CN111244618A - 一种天线与滤波器的联接结构及联接方法 - Google Patents

Abstract

一种天线与滤波器的联接结构及联接方法。本发明在天线背面的校准板和滤波器之间设置有转接板，通过转接板上的滤波器联接结构，以及校准板连接焊盘构成滤波器与天线校准板之间的信号通路，实现天线与滤波器之间的联接。本发明无需设置额外的接头，而是通过焊接方式直接将转接板贴合天线背面的校准板表面。这种联接方式更为稳定，结构更为精简，并且能够方便拆卸。

Description

一种天线与滤波器的联接结构及联接方法

技术领域

本发明涉及天线连接器领域，具体而言涉及一种天线与滤波器的联接结构及联接方法。

背景技术

随着5G大规模阵列天线的商用，5G天线的研发也受到各大通讯企业的重视。目前5G天线组件采用高度集成、高可靠性一体化设计的方式，有着更小的尺寸，减小了馈线损耗使天线具有更优良的性能。同时，一体化设计方式使得整个天线变得简洁，可靠，使其工作时稳定性大大提高。

目前的天线设计中，相对于传统的4G天线，5G天线与滤波器组件之间联接通道的数量呈几何级增长。通道数量的增长使得5G天线的使用制造成本大大提高。现有的5G天线与滤波器组件之间，通常采用以下两种联接方式：

第一种方式下：滤波器采用一体化设计，并用SAP三段式快速插拔头实现滤波器与天线之间的连接。这种方式下，天线端与滤波端分别安装嵌入式连接器。装配时，在天线与滤波器的嵌入式连接器之间再插入SMP-KK连接器，使得SMP-KK连接器分别与天线及滤波器相连。这种联接方式具有如下的缺点：1） 滤波器的整体重量大、占用空间大，接头组件多，成本费用高；2）快速接头的联接方式需要分三次进行组装，操作程序繁琐，容易出错，影响生产效率。并且，这种联接结构，其整体高度需要增加约17mm，对于5G设备来说过于厚重。并且，由于插拔头本身可能出现接触问题，整体器件其稳定性也会大大降低。

第二种方式下：滤波器采用单个小模块的形式，与5G天线背部校准版直接焊接。这种方式的缺点在于：1)滤波器实际工作中会产生热量，而焊接的不同材质，其热膨胀系数不一致，会导致滤波器腔体和内导体一体式焊接于天线表面时需要制作很多焊点才能保证器件之间连接可靠，保证天线性能稳定。但这种多焊点的联接方式难于拆卸。2)由于滤波器的连接部件为天线背面的校准板，而校准板在设计时多采用对称方式设计，因此，需要将滤波器也按照校准板的方式进行对称设计，需要将滤波器设计为多种相互对称的不同版本，使得需要焊接的滤波器具有多种不同结构。不同结构的滤波器，其在安装过程中容易出现装配错误。而直接一体式焊接的方式又使得焊接装配错误的滤波器难以被拆下，因此现有的联接方式会严重影响天线滤波片装配效率。

如何在保证滤波器联接的可靠性的前提下，同时满足方便拆卸的作业需求，成为了本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种天线与滤波器的联接结构及联接方法，本发明在天线与每个小模块腔体滤波器之间设置一块PCB转接板，利用该PCB转接板匹配校准板电路，缓解校准板电路的走线压力，并通过PCB转接板的设置将相同结构的滤波器匹配至对称设计的校准板。本发明具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种天线与滤波器的联接结构，其包括转接板，其设置在滤波器与天线背面的校准板之间；所述转接板，其接近滤波器一侧的表面设置有滤波器联接结构，用于与滤波器焊接固定并形成电连接；所述转接板，其接近校准板一侧的表面设置有校准板连接焊盘，用于与校准板焊接固定并形成电连接；所述滤波器联接结构与校准板连接焊盘之间通过带状线或微带线连接。

可选的，如上任一所述的天线与滤波器的联接结构，其中，所述滤波器联接结构，包括按照滤波器上各个焊接面的位置对应设置的接地焊盘和内导体焊盘；所述接地焊盘，其与滤波器中需要接地的焊接面焊接固定，为滤波器提供接地电平；所述内导体焊盘，其与滤波器中传输信号的焊接面焊接固定，与滤波器之间形成信号通路。

可选的，如上任一所述的天线与滤波器的联接结构，其中，所述接地焊盘为贴合转接板上表面排布的矩形金属片；所述内导体焊盘为贴合转接板上表面设置的环形金属焊盘，所述环形金属焊盘的中间设置有连通至转接板下表面的金属内导体。

