CN101627503A - 射频滤波器 - Google Patents

Abstract

射频滤波器包括：具有输入/输出连接器和通过隔板分隔成多个空间的容纳空间的外壳本体；设置在外壳内的至少一个谐振器杆；与外壳本体连接的外壳盖；其中外壳本体和外壳盖通过激光焊接互相连接。根据本发明的射频滤波器可以由于减小接触非线性而减小PIMD，和阻止腐蚀掉，因为激光焊接方法互相熔化不同的金属材料并且取得共价键，以及减少它的制造工艺时间和成本，因为不需要钻孔和固定螺丝以相互固定外壳本体和外壳盖，并且可以简化它的制造工艺和提高生产率，因为仅在外壳盖的照射区域照射激光束。

Description

射频滤波器

技术领域

本发明涉及射频滤波器(radio frequency filter)，更加具体地涉及包括彼此间激光焊接的外壳本体(housing body)和外壳盖(housingcover)的射频滤波器。

利用激光焊，可以减小射频滤波器的接触非线性和PIMD(无源互调失真)。

通常，移动通信服务要求服务容量的扩大和更好的电话呼叫质量，因而减小I/L(输入损耗)、衰减和IMD(互调失真)是非常重要的事情。

解决IMD是非常重要的问题，其是其中至少两个不同的频率信号干扰并且导致不需要的寄生信号的现象。

同时，由于非线性传输特性，许多不同信号的附加信号或取消信号存在于电子装置的输出信号中的现象导致干扰，并且所述现象发生在无源元件中是PIMD(无源互调失真)。

具体地，在某个频带发生的PIMD不能通过滤波方法消除，消除发生源在被研究。

常规地，PIMD仅仅在类似卫星通信系统的高功率通信系统的领域中认为是主要因素，而在商业通信系统中它几乎被忽略。

但是，随着移动通信服务的增长，用户数量增加，并且传输功率变得更高，在移动通信领域中减小PIMD在被研究。

在下文中，常规射频滤波器将参考附图说明。

图1是示出根据已有技术的射频滤波器的实施例的透视图，并且图2是示出图1的沿线A-A’截取的射频滤波器的构造的截面图。

参考图1和图2，常规射频滤波器包括至少两个谐振器杆120，其设置在空间中，该空间用隔板(diaphragm)130分隔成多个空间；和外壳本体100，其具有接收高频率信号并且将其提供给第一谐振器杆120的输入连接器110和输出通过谐振器杆120过滤的高频率信号的输出连接器140；和用于调谐频率的调谐螺丝210，其延伸至隔板130中并且在谐振器杆120内部的空间；和通过连接螺丝220密封外壳本体100的外壳盖200。

在下文中，将说明常规射频滤波器的结构和问题。

外壳本体100通常用铝合金制造，并且被限定空间的隔板130划分。通常，隔板130和外壳本体100制造成一体。

并且，谐振器杆120安装在由隔板130限定的空间的内部。

参考图2，在所述谐振器杆120的上部中形成孔，在外壳本体100和外壳盖连接后，将调谐螺丝210插入孔。

谐振器杆120通过谐振器杆固定螺丝160固定在外壳本体100的底部。

因此，外壳本体100和谐振器杆120不是一体但通过谐振器杆固定螺丝160固定，在外壳本体100和谐振器杆120之间产生微观的不完全结合(binding)的接触非线性。

所述的具有材料非线性的接触非线性是在PIMD的发生中的主要因素。

并且，在外壳本体100的上表面和隔板130中，形成很多连接孔150。这些连接孔150通过加工一体式制造的外壳本体100和隔板130来形成。

外壳盖200与外壳本体100通过旋入外壳本体100的连接孔150的连接螺丝220连接。

同时，使用很多连接孔150和旋入上述连接孔150的连接螺丝220的原因是为了通过保持外壳本体100和外壳盖200之间的接触而防止信号损耗和PIMD的发生。

然而，如上文的通过很多连接螺丝120的连接方法是外壳盖200和外壳本体100与连接螺丝220之间的点接触，并且密封的力量在没有设置连接螺丝220的部分变弱。

并且由于如同上文的连接状态，PIMD由于在外壳盖200和外壳本体100之间的接触非线性而发生。

同样，外壳本体100、隔板130、谐振器杆120和外壳盖200构成并联LC谐振电路，由于通过输入连接器输入的高频率信号，电流在与输入连接器连接的铜线(没有画出)中产生并且由于电流产生磁能。

