CN102290622A

CN102290622A - 通信设备、腔体滤波器、谐振杆及其制造方法

Info

Publication number: CN102290622A
Application number: CN2011101103054A
Authority: CN
Inventors: 蔡方明
Original assignee: Shenzhen Tatfook Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Tatfook Technology Co Ltd
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2011-12-21

Abstract

本发明实施例公开了一种腔体滤波器、谐振杆及其制造方法，其中，谐振杆容于腔体滤波器的腔体内，所述谐振杆的表面具有金属层，谐振杆采用氮化硅材料制成。氮化硅材质的谐振杆相较于传统的殷钢材质的谐振杆而言，其成本低廉、温漂指标良好，且生产效率高。此外，本发明实施例还公开了一种使用该腔体滤波器的通信设备，该腔体滤波器设于通信设备的信号收发电路部分，采用氮化硅材质的谐振杆可有效降低设备成本。

Description

通信设备、腔体滤波器、谐振杆及其制造方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种腔体滤波器、谐振杆及其制造方法，还涉及一种使用该腔体滤波器的通信设备。

背景技术

目前，通信系统频谱越来越拥挤，移动通信从GSM900，1900MHz往TD2010～2025MHz，Wimax 3.5GHz的高频段发展，腔体滤波器的体积也越来越小，基站系统结构更加紧凑和灵活，但是腔体滤波器的温度漂移(下简称温漂)一般来说是随着频段的升高而增加，低频下，滤波器的温漂指标相对较小，到了高频3.5GHz，腔体滤波器的温漂已经很大。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，在现有技术中，传统的易切削钢和黄铜谐振杆已经难以满足射频指标的实现，为了更好的实现高频段滤波器的温漂指标，谐振杆必须采用低线膨胀系数的殷钢材料，然而殷钢材料非常昂贵，难以在民用产品中大量应用。

因此，需要采用一种廉价而又不失功效的材料来替代昂贵的殷钢材料。

发明内容

为了解决现有技术中滤波器采用殷钢材料成本非常昂贵的问题，本发明采用低线膨胀系数的氮化硅材料来制造谐振杆，同时还提供了具有该谐振杆的腔体滤波器及通信设备。

本发明实施例解决上述技术问题所采取的技术方案是提供一种腔体滤波器，该腔体滤波器包括腔体以及容于该腔体内的谐振杆，其中，所述谐振杆采用氮化硅制成，所述谐振杆表面具有金属层。

本发明实施例还提供一种通信设备，包括上述的腔体滤波器，该腔体滤波器设于该通信设备的信号收/发电路部分，用于对信号进行选择。

本发明实施例还提供一种谐振杆，用于安装在腔体滤波器上，其中，该谐振杆采用氮化硅制成。

本发明实施例还提供一种谐振杆的制造方法，其中，该制造方法包括以下步骤：

对氮化硅材料进行谐振杆成型加工；

对所述成型后的谐振杆作表面金属化处理。

与现有技术相比较，本发明实施例提供的谐振杆采用氮化硅材料制成，其成本低廉、性能良好，有效解决了长期以来困扰射频滤波器的温漂指标问题；并且避免了使用昂贵的殷钢材料，大大节约了成本；加工效率高，可满足大批量生产需求；且可做金属表面化处理；质量稳定、批量一致性好、可靠性高；比重小于传统材料1倍以上，减轻了谐振杆重量。本发明实施例提供的通信设备及其腔体滤波器采用上述谐振杆，可有效的提高设备性能指标，降低设备成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一的包括谐振杆的腔体滤波器的局部结构示意图；

图2是本发明实施例二的谐振杆的制造方法的简易流程示意图；

图3是本发明实施例二的谐振杆的制造方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例一、

请参见图1，图1是根据本发明第一实施例的包括谐振杆2的腔体滤波器1的局部结构示意图。

如图1所示，简单而言，腔体滤波器主要包括腔体1、谐振杆2以及盖板3。当然，本实施例的腔体滤波器还包括各种其他常规部件或结构，此处，本实施例仅对与本实施例发明点相关部分进行描述，其他的具体部件或结构，可以参考现有的常规实现方式，不构成对本发明的限制。

在本实施例中，腔体1采用金属材料制造而成，其外形可以是方形柱状腔体、圆形柱状腔体或者多边形柱状腔体。盖板3盖设于腔体1之上。该腔体1与盖板3盖合形成谐振腔4，其中盖板3上还设有调谐螺杆5，用于调谐腔体滤波器的参数。图中仅示意出一个谐振腔，实际中可能有多个谐振腔。

谐振杆2的一种安装方式是安装于腔体1的底部，该谐振杆2具有凹陷部，所述凹陷部的表面和所述谐振杆的外表面均具有金属层，同样，谐振杆2的外形可以是方形柱状谐振杆、圆形柱状谐振杆或者多边形柱状谐振杆。

谐振杆安装方式还可以是安装在盖板3上，然后容于腔体1内。谐振杆的安装方式不够成对本发明的限制。

值得注意的是，在本实施例中，谐振杆2采用氮化硅材料制成，所述谐振杆的表面作金属化处理方式可以灵活选择，可以是化学镀、先化学镀后电镀、真空镀、浸渍，所述的金属层可以是银层或者铜层，也可以先镀铜后镀银，这样可以提高银的附着力。可根据腔体滤波器的指标要求选择镀不同的金属层。作为该实施例的一种变型，谐振杆2可以设置为其他形状的圆柱体比如实心圆柱体，此时，谐振杆只有外表面，只需镀外表面即可。

