CN111987396B - 射频滤波器设备和制造射频滤波器的方法 - Google Patents

Abstract

公开了射频滤波器设备和制造射频滤波器的方法。该设备(100)包括具有内侧(128)和外侧(126)的细长中空主体部分(110)。该设备(100)还包括主体部分(110)的内侧(128)上的虹膜结构(148)和主体部分(110)的外侧(126)上的加强结构(142)。加强结构(142)与虹膜结构(148)对准。

Description

射频滤波器设备和制造射频滤波器的方法

技术领域

本公开涉及用于滤波电子信号的系统和方法。更具体地，所公开的实例涉及射频波导管滤波器。

背景技术

电子滤波器是电子工程的重要元件。在无线电通信技术中，滤波器用于无线电信号中的信号选择和/或噪声降低。通常，射频(RF)滤波器由一个或多个耦合谐振器组成。具体用于微波频段的波导管滤波器通常由空心金属管构成，该空心金属管具有形成一系列耦合谐振器的内部结构。常见的耦合结构类型包括孔径、虹膜、及立柱。必须高精度实行这种滤波器的内部几何形状以产生具有良好品质因子和有效选择性的滤波器。典型尺寸公差可以为几千个英寸数量级或更小。这种滤波器通常通过手工组装多个单独的加工件制造，过程慢并且费用高昂。

作为一种以相对低的成本快速生产的方法，添加制造(AM)在许多工业中快速得到普及。AM(有时，已知为3D打印)可以用于通过增量构建对象而由3D模型创建立体对象。AM通常涂覆原材料，然后对原材料进行选择性地结合或融合以创建期望对象。原材料通常被涂覆在层中，其中各个层的厚度可取决于所使用的具体技术。

通常，原材料为颗粒或粉末的形式，被涂覆为层并且然后通过热源选择性地融合。在许多情况下，这种材料的床的上表面融合，并且然后生长的工件稍微浸没到床本身中。然后将原材料新生的层施加到床，并且下一层融合到前一层中。颗粒状原材料可包括例如热塑性聚合物、金属粉末、金属合金粉末、或陶瓷粉末，其可使用计算机控制热源(诸如，扫描激光器或扫描电子束)融合。示例性方法包括选择性激光熔化(SLM)、直接金属激光烧结(DML)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成形(FDM)、及电子束熔化(EBM)等。

用于加工或其他减少制造的传统部分设计可能是低效的或甚至不能用于AM。根据所使用的过程和材料，未支撑的特征可能倒塌，精细的特征可能呈现清晰度不足，和/或可能发生翘曲和裂纹。需要使AM方法能够得到有效利用的同时保持传统部件的功能的新设计。

发明内容

本公开提供关于射频(RF)滤波器的系统、设备、和方法。在一些实例中，RF滤波器设备可包括具有内侧和外侧的细长中空主体部分。设备可以进一步包括主体部分的内侧上的虹膜结构和主体部分的外侧上的加强结构。加强结构可以与虹膜结构对准。在一些实例中，可以添加制造细长中空主体部分。

在一些实例中，制造RF滤波器的方法可包括打印被配置为接收射频信号的细长中空主体部分。细长主体部分可具有由外部晶格阵列支撑的外周侧部分。

特征、功能和优点可在本公开的各种实例中独立地实现，或者可在其他实例中组合，参考以下描述和附图可看到这些实例的进一步细节。

附图说明

图1是根据本公开的方面的如同打印的示例性添加制造RF滤波器的等距视图。

图2是图1的RF滤波器在后处理后的等距视图。

图3是图2的RF滤波器沿着线4-4的等距截面图。

图4是图1的RF滤波器的顶端沿着线4-4的截面图。

图5是图1的RF滤波器如同在第一构建方位上打印的等距视图。

图6是图1的RF滤波器如同在第二构建方位上打印的等距视图。

图7是图1的RF滤波器沿着线7-7的等距截面图。

图8是图1的RF滤波器沿着线8-8的等距截面图。

图9是图1的RF滤波器的等距视图，该RF滤波器进一步包括校准特征。

图10是示出根据本教导的添加制造的示例性方法的步骤的流程图。

图11是如本文中描述的示例性添加制造设备的示意图。

图12是示出根据本教导的添加制造RF滤波器的示例性方法的步骤的流程图。

具体实施方式

添加制造射频(RF)滤波器的各个方面和实例以及相关方法描述如下并且在相关联的附图中示出。除非另有说明，否则根据本教导的RF滤波器和/或其各种组件可以但无需包含这里描述、显示和/或引用的结构、组件、功能、和/或变形的至少一个。此外，除非明确地排除，这里结合本教导描述、示出和/或引用的处理步骤、结构、组件、功能和/或变形可以包括在其他类似装置和方法中，包括在所公开的实例之间是可互换的。各种实例的以下描述本质上仅是示例性的，绝非旨在限制本公开、其应用、或者使用。此外，如下所述，由实例提供的优点实质上为示例性并且并非所有的实例皆提供相同的优点或者相同程度的优点。

该具体实施方式包括以下章节，其紧跟在以下各项之后：(1)概述；(2)实例、组件、以及替代方式；(3)示例性组合和补充实例；(4)优点、特征、及益处；及(5)结束。将实例、组件、和替代部分进一步分为小节A到C，对其中的每一个进行相应标记。

概述

通常，根据本教导的射频(RF)滤波器包括添加制造结构和导电材料。RF滤波器还可以称为滤波器装置和/或滤波器组件。RF滤波器可以被配置为接收射频频带中的信号并且传送或传递频率子集。

