具有传输零点的低通滤波器的制作方法

本发明涉及滤波器领域，尤其涉及一种具有传输零点的低通滤波器。

背景技术：

在现代移动通信系统中，低通滤波器常常用于抑制信号的高次谐波。同轴线型低通滤波器由于具有功率容量高，插损低等优点，得到了广泛的应用。传统的同轴线型低通滤波器由高低阻抗线交替级联而成，其中高阻抗线可以近似等效为串联电感，低阻抗线可以近似等效为并联电容，低通滤波器的阶数越高，则带外抑制越好。然而，传统的低通滤波器不具备传输零点，高于低通截止频率的信号的衰减幅度较为平缓，不能达到较好的高频抑制，为实现较好的高频抑制，需要增加低通滤波器的阶数，但同时带来了体积大的缺点。

技术实现要素：

基于此，本申请提供一种具备传输零点的低通滤波器，既能较好了抑制高频谐波，又能减小低通滤波器的尺寸，降低生产成本。

一种具有传输零点的低通滤波器，包括具有中空内腔的管体和容置于所述管体内腔的内导体，所述内导体包括交替连接的第一阻抗导体和第二阻抗导体以及连接于两相邻所述第一阻抗导体之间的电容组件，其中，所述第一阻抗导体的横截面面积大于所述第二阻抗导体的横截面面积，所述第一阻抗导体的阻抗小于所述第二组抗导体的阻抗。

上述低通滤波器，由于在两相邻第一阻抗导体之间接入电容组件，同时，该两相邻第一阻抗导体之间还连接有第二阻抗导体，该第二阻抗导体与该电容组件形成lc并联谐振电路，从而在低通滤波器的阻带引入传输零点，显著提高低通滤波器对高频信号的抑制，因为可以在不增加阻抗导体的情况下实现较好的高频抑制，减小低通滤波器的尺寸，降低成本。

在其中一个实施例中，所述电容组件包括第一导体部、第二导体部和绝缘套筒，所述绝缘套筒的两侧分别开设有第一容置腔和第二容置腔，所述第一容置腔和所述第二容置腔不连通，所述第一导体部的一端嵌入所述第一容置腔内，所述第一导体部的另一端与相邻的所述第一阻抗导体固定连接，所述第二导体部的一端嵌入所述第二容置腔内，所述第二导体部的另一端与相邻的所述第一阻抗导体固定连接。

在其中一个实施例中，所述第一导体部包括第一嵌入部和第一连接部，所述第一嵌入部的宽度大于所述第一连接部的宽度，所述第一导体部通过所述第一嵌入部嵌入所述第一容置腔内，所述第二导体部包括第二嵌入部和第二连接部，所述第二嵌入部的宽度大于所述第二连接部的宽度，所述第二导体部通过所述第二嵌入部嵌入所述第二容置腔内。

在其中一个实施例中，所述第二阻抗导体和所述第一阻抗导体为同轴连接的圆柱体，且所述第一阻抗导体的直径大于所述第二阻抗导体的直径，与所述电容组件连接的相邻两第一阻抗导体均开设有自圆柱体侧边边缘向圆心凹陷的凹槽，所述电容组件的两端分别固定连接于相邻所述第一阻抗导体的凹槽内。

在其中一个实施例中，所述电容组件与所述第一阻抗导体通过焊接固定。

在其中一个实施例中，所述电容组件位于两侧相邻所述第一阻抗导体沿连接轴向的正投影区域内。

在其中一个实施例中，所述管体为可熔性聚四氟乙烯制成的热塑管，所述管体的管壁厚度范围为0.4mm～0.6mm。

在其中一个实施例中，所述绝缘套筒由聚四氟乙烯材料制成。

在其中一个实施例中，还包括接地腔体和与所述接地腔体盖合的盖板，所述管体容置于所述接地腔体与所述盖板围成的腔室内，所述内导体两端还分别具有与所述第一阻抗导体连接的信号输入端和信号输出端，所述低通滤波器还包括贯穿所述接地腔体以与所述信号输入端连接的输入连接器和与所述信号输出端连接的输出连接器。

