滤波器组件、调谐元件以及对滤波器进行调谐的方法与流程

技术领域

本发明概括而言涉及通信系统，并且更具体地，涉及适合用于蜂窝通信系统中的滤波器。

背景技术：

无线基站是本领域公知的，其通常包括基带设备、无线电设备和天线以及其他部件。天线通常安装在塔或如杆、屋顶、水塔等的其它高架结构的顶部。通常，多个天线安装在塔上，分离的基带单元和无线电设备连接到每个天线。每个天线向限定的履盖区域或“扇区”提供蜂窝服务。

图1是示出了传统的蜂窝基站10的高度简化的示意图。如图1中所示，蜂窝基站10包括天线塔30和位于天线塔30的底部的设备外壳20。多个基带单元22和无线电设备24位于设备外壳20内。每个基带单元22连接到无线电设备24中的相应一个，并且还与回程通信系统44通信。三个扇区化天线32(被标记为天线32-1、32-2、32-3)位于天线塔30的顶部。三个同轴电缆34(在图1中被捆绑在一起显示为单个电缆)将无线电设备24连接到相应的天线32。每个同轴电缆34的每一端可以连接到双工器(未示出)，以便可以在单个同轴电缆34上承载每个无线电设备24的发射和接收信号。应该理解的是，在许多情况中，无线电设备24位于塔30的顶部，而不是在设备外壳20中，以便减少信号传输损耗。

蜂窝基站通常使用如相控阵列天线的定向天线32来在整个所定 义的覆盖区域提供增强的天线增益。典型的相控阵列天线32可以被实现为安装在面板上的辐射单元的线性阵列，每个线性阵列可以具有10个辐射元件。典型地，每个辐射元件用于：(1)发送从相关联的无线电设备24的发射端口接收的射频(“RF”)信号以及(2)从移动用户接收RF信号并将这种所接收的信号馈送到相关联的无线电设备24的接收端口。双工器通常用于将无线电设备24连接到天线32的每个相应的辐射元件。“双工器”指的是公知类型的三端口滤波器组件，其用于将无线电设备24的发射和接收瑞口都连接到天线32或都连接到多元件天线32的辐射元件。双工器用于将到无线电设备24的发射和接收端口的RF传输路径彼此隔离并且允许两个RF传输路径都接入天线32的辐射元件，并且即使发射和接收频带可能紧密间隔在一起时也可以做到这一点。

为了发射RF信号到所定义的覆盖区域以及从所定义的覆盖区域接收RF信号，每个定向天线32通常被安装在面向相对于例如正北的参考方向的特定方向(被称为“方位角”)，相对于方位角平面的水平方向以特定向下的角度倾斜(被称为“下倾角”或“海拔”)，并且垂直地对准水平方向(被称为“滚动角”)。方位角、下倾角和滚动角的无意改变会不利地影响定向天线32的覆盖范围。不幸的是，大风、振动、腐性或其它各种因素可能会导致天线32的方位角、下倾角和/或滚动角随时间而改变。因此，无线服务提供商可以在蜂窝基站10处监视天线32以识别何时天线32不再指向期望的方向。

在一些情况中，天线32可以被安装在机动平衡环上，并且因此，操作者可以从远程位置通过向机动平衡环(motorized gimbal)发出控制信号以调整天线32的指向方向。此外，一些天线32被设计为使得天线32的“电子下倾角”可以从远程位置进行调整。利用包括这样的电子倾斜能力的天线32，天线32的物理定向是固定的，但天线波束的有效角度仍然能够例如通过控制移相器电子地调整，这些移相器调整提供到天线32的每个辐射元件的信号的相位。移相器和其它相关电路通常内置在天线32内，并且可以从远程位置进行控制。 典型地，使用天线接口标准组(“AISG”)控制信号来控制移相器，AISG控制信号是用于控制在蜂窝通信系统中使用的天线的控制信号的工业标准化集合。典型地，天线波束的电子调整用于改变天线波束的向下的角度或“下倾角”。其下倾角可从远程位置进行电子调整的具有波束图案的天线32通常被称为远程电子倾斜(“RET”)天线。

利用RET天线，第一移相器用于发射频带，第二移相器用于接收频带。因为使用了单独的发射和接收移相器，用于允许每个辐射元件都发送和接收信号的双工器必然位于沿着移相器和辐射元件之间的传输路径。利用RET天线，移相器通常被安装在天线面板的背侧，非常靠近辐射元件。因此，双工器也通常被安装在天线面板的背侧。随着辐射元件的数量增加(以提供更好的天线增益模式)，这使得更难以在每个天线面板上找到空间安装双工器和其它RF设备以及相关联的电子器件。

图2是常规双工器50的透视图。图3是图2的常规双工器50将盖板移除的透视图。图4是双工器50的壳体的一部分的顶部透视图。

参照图2-4，常规双工器50被实现为三端口谐振腔滤波器。双工器50包括壳体60，其具有底面62和多个侧壁64。围绕壳体60的周边形成内部壁架66。多个内壁68从底面62向上延伸，以将壳体60的内部划分为多个空腔70。在壁68内形成了耦合窗口72，并且这些窗口72以及壁68之间的开口允许空腔70之间的连通。在壁68中形成了大量的内螺纹柱74。多个谐振元件76安装在空腔70内。谐振元件76可以包括例如介电谐振器或同轴金属谐振器，并且可以由螺钉80安装到在壁68中形成的内螺纹腔74中的所选定的一些内螺纹腔上。盖板78用作双工器50的顶盖。使用大量附加螺钉80来将盖板78紧紧地固定在位置上，以使得盖板78连续地接触内部壁架66和壁68的顶面，以提供针对无源互调(“PIM”)失真的良好性能。

输入端口82可以经由第一电缆连接83附接到发射路径移相器(未示出)的输出端口。输出端口84可以经由第二电缆连接85附接到接收路径移相器的输入端口。公共端口86可经由第三电缆连接(未示出)将双工器50连接到天线的辐射元件(未示出)。还提供了多个调谐螺钉90。调谐螺钉90可被调整以调谐双工器50的频率响应的各个方面，例如，滤波器响应的凹口的中心频率。应当注意，图2-4中的设备包括共享公共壳体的两个双工器，这就是为什么设备包括多于三个端口(设备包括总共六个端口，虽然不是所有的端口都在图2-4的视图中可见)。

图2-4的常规双工器50可以提供可接受的性能。然而，双工器50可能是比较大的，因此可能难以腾出空间来在单平板相控阵列天线上安装大量的这些双工器50(例如10个)。双工器50还可能相对较重，这增加了天线上的负载。双工器50还有大量部件，使得制造加工和组装更加昂贵。

技术实现要素：

鉴于上述至少一个技术问题，本发明提供了滤波器组件、调谐元件以及对滤波器进行调谐的方法。

根据本发明的第一个方面，提供了一种滤波器组件。该滤波器组件包括：壳体，具有顶盖、底盖和至少一个侧壁，该顶盖、该底盖和该至少一个侧壁限定了内部空腔，该壳体被配置为接纳第一至第三射频(RF)传输线；安装在该内部空腔内的顶部金属片，其具有形成第一孔图的多个开口；和安装在该内部空腔内的底部金属片，其具有形成第二孔图的多个开口，其中该顶部金属片和该底部金属片在该内部空腔内以垂直堆叠的关系垂直地彼此间隔，并且其中该顶部金属片和该底部金属片中的每个包括至少一个谐振器。

根据本发明的第二个方面，提供了一种滤波器组件。该滤波器组件包括：壳体；顶部谐振器板，其安装在该壳体内；和底部谐振器板，其以与该顶部谐振器板堆叠的关系安装在该壳体内，其中该 顶部谐振器板经由围绕该壳体的整个内部周边延伸的第一连续焊点被焊接到该壳体。

根据本发明的第三个方面，提供了一种滤波器组件。该滤波器组件包括：壳体，该壳体限定了内部空腔；第一基本上平坦的金属谐振器板，其安装在该内部空腔内、具有在其中形成的第一孔图；第二基本上平坦的金属谐振器板，其以与该第一基本上平坦的金属谐振器板堆叠的关系安装在该内部空腔内、具有在其中形成的第二孔图；其中，至少该第一孔图和该第二孔图、该第一基本上平坦的金属谐振器板和该第二基本上平坦的金属谐振器板之间的距离以及该内部空腔的尺寸和形状被配置为实现预先选择的滤波器响应。

根据本发明的第四个方面，提供了一种滤波器组件。该滤波器组件包括：具有顶盖、底盖和第一侧壁的壳体，该顶盖、该底盖和该第一侧壁限定了内部空腔；至少部分安装在该壳体内的印刷电路板，该印刷电路板包括至少第一导电层和第二导电层，每个导电层包括形成谐振腔滤波器的一部分的多个谐振元件。

根据本发明的第五个方面，提供了一种调谐元件，该调谐元件实现在滤波器的金属板的开口中。该调谐元件包括：耦合元件；具有连接到该金属板的第一端和连接到该耦合元件的第二端的第一臂；以及具有连接到该金属板的第一端和连接到该耦合元件的第二端的第二臂。