根据本教导的RF滤波器包括具有加强结构的主体部分。主体部分可以是管状的、细长的、和/或中空的。加强结构布置在主体部分的外侧上并且可以被描述为沿周向围绕部分或全部主体部分。主体部分可以被配置为形成用于对RF信号进行滤波的信道并且可具有适于期望滤波的截面形状。

RF滤波器可以进一步包括内部结构，内部结构具有被配置为促进滤波射频电磁波的几何形状。内部结构可以形成于主体部分的内表面或主体部分的一侧。内部结构的实例包括但不限于：隔膜、虹膜、偶极、调节螺钉、后滤波器、和/或其任意组合。

RF滤波器包括导电材料，导电材料可以是激光烧结金属。具体地，主体部分的内表面或主体部分的一侧由导电材料形成。在一些实例中，滤波器可包括铝、铜、钛、和/或其合金。滤波器可包括多种材料，或可以由一种材料制造。可以在选择RF滤波器的材料或材料的组合时考虑导电性、弹性、密度、温度灵敏度以及其他因素。适当的或期望的材料可以取决于滤波器的期望应用，以及所选择的添加制造方法。

RF滤波器具有由打印轴线限定的制造方位，该方位可垂直于主体部分的伸长的轴线。滤波器可以包括多个层，每个层通常均垂直于打印轴线。每个层可以是薄的并且平坦的，并融合到相邻层或以另外的方式与相邻层结合。可以限制从一个层到相邻层的变化。即，RF滤波器的尺寸可以随着打印轴线而逐渐改变。

滤波器可不包括陡峭的突出物，其中陡峭的突出物可以被描述为利用打印轴线形成大于大约45度或大于大约50度的角度的任何面向下的表面。因此可以打印RF滤波器的所有特征，且不需要辅助支撑件。添加制造领域的技术人员可以将辅助支撑件理解为未包含在部件设计中的支撑结构，其在制造期间添加以便有助于非自支撑特征(诸如，突出物或局部极小点)的打印，并且辅助支撑件被配置为在打印之后移除。辅助支撑件还可以被描述为用于飞行应用(诸如，飞行器或卫星)的添加制造部件上的非飞行材料。

再次参考RF滤波器，主体部分的外侧上的加强结构可包括晶格。晶格可以通过对角线、水平肋和/或垂直肋形成。晶格可以被描述为形成多个菱形开口和/或三角形开口。晶格加强结构还可以被描述为第一多个平行线性结构和与第一多个平行线性结构相交的第二多个平行线性结构。

加强结构可以被配置为增加主体部分的结构强度。RF滤波器因此可以具有阳性结构边界和/或满足所选择的刚度要求。这种增加的强度还可以允许主体部分的一个或多个壁的厚度减小，从而降低材料重量并且减少制造时间。

加强结构可以被配置为通过RF滤波器的添加制造保持主体部分的矩形形状、圆形形状、或任何期望形状。加强结构还可以易于滤波器的稳定的几何形状并且在制造过程期间减少翘曲和/或热变形。所制造的滤波器因此可以与计算机辅助设计(CAD)的标称规格有一致较低的几何轮廓偏差。

加强结构可成形为和/或布置为在主体部分的所选区域中提供针对性的增强同时限制加强结构的总重量。所选区域可包括易于热变形的区域或主体部分的几何形状不提供增强的区域。例如，平坦壁上的晶格的肋可能随着远离主体部分的角部而渐变到增大的厚度。加强结构还可以与RF滤波器的内部结构对准和/或相对RF滤波器的内部结构战略地定位。加强结构因此可以被配置为受益于内部结构的几何形状的固有加强特性。例如，晶格的一个或多个水平肋可以与滤波器中的虹膜结构对准。

RF滤波器可以进一步包括主体部分的相对端上的端盖。当进行添加制造时，端盖可包括阻挡滤波器的RF信道或中央孔的封闭结构。在打印之后，可以由RF滤波器加工出封闭结构，从而打开RF信道并且提供精确的接口表面。可以通过打印和/或加工可以进一步配置端盖，用以连接至其他结构。例如，端盖可具有适于安装至天线的形状，使得滤波器可操作地连接至天线。在一些实例中，如同现有滤波器设计一样RF滤波器可以被设计成具有等效功能并且如同现有滤波器设计一样可以被配置为连接到通常匹配的电力系统。

RF滤波器可以是部分整体的或完全整体的。换言之，主体部分、内部结构、加强结构、端盖和/或任何其他部分的滤波器可以包括单一结构。可以在一个过程中添加制造RF滤波器，而不需要组装单独的部件。天线组件还可以在不用辅助支撑件的情况下制造，辅助支撑件需要在制造之后移除。

由于整体结构，RF滤波器可具有提高的可靠性。与部件的连接或交互有关的故障类型可以消除。例如，滤波器可以不包括可能在振动下松开的螺栓，在负荷下转移的薄垫片、或在运输器件改变调谐的调节螺钉。通常，对于包含更少的组件的滤波器，出现手术并发症的可能性会降低。

RF滤波器可具有被配置为可重复的几何形状。换言之，滤波器的几何形状可以为使得制造滤波器的多个副本时，每个副本测定在原始设计的期望公差之内。在一些实例中，期望公差可以为千分之一英寸(mil)，可以是千分之10英寸，或可以是任何合适的大小。所制造的副本还可以正确地成形。例如，设计为平坦的壁可以持续地打印，且不会翘曲。

实例、组件和替代方式

下面的章节描述了示例性射频(RF)滤波器及相关的系统和/或方法的选择方面。这些章节中的实例的目的是用于举例说明，不应解释为限制本公开的全部范围。每一节可包括一个或多个不同的实例，和/或上下文的或者相关的信息、功能和/或结构。