在其中一个实施例中，所述信号输入端和所述信号输出端的阻抗范围均为45ω～55ω。

附图说明

图1为本申请一实施例中内导体的结构示意图；

图2为本申请一实施例中低通滤波器的结构分解图；

图3为本申请一实施例中低通滤波器的结构组装图；

图4为本申请一实施例中低通滤波器的等效电路图；

图5a为传统技术中低通滤波器的幅频特性曲线图；

图5b为本申请一实施例中低通滤波器的幅频特性曲线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请涉及一种具有传输零点的低通滤波器，低通滤波器包括具有中空内腔的管体和容置于管体内腔的内导体100，其中，如图1所示，内导体100包括多个交替连接的第一阻抗导体110和第二阻抗导体120，第一阻抗导体110的横截面面积大于第二阻抗导体120的横截面面积，且第一阻抗导体110的阻抗小于第二阻抗导体120，可称第一阻抗导体110为低阻抗导体，第二阻抗导体120为高阻抗导体，可设第二阻抗导体120的节数为n，第一阻抗导体110的节数为n+1个，则形成的低通滤波器的总阶数为2n+1阶，在其中两相邻的第一阻抗导体110之间还接有电容组件130，可设电容组件130连接在第m节第一阻抗导体110和第m+1节第一阻抗导体110之间，其中，1≤m≤n。

上述低通滤波器，内导体100包括交替连接的第一阻抗导体110和第二阻抗导体120，其中，第二阻抗导体120相当于串联电感，第一阻抗导体110相当于并联电容，同时，在第m节第一阻抗导体110和第m+1节第一阻抗导体110之间接入电容组件130，即第m节第一阻抗导体110和第m+1节第一阻抗导体110之间连接有第二阻抗导体120和电容组件130，该第二阻抗导体120和电容组件130构成lc并联谐振电路，在一实施例中，内导体100形成的等效电路如图4所示，从而使低通滤波器在阻带引入传输零点，传输零点能够较好地抑制高次谐波，使得低通滤波器在不增加阶数的情况下实现较好的高频抑制，减小低通滤波器的尺寸。

在一实施例中，如图2所示，电容组件130包括第一导体部131、第二导体部132和绝缘套筒133，绝缘套筒133的两侧分别开设有第一容置腔和第二容置腔，且第一容置腔和第二容置腔在绝缘套筒133内部并不连通，即第一容置腔和第二容置腔的底部通过绝缘介质隔离，第一导体部131的一端嵌入第一容置腔内，另一端与第m节第一阻抗导体110固定连接，第二导体部132的一端也嵌入第二容置腔内，另一端与m+1节第一阻抗导体110固定连接。在本实施例中，第一导体部131、第二导体部132和隔离第一导体部131和第二导体部132的绝缘套筒133构成一电容组件130，且通过在绝缘套筒133两端开设容置腔，使第一导体部131和第二导体部132以嵌入容置腔内的方式与绝缘套筒133固定，从而在不需要采用额外的固定工艺便可形成一稳固的电容组件130，可以理解的，为使第一导体部131、第二导体部132与绝缘套筒133结合牢固，第一容置腔的尺寸以第一导体部131刚好套入为宜，第二容置腔的尺寸以第二导体部132刚好套入为宜。

在一实施例中，继续参见图2所示，第一导体部131包括第一嵌入部b1和第一连接部a1，第一嵌入部b1的宽度大于第一连接部a1的宽度，其中，第一嵌入部b1嵌于绝缘套筒133的第一容置腔内，第一连接部a1与第m节第一阻抗导体110连接；第二导体部132也包括第二嵌入部b2和第二连接部a2，第二嵌入部b2的宽度大于第二连接部a2的宽度，其中，第二嵌入部b2嵌于绝缘套筒133的第二容置腔内，第二连接部a2与第m+1节第一阻抗导体110连接。在本实施例中，第一导体部131和第二导体部132的横截面呈t型，第一导体部131和第二导体部132对称设置。由于电容组件130的电容参数与电极板的面积正相关，而第一导体部131和第二导体部132正对部分为电极板，即第一嵌入部b1和第二嵌入部b2为电极板，通过设置较宽的第一嵌入部b1和第二嵌入部b2，得到的电容组件130具有较大的电容值。在一实施例中，第一嵌入部b1、第二嵌入部b2、第一连接部a1和第二连接部a2均为同轴设置的圆柱体，上述宽度为相应圆柱体圆形截面的直径。在一实施例中，第一导体部131和第二导体部132为金属材料制成，绝缘套筒133由绝缘材质制成，该绝缘材质具体可选用聚四氟乙烯。

