本发明专利技术涉及一种用以将微波信号馈送到3-D?PCB安装式共振腔的耦合机构。将所述微波信号从嵌入于印刷电路板PCB(67)中的传输线(61)耦合到安装于此PCB的外部金属化表面(73)上的共振腔(60)。所述耦合机构由于以下事实而实施产生高质量滤波的易于制作的机构：所述传输线的端具备位于所述PCB的外部层处所述共振腔内部的金属化馈送垫(63/71)。所述共振腔具备正交于所述PCB且通过电容性间隙(66)与所述PCB分离的凹腔内部短柱(64)。所述金属化馈送垫(63)在所述电容性间隙的区域中面向所述内部短柱并从此内部短柱的轴向方向偏移。所述金属化馈送垫(63、71)通过表面电容性间隙(74)进一步与所述PCB的所述外部金属化表面分离。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用以将微波信号从嵌入于印刷电路板PCB中的传输线耦合到安装于所述PCB上的共振腔的耦合机构。
技术介绍
RF前端滤波/双工装置构成用于现代蜂窝式高功率基站(BTS)的性能及相容性的最关键装置之一。由于对高的总体BTS功率效率的要求及法规机构所强加的严格的相容性规则，这些滤波/双工装置的传递函数应满足数个严格的规范，例如最小带内插入损耗、最大带外拒斥及高的近带选择性。此些传递函数的实施方案连同通常需要的高功率处置能力一起导致了体积庞大且其制作昂贵的滤波装置。就根本的RF技术来说，这些滤波器通常由波导/腔共振器构成，所述波导/腔共·振器经由形成所述腔的壁上的膜孔或其它缺陷而耦合。假定共振腔及所采用的耦合机构的确切尺寸确定滤波器的RF特性(操作频带、插入损耗、回程损耗)，那么在其制作期间需要高的机械准确度。不过，在生产过程期间几乎从未实现所需的准确度，且因此，滤波器的传递函数的优化需要生产后手动调谐。预想到未来的能够支持高得多的数据速率及更繁忙的业务的蜂窝式网络由更小的小区(更小的每BTS辐射功率)构成或采用由每元件(例如，有源天线阵列)辐射中等功率电平的数个模块化无线电设备构成的BTS。在此些情况中，由每一 BTS RF前端辐射的减少的功率可允许放宽的滤波器要求(例如，对带内插入损耗或近带选择性的放宽的要求)，但这些BTS的架构将强加与滤波器的体积及重量以及其与其余RF前端的可集成性有关的一些额外要求。假定这些新的要求，相比于现代BTS的传统高功率滤波/双工装置，未来小的小区或模块化BTS的滤波/双工装置可能更类似于当前在移动终端中所采用的那些装置。实际上，将自身定位于这两种极端情况之间的滤波技术(就其质量性能及其大小性质来说)将最适合于此些应用。陶瓷滤波器是可为此些应用提供专业化市场解决方案的技术之一。不过，满足中等功率处置规范(例如，大于4W的平均功率)或严格的隔离条件(例如，针对FDD LTE2.66取频带的1^/1^隔离)的此些滤波器的设计始终是不可能的。此外，此技术的成本太多地取决于生产量，且除非以数百万的数量生产此些滤波器，否则每滤波器的成本仍相对闻。可在同时需要高质量滤波性能及相对小的大小性质或可集成性特征的应用中采用的另一滤波技术是表面安装滤波技术。在此方法中，将例如凹腔(同轴)共振器的3-D共振腔(能够递送高Q值)安装于常规印刷电路板PCB上。经由嵌入于PCB中的传输线来互连这些腔。也使用相同的传输线来实施所需的滤波函数。以此方式，滤波装置可与RF前端的其余部分集成在同一 PCB上。图I中描绘安装于印刷电路板PCB 14上的常规微波凹腔(同轴)共振器的横截面表示。在此配置中，共振器10的3-D部分焊接(经由焊接层13)在印刷电路板PCB 14的外部金属化表面上。在此情况中，共振器10的3-D部分及PCB的由3-D组件定界的外部表面两者形成共振腔15。就共振器10的3-D部分而论，其由外壁11、内部凹腔短柱/杆12构成且可具有圆柱形或矩形形状(在同轴配置中)。可通过在金属体积中铣削或由金属体积浇铸或者通过对塑料3-D模壳(用于重量减少)进行金属镀敷来形成此部分。填充有空气的共振腔15的电磁性质取决于有效同轴配置(即，内部杆12的长度及其距腔的外部壁11的距离)及在内部杆12与PCB的构成共振腔的部分的外部金属化表面之间形成的电容性间隙16的确切尺寸。