

在本实施例中，所述耦合孔711优选开设于所述第三谐振柱700上。具体地，所述第三谐振柱700包括设于所述第一隔板300上的柱台710和位于所述柱台710上的谐振柱本体720，所述柱台710上开设有所述耦合孔711。需要说明的是，第一谐振柱500、第二谐振柱600的结构可与第三谐振柱700的结构相同，即，也可包括柱台和谐振柱本体结构。本发明充分利用谐振柱的物理结构，使得公共端口装置中耦合孔711的设置合理有效，不会影响器件特性。因为当将耦合孔711开设于第一隔板300或第二隔板400上时，则第一隔板300和第二隔板400的厚度需要设计成足够厚，而过厚的第二隔板400将影响第一首腔210与第二首腔220的频率分配，因而本发明优先将耦合孔711设置在谐振柱的柱台710上。当耦合棒800插入第三谐振柱700时，电磁场能量辐射至第三谐振柱700上即第三首腔230内，之后经由耦合窗口310再辐射至第一首腔210的第一谐振柱500和第二首腔220的第二谐振柱600。本实施例所述壳体200、第一隔板300、第二隔板400以及各个谐振柱的柱台710可为一体成型结构，简化整个器件的制作。

值得注意的是，所述第二隔板400面向所述公共接头孔240的一侧与所述壳体200之间设有间隙，用以确保第一首腔210，第二首腔220和第三首腔230之间的耦合效果更好。需要说明的是，在其中一个实施例中，当耦合孔711设于第二隔板400面向所述公共接头孔240的一侧时，所述第二隔板400与壳体200之间则需设置间隙用以确保电磁场能量能够从耦合孔711中发散辐射至第一首腔210、第二首腔220以及第三首腔230中。

在本实施例中，所述耦合棒800为阶梯棒，其包括伸入所述耦合孔711的第一级棒和用于与公共接头100连接的第二级棒。所述第一级棒的直径大于所述第二级棒的直径，或所述第一级棒的直径小于所述第二级棒的直径。所述第一级棒的直径可根据耦合孔711的标准大小或通用大小进行设定，即第一级棒的直径与耦合孔711的内径大小相匹配；第二级棒的直径则可由所需承受的带宽大小以及阻抗特性进行设定，因而耦合棒800可设计为阶梯棒。需要说明的是，本领域技术人员也可根据实际需要将耦合棒800设计为平直棒状结构。本发明还包括套设于所述耦合棒800上的介质套(附图未示出)，所述介质套位于所述耦合孔711内。介质套的设置用以固定耦合棒800，防止耦合棒800与柱台710出现电气短路。

本发明所述的公共端口装置可以通过调节耦合孔711的位置，实现对上下三个通路端口的带宽分配调节。如图2所示，在实际设计过程中，耦合孔711可以以第一隔板300为基准面上移或下移。当公共接头100和耦合棒800放置于以第一隔板300为平面的下层，并向下移动时，即，耦合孔711位于第一隔板300的下方时，则第二层腔体(第三首腔230)的带宽分配会增多。反之，当公共接头100和耦合棒800向上移动时，如移动至第二隔板400上时，则第二层腔体的带宽分配会减少。通过调整公共接头100和耦合棒800的高度，来实现上层两个通路和下层通路带宽分配。

由于电磁场能量一般集中在耦合棒800与耦合孔711之间，因而可以调整耦合棒800与耦合孔711之间间隙的介质套的长短或者介质套的介电常数来调节上层两个滤波通路(第一滤波通路和第二滤波通路)和下层滤波通路(第三滤波通路)的端口带宽。此外，也可通过调整耦合棒800进入耦合孔711的深度，来调节上层两个滤波通路和下层滤波通路的端口带宽。

当公共接头100和耦合棒800在偏向于以第一隔板300为平面的下层时，增大或减少耦合窗口310某一侧的面积则可调节上层两个滤波通路的带宽分配。请结合图3，当增大第一窗口311(即位于第一谐振柱500一侧的耦合窗口310)时，则会增加第一谐振柱500所在第一滤波通路的带宽，本发明可在第一窗口311的底部再凹设有一个扩张口3111，用以增加第一窗口311的面积，如图1和图3所示；同样，当增大第二窗口312(即位于第二谐振柱600一侧的耦合窗口310)时，则会增加第二谐振柱600所在的第二滤波通路的带宽，本发明可在第二窗口312的底部再凹设有另一个扩张口(附图未示出)，用以增加第二窗口312的面积。反之，当减小第一窗口311时，则会减小第一谐振柱500所在第一滤波通路的带宽，本发明可根据实际需要在第一窗口311中增加填料等用以减小第一窗口311的面积；同样，当减小第二窗口312时，则会减小第二谐振柱600所在的第二滤波通路的带宽，本发明可根据实际需要在第二窗口312中增加填料等用以减小第二窗口312的面积。此外，请结合图4，当第三谐振柱700(柱台710和谐振柱本体720)直径增大(增加与壳体200内壁的正对面积)或者靠近壳体200内壁的时候，会增大下层带宽分配；同样，当第一谐振柱500和第二谐振柱600直径增大后或靠近壳体200内壁的时候，会增加上层两个滤波通路的带宽分配。反之，当第三谐振柱700直径减小或者远离壳体200内壁的时候，会减小下层带宽分配；同样，当第一谐振柱500和第二谐振柱600直径减小或远离壳体200内壁的时候，会减小上层两个滤波通路的带宽分配。

本发明还提供一种双层腔合路器，包括上述公共端口装置、公共接头100和一个、两个或三个分支接头(附图未示出)。当分支接头为三个时，每个分支接头对应一个首腔电性连接；当分支接头为两个时，其中两个首腔能量汇聚后与其中一个分支接头电性连接，另外一个首腔则与另外一个分支接头电性连接；当分支接头为一个时，则三个首腔能量汇聚后与该分支接头连通。需要说明的是，本发明所述公共接头以及分支接头等可以为接头棒或导线等。

综上所述，本发明通过耦合棒800插入耦合孔711来实现上下三个滤波通路端口带宽的分配，这将使双层结构形式在现代移动通信系统中有了更广泛应用。其中，公共接头100和耦合棒800直接装配，无需与腔体谐振柱焊接，并且本发明无需采用抽头金属线连接的方式，从而使得整个公共端口装置没有焊点，不仅减少装配难度，还降低了公共端口装置的非线性因素。此外，本发明可以在不增加公共谐振腔的情况下实现所需要的端口带宽，相对于现有共谐振腔的合路器，具有插损小、体积小、便于加工及加工成本低等特点。综上可知，本发明结构简单，易于装配，物料成本低，可靠性和稳定性好，适用性广，可以有效地节省生产成本，提升产品质量，增强市场竞争力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。