CN110600843A - 弹簧针组件、滤波器及其与天线耦合板的导通固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及弹簧针组件、滤波器以及其与天线耦合板的导通固定方法，所述弹簧针组件包括针管、介质、硅胶弹簧、灯笼簧片和接触针，在针管与接触针之间留出足够的安全间隙，以防止其相互导通，信号或电流导通由灯笼簧片将针管与接触针连接，还采用了硅胶弹簧，硅橡胶具有生理惰性、具有较好的弹性及伸展性，对电流及射频信号不导通，更加能够确保信号或电阻值的稳定性，解决了滤波器接触不良或损坏情况下拆装不便的问题，新式的弹簧针组件能够有效提高滤波器与天线之间的传输性能，确保天线信号传输的稳定性。

Description

弹簧针组件、滤波器及其与天线耦合板的导通固定方法

技术领域

本发明涉及通信滤波技术领域，具体涉及一种弹簧针组件、滤波器以及其与天线耦合板的导通固定方法。

背景技术

5G大规模天线系统架构，包括密集辐射阵、功分网络、耦合校准网络、盲插型连接器和收发单元。整个5G天线系统的工作原理就是，天线射频通道（包括多个辐射单元组成的单元模块）实现无线传输信号的收发；收发单元实现对射频通道RF信号发射和接受；耦合校准网络实现对收发单元发射到每个射频通道的发射功率和相位的监测；这样，系统赋型算法通过调节收发单元激励到每个单元模块（射频通道）的幅相权值配置实现大规模天线的精准3维波束方向图和3维扫描。

AFU（天线滤波器一体化）天线，包括振子功分网络，耦合校准网络，滤波器，以上部件一体化设计，其分解图如图6所示（隐藏天线罩），尽最大努力降低成本，减重，缩小产品体积。

AFU天线结构中，滤波器与天线耦合板的导通固定方式直接影响信号传输的稳定性和天线性能，当前金属腔体滤波器，一般通过信号传输针（插针）与天线耦合板焊接传导，如图7所示，通过腔体上的接地焊角焊接固定在天线耦合板，焊接方式拆装不便，或者，如图8采用带弹簧的插针（弹簧针）与耦合板导通，但常规结构的弹簧针结构内部通过金属弹簧复位，接触针与针管之间直接接触，信号或电流既可通过弹簧传导，又可通过针管与接触针传导，弹簧压缩及针管接触不均匀都会导制电阻值变化，特别是在高频射频信号特别敏感的情况下尤其重要。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种弹簧针组件、使用该弹簧针组件的滤波器、以及滤波器与天线耦合板的导通固定方式，弹簧针组件采用了新的结构，能够确保射频信号或电阻值的稳定，从而保证滤波器与天线耦合板之间信号传输的稳定性，以及滤波器与天线耦合板之间的拆卸方便，进一步提高天线性能。

为了达到上述目的，本发明所采用如下技术方案。

一种弹簧针组件，用于金属腔体滤波器，其特征在于，所述弹簧针组件包括针管、介质、硅胶弹簧、灯笼簧片和接触针，所述介质设有通孔，针管插设在介质的通孔内，所述针管的上部为实心插针，针管的下部为管状结构，针管的上部和下部为一体结构，插针高出介质的上表面且插针的直径小于管状结构的外径，针管下部的管状结构包含上端封闭、下端开口的内腔，接触针插设在内腔并能够在内腔内滑动，接触针与内腔的上端面之间设有硅胶弹簧，灯笼簧片套在接触针外部，位于接触针和针管之间，将针管与接触针连接，并在针管与接触针之间预留安全间隙。

所述针管的外部设有卡圈，介质通孔为上小下大的台阶孔，介质通过台阶孔与卡圈的配合对针管进行定位。

所述接触针上端设有凸台，灯笼簧片套设在接触针凸台下方的针体上，所述针管下端面处的管壁微微向内弯折形成凸缘，用于对接触针和灯笼簧片进行限位，防止接触针或灯笼簧片脱出针管。

所述硅胶弹簧的材质为硅橡胶，所述硅橡胶的有机基团为甲基、苯基、乙烯基、三氟丙基或氰基。

进一步地，用金属弹簧替代所述硅胶弹簧。

一种滤波器，所述滤波器为金属腔体滤波器，包括腔体、谐振片、飞杆组件及调螺组件，所述滤波器还包括上述任一弹簧针组件，所述弹簧针组件由腔体底部插入滤波器，通过顶部的插针插入谐振片的焊盘中，焊接后完成弹簧针组件的组装。