根据本发明的第六个方面，提供了一种调谐元件。该调谐元件包括：耦合元件，其被设置在滤波器壳体的壁中的开口中，该耦合元件通过相应的第一臂和第二臂连接到该壁。

根据本发明的第七个方面，提供了一种对滤波器进行调谐的方法。该方法包括：沿着基本上垂直于由该滤波器的壁限定的平面的方向移动耦合板，该耦合板被设置在该壁的开口中。

本发明的上述任一方面的实施例提供的滤波器组件具有小、轻、成本低、容易制造和组装的优点，其可以用作双工器、同向双工器、组合器和/或用于蜂窝通信系统和其它应用的其它滤波器。

附图说明

图1是常规蜂窝基站的高度简化的示意图。

图2是常规双工器的透视图。

图3是图2的常规双工器将盖板从其移除的透视图。

图4是图2-3的常规双工器将顶盖和谐振元件移除后的壳体的一部分的顶部透视图。

图5是根据本发明的实施例的滤波器组件的透视图。

图6是图5的滤波器组件的分解透视图。

图7是图5-6的滤波器组件的一部分的横截面透视图。

图8是包括六个图5-7的滤波器组件的天线面板的背侧视图。

图9是根据本发明的其他实施例的滤波器组件将顶盖移除后的顶视图。

图10是图9的滤波器组件的一部分将底盖做成透明的的仰视图。

图11是显示图9-10的滤波器组件的滤波器响应的图示。

图12是根据本发明的另一些实施例的滤波器组件的分解透视图。

图13是图12的滤波器组件的修改版本的分解透视图。

图14是根据本发明再一些实施例的滤波器组件的分解透视图。

图15是图14的滤波器组件的分解透视图。

图16是根据本发明又一些实施例的滤波器组件的透视图。

图17A是包括图16的滤波器组件的天线的示意性结构方框图。

图17B是示出了图17A的天线的RF通信路径的示意性方框图。

图18是根据本发明又一些实施例的滤波器组件的透视图。

图19是根据本发明的又一些实施例的滤波器组件的透视图。

图20是根据本发明的某些实施例的滤波器的可卷曲的调谐元件的顶视图。

图21是在图20的调谐元件被向下移动以调谐滤波器之后的调 谐元件的底部透视图。

图22是其中形成有多个图20的可卷曲的调谐元件的滤波器的顶盖的顶视图。

图23A-23D是传统滤波器调谐元件的透视和平面图。

图24A-C是分别示出了根据本发明的实施例的单弯短截线调谐元件、双弯短截线调谐元件和可卷曲的调谐元件中的仿真电流分布的示意图。

图25A-C分别是图24A-24C的调谐元件的横截面图，其示出了沿着相应的横截面的电场。

图26A-26C分别是滤波器壳体之外、图24A-24C的调谐元件上方的电场的透视图。

图27是将根据本发明的实施例的可卷曲的调谐元件的谐振频率调谐范围与传统调谐螺钉以及与传统的单弯和双弯调谐短截线进行比较的图表。

图28是用于根据本发明的进一步实施例的滤波器的可卷曲的调谐元件的顶视图

具体实施方式

本发明的实施例提供小、轻、成本低、容易制造和组装的滤波器组件，其可以用作双工器、同向双工器、组合器和/或用于蜂窝通信系统和其它应用的其它滤波器。这些滤波器组件可以被实现为安装在壳体内的多个谐振器板，以实现谐振腔RF滤波器。这些谐振器板可以以堆叠关系安装。在示例性实施例中，可以提供两个谐振器板，通常在本文中称为“顶部”谐振器板和“底部”谐振器板。然而，可以理解，在其它实施例中可以在滤波器组件中包括两个以上的谐振器板，并且谐振器板的取向可以改变(例如谐振器板可以并排布置)。谐振器板可通过连续焊点固定到壳体，和/或可以与壳体的其他元件整体压铸，以提供非常高水平的RF和PIM失真性能。

例如，每个谐振器板可包括基本上平的或“平坦的”金属板， 其具有多个形成在其中的谐振器。这些谐振器可以通过冲压或以特定的图案在每个谐振器板中切割多个孔的其它方式来形成。谐振器板可以包括有机保焊剂(“OSP”)作为在焊接之前其金属表面的保护涂层。替代的镀层可以用来提供可焊接的表面，并将提供机械上可靠的连接。这样的替代镀层的示例是银或锡。在其他实施例中，谐振器板可以包括一个或多个印刷电路板上的图案化导电层。谐振器的形状和相对位置、谐振器板之间的距离以及滤波器空腔的尺寸和形状可以被设计为提供具有所需的滤波器(频率)响应的谐振腔滤波器。例如，壳体可以被实现为具有多个侧壁的框架和充当被焊接到框架的顶盖和底盖的一对平面金属片。例如，可以由压铸或通过使用计算机数字控制(“CNC”)机器来制造框架。如上所述，还可以提供银或锡表面镀层。壳体的内部可包括单个空腔，并且谐振器板可以安装在该空腔内。在一些实施例中，连续壁架可以围绕着框架的内部延伸，并且顶部和底部谐振器板可以被焊接到该壁架的相应的顶面和底面。可以在顶盖、底盖和/或谐振器板上提拱可弯曲的调谐短截线(stub)或可卷曲的调谐元件以用于调谐滤波器的响应。

在一些实施例中，滤波器组件可以包括三端口设备，如RF双工器或同向双工器。在其它实施例中，这些滤波器组件可以包括额外的端口以实现多路转换器、三工器、组合器等。

例如，根据本发明的实施例的滤波器组件可以包括两个或更多个端口，用于将滤波器组件电连接到其它外部设备。这些端口可以包括“单独”端口，其指仅用于携带具有多个特定范围的频率的信号的端口，还包括“公共”端口，其用于携带具有多个特定范围的频率的信号。例如，当根据本发明的实施例的滤波器组件是双工器时，滤波器组件将包括连接到发射路径移相器的第一单独端口，连接到接收路径移相器的第二单独端口和连接到如相控阵列天线的辐射元件之类的辐射元件的公共端口。在一些实施例中，例如，单独和公共端口可以被实施为同轴连接器端口，其被设计成与连接器化 的同轴电缆匹配。在其它实施例中，单独和公共端口可以简单地包括在接纳未连接器化电缆的壳体中的相应开口。在这样的实施例中，每根电缆的中心导体可以被连接(例如焊接)到谐振器板中的一个，并且每根电缆的外导体可被连接(例如焊接)到壳体。通过使用这种焊接连接，在一些实施例中滤波器组件的尺寸和成本可以进一步降低。在又一些实施例中，单独和/或公共端口可以实现为印刷电路板上延伸通过滤波器壳体的开口的传输线。这种实施例可以降低或消除对滤波器的同轴电缆和/或焊接连接的需要。

根据本发明的实施例的滤波器组件可提供高水平的RF性能。因为连续焊接的连接可以用于将谐振器板安装在空腔内并将顶盖和底盖安装到框架，所以滤波器组件可具有高度一致的金属到金属接口，因而可以表现出低插入损耗值和非常低水平的无源互调(“PIM”)失真。顶盖和底盖可以由薄金属片形成，并且没有内螺纹柱(用于接纳螺钉)可以大大减少形成壳体所需要的金属的量。因此，相比于现有技术的滤波器设计，滤波器组件的尺寸和重量都可以显著地降低。滤波器组件还使用非常少量的部件形成，这降低了滤波器组件的材料成本和组装成本。在一些实施例中，一个或两个谐振器板可以与框架压铸以提供一体结构，从而在谐振器板和框架之间不需要焊接连接。这可以改进滤波器的PIM失真性能和/或简化滤波器的制造。

在一些实施例中，滤波器可以包括可卷曲的调谐元件，其可以被剪切或铭刻到滤波器壳体的壁中(例如顶盖和底盖或侧壁)或者谐振器板中。可卷曲的调谐元件可以包括耦合元件和将耦合元件连接到壁或板的两个或更多个臂。耦合元件可以轴向位移到滤波器腔体中，并且可以沿着大致垂直于由壁或板限定的平面的轴移动。这样，调谐元件可以设计为在滤波器空腔中保持位于下层元件(例如谐振器板)的中心上，而不管调谐元件作为调谐过程的一部分的移动程度。调谐元件可以在移动时在平行于壁或板的平面中旋转或“卷曲”，这有助于保持其沿着轴的位置。如本文中所讨论的，这些可 卷曲的调谐元件可能非常便宜并且易于制造，同时呈现出比更加复杂和昂贵的常规调谐元件(如调谐螺钉和调谐短截线)更优的性能。

现在将参照附图更加详细地描述本发明的实施例，附图中描绘了示例性实施例。

图5-7示出了根据本发明的实施例的滤波器组件100。具体地，图5是滤波器组件100的透视图，图6是滤波器组件100的分解透视图，图7是滤波器组件100的一部分的放大的侧边透视图。

如图5-7中所示，滤波器组件100包括壳体110，其包括框架120、顶盖130和底盖140。第一和第二谐振器板150、160被安装在壳体110内。滤波器组件100还包括一对单独端口170、180和公共端口190。

