CN1299388C - 集成滤波器结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及改进的和紧凑的滤波器装置和用于成本经济地组装这样的装置的方法。按照本发明的滤波器装置包括滤波器底板的盖子，它用作为滤波器底板的机械和电气屏蔽和用作为用于电气元件的印刷电路板的载体，这样，滤波器底板和印刷电路板可以参照同一个地。有可能沿所述第一印刷电路板上的同一个方向安装互相屏蔽的附加电路板。各种单元在制造期间藉助于把相邻的单元互相连接的耦合元件而自动连接。

Description

集成滤波器结构
技术领域
本发明涉及改进的滤波器装置以及用于组装这样的装置的方法。
背景技术
滤波器被设计成使用于几种信号处理，例如用于在移动电话技术的无线电基站中的信号适配或信号变换。有可能区分三种主要结构的滤波器：波导滤波器、陶瓷滤波器、和同轴滤波器。本发明主要集中在同轴滤波器，或包含多个腔体的腔体滤波器，，在该腔体内可安排一个或多个中心导体。具有中心导体的每个腔体可被看作为具有电感与电容元件的振荡电路。电感元件主要由中心导体的长度决定，而电容元件取决于所述中心导体的直径以及它离腔体的侧壁和盖子的距离。在腔体中的振荡造成电磁场，它在相邻的腔体中感应电流，以使得在这个腔体中也引起振荡。
主要的滤波器通常由几个分开的单元组装成，例如包括用于操控滤波器功能的电气单元，它们通过适当的电缆连接被连接。图1显示按照现有技术的滤波器装置的例子。在本例中，滤波器单元11，例如腔体滤波器或波导滤波器，和包括用于运行滤波器的必要的电子电路12，13的单元组成分开的单元。在这些单元之间的电连接在组装后藉助于外部电缆连接器14完成。然而，当例如在移动电话技术的基站中使用这样的滤波器时，有对于紧凑的设计的要求和能够以合理的和成本经济的方式生产大量的这样的基站的要求。
发明内容
本发明涉及集成滤波器装置。
本发明的第一个目的是实现具有紧凑设计的滤波器装置。
本发明的另一个目的是得到用于组装这样的滤波器装置的容易的和成本经济的方法。
这些和其他目的是藉助于按照本发明的滤波器装置实现的，包括滤波器底板的盖子，它用作为在所述底板内的波导的屏蔽和用作为用于电子元件的印刷电路板的载体，这样，滤波器底板和印刷电路板可以参照同一个地。有可能沿所述第一印刷电路板上的同一个方向安装互相屏蔽的附加电路板。各种单元在制造期间藉助于把相邻的单元互相连接的耦合元件而自动连接。
本发明的第一个优点在于，滤波器底板和滤波器盖子在电气上参照同一个地，这样避免了地电流。
按照本发明的滤波器装置可被合理地和成本经济地制造。作为所述装置的一部分的单元的电连接在制造期间藉助于作为滤波器底板的整体部件的连接元件自动地完成。由于在滤波器单元之间不需要电缆，元件的数目被减小以及连接集成单元的步骤成为不必要的。除了这一点以外，可以实现对于滤波器装置的更紧凑的设计。
按照本发明的滤波器装置的再一个优点是实现被包括在所述装置中的单元之间改进的电连接。
现在参照附图藉助于优选实施例更详细地描述本发明。
附图说明
图1显示按照现有技术的滤波器装置和它的电连接的例子。
图2显示按照本发明的滤波器装置的第一实施例。
图3显示按照本发明的滤波器装置中的滤波器盖子的横截面。
图4显示按照本发明的滤波器装置的第二实施例。
具体实施方式
图2显示按照本发明的滤波器装置的第一实施例。装置包含滤波器底板21，在本例中，它是腔体滤波器，包括具有被安排在所述腔体中的中心导体212的多个腔体211。滤波器的外部连接由连接元件214提供。盖子22打算作为机械保护和作为滤波器腔体211的电屏蔽。本发明的基本概念是集成对于在滤波器结构内运行滤波器所必须的电子设备。这是藉助于本发明的安排完成的，其中滤波器盖子22具有如上所述的机械保护和电屏蔽，以及除了这一点以外，用作为印刷电路板，包括对于运行滤波器所必须的电子设备的至少一部分，其中盖子22因此构成用于腔体滤波器和印刷电路板的公共地电平。盖子22的两侧，即，面向滤波器腔体的一侧和其上安装电气元件的一侧，通过所述盖子互相电连接，以便得到滤波器装置，其中滤波器底板21和所述印刷电路板可参照公共的地电平。按照本发明的滤波器盖子的结构被更详细地显示于图3。滤波器装置优选地用屏蔽盖23覆盖，以提供对于滤波器单元的保护，以及具体地，用于电路板上的电气元件。
代替在电路板与滤波器底板之间通过电缆连接的费时和成本高的接触，按照本发明的滤波器装置允许被包括在滤波器中的零件的合理的接触。在本发明的优选实施例中，这种接触是通过藉助于适当的耦合装置的电流耦合而实现的。在图2所示的实施例中，所述耦合装置包含可以以与滤波器底板相同的加工过程中制造的销子213，以及中心导体，例如当滤波器底板被浇铸时，可被集成在底板中，例如在中心导体212之一的底部或顶部。在某些情形下，例如为了保持用于接触的一定的柔软性，可能希望提供藉助于适当的固定方法，例如螺纹连接、按压和热接触方法，被向后安装在某些位置的分开的物体。为了实现在滤波器底板与印刷电路板之间的电连接，每个耦合装置被引导穿过滤波器盖子上的开孔到起到电路板的作用的滤波器盖子22上的选择的接触区域。替换地，也有可能把这些耦合装置安装在滤波器盖子22的面向滤波器底板21的一侧，这样，在安装后所述装置凸出在滤波器底板21的腔体211中。
如上所述藉助于耦合装置的连接包括下述优点：与滤波器的整个外部电连接可以通过电路板和所述耦合装置完成，而不用任何电缆。作为另一个优点，接触可以在与滤波器组装相同的制造步骤中完成，即，当把滤波器盖子安装在滤波器底板时。被安装在滤波器底板上的耦合装置在一定程度上也有利于滤波器装置的零件的单元的精确的组装。
把滤波器底板与电路板接触的另一个主要的方式是应用电感或电容耦合。对于这些替换例，耦合主要是通过几何尺寸，例如通过在腔体底部与滤波器腔体之间在空间中的距离和面积被确定。
图3更详细地显示按照本发明的滤波器装置中的盖子，其具有作为滤波器底板的电屏蔽和作为用于电气元件的载体的功能。图上显示包括导电材料例如铜的几层的所述盖子的截面图。面向滤波器底板的最低层41和其上放置电气元件的最上层42，藉助于开孔43互相电连接，该开孔43打算用于插入如上所述的耦合装置。这些层组成公共地，用于滤波器底板和在电路板上的电气元件。层的厚度大约100μm。在所述层之间，有多个互相连接的导体层45，被连接到最高层42和被使用于连接在所述最高层的电路板上的各种元件。每个这些层通过具有低的介电损耗的、例如基于聚四氟乙烯或陶瓷的电绝缘材料的中间层44而与其他导电层以及接地层41，42屏蔽开。
图4显示本发明的另一个发展，其中一个以上的印刷电路板被包括在滤波器装置中。本实施例也被构建在滤波器底板41上，正如相应于图2描述的。滤波器盖子42被安装在所述底板上，以及打算一方面用于机械保护和电屏蔽，以及另一方面用作为用于印刷电路板的接地元件。然而，在本实施例中，附加电路板44被包括在滤波器中。这可能是有利的，例如对于分开某些电功能，例如关于它们在滤波器内的功能，或关于可能的互扰动。屏蔽盖43与印刷电路板互相分开和屏蔽。所述盖子43可以在它的上表面和下表面配备有框架，包含横杆431，可以使得一个印刷电路板上的功能互相屏蔽。第二印刷电路板44被外屏蔽盖45覆盖，以提供对于滤波器单元的保护，特别是对于电路板上的电气元件的保护。如果必要的话，这个屏蔽盖45可被设计成具有带棱的表面451，用于冷却的目的。
以下描述用于制造按照上述的实施例的滤波器结构的方法。所述方法的特征在于，作为滤波器结构的零件的所有的单元，即底板41、电路板42，44，和屏蔽元件43，45被互相安装在同一侧。滤波器被组装在机械稳定的接地部分，例如图4所示的滤波器底板41上。这个接地部分可被固定在某个位置，例如在制造的装置内，以及另一个部分安装在它上面。被安装在另一个已安装的零件上的零件的正确的位置，例如可以藉助于引导的销子215进行调节，在其上或可能沿着它，零件可被引导到它们的正确的位置。由于耦合装置413，也有利于精确的组装，这些耦合装置被集成在滤波器底板41以及当互相组装零件时被引导通过电路板。
本发明并不限于以上描述的和在附图上显示的实施例，而是可以在所附权利要求的范围内进行修正。