为使用与图I的共振腔类似的共振腔合成微波滤波结构，必须将微波信号导引到所述腔及远离所述腔导引微波信号。这可经由所采用的PCB且通过在其上嵌入不同类型的传输线来完成。这也不意性地表不于图I中，其中嵌入于PCB上的输入波导 /传输线17将微波信号导引到腔、经由耦合机构18将信号馈送到腔中且接着经由另一耦合机构19将共振信号馈送到输出波导/传输线20。接着，可基于常规滤波器合成模型(例如图2的滤波器合成模型)而合成微波滤波器，其中所采用的共振器30经由经恰当合成以实施特定传递函数的导纳反相器31互连。在例如图I的腔等腔的情况中，也可使用PCB嵌入式传输线来设计所述反相器。针对例如图I的共振腔等共振腔的实施方案，以使得此配置的比较性优点保持未受影响(完全印刷的互连线及耦合机构)的方式对耦合机构18、19的设计构成最具挑战性的部分。例如，在简 海赛巴斯(Jan Hesselbarth)的例如以下各项的文件中提出了若干解决方案标题为“凹腔共振腔、包含此些腔的滤波器及制造方法(Re-entrant resonantcavities, filters including such cavities and method of manufacture)，，的专利申请案WO 2008/036180A2 ;标题为“共振腔及制造此些腔的方法(Resonant cavities andmethod ofmanufacturingsuch cavities) ” 的专利申请案 WO 2008/036179 Al ;标题为“凹腔共振腔、包含此些腔的滤波器及制造方法(Re-entrant resonant cavities, filtersincluding such cavities andmethod of manufacture) ” 的专利申请案 WO 2008/036178Al ;及2007年欧洲微波会议会刊中的出版物“表面安装腔滤波器技术(Surface-mountcavity filter technology) ” (2007 年 10 月，第 442 到 445 页)。其中，通过将3-D共振腔分成两个半部并将腔的第一半部定位于PCB的上部外部表面上且将腔的另一半部定位于PCB的下部外部表面上来对付以上挑战，如图3中所展示。在此配置中，穿过PCB使用嵌入于所述PCB中的通孔柱44电连接所述腔的两个部分，且经由穿透所述腔的传输线45将微波信号电耦合到所述腔的内部短柱及从所述内部短柱电耦合微波信号。已用实验证实此方法，但假定PCB自身及互连通孔柱为共振腔的部分，则呈此配置的腔的操作通常伴随有相对高的损耗(降低的质量因数)。用于将微波信号馈送到PCB安装式3-D共振腔及从PCB安装式3_D共振腔馈送微波信号的耦合机构的设计中的主要挑战是保持此些配置的主要比较性优点(经由完全印刷的PCB嵌入式网络互连的高Q共振器)，同时实现提供大的耦合系数范围及腔共振的某一可调谐性的低损耗耦合机构的所要功能性。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供用以将微波信号馈送到与上文所描述的图I的共振腔类似的3-D PCB安装式共振腔但实施产生高质量滤波的易于制作的机构的耦合机构。根据本专利技术的表征实施例，此目标由于以下事实而实现所述传输线的端具备位于所述PCB的外部层处所述共振腔内部的金属化馈送垫。以此方式，金属化馈送垫的大小及位置界定并允许调整耦合机构，同时提供具有可再现特性的高质量滤波。本专利技术的另一表征实施例是所述共振腔具备正交于所述PCB且通过电容性间隙与所述PCB分离的凹腔内部短柱，且所述金属化馈送垫在所述电容性间隙的区域中面向所述内部短柱并从所述内部短柱的轴向方向偏移。 所提出的滤波器技术与已知现有技术的滤波器技术相比展现明显改进的性能。本专利技术技术对于制造误差来本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：蒂托斯·柯基诺斯，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：
国别省市：
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