可选的，如上任一所述的天线与滤波器的联接结构，其中，所述校准板连接焊盘为设置在转接板边缘的半圆弧侧边过孔或环形过孔。

可选的，如上任一所述的天线与滤波器的联接结构，其中，所述校准板连接焊盘与内导体焊盘之间连接有带状线，所述带状线设置在所述转接板的上表面和下表面之间。

可选的，如上任一所述的天线与滤波器的联接结构，其中，所述转接板的外侧边缘还排布有垂直焊盘，用于在所述转接板的侧面加锡，焊接转接板的接地面和校准板的接地点。

可选的，如上任一所述的天线与滤波器的联接结构，其中，所述垂直焊盘为均匀排布在转接板侧面的半圆弧形焊盘，所述半圆弧形焊盘垂直贯穿所述转接板的上表面和下表面。

可选的，如上任一所述的天线与滤波器的联接结构，其中，所述转接板，其根据校准板的走线设置为相互对称的多个，各转接板内部的各带状线或微带线其长度和尺寸分别对应一致。

同时，本发明还提供一种天线与滤波器的联接方法，用于如上任一所述的天线与滤波器的联接结构，其中，步骤包括：将转接板上的各滤波器联接结构与滤波器上对应的焊接面焊接固定，形成电连接；将转接板上的各校准板连接焊盘与校准板焊接固定，形成电连接；在转接板侧面的垂直焊盘上加锡，连接转接板和校准板。

可选的，如上任一所述的天线与滤波器的联接方法，其中，所述转接板上的各滤波器联接结构与滤波器上对应的焊接面之间回流焊接为一整体；所述转接板上的各校准板连接焊盘与校准板之间微孔注锡连接。

有益效果

本发明通过在天线背面的校准板和滤波器之间设置转接板，通过转接板上的滤波器联接结构以及校准板连接焊盘构成滤波器与天线校准板之间的信号通路，实现天线与滤波器之间的联接。本发明无需设置额外的接头，而是通过焊接方式直接将转接板贴合在天线背面的校准板表面。这种联接方式更为稳定，结构更为精简，并且能够方便拆卸。

进一步的，本发明中的滤波器联接结构可设置为配合滤波器各焊接面的接地焊盘和内导体焊盘，内导体焊盘与转接板内部的带状线联接形成信号通路，将滤波器信号连接至天线的校准板。这种设置方式，一方面使得本发明的连接结构平面化，减少外接布线，方便安装，另一方面还使得本发明可以方便的通过内部的带状线实现与天线校准板布线之间的匹配，通过对称设置的转接板实现统一型号的滤波器与校准板上不同布线方式之间的匹配。

为保证滤波器信号传输稳定，减少信号干扰，本发明还在转接板的侧面排布有垂直贯通转接板上下表面的半圆弧形焊盘，通过对半圆弧形焊盘加锡纸，使得转接板2的接地面和校准板3的接地点之间稳定电连接，已保证信号传输稳定。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的滤波器联接结构装配方式的示意图；

图2是本发明的一种滤波器联接结构的示意图；

图3是本发明中滤波器联接结构对称设置方式的示意图；

图4是本发明的另一种滤波器联接结构的示意图；

图5是本发明的又一种滤波器联接结构的示意图。

图中，1表示滤波器；2表示转接板；21表示接地焊盘；22表示内导体焊盘；23表示垂直焊盘；24表示带状线；25表示校准板连接焊盘；3表示校准板；4表示功分板；5表示振子辐射面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于转接板本身而言，由转接板表面指向其内部带状线的方向为内，反之为外；而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本发明中所述的“上、下”的含义指的是使用者正对联接结构方向时，由天线指向滤波器的方向即为上，由滤波器指向天线振子辐射面的方向即为下，而非对本发明的装置机构的特定限定。

图1所示，天线的振子辐射面5的背面设置有功分板4，功分板4上表面与校准板3连接，校准板3上排布有对应的滤波器1的阵列。为简化滤波器与天线之间的连接结构，本发明提供如图1右侧局部放大图所示的一种天线与滤波器的联接结构，其设置在滤波器1与天线背面的校准板3之间，包括转接板。所述的转接板2：

其接近滤波器1一侧的表面设置有滤波器联接结构，用于与滤波器焊接固定并形成电连接；

其接近校准板3一侧的表面设置有校准板连接焊盘25，用于与校准板3焊接固定并形成电连接；

所述滤波器联接结构与校准板连接焊盘25之间可通过带状线24或带状线实现电连接，实现信号的传输。

由此，本发明采用在5G天线与单个小模块腔体滤波器之间增加一块由定制PCB所构成的转接板2作为承载滤波器1基板的结构，通过模块化设置的转接板，在延续天线轻量化和小型化设计理念的同时，通过转接板焊接的联接方式，保证了信号传输的可靠性，同时也克服了现有针脚联接方式拆卸困难的缺陷。本发明还可进一步通过设计多种相互对称的PCB转接板2，匹配校准板3电路，缓解校准板3电路板走线压力。采用本发明后，无需对滤波器1结构按照校准板进行匹配设计，而只需要选择统一设置一种滤波器，通过转接板的转换就能够有效连接至校准板的相应电路接口上，从而降低成本，提高人工操作效率。