滤波器与天线耦合板的导通固定方法，所述滤波器的腔体底部开有螺纹孔，紧定螺钉穿过天线耦合板及腔体底部的螺钉孔后将滤波器固定在天线耦合板上，弹簧针组件下部的接触针与天线耦合板上的触点相联导通，实现滤波器与天线耦合板的导通及固定。

所述天线为AFU天线，所述螺钉孔有两个，分别位于弹簧针组件两侧，且三者在一条直线上。

有益效果：

1、本发明提出了独特的弹簧针组件，相别于传统结构，在针管与接触针之间留出足够的安全间隙，以防止其相互导通，信号或电流导通由灯笼簧片将针管与接触针连接，由于其弹性结构，可确保其接触的稳定性，电阻值的恒定性。

2、本发明的弹簧针组件，采用了硅胶弹簧，硅胶弹簧材质是硅橡胶主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶，有机基团为甲基、苯基、乙烯基、三氟丙基或氰基。一般的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成，苯基的引入可提高硅橡胶的耐高、低温性能，三氟丙基及氰基的引入则可提高硅橡胶的耐温及耐油性能；硅橡胶耐低温性能良好，一般在-55℃下仍能工作，引入苯基后，可达-73℃。硅橡胶的耐热性能也很突出，在180℃下可长期工作，稍高于200℃也能承受数周或更长时间仍有弹性，瞬时可耐300℃以上的高温，因此，环境适应性强，不易受环境影响发生性能变化。硅橡胶的透气性好，还具有生理惰性、具有较好的弹性及伸展性，关键是对电流及射频信号不导通，因而，更加能够确保信号或电阻值的稳定性。

3、本发明的金属腔体滤波器采用了独特的弹簧针组件，通过螺钉将滤波器固定在天线耦合板上，相比现有技术的焊接方式，解决了滤波器接触不良或损坏情况下拆装不便的情况，也可有效避免将天线耦合板损伤，造成更大的损失及浪费。

附图说明

图1 为本发明弹簧针组件的组装结构示意图；

图2 为本发明弹簧针组件的分解结构示意图；

图3 为本发明弹簧针组件的扩展方式（由金属弹簧代替硅胶弹簧）；

图4 为本发明中腔体滤波器与天线耦合板导通固定的组装示意图；

图5 为本发明中腔体滤波器与天线耦合板导通固定的分解示意图；

图6 为AFU天线结构分解示意图（隐藏天线罩）；

图7为目前钣金滤波器与AFU天线耦合板通过信号传输针和焊接方式导通固定的示意图；

图8为目前钣金滤波器与AFU天线耦合板通过弹簧针连接方式导通固定的示意图；

附图标记：1针管，2介质，3，硅胶弹簧，4灯笼簧片，5接触针，6安全间隙，7卡圈，8凸缘，9金属弹簧，10弹簧针组件，11耦合板，12反射板，13滤波器，14腔体、15谐振片、16飞杆组件，17调螺组件，18螺钉孔，19紧定螺钉， 20弹簧针，21功分板，22信号传输针，23振子组件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

本发明提出了一种新的弹簧针组件，如图1、图2所示，所述弹簧针组件包括针管1、介质2、硅胶弹簧3、灯笼簧片4和接触针5，所述介质2设有通孔，针管1插设在介质2的通孔内，所述针管1的上部为实心插针，针管1的下部为管状结构，针管的上部和下部一体设计，针管1插入介质2的通孔后，插针高出介质2的上表面且插针的直径小于管状结构的外径，针管1下部（即管状结构）包含上端封闭、下端开口的内腔，接触针5插设在内腔中并能够在内腔中滑动，接触针5与内腔的上端面之间设有硅胶弹簧3，接触针5外部还套设有灯笼弹簧4，所述灯笼弹簧4位于接触针5和针管1之间，将针管1与接触针5连接，并在针管1与接触针5之间预留安全间隙6，以防止其相互导通，参见图1中的放大图。信号或电流导通由灯笼簧片4将针管1与接触针5连接，由于其弹性结构，可确保其接触的稳定性，电阻值的恒定性。

所述针管1的外部设有卡圈7，介质2通孔为上小下大的台阶孔，针管1内安装好硅胶弹簧3、接触针5以及灯笼弹簧4后，针管1从下往上插入介质2通孔内，介质2通过台阶孔与卡圈7的配合对针管1进行定位。

所述接触针5上端设有一圈凸台，灯笼簧片套设在接触针5的凸台下方，所述针管1下端面处的管壁微微向内弯折形成凸缘8，用于对接触针5和灯笼簧片4进行限位，防止接触针5或灯笼簧片4脱出针管1。