壳体110例如可以包括矩形壳体110，其具有顶部112、底部114和四个侧壁116。顶盖130可以形成壳体110的顶部112，底盖140可以形成壳体110的底部114，框架120可以形成壳体110的四个侧壁116。顶部112、底部114和侧壁116限定了壳体110内部中的空腔118。框架120可以具有比四个侧壁116更多或更少的侧壁。

例如，框架120可以包括形成四个侧壁116的单片金属。壁架122可以围绕框架的内部延伸。壁架122是连续的壁架，但是在其它实施例中壁架122可以是不连续的或者甚至可以完全被省略。第一和第二谐振器板150、160可被安装在壁架122上，并且壁架122可以将第一和第二谐振器板150、160分隔预定的距离，以使得滤波器组件100提供所需的频率响应。在一些实施例中，框架120可以由铝或镀有铜的铝合金制成，但是也可以使用其它金属，例如锌、锌合金、铜、铜合金等。虽然在描绘的实施例中框架120是矩形的，但是应当理解，也可以使用其它形状的框架(例如圆形、五边形等)。

在一些实施例中，框架120可以是压铸框架。在其它实施例中，框架120可以是形成为矩形并且端部焊接在一起的冲压金属片。在这种实施例中，壁架122可以是被焊接或以其它方式固定到框架120内部的一个或多个分离的金属片。如图7中最佳示出的，框架120 的上表面的内部包括凹槽124，以使得凸缘125沿框架120的上表面的外部部分向上延伸。顶盖130的外边缘可搁置在凹槽124的底面上，其提供了将项盖130焊接到框架120的方便的表面。类似地，框架120的下表面的内部包括凹槽126，以使得凸缘127沿框架120的下表面的外部部分向下延伸。底盖140的外边缘可搁置在凹槽126的底面上，其提供了将底盖140焊接到框架120的方便的表面。多个法兰128可以从框架120的外表面延伸。每个法兰128可以具有穿过其中的孔洞129。可通过这些孔洞插入螺钉(未示出)，以将滤波器组件100安装到下层表面(例如，平板天线的背面)。

顶盖130和底盖140每个可以包括金属板。在一些实施例中，顶盖和底盖130、140可以由镀铜的铝形成，但是也可以使用其它材料，例如包括可以在一些实施例中使用以形成框架120的以上列出的任何示例性的金属。顶盖和底盖130、140包括OSP作为在焊接之前这些金属表面的保护涂层。替代的镀层可以用来提供可焊接的表面，并将提供机械上可靠的连接。这样的替代镀层的实例是银或锡。顶盖130可被放置在框架上以使其底面的外周边搁置在凹槽124中。顶盖130可通过围绕顶盖130的底面的外周边延伸的连续焊点被焊接到框架120。

可以在顶盖130中形成多个调谐短截线132。例如，可以通过在顶盖130中作出U形切口以形成悬臂片134来形成每个调谐短截线132。悬臂片134可向内弯曲来调谐滤波器组件100。滤波器组件100的这种调谐可以在制造的最后阶段期间执行以微调滤波器响应。如下面所述的，也可以在顶盖130中提供多个开口136，以例如提供到可能在谐振器板150、160中的一个或多个上形成的额外的调谐短截线的通路。

底盖140可以类似于顶盖130，并且可以包括悬臂片144形式的多个调谐短截线142。悬臂片144可以向内弯曲以调谐滤波器组件100。还可以在底盖140中提供多个开口146，其可以提供例如到在谐振器板150、160中的一个或多个上形成的调谐短截线的接入。底 盖140可以被放置在框架120上，以使其顶面的外周边搁置在凹槽126中。底盖140可以通过围绕底盖140的顶面的外周边延伸的连续焊点被焊接到框架120。

尽管滤波器组件100的壳体110由框架120、顶盖130和底盖140构成，但是应当理解，在其它实施例中可以使用可能形状不同、形成方式不同和/或具有更多或更少的部件的其它的壳体设计。作为一个简单的示例，在另一个实施例中，底盖140和框架120可以包括单一的压铸单元，并且壁架122可以是不连续的，以便允许底部谐振器板160从上方插入到壁架122的下面(这也使得底部谐振器板有必要改变)并且被焊接到壁架122的下面。可以对壳体110作出许多其它变化。因此，应当理解，壳体110被示出以使得本公开是彻底的和完整的，但其并不旨在限制本发明的范围。

谐振器板150、160每个都例如可以包括基本平坦的金属板。谐振器板150、160可以是仅“基本上”平坦的，因为它们可以包括例如非平坦的特征，如可被向上或向下弯曲以调谐滤波器组件100的响应的调谐短截线。每个谐振器板150、160可以例如由铜或铜合金形成，但是也可以使用其它金属。每个谐振器板150、160包括一个或多个谐振元件。开口152、162被冲孔或以其它方式形成在相应的谐振器板150、160中，以在每个谐振器板150、160中创建“孔图”。这些开口152、162的尺寸和位置以及两个谐振器板150、160之间的距离、谐振器板150、160在空腔118内的位置以及空腔118的尺寸和形状至少部分地确定了滤波器组件100的频率响应。谐振器板150、160可以是紧密间隔的关系，以使得它们强烈地相互耦合，这可以提供传输零点(即，频率响应中的空值)，用于提供陡峭的滤波器响应。这种响应是实现高RF性能所希望的。

可以提供介电间隔物(在图5-7中未示出，但在下面讨论的图8-9的实施例中示出了类似的间隔物)，其被定位在谐振器板150、160之间以确保可在谐振器板150、160之间保持所需的间隔距离。也可以在谐振器板150和顶盖130之间和/或谐振器板160和底盖140 之间提供这样的间隔物。还可以在谐振器板150、160中的一个或两个上包括调谐短截线。在所描绘的实施例中，调谐短截线164被包括在底部谐振器板160上。

如图6和7中最佳示出的，谐振器板150可以搁置在壁架122的上表面上，并且谐振器板160可以搁置在壁架122的下表面上。在一些实施例中，每个谐振器板150、160都可以被焊接到壁架122。

如图5中最佳示出的，滤波器组件100还包括一对单独端口170、180和公共端口190。在所描绘的实施例中，端口170、180、190中的每一个可被实现为在壳体的侧壁116中的开口，其被配置为接纳同轴电缆。每个端口170、180、190可以包括一个或多个相应地向外突出的法兰172、182、192。这些法兰172、182、192中的每个可以限定圆的一部分(或整个圆)，由每个端口170、180、190的法兰172、182、192限定的内半径尺寸可以设置成与被插入到相应的端口170、180、190中的同轴电缆的外导体相匹配。通过除去电缆的电介质层和外导体的一部分使得中心导体从电缆的末端伸出，可以将这些同轴电缆中的每个制备成用于端接到滤波器组件100中。护套材料也可以从每个电缆的端部移除，以暴露中心导体和外导体的末端部。同轴电缆可被插入到相应的端口170、180、190中，以使得每个电缆的中心导体延伸到空腔118中。例如通过焊接，可以将每个电缆的中心导体物理地和电连接到谐振器板150、160中的一个。在一些实施例中，同轴电缆的中心导体可以全部被连接到相同的谐振器板150、160，但本发明的实施例并不限于此。例如通过将同轴电缆的外导体焊接到相应端口170、180、190的相应法兰172、182、192，可以将该外导体物理地和电连接到壳体110。

在一些实施例中，可以使用第一类型的焊料将谐振器板150、160焊接到框架120，可以使用第二类型的焊料将顶盖和底盖130、140焊接到框架120。例如，高温锡银铜焊膏可以沿顶部谐振器板150的下表面的边缘(即外周边)印刷，并且顶部谐振器板150可以放置在框架120的壁架122的上表面上。高温锡银铜焊膏也可以沿底 部谐振器板160的上表面的边缘印刷，并且底部谐振器板160可以放置在框架120的壁架122的下侧。如上所述，也可以在谐振器板150、160之间提供介电间隔物。这些间隔物可以由能够耐受用于回流焊膏的温度的材料形成。谐振器板150、160可以使用适当的固定装置来保持定位，然后框架120、谐振器板150、160和任何介电间隔物可以例如在对流烘箱中加热到足以回流焊膏以在每个谐振器板150、160和壁架122之间形成连续焊点的温度。应当指出，焊膏也可以额外地或可替换地被印刷或以其它方式施加到壁架122。还应当理解，替代的焊料材料也可以代替焊膏使用，如一个或多个预成型焊片。

可以使用第二焊接过程将顶盖和底盖130、140附接到框架120并将同轴电缆焊接到滤波器组件100。可以在这个后续过程中使用较低温度的焊料以使得用于将谐振器板150、160附接到框架120的焊料在用于将同轴电缆焊接到位并将盖130、140焊接到框架120的工艺步骤期间不会回流。在一些实施例中，可以在第二焊接操作中使用铋锡银焊膏。同轴电缆的中心导体和外导体可以被涂覆焊膏并穿过相应的端口170、180、190插入，以使得外导体上的焊料啮合相应的法兰172、182、192并且中心导体(焊料在其上)被附接到合适的谐振器板150、160。也可以使用替代的焊料材料代替焊膏，例如一个或多个预成型焊片。在一些实施例中，焊膏可以用于将谐振器板150、160以及顶盖和底盖130、140焊接到框架120，而使用预成型焊片将电缆焊接到相应的端口170、180、190和/或法兰172、182、192。能够使用替代的焊接工艺(例如感应焊接或使用烙铁的手工焊接)将电缆焊接到滤波器组件100。

