CN115064852B - 一种滤波器及滤波器制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及滤波器技术领域，公开一种滤波器及其制造方法。其中滤波器包括谐振器、底板和边框，谐振器焊接连接于底板上；边框设置有贯穿的型腔，底板焊接连接于型腔的一端，谐振器位于型腔内；边框包括第一材质，谐振件谐振器包括第二材质，底板包括第三材质，第一材质和第三材质不相同。通过设置底板，边框的第一材质和底板的第三材质不相同，满足温漂较小的情况下，底板能够分别与谐振器和边框进行焊接，焊接工艺难度低。谐振器通过底板连接于边框，解决了现有技术中谐振器与腔体焊接时，工艺难度大，机械强度低的问题。本发明在控制成本和重量的情况下，设置不同材质的谐振器、边框与底板，提高了滤波器的机械强度，且提高了焊接位置表面质量。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种滤波器及滤波器制造方法。
背景技术
传统钣金滤波器包括腔体和谐振器，一般腔体选用铝材质，铝材腔体重量较小，成本低廉，谐振器选用铁材质，既确保温漂较小，又可满足钣金冲压工艺的选材要求。腔体和谐振器之间可采用激光焊接或锡膏焊接。但是，铝材质和铁材质进行激光焊接时工艺难度大，焊接组件机械强度低，焊接位置表面质量较差。
基于此，亟需一种滤波器及滤波器制造方法，以解决上述存在的问题。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于提供一种滤波器及滤波器制造方法，解决了现有技术中谐振器与腔体焊接时，工艺难度大，机械强度低的问题，提高了滤波器的机械强度，且提高了焊接位置表面质量。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，提供一种滤波器，包括：
谐振器，
底板，所述谐振器焊接连接于所述底板上；
边框，所述边框设置有贯穿的型腔，所述底板焊接连接于所述型腔的一端，所述谐振器位于所述型腔内；
所述边框包括第一材质，所述谐振器包括第二材质，所述底板包括第三材质，所述第一材质和所述第三材质不相同。
作为一种滤波器的优选技术方案，所述第一材质、所述第二材质和所述第三材质均不相同。
作为一种滤波器的优选技术方案，
所述第一材质的熔点和所述第三材质的熔点的差值范围是0至600℃；
所述第二材质的熔点和所述第三材质的熔点的差值范围是0至600℃。
作为一种滤波器的优选技术方案，所述第一材质的热膨胀系数和所述第二材质的热膨胀系数的差值范围是7×10-6至15.5×10-6。
作为一种滤波器的优选技术方案，所述谐振器包括第一镀银层，所述底板包括第二镀银层，所述谐振器的所述第一镀银层和所述底板的所述第二镀银层为一体设置在所述第二材质和所述第三材质的表面。
作为一种滤波器的优选技术方案，所述谐振器为多个，多个所述谐振器之间设置有中隔片，所述中隔片包括所述第一材质。
作为一种滤波器的优选技术方案，所述第一材质为铝或铝合金，所述第二材质为铁或铁合金，所述第三材质为铜或铜合金；或
所述第一材质为铝或铝合金，所述第二材质为不锈钢，所述第三材质为铜或铜合金；或
所述第一材质为铜或铜合金，所述第二材质为不锈钢，所述第三材质为铁或铁合金；或
所述第一材质为塑料，所述第二材质为铁或铁合金，所述第三材质为铜或铜合金。
作为一种滤波器的优选技术方案，还包括盖板，所述盖板安装于所述型腔的另一端。
作为一种滤波器的优选技术方案，所述谐振器上设置有多个谐振单元。
作为一种滤波器的优选技术方案，所述盖板靠近所述底板一侧设置有沿第一方向延伸的调试拨片，所述第一方向为垂直于所述底板的方向；所述调试拨片沿第二方向对应所述谐振单元设置，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述调试拨片用于对所述滤波器频率调节或耦合调节；
所述调试拨片和所述谐振单元沿所述第二方向间隔设置。
作为一种滤波器的优选技术方案，沿所述第二方向，所述调试拨片位于对应的所述谐振单元中间；或
沿所述第二方向，所述调试拨片位于相邻两个所述谐振单元之间的间隙处。
