CN214477833U - 一种小型化高储能钣金谐振片滤波器 - Google Patents

Abstract

一种小型化高储能钣金谐振片滤波器，包括腔体、调谐螺杆、盖板和钣金谐振片，腔体的上方盖设有用于对腔体开口进行密封的盖板，在盖板上安装有可旋入腔体内的调谐螺杆，腔体内由隔板分为多个谐振腔，其特征在于：位于同侧的谐振腔组成的空间内设有一块钣金谐振片，钣金谐振片由多片串联而成的谐振片组成，每一片谐振片伸入至一个同侧谐振腔内，谐振片的前端和后端均为弯折结构，谐振片的前端串联在一起并焊接在腔体的内壁上。本滤波器能够改善其体积、储能以及生产效率。

Description

一种小型化高储能钣金谐振片滤波器

技术领域

本实用新型涉及滤波器技术领域，具体说的是一种小型化高储能钣金谐振片滤波器。

背景技术

射频滤波器主要用于滤除带外信号，保留特定频段内的信号。随着无线通信技术的发展，从1G到5G的发展，现已存在很多的通信系统，而滤波器就是避免不同通信制式和不同工作频段的信号在收发链路中互相干扰。对于移动通信设备而言，高性能、小型化和一体化成为了重要的发展方向。现有的滤波器技术方案主要有以下三种。

1、金属腔体方案：

金属腔体滤波器一般由圆柱形的谐振杆产生谐振频率，通过飞杆与窗口产生容性与感性的交叉耦合。金属腔体滤波器结构牢固、性能稳定、高端寄生通带较远，散热性能好且工程应用技术成熟。

随着移动通信网络的发展，通信设备逐渐从AAU（Active Antenna Unit,有源天线单元）转向AFU（Antenna Filter Unit，天线滤波器一体化单元），而金属腔体滤波器的问题在于其体积大，重量重，难以集成。

2、陶瓷介质方案：

陶瓷介质滤波器的材料为陶瓷粉体，结构上通过调节盲孔大小来调整电气性能。陶瓷介质滤波器主要为陶瓷介质滤波器体积小，易与天线设备集成一体化，电性能指标插入损耗低，Q值高，重量轻。

但是陶瓷介质烧制工艺复杂，成品率较低，批量生产的一致性差；二次谐波靠近通带，难以消除；还有一个难点在于陶瓷材料的脆性，在外加负荷下，断裂是无先兆，突发性的。

3、钣金谐振片方案：

钣金谐振片滤波器的材料主要为常见的金属材料，谐振单元为简单轻便的钣金谐振片。钣金谐振片滤波器体积小、重量轻，钣金谐振片易于加工与装配，结构简单且稳定。实现相同电气性能的同时，体积大大缩小，便于与天线集成一体化。缺点在于可调谐范围小，也就要求仿真尽可能准确并加工精准。

图1为一般的钣金滤波器单腔结构图，主要的痛点：谐振片需要焊接在滤波器腔体的内侧，谐振片相对于腔体的位置会影响器件的频率与Ｑ值。在小型化的产品中，悬空的谐振片对于生产有一定的难度，需要定制焊接工装来保证产品的组装。平面谐振片上下空间大，造成空间浪费。

一直以来，滤波器行业的主流为金属腔体滤波器，5G时代的小型化要求促使陶瓷滤波器进入发展的浪潮。前两种滤波器方案均有其优缺点，但是钣金滤波器的小型化与材料常见等优点便于与天线集成一体化，能够很好地应用在5G时代。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种小型化高储能钣金谐振片滤波器，能够改善其体积、储能以及生产效率。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种小型化高储能钣金谐振片滤波器，包括腔体、调谐螺杆、盖板和钣金谐振片，腔体的上方盖设有用于对腔体开口进行密封的盖板，在盖板上安装有可旋入腔体内的调谐螺杆，腔体内由隔板分为多个谐振腔，其特征在于：位于同侧的谐振腔组成的空间内设有一块钣金谐振片，钣金谐振片由多片串联而成的谐振片组成，每一片谐振片伸入至一个同侧谐振腔内，谐振片的前端和后端均为弯折结构，谐振片的前端串联在一起并焊接在腔体的内壁上。