本发明的硅胶弹簧3材质为硅橡胶，硅橡胶的有机基团为甲基、苯基、乙烯基、三氟丙基或氰基。硅橡胶具有较好的耐温、耐油性能，透气性好，氧气透过率在合成聚合物中是最高的。此外，硅橡胶还具有生理惰性、具有较好的弹性及伸展性，关键是对电流及射频信号不导通，因而，更加能够确保信号或电阻值的稳定性。

作为本发明弹簧针组件的另外一种替代方式，还可以用金属弹簧9替代所述硅胶弹簧3，如图3，其他结构与图1或2所示相同，此时，采用了金属弹簧9，同时由于灯笼弹簧4的存在，还能够保证信号传输的稳定性与电阻值的恒定性，也在本发明保护范围内。

本发明在上述弹簧针组件的基础上，还提供了采用该弹簧针组件的滤波器，以及其与天线耦合板之间的信号传导及固定方式。

如图4-5所示为滤波器采用了本发明的弹簧针组件10与天线耦合板11的导通固定方式，所述滤波器13为金属腔体滤波器，包括腔体14、谐振片15、飞杆组件16及调螺组件17，谐振片15与腔体14的其中一个侧壁一体设置，调螺组件17设置在相对的另一侧壁上，所述滤波器采用上文所述的弹簧针组件10，所述弹簧针组件10由腔体14底部插入滤波器，通过顶部的插针插入谐振片15的焊盘中，焊接后完成弹簧针组件10的组装。

该滤波器13与天线耦合板11导通固定时，所述滤波器的腔体14底部开有螺纹孔，紧定螺钉19穿过天线耦合板11及腔体14底部的螺钉孔18后将滤波器固定在天线耦合板11上，弹簧针组件10下部的接触针5与天线耦合板11上的触点相联导通，实现滤波器与天线耦合板11的导通及固定。信号或电流导通由灯笼簧片将针管1与接触针5连接，由于其弹性结构，可确保其接触的稳定性，电阻值的恒定性，硅胶弹簧3能进一步地保证信号传输的稳定性。

所述天线为AFU天线，所述螺钉孔18有两个，分别位于弹簧针组件10两侧，且三者在一条直线上，可以保证滤波器接地环与天线耦合板11接地环紧密可靠连接，可有效屏蔽信号防止外泄。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种弹簧针组件，用于金属腔体滤波器，其特征在于，所述弹簧针组件包括针管、介质、硅胶弹簧、灯笼簧片和接触针，所述介质设有通孔，针管插设在介质的通孔内，所述针管的上部为实心插针，针管的下部为管状结构，针管的上部和下部为一体结构，插针高出介质的上表面且插针的直径小于管状结构的外径，针管下部的管状结构包含上端封闭、下端开口的内腔，接触针插设在内腔并能够在内腔内滑动，接触针与内腔的上端面之间设有硅胶弹簧，灯笼簧片套在接触针外部，位于接触针和针管之间，将针管与接触针连接，并在针管与接触针之间预留安全间隙。

2.如权利要求1所述的弹簧针组件，其特征在于，所述针管的外部设有卡圈，介质通孔为上小下大的台阶孔，介质通过台阶孔与卡圈的配合对针管进行定位。

3.如权利要求1所述的弹簧针组件，其特征在于，所述接触针上端设有凸台，灯笼簧片套设在接触针凸台下方的针体上，所述针管下端面处的管壁微微向内弯折形成凸缘，用于对接触针和灯笼簧片进行限位，防止接触针或灯笼簧片脱出针管。

4.如权利要求1所述的弹簧针组件，其特征在于，所述硅胶弹簧的材质为硅橡胶，所述硅橡胶的有机基团为甲基、苯基、乙烯基、三氟丙基或氰基。

5.如权利要求1所述的弹簧针组件，其特征在于，用金属弹簧替代所述硅胶弹簧。

6.一种滤波器，所述滤波器为金属腔体滤波器，包括腔体、谐振片、飞杆组件及调螺组件，其特征在于，所述滤波器还包括如权利要求1-5任一项所述的弹簧针组件，所述弹簧针组件由腔体底部插入滤波器，通过顶部的插针插入谐振片的焊盘中，焊接后完成弹簧针组件的组装。

7.如权利要求6所述的滤波器与天线耦合板的导通固定方法，其特征在于，所述滤波器的腔体底部开有螺纹孔，紧定螺钉穿过天线耦合板及腔体底部的螺钉孔后将滤波器固定在天线耦合板上，弹簧针组件下部的接触针与天线耦合板上的触点相联导通，实现滤波器与天线耦合板的导通及固定。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述天线为AFU天线，所述螺钉孔有两个，分别位于弹簧针组件两侧，且三者在一条直线上。