A.示例性RF滤波器

如图1-7所示，本节描述了示例性RF滤波器100。滤波器100是以上描述的添加制造滤波器的实例。图1示出了在添加制造之后机器加工之前的滤波器。所示出的如同打印形式的滤波器可被称为滤波器100的添加制造坯体102。图2示出了在加工之后制成的滤波器100。

如图1和图2所示，滤波器100包括中空矩形主体110。主体还可以被描述为细长主体部分、矩形管、和/或波导结构。主体110具有伸长的或长的轴线112以及垂直于长轴线的矩形截面形状。主体可以被描述为具有沿着轴线112的长度114、宽度116以及垂直于该轴线的深度118。

主体110包括四个平坦壁120，每对相邻壁在角部122处接合。每个壁均具有外表面和内表面。壁120的外表面共同形成主体110的外侧126，并且壁的内表面形成主体的内侧128。外侧126和内侧128均具有矩形截面形状。主体110可以被描述为具有矩形主要腔体140，由主体的内侧128限定。

在一些实例中，主体110可具有圆形的截面形状，或任何其他有效的截面形状。主体可包括一个弯曲壁，或任何有效数量的平坦壁或弯曲壁。可以根据滤波器100的期望电磁性质选择主体110的内侧128的截面形状。可以选择主体110的外侧126的截面形状以基于主体的内部截面形状为主体提供有效的结构。将外部截面形状与内部截面形状匹配可允许主体的壁的厚度最小化。

主体110具有第一和第二相对端130。滤波器100在每个端部部分130处包括主体110上的端盖132。端盖132也是矩形的，但与主体110相比具有更大的宽度和深度。如图1所示，除了小粉末孔134之外，坯体102的端盖132封闭粉末孔可以被配置为在添加制造期间能够除去积聚在主体110内部的过量粉末或其他材料。

端盖132可以在制造期间为端130提供结构支撑，包括诸如打印和冷却等处理。这种支撑可以有助于保持主要腔体140的矩形截面形状和壁120的平面形式。粉末孔134可以小到不会干扰这种支撑，同时仍然允许有效移除过多的制造材料。

端盖132还可以起滤波器100的接口和/或安装结构的作用。例如，端盖132中的一个可以安装至天线。为了实现精确的接口，可以对坯体102的每个端盖132的端表面进行加工以形成制成的滤波器100上的接口表面136。还可以将紧固孔和/或其他连接件加工成端盖132。用于接口和/或安装的端盖132的制备可构成坯体102仅需的加工和/或精加工。

主要腔体140延伸到端盖132中使得加工接口表面136还形成接口孔138，如图2所示。有关详情参下文对见图4的描述。主要腔体的这种定位可使得端盖132能在打印和冷却期间提供增强，然后在加工之后提供通过主体110的连续的孔，且不需要附加加工工作。

滤波器100还包括主体110的外侧126上的加强结构142。在本实例中，加强结构142是斜肋144和水平肋146的晶格。晶格还可以被称作网孔、网格和/或桁架。肋144和146还可以被称作加强件、撑杆、和/或来自壁120的线性突起。

每个斜肋144和水平肋146在主体部分110的两个相邻角部122之间的壁120上延伸。每个肋平行于相应壁延伸，并且垂直于壁突出。每个斜肋与一个其他的斜肋精确地交叉。水平肋146和斜肋144在角部122处重合，形成四个斜肋和两个水平肋的接头。每个斜肋还可以被描述为在两个相邻水平肋之间延伸。

水平肋146沿着主体部分110的长度间隔开并且可以被描述为在每个壁120上形成多个盒。每个盒包括两个相交的斜肋144。如图3所示并且描述如下，水平肋146根据的滤波器100内部结构间隔开。邻近主体部分110的每个端130，晶格的图案不同。端部部分可以被描述为具有半盒状，两个斜肋144在壁120的中心点处接触并且连接至相邻的端盖132。

图3是滤波器100的剖视图，示出包括多个虹膜148的内部结构。每个虹膜由从主体110的内侧128延伸到主要腔体140中的一对隔板150形成。虹膜可以被描述为将主要腔体140划分为多个谐振腔体。加强结构142的每个水平肋146与虹膜148中的一个对准。因此，晶格的每个盒与谐振腔体对准。晶格的与虹膜148对准的元件可以使得加强结构142能利用和/或受益于虹膜固有的加强性质。

可以根据RF滤波器100的期望功能性质选择虹膜尺寸和虹膜之间的间隔。可以选择水平肋146的间隔以匹配虹膜148。斜肋144可以根据水平肋的位置布置。例如，斜肋相对于滤波器的长轴线112的角度取决于相邻角部122之间的距离和相邻水平肋146之间的间隔。

可以根据主体110的几何形状和虹膜148配置加强结构142。在本实例中，主体110包括角部122和在角之间延伸的肋144、146。在另一实例中，主体110可以是圆柱状并且水平肋146可以完全环绕主体。在一些实例中，晶格可包括垂直肋，斜肋可以与多个水平和/或其他斜肋相交，或者可以形成任何有效图案。在加强结构中包括三角形、菱形和/或其他桁架图案可提供更加有效的加强。

图4是沿着图1的线4-4的滤波器100的添加制造坯体102的部分截面图。更加清晰地示出水平肋146和虹膜148的对准。例如，两个水平肋146A被示出为沿着线AA与虹膜148A对准。线AA位于垂直于长轴线112的平面中(参见图1)。除了示出的水平肋146A之外，其他两个壁120中的每一个上的水平肋在同一平面中对准。水平肋146与每个虹膜148相似地对准。换言之，四个水平肋146，壁120中的每一个上的一个肋与平面中垂直于滤波器的长轴线的每个虹膜148对准。