Claims (11)

1.滤波器装置，包括滤波器底板(21，41)和包括用于所述滤波器的电气和机械屏蔽的滤波器盖子(22，42)，
其特征在于，
滤波器盖子(22，42)由印刷电路板构成，该印刷电路板具有一些电互联的导电层(45)，所述电互联的导电层设置成为所述印刷电路板和所述滤波器底板提供公共接地(41)，
耦合装置(213，413)，用于同时安装和电互联所述滤波器底板(21，41)和所述印刷电路板。
2.按照权利要求1的滤波器装置，其中耦合装置(213，413)是销子。
3.按照权利要求2的滤波器装置，其中所述销子(213，413)是被安装在腔体底部的分开的物体。
4.按照权利要求2的滤波器装置，其中耦合装置是被安装在滤波器盖子上的销子。
5.按照权利要求1的滤波器装置，其中滤波器底板(21，41)和印刷电路板(22，42)通过电感耦合被连接。
6.按照权利要求1的滤波器装置，其中滤波器底板(21，41)和印刷电路板(22，42)通过电容耦合被连接。
7.按照前述权利要求之一的滤波器装置，其中所述电路板(42，44)藉助于屏蔽盖(43)被屏蔽。
8.按照权利要求7的滤波器装置，其中屏蔽盖(43)包含带有横杆(431)的框架，用于屏蔽在电路板(42，44)之一上的某些功能。
9.按照权利要求7的滤波器装置，其中另一电路板(42，44)被安排在所述屏蔽盖(43)上，使得在两个电路板每个上的电气元件互相面对，以及设在这两个电路板之间的屏蔽盖(43)包含两个横杆部分，用于屏蔽在所述两个电路板中的每个上的功能。
10.按照权利要求9的滤波器装置，其中外屏蔽盖(45)提供对于电路板(42，44)的外侧机械保护。
11.用于制造按照权利要求1-10之一的滤波器装置的方法，其特征在于，所述滤波器装置中除滤波器底板外的其它部件从所述滤波器底板的同一侧相互安装并安装在所述滤波器底板上。
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