JP2005531976A - 一体化されたフィルタ構造物 - Google Patents

Abstract

本発明は、改良されたコンパクトなフィルタ構造物及び、当該フィルタ構造物を製造するための費用効率の良い方法に関連する。本発明に対応するフィルタ構造物は、フィルタシャーシのカバーを備える。当該カバーは、フィルタシャーシの機械的及び電気的なシールドの役割を果たすと共に、フィルタシャーシとプリント回路基板とが同一のグランド電位を参照するように、電気的コンポーネントの為のプリント回路基板のキャリアとしての役割を果たす。追加の回路基板を、第１のプリント回路基板上において同一方向からマウントすることも可能であり、それぞれの基板は、互いにシールドされる。様々なユニットは、隣接するユニットを互いに接続する接続部材により、製造時において自動的に接続することが可能である。

Description

本発明は、改良されたフィルタ構造物と、当該構造を組み立てるするための方法に関連する。
［発明の分野］
フィルタは、例えば、移動電話のための無線基地局において信号適応化（signal adaptation）や信号変換（signal transforming）といった、いくつかの種類の信号処理について利用するために設計されている。フィルタの３つの主要な原理を区別することは可能である。それは、ウェーブガイド・フィルタ（waveguide filters）、セラミック・フィルタ（ceramic filters）及び同軸フィルタ（coaxial filters）である。本発明は、１以上の中心導体（centre conductors）を配置可能な複数のキャビティ（cavity）からなる、主に同軸フィルタ若しくは、キャビティ・フィルタ（cavity filters）に焦点を当てるものである。中心導体を有する各キャビティは、誘導性成分と容量性成分(an inductive and a capacitive component)とを有する発振回路と見なすことができる。誘導性成分は、中心導体の長さによって主に決定され、容量性成分は、中心導体の直径と、側壁及びキャビティのカバーから該中心導体までの距離に依存する。キャビティにおける発振は、近傍のキャビティ内に電流を生じさせる電磁場の原因となり、また、このキャビティにおいても発振が生ずることになる。

そのようなフィルタは、例えば、適当なケーブルによって接続されるフィルタ機能を操作するための電気的部材等の、幾つかの独立した部材から通常は構成される。図１は、従来技術に対応したフィルタ構造物の一例を示す図である。この例において、フィルタ・ユニット１１は、例えば、キャビティ・フィルタ又はウェーブガイド・フィルタであり、また、独立した部材からなるフィルタを操作するための必須の電子部品１２、１３が配置されている。これらの部材の間における電気的な接続は、組み立て後に外部のケーブル・コネクタ１４によってなされる。しかしながら、そのようなフィルタを、例えば、移動電話用の基地局内で使用する場合、合理的かつ費用効率のよい方法において、デザインをコンパクト化し、より多くの数の基地局において利用可能とすることが要求される。

［発明の概要］
本発明は、一体化されたフィルタ構造物に関する。

本発明の第１の目的は、コンパクトなデザインのフィルタ構造物を実現することである。

本発明の別の目的は、簡単で費用効率の良い方法により、そのようなフィルタ構造物を組み立てるための方法を実現することである。

これら及び他の目的は、本発明に対応するフィルタ構造物によって達成される。当該フィルタ構造物は、フィルタシャーシのカバーであって、該シャーシ内におけるウェーブガイドのシールディングと、電気的コンポーネントのためのプリント回路基板のキャリアとしての両方の役割を果たすカバーを備え、該フィルタシャーシと該プリント回路基板とが同一の接地電位を参照可能であることを特徴とするものである。また、回路基板を、第１のプリント回路基板と同一方向についてマウントして追加することが可能であり、その場合には、各基板が互いにシールドされる。様々な部材は、隣接部材を互いに接続してコンポーネントを組み合わせて製造する際に、自動的に接続される。

本発明の第１の利点は、フィルタシャーシ及びフィルタカバーは、接地電流が排除されるように、同一の接地電位を電気的に参照することである。

本発明に対応するフィルタ構造物は、合理的かつ費用効率の良い方法により製造することができる。当該構成の一部をなす各ユニットの電気的な接続は、フィルタシャーシに一体化された部分(integrated parts of the filter chassis)であるコンポーネントを組み合わせて製造する間に自動的に達成されるものである。フィルタユニット間におけるケーブル接続が一切不要であるとの事実により、コンポーネントの数を減少させ、合成されたユニット同士を接続する工程が不必要なものとなる。更に、フィルタ構造物について、よりコンパクトなデザインを実現することができる。