主要腔体140具有限定在壁120之间的宽度160，该宽度沿主体110的长度保持恒定。每个虹膜148的隔板150从壁120延伸到主要腔体140中，局部阻碍腔体。每个虹膜在隔板150之间具有拥有一宽度161的孔径。孔径宽度161可以在虹膜之间变化。可以根据设计的滤波器100的电磁性质选择主要腔体140和虹膜148的尺寸。

每个壁120具有厚度162。在本实例中，所有四个壁均具有相同的厚度。尽管壁120可具有不同的厚度或变化的厚度，但贯穿主体110一致的壁厚可以有助于一致、准确的制造品。加强结构142可以加强主体110使得壁厚162可以最小化。

每个肋144、146相似地具有厚度163。在本实例中，包括斜肋144和水平肋146的所有肋具有相同的厚度并且自始至终厚度一致。然而，如下面参考图6和图7进一步讨论的，每个肋相对于相应壁的高度或突起变化。

在所示出的实例中，滤波器100具有大约9英寸的总长度。壁厚162为大约千分之30英寸(mil)并且肋厚163也为大约30mil。相似的壁和肋厚度可适合于更大长度的滤波器，但厚度可以根据滤波器的宽度和/或深度变化。根据用于产生滤波器的添加制造技术，可以通过打印分辨率或相似的性质限制特征的厚度。

在图4中，仅示出主体110的端130中的一个和端盖中的一个。另一端130和端盖132可以理解为匹配所示出的端和端盖。在一些实例中，端盖中的一个可以省去粉末孔134。如上所述，主要腔体140延伸到端盖132中。端盖还可以被描述为中空的、远端封闭的结构152。封闭结构152包括具有一厚度164的阻挡主要腔体140的平面扩大区域。在本实例中，封闭结构具有30mil的厚度。

粉末孔134延伸通过封闭结构152，在主要腔体140与添加制造坯体102的外部之间建立流体连通。在本实例中，粉末孔为具有一宽度165的正方形。宽度165小于主要腔体宽度160，并且可以被描述为比主要腔体宽度小一半或小于主要腔体宽度的四分之一。在一些实例中，粉末孔可以成形为与粉末提取工具接口和/或可具有任何有效的形状。如下面参考图5讨论的，正方形的形状可有助于粉末孔134的打印。

当对坯体102进行加工以产生制成的滤波器100时，移除封闭结构152和粉末孔134。可沿着线MM对坯体加工以移除封闭结构。在本实例中，移除大约千分之50英寸的材料。由于端盖132的结构，沿着线MM进行加工打开通过滤波器的连续通道并且形成平滑的接口表面。一旦加工完成，端盖132可以被描述为形成主体110的内侧128及主要腔体140的连续延伸。

图5是添加制造坯体102在刚打印之后的等距视图。滤波器100的坯体102可以由直接金属激光烧结(DMLS)或任何有效的添加制造工艺制造。在本实例中，滤波器包括烧结铝合金，具体地，II型AlSi10Mg。合金可以提供良好的强度、硬度、高负荷容差、以及低重量。在一些实例中，坯体102可以打印非导电和/或非金属材料(诸如，聚合物)。在这种实例中，后处理方法(诸如，用导电金属电镀)可以用于实现滤波器100的期望电磁性质。

滤波器100的坯体102是整体的。即，坯体为单件，包括主体110、加强结构142、及虹膜148(参见图3)。单件坯体可减少和/或除去滤波器100的组件，并且还可以提高滤波器的可靠性和/或减少滤波器的故障类型。

如图5所示，坯体102通过牺牲性主要支撑件156支撑在构建板154上。坯体被支撑在可被称为第一构建方位的方位中，该方位由构建轴线158限定。构建轴线可以与用于打印坯体102的添加制造设备的竖直方向或打印方向对准。

构建轴线158与滤波器的长轴线112垂直并且延伸通过主体110的角部122。换言之，在构建方位中，主体110的长度平行于构建板154。角部122中的一个离构建板最近，相对的角部垂直地布置在上方。相对的角部可以立即堆在离构建板最近的角部上方或者可以堆到垂直对准之外。主体110被定向为使得每个壁120均形成相对于构建板154的水平面至少45度的角度。这样的角度可以使得能够在不需要辅助支撑件的情况下对壁进行打印，可以保持壁上面向构建板154的加强结构142的打印分辨率，并且保持可接受范围内的表面粗糙度。

主要支撑件156布置在离构建板154最近的角部122和每个端盖132的相应角部下方。主要支撑件可以仅接触角部上的坯体102，或可以与相邻壁120进行有限的接触。主要支撑件156配置为容易在打印之后移除。主体110的外侧126也将会存在由移除主要支撑件而产生的有限的表面粗糙度，在这种情况下，这种粗糙度不会影响滤波器性能。

尽管图5未示出，图3和图4所示的虹膜148也定向为使得能够在不用辅助支撑件的情况下进行打印。在构建方位中，每个虹膜隔板150在与构建板154垂直的平面中延伸。没有隔板的边缘会相对于构建板形成小于45度的角度。如图4所示，这种方位允许隔板150与主体110的内侧128或其他附加材料垂直延伸(而不斜切)。这种方位还可以防止表面粗糙度达到足以影响滤波器性能的级别。

再次参考图5，如上所述，粉末孔134是正方形的。粉末孔与端盖132对准使得孔的每侧相对于构建板154的水平面形成大约45度的角度。粉末孔134因此可以准确地打印而不会失真，确保有效通向添加制造坯体102的内部移除粉末。

在图6中，坯体102示出为由可被称为第二构建方位的牺牲性主要支撑件156支撑在构建板154上。构建方位由构建轴线159限定。构建轴线可以与用于打印坯体102的添加制造设备的竖直方向或打印方向对准。