所述的转接板由PCB板构成，其上下两侧表面分别覆铜，上下表面的覆铜表面分别涂覆有绝缘层，绝缘层可在电连接部位剥离，供转接板与滤波器或校准板焊接。具体而言，参照图2所示，转接板上表面的滤波器联接结构，其具体可设置为包括按照滤波器上各个焊接面的位置对应分布在转接板A面或上表面的接地焊盘21和内导体焊盘22。其中，所述接地焊盘21，其与滤波器1中需要接地的焊接面焊接固定，为滤波器提供接地电平；所述内导体焊盘22，其与滤波器1中传输信号的焊接面焊接固定，与滤波器之间形成信号通路。接地焊盘21和内导体焊盘22与滤波器1的下表面贴合，通过回流焊接的方式将转接板2和滤波器1形成一个整体模块。由此，平面焊接可方便对滤波器提供稳定连接，避免接口结构松脱或接触不稳定；同时，这种平面焊接的方式还可降低转接板、滤波器装配后的尺寸，使得滤波器整体具有更低的高度，方便集成。

而转接板上的校准板连接焊盘25，其具体可设置为位于转接板2边缘的半圆弧侧边过孔或环形过孔。其相对于滤波器，在转接板的B面或下表面设置为与校准板贴合的焊盘，该焊盘同样由PCB板剥离其表面的绝缘层实现。转接板的B面或下表面仅设置该环状焊盘，所述的环状焊盘可通过微孔注锡的方式将转接板2内形成带状线或带状线的导体和天线校准板3焊接，实现信号的传输。

其中的带状线可参照图3所示的方式，在其一端与所述校准板连接焊盘25电连接，在其另一端与内导体焊盘22电连接。所述带状线24可设置在所述转接板2的上表面和下表面之间，位于转接板内部，通过内置的金属导体实现焊盘之间电信号的传输，将滤波器联接至天线的校准板，实现信号的传递。

其中的微带线，在其一端可设置为与所述校准板连接焊盘25电连接，其另一端可设置为与内导体焊盘22电连接。所述微带线可设置在所述转接板2的上表面和下表面之间，位于转接板内部。对应微带线结构，转接板2的上表面或下表面还可在微带线的上侧或下侧相应的剥离，由该微带线的金属导体实现焊盘之间电信号的传输，将滤波器联接至天线的校准板，实现信号的传递。

不论是微带线还是带状线，其周围还可进一步设置以固定间隔、沿微带线或带状线两侧排布的金属过孔。金属过孔连接PCB板的上下两层金属，PCB板内部在上下两层金属之间绝缘，上下层金属之间通过金属过孔连接接地，减少对带状线或微带线的干扰。

为保证上述转接板信号稳定并保持与天线和滤波器具有相同的基准电平，本发明还进一步的在所述转接板2的外侧边缘排布有垂直焊盘23。其用于通过在所述转接板2的侧面加锡的方式，连接转接板2的上下两层金属并使其焊接在校准板3上，实现接地，从而实现与5G天线的联接。

所述的垂直焊盘23，其具体可设置为均匀排布在转接板2侧面的半圆弧形焊盘。所述半圆弧形焊盘的弧形结构的侧边设置为铜材质，连接PCB板的上下两层金属，垂直贯穿所述转接板2的上表面和下表面，通过加锡实现与校准板接地点之间的联接。

在其他的实现方式下，本发明中校准板连接焊盘25，其还可设置为半圆弧侧边过孔。其可通过图4或图5的方式设置在转接板的侧边，可根据需要沿转接板的侧边设置，也可凸出于其侧边。转接板，其外形轮廓可根据滤波器及校准板的结构或布线而相应设置为规则结构或不规则结构。所述的转接板可采用PCB多层板压合工艺，上下层均为大面积的接地层，带状线24位于PCB中间层。这种方式具有良好的信号屏蔽作用，提高性号传输的抗干扰性。

考虑到天线背面校准板3线路设计时多为对称结构，为配合该对称结构并同时保证与统一结构的滤波器1相互匹配联接，本发明还进一步配合天线背面校准板3走线位置，将所述的转接板对称设置为图3所示的多个不同版本。本案例中制作了四种，具体对称关系可参见图3。图中A、B、C、D四种转接板2可分别对应天线校准板3的内导体焊盘22的不同位置提供电连接。为保证天线及滤波器具有一致的相位，本发明还进一步将各转接板2内部带状线24或微带线的长度、尺寸和弯折设置为一致，实现统一结构的滤波器1的共用。

