一种抗5G干扰滤波器的制作方法

一种抗5g干扰滤波器
技术领域
1.本实用新型属于滤波器技术领域，尤其涉及一种抗5g干扰滤波器。


背景技术：

2.5g信号的波段通常的3.4～3.6ghz，随着5g技术的发展，5g运营商开始大量的部署5g设备，5g信号覆盖范围越来越广，进而，对频段与其相邻的c波段卫星通讯信号(3.7～4.2ghz)形成了干扰。
3.为了消除5g信号对c波段卫星通讯信号的干扰，通常会在卫星上加装5g 滤波器，但是，由于5g基站信号远远高于卫星c波段下行信号，导致易产生邻频干扰。而且，通常滤波器参数设计完成之后不能改变，设计参数与产品实际参数具有误差，会导致应用具有局限性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种抗5g干扰滤波器，提升其性能参数的调节性，拓宽应用场景。
5.本实用新型采用以下技术方案：一种抗5g干扰滤波器，包括金属材料的滤波器本体，滤波器本体的一个侧面上开设有向下凹陷的滤波器腔体，滤波器腔体的两端分别连接信号输入端和信号输出端；
6.滤波器腔体内设置有若干个相互连通的谐振腔，若干个相互连通的谐振腔用于过滤5g信号；
7.滤波器腔体上密封覆盖有盖板，盖板上开设有若干个螺纹孔，每个螺纹孔上均安装有与其螺纹相匹配的调谐螺杆，每个调谐螺杆均用于在螺纹孔内旋转以调节其与谐振腔之间的距离，进而实现谐振腔性能的调节。
8.进一步地，每个谐振腔均包括一个谐振柱，每个谐振柱的外围设置有第一腔体包络、第二腔体包络和/或滤波器腔体；
9.相邻谐振腔之间的谐振柱通过耦合脊梁连接。
10.进一步地，至少一组相邻的两个谐振柱之间设置有飞杆组件；
11.飞杆组件包括可拆卸安装在滤波器腔体底面上的飞杆座，飞杆座朝向两端的谐振柱之间均设置有耦合飞杆。
12.进一步地，滤波器腔体、谐振柱、耦合脊梁、第一腔体包络和第二腔体包络一体成型。
13.进一步地，每个谐振柱均为圆柱体，每个圆柱体的顶部均向下凹陷设有调节槽，每个调节槽的大小均相同；
14.多个圆柱体的直径均相同、高度均不相同。
15.进一步地，任意两个耦合脊梁之间均不相交，且每个耦合脊梁的两端均连接到不同的谐振柱上；
16.多个耦合脊梁的宽度相同、长度不同、高度不同。
17.进一步地，第一腔体包络和第二腔体包络与滤波器腔体的深度相等；
18.谐振柱、耦合脊梁的高度均小于等于滤波器腔体的深度。
19.进一步地，盖板外侧与谐振腔对应的位置上安装有加厚板，加厚板上开设有与盖板上的螺纹孔相匹配的加厚螺纹孔。
20.进一步地，加厚板的外侧与加厚螺纹孔对应的位置上安装有螺母。
21.进一步地，滤波器本体上还设置有减重腔体。
22.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在滤波器腔体内设置多个谐振腔，进而通过多个相互连接的谐振腔来实现滤波器电路的模拟，并且在盖板上安装调谐螺杆，当成品滤波器电参数出现误差时，通过调谐螺杆来调节每个谐振腔的电参数，进而实现滤波器电路参数的精准调节，拓宽应用场景。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例一种抗5g干扰滤波器的内部结构示意图；
24.图2为图1的局部放大图；
25.图3为本实用新型实施例一种抗5g干扰滤波器中多个谐振腔的结构示意图；
26.图4为本实用新型实施例一种抗5g干扰滤波器的等效电路原理图；
27.图5为本实用新型实施例一种抗5g干扰滤波器安装盖板后的结构示意图；
28.图6为本实用新型实施例一种抗5g干扰滤波器信号输入端的结构示意图；
29.图7为本实用新型实施例一种抗5g干扰滤波器信号输出端的结构示意图；
30.图8为本实用新型实施例一种抗5g干扰滤波器的s参数曲线图；
31.图9为本实用新型实施例一种抗5g干扰滤波器的原理电路仿真结果图；
32.图10为本实用新型实施例一种抗5g干扰滤波器的电路与hfss联调仿真结果图；
