CN102760924A - 用于通信系统的滤波装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于通信系统的滤波装置。所述用于通信系统的滤波装置包括：根据分隔壁限定收容空间的本体部；结合到所述本体部的收容空间的中央的谐振棒；在与所述谐振棒的中央部以及分隔壁之间的位置对应的位置具有调谐螺栓的盖子；作为具有第一熔点的金属层的密封部，位于所述盖子与本体部之间，通过熔化后的固化来维持气密性使得在盖子与本体部之间不产生接触非线性，并接合所述盖子和所述本体部。如上所述的本发明具有如下效果，即，使用低熔点的金属层来接合本体部和盖子，从而减少了接触非线性的发生，减少了无源互调失真的产生因素，从而提高了用于通信系统的滤波装置的可靠性和特性。

Description

用于通信系统的滤波装置

技术领域

本发明涉及用于通信系统的滤波装置，尤其涉及一种通过降低接触非线性来减少互调失真(Inter Modulation Distortion)的发生的用于通信系统的滤波装置。

背景技术

通常，为了移动通信的发展，需要增加服务及改善通话质量。在服务容量的增加和通话质量的改善方面，互调失真是重要的问题。

对于这种干涉问题，互调失真(Inter Modulation Distortion，以下简称“IMD”)是亟待解决的重要的问题。IMD是两个以上的具有互不相同的频率的信号相互干涉而产生不期望的寄生信号的现象。

即，是非线性传输特性导致的在电子装置的输出信号中出现多个输入信号的和与差的频率分量的现象，这种现象是干涉的主要原因。这种现象出现在无源元件时，被称作无源互调失真(Passive Inter Modulation Distortion，以下简称“PIMD”)。

尤其，在上述PIMD中，无法使用滤波方法来消除在频带内发生的PIMD，所以正在朝消除其产生原因的方向进行研究。以往，仅在诸如卫星通信的大功率的通信系统中才考虑PIMD，而在商用移动通信系统中则几乎忽略了PIMD。然而，随着移动通信服务的扩展，加入者数量在增加，据此提高了发送输出功率，随之在移动通信中也在努力降低PIMD。

如此，为了增加移动通信服务的容量和提高通话质量，必须要努力减少无源元件的IMD。现有的用于通信系统的滤波装置中通过对外壳进行镀覆处理及保证接触结构的线性等来减少PIMD。参照附图对这种现有的用于通信系统的滤波装置进行的详细描述如下。

图1是现有的用于通信系统的滤波装置的分解立体图。

参照图1，现有的用于通信系统的滤波装置包括本体部100和盖子200，其中，本体部100包括位于由分隔壁130限定的空间中的多个谐振棒120、接收高频输入信号并提供给所述多个谐振棒120中的位于最前面的谐振棒120的输入端子110、向外部输出由最后的谐振棒120滤波的高频信号的输出端子140，盖子200具有通过延长到所述分隔壁130之间以及谐振棒120的中央部分来对谐振进行调谐的调谐螺栓210，并通过连接螺钉220盖住所述本体部100的上面来进行密闭。

以下，将详细描述具有上述结构的现有的用于通信系统的滤波装置的结构和问题。

首先，本体部100使用铝材料，其内部形成分隔壁130，从而限定收容空间。所述分隔壁130与本体部100一体成型或加工。

由所述分隔壁130限定的收容空间的中央部分连接固定有谐振棒120。

图2是所述图1的沿A-A′方向的剖面图。

参照图2，在所述谐振棒120的上部中央设置有槽，调谐螺栓210在所述本体部100与盖子200相连接的状态下非接触地插入到所述槽。

所述谐振棒120通过金属棒固定螺钉160固定在本体部100的底面。

此时，所述本体部100与谐振棒120不是一体形成，而是通过金属棒固定螺钉160来连接，因此，从微观上看，在本体部100与谐振棒120之间产生以没有形成完全接触的状态进行结合的接触非线性(contact nonlinearity)区间。