并且磁能传输到由外壳本体100、隔板130、谐振器杆120和外壳盖200组成的并联LC谐振电路，通过重复传输该谐振电路的谐振频率到下一个谐振电路，期望的频率信号通过输出连接器140输出。

并且，将与谐振频率不同的频率接地。

谐振频率可以通过调整调谐螺丝210而调制。

这样，在常规射频滤波器中，外壳本体100和外壳盖200通过很多连接螺丝220连接，在外壳本体和外壳盖之间的接触非线性导致PIMD是个问题。

并且，外壳本体和外壳盖用铝合金制造并且连接螺丝用不锈钢制造，它们是不同的材料，因此由于不同的材料接触而发生的腐蚀是个问题。

并且，需要用于形成很多接触孔的工艺以及使用连接螺丝的连接工艺，制造滤波器耗费太多时间和制造工艺复杂、制造成本增加，以及生产率降低都是问题。

同时，在铝合金的激光焊接中激光束在铝合金表面的反射系数是高的，存在激光焊接完成后在焊接区域发生开裂的问题，因此铝合金材料一般不用于激光焊接。

因此，常规射频滤波器用铝合金材料制造，认识到激光焊接不能用于连接用铝合金材料制造的射频滤波器的外壳本体和外壳盖。

发明内容

技术问题

本发明用于解决上文提到的问题，本发明的目的是提供可以由于减小接触非线性而减小PIMD的射频滤波器，因为外壳和外壳盖互相间激光焊接。

同样，本发明的另一个目的是提供可以防止互相不同的金属材料的腐蚀的射频滤波器，因为激光焊接熔化外壳本体和外壳盖，在互相之间建立共价键合。

同样，本发明的另一个目的是提供可以通过减少它的制造工艺时间和成本而提高生产率的射频滤波器，因为不需要钻孔和固定螺丝以相互固定外壳本体和外壳盖。

同样，本发明的另一个目的是通过使用AL40系铝合金，解决常规射频滤波器不能用激光焊接制造的问题。

技术方案

根据本发明的射频滤波器包括：

具有输入/输出连接器和通过隔板分隔成多个空间的容纳空间的外壳本体；设置在外壳内的至少一个谐振器杆；与外壳本体联接的外壳盖；其中外壳本体和外壳盖通过激光焊接互相连接。