33.图11为本实用新型实施例的实测传输曲线结果图；
34.图12为本实用新型实施例的实测反射曲线结果图。
35.其中：10.连接法兰；20.波导腔；
36.30.滤波器腔体；31.抽头导体；32.减重腔体；33.谐振柱；34.飞杆座；35.耦合飞杆；36.耦合脊梁；37.谐振腔；38.第一腔体包络；39.第二腔体包络；
37.40.盖板；50.加厚板；60.调谐螺杆；70.阶梯匹配段。
具体实施方式
38.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
39.本实用新型公开了一种抗5g干扰滤波器，如图1所示，包括金属材料的滤波器本体，滤波器本体的一个侧面上开设有向下凹陷的滤波器腔体30，滤波器腔体30的两端分别连接信号输入端和信号输出端；滤波器腔体30内设置有若干个相互连通的谐振腔37，若干个相互连通的谐振腔37用于过滤5g信号；滤波器腔体30上密封覆盖有盖板40，盖板40上开设有若干个螺纹孔，每个螺纹孔上均安装有与其螺纹相匹配的调谐螺杆60，每个调谐螺杆60均用于在螺纹孔内旋转以调节其与谐振腔37之间的距离，进而实现谐振腔37性能的调节。
40.本实用新型通过在滤波器腔体30内设置多个谐振腔37，进而通过多个相互连接的谐振腔37来实现滤波器电路的模拟，并且在盖板40上安装调谐螺杆60，当成品滤波器电参数出现误差时，通过调谐螺杆60来调节每个谐振腔37的电参数，进而实现滤波器电路参数的精准调节，拓宽应用场景。
41.在本实施例中，每个谐振腔37均包括一个谐振柱33，每个谐振柱33的外围设置有第一腔体包络38、第二腔体包络39和/或滤波器腔体30；相邻谐振腔37 之间的谐振柱33通过耦合脊梁36连接。具体的，对于每个谐振腔37，其中部均设置一个谐振柱33，由于各个部件均为金属材质的，所以，该谐振腔37就相当于是一个lc振荡电路，多个谐振腔37相连接，即多个lc振荡电路相连接。进而实现了如图4所述的电路，实现了滤波器的功能。
42.在本实施例中，至少一组相邻的两个谐振柱33之间设置有飞杆组件；飞杆组件包括可拆卸安装在滤波器腔体30底面上的飞杆座34，飞杆座34朝向两端的谐振柱33之间均设置有耦合飞杆35。作为一种具体的实现方式，飞杆座34和耦合飞杆35都采用聚四氟乙烯材质的。如图2所示，在滤波器腔体30中要安装飞杆座34的位置处，预留两个第二腔体包络39(这些腔体包络基本是类圆柱形结构，中间预留螺纹孔)，当盖板40安装后，在盖板40上通过螺钉拧入，通过盖板40再将飞杆座34压紧在滤波器腔体30内。每个第二腔体包络39向飞杆座34 的方向伸出一个长方体形式的卡条，将飞杆座34两侧的卡槽分别卡在卡条上，即可完成飞杆座34的固定。另外飞杆座34的两端面上均开设有螺纹孔，在螺纹孔中安装耦合飞杆35。耦合飞杆35包括螺纹段和端部圆盘，圆盘的外侧面朝向谐振杆33，通过螺纹来调节圆盘与谐振杆33之间的距离，进而实现滤波器电性能的调节。另外，为了使得耦合飞杆35安装更加牢固，在飞杆座34的顶端向下开设一螺纹孔，当调节好耦合飞杆35的位置时，在螺纹孔内安装平头螺钉，通过平头螺钉底面的平头压紧在耦合飞杆35伸入飞杆座34内的部分，完成耦合飞杆35的加固。为了防止飞杆座35上平头螺钉对滤波器电参数的影响，平头螺钉选用非金属的介质螺钉。
43.在一个实施例中，滤波器腔体30、谐振柱33、耦合脊梁36、第一腔体包络 38和第二腔体包络39一体成型。通过一体成型的制作工艺，可以保证滤波器的结构强度和应力需求。作为优选的，滤波器的材料可以采用铝材。
44.每个谐振柱33均为圆柱体，每个圆柱体的顶部均向下凹陷设有调节槽，每个调节槽的大小均相同；多个圆柱体的直径均相同、高度均不相同。作为优选的，谐振柱33的高度可以选择中间高两边低的方式来设计，这样便于计算，最高的高度与最低的高度之间的高度差一半在0.3～0.4mm。