这种接触非线性与材料非线性(material nonlinearity)一起成为产生PIMD的主要原因。

在所述本体部100的上面和分隔壁130的上部设置有多个连接孔150。在本体部100和分隔壁130一体成型或者加工之后，再加工形成这种连接孔。

所述盖子200通过结合到所述本体部100的连接孔150的连接螺钉220结合到所述本体部100。

使用所述多个连接孔150以及连接到其的连接螺钉220的理由在于，尽可能维持本体部100与盖子200的气密性来防止信号的损失，并抑制PIMD的产生。

然而，如上所述的通过多个连接螺钉220的连接方式，从微光上看，可视为盖子200与本体部100之间在连接螺钉220的部分形成点接触，而在不存在连接螺钉220的部分，其气密性将下降。

根据这种连接状态，所述盖子200与本体部100之间也存在接触非线性引起的PIMD的产生因素。

所述盖子200和本体部100上都镀覆有银(Ag)，在现有技术中，通过所述多个连接螺钉220和镀银来抑制PIMD的产生，但是在本体部100与盖子200之间以及本体部100与谐振棒120之间存在PIMD的产生因素。

所述本体部100、分隔壁130、谐振棒120和盖子200形成并联LC谐振电路，通过所述输入端子110输入的高频的无线频率信号引起在输入端子连接铜线(附图未示出)中产生电流，根据该电流形成磁能。

所述磁能传递到所述本体部100、分隔壁130、谐振棒120和盖子200构成的并联LC谐振电路，并重复仅将与该谐振电路的谐振频率相当的频率能量传递到下一谐振电路的过程，从而可通过输出端子140仅输出期望的频率的信号。此时，与谐振频率不相当的其它频率将接地。

可通过调谐螺栓210的调整来对所述谐振频率进行一定程度的调整。

如上所述的，现有的用于通信系统的滤波装置试图采用对外壳进行镀覆、使用用于维持本体部100与盖子200之间的气密性的多个连接螺钉220的方式来抑制PIMD的产生。

然而，在微观上，现有的用于通信系统的滤波装置在本体部100与盖子200之间、本体部100与谐振棒120之间存在产生PIMD的因素，因此存在产生PIMD的因素较多的问题。

此外，现有的用于通信系统的滤波装置使用用于维持本体部100与盖子200之间的气密性的多个连接螺钉220，需要加工用于连接到连接螺钉220的多个连接孔150，所以制造所需耗时较多，存在制造成本增加以及生产效率降低的问题。

发明内容

考虑上述问题的本发明的目的在于，提供一种用于通信系统的滤波装置，以能够在微观上也能维持盖子与本体部之间以及本体部与谐振棒之间的气密性。

本发明的另一目在于，提供一种仅具有最小限度的加工要素的用于通信系统的滤波装置。

用于实现上述目的的根据本发明的用于通信系统的滤波装置包括：根据分隔壁限定收容空间的本体部；结合到所述本体部的收容空间的中央的谐振棒；在与所述谐振棒的中央部以及分隔壁之间的位置对应的位置具有调谐螺栓的盖子；作为具有第一熔点的金属层的密封部，位于所述盖子与本体部之间，通过熔化后的固化来维持气密性使得在盖子与本体部之间不产生接触非线性，并接合所述盖子和所述本体部。