作为一种滤波器的优选技术方案，部分所述谐振器上设置有端口抽头，所述谐振器设置有所述端口抽头的一端还设置有支节片，所述支节片用于改善所述滤波器远端抑制指标。
另一方面，提供一种滤波器制造方法，制造以上任一方案所述的滤波器，所述滤波器制造方法包括以下步骤：
底板和谐振器焊接连接；
所述底板和所述谐振器同时镀银；
边框镀银；
所述底板与所述边框焊接连接。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种滤波器及其制造方法，滤波器包括谐振器、底板和边框，谐振器焊接连接于底板上；边框设置有贯穿的型腔，底板焊接连接于型腔的一端，谐振器位于型腔内。通过设置底板，边框的第一材质和底板的第三材质不相同，满足温漂较小的情况下，底板能够分别与谐振器和边框进行焊接，焊接工艺难度低。谐振器通过底板连接于边框，解决了现有技术中谐振器与边框焊接时，工艺难度大，机械强度低的问题。本发明提高了滤波器的机械强度，且提高了焊接位置表面质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的滤波器的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的滤波器的结构爆炸图；
图3是本发明实施例一提供的滤波器的部分结构主视图；
图4是本发明实施例二提供的滤波器的结构爆炸图。
图中标记如下：
1、谐振器；11、谐振单元；12、端口抽头；13、支节片；2、底板；3、边框；31、型腔；32、调试孔；4、中隔片；5、盖板；6、调试拨片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
实施例一
如图1-图3所示，本实施例提供一种滤波器，该滤波器包括谐振器1、底板2和边框3，谐振器1焊接连接于底板2上；边框3设置有贯穿的型腔31，底板2焊接连接于型腔31的一端，谐振器1位于型腔31内；边框3包括第一材质，谐振器1包括第二材质，底板2包括第三材质，第一材质和第三材质不相同。通过设置底板2，边框3的第一材质和底板2的第三材质不相同，满足温漂较小的情况下，底板2能够分别与谐振器1和边框3进行焊接，焊接工艺难度低。谐振器1通过底板2连接于边框3，解决了现有技术中谐振器1与边框3焊接时，工艺难度大，机械强度低的问题。本发明提高了滤波器的机械强度，且提高了焊接位置表面质量。
优选地，第一材质、第二材质和第三材质均不相同。滤波器的工作温度为-40-105℃，在这一温度区间，边框3和谐振器1热膨胀变化量对滤波器性能指标的影响不能忽略，第一材质和第二材质选择不同的材料组合，是为保证滤波器在工作温度区间内性能稳定。
本实施例中，第一材质、第二材质和第三材质进行材质选择时需满足如下条件：
本实施例中，第一材质的熔点和第三材质的熔点的差值范围是0至600℃，第二材质的熔点和第三材质的熔点的差值范围是0至600℃，熔点相近的材质，以实现第一材质和第三材质更容易进行激光焊接，以及实现第二材质和第三材质更容易进行激光焊接，可焊性好。第三材质作为中间过渡件，实现了谐振器1通过底板2固定连接于边框3，提高了结构强度。
边框3和谐振器1热膨胀系数会直接决定滤波器温漂的大小。为保证在-40～105℃范围内，滤波器性能稳定、通带偏移小，经过电磁仿真和实际验证，本实施例中，第一材质的热膨胀系数和第二材质的热膨胀系数的差值范围是7×10-6至15.5×10-6。
鉴于滤波器的低插入损耗的要求，滤波器内零部件表面一般需要镀银处理，增加滤波器功能面表面导电率。现有技术中，铝边框和铁谐振器镀银工艺流程差别较大，一般无法同时镀银，不能满足使用要求，如果谐振器和边框的腔体，分别先镀银，再做激光焊接，则焊缝位置银层会被激光破坏，导致滤波器指标恶化。为了简化制造难度，第二材质和第三材质能够同时镀银，即谐振器1包括第一镀银层，底板2包括第二镀银层，谐振器1的第一镀银层和底板2的第二镀银层为一体设置在第二材质和第三材质的表面。