构建轴线159与滤波器的长轴线112和构建板154形成大约45度的角度。换言之，在通过构建轴线159限定的方位中，主体110的长度相对于构建板154成一定角度。角部122中的一个离构建板最近，并且相对的角部垂直地堆在上方。

与构建轴线158限定的方位相似，主体110定向为使得能够在不需要辅助支撑件的情况下打印滤波器的壁和虹膜。图6所示的构建方位可能需要主要支撑件156的附加材料，但坯体102可占据构建板154上较少的表面面积，从而使得能同时用一套特定的添加制造设备打印更多数量的坯体。示出的方位还可以减小每个打印层的总表面面积，最小化在打印期间引入的残余应力。

在一些实例中，其他构建方位可适用。例如，可以利用主体的与构建轴线对准的长轴线最有效地打印圆柱形主体110，以防止圆形的形状失真。然而，方位中的这种改变可能会影响滤波器的其他特征并且可能需要做出另外的改变。例如，在以上建议的方位上打印的圆柱形滤波器可能要求每个虹膜都由倒角结构支撑。

图7和图8是添加制造坯体102的剖视图。如通过图1中的线7-7示出的，图7是虹膜和相应组的四个水平肋146的直通图，并且如通过图1中的线8-8示出的，图8是相对的一对斜肋144的直通图。在这些图中，能够看到肋144、146的锥形或拱形。

如图7所示，每个水平肋146具有变化的高度，最大肋高度166接近相应壁120的中心。高度166还可以称为自壁120突出的程度、厚度、和/或长度。每个水平肋的高度从角部122处没有东西或没有高度渐变到接近壁的中心的最大高度166。最大高度166对每个水平肋146都是一样的，但锥形的坡度和整体的拱形形状在沿着主体110的宽度116和主体的深度118延伸的水平肋之间是不同的。

如图8所示，每个斜肋144具有相似变化的高度，最大肋高度167接近相应壁120的中心和与另一斜肋的交叉处。高度167还可以称为自壁120突出的程度、厚度、和/或长度。每个垂直肋的高度从角部122处没有东西或没有高度渐变到接近壁的中心的最大高度167。

在本实例中，最大水平肋高度166和最大斜肋高度167均为大约80mil。在一些实例中水平肋146和斜肋144可具有不同的最大高度，可具有不同的锥形外形，和/或肋高度可以在主体110的长度上变化。最大肋高度166、167可以在50到100之间和/或可以根据滤波器的其他尺寸(诸如，壁厚162(参见图4))、水平肋间隔、或体宽116选择。

水平肋146和斜肋144的这种锥形形状和/或拱形形状可以在限制整体材料体积和重量的同时在主体110的关键区域提供加强。角部122为主体110提供固有的几何加强，沿着中心的壁120最弱。因此，定位肋的最大高度166、167提供所需的加强，同时将角部122处肋高度减小到无来防止浪费材料。另外，减小邻近角部122的肋高度可以为主要支撑件提供清楚的附接点，从而有助于在打印之后容易移除主要支撑件。

在图9中，图9是接口孔138和主要腔体140的等距视图，滤波器100示出为还包括可选校准特征170。在示出的实例中，校准特征170为从主体110的内侧128延伸的单个凸台。校准特征170还可以被描述为从壁120中的一个延伸到主要腔体140中，从而部分阻挡腔体。在一些实例中，校准特征可以进一步包括附加凸台的任何有效数量和/或图案和/或从壁120延伸到主要腔体140中的其他结构。

校准特征170的凸台垂直于相应壁120的表面延伸，并且在平行于虹膜148的隔板150的平面中延伸。类似于隔板150，校准特征170的每个凸台或其他结构可以与第一或第二构建方位上的构建板形成至少45度的角度，并且因此可以打印，而不需要辅助支撑件或重要的倒棱。

校准特征170还可以被描述为集成调谐特征、调整特征、和/或精确滤波特征。校准特征可以被配置为为滤波器100的滤波功能提供精调，类似于调谐螺钉允许的调整。可以根据滤波器100的期望调整选择校准特征170的尺寸、形状、及几何形状。例如，图9中示出的凸台可具有一几何形状，该几何形状选择为配置滤波器100在低大气环境中操作。

校准特征170与壁120和主体110是一个整体，并且作为添加制造坯体102的一部分打印。在一些实例中，可以对特征进行加工或以另外的方式进行后处理一实现滤波器100的RF特性的高度精确效果。在一些实例中，特征可以成形为提供期望调整，无需进行后处理。

B.添加制造的示例性方法

本节描述了用于工件的添加制造的示例性方法的步骤，参见图10。可以在如下描述的方法步骤中利用图11中示出的示例性添加制造装置的方面。在适当的情况下，可以参考执行每个步骤使用的部件和系统。这些参考用于说明，并不旨在限制执行该方法的任何具体步骤的可能的方式。

图10是示出了在示例性方法中执行的步骤的流程图，并且没有陈述该方法的全部处理或者所有步骤。尽管在下面以及图10中描述了方法300的各个步骤，然而，没必要执行所有的步骤，并且在一些情况下，可以同时或以不同于所示顺序的顺序执行各个步骤。

在步骤310，接收到描述有序多个层的数字信息。如图11所示，可以通过添加制造装置410的计算机控制器412接收数字信息。添加制造装置还可以称为打印机或制作机。计算机控制器412可以包括被配置为接收打印机410的数字设计信息和控制功能的任何数据处理系统。图11所示的示例性计算机控制器包括用于控制打印机功能的处理器414和用于存储接收数据的存储器416。

所接收的信息可包括构成三维对象层的多个二维图案的几何数据和/或设计细节，其中三维对象为待制造工件428。层还可以被描述为截面或者切片。多个层是有序的，使得可以对层从第一层到最后一层进行编号或组织。