附图说明

图1是现有的用于通信系统的滤波装置的分解立体图。

图2是沿图1的A-A′线的剖视图。

图3是根据本发明的用于通信系统的滤波装置的一实施例的分解立体图。

图4是根据本发明的用于通信系统的滤波装置的另一实施例的分解立体图。

图5是沿图4的A-A′方向的剖视图。

图6是根据本发明的用于通信系统的滤波装置的另一实施例的分解立体图。

图7是测量根据本发明的用于通信系统的滤波装置和现有装置的PIMD等级的结果表。

主要符号说明：10为本体部，11为输入端子，12为谐振棒，13为分隔壁，14为输出端子，15为接合部，20为盖子，21为调谐螺栓，30为密封部。

具体实施方式

以下，将参照附图详细描述具有上述构成的根据本发明的优选实施例。

图3是根据本发明的用于通信系统的滤波装置的一实施例的分解立体图。

参照图3，根据本发明一实施例的用于通信系统的滤波装置包括本体部10、盖子20和将所述盖子20与本体部10紧密固定的密封部30，其中，本体部10包括固定于由分隔壁13限定的收容空间的中央的多个谐振棒12、接收高频输入信号的输入端子11、向外部输出经滤波的高频信号的输出端子14，盖子20在谐振棒12插入到所述分隔壁13之间的空间的状态下密闭所述本体部10的开放面。

以下，将进一步详细描述具有如上结构的根据本发明一实施例的用于通信系统的滤波装置的构成和作用。

在所述本体部10的内侧设置有分隔壁13，并通过所述分隔壁13来限定收容空间。

谐振棒12结合到所述限定的收容空间的中央。

此外，所述盖子20是镀银的铝材，所述盖子20和本体部10可通过密封部30在维持微观的气密性的同时相接合。

所述密封部30的熔点低于作为盖子20和本体部10的材质的镀银的铝材的熔点。

所述密封部30例如可使用熔点为160℃的锡(Sn)和铋(Bi)的合金。所述锡和铋的合金表现出比锡和铅的合金的熔点更低的熔点。作为示例，锡占42wt％、铋占58wt％的合金的熔点为139℃。

所述密封部30可被加工为与本体部10和分隔壁13的上部完全一致符合的形状，将加工的密封部30安装到本体部10和分隔壁13的上部，并在其上部放置盖子20。

将如上所述的层叠的结构物装载到加热腔(chamber)之后，加热到所述密封部30的熔点来熔化密封部30。

根据所述盖子20的重量，熔化的密封部30均匀并致密地涂布于盖子20与本体部10和分隔壁13之间。

使如上所述进行涂布的密封部30在常温下固化，从而在微观上完全紧密地固定本体部10与盖子20。

如上所述的通过密封部30接合的本体部10与盖子20之间不产生接触非线性区间，因此可减少PIMD的产生因素。

图4是根据本发明的用于通信系统的滤波装置的另一实施例的分解立体图。

参照图4，根据本发明一实施例的用于通信系统的滤波装置包括本体部10、盖子20和将所述盖子20与所述本体部10紧密固定的密封部30，其中，本体部10包括通过接合部15紧密固定到由分隔壁13限定的收容空间的中央的多个谐振棒12、接收高频输入信号的输入端子11和向外部输出经滤波的高频信号的输出端子14，盖子20具有通过延长到所述分隔壁13之间以及谐振棒12的中央来对谐振进行调谐的调谐螺栓21。

以下，将详细描述具有如上所述构成的根据本发明的用于通信系统的滤波装置的一实施例的构成和作用。

在所述本体部10的内侧设置有分隔壁13，并通过该分隔壁13来限定收容空间。

谐振棒12通过接合部15来维持气密地贴附到所述限定的收容空间的中央。接合部15是具有比本体部10的熔点低的熔点的金属，通过在接合部15和谐振棒12层叠的状态下对接合部15进行熔化来将谐振棒12接合到本体部10的收容空间。所述接合部15可使用熔点较低的铅、银或锡(Sn)和铋(Bi)的合金，或者可使用在作为镀银的铝材的本体部10不会因受热而变形或导致谐振特性发生变化的温度范围内熔化的金属。

所述接合部15例如可以是具有180℃的熔点的锡和铋的合金。

图5是沿图4的A-A′方向的剖面图。

参照图5，本体部10的由所述分隔壁13限定的收容空间的中央部设有能够插入到所述接合部15和谐振棒12的底面插入槽的凸出部16，向凸出部16依次套设加工的接合部15和在底面具有插入槽的谐振棒12之后，通过在加热腔进行加热来熔化所述接合部15。所述凸出部16用于防止在移动到加热腔期间谐振棒12倾倒或脱离标准位置。