然后可以将铋锡银焊膏模版印刷到顶盖130的底面的边缘和底盖140的顶面的边缘，或可选地(或附加地)将铋锡银焊膏模板印刷到凹槽124、126的相应的顶面和底面，并且如果必要的话可以使用附加的固定装置和/或替代的预成型焊片材料将顶盖和底盖130、140附接到框架120。然后滤波器组件100可以被再次放置在对流烘 箱中并加热至足以回流铋锡银焊膏的温度，但该温度比锡银铜焊膏的熔融温度低。

滤波器组件100可以实现一种滤波器，从等效电路观点考虑其是常规的，因为它具有谐振器以及常规性质的交叉耦合，并且其提供了常规的频率响应。然而，滤波器组件100的机械设计可以比常规的滤波器组件简单得多，以使得滤波器组件100具有少得多的部件、更小的物理尺寸、比常规的滤波器组件更轻的重量并且制造和组装容易得多。

在一些实施例中，滤波器组件100可以是在具有远程电子倾斜功能的相控阵列天线上使用的双工器。例如，相控阵列天线可以具有10个辐射元件，其中5个用于发送和接收具有第一偏振的信号，其它5个用于发送和接收具有第二、正交偏振的信号。为了实现远程电子倾斜，提供了总共4个移相器，其通常被安装在天线内(例如在平面阵列的背面)。具体地，提供一个或多个“发射路径”移相器用于调整发射频带中的信号的相位，并提供一个或多个“接收路径”移相器用于调整接收频带中的信号的相位。在每个辐射元件的输入处提供双工器，用于将发射和接收传输路径连接到辐射元件。因为移相器被安装在天线上，所以每个双工器也通常被安装在天线上。因此，天线必须具有用于大量双工器(在上面的例子中为10个)的空间，这就是为什么双工器的尺寸和重量可能是重要的考虑因素。

虽然滤波器组件100包括两个谐振器板150、160，但是应当理解，在其它实施例中可以包括一个或多个额外的谐振器板。使用额外的谐振器板一般将提供微调频率响应以更接近理想的频率响应的能力，但是添加额外的谐振器板可能涉及滤波器组件关于增加的成本和/或复杂性的折衷，并且还可能增加滤波器组件的插入损耗。

图8是包括5个交叉极化辐射元件和10个图5-7的双工器的天线面板200的一部分的后视图，其中在图8所示的天线200的部分中其中6个双工器是可见的。如图8所示，双工器100足够小，使得两个双工器100可以在天线面板200的宽度(通常是300个毫米) 内并排安装。其中5个双工器100的单独端口170可以通过相应的同轴电缆连接到发射路径移相器的五个输出中的一个以用于第一极化。同样地，这5个双工器100的单独端口180可以通过附加的相应的同轴电缆连接到接收路径移相器的五个输出中的一个以用于第一极化。这5个上述双工器100的公共端口190可以通过附加同轴电缆连接到与具有第一极化的每个辐射元件相关联的印刷电路板。剩余的5个双工器可以按照相同的方式连接到发射和接收路径双工器和具有第二、正交极化的辐射元件。

图9和10示出了根据本发明的另一实施例的滤波器组件300。具体地，图9是滤波器组件300将顶盖移除并设置到一例的顶视图，图10是滤波器组件200将底盖制成透明的一部分的仰视图。

滤波器组件300非常类似于上述的滤波器组件100，因此在这里仅提供滤波器组件300的简要说明。滤波器组件300的说明将集中在上面描述过但在附图中不一定清楚地示出的各种特征上，如谐振器板上的调谐短截线和介电间隔物。

参考图9-10，滤波器组件300包括壳体310，其包括框架320、顶盖330和底盖340。顶部和底部谐振器板350、360安装在壳体310内。滤波器组件300进一步包括端口370、380、390。

如图9和10中所示，设置了多个介电间隔物354，以用于帮助将谐振器板350、360之间的间距保持在期望的距离。每个介电间隔物354的形状为类似螺栓，具有头部356和远端。径向延伸的法兰358设置在每个介质间隔物354的远端。介电间隔物354通过顶部谐振器板350的孔或其它开口朝向底部谐振器板360插入。每个介电间隔物354的远端通过底部谐振器板360中的孔或其它开口插入。当每个介电间隔物354通过谐振器板360中的开口插入时，法兰358被弯曲。以这种方式，间隔物354可以将谐振器板350、360保持在一致的间隔距离。

如图10中所示，顶部谐振器板350上包括多个调谐短截线353。这些调谐短截线通过底盖340中的孔346是可接入的。因为滤波器 组件300的设计和操作在其它方面非常类似于如上所详细描述的滤波器组件100的设计和操作，因此滤波器组件300的进一步描述将被省略。

给定具有选定尺寸和大小的空腔，可以使用常规滤波器设计技术来设计上述滤波器组件的谐振器板中的谐振元件和谐振器板之间的间隔。如本领域技术人员已知的，高性能RF滤波器/双工器需要接近通带的高隔离(即，信号应该被允许相对于设备的至少一个端口通过的频率范围)。这种高隔离度通常是由交叉耦合或由在接近通带位置提供传输零点(即，频率响应中的陡降空值)的附加谐振元件来实现的。每个交叉耦合可能需要耦合到非相邻的谐振器，并且因此可能需要特定的谐振器配置和/或另外的耦合元件。常规地，使用至少三个谐振器以产生传输零点(空值)。然而，在根据本发明的实施例的滤波器组件中，使用混合的磁电耦合技术以只用两个谐振器实现通带上/下的传输零点。这些技术的更详细的描述可以例如在下面文献中找到：H.Wang和Q.Chu，An Inline Coaxial Quasi-Elliptic Filter with Controllable Mixed Electric and Magnetic Coupling，IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，Vo.57，No.3，March 2009at 667-673和Q.Chu和H.Wang，A Compact Open-Loop Filter With Mixed Electric and Magnetic Coupling，IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，Vo.56，No.2，February 2008at 431-439，其中每个文献通过引用并入此处。通过使用包括两个堆叠金属谐振器板的滤波器设计，有可能在不需要额外的元件和/或无需非常狭窄的间隙的情况下控制磁电耦合，这对容忍度可能是重要的。

给定所需的频率响应，可以使用例如Microwave Office和/或CST的仿真软件来设计滤波器的参数。仿真软件例如将指定所需的谐振器的数量和它们的相对关系，然后可以根据本文公开的技术实现以提供根据本发明的实施例的滤波器组件。图11是显示了图9-10的滤波器组件300的滤波器响应的图示。图9的滤波器组件300的视图 也包括在图11中。在图11中，曲线400示出了在公共端口和第一单独端口之间通过的RF信号上出现的随频率变化的衰减，曲线410示出了在公共端口和第二单独端口之间通过的RF信号上出现的随频率变化的衰减。如图11中的箭头所示，谐振器板350、360在框402、404内的部分产生了曲线400的空值，谐振器板350、360在框412、414内的部分产生了曲线410的空值。如图11中所示，非常接近相应的通带处产生了陡峭的空值。

根据本发明的实施例的滤波器组件可以提供优于常规滤波器组件的许多优点。如上所述，根据本发明的实施例的滤波器组件的大多数或甚至全部组件(包括顶盖和底盖、谐振器板和附接到单独和公共端口的同轴电缆)可以使用连续焊点焊接在一起以提供高度一致的金属到金属的连接。如本领域已知的，当两个或多个RF信号沿RF传输路径遇到非线性电接头或材料时，可能会发生PIM失真。这种非线性可以像混频器一样作用，使得以原始RF信号的数学组合产生新的RF信号。如果新产生的RF信号落入已有RF信号的带宽内，则那些已有RF信号所经历的噪音水平实际上增加。当噪声水平增加时，可能有必要降低数据速率和/或服务质量。PIM失真可以是RF通信系统的重要互连质量特性，因为由单个低质量互连产生的PIM失真可能降低整个RF通信系统的电气性能。因此，确保RF通信系统中使用的组件将产生可接受的低水平的PIM失真将会是希望的。

如上所述，一个可能的PIM失真源是沿RF传输路径的不一致的金属到金属接触。再次参考图2-4，可以看出，传统的滤波器组件50包括非常大量的螺钉80。使用这样大量的螺钉80以确保维持相对一致的金属到金属接触以确保可接受的低水平的PIM失真。根据本发明的一些实施例的滤波器组件可以移除所有这些螺钉，这可以大大简化滤波器组件的结构，并大大降低组装滤波器所需的时间。此外，与使用螺钉组装的图2-4的滤波器组件相比，连续地焊接连接通常可提供改进的PIM失真性能。