谐振片的前端为90°向下弯折，后端为90°向上弯折。

腔体内设有用于钣金谐振片前端卡位的卡槽。

腔体内还设有悬空设置用于容性交叉耦合的飞杆片，飞杆片与腔体和钣金谐振片均不接触。

在钣金谐振片上焊接有用于感性交叉耦合的飞杆线。

飞杆片通过塑料固定件进行固定，悬空设置。

塑料固定件为塑料螺钉和塑料螺母，在飞杆片上设有用于塑料螺钉穿过的固定孔，在腔体设有用于塑料螺钉穿过的螺纹孔。

腔体采用压铸方式或机加工方式制成。

本实用新型的有益效果是：

1）小型化钣金滤波器适用于5G场景的AFu天线滤波器一体化结构,可大大提高产品的市场竞争力。多腔情况下，前后折叠结构相对与一般的平面结构能够缩小约17%的体积。

2）通过翻折结构设计，使产品储能提高约45%，电场强度变小，可承受功率变大。

3）连接处翻折还能对应定位钣金谐振片与腔体，在工程上不需要额外的工装，方便安装且保障了装配精度，于批量生产中提高生产效率。

4）本设计的小型化钣金谐振片结构能够使二次谐波远离通带，储能高功率指标更优。

附图说明

图1为现有技术示意图；

图2为本实用新型谐振片的示意图；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为本实用新型结构与现有技术对比图；

图5为本实用新型的爆炸图；

图中：1、腔体，2、飞杆片，3、塑料固定件，4、调谐螺杆，5、盖板，6、钣金谐振片，7、飞杆线。

具体实施方式

本设计基于现有的滤波器设计方案，并在一般的设计方案基础上进行创新设计，明显改良了旧方案的缺失与不足，更适合在工程上应用。本设计方案的腔体采用压铸或者机加的方法制造，不同于常见的金属谐振器和热门的介质陶瓷谐振器，本设计的谐振器使用的是钣金材料的谐振片。腔体体积更小，谐振片结构更合理，更符合5G时代小型化的要求，更适应与天线滤波器一体化的发展方向。

如图1、图5所示，一种小型化高储能钣金谐振片滤波器，包括腔体1、调谐螺杆4、盖板5和钣金谐振片6，腔体1的上方盖设有用于对腔体1开口进行密封的盖板5，在盖板5上安装有可旋入腔体1内的调谐螺杆4，腔体1内由隔板分为多个谐振腔，每个谐振腔内至少有一个调谐螺杆4。通过调节调谐螺杆伸入量的多少，实现谐振腔频率控制，达到滤波效果。

腔体1由铝材质制成或陶瓷材料制成，在腔体的内表面电镀银。腔体1采用压铸方式或机加工方式制成。腔体1上还设有用于与钣金谐振片连接的接头或连接杆，接头用于与外部电缆连接。

盖板5采用焊接式设计，以适应小型化5G射频器件的尺寸要求，便于实现天线滤波器一体化。盖板5由铝材质制成或陶瓷材料制成，下表面需要电镀银。

调谐螺杆4为黄铜材料表面镀银，穿过盖板旋进腔体内。

如图3所示，位于同侧的谐振腔组成的空间内设有一块钣金谐振片6，钣金谐振片6为薄片结构，钣金谐振片宽度厚度做到很窄，钣金谐振片6由多片串联而成的谐振片组成，每一片谐振片伸入至一个同侧谐振腔内，谐振片的前端和后端均为弯折结构，中部为平面，谐振片的前端串联在一起并焊接在腔体1的内壁上。即钣金谐振片的前后端均折起，前端串联与腔体1焊接固定。

如图2所示，谐振片的前端为90°向下弯折，后端为90°向上弯折，使单谐振腔横向空间长度缩小了约4mm，适应小型化射频器件的尺寸要求并且方便安装，在批量生产上能够有效提高装配效率。对比图1的方案，储能提高了约45%，场强有所降低，使可承受功率更大。钣金谐振片滤波器的二次谐波远离通带，解决了同样是小型化的介质滤波器的难点。

