具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

请参阅图1，图1是本申请提供的滤波器一实施例的结构示意图。本实施例的滤波器包括壳体11、接收滤波支路12和发射滤波支路13，壳体11具有第一方向L1和与所述第一方向L1垂直的第二方向L2，第一方向L1可以为壳体11的宽度方向，第二方向L2可以为壳体11的长度方向。

如图1所示，接收滤波支路12设置在壳体11上，由依次耦合的八个滤波腔组成；接收滤波支路12的八个滤波腔为接收滤波支路12的第一滤波腔A1、第二滤波腔A2、第三滤波腔A3、第四滤波腔A4、第五滤波腔A5、第六滤波腔A6、第七滤波腔A7和第八滤波腔A8。即接收滤波支路12由八阶滤波腔组成，并形成三个容性交叉耦合零点，提高接收滤波支路12的带外抑制性能。

发射滤波支路13也设置在壳体11上，由依次耦合的十一个滤波腔组成，发射滤波支路13的十一个滤波腔为发射滤波支路13的第一滤波腔B1、第二滤波腔B2、第三滤波腔B3、第四滤波腔B4、第五滤波腔B5、第六滤波腔B6、第七滤波腔B7、第八滤波腔B8、第九滤波腔B9、第十滤波腔B10和第十一滤波腔B11。

如图1所示，接收滤波支路12与发射滤波支路13在第二方向L2上的投影部分重合，以充分利用壳体11的空间，减小滤波器的体积。

进一步地，如图1所示，接收滤波支路12的第一滤波腔A1至第八滤波腔A8、发射滤波支路13的第二滤波腔B2至第六滤波腔B6以及发射滤波支路13的第十一滤波腔B11划分为沿第一方向L1排列的三列。具体地，接收滤波支路12的第二滤波腔A2、第三滤波腔A3和第七滤波腔A7为一列且沿第二方向L2依次排列；接收滤波支路12的第一滤波腔A1、第四滤波腔A4、第五滤波腔A5、第六滤波腔A6和第八滤波腔A8为一列且沿第二方向L2依次排列；发射滤波支路13的第二滤波腔B2、第三滤波腔B3、第四滤波腔B4、第五滤波腔B5、第六滤波腔B6和第十一滤波腔B11为一列且沿第二方向L2依次排列。发射滤波支路13的第六滤波腔B6和第七滤波腔B7与发射滤波支路13的第十一滤波腔B11和第十滤波腔B10沿发射滤波支路13的第八滤波腔B8和第九滤波腔B9的中心连线对称。本实施例的滤波器的滤波腔规则排布，以使滤波器的设计方案简单，降低生产成本，且可缩小滤波器的体积，使其满足5G小型化的需求。

接收滤波支路12的八个滤波腔A1-A8可以为第一金属滤波腔，具体地，第一金属滤波腔的直径范围为20-24mm，第一金属滤波腔的高度范围为41-45mm。

如图1所示，第一金属滤波腔内设置有第一金属谐振杆14和调谐杆15，如图2所示，图2是图1中第一金属谐振杆14和调谐杆15的结构示意图，第一金属谐振杆14设置有一第一中空内腔(图中未标示)，调谐杆15的一端置于该第一中空内腔内，用于调节第一金属滤波腔的谐振频率。第一金属谐振杆14包括有第一翻盘141和第一谐振柱142，第一翻盘141的直径大于第一谐振柱142的直径，第一翻盘141位于第一谐振柱142的一端。其中，第一翻盘141和第一谐振柱142可以一体成型，以使设计更简单。本实施例中的第一金属谐振杆14使用带盘结构，能够加大第一金属谐振杆14的信号耦合量。第一金属谐振杆14材质可以是304不锈钢以提高滤波器的稳定性。在其他实施例中，第一金属谐振杆14的材质还可以是易切的1215MS等。当然，在其他实施例中，第一金属谐振杆14还可以是M8号或者M4号螺杆等，采用铜或银等材质。本实施例中，第一金属谐振杆14、第一中空内腔及调谐杆15可以同轴设置。