此外，如果使用螺钉组装滤波器组件，则当螺钉被拧紧时，可 能从螺钉的外表面和/或从接纳该螺钉的内螺纹孔的内表面扯掉微小金属屑。这样的金属屑是RF组件中的另一种公知的PIM失真源，并且特别棘手的是，因为金属屑能在滤波器组件内部到处移动，不仅导致PIM失真增加，还使得PIM失真水平随着时间以不可预知的方式改变。如果在特定单元量化期间，在PIM失真测试期间确定增加的PIM失真水平，则所涉及的滤波器组件可能被打开和清洁，以除去金属颗粒。然而，如果金属颗粒最初未被检测到，则它可能成为一个严重的问题，因为在滤波器组件已经安装之后可能出现PIM失真(例如，在安装在小区塔的天线上时)，这需要非常昂贵的更换操作、蜂窝基站的停机时间等。应当注意，代替调谐螺钉的可弯曲的调谐短截线的使用可以避免在滤波器组件内产生金属屑，因为金属屑的产生也可以由于调谐螺钉的调整。

应当指出的是，除了PIM失真，不一致的金属到金属连接可能引起RF通信系统中的反射，这增加了沿RF传输路径的回波损耗。因此具有这样的不一致的金属到金属连接的设备可能表现出增加的插入损耗值。通过使用连续焊接的连接，根据本发明的实施例的滤波器组件可以表现出改进的插入损耗性能。

相比于蜂窝通信系统中使用的传统滤波器，根据本发明的实施例的滤波器组件可以更小并且重量更轻。因为例如滤波器组件可能被安装在对电子电路有有限空间的平面天线阵列上并且因为较重的天线结构可能会增加天线安装结构的结构要求，所以这可能是非常重要的。

根据本发明的实施例的滤波器组件还可以是极具成本效益的，因为它们可以需要更少的材料来实现，还因为框架可能是唯一的压铸零件，而滤波器的许多其余组件甚至是所有其余组件可以由冲压金属形成。此外，通过减少或者甚至省去了螺钉，并通过充分降低形成每个滤波器组件所需的零件的数量，可以显著降低组装成本(和组装所需的时间)。

应该理解，根据本发明的实施例的滤波器组件可被用于实现各 种不同的设备，包括双工器、同向双工器、多路转换器、组合器等。应当理解，根据本发明的实施例的滤波器组件也可以用于除蜂窝通信系统外的其它应用。

根据本发明的进一步实施例，可以提供将谐振器板中的至少一个压铸作为框架的一部分的滤波器组件。图12是本发明的这种实施例的滤波器组件500的分解透视图。

如图12中所示，滤波器组件500可以非常类似于前面参考图5-7讨论的滤波器组件100。具体地，滤波器组件500包括壳体，其包括框架520、顶盖530和底盖540。第一谐振器板550被安装在壳体内。滤波器组件500还包括一对单独端口570、580和公共端口590。顶盖和底盖530、540可以与滤波器组件100的顶盖和底盖130、140相同，并且可以以顶盖和底盖130、140附接于滤波器组件100的框架120相同的方式附接到框架520。因此，将省略对顶盖和底盖530、540的进一步描述。类似地，单独端口570、580和公共端口590可以与滤波器组件100的单独端口170、180和公共端口190相同，并且因此这里也将省略这些端口的进一步描述。

壳体可以与滤波器组件100的壳体110相同，并且可以包括顶盖530、底盖540和由框架520形成的四个侧壁516。顶盖530、底盖540和侧壁516限定了壳体内部的空腔。

框架520例如可以包括单片金属并且可以类似于滤波器组件100的框架120。框架520可以形成壳体的四个侧壁516。壁架522可以围绕框架520的内部延伸。壁架522可以是连续的或不连续的，并且在一些实施例中可以被省略。框架520还可以包括第二谐振器板560，其形成为框架520的一个不可分割的部分。框架520可以例如被压铸以将四个侧壁516、壁架522和第二谐振器板560形成为单个一体结构。

第二谐振器板560可以与壁架522接触和/或可以与壁架122分离。因此，虽然图示的实施例示出了壁架522与第二谐振器板560直接接触并且从第二谐振器板560向上延伸，但是可以理解，本发 明的实施例并不局限于此。第一谐振器板550可以安装在壁架522上。第一和第二谐振器板550、560可以间隔预定的距离，以使得滤波器组件500提供所需的频率响应。

框架520可以由适当的金属，如铝或镀有铜的铝合金制成。虽然在描绘的实施例中框架520是矩形的，但是应当理解，也可以使用其它形状的框架。在一些实施例中，壁架522可以焊接到侧壁516或第二谐振器板560而不是与侧壁516和第二谐振器板560一起以压铸形式形成。框架520还可以包括凹槽524、526和凸缘525、527，其与上面参考图7描述的滤波器组件100的框架120上包括的相应的凹槽124、126和凸缘125、127相同。框架520还可以包括法兰528，其与框架120的法兰128相同，可以用于将滤波器组件500安装到安装表面上。

虽然在上面描述的实施例中顶盖530和底盖540都与框架520分离，但是可以理解，在其他实施例中，与作为一个独立的单元不同，底盖540也可以压铸作为框架520的一部分。

第一谐振器板550可以与上面描述的谐振器板150基本上相同。第二谐振器板560类似地可以与上面描述的第二谐振器板160基本上相同，除了第二谐振器板560可以与框架520整体形成在一起作为单个压铸一体单元之外。因此，将省略对谐振器板550、560的进一步描述。可以理解，在其他实施例中还可以包括一个或多个额外的谐振器板。

可以提供介电间隔物(在图12中未示出)，其被定位在谐振器板550、560之间，与如上所述的介电间隔物被定位在谐振器板150、160之间的方式相同。还可以理解，上面针对滤波器组件100讨论的焊接技术、材料等也可以等同地应用于滤波器组件500。

滤波器组件500可以比上面讨论的滤波器组件100更加简单，因为其需要的制造步骤至少减少一个，即将第二谐振器板560焊接到框架520上。此外，省略该焊接步骤还去除了一个可能的PIM失真源，因为差的焊料连接是可能的PIM失真源。例如，滤波器组件 500可以是用在具有远程电子倾斜功能的相控阵天线上的双工器。

虽然在滤波器组件500中第二谐振器板560以及在一些实施例中底盖540与框架520形成为一个整体，但是可以理解，在其他实施例中，第一谐振器板550和顶盖530(根据需要)也可以替代地与框架520形成为一个整体。

图13是根据本发明另一些实施例的滤波器组件500’的分解透视图。通过比较图12和图13可以看出，滤波器组件500’与上面描述的滤波器组件500几乎相同。然而，在滤波器组件500’中，谐振器板550、560都与框架520’形成为一个整体。例如，框架520’和第一和第二谐振器板550、560可以压铸为单个一体结构。在图13的实施例中，可以省略滤波器组件500中所包含的壁架522。在一些实施例中，顶盖和底盖530、540中的一个或两个还可以与框架520’以及第一和第二谐振器板550、560以例如压铸操作形成为一个整体。

根据本发明的又一些实施例，可以提供使用印刷电路板实现一个或多个谐振器板的滤波器。图14是根据本发明的实施例的使用印刷电路板谐振器板实现的滤波器组件600的分解透视图。这里，术语“印刷电路板”广泛用于指其上具有至少一个图案化导电层的任何衬底。

如图14中所示，滤波器组件600类似于上面参考图5-7讨论的滤波器组件100。滤波器组件600包括壳体610，其包括框架620、顶盖630和底盖640。滤波器组件600还包括一对单独端口670、680和公共端口690。顶盖630、底盖640和端口670、680、690可以与滤波器组件100的各个对应的盖130、140和端口170、180、190相同，因此将省略对其的进一步描述。框架620可以与滤波器组件100的框架120相同。虽然框架620包括壁架622，但是可以理解，在一些实施例中壁架622可以省略或者可以位于沿着侧壁616更低或更高的位置。

滤波器组件600还包括印刷电路板652。印刷电路板652可以例如通过焊接安装在壁架622上(如果有的话)。在这种实施例中， 印刷电路板652与壁架622接触的面可以具有与壁架622直接接触的铜(或其他金属)边框，以便于将印刷电路板652焊接到壁架622。在其他实施例中可以使用其他机制来将印刷电路板652安装在壳体610内。

所示实施例中的印刷电路板652包括双面印刷电路板，其在介电衬底654的顶表面和底表面上都具有图案化导电层。介电衬底654的顶侧上的图案化导电层可以包括第一谐振器板650，介电衬底654的底侧上的图案化导电层可以包括第二谐振器板660。包括相应的第一和第二谐振器板650、660的图案化导电层可以通过在介电衬底654的相应的顶表面和底表面上形成的相应的导电片(例如铜片)上蚀刻孔图来形成。孔图例如可以与谐振器板150、160中包括的孔图相同。在一些实施例中，也可以移除介电衬底654的一些部分，如相应的顶部和底部导电片都被蚀刻的区域之间的部分。移除介电衬底654的这些部分可以提高谐振器板650、660之间的耦合，但是并不必须。