如上所述的熔化的接合部15均匀并致密地涂布于谐振棒12与本体部10之间。

在常温固化所述接合部15来牢固地结合所述谐振棒12与本体部10。此时，通过接合部15，谐振棒12与本体部10的结合即使在微观上也没有产生接触非线性区间，从而在其结合部分上可以减少PIMD的发生。

所述接合部15可使用加工为圆形的低熔点的金属，或者可以是熔化后涂布到所述谐振棒12的底面或本体部10的金属。

此外，所述盖子20是镀银的铝材，并在与设置于所述本体部10的分隔壁13之间和谐振棒12的中央部对应的位置具有调谐螺栓21。

通过所述调谐螺栓21的调节来对并联LC谐振器的谐振频率进行调谐。

所述盖子20和本体部10通过密封部30维持微观的气密性的同时进行连接。

所述密封部30的熔点低于作为盖子20和本体部10的材质的镀银的铝材的熔点，优选地，所述密封部30的熔点与所述接合部15的熔点相同或低于所述接合部15的熔点。

所述密封部30例如可使用熔点为160℃的锡和铋的合金。所述锡和铋的合金表现出低于锡和铅的合金的温度的熔点。作为示例，锡占42wt％和铋占58wt％合金的熔点是139℃。

所述密封部30和接合部15的熔点取上述高低关系的原因在于，在谐振棒12通过接合部15维持气密性的同时结合到本体部10的状态下利用密封部30来结合本体部10与盖子20的过程中，防止所述接合部15再次熔化。

所述密封部30和接合部15的熔点可以相同，此时，同时熔化密封部30和接合部15，从而可在将谐振棒12接合到本体部10的同时接合本体部10和盖子20。

所述密封部30可加工为与本体部10和分隔壁13的上部完全一致符合的形状，将加工的密封部30安装到本体部10和分隔壁13的上部，然后在其上部放置盖子20。

将如上所述的层叠的结构物装载到加热腔之后，通过加热到所述密封部30的熔点来熔化密封部30。

此时，如上所述的，当接合部15的熔点高于密封部30时，对谐振棒12的致密结合不产生影响，而通过密封部30连接本体部10和盖子20。

当所述接合部15和密封部30的熔点相同时，加热到该熔点，使得可通过一次加热过程来同时接合谐振棒12与本体部10、本体部10与盖子20。

根据所述盖子20的重量，熔化的密封部30均匀并致密地涂布于盖子20与本体部10和分隔壁13之间。

使如上所述进行涂布的密封部30在常温下固化，从而在微观上完全紧密地固定本体部10与盖子20。

如上所述的通过密封部30连接的本体部10与盖子20之间不发生接触非线性，因此，可减少PIMD的产生因素。

图6是根据本发明的用于通信系统的滤波装置的另一实施例的分解立体图。

参照图6，根据本发明另一实施例的用于通信系统的滤波装置没有如上所述的将密封部30加工为与分隔壁13和本体部10的上部表面相同的大小和形状，而是先熔化之后，涂布于本体部10和分隔壁13的上部。

相比于加工所述密封部30的方式，如上所述的通过熔化低熔点的金属而涂布到本体部10和分隔壁13的上部来形成密封部30的方式，制造更为容易。

用盖子20盖住以涂布方式形成于所述本体部10和分隔壁13的上部的密封部30的上部，然后加热到密封部30的熔点，从而可接合本体10与盖子20并且不产生接触非线性区间。

另外，在所述本体部10和所述分隔壁13的上部可设置有便于涂布所述熔化的低熔点金属的涂布引导槽。这种涂布引导槽由于增加了本体部10和分隔壁13的上部与密封部30之间的接合面积，从而可以形成更加牢固的连接。