接收滤波支路12的八个滤波腔A1-A8的尺寸和材质可以相同，以提高滤波器的一致性。

可选地，发射滤波支路13的十一个滤波腔B1-B11，可以是金属滤波腔或者介质滤波腔。金属滤波腔内设置有金属谐振杆，介质滤波腔内设置有介质谐振杆。具体地，可根据每个滤波腔的功率的大小来选择滤波腔的类型，比如当滤波腔的功率较大时可选择介质滤波腔，当滤波腔的功率较小时，则可选择金属滤波腔。

本实施例中，发射滤波支路13的第一滤波腔B1、第二滤波腔B2、第三滤波腔B3、第四滤波腔B4、第五滤波腔B5、第六滤波腔B6、第八滤波腔B8和第十一滤波腔B11为金属谐振腔，发射滤波支路13的第七滤波腔B7、第九滤波腔B9和第十滤波腔B10为介质谐振腔，以使滤波器实现设计要求，且可减小滤波器的体积。

具体地，金属滤波腔的直径范围为29-33mm，金属滤波腔的高度范围为41-45mm。介质谐振腔的直径范围为29-33mm，介质滤波腔的高度范围为41-45mm。即本实施例中滤波腔体积较小，能够减轻滤波器的重量，利于滤波器的小型化，使其能满足5G小型化的需求。

如图1所示，金属滤波腔内设置有金属谐振杆16和调谐杆15，如图3所示，图3是图1中金属谐振杆16和调谐杆15的结构示意图，金属谐振杆16设置有一中空内腔(图中未标示)，调谐杆15的一端置于该中空内腔内，用于调节金属滤波腔的谐振频率。金属谐振杆16包括有翻盘161和谐振柱162，翻盘161的直径大于谐振柱162的直径，翻盘161位于谐振柱162的一端，翻盘161和谐振柱162可以一体成型，以使设计更简单。金属谐振杆16材质可以是304不锈钢以提高滤波器的稳定性。在其他实施例中，金属谐振杆16的材质还可以是易切的1215MS等。当然，在其他实施例中，金属谐振杆16还可以是M8号或者M4号螺杆等，采用铜或银等材质。本实施例中，金属谐振杆16、中空内腔及调谐杆15可以同轴设置。

如图1所示，介质滤波腔内设置有介质谐振杆17和谐振杆15，如图4所示，图4是图1中介质谐振杆17和谐振杆15的结构示意图。介质谐振杆17上设置有一容置空间(图中未标示)，谐振杆15的一端置于该容置空间内，介质谐振杆17由介质和金属组合而成。本实施例中，介质谐振杆17包括有金属部171和介质盘172，金属部171连接介质盘172，其中金属部171的材质可以为铁，介质盘172的材质可以为陶瓷。优选地，介质盘172的材质为介电常数为23的陶瓷，以提高滤波器的稳定性。在其他实施例中金属部171的材质还可以为银、铜、铝、钛或金等。本实施例中，介质谐振杆17、容置空间及谐振杆15可以同轴设置。

进一步地，滤波器还包括盖板(图未示)，盖设在滤波腔A1-A9及滤波腔B1-B11上，且调谐杆15的另一端穿设在盖板上，其中，调谐杆15可以是金属螺杆。

接收滤波支路12的八个滤波腔A1-A8中依次耦合的两个滤波腔之间、发射滤波支路13的十一个滤波腔B1-B11中依次耦合的两个滤波腔之间均设置有第一窗口(图中未标示)，依次耦合的两个滤波腔之间通过该第一窗口进行电磁能量传递。

如图1所示，为提高主耦合路径上相邻的两个滤波腔之间的耦合强度，还可以设置第二金属耦合筋18，例如可以在发射滤波支路13的第一滤波腔B1与第二滤波腔B2之间、第六滤波腔B6与第七滤波腔B7之间、第七滤波腔B7和第八滤波腔B8之间、第十滤波腔B10和第十一滤波腔B11之间、接收滤波支路12的第六滤波腔A6与第七滤波腔A7以及第七滤波腔A7和第八滤波腔A8之间分别设置第二金属耦合筋18，以增加耦合强度。在其他实施例中，还可以根据实际情况选择性的在接收滤波支路12的第一滤波腔A1与第二滤波腔A2之间、第二滤波腔A2与第三滤波腔A3之间等设置第二金属耦合筋18。