45.在本实用新型中，耦合脊梁作用是在两个谐振腔之间增加一个耦合量，实现各个谐振腔37之间的耦合传输。耦合脊梁36通常作为长方体条形，任意两个耦合脊梁36之间均不相交，且每个耦合脊梁36的两端均连接到不同的谐振柱33 上；多个耦合脊梁的宽度相同、长度不同、高度不同。优选的，脊梁的高度是高低～高低分布的，也可以起到便于计算的特性。
46.在本实用新型实施例中，第一腔体包络38和第二腔体包络39与滤波器腔体 30的深度相等；谐振柱33、耦合脊梁36的高度均小于等于滤波器腔体30的深度。第一腔体包络38的形状不限，只需要根据各个谐振腔37的电参数设计即可，而且，为了增加盖板40和滤波器本体之间的连接强度，在第一腔体包络38和第二腔体包络39上均开设有螺纹孔，进而可以
通过螺钉将盖板40的中部与滤波器本体连接。
47.在一个实施例中，如图5所示，盖板40外侧与谐振腔37对应的位置上安装有加厚板50，加厚板50上开设有与盖板40上的螺纹孔相匹配的加厚螺纹孔。通过增加加厚板50，可以增加调谐螺栓60与螺纹孔之间的长度，进而，增加调谐螺栓60的紧固强度，由于盖板40的厚度较小，当安装调谐螺栓60时，其与盖板40之间的连接螺纹仅仅有两三圈，可能会导致调谐螺栓60和盖板40之间连接不稳定，通过增加加厚板50，可以使得调谐螺栓60的紧固圈数增加到6～8圈，提升紧固力，保证调谐螺栓60的稳定，避免由于调谐螺栓60不稳定影响滤波器的电参数。
48.另外，加厚板50的外侧与加厚螺纹孔对应的位置上安装有螺母，通过螺母可以进一步增加调谐螺栓60的稳定性。调谐螺钉60通常可以采用铜螺钉，可以补偿耦合参数。
49.在本实用新型的一个实施例中，由于滤波器是安装在卫星上，为了尽量减轻其重量，滤波器本体上还设置有减重腔体32。
50.为了方便与滤波器和波导或其他设备的连接，滤波器本体的两端分别设置有连接法兰10，连接法兰10内圈与滤波器本体的端部形成波导腔20；信号输入端通过抽头导体31连接一个波导腔20，信号输出端通过抽头导体31连接另一个波导腔20。如图6和图7所示，每个波导腔20内均安装有阶梯匹配段70。
51.在本实用新型中，如图3所示，谐振腔37是交叉折叠排布的，并非是一个接一个的串联的，相邻的谐振腔37可以共用边，可以实现滤波器体积的减小，更利用应用于卫星系统中。
52.本本实用新型实施例抗干扰滤波器采用同轴腔体滤波器的方案来实现，根据指标综合满足要求的s参数曲线(如图8所示)，最终采用了11阶谐振器，并且构建了4个交叉耦合形成带外传输零点以提高带外抑制，其中包含2个ct结构， 1个ct与cq的混合结构。
53.如图8所示为本实用新型滤波器的s参数曲线，根据该图可知，在3.7-4.2ghz 通带范围内回波损耗可达-25db，产品性能较好。如图9所示，为本实用新型实施例抗干扰滤波器原理电路仿真结果图，波形的抑制指标临界线有5db余量，回波损耗指标的临界线有5db余量，3.7-4.2ghz通带范围内回波损耗可达-25db，相对常规回波损耗-20db达到-5db余量，产品性能上提升了通讯质量。如图10 所示，为本实用新型实施例电路与hfss联调仿真结果图，通过在hfss中建立单腔模型仿真频率和q值，通过在hfss中建立全腔模型，并且和电路联合调试仿真频率和耦合，实现最初的方案。该尺寸的单腔仿真本征模频率为3936mhz， q值为4024。如图11和12所示，分别为本实用新型实施例的产品实测传输曲线和反射曲线结果图，可以看出，铜带内产品损耗＜0.5db，回波损耗＞21db，带外抗5g频段的抑制度 高达77db，使用上提升了5g信号的干扰能力，有效保障了通带信号的通讯质量。
54.通过上述设计和校验，本实施例滤波器的长度为135mm，体积较小。考虑到该滤波器的低插损、高抑制要求，该尺寸是本款滤波器的一亮点。本滤波器相较于移动通信领域中一般的抗干扰滤波器而言，具有带宽较宽、抑制高、体积小的优点。具体的，该滤波器的电气指标如下：
55.通带：3.7ghz—4.2ghz