虽然在上述实施例中顶盖630和底盖640都与框架620分离，但是可以理解，在其他实施例中，顶盖630或底盖640可以被压铸为框架620的一部分。

图15是根据本发明的又一些实施例的滤波器组件600’的分解透视图。滤波器组件600’类似于滤波器组件600，不同之处在于滤波器组件600’包括单面印刷电路板652’，其仅仅在其作为第一和第二谐振器板650、660之一的一侧上形成有图案化导电层。铭刻的金属片(或者与框架620整体的金属片)可以用作第一和第二谐振器板650、660中的另一个。在所示的实施例中，印刷电路板652上的图案化导电层用于实现第一谐振器板650，并且提供单独的由金属片形成的第二谐振器板660。在其他实施例中，该配置可以反过来，印刷电路板用于实现第二谐振器板660并且铭刻的金属片用于实现第一谐振器板650。还应当理解，在上面每个实施例中，图案化导电层可以形成在印刷电路板652’的顶侧或底侧。壁架622(如果有的话)的 高度可以基于印刷电路板652’上的图案化导电层的位置而调整(即，在顶上或底上)以保证谐振器板650、660之间的适当间隔以实现希望的滤波器响应。

在本发明的使用基于印刷电路板的谐振器板的实施例中，通常不在印刷电路板上提供调谐短截线。然而，仍然可以执行调谐，例如通过蚀刻掉导电图案的额外部分以降低耦合和/或通过向印刷电路板上焊接或以其他方式附接金属以提高耦合(例如焊接小的箔片)。

图16是根据本发明又一些实施例的滤波器组件700的透视图。滤波器组件700可以类似于上述使用印刷电路板652来实现谐振器板650、660的滤波器组件600。然而，在滤波器组件700中，使用大得多的印刷电路板752，并且框架720包括沿着其侧壁的开槽724，开槽724允许印刷电路板752的第一部分754插入在壳体710内。印刷电路板720的容纳在壳体710内的第一部分754可以包括形成第一和第二谐振器板750、760的导电图案。由于使用了延伸到壳体710中的更大的印刷电路板752，因此有可能在印刷电路板752的延伸出壳体710的第二部分756上实现例如天线的其他元件。

由于印刷电路板752延伸到壳体710中，所以滤波器组件600中包括的单独端口670、680可以省略并被替换为印刷电路板752上的、从印刷电路板752的第二部分756延伸到印刷电路板752的位于壳体710内的第一部分754的迹线或其他传输线结构。滤波器组件600的公共端口690可以替代地和/或附加地省略并被替换为印刷电路板752上的、从印刷电路板752的第二部分756延伸到印刷电路板752的位于壳体710内的第一部分754的迹线或其他传输线结构。图16的滤波器组件700中所实现的用印刷电路板传输线替换滤波器组件600的端口670、680、690中的一个或多个可以有利地降低所需的焊接点的数量，简化天线的制造并且去除各种潜在的PIM失真点。这将参照图17A和17B更详细地解释。

具体而言，图17A是示意性示出包括使用单个公共印刷电路板实现的多个滤波器组件830的天线800的方框图。每个滤波器组件 830可以具有图16的滤波器组件700的设计。图17B是示出了天线800中包括的移相器、滤波器组件和辐射元件之间的连接的示意性方框图。与传统天线相比，天线800的制造更加简单并且产生的PIM失真更少。

首先参考图17A和17B，天线800包括发射路径移相器810、接收路径移相器820、多个滤波器组件830-1到830-7和多个辐射元件840-1到840-7。这些元件都安装在公共印刷电路板850上。在所示实施例中，移相器810、820和滤波器组件830-1到830-7实现在印刷电路板850的一侧上，辐射元件840-1到840-7安装为从印刷电路板850的另一侧延伸，因此使用虚线示出。辐射元件840可以对准以形成线性阵列842。天线800可以包括本领域技术人员已知的许多其他元件，例如远程电子向下倾斜单元、输入连接器、处理单元等。为了简化附图，这些额外的元件未在图17A和17B中示出。

如图17B中所示，发射路径移相器810例如可以包括1x7移相器，其具有单个输入端口和7个输出端口。发射路径移相器810的每个输出端口可以连接到相应的一个滤波器组件830。类似地，接收路径移相器820例如可以包括1x7移相器，其具有7个输入端口和单个输出端口。接收路径移相器810的每个输入端口也可以连接到相应的一个滤波器组件830。发射移相器820可以将从无线电设备接收的RF信号细分为7个子分量并且可以在这7个子分量上应用线性相位锥以电改变由辐射元件840形成的天线波束的仰角，其方式是本领域技术人员已知的。接收移相器820可以类似地将接收的RF信号细分为7个子分量并且在这7个子分量上应用线性相位锥以电改变由线性阵列842形成的接收天线波束的仰角。发射和接收移相器810、820可以是可调节的，并且可从远程位置调节。

每个滤波器组件830可以包括双工器，并且可以用于将发射频带的RF信号与接收频带的RF信号分离/组合。每个双工器830可以具有发射端口832、接收端口834和公共端口836。每个双工器830的公共端口836可以连接到一个相应的辐射元件840。公共端口836 可被配置为使线性阵列842的发射和接收频带的信号通过。每个双工器830的发射端口832可以连接到发射路径移相器810的一个相应输出，并且可被配置为使线性阵列842的发射频带的信号通过而使线性阵列842的接收频带的信号不通过。每个双工器830的接收端口834可被配置为使线性阵列842的接收频带的信号通过而使线性阵列842的发射频带的信号不通过。

每个辐射元件840可以包括例如偶极子辐射元件。虽然更典型地，使用包括以正交极化辐射的两个辐射器的正交偶极或其他正交极化的辐射元件，但是在图17A和17B中显示了标准的偶极子辐射元件以简化该实例。可以理解，如果使用正交偶极辐射元件，移相器810、820和滤波器组件830将被重复以用于正交极化。还可以理解，可以使用任何适当的辐射元件，例如包括贴片辐射元件、喇叭辐射元件(horn radiating element)和其他本领域技术人员已知的辐射元件。辐射元件840可以被排列为形成如图所示的线性阵列840。可以在天线800上提供辐射元件840的多于一个线性阵列842。图17A-17B所示的电路可以针对每个线性阵列重复。

每个双工器830可以例如具有上面讨论的滤波器组件700的设计。如图17A和17B中所示，所有7个双工器830都可以实现在公共印刷电路板850上。该印刷电路板可以包括多个指852。每个指852可以容纳在相应的一个双工器830的壳体内，从而允许所有7个双工器形成在公共印刷电路板850上。

移相器810、820和辐射元件840也形成在和/或安装在公共印刷电路板850上。结果是，移相器810、820和双工器830的输入/输出端口之间的通信路径可以是印刷电路板传输路径，如印刷电路板850上的导电迹线。双工器830和相应的辐射元件840之间的通信路径也可以实现为印刷电路板传输路径。结果是，可以省略掉在传统天线中用于将移相器和辐射元件连接到双工器的焊接的同轴电缆连接。这可以降低天线成本、简化其制造并且去除许多可能的PIM失真降级源。

图18是根据本发明另一些实施例的滤波器组件700’的透视图。滤波器组件700’可以类似于上述的滤波器组件700，不同之处在于滤波器组件700’的壳体720’在其两个相对侧上包括开槽722，并且印刷电路板752’延伸通过两个开槽722使得印刷电路板752具有位于壳体710内的第二中心部分756和延伸于壳体720’之外的第一和第三末端部分754、758。

图19是根据本发明的又一些实施例的组件900的透视图。组件900包括形成在公共印刷电路板930上的多个滤波器组件910。每个滤波器组件910可以类似于上面讨论的滤波器组件700和700’，类似之处在于滤波器组件910使用包括其他组件的印刷电路板930的一部分的顶表面和底表面上的导电图案来实现谐振器板。然而，在滤波器组件910中，其壳体920包括第一和第二开放式盒子922、924，其被焊接到印刷电路板930的相应的顶表面和底表面以覆盖相应的第一和第二谐振器板(图19中不可见)。第一和第二谐振器板被实现为印刷电路板930的位于相应的壳体920内的部分上的导电图案。每个开放式盒子922、924例如可以包括具有四个侧壁并且在一端上具有盖子的金属盒子。金属盒子922、924可以焊接在相应的第一和第二谐振器板之上的位置处以形成滤波器组件910。在所有其他方面，滤波器组件910可以例如与上面讨论的滤波器组件700或滤波器组件700’相同。多个滤波器910可以包括在印刷电路板930上，如图19中示意性示出的。天线的其他元件，如移相器940，也可以实现在印刷电路板930上。这可以有利的允许降低同轴电缆和/或焊接连接的数量，如上面参考图17A和17B所讨论的。可以理解，额外的移相器、辐射元件等也可以以上面参考图17A-17B所讨论的相同的方式安装在印刷电路板上。

根据本发明的进一步的实施例，可以提供具有呈现增强性能的调谐元件的滤波器。在一些实施例中，这些调谐元件可以形成在滤波器壳体的外壁中，例如滤波器的顶盖中、底盖中或侧壁中。此外，调谐元件可以比常规调谐短截线更容易调整、制造更便宜、机械鲁 棒性更强和/或比各种传统调谐元件(如调谐短截线或调谐螺钉)性能更好。