本発明に対応するフィルタ構造物の更なる利点は、同一の構造内に含まれるユニット間の電気的な接続の改良を実現する点である。

本発明は、以下において好適な実施形態において、添付図面を参照してより詳細に記述されるものである。

［詳細な記述］
図２は、本発明に対応するフィルタ構造物の第１の実施形態を示す図である。当該構造においては、フィルタシャーシ２１を備える。この例において、フィルタシャーシ２１は、キャビティフィルタであって、複数のキャビティ２１１を、当該キャビティ内に配置されている中心導体（centre conductors）２１２と共に備える。当該フィルタの外部接続は、接続部材（connection components）２１４により提供される。カバー２２は、フィルタキャビティ２１１の機械的な保護及び電気的なシールドを意図したものである。フィルタ構造物においてフィルタを動作させるために必要となる電子的装置を一体化することは、本発明における基本的な考え方である。これは、本発明の構造によって実現されるものであり、そこでは、フィルタカバー２２は、上記のように機械的な保護と電気的なシールドの両方の機能を有する。それに付け加えて、プリント回路基板は、フィルタの動作に必要な電子的装置の少なくとも一部を含んでおり、カバー２２は、キャビティフィルタとプリント回路基板との両方に共通の接地電位レベルを提供する。カバー２２の両面、即ち、フィルタキャビティに向かっている面と、電気的コンポーネントがマウントされている面とは、当該カバーを介して互いに電気的に接続されてフィルタ構造物を実現するもので、ここではフィルタシャーシ２１と当該プリント回路基板とが共通の接地電位レベルを参照している。本発明に対応するフィルタカバーの構造は、図３により詳細に示される。フィルタ構造物は、好ましくはシールディングカバー２３によってカバーされ、フィルターユニット、特に回路基板上の電気的コンポーネントが保護される。

回路基板とフィルタシャーシとの間をケーブルで接続して、時間を浪費し、コストをかける代わりに、本発明のフィルタ構造物によれば、フィルタ内に含まれる部分を合理的に接続することができる。本発明の好適な実施形態においては、この接続は、結合部（coupling objects）の適切な援助の下にガルバニ結合（galvanic coupling）によって達成される。図２に示す実施形態では、当該結合部（coupling objects）はペグ２１３から構成される。当該ペグ２１３は、例えば、フィルタシャーシを一体成型する際に、フィルタシャーシと中心導体と同様の生成処理において製造することができ、また、例えば中心導体２１２の底部又は頭部において当該シャーシ内で一体化される。例えば接続のために柔軟性を維持するためなどの所定の場合には、例えば、ネジで取り付けたり、プレスしたり或いは熱接続するといった、適切な固定方法により、フィルタシャーシの所定の場所に後でマウントされる独立の部材を提供することが望ましいかもしれない。フィルタシャーシとプリント回路基板との間の電気的接続を実現するためには、結合部（coupling objects）のそれぞれが、フィルタカバー内のホローネス（hollowness）を介して、フィルタカバー２２上の、プリント基板としての役割において選択される接続エリアにガイドされる。また、これらの結合部（coupling objects）を、組み立て後に当該結合部がフィルタシャーシ２１のキャビティ２２内において飛び出るように、フィルタカバー２２のフィルタシャーシ２１に向かう側にマウントすることも可能である。

上述のように結合部（coupling object）により接続する場合、フィルタへの完全な外部の電気的な接続を、回路基板と、結合部（coupling object）とを介して、ケーブルを利用することなく実現することができる利点がある。他の利点として、フィルタの組み立て工程と同一の製造工程、即ち、フィルタカバーをフィルタシャーシ上にマウントする際に、接続を行うことができる。フィルタシャーシ内にマウントされる結合部（coupling objects）は、フィルタ構造物の一部であるユニットの正確な組み立てを、ある程度円滑なものとすることもできる。

フィルタシャーシと回路基板とを接続するための、原理的に異なる他の方法は、誘導性カップリング或いは容量性カップリングを適用することである。これらの選択肢について、カップリングは主として、例えば、キャビティの底とフィルタカバーとの間の空間における距離や面積といった、幾何学的な寸法（geometrical dimensions）に応じて決定される。

図３は、フィルタシャーシの電気的なシールドと電気的コンポーネントのキャリアとしての機能を有する本発明に対応するフィルタ構造物のカバーをより詳細に示す図である。図３は、例えば銅のような、電気的導電性を有する材料からなる幾つかのレイヤーを有するカバーの断面図である。フィルタシャーシに面する最下位層４１と、電気的コンポーネントが配置される最上位層４２とは、上記のように結合部（coupling object）の間に挿入されるホローネス４３によって互いに電気的に接続される。これらのレイヤーは、フィルタシャーシと回路基板状の電気的コンポーネントの両方の為の共通の接地電位を構成している。レイヤの厚みはおよそ１００μｍである。当該レイヤー間には、互いに接続され、かつ、最上位層４２と接続され、更に当該最上位層の回路基板上の様々なコンポーネントを接続するために利用される多数の導電性レイヤー４５がある。これらのレイヤーのそれぞれは、例えばテフロン（登録商標）やセラミックに基づく誘電損失の低い電気的絶縁材料でできた中間層４４により、他の導電性レイヤー及び接地されたレイヤー４１及び４２に対してシールドされる。