如图1和图5所示，图5是图1中接收滤波支路12的拓扑结构示意图，接收滤波支路12的第一滤波腔A1与第三滤波腔A3之间容性交叉耦合，第一滤波腔A1与第四滤波腔A4之间感性交叉耦合，此两组交叉耦合组合在一起形成两个容性交叉耦合零点，另外，第六滤波腔A6与第八滤波腔A8之间容性交叉耦合，通过上述方式，以形成接收滤波支路12的三个容性交叉耦合零点，提高接收滤波支路12的带外抑制性能，具有强抗干扰能力，确保通信系统不受杂散信号干扰。

其中，交叉耦合零点也称为传输零点。传输零点是滤波器传输函数等于零，即在传输零点对应的频点上电磁能量不能通过网络，因而起到完全隔离作用，对通带外的信号起到抑制作用，能更好的实现多个通带间的高度隔离。

如图1和图6所示，图6是图1中发射滤波支路13的拓扑结构示意图，发射滤波支路13的第三滤波腔B3和第五滤波腔B5之间容性交叉耦合，发射滤波支路13的第六滤波腔B6和第八滤波腔B8之间容性交叉耦合，发射滤波支路13的第八滤波腔B8和第十滤波腔B10之间感性交叉耦合，发射滤波支路13的第八滤波腔B8和第十一滤波腔B11之间感性交叉耦合，形成发射滤波支路13的四个交叉耦合零点，提高滤波器的带外抑制性能，确保通信系统不受杂散信号干扰。

如图1所示，滤波器还包括飞杆19，本实施例中，在接收滤波支路12的第一滤波腔A1与第三滤波腔A3之间、接收滤波支路12的第六滤波腔A6与第八滤波腔A8之间以及发射滤波支路13的第六滤波腔B6与第八滤波腔B8之间设置均设置有飞杆19，以实现容性交叉耦合。在一个具体的实施例中，飞杆19包括：耦合探针和支撑卡座，耦合探针固定在支撑卡座上；其中支撑卡座可以设置在交叉耦合的两个滤波腔之间的窗口(图未示)处。可选地，耦合探针为金属探针，支撑卡座的材料可以为PTFE(Poly tetra fluoroethylene，聚四氟乙烯)或者工程塑料。

进一步地，如图1所示，滤波器还包括金属片20，金属片20的两端均设置有绝缘垫片(图未示)，发射滤波支路13的第三滤波腔B3和第五滤波腔B5之间设置有该金属片20和绝缘垫片，以实现发射滤波支路13的第三滤波腔B3和第五滤波腔B5之间的容性交叉耦合。其中，金属片20可以为铜、铁等，绝缘垫片可以为塑料垫片。

如图1所示，接收滤波支路12的第一滤波腔A1与第四滤波腔A4之间设置有第二窗口(图中未标示)，以实现接收滤波支路12的第一滤波腔A1与第四滤波腔A4之间的感性交叉耦合。发射滤波支路13的第八滤波腔B8和第十滤波腔B10之间、第八滤波腔B8和第十一滤波腔B11之间均设置有第三窗口(图中未标示)，且发射滤波支路13的第八滤波腔B8和第十滤波腔B10之间还设置有第一金属耦合筋21，以实现发射滤波支路13的第八滤波腔B8和第十滤波腔B10以及第八滤波腔B8和第十一滤波腔B11之间的感性交叉耦合。

滤波器还包括低通滤波单元22、第一端口(图未标示)、第二端口(图未标示)和第三端口(图未标示)，接收滤波支路12的第一滤波腔A1与第一端口连接，接收滤波支路12的第八滤波腔A8与第二端口连接，发射滤波支路13的第一滤波腔B1与第一端口连接，发射滤波支路13的第十一滤波腔B11通过低通滤波单元22与第三端口连接，其中第一端口、第二端口和第三端口可以为滤波器的抽头。低通滤波单元22可以包括多个串联设置的低通片(图未示)，用于改善滤波器的远端性能。