方法300的步骤312包括将原材料沉积到位于打印机410的构建环境420中的构建平台418上。构建平台可以包括支撑件，该支撑件可通过计算机控制器412沿着制造轴线422移动。构建平台可具有垂直于制造轴422的平坦表面。

原材料可以是适于添加制造的任何材料，通常为流体或粉末，包括但不限于光聚合物树脂、热塑性塑料、石膏、陶瓷、及金属。可以从原材料源424(诸如，料斗、池、或粉末床)分配材料。例如，可以通过计算机控制器412启动的电刷臂将铝粉从粉末床吹扫到构建平台418上。

原材料可以均匀地分配到构建平台418上，或者可以所选择的图案进行沉积。沉积可以在计算机控制器412的在控制之下完成。在一些实例中，构建平台418可以埋入原材料中并且沉积可以靠重力或液体压力完成。在一些实例中，连接至原材料源424的打印头426可以有序的多个层的第一层对应的图案沉积原材料。

在步骤314中，原材料改变以产生第一层。换言之，物理变化引发沉积材料根据描述有序的多个层中的第一层的设计信息并且按照计算机控制器412引导实现第一层作为构建平台上的物理对象。

材料可以受到由计算机控制器412控制的打印机410的打印头426的作用。例如，打印头可包括通过暴露于光而固化光聚合物或通过暴露于热而烧结金属粉末的激光器。可以由计算机控制器412引导打印头遵循所接收的第一层的数字信息中描绘的路径，和/或处理器414基于所接收的数字信息计算的路径。

步骤316包括重新定位构建平台。在一些实例中，构建平台418可以开始所选择的距打印头426的距离。可以通过打印头执行的程序确定所选择的距离。在产生层之后，构建平台可以通过计算机控制器412沿着远离打印头426层的厚度的制造轴线422回到原位置。即，构建平台可以移动为使得所产生的层的顶表面为所选择的距打印头426的距离。

在一些实例中，构建平台418可以开始于打印机410的另一元件(诸如，原材料分配组件)对准。在层的产生之后，构建平台可以通过计算机控制器412沿着制造轴线422回到原位置使得所产生的层的顶表面与打印机410的另一元件对准。在一些实例中，在步骤316中，代替或除构建平台418之外，打印头426可以回到原位置。在一些实例中，步骤316可以跳过。

在步骤318中，原材料沉积到在方法300的先前步骤中产生的层上。如针对步骤312描述的，原材料可以是任何适当的材料并且可以任何合适的方式沉积。在步骤320中，如先前针对步骤314描述的，原材料改变以产生下一层。

可以重复步骤316到步骤320以产生所接收的数字信息的多个层中的每个层，直到生产最后一层为止。所产生的第一层到最后一层然后可以包括如在所接收的数字信息中描述的工件428。工件可以从打印机移除并且依照要求进行后处理。例如，可以由构建平台的构建板加工工件，并且然后精巧零件或平滑表面可以通过加工或者其他方法进一步完成。

C.示例性方法

本节描述了用于添加制造RF滤波器的示例性方法500的步骤，参见图12。以上描述的滤波器、添加制造方法、或添加制造装置的方面可以用于描述如下的方法步骤。在适当的情况下，可以参考执行每个步骤使用的组件和系统。这些参考用于说明，并不旨在限制执行该方法的任何具体步骤的可能的方式。

图12是示出了在示例性方法中执行的步骤的流程图，并且没有陈述该方法的全部处理或者所有步骤。尽管在下面以及图12中描述了方法500的各个步骤，然而，没必要执行所有的步骤，并且在一些情况下，可以同时或以不同于所示顺序的顺序执行各个步骤。

在步骤510中，方法打印具有外部晶格的细长中空主体。主体可以包括具有中央孔的管并且可以被配置为接收RF信号。可以根据主体的期望电磁性质(诸如，阻抗和电导率)配置诸如主体的内侧的几何形状和材料的特性。晶格可以包括多个从主体的外表面突出的直线结构，诸如，肋或支柱。晶格可以被配置为加强、增强和/或支撑主体部分。

步骤512包括将虹膜结构打印到主体的内侧上。虹膜结构可包括进入到主体的中央孔中的一个或多个突起。突起可以垂直于主体的伸长的轴线延伸并且延伸至打印轴线线。在一些实例中，步骤512可包括打印沿着主体的内侧间隔开的多个虹膜结构。

虹膜可具有根据期望滤波性质选择的间隔和孔径大小。例如，可以选择虹膜以通过所选择的频带。打印虹膜和/或虹膜可以与主体的外部晶格对准。例如，每个虹膜可以与晶格的一个或多个水平肋共面。在一些实例中，根据期望滤波性质，附加或交变结构(诸如，立柱)可以打印到主体的内侧上。

步骤514包括在主体的相对端上打印具有提取孔的端盖。端盖可以被描述为阻挡和/或封闭主体的中央孔。端盖可被配置为安装RF通信系统的其他组件和/或与其接口。端盖还可以被配置为支撑和/或加强打印期间和/或方法500的后续步骤期间支撑和/或加强主体的相对端。

可以根据添加制造方法(诸如，以上描述的方法300)完成步骤510-514中的打印。具体地，打印可通过铝合金粉末的直接金属激光烧结(DML)完成。可以打印主体、外部晶格、一个或多个虹膜、及端盖作为单个整体结构。

细长中空主体可具有伸长的轴线，中央孔平行于伸长的轴线延伸。可以在一方位上打印主体使得伸长的轴线垂直于添加制造方法的竖直方向或制造轴线。在一些实例中，主体可具有四个壁和矩形截面形状。在这种实例中，主体可打印为使得每个壁与打印轴线线形成斜角。壁可以进行定向以与打印轴线线形成不超过45度的角度。可在不使用辅助支撑件的情况下执行步骤510-514。