図４は、本発明を更に発展させたものであり、１以上のプリント回路基板がフィルタ構造物内に含まれている。本実施形態の発明も、図２に対応して記載されるように、フィルタシャーシ４１上に構成される。フィルタカバー４２は、当該シャーシ上にマウントされ、機械的な保護と電気的なシールドを目的とする一方、他方ではプリント回路基板のグランドパートとしての役割を果たす。しかしながら、本実施形態では、付加的な回路基板４４はフィルタ内に包含されるべきである。これは、例えば、フィルタ内における機能に関連して、或いは、起こり得る相互干渉に関連して、例えば所定の電気的機能を独立させるために利点があるであろう。シールディングカバー４３は、プリント基板同士を互いに分離しシールドする。当該カバー４３は、上側及び下側に、複数のプリント回路基板うちの一つにおける機能を互いにシールドすることができるバー４３１で構成される枠組みを備えることができる。第２のプリント回路基板４４は、フィルタユニット、特に、回路基板上の電気的コンポーネントを保護するために、外部シールディングカバー４５によってカバーされている。もし必要であれば、このシールディングカバー４５は、冷却プロセスのためにリブ付き表面（ribbed surface）４５１を有するようにデザインされても良い。

以下に、上述の実施形態に対応するフィルタ構造物を製造するための方法について記載する。当該方法は、フィルタ構造物の一部をなす全てのユニット、即ち、フィルタシャーシ４１、回路基板４２、４４及びシールディング要素４３、４５が、同一の側から互いにマウントされることを特徴とする。当該フィルタは、図４に示されるような例えばフィルタシャーシ４１のような、機械的に安定したグランド部分上に組み立てられる。このグランド部分は、例えば、製造配置(manufacturing arrangement)のような、所定の位置に固定することができ、他のパーツはそこにマウントされる。既にマウントされている他のパーツ上にマウントされたパーツの正確な位置は、例えば、その上で、或いは、それに沿ってパーツを正確な位置へガイドするガイドペグ２１５により調整可能である。正確な組み立ては、フィルタシャーシ４１内に一体化されており、パーツを上に向かって組上げる場合に回路基板を介してガイドされる結合部（coupling object）４１３により円滑に行われる。

本発明は、上述され、図面に示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載される範囲内において修正が可能なものである。

従来技術に対応するフィルタ構造物及び電的的接続の一例を示す図である 本発明に対応するフィルタ構造物の第１の実施形態を示す図である。 本発明に対応するフィルタ構造物におけるフィルタカバーの断面図である。 本発明に対応するフィルタ構造物の第２の実施形態を示す図である。

Claims (12)

1. フィルタシャーシ（２１、４１）とフィルタカバー（２２、４２）とを備えるフィルタ構造物であって、
   前記フィルタカバー（２２、４２）は、電気的に接続されたコンポーネントのための回路基板として、前記回路基板及び前記フィルタシャーシが共通の接地電位レベルを有するように付加的な機能を有することを特徴とするフィルタ構造物。
2. 前記フィルタシャーシ（２１、４１）及び前記回路基板（２２、４２）は、フィルタシャーシに一体化され一部を構成する結合部によりガルバニ結合により接続されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ構造物。
3. 前記結合部（２１３、４１３）はペグであることを特徴とする請求項２に記載のフィルタ構造物。
4. 前記ペグ（２１３、４１３）は、キャビティの底にマウントされた独立した部材であることを特徴とする請求項３に記載のフィルタ構造物。
5. 前記結合部は、ペグであり、前記フィルタカバー内にマウントされていることを特徴とする請求項３に記載のフィルタ構造物。
6. 前記フィルタシャーシ（２１、４１）及び前記回路基板（２２、４２）は、誘導性結合により接続されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ構造物。
7. 前記フィルタシャーシ（２１、４１）及び前記回路基板（２２、４２）は、容量性結合により接続されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ構造物。
8. 複数の回路基板（４２、４４）がフィルタシャーシ（４１）上に配置され、前記回路基板（４２、４４）がシールディングカバー（４３）によりシールドされていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のフィルタ構造物。
9. 前記シールディングカバー（４３）は、前記複数の回路基板（４２、４４）の一つにおける所定の機能をシールディングするためのクロスバー（４３１）を有する枠組みからなることを特徴とする請求項８に記載のフィルタ構造物。
10. 前記回路基板（４２、４４）は、二つの回路基板のそれぞれにおける電気的コンポーネントが、互いの方向を向くように配置され、中間シールディングカバー（４３）が、前記二つの回路基板のそれぞれにおける機能をシールドするための二つのクロスバーセクションにより構成されることを特徴とする請求項９に記載のフィルタ構造物。
11. 外部のシールディングカバー（４５）が、前記回路基板（４２、４４）に対する外部の機械的な保護を提供することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のフィルタ構造物。
12. 請求項８乃至１１の何れかに記載のフィルタ構造物を製造するための方法であって、前記フィルタ構造物に含まれるユニットが、同一の側から互いにマウントされることを特徴とする方法。

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