根据本发明的射频滤波器还可以包括至少一个用于调谐谐振频率的调谐螺丝。

优选地，激光焊接的激光束和外壳盖之间的入射角在0-45度的范围内。

优选地，在外壳本体和外壳盖联接后，两者的边界用激光焊接来焊接。

优选地，激光束焦点的直径大约在200～1000微米的范围内。

优选地，外壳盖通过轧制制造。

在外壳盖通过轧制制造的情况下，它具有在0.1～4毫米的范围内的厚度。

优选地，外壳本体和外壳盖用铝合金制造。

优选地，外壳盖用AL40系铝合金制造。

优选地，外壳本体也用AL40系铝合金制造。

同时，如果外壳本体和外壳盖全部不是用AL40系铝合金制造，则AL40系铝合金用作该激光焊接的焊接材料。

优选地，外壳本体或外壳盖镀银。

同样，外壳盖或外壳盖镀光亮银(bright silver)。

同样，至少一个用于插入调谐螺丝的通过冲孔(punching)由翻边(burring)形成的孔在外壳盖中形成或者调谐螺丝旋入插在外壳盖中的孔中的受压螺母。

同样，至少两个固定孔在外壳盖和外壳本体中形成，并且还包括用于插入固定孔的固定部件，在外壳盖和外壳本体的激光焊接之前，固定部件插入固定孔以固定两者。

同时，调谐螺丝可以在外壳本体的背面连接。

有利效果

如上文提到的，根据本发明的射频滤波器可以由于减小接触非线性而减小PIMD，因为外壳和外壳盖互相间激光焊接。

根据本发明的射频滤波器易于激光焊接，因为外壳盖用AL40类型的铝制造。

根据本发明的射频滤波器可以减少反射的激光束并且减小PIMD，因为外壳盖在它的表面覆有银覆层。

根据本发明的射频滤波器可以阻止腐蚀掉，因为激光焊接方法使不同的金属材料互相熔化并且取得共价键。

此外，根据本发明的射频滤波器减少它的制造工艺时间和成本，因为不需要钻孔和固定螺丝以相互固定外壳本体和外壳盖。

根据本发明的射频滤波器简化它的制造工艺并且提高生产率，因为仅在外壳盖的被照射区域照射激光束。

附图说明

图1是示出根据已有技术的射频滤波器的实施例的透视图；

图2是示出图1的沿线A-A’截取的射频滤波器的构造的截面图；

图3是根据本发明的射频滤波器的透视图；

图4是根据本发明的射频滤波器的另一个透视图；

图5是示出图3的沿线A-A’截取的射频滤波器的构造的截面图；

图6a是示出旋入在外壳盖内形成的翻边的调谐螺丝的截面图；

图6b是示出旋入插在外壳盖中的螺母的调谐螺丝的截面图；

图7是示出所述调谐螺丝旋入外壳本体的背面的截面图。

具体实施方式

在下文中，本发明的优选实施例将参考附图说明。

图3是示出根据本发明的分解的射频滤波器的透视图，并且图4是示出根据本发明的组装的射频滤波器的透视图，并且图5是示出图3的沿线A-A’截取的射频滤波器的内部的侧截面图。

图6是示出在外壳盖中形成的孔中插入螺丝的构造的侧截面图，图7是示出在外壳盖中形成的孔中插入压力螺母的构造的侧截面图。

图8是示出包含谐振器杆和外壳本体的整体的构造的侧截面图。

根据本发明的射频滤波器包括具有输入连接器20和输出连接30和许多被隔板40分隔的容纳空间的外壳10；在外壳中与容纳空间接合的谐振器杆；在外壳10的上边接合的外壳盖60；其中外壳本体10和外壳盖60通过激光焊接互相连接。