端盖的粉末提取孔可以被配置为允许在处理之后移除过量的材料。例如，铝合金粉末可以在DML打印之后抽真空离开主体。可以根据用于提取的设备确定粉末提取孔的大小，其可取决于所选择的添加制造方法。

在步骤516中，方法包括消除主体的应力。应力消除可包括将主体加热至低于主体的材料的转变温度的预定温度，然后以所选择的速率冷却主体。可以通过空气淬火实现冷却。步骤516可包括任何适当的热处理和/或在步骤510-514的打印期间主体的材料所采用的消除应力中的任何有效的处理。可以在从添加制造设备的构建板或支撑结构移除主体之前进行应力解除。

步骤516可以另外地或可替换地包括适于所选择的材料的精加工过程和在步骤510-514中使用的添加制造过程。例如，当使用材料(诸如，聚合物)的熔融沉积成形(FDM)时，步骤516可包括冷却和/或固化聚合物。

步骤518包括移除每个端盖的封闭部分。在步骤514中打印的端盖可包括中央孔或与主体的中央孔对准的腔体，以及阻挡中央孔的封闭部分。主体的中央孔还可以被描述为延伸到每个端盖中。每个端盖的封闭部分可以是具有一厚度的大体平面层。可以由每个端盖对具有一大于封闭部分厚度的厚度的一层材料进行加工。步骤518可以打开每个端盖的中央孔，并且从而提供通过主体的射频访问接入。步骤518还可以提供光滑、精确接口表面用以连接至其他结构。

在一些实例中，方法500可以进一步包括附加后处理步骤。例如，方法可包括加工连接特征，诸如，进入一个或两个端盖中的紧固孔。作为另一实例，方法500可包括使用平滑处理(诸如，化学蚀刻)细化主体的内侧的几何形状。

作为另一实例，方法500可包括涂覆主体的内侧和导电材料中的一个或多个虹膜。可以使用诸如电镀和/或浸方法进行涂覆。这种涂覆可使得主体能由轻、便宜、和/或非常适合于添加制造的材料添加制造。例如，可以用铝合金打印主体。然后可以用具有期望电磁性质(诸如，高导电冲击和改进的导电性集肤效应)的材料涂覆主体的内侧，但改材料也可以是重的、昂贵的、和/或不适于添加制造的。例如，可以用镍、铜、银、和/或其合金涂覆主体的内侧。

这种涂覆还可以使得主体能由非导电材料打印。例如，FDM可以用于由便宜的轻量聚合物打印主体。然后可以用导电材料(诸如，铜)涂覆主体的内侧和虹膜以提供期望电磁性质。

示例性组合和附加实例

该部分描述了射频滤波器的其他方面和特征，作为一系列的段落存在而不是限制性的，为清晰和有效起见，其中一些或者全部以字母数字形式表示。这些段落中的每个段落可以任何合适的方式与一个或者多个其他段落组合和/或与本申请中的其他公开组合。在不限制某些合适组合的实例的情况下，下面段落中的一些明确提及并且进一步限制其他段落。