其中的接地焊盘21，其可设置为贴合转接板2上表面排布在滤波器接地端的矩形金属片；

所述的内导体焊盘22，其可设置为贴合转接板2上表面的环形金属焊盘，所述环形金属焊盘的中间设置有连通至转接板2下表面的金属内导体，以实现电联接，为电信号提供传输通道；

各内导体焊盘和各接地焊盘可根据校准板的布线状况对称设置为位于多种不同位置的多种版本。转接板2中间带状线24通过金属过孔与转接板两面的内导体焊盘22和校准板连接焊盘相连，从而分别与滤波器1和天线背面校准板3连接，实现滤波器1和天线的联接。

由此，本发明与传统的一体化滤波器1相比有以下优点：

1)小模块滤波器1的设计方式空间利用率更高，整机的重量也会大大降低。

2)改用转接板2代替SAP三段式快速插拔头，连接方式更稳固，整机的可靠性也得到保证为后期人员调试工作减轻负担。

3)SAP三段式快速插拔头成本远高于PCB转接板2的价格，而一套天线中需要几十个甚至上百个端口，所以本发明在成本控制方面也更有优势。

本发明与传统的小模块滤波器1直接焊接方式相比有以下优点：

1) 解决了滤波器1拆卸困难的缺陷，为后期人工维修成本带来优势。

2）通过设计多种PCB转接板2的方式匹配校准板3电路，能够缓解校准板3电路板走线压力，滤波器1也只需要设计一种，因而能够简化滤波器的设计和装配工作。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种天线与滤波器的联接结构，其特征在于，包括转接板（2），其设置在滤波器（1）与天线背面的校准板（3）之间；

所述转接板（2），其接近滤波器（1）一侧的表面设置有滤波器联接结构，用于与滤波器焊接固定并形成电连接；

所述转接板（2），其接近校准板（3）一侧的表面设置有校准板连接焊盘（25），用于与校准板（3）焊接固定并形成电连接；

所述滤波器联接结构与校准板连接焊盘（25）之间通过带状线（24）或微带线连接。

2.如权利要求1所述的天线与滤波器的联接结构，其特征在于，所述滤波器联接结构，包括按照滤波器上各个焊接面的位置对应设置的接地焊盘（21）和内导体焊盘（22）；

所述接地焊盘（21），其与滤波器（1）中需要接地的焊接面焊接固定，为滤波器提供接地电平；

所述内导体焊盘（22），其与滤波器（1）中传输信号的焊接面焊接固定，与滤波器之间形成信号通路。

3.如权利要求2所述的天线与滤波器的联接结构，其特征在于，所述接地焊盘（21）为贴合转接板（2）上表面排布的矩形金属片；

所述内导体焊盘（22）为贴合转接板（2）上表面设置的环形金属焊盘，所述环形金属焊盘的中间设置有连通至转接板（2）下表面的金属内导体。

4.如权利要求1所述的天线与滤波器的联接结构，其特征在于，所述校准板连接焊盘（25）为设置在转接板（2）边缘的半圆弧侧边过孔或环形过孔。

5.如权利要求1-3所述的天线与滤波器的联接结构，其特征在于，所述校准板连接焊盘（25）与内导体焊盘（22）之间连接有带状线（24），所述带状线（24）设置在所述转接板（2）的上表面和下表面之间。

6.如权利要求1所述的天线与滤波器的联接结构，其特征在于，所述转接板（2）的外侧边缘还排布有垂直焊盘（23），用于在所述转接板（2）的侧面加锡，焊接转接板（2）的接地面和校准板（3）的接地点。

7.如权利要求1-6所述的天线与滤波器的联接结构，其特征在于，所述垂直焊盘（23）为均匀排布在转接板（2）侧面的半圆弧形焊盘，所述半圆弧形焊盘垂直贯穿所述转接板（2）的上表面和下表面。

8.如权利要求1所述的天线与滤波器的联接结构，其特征在于，所述转接板（2），其根据校准板（3）的走线设置为相互对称的多个，各转接板（2）内部的各带状线（24）或微带线其长度和尺寸分别对应一致。

9.一种天线与滤波器的联接方法，用于权利要求1-8所述的天线与滤波器的联接结构，其特征在于，步骤包括：

将转接板（2）上的各滤波器联接结构与滤波器上对应的焊接面焊接固定，形成电连接；

将转接板（2）上的各校准板连接焊盘（25）与校准板（3）焊接固定，形成电连接；

在转接板（2）侧面的垂直焊盘（23）上加锡，连接转接板（2）和校准板（3）。

10.如权利要求9所述的天线与滤波器的联接方法，其特征在于，所述转接板（2）上的各滤波器联接结构与滤波器上对应的焊接面之间回流焊接为一整体；

所述转接板（2）上的各校准板连接焊盘（25）与校准板（3）之间微孔注锡连接。

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