为了降低成本并解决温漂问题，本发明实施例采用氮化硅来制造谐振杆2。氮化硅分子式为Si3N4，它是一种超硬物质，耐磨损，为原子晶体；且有很强的抗冷热冲击性能，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热也不会碎裂。氮化硅具有非常低的线膨胀系数(Coefficient of Linear ThermalExpansion，CLTE，线性热膨胀系数，简称线膨胀系数)，在室温到100℃范围内，其CLTE等于2.75ppm(part per million，百万分率)。1ppm/℃表示当环境温度在某个参考点(通常是25℃)每变化1℃，输出电压偏离其标称值的百万分之一，氮化硅的密度为3.44kg/m³。

一种通信设备，包含上述所述的包括氮化硅谐振杆的腔体滤波器，所述腔体滤波器设于所述通信设备的信号收/发电路部分，用于对信号进行选择。

本发明实施例中，采用氮化硅制作的谐振杆及包括此谐振杆的腔体滤波器以及包括此种腔体滤波器的通信设备具有以下优点：由于氮化硅的线膨胀系数低，此种材料制成的谐振杆受环境温度影响而导致的物理尺寸的变化很小，故对滤波器电性能指标影响相对于黄铜和易切削刚材料也很小，因此可满足当前高频滤波器的温漂要求；材料成本和加工成本远低于殷钢材料，加工效率高，可满足大批量生产需求；且氮化硅材料制成的谐振杆可以做表面金属化处理；质量稳定、批量一致性好、可靠性高；比重小于传统材料1倍以上，减轻了谐振杆的重量。

实施例二、

一种谐振杆的制造方法，请参见图2和图3，图3是根据本发明一实施例的谐振杆2的一种制造方法简易流程图。

谐振杆2的大致制造过程包括两个步骤：

对氮化硅材料进行谐振杆成型加工；

对所述成型后的谐振杆作表面金属化处理。

其中，所述对氮化硅材料进行谐振杆成型加工的过程又包括以下步骤：对氮化硅粉末或颗粒作为原料进行配料；用球磨机对所述氮化硅粉末或者颗粒进行球磨而将氮化硅粉末或者颗粒粉碎；为了有利于烧结，通常希望获得超细的原料颗粒，但是粉料越细，比表面积越大，流动性越差，成型时不容易均匀的充满模具，经常出现成型件又空洞、边角不致密、层裂、弹性失效的问题，因此本实施例中对球磨后的氮化硅粉料进行造粒处理，经过干燥、加黏胶剂，制成流动性好、颗粒状氮化硅；将上述经过造粒处理的氮化硅颗粒放入模具型腔中，然后闭模加压而使氮化硅颗粒成型并固化；上述模压成型后的谐振杆还需要高温烧结处理，以使颗粒间产生连接，将谐振杆转化为致密体。

所述的金属化处理方式可根据需要灵活选择，可以是化学镀、先化学镀后电镀、真空镀、浸渍。所述的金属层可以是银层或者铜层，也可以先镀铜后镀银，这样可以提高银的附着力。可根据腔体滤波器的指标要求选择镀不同的金属层。

根据谐振杆的结构或尺寸需要，在对氮化硅材料进行谐振杆成型加工，对所述成型后的谐振杆作金属化处理之前可以对所述谐振杆进行精加工，所述精加工包括端面研磨及内外圆磨加工，以满足结构和尺寸的需要。

综上所述，本领域技术人员容易理解，采用低线膨胀系数的氮化硅，其相对传统的殷钢材质的谐振杆而言，成本低廉、性能良好，解决了长期以来困扰射频滤波器的温漂指标问题，且大大节约成本。将包括该氮化硅材质的谐振杆2的腔体滤波器1应用于通信设备的信号收发电路部分，可有效降低设备成本，适于普遍推广应用。

本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，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发明的限制。

Claims

1.一种腔体滤波器，所述腔体滤波器包括腔体以及容置于所述腔体内的谐振杆，其特征在于，所述谐振杆采用氮化硅制成，所述谐振杆表面具有金属层。

2.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于，所述谐振杆安装在腔体内底部。

3.根据权利要求1所述的腔体滤波器，其特征在于，所述腔体滤波器还包括盖设于所述腔体上的盖板，所述谐振杆安装在盖板上。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的腔体滤波器，其特征在于，所述金属层为为银层或者铜层，或者从氮化硅谐振杆表面层起依次为铜层、银层。

5.一种通信设备，其特征在于，其包括根据权利要求1至4任意一项所述的腔体滤波器，所述腔体滤波器设于所述通信设备的信号收/发电路部分，用于对信号进行选择。

6.一种谐振杆，用于安装在腔体滤波器上，其特征在于，所述谐振杆采用氮化硅制成，所述谐振杆表面具有金属层。

7.一种谐振杆的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

对氮化硅材料进行谐振杆成型加工；

对所述成型后的谐振杆作表面金属化处理。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述对氮化硅材料进行谐振杆成型加工的过程包括：

以氮化硅粉末或颗粒作为原料进行配料；

对所述氮化硅粉末或者颗粒进行球磨以粉碎氮化硅；

将上述球磨后的氮化硅进行造粒处理，经过干燥、加黏胶剂，制成颗粒状氮化硅；

将上述造粒处理的氮化硅颗粒放入模具型腔中，然后闭模加压对氮化硅颗粒进行模压成型处理；

将上述的模压成型后的氮化硅谐振杆进行高温烧结处理，使氮化硅谐振杆成为致密体。

9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述的表面金属化处理方式包括化学镀或者先化学镀后电镀或者真空镀或者浸渍处理。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述表面金属化处理的步骤为镀铜或者镀银或者先镀铜后镀银。

11.根据权利要求7-10任意一项所述的谐振杆的制造方法，其特征在于，对氮化硅材料进行谐振杆成型加工之后，对所述成型后的谐振杆作表面金属化处理之前还包括：对所述谐振杆进行精加工。