滤波器组件制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种改进的和简化的过滤器组件。该目的通过一种用于滤波器底板（１１０）的介质棒（１２０，６１０，６２０）实现。所述介质棒（１２０，６１０，６２０）在第一端（１２１）和第二端（１２２）之间延伸。所述介质棒（１２０，６１０，６２０）包括：位于所述第一端（１２１）的导电元件（１５０）。所述导电元件（１５０）适于与所述滤波器底板（１１０）的第一接触装置（１４１）导电接触。所述介质棒还包括位于所述第二端（１２２）的第二紧固元件（１６０）。所述第二紧固元件（１６０）适于与所述滤波器底板（１１０）中包括的第一紧固元件（１３１）附接以及与所述第一紧固件（１３１）分离，使得介质棒可在滤波器底板（１１０）中更换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及滤波器领域。更具体地，本专利技术涉及介质棒、滤波器底板、滤波器组件 以及包括这种滤波器组件的无线电传输设备。
技术介绍
滤波器是可以用于通信系统中补偿发射器和接收机之间传输媒介本身所造成的 诸如干扰等扰动的电路。滤波器去除不想要的通信信号分量和/或增强想要的通信信号分量。射频(RF)滤波器和微波滤波器代表一个类别的滤波器，设计用于在兆赫至千兆 赫频率范围内的信号上工作。该频率范围是多数广播无线电、电视和诸如蜂窝通信系统、 Wi-Fi、WiMax、LTE等的无线通信系统使用的范围。因此，多数无线通信设备将包括在传输和 /或接收的信号上执行滤波的某种滤波设备。此外滤波器位于诸如广播无线电系统的无线 电天线、电视系统的TV广播天线和蜂窝电话系统的无线电基站的无线电接口通信节点中。 这种滤波器通常用作双工器和天线共用器的构建块，以组合或分离多个频带。今天，两种技术在无线电基站前端滤波器中成为主流。这些滤波器，同轴式滤波器 和陶瓷滤波器各包括多个谐振器，耦合在一起提供对想要信号的适合的传输和对不想要信 号的适合的拒绝。今天滤波器发展的驱动力是尺寸问题。滤波器越小，安装滤波器的电子 设备就可以做的越小。这就减小了设备存储、运输和在消费者处安装所需要的空间。因此， 期望能够生产具有足够性能的尽量小的滤波器。滤波器的性能可以通过它们的质量或Q因子来衡量。如果滤波器能够选择或拒绝 与中心频率相比窄的频率范围，那么滤波器被称为具有高的Q因子。Q因子表示谐振电路中 所存储的和所消耗的能量之间的关系。Q因子可以定义为中心频率除以3dB带宽的比率。 滤波器的通带损失与无载(unloaded)的Q成反比。具有金属中心导体的经典同轴谐振器提供常规性能，例如，在2GHz频率处具有 22*22*22mm3的空腔体积的2500的Q因子或具有37*37*37mm3的空腔体积的4300的Q因 子，以及低的制作成本。这些经典同轴振荡器在尺寸上是可缩放的，例如，根据所用的频率， 同轴谐振器长度从15mm到10mm。同轴谐振器可以使用高介电常数材料，以减小它们的整体 尺寸，从而能够实现可缩放性。普通同轴谐振器的一个缺点可以是谐振器和调谐元件之间 的小缝隙所造成的有限的功率处理能力。诸如陶瓷横电(TE) TEOld单模谐振器的陶瓷谐振器用于诸如10000及以上的Q因 子的高性能。与在2GHz频率最大Q因子小于10000的经典同轴谐振器或波导相比，陶瓷谐 振器提供更高的性能。陶瓷谐振器由高稳态压电陶瓷(一般地起到机械谐振器作用的锆钛酸铅(PZT)) 制成。针对TE和TM模式的陶瓷谐振器由诸如氧(0)、钡(Ba)、钛(Ti)、锌(Zn)、钱(Nd)、以 及镧(La)构成的物质制成。TEOld单模陶瓷谐振器需要相当大的谐振腔。在1.9GHz频率， 当谐振腔大约是30*30mm(高度*直径)时，同轴谐振器的Q因子大约是3200。TEOld单模陶瓷圆盘谐振器的尺寸在与以上相同的谐振腔内大约是27. 5*10mm (高度*直径)。不可能 有在1. 9GHz频率处的TEOld模式更小的谐振腔尺寸，因为这样必须增加圆盘的直径。此外，一些制造商使用诸如横磁(TM)单模谐振器的介电谐振器作为无线电前端 滤波器。TM谐振器与金属谐振器相比能够极大地减小尺寸。1991年5月9日公开的日本 专利申请JP0310802A提出了这种相对于金属同轴谐振器在没有损失性能的情况下便于减 小尺寸的TM单模谐振器，其中所述金属同轴谐振器具有与陶瓷TM单模谐振器有着相同的 谐振频率的同轴金属棒。与相同的无载质量因子的同轴金属谐振器相比，根据陶瓷的谐振 频率和介电常数，典型的TM单模谐振器节省20-50%的体积。