通常，在射频滤波器中，外壳本体10和外壳盖60通过螺丝互相连接。但是，在本发明中，外壳本体10和外壳盖60通过使用激光束部分地加热它们的激光焊接方法互相连接。

如在图3和图4中示出的，在外壳本体10和外壳盖60接合后，它们以在激光焊接的激光束和外壳盖之间的在0-45度的范围内的入射角激光焊接。

通过使用这个激光焊接方法，射频滤波器可以在容纳在外壳本体10和外壳盖60中的隔板40的连接区域激光焊接。

以对于外壳盖60的上表面的角度5-10度照射激光束的原因是为了防止激光焊接装置被从外壳盖60反射的激光束伤害。

为了连接外壳本体10和外壳盖60，超过2个固定孔11、61在外壳本体10和外壳盖60中提供并且固定部件12可以插入固定孔11、61。

在完成激光焊接后，固定部件12可以从固定孔11、61中移除。

固定部件12是为了在激光焊接之前固定外壳本体10和外壳盖60的临时部件，并且可用不同类型的固定部件。

例如，可以提供螺丝或固定销作为固定部件12。

同样，固定孔11、61可以在不同位置以不同数量提供。

期望的，如在图3中示出的，两个固定孔11、61可以在外壳本体10和外壳盖60的相对的拐角提供。

并且固定部件12可以提供与固定孔11、61的数量对应的相同数量。

固定部件12和固定孔11、61是在在激光焊接之前固定外壳本体10和外壳盖60的临时部件。

因此，如果使用夹具固定，固定部件12和固定孔11、61是不需要的。

同时，在外壳本体10和外壳盖60连接后，可以激光焊接两者的边界层。

通过这个边界层的激光焊接，可以保持外壳本体10和外壳盖60之间的密封状态，并且可以减小接触非线性和PIMD。

并且，如果外壳本体10和外壳盖60使用激光束加热，两者的连接区域95熔化。

并且如在图3中示出的，在接合区域中的两个金属微粒之间建立共价键，因此可以防止由不同金属接触引起的腐蚀。

射频滤波器可以根据射频滤波器的尺寸在不同数量的接合区域95处激光焊接。

射频滤波器可以以固定间隔的点形状焊接，或这个间隔可以减小以形成接缝的形状。

同样，用于激光焊接的激光束的焦点的直径可以形成为大约从200□到1000□的尺寸。

如果激光束的焦点的直径太小，目标材料可以被切开，如果激光束的焦点的直径太大，目标材料不能被激光焊接。

同时，外壳本体10和外壳盖60通常用铝(AL)系材料制造，外壳本体10和外壳盖60可以用AL40系铝合金制造。

因此，当外壳本体10和外壳盖60激光焊接时，可以创建AL40系和AL40系或AL40系和非AL40系铝合金之间的键合。

但是，如果外壳本体10和外壳盖60中没有一个是用AL40系铝合金制造的，可以在CLAD方法的激光焊接中使用AL40系铝合金的焊接材料。

从而，可以通过使用具有电子波的高传输特征的焊接材料减少PIMD的发生。

在根据本发明的射频滤波器中，为了改进频率传输的特性，外壳本体10或外壳盖60的表面可以覆银。

同样，当外壳本体10或外壳盖60的表面覆银时，它可以覆光亮银。

如果外壳本体10覆光亮银覆层，外壳盖60可以覆无光泽银镀层，其具有比光亮银更低的反射性。

但是，如果激光束吸收构件添加在外壳盖60的照射区域上，外壳盖60可以在它的表面上覆光亮银覆层。

作为激光束吸收构件，例如具有对激光束低反射性的金属材料可以加在外壳盖60的照射区域上，并且在那之后可以照射激光束。

除此之外，外壳盖60的照射区域可以被掩盖以不覆银。

因此，根据本发明的射频滤波器可以提高频率传输特性并且用银覆层而使外壳本体10和外壳盖60上产生很好的外观。

外壳盖可以制成具有不同的厚度并且具有大约从0.1mm到4mm的厚度是可取的。

因为，如果使外壳盖60具有小于0.1mm的厚度，它可被施加在它上的负载而变形并且固定调谐螺丝70可是困难的，因为对于那个薄的厚度在外壳盖中制作螺纹是困难的。

如果使外壳盖60具有大于4mm的厚度，因为厚的厚度激光焊接是困难的并且进行轧制包括超过10％硅(Si)的AL40类型的铝合金的工艺是困难的。

通过轧制加工外壳盖60，形成保持AL40系铝合金的特性的外壳盖60是可能的。

“大约”的意思是不精确地从0.1mm到4mm而对于需求从0.1到4mm的范围的邻近范围是可接受的。

如在图5中示出的，调谐螺丝70插入并且固定在外壳盖60中。

在外壳盖60中可以形成孔以插入调谐螺丝70并且这些孔可以通过冲孔制造。

如果外壳盖60太薄而不能固定调谐螺丝70，在孔通过冲孔制造以形成翻边(burring)后，螺纹可以在翻边的里面制造，如在图6中示出的，或压力螺母14可以插入孔中以旋上调谐螺丝70如在图7中示出的。

如在图8中示出的，调谐螺丝70可以固定在外壳10的背面。

Claims (16)

1.一种射频滤波器，包括：

外壳本体，具有输入/输出连接器和通过隔板分隔成多个空间的容纳空间；

设置在所述外壳内的至少一个谐振器杆；

与所述外壳本体联接的外壳盖；

其中所述外壳本体和所述外壳盖通过激光焊接互相连接。

2.如权利要求1所述的射频滤波器，还包括至少一个用于调谐谐振频率的调谐螺丝。

3.如权利要求1所述的射频滤波器，其中所述激光焊接的激光束和所述外壳盖之间的入射角在0-45度的范围内。

4.如权利要求1所述的射频滤波器，在所述外壳本体和所述外壳盖联接后，该两者的边界层通过激光焊接来焊接。

5.如权利要求1所述的射频滤波器，所述激光束焦点的直径大约在200～1000微米的范围内。

6.如权利要求1所述的射频滤波器，所述外壳盖通过轧制制造。

7.如权利要求1所述的射频滤波器，所述外壳盖具有在0.1～4毫米的范围内的厚度。

8.如权利要求1至6中一项所述的射频滤波器，所述外壳本体和所述外壳盖由铝合金制造。

9.如权利要求1至6中一项所述的射频滤波器，所述外壳盖由AL40系铝合金制造。

10.如权利要求1至6中一项所述的射频滤波器，所述外壳本体由AL40系铝合金制造。

11.如权利要求1至6中一项所述的射频滤波器，如果所有所述外壳本体和所述外壳盖不是由AL40系铝合金制造，AL40系铝合金用作所述激光焊接的焊接材料。

12.如权利要求1所述的射频滤波器，所述外壳本体或所述外壳盖镀银。

13.如权利要求12所述的射频滤波器，所述外壳盖镀无光泽银。

14.如权利要求6所述的射频滤波器，所述外壳盖中形成至少一个用于插入调谐螺丝的孔，所述孔通过冲孔由翻边形成，或者所述调谐螺丝旋入插在所述外壳盖中的孔中的受压螺母。

15.如权利要求1所述的射频滤波器，至少两个固定孔在所述外壳盖和所述外壳本体中形成，并且还包括用于插入所述固定孔的固定部件，在所述外壳盖和所述外壳本体的激光焊接之前，所述固定部件插入所述固定孔以固定该两者。

16.如权利要求2所述的射频滤波器，所述调谐螺丝在所述外壳本体的背面连接。

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