本实施例中，第一材质为铝或铝合金，第二材质为铁或铁合金，第三材质为铜或铜合金。铜熔点为1084℃，铁熔点为1538℃，底板2和谐振器1能够进行焊接；铝熔点为660℃，底板2和边框3能够进行焊接，熔点相近的金属，更容易做激光焊接，可焊性，同时底板2和谐振器1能够同时进行镀银，可镀性良好。
进一步地，铝或铝合金的热膨胀系数在(20～25)×10-6；铁或铁合金的热膨胀系数一般在(9.5～13)×10-6数在，边框3和谐振器1的温漂较小，保证滤波器在工作温度区间内性能稳定。
滤波器的体积较小、结构紧凑，选择导热系数、比热容高的材料，可以保证滤波器热分布均匀、散热效率高。
本实施例中，铜、铁、铝做为常见工业金属，在20℃时：铜导热系数为398W/(m·℃)，比热容为386J/(kg·℃)；铝导热系数为236W/(m·℃)，比热容为902J/(kg·℃)；铁导热系数为81.1W/(m·℃)，比热容为455J/(kg·℃)，散热效率较高。
在满足使用要求的前提下，选择低密度材料，可最大限度降低滤波器重量和成本。铜密度为8.9g/cm3，铁密度为7.8g/cm3，铝密度为2.7g/cm3，降低了滤波器的重量和成本。
进一步地，如图2和图3所示，谐振器1为金属片状结构。
进一步地，谐振器1为多个，多个谐振器1之间设置有中隔片4，中隔片4包括第一材质。本实施例中，谐振器1为两个。谐振器1上设置有多个谐振单元11。本实施例中，每个谐振器1上均设置有三个谐振单元11，形成六腔结构。
该滤波器还包括盖板5，盖板5安装于型腔31的另一端，盖板5可通过卡接或过盈装配的方式安装于型腔31的另一端。不同材料的膨胀系数不同，会造成谐振器1顶端到盖板5之间的间距发生变化，影响滤波频率变化。优选地，谐振器1靠近盖板5一端与盖板5之间设置有间隙，保证滤波器性能稳定。
盖板5靠近底板2一侧设置有沿第一方向延伸的调试拨片6，第一方向为垂直于底板2的方向；调试拨片6沿第二方向对应谐振单元11设置，第二方向垂直于第一方向，调试拨片6用于对滤波器频率调节或耦合调节；调试拨片6和谐振单元11沿第二方向间隔设置。更进一步地，沿第二方向，调试拨片6位于对应的谐振单元11中间；或沿第二方向，调试拨片6位于相邻两个谐振单元11之间的间隙处。在设计阶段，根据需求设计调试拨片6与谐振单元11的间距，实现对滤波器频率调节或耦合调节。
优选地，边框3的侧壁还设置有调试孔32，调试拨片6位于调试孔32和谐振单元11之间，在设计阶段，根据需求设计调试孔32的大小，实现对滤波器频率调节或耦合调节。调试孔32贴屏蔽膜进行封堵，向下延伸的调试拨片6，增加了调试孔32与谐振单元11的间距，避免后续封堵调试孔32后滤波器指标产生变异，进而减少调试次数，提高对滤波器的调试效率。
进一步地，部分谐振器1上设置有端口抽头12，谐振器1设置有端口抽头12的一端还设置有支节片13，支节片13用于改善滤波器远端抑制指标。其中，支节片13数量、尺寸、形状和位置根据电磁仿真确定，支节片13、端口抽头12和谐振器1一体化设计，结构简单。
本实施例还提供了滤波器制造方法，制造上述的滤波器，滤波器制造方法包括以下步骤，底板2和谐振器1焊接连接，本实施例采用激光焊接；然后，底板2和谐振器1同时镀银，以及边框3镀银；最后，底板2与边框3焊接连接。
需要说明的是，本实施例中边框3为一体成型结构。在其他实施例中，边框3也可拆分成多个同材质的金属片，多个金属片组成边框3，然后边框3再进行镀银。在一些实施例中，多个金属片组成边框3的实施方式可以为焊接、锁接或卡接。
实施例二
如图4所示，本实施例提供一种滤波器，其与实施例一的结构基本相同，相同部分不再赘述。本实施例与实施例一的区别在于，谐振器1的数量为三个，三个谐振器1上谐振单元11的数量分别为五个、三个和两个，以形成十腔结构。
实施例三
本实施例提供一种滤波器，其与实施例一的结构基本相同，相同部分不再赘述。本实施例与实施例一的区别在于，第一材质为铝或铝合金，第二材质为不锈钢，不锈钢的类型可以为SUS 410，第三材质为铜或铜合金。
实施例四
本实施例提供一种滤波器，其与实施例一的结构基本相同，相同部分不再赘述。本实施例与实施例一的区别在于，第一材质为铜或铜合金，第二材质为不锈钢，不锈钢的类型可以为SUS 410，第三材质为铁或铁合金。