图4为多腔的方案对比。可以看到在多腔的情况下，本设计的钣金谐振片结构缩小了约17%的体积，更能充分利用腔内空间。原本用于控制耦合带宽与焊接位置的前端折叠后可以与腔体对应定位，无需特定的工装，不仅降低了生产成本，还提高了装配的精准度与生产的效率。

腔体1内设有用于钣金谐振片6前端卡位的卡槽，如图3所示，前端卡在卡槽内，之后再焊接固定，即能实现快速定位装配，又能防止固定不到位。

腔体1内还设有悬空设置用于容性交叉耦合的飞杆片2，飞杆片2与腔体1和钣金谐振片6均不接触。飞杆片2通过塑料固定件3进行固定，悬空设置，保证飞杆片2固定的同时，不与其它部件接触，实现滤波器的容性交叉耦合。

在钣金谐振片6上焊接有用于感性交叉耦合的飞杆线7。

塑料固定件3为塑料螺钉和塑料螺母，在飞杆片2上设有用于塑料螺钉穿过的固定孔，在腔体1设有用于塑料螺钉穿过的螺纹孔。塑料螺钉穿过固定孔后由塑料螺母对飞杆片2进行固定，再将塑料螺钉的螺杆旋入螺纹孔内，可调节飞杆片2的高度，滤波器的耦合带宽通过钣金谐振片6控制，交叉耦合产生的左右零点分别通过飞杆片以及飞杆线的高度调整。

将飞杆片2的塑料固定件旋进腔体底部，安装飞杆片2；将钣金谐振片6与腔体1的配对卡位后通过焊接再次固定；然后将飞杆线7焊接在谐振片上；最后在腔体上表面涂抹上锡膏，通过高温回流焊接将盖板与腔体密封。

Claims (8)

1.一种小型化高储能钣金谐振片滤波器，包括腔体（1）、调谐螺杆（4）、盖板（5）和钣金谐振片（6），腔体（1）的上方盖设有用于对腔体（1）开口进行密封的盖板（5），在盖板（5）上安装有可旋入腔体（1）内的调谐螺杆（4），腔体（1）内由隔板分为多个谐振腔，其特征在于：位于同侧的谐振腔组成的空间内设有一块钣金谐振片（6），钣金谐振片（6）由多片串联而成的谐振片组成，每一片谐振片伸入至一个同侧谐振腔内，谐振片的前端和后端均为翻折结构，谐振片的前端串联在一起并焊接在腔体（1）的内壁上。

2.如权利要求1所述的一种小型化高储能钣金谐振片滤波器，其特征在于：谐振片的前端为90°向下翻折，后端为90°向上翻折。

3.如权利要求2所述的一种小型化高储能钣金谐振片滤波器，其特征在于：腔体（1）内设有用于钣金谐振片（6）前端卡位的卡槽。

4.如权利要求1所述的一种小型化高储能钣金谐振片滤波器，其特征在于：腔体（1）内还设有悬空设置用于容性交叉耦合的飞杆片（2），飞杆片（2）与腔体（1）和钣金谐振片（6）均不接触。

5.如权利要求1所述的一种小型化高储能钣金谐振片滤波器，其特征在于：在钣金谐振片（6）上焊接有用于感性交叉耦合的飞杆线（7）。

6.如权利要求4所述的一种小型化高储能钣金谐振片滤波器，其特征在于：飞杆片（2）通过塑料固定件（3）进行固定，悬空设置。

7.如权利要求6所述的一种小型化高储能钣金谐振片滤波器，其特征在于：塑料固定件（3）为塑料螺钉和塑料螺母，在飞杆片（2）上设有用于塑料螺钉穿过的固定孔，在腔体（1）设有用于塑料螺钉穿过的螺纹孔。

8.如权利要求1所述的一种小型化高储能钣金谐振片滤波器，其特征在于：腔体（1）采用压铸方式或机加工方式制成。

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