图20是根据本发明的某些实施例的滤波器的调谐元件1000的顶视图。图21是在图20的调谐元件1000被向下移动以调谐滤波器之后的调谐元件1000的底部透视图。图22是其中形成有多个图20的调谐元件的滤波器的顶盖的顶视图。在图22中，一些调谐元件1000在其制造时的原始位置，而其他调谐元件1000已经被向下移动以调谐该滤波器。

如图20-22中所示，在滤波器的壳体1050的盖1060中的开口1062中提供调谐元件1000。在图22中，盖1060是滤波器壳体1050的顶盖1060，但是可以理解，调谐元件1000可以形成在滤波器的底盖、框架中和/或谐振器板上。

调谐元件1000包括耦合元件1010和第一和第二臂1020、1030。第一臂1020将耦合元件1010的第一侧1012连接到顶盖1060，而第二臂1030将耦合元件1010的第二侧1014连接到顶盖1060。在所示的实施例中，耦合元件1010包括通常是环形的金属片，其具有穿过其中的孔1016。第一和第二臂1020、1030每个被实现为弯曲的臂。第一臂1020的第一端1022连接到开口1062的侧壁，而第一臂1020的第二端1024连接到耦合元件1010。类似的，第二臂1030的第一端1032连接到开口1062的侧壁，而第二臂1030的第二端1034连接到耦合元件1010。第一臂1020和第二臂1030的第二端1024、1034连接到耦合元件1010的相对端。此外，第一臂1020和第二臂1030中的每一个弯曲超过圆形耦合元件1010的周长的三分之一，以使得每个臂1020、1030的第一端1022、1032和第二端1024、1034几乎位于圆形耦合元件1010的相对侧上。如下面所详细解释的，调谐元件1000的这种设计允许调谐元件1000在沿着延伸通过开口1062的中心的轴移动时卷曲，其中该轴垂直于滤波器壳体1050的顶盖1060所限定的平面。

调谐元件1000可以通过从诸如顶盖1060的金属片切除通常为 弧形的部分来形成。如图20和22中所示，可以例如通过激光切割或任何其他适当的切割或冲孔技术形成两个弧形的切除部分，每个具有相对恒定的直径并且每个延伸通过大约330度。然而，可以理解，在其他实施例中，弧形切除部分可以具有非恒定的直径和/或可以延伸不同的长度。例如，如果将圆形耦合元件1010替换为椭圆形或矩形的耦合元件，则弧形的切除部分将具有非恒定的直径。还应当理解，在其他实施例中可以使用多于两个臂，这将降低每个弧形切除部分的长度。例如，在替代的示例性实施例中，可以提供三个臂。还应当理解，在所有实施例中，臂1020、1030不必弯曲。

图20-22中所示的调谐元件1000可以用于如下调谐相关联的滤波器。可以沿着大致与由滤波器的壳体1050的壁1060所限定的平面垂直的方向向圆形耦合元件1010施加力，其中壁1060中形成有该调谐元件1000。这个力可以使得耦合元件1010向下位移到滤波器的内部腔体。由于臂1020、1030具有固定长度，所以当耦合元件1010向下移动时，其卷曲以使得每个臂1020、1030的远端1024、1034沿着相应的臂1020、1030的底部1022、1032的方向卷曲。结果是，耦合元件1010可以向下移动而不会有显著的轴向移动(即，耦合元件1010的中心可以保持与盖1060的开口1062的中心大致上垂直对准)。此外，随着耦合元件1010向下移动，耦合元件1010可以保持与由盖1060限定的平面大致上平行。结果是，耦合元件1010可以与布置在调谐元件1000之下的腔体中的谐振器板或其他结构保持大致上平行，并且从而可以由于该平行布置而呈现增强的电容耦合。这可以从图21和22中看出，其示出了几个调谐元件1010在滤波器的腔体内位移以调谐滤波器之后的这几个调谐元件1010。

在调谐过程期间耦合元件1010向下位移得太远的情况下(此时增强的电容耦合将停止帮助改进滤波器的性能，反而开始降低其性能)，L形探针的短端可以插入在耦合元件1010的孔1016内，并且可以施加向上的力以向上拉耦合元件1010以降低耦合。可以利用处于各种位置的耦合元件1010来测试滤波器1050以调谐滤波器1050， 直到实现或超过最低性能级别。一旦滤波器1050被调谐，可以在开口1062上放置贴纸以防止碎片落入滤波器1050内。

图23A-23D是传统滤波器调谐元件的透视和平面图。参考图23A，滤波器壳体的顶盖1110被显示为包括安装在其中的多个传统调谐螺钉1100。顶盖1110具有多个延伸通过其中的孔径1112(一个调谐螺钉1110已经被移除以显示孔径1112)。螺纹衬套1114可以焊接在每个孔洞1112上。调谐螺钉1100螺纹通过相应的螺纹衬套1114以延伸进入相应的孔洞1112。调谐螺钉1100可以容易的进一步螺纹旋入和旋出螺纹衬套1114，并且从而旋入和旋出滤波器的腔体，因此可以便于非常精确地调谐滤波器。调谐螺钉1100可以多次调节而没有性能降级。由于调谐螺钉1100被插入在螺纹衬套内，因此没有开口来允许电磁辐射泄漏。此外，调谐螺钉1100能够接受自动调谐。自动调谐是指设备被用于位移滤波器上的调谐元件并且在这种位移期间或之后测量滤波器的响应的过程。调谐螺钉1100可容易地适应自动调谐，因为可用于收紧和放松螺钉的自动设备易于获得。虽然未示出，但是在其他实施例中，可以使用更厚的顶盖1110，其具有形成在其中的螺纹孔洞，可以不再需要螺纹衬套1114。

然而，调谐螺钉1100和螺纹衬套1114增加了滤波器的材料成本并且需要将衬套1114焊接到孔洞112上方增加了制造成本。此外，焊接连接是潜在的PIM失真源。在用螺纹孔洞代替孔洞1112和螺纹衬套1114的替换实施例中，更厚的顶盖1110可能增加滤波器的重量和材料成本，以及调谐螺钉1100的成本。由于潜在的不一致的金属与金属接触和/或因为当调谐螺钉1100螺纹旋入相应的衬套1114内时可能从调谐螺钉1100或螺纹衬套1114(或螺纹孔洞)切除小的金属切屑并且这些小的金属切屑可能落入滤波器中，所以调谐螺钉1100也成为潜在的PIM失真源。调谐螺钉1100还可能响应于可能负面影响调谐的振动而容易移动。因此，虽然调谐螺钉1100可以提供非常精确的调谐，但是它们的实现昂贵并且具有潜在的性能缺点。

参考图23B，滤波器壳体的盖1130被显示为包括安装在其中的 多个自锁的调谐螺钉1120。自锁的调谐螺钉1120安装在盖1130中的相应的螺纹孔洞1132中。自锁的调谐螺钉1120还可以提供非常精确的滤波器调谐，并且可以相对多次地调节而不会产生性能降级。自锁的调谐螺钉1120非常容易自动调谐并且不包括任何允许电磁辐射泄漏的开口。然而，自锁的调谐螺钉1120具有上面所讨论的普通调谐螺钉1100的每个缺点，即，成本增加、需要更厚的盖，并且调谐螺钉1120由于金属切屑、螺钉变松和/或不一致的金属与金属接触而成为可能的PIM失真源。

图23C是形成在滤波器壳体的顶盖1150中的常规单弯调谐短截线1140的平面视图。如图23C中所示，单弯调谐短截线1140包括具有底部1142的悬臂式的指和与底部1142相对的远端1144，底部1142附接到顶盖1150。可以在单弯调谐短截线1140的远端1144中形成孔1146。单弯调谐短截线1140可以通过从顶盖1150中切除U形区域来简单地形成。单弯调谐短截线1140的底部1142可以比单弯调谐短截线1140的其余部分更窄以使得其更容易弯曲单弯调谐短截线1140。单弯调谐短截线1140机械上可以非常健壮并且其形成可以非常简单和廉价。

为了调谐滤波器，单弯调谐短截线1140可被向下弯曲以使得调谐短截线1140的远端1144容纳在滤波器的腔体中。单弯调谐短截线1140通过改变包括调谐短截线1140的滤波器的元件(这里是顶盖1150)和滤波器的另一元件(例如谐振器板)之间的耦合的量来调谐滤波器。由于只有单弯调谐短截线1140的远端移动得显著更接近滤波器的另一元件，因此单弯调谐短截线1140的调谐效果可能非常低，因为其不能显著增大电容耦合的量。结果是，可能需要更多数量的单弯调谐短截线1140，这增加了制造成本。此外，由于单弯调谐短截线1140向下弯曲，所以在顶盖1150中出现大的开口，这可能使得电磁辐射逃选。这种影响可能由于需要相对大量的单弯调谐短截线1140而加重，表示当调谐短截线1140被调整以提供耦合的显著增加时可能出现大量的这种开口。此外，只要使用单弯调谐 短截线1140，在单弯调谐短截线1140被弯曲以影响调谐时可能会出现微裂纹。例如如果特定单弯调谐短截线1140被多次弯曲，这种微裂纹可能进一步发展。这些微裂纹可能是PIM失真源。因此，虽然单弯调谐短截线1140具有简单的优点，但是这种单弯调谐短截线1140的使用可能降低滤波器的性能。