实施例五
本实施例提供一种滤波器，其与实施例一的结构基本相同，相同部分不再赘述。本实施例与实施例一的区别在于，第一材质为塑料，第二材质为铁或铁合金，第三材质为铜或铜合金。其中，边框3和底板2采用回流焊工艺组装。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (11)
1.一种滤波器，其特征在于，包括：
谐振器(1)，
底板(2)，所述谐振器(1)焊接连接于所述底板(2)上；
边框(3)，所述边框(3)设置有贯穿的型腔(31)，所述底板(2)焊接连接于所述型腔(31)的一端，所述谐振器(1)位于所述型腔(31)内；
所述边框(3)包括第一材质，所述谐振器(1)包括第二材质，所述底板(2)包括第三材质，所述第一材质和所述第三材质不相同；
所述第一材质的熔点和所述第三材质的熔点的差值范围是0至600℃；
所述第二材质的熔点和所述第三材质的熔点的差值范围是0至600℃；
所述第一材质的热膨胀系数和所述第二材质的热膨胀系数的差值范围是7×10-6至15.5×10-6。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述第一材质、所述第二材质和所述第三材质均不相同。
3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述谐振器(1)包括第一镀银层，所述底板(2)包括第二镀银层，所述谐振器(1)的所述第一镀银层和所述底板(2)的所述第二镀银层为一体设置在所述第二材质和所述第三材质的表面。
4.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述谐振器(1)为多个，多个所述谐振器(1)之间设置有中隔片(4)，所述中隔片(4)包括所述第一材质。
5.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述第一材质为铝或铝合金，所述第二材质为铁或铁合金，所述第三材质为铜或铜合金；或
所述第一材质为铝或铝合金，所述第二材质为不锈钢，所述第三材质为铜或铜合金；或
所述第一材质为铜或铜合金，所述第二材质为不锈钢，所述第三材质为铁或铁合金；或
所述第一材质为塑料，所述第二材质为铁或铁合金，所述第三材质为铜或铜合金。
6.根据权利要求1-5任一项所述的滤波器，其特征在于，还包括盖板(5)，所述盖板(5)安装于所述型腔(31)的另一端。
7.根据权利要求6所述的滤波器，其特征在于，所述谐振器(1)上设置有多个谐振单元(11)。
8.根据权利要求7所述的滤波器，其特征在于，所述盖板(5)靠近所述底板(2)一侧设置有沿第一方向延伸的调试拨片(6)，所述第一方向为垂直于所述底板(2)的方向；所述调试拨片(6)沿第二方向对应所述谐振单元(11)设置，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述调试拨片(6)用于对所述滤波器频率调节或耦合调节；
所述调试拨片(6)和所述谐振单元(11)沿所述第二方向间隔设置。
9.根据权利要求8所述的滤波器，其特征在于，沿所述第二方向，所述调试拨片(6)位于对应的所述谐振单元(11)中间；或
沿所述第二方向，所述调试拨片(6)位于相邻两个所述谐振单元(11)之间的间隙处。
10.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，部分所述谐振器(1)上设置有端口抽头(12)，所述谐振器(1)设置有所述端口抽头(12)的一端还设置有支节片(13)，所述支节片(13)用于改善所述滤波器远端抑制指标。
11.一种滤波器制造方法，其特征在于，制造如权利要求1-10任一项所述的滤波器，所述滤波器制造方法包括以下步骤：
底板(2)和谐振器(1)焊接连接；
所述底板(2)和所述谐振器(1)同时镀银；
边框(3)镀银；
所述底板(2)与所述边框(3)焊接连接。
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