本实施例中，接收滤波支路12和发射滤波支路13共用第一端口，能够节省抽头的数量，因此减少滤波器的抽头数量，减少抽头所占用滤波器的空间，缩小滤波器的体积，降低成本。

本实施例滤波器的等效电路如图7所示，该电路模型中包括有滤波腔A1-A8、滤波腔B1-B11以及阻抗变换器71，第一端口处的阻抗约为50欧姆，第二端口处的阻抗约为50欧姆；为保证电磁信号在传输链路的正常传输，在接收滤波支路12中，需要在第一端口与接收滤波支路12的第一滤波腔A1之间、接收滤波支路12的主耦合路径上的相邻滤波腔之间、形成交叉耦合的非级联的滤波腔之间以及接收滤波支路12第八滤波腔A8与第二端口之间均设置阻抗变化器71，使得接收滤波支路12中，通过每个滤波腔的阻抗与传输链路的阻抗相匹配，以实现信号传输。在发射滤波支路13中，需要在第一端口与发射滤波支路13的第一滤波腔B1之间、发射滤波支路13的主耦合路径上的相邻滤波腔之间、形成交叉耦合的非级联的滤波腔之间以及发射滤波支路13第十一滤波腔B11与第三端口之间也均设置阻抗变化器71，使得发射滤波支路13中，通过每个滤波腔的阻抗与传输链路的阻抗相匹配，以实现信号传输。

如图8所示，图8是本申请滤波器的仿真结果示意图，发射滤波支路13的仿真带宽如图8中的频带曲线81所示，从仿真图中可以看出，发射滤波支路13的带宽位于791MHz-821MHz的范围内，符合滤波器的设计要求，能够精准控制发射滤波支路13的带宽。频点790MHz(m31)的抑制为-13.588dB，频点821MHz(m30)的抑制为-2.23dB，频点791MHz(m29)的抑制为-2.465dB，频点832MHz(m35)的抑制为-124.67dB，使得滤波器的带内损耗小(小于1.4dB)，且具有强抗干扰能力(通带外1MHz抑制大于9dB)的性能。

接收滤波支路12的仿真带宽如图8中的频带曲线82所示，从仿真图中可以看出，接收滤波支路12的带宽位于832MHz-862MHz的范围内，符合滤波器的设计要求，能够精准控制接收滤波支路12的带宽。频点832MHz(m32)的抑制为-1.42dB，频点862MHz(m33)的抑制为-1.057dB，频点821MHz(m34)的抑制为-92.448dB，使得滤波器的带内损耗小(小于1.4dB)，且具有强抗干扰能力(通带外1MHz抑制大于9dB)的性能。

本实施例滤波器是一种应用于5G移动通信系统的双工器，接收滤波支路12的工作频段为832MHz-862MHz，发射滤波支路13的工作频段为791MHz-821MHz，具有带内损耗小，强抗干扰能力，功率容量大(常温常压承受功率大于160W)的特点。

综上，本实施例提供的滤波器中接收滤波支路12由八阶滤波腔组合设计，发射滤波支路13由十一阶滤波腔组合设计，滤波腔排腔规则，减小滤波器的体积，滤波器设计方案简洁，因此能够减少设计成本；且在接收滤波支路12和发射滤波支路13中导入传输零点结构，能够实现零点抑制，使滤波器具备较强的抗干扰能力，使通信系统不受杂散信号干扰，能够满足目前最新型5G移动通信系统使用。

本申请还提供一种通信设备，如图9所示，图9是本申请提供的通信设备一实施例的结构示意图。本实施例的通信设备包括天线62和射频单元61。其中，天线62和射频单元61可以安装于基站上，还可以安装在路灯等物体上；天线62与射频单元(Remote Radio Unit，RRU)61连接。该射频单元61包括上述实施例所揭示的滤波器，用于对射频信号进行滤波。

在其他的一些实施例中，射频单元61可以集成到天线62进而形成有源天线单元(Active Antenna Unit，AAU)。

需要说明的是，本申请的一些实施方式称本申请为滤波器，也可以称为合路器，也即双频合路器，在其他一些实施方式中也可以被称为双工器。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。