在一实施例中，低通滤波器中的第二阻抗导体120和第一阻抗导体110为同轴连接的圆柱体，第一阻抗导体110的直径大于第二阻抗导体120的直径，与上述电容组件130连接的第m节和第m+1节的第一阻抗导体110均开设有自圆柱体侧边边缘向圆心凹陷的凹槽，电容组件130的一端固定于第m节第一阻抗导体110的凹槽内，电容组件130的另一端固定于第m+1节第一阻抗导体110的凹槽内。在本申请中，电容组件130的长度略大于第m节和第m+1节第一阻抗导体110之间的间距，第m节和第m+1节第一阻抗导体110的边缘开设有凹槽，使得电容组件130的两端置于凹槽内并进行固定。在一具体的实施例中，电容组件130通过焊接方式与第一阻抗导体110固定。

在一实施例中，如图1所述，电容组件130与两侧第一阻抗导体110连接后，电容组件130位于相邻第一阻抗导体110沿连接轴向的正投影区域内。当第一阻抗导体110和绝缘套筒133均为圆柱体时，第一阻抗导体110的半径大于绝缘套筒133的直径，电容组件130与第一阻抗导体110固定后，将内导体100置于管体200内，第一阻抗导体110与管体200侧壁接触而电容组件130不与管体200侧壁接触或恰好与管体200侧壁接触，如此不会因为内导体100设置有电容组件130而需增大管体200的尺寸。

在一实施例中，上述管体200为可熔性聚四氟乙烯(pfa)材料制成的热塑管，管体200的管壁厚度为0.4mm～0.6mm。

在一实施例中，结合图2和图3所示，上述低通滤波器还包括接地腔体310和与接地腔体310盖合的盖板320，组装有内导体100的管体200容置于接地腔体310与盖板320围成的腔室内，接地腔体310与盖板320可通过螺钉固定，且内导体100两端还具有与第一阻抗导体110连接的信号输入端141和信号输出端142，相应的，低通滤波器还包括贯穿接地腔体310的输入连接器410和输出连接器420，其中，输入连接器410与信号输入端141连接，输出连接器420与信号输出端142连接。当低通滤波器接入电路时，信号通过输入连接器410与信号输入端141传送给内导体100中的第二阻抗导体120、第一阻抗导体110和电容组件130，并通过信号输出端142和输出连接器420输出。在一实施例中，信号输入端141和信号输出端142的阻抗范围为45ω～55ω，具体可为50ω。

在一实施例中，低通滤波器可设置一个电容组件130，以引入一个传输零点，也可在不同位置设置多个上述电容组件130，以引入多个传输零点。在一具体的实施例中，设n＝4，m＝2，即低通滤波器具有4节第二阻抗导体120和5节第一阻抗导体110，形成9阶低通滤波器，电容组件130设置于第2节第一阻抗导体110和第3节第一阻抗导体110之间。为了说明本申请低通滤波器的优势，现设定第一阻抗导体110的特征阻抗为5.5ω，第二阻抗导体120的特征阻抗为138ω，首先，利用三维电磁场仿真软件(cst)建立仿真模型，为抑制频率为7ghz的谐波，仿真得到的阻抗导体的总长度为30.7mm。同时，其波形仿真结果如图5a所示，当频率大于低通截止频率时，信号幅度逐渐衰减，且衰减较为平缓。而当设置有电容组件130时，利用三维电磁场仿真软件(cst)建立仿真模型，为抑制频率为7ghz的谐波，仿真得到的阻抗导体的总长度为28.4mm，器件尺寸减小，同时，其波形仿真结果如图5b所示，当频率大于低通截止频率时，信号幅度逐渐衰减，在频率为7ghz时信号幅度骤然下降，从而较好地抑制高频谐波。

以上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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。