图7是测量根据本发明的用于通信系统的滤波装置和现有的用于通信系统的滤波装置的PIMD的水平(level)的结果表。

参照图7可以确认，根据本发明的用于通信系统的滤波装置减少了本体部10与盖子20之间以及本体部10与谐振棒12之间的PIMD的产生因素，因此，在其输入端子11和输出端子14侧测量的PIMD水平(-dBm)，相比于现有装置，改善了大约10至13dB左右。

通过施加具有1930MHz、1950MHz的两个高频分量的44dBm的源功率进行这种PIMD的测量。

所述PIMD的测量根据输入信号的功率水平(level)而发生较大变化，随着输入信号的功率等级的增加，测量的PIMD具有大约3的斜率，将增加输入信号的功率等级的增加量的3倍。

上述的结果是，在本发明中通过减少作为本体部10与盖子20之间以及本体部10与谐振棒12之间产生的PIMD产生因素之一的接触非线性(contactnonlinearity)因素而获得的。

如上所述的根据本发明的用于通信系统的滤波装置不仅减少了PIMD的产生因素，而且不使用如现有技术的用于本体部10与盖子20之间的连接以及本体部10与谐振棒12的连接的多个连接螺钉，因此容易加工并减少了加工所需的时间，从而提高了生产效率。

此外，减少了使用多个连接螺钉以及加工用于通过连接螺钉进行连接的连接孔而导致的费用，所以能够降低制造成本。

所述密封部30和接合部15通过加热而熔化，从而分别接合本体部10与盖子20、本体部10与谐振棒12，其熔点越低，越不会使本体部10、盖子20、分隔壁13等的其它结构的特性发生变化，因此，尽可能地使用低熔点的金属。

如上所述，根据本发明的用于通信系统的滤波装置具有如下效果，即，使用低熔点的金属层来连接本体部和外壳，减少了接触非线性的发生，从而减少了无源互调失真的产生因素，提高了用于通信系统的滤波装置的可靠性和特性。

另外，根据本发明的用于通信系统的滤波装置具有如下效果，即，使用低熔点的金属层来连接本体部和谐振棒，减少了本体部与谐振棒之间的接触非线性的发生，从而减少了无源互调失真的产生因素，提高了用于通信系统的滤波装置的可靠性和特性。

同时，根据本发明具有如下的效果，即，无需加工用于连接本体部和盖子的额外的连接孔，无需使用用于维持本体部和盖子的密封性的多个连接螺钉，因此容易加工，可以缩短制造所需的时间，提高了生产效率，可降低制造成本。

Claims (6)

1.一种用于通信系统的滤波装置，其特征在于，包括：

一面开放并在内部具有收容空间的本体部，该本体部具有用于划分所述收容空间的分隔壁；

密闭所述本体部的开放的一面的盖子；以及，

金属材质的密封部，位于所述本体部与所述盖子之间而维持气密性并使所述本体部和所述盖子相互接合。

2.如权利要求1所述的用于通信系统的滤波装置，其特征在于，所述密封部还位于所述分隔壁与所述盖子之间。

3.如权利要求2所述的用于通信系统的滤波装置，其特征在于，由所述分隔壁划分的本体部的收容空间中还设置有谐振棒，

所述盖子还具有沿所述谐振棒的长度方向延长的调谐螺栓。

4.如权利要求3所述的用于通信系统的滤波装置，其特征在于，所述谐振棒通过金属材质的接合部接合到所述本体部，

所述接合部的熔点等于或高于所述密封部的熔点，并低于本体部和盖子的熔点。

5.如权利要求4所述的用于通信系统的滤波装置，其特征在于，所述本体部还包括用于插入到所述谐振棒的插入凸出部，

所述接合部布置于所述插入凸出部与所述谐振棒之间。

6.如权利要求2所述的用于通信系统的滤波装置，其特征在于，所述本体部和所述分隔壁的与所述盖子相面对的面上还具备用于增加与所述密封部的密封面积的槽。

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