A0.一种射频滤波器设备，包括：具有内侧和外侧的细长中空主体部分，主体部分的内侧上的虹膜结构，以及主体部分的与虹膜结构对准的外侧上的加强结构。

A1.根据A0所述的设备，其中，主体部分、虹膜结构和加强结构作为单个单元添加制造。

A2.根据A0或A1所述的设备，其中，主体部分具有伸长的轴线和垂直于伸长的轴线的矩形截面形状。

A3.根据A0-A2中任一项所述的设备，其中，主体部分具有伸长的轴线和垂直于伸长的轴线的圆形截面形状。

A4.根据A0-A3中任一项所述的设备，其中，加强结构包括通过斜肋和水平肋形成的晶格，水平肋中的一个或多个与主体部分的内侧上的虹膜结构对准。

A5.根据A4所述的设备，其中，主体部分具有四个角部部分，每个水平肋都在两个相邻转角部分之间延伸。

A6.根据A5所述的设备，其中，每个水平肋在中间节段渐变到最大高度。

A7.根据A4-A6中任一项所述的设备，其中，主体部分具有四个角部部分，每个斜肋在两个相邻转角部分之间延伸。

A8.根据A7所述的设备，其中，每个斜肋在中间节段渐变到最大高度。

A9.根据A7或A8所述的设备，其中，每个斜肋与相邻转角部分之间的一个其他斜肋交叉。

A10.根据A7或A8所述的设备，其中，每个斜肋与相邻转角部分之间的多个斜肋交叉。

A11.根据A7-A10中任一项所述的设备，其中，每个斜肋与水平肋形成斜角。

A12.根据A7-A11中任一项所述的设备，其中，每个斜肋在相邻水平肋之间延伸。

A13.根据A0-A12中任一项所述的设备，还包括主体部分的内侧上的校准结构。

A14.根据A13所述的设备，其中，校准结构包括一个或多个凸台。

B0.一种制造射频滤波器的方法，包括：打印被配置为接收射频信号的细长中空主体部分，其中，中空主体部分具有由外部晶格阵列支撑的外周侧部分。

B1.根据B0所述的方法，还包括将虹膜结构打印到中空主体部分的与外部晶格阵列的部分对准的内侧上的虹膜结构。

B2.根据B1所述的方法，其中，外部晶格阵列包括与中空主体部分的内侧上的虹膜结构对准的水平肋。

B3.根据B0-B2中任一项所述的方法，其中，打印步骤包括：沉积多层材料。

B4.根据B3所述的方法，其中，主体部分具有伸长的轴线并且每层材料均平行于伸长的轴线。

B5.分居B3或B4所述的方法，其中，主体部分包括平坦壁并且每层材料与平坦壁形成至少45度的角度。

B6.根据B3-B5中任一项所述的方法，其中，材料包括烧结金属合金。

B7.根据B3-B6中任一项所述的方法，其中，材料包括聚合物。

B8.根据B3-B7中任一项所述的方法，还包括用导电材料涂覆中空主体部分的内侧。

B9.根据B8所述的方法，其中，涂覆中空主体部分的内侧包括用金属镀覆内侧。

B10.根据B0-B9中任一项所述的方法，其中，在不使用辅助支撑件的情况下执行打印步骤。

B11.根据B0-B10中任一项所述的方法，还包括：在中空主体部分的相对端部上打印端盖结构。

B12.根据B11所述的方法，还包括：在端盖结构中提供粉末提取孔，其中，中空主体部分具有内径，与中空主体部分的内径相比，粉末提取孔具有更小的内径。

B13.根据B11或B12所述的方法，还包括：移除所述端盖结构的封闭部分，提供通过中空主体部分的射频接入。

B14.根据B13所述的方法，还包括：在移除端盖结构的封闭部分之前对中空主体部分进行应力消除处理。

B15.根据B13所述的方法，还包括：在从构建板移除主体部分之前，对主体部分进行应力消除处理。

B16.根据B13所述的方法，其中，提供射频接入包括暴露中空主体部分的主要腔体。

C0.一种射频滤波器设备，包括：具有内侧和外侧的添加制造细长中空主体部分，主体部分的内侧上的虹膜结构，以及主体部分的与虹膜结构对准的外侧上的加强结构。

优点、特征、及好处

本文中描述的射频(RF)滤波器的不同实例通过滤波器设计的已知方案提供若干优点。例如，本文中描述的示例性实例使得能在不用手工组装的情况下制造RF滤波器。

另外，连同其他有益效果，本文中描述的示例性实例使得能在最少的直接加工且没有手工精加工的情况下进行制造。

另外，连同其他有益效果，本文中描述的示例性实例允许高度几何精确的RF滤波器重复添加制造，而与设计规格的偏差最小。

另外，连同其他有益效果，本文中描述的示例性实例减小材料体积，从而减轻重量、成本、及打印时间。

没有已知的系统或装置可执行这些功能，尤其是在添加制造过程中不需要辅助支撑件。然而，并不是所有本文描述的实例都提供相同的优点或者相同程度的优点。

总结

以上阐述的公开内容可包含多个不同的带有独立用途的实例。虽然已经在其优选形式中公开了这些发明中的每个发明，但是将不在限制性的意义上考虑如本文公开和举例说明的其具体实例，因为许多变化是可能的。就本公开中使用的章节标题来说，这种标题仅出于组织目的。本公开的主题包括此处本文所公开的各种元件、特征、功能、和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。以下技术方案特别指出了某些认为是新颖的且非显而易见的组合和子组合。在要求保护该申请或者相关申请的优先权的申请中可要求保护特征、功能、元件、和/或属性的其他组合和子组合。这样的技术方案，无论与原技术方案相比范围是否更宽、更窄、相等、或不同，也被看作为包括在本公开的主题范围内。

Claims (12)

1.一种射频滤波器设备，包括：

细长中空的主体部分，具有内侧和外侧；

虹膜结构，在所述主体部分的所述内侧上；以及

加强结构，在所述主体部分的所述外侧上，所述加强结构与所述虹膜结构对准，并且

所述加强结构是从壁向外的线性突起，

其中，所述虹膜结构的隔板从所述壁延伸到所述主体部分的所述内侧中，局部阻碍所述主体部分的所述内侧，

其中，所述主体部分、虹膜结构、以及加强结构是作为单个单元添加制造的，并且

其中，所述加强结构包括由斜肋和水平肋形成的晶格。

2.根据权利要求1所述的射频滤波器设备，其中，所述主体部分具有伸长的轴线和垂直于所述伸长的轴线的矩形截面形状。

3.根据权利要求1所述的射频滤波器设备，其中，所述水平肋中的一个或多个与所述主体部分的内侧上的所述虹膜结构对准。

4.根据权利要求3所述的射频滤波器设备，其中，所述主体部分具有四个角部部分，每个水平肋在两个相邻的角部部分之间延伸并且每个斜肋在两个相邻的角部部分之间延伸，

其中，每个水平肋在中间节段渐变到第一最大高度，并且

其中，每个斜肋在中间节段渐变到第二最大高度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的射频滤波器设备，还包括所述主体部分的内侧上的校准结构，所述校准结构包括凸台。

6.一种制造射频滤波器的方法，所述方法包括：

打印被配置为接收射频信号的细长中空的主体部分，其中，中空的所述主体部分具有由外部晶格阵列支撑的外周侧部分，并且

所述外部晶格阵列是从壁向外的线性突起，

其中，虹膜结构的隔板从所述壁延伸到所述主体部分的内侧中，局部阻碍所述主体部分的所述内侧。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括打印中空的所述主体部分的内侧上与所述外部晶格阵列的部分对准的虹膜结构。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，打印包括打印所述外部晶格阵列以在中空的所述主体部分的内侧上包括与所述虹膜结构对准的水平肋。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，打印步骤包括沉积多层材料，所述材料包括烧结金属或聚合物中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，打印包括打印中空的所述主体部分以包括平坦壁并且多个层中的每个层与所述平坦壁形成45度的角度。

11.根据权利要求6所述的方法，还包括用导电材料涂覆中空的所述主体部分的内侧。

12.根据权利要求6至11中任一项所述的方法，还包括：

将端盖结构打印到中空的所述主体部分的相对端部部分上；以及

移除所述端盖结构的封闭部分以暴露中空的所述主体部分的主要腔体。