56.带内驻波比：《＝1.3
57.带内插损：《＝0.5db
58.带外抑制：》＝25db@3.65/4.25ghz
59.》＝60db@3.55/4.35ghz
60.》＝70db@3.5/4.4ghz。

技术特征：
1.一种抗5g干扰滤波器，其特征在于，包括金属材料的滤波器本体，所述滤波器本体的一个侧面上开设有向下凹陷的滤波器腔体(30)，所述滤波器腔体(30)的两端分别连接信号输入端和信号输出端；所述滤波器腔体(30)内设置有若干个相互连通的谐振腔(37)，若干个相互连通的所述谐振腔(37)用于过滤5g信号；所述滤波器腔体(30)上密封覆盖有盖板(40)，所述盖板(40)上开设有若干个螺纹孔，每个所述螺纹孔上均安装有与其螺纹相匹配的调谐螺杆(60)，每个所述调谐螺杆(60)均用于在所述螺纹孔内旋转以调节其与谐振腔(37)之间的距离，进而实现所述谐振腔(37)性能的调节。2.如权利要求1所述的一种抗5g干扰滤波器，其特征在于，每个所述谐振腔(37)均包括一个谐振柱(33)，每个所述谐振柱(33)的外围设置有第一腔体包络(38)、第二腔体包络(39)和/或所述滤波器腔体(30)；相邻谐振腔(37)之间的谐振柱(33)通过耦合脊梁(36)连接。3.如权利要求2所述的一种抗5g干扰滤波器，其特征在于，至少一组相邻的两个所述谐振柱(33)之间设置有飞杆组件；所述飞杆组件包括可拆卸安装在所述滤波器腔体(30)底面上的飞杆座(34)，所述飞杆座(34)朝向两端的谐振柱(33)之间均设置有耦合飞杆(35)。4.如权利要求2或3所述的一种抗5g干扰滤波器，其特征在于，所述滤波器腔体(30)、谐振柱(33)、耦合脊梁(36)、第一腔体包络(38)和第二腔体包络(39)一体成型。5.如权利要求4所述的一种抗5g干扰滤波器，其特征在于，每个所述谐振柱(33)均为圆柱体，每个所述圆柱体的顶部均向下凹陷设有调节槽，每个所述调节槽的大小均相同；多个所述圆柱体的直径均相同、高度均不相同。6.如权利要求5所述的一种抗5g干扰滤波器，其特征在于，任意两个所述耦合脊梁(36)之间均不相交，且每个所述耦合脊梁(36)的两端均连接到不同的所述谐振柱(33)上；多个所述耦合脊梁的宽度相同、长度不同、高度不同。7.如权利要求5或6所述的一种抗5g干扰滤波器，其特征在于，所述第一腔体包络(38)和第二腔体包络(39)与所述滤波器腔体(30)的深度相等；所述谐振柱(33)、耦合脊梁(36)的高度均小于等于所述滤波器腔体(30)的深度。8.如权利要求5或6所述的一种抗5g干扰滤波器，其特征在于，所述盖板(40)外侧与所述谐振腔(37)对应的位置上安装有加厚板(50)，所述加厚板(50)上开设有与所述盖板(40)上的螺纹孔相匹配的加厚螺纹孔。9.如权利要求8所述的一种抗5g干扰滤波器，其特征在于，所述加厚板(50)的外侧与所述加厚螺纹孔对应的位置上安装有螺母。10.如权利要求9所述的一种抗5g干扰滤波器，其特征在于，所述滤波器本体上还设置有减重腔体(32)。

技术总结
本实用新型公开了一种抗5G干扰滤波器，包括金属材料的滤波器本体，滤波器本体的一个侧面上开设有向下凹陷的滤波器腔体，滤波器腔体的两端分别连接信号输入端和信号输出端；滤波器腔体内设置有若干个相互连通的谐振腔；滤波器腔体上密封覆盖有盖板，盖板上开设有若干个螺纹孔，每个螺纹孔上均安装有与其螺纹相匹配的调谐螺杆；本实用新型通过在滤波器腔体内设置多个谐振腔，进而通过多个相互连接的谐振腔来实现滤波器电路的模拟，并且在盖板上安装调谐螺杆，当成品滤波器电参数出现误差时，通过调谐螺杆来调节每个谐振腔的电参数，进而实现滤波器电路参数的精准调节，拓宽应用场景。拓宽应用场景。拓宽应用场景。


技术研发人员：刘迎喜 伍捍东
受保护的技术使用者：西安恒达微波技术开发有限公司
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022/5/25