也用于无线电基站前端滤波器的其它技术是非常复杂形状的TM双模谐振器和TM 三模谐振器。1993年2月26日公开的日本专利申请JP05048305介绍了这种使用TM双模 介电谐振器的小型、轻盈并且便宜的带阻滤波器。与相同的无载质量因子和相同的谐振频 率的同轴金属谐振器相比，采用这种技术的尺寸减小大约是30% -80%。当两个谐振器端都接地时应用TM模式。用于将两个谐振器端都接地的通常使用 的方法是例如将介质棒直接与滤波器外壳和滤波器盖子焊接。使用焊接将TM模式介质棒 与滤波器外壳和/或盖子附接的现有解决方案的问题是一旦将介质棒组装和焊接，就不 能更换介质棒。要更换滤波器中的单个介质棒，必须将滤波器中所有其它被焊接的介质棒 的至少一端进行解焊，例如从盖子侧进行解焊。然而在实践中，这是不可能的，因为在介质 棒端处的诸如镀银的导电电镀材料只能进行一次焊接操作，因此介质棒是无法更换的。在通过将介质棒接地组装滤波器之后，将滤波器进行频率调谐。可以通过从介质 棒去除材料来对滤波器进行频率调谐。然而，通过去除材料执行频率调谐是不可逆的，即， 频率调谐只能单向进行。这会涉及很大的风险去除太多的材料使介质棒和整个陶瓷滤波 器从而用处较少，很有可能甚至变得没用。第二，存在很大的介质棒被破坏的风险。今天， 不可能将已经去除的材料添加上，或修复已经损坏的介质棒。结果是可能的非常高的废料 成本，因为如果单个频率调谐操作失败，就不得不废弃整个滤波器。对滤波器进行频率调谐的另一个方法是通过将调谐螺钉插入介质棒的孔中，正如 美国专利US 6535086 Bl在2003年3月18日所提出的。这个方法是可逆转的，因为可以 容易地将调谐螺钉旋入和旋出。然而，该方法的一个缺点是孔和调谐螺钉将降低滤波器的 性能，即，降低Q因子，且减少功率处理能力。这就导致使用这种频率调谐的方法的尺寸减 小比使用从介质棒去除材料以调谐频率的方法的尺寸减小要小。通过焊接将介质棒进行接地的现有解决方案的另一个缺点是当直接焊接到滤波 器外壳和滤波器盖子时，针对包括几个介质棒的完整滤波器，很难获得可重复的焊接过程。 这是因为滤波器外壳和滤波器罩的产品质量高使得滤波器外壳、滤波器罩和陶瓷加热缓 慢，这极大地延误了焊接。这对长期的焊接接缝的可靠性也有负面的影响。当加热整个滤 波器组件时，也需要产品内部的所有组件能够忍受焊接温度；这将限制材料的选择，例如塑 料，并且也可能增加材料的成本。高质量的产品在焊接操作之后由于滤波器外壳、滤波器盖 子和陶瓷中的潜在热量而很难处理，因而冷却过程必须很长，这就增加了生产交付时间和 成本。另外，多焊接接缝方向，例如TM单模滤波器情况下的两个方向或TM双模滤波器情况 下的四个方向，使焊接过程复杂化。此外，当直接焊接到滤波器外壳和盖子上时，有必要具 有严格的机械容差，这也很费成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供具有高性能的可缩放的滤波器组件。根据本专利技术的第一方面，提供了用于滤波器底板的介质棒。所述介质棒在第一端 和第二端之间延伸。所述介质棒包括位于所述第一介质棒端的导电元件。所述导电元件适 于与滤波器底板的第一接触装置导电接触。介质棒还包括位于第二介质棒端的第二紧固元 件。第二紧固元件适于与滤波器底板中包括的第一紧固元件附接以及与所述第一紧固元件 分离，使得滤波器底板中的介质棒是可以更换的。根据本专利技术的第二方面，提供了用于介质棒的滤波器底板。滤波器底板包括适于 与介质棒的导电元件导电接触的第一接触装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于滤波器底板（１１０）的介质棒（１２０，６１０，６２０），所述介质棒（１２０，６１０，６２０）在第一端（１２１）和第二端（１２２）之间延伸，所述介质棒（１２０，６１０，６２０）的特征在于还包括：位于所述第一端（１２１）的导电元件（１５０），所述导电元件（１５０）适于与所述滤波器底板（１１０）的第一接触装置（１４１）导电接触。位于所述第二端（１２２）的第二紧固元件（１６０），所述第二紧固元件（１６０）适于与所述滤波器底板（１１０）中包括的第一紧固元件（１３１）附接以及与所述第一紧固件（１３１）分离，使得在滤波器底板（１１０）中能够更换所述介质棒（１２０，６１０，６２０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊萨马利万尼奥，班尼格斯塔福森，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]