图23D是在滤波器壳体的顶盖1170中形成的常规的双弯调谐短截线1160的平面图。如图23D中所示，双弯调谐短截线1160与单弯调谐短截线1140的相似之处在于调谐短截线1160包括底部1162和远端1164，并且可以通过从顶盖1170切下具有图23D中所示的形状的开口而形成。然而，双弯调谐短截线1160具有更窄的指部1168(即，底部1162和远端1164之间的部分)并且双弯调谐短截线1160的远端1164被加宽。在所示的实施例中，远端1164具有矩形形状，但是可以使用任何形状。可以在双弯调谐短截线1160的远端1164中形成一个孔1166。双弯调谐短截线1160的指部1168可以在两个位置弯曲，即，在底部1162处和在指部1168的末端处(即，在加宽的远端1164之前)。调谐短截线1160中的临近底部1162的第一弯可以用于改变双弯调谐短截线1160的远端1164和基础结构之间的距离，双弯调谐短截线1160中的临近远端1164的第二弯可以用于保持加宽的远端1164大致平行于基础结构，而不管第一弯的程度。与图23C的单弯调谐短截线1140相比，这可以增加双弯调谐短截线1160和基础结构之间的电容耦合。

双弯调谐短截线1160具有简单的形状，并且由于双弯调谐短截线1160可以产生显著的电容耦合，其可以提供类似于调谐螺钉的显著的调谐能力。然而，使用双弯调谐短截线1160非常麻烦，因为它需要多个弯，并且它的机械刚性更低，从而更容易响应于振动等而解谐。由于双弯调谐短截线1160向下弯曲，所以双弯调谐短截线1160还留下了相对大的开口，这允许电磁辐射泄漏。

再次参考图22，可卷曲的调谐元件1000相对于上述常规调谐元件1100、1120、1140、1160可以呈现多个显著优点。例如，与上述 调谐螺钉1100、1120相比，可卷曲的调谐元件1000实现起来可能便宜得多，因为可卷曲的调谐元件1000不需要额外的部件并且可以通过简单地切割或穿孔金属片而形成。可卷曲的调谐元件1000更不可能作为PIM失真源，并且可以实现在比一些调谐螺钉实施例更薄的盖上。可卷曲的调谐元件1000还可以具有良好的机械刚性，并且可以呈现与调谐螺钉差不多的性能。

与调谐短截线1140、1160相比，可卷曲的调谐元件1000可以仅呈现轴向移动(即，沿着与由调谐元件1000形成于其中的壁所限定的平面垂直的轴移动)，这可以简化调谐过程。此外，可卷曲的调谐元件1000可以呈现比可弯曲的调谐短截线1140、1160更低级别的电磁辐射泄漏并且提供更加显著的调谐效果。可卷曲的调谐元件1000使用可能更加简单(即，更容易弯曲)并且由于可卷曲的调谐元件1000仅沿一个方向移动而更适合自动调谐。与单弯和双弯调谐短截线1140、1160相比的大致改进性能如图24A至26C所示，它们是这三种不同类型的调谐元件的各种模拟性能参数的横截面和透视图。

具体地，首先转向图24A-24C，其提供了根据仿真中所使用的本发明的实施例的单弯调谐短截线1200、双弯调谐短截线1220和可卷曲的调谐元件1240的示意图。如图24A中所示，单弯调谐短截线1200包括通过在滤波器1210的壁1212中制造U形切口而形成的悬臂式指1202(见图25A)。悬臂式指1202向下弯曲到滤波器1210的腔体1214中，如图25A中可见。参考图24B和25B，双弯调谐短截线1220包括通过在滤波器1230的壁1232中制造U形切口而形成的悬臂式指1222。悬臂式指1222可以比悬臂式指1202更长。悬臂式指1222被向下弯曲到滤波器1230的腔体1234中，并且另一个弯可以添加在悬臂式指1222的远端1224附近，以使得双弯调谐短截线1220的远端大致平行于由壁1232限定的平面延伸。参考图24C和25C，可卷曲的调谐元件1240具有上述的可卷曲的调谐元件1000的设计。

图25A-25C分别是图24A-24C的调谐元件的横截面图，其示出了沿着相应的横截面的电场。如图25中所示，单弯调谐短截线1200与基础谐振器板1216仅电容耦合相对小的级别，因为只有单弯调谐短截线1200元件的远端与谐振器板1216非常靠近。双弯调谐短截线1220呈现提高的电容耦合。然而，由于轴向对准的程度取决于双弯调谐短截线1220向下弯曲到腔体1234中多远，所以双弯调谐螺钉1220可能不与盖1232中的开口1238轴向对准。相反，如图25C中所示，可卷曲的调谐元件1240呈现出与滤波器壁中的开口的高度轴向对准以及高度电容耦合。

谐振腔滤波器的调谐元件的性能的另一个测量值是通过调谐元件结构逃逸的电磁辐射的量。图26A-26C分别是滤波器壳体之外、图24A-24C的调谐元件上方的电场的透视图，其示出了该性能参数。如图26A中所示，单弯调谐短截线1200呈现相当大量的泄漏，电场达到峰值强度7.88x10⁶V/m。如图26B中所示，双弯调谐短截线1220呈现更多的泄漏，电场达到峰值强度1.24x10⁷V/m。如图26C中所示，可卷曲的调谐元件1240呈现最少量的泄漏，电场达到峰值强度6.36x10⁶V/m。该泄漏只有双弯调谐短截线1220的泄漏的大约一半。

图27是将根据本发明的实施例的可卷曲的调谐元件的谐振频率调谐范围与传统的调谐螺钉以及与传统的单弯和双弯调谐短截线进行比较的图表。图27中的结果是通过仿真得到的。如图27中所示，滤波器的谐振频率被调谐的量取决于所涉及的调谐元件和基础谐振器板之间的最小距离。在该实例中，谐振器板位于包括各个调谐元件的顶盖下方8.25mm处。对于仿真来说，每个调谐元件向下朝向谐振器板位移，距离范围从没有位移(对应于8.25mm的水平轴值)到7.75mm的距离(对应于0.5mm的水平轴值)。

从图27的图表中可以看出，双弯调谐短截线1220和可卷曲的调谐元件1240呈现最大的调谐范围量，每个能够将谐振频率调谐超过35MHz。这两种类型的调谐元件的谐振频率调谐性能基本上相同，如图27中所示，但是如上面所讨论的，可卷曲的调谐元件1240 在易于使用、适合自动调谐、电磁辐射泄漏性能和PIM失真性能方面具有超过双弯调谐短截线1220的多个优点。调谐螺钉也提供相对大的谐振频率调谐范围，但是仍然没有可卷曲的调谐元件1240那么好，并且具有多个其他缺点，如上面所讨论的。单弯调谐元件1200仅提供有限的谐振频率调谐范围(小于可卷曲的调谐元件1240的调谐范围的一半)，并且具有如上所述的多个其他缺点。

图28是用于根据本发明的进一步实施例的滤波器的多个可卷曲的调谐元件1300的顶视图。如图28中所示，每个可卷曲的调谐元件1300包括耦合元件1310和三个臂1320、1330、1340。可卷曲的调谐元件1300可以通过在金属板中切下三个大致V形的切口而形成。臂1320、1330、1340形成在相邻的V形切口的腿之间。耦合元件1310中可以包括孔1316。在所示的实施例中，耦合元件1310具有大致三角形的形状，当然也可以使用其他形状。可卷曲的调谐元件1300的操作方式与上述的可卷曲的调谐元件1000相同，不同之处在于可卷曲的调谐元件1300由三个臂而不是两个臂支撑。

根据本发明的实施例的上述调谐元件可以通过穿孔或切割用来形成滤波器的壳体的金属片而形成，因此不需要任何额外部件。此外，虽然上述调谐元件非常适合于具有片状金属壳体和/或盖的滤波器，但是可以理解，本文所述的调谐元件可以用于其他应用中，包括具有由除了片状金属之外的材料形成的壳体/盖的滤波器，和/或作为内部调谐元件。

根据本发明的实施例的可卷曲的调谐元件比常规调谐螺钉便宜的多，并且将不产生金属切屑或碎片或者呈现差的金属到金属接触(如同使用调谐螺钉的滤波器那样，这会产生无源互调失真)。根据本发明的实施例的可卷曲的调谐元件还优于常规的可弯曲的调谐短截线之处在于它们更容易移动以进行调谐，呈现低的电磁辐射水平、机械刚性并且抗振动、具有高的调谐范围，并且可被设计来在正好需要的地方提供调谐电容。

参照附图已经在上面描述了本发明，其中示出了本发明的某些 实施例。但是，本发明可以体现为许多不同形式，而不应被解释为限于这里所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使得本发明是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。

除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有如由本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。本文中在本发明的描述中使用的术语仅用于描述特定实施例，并非意在限制本发明。如本发明说明书和所附权利要求中使用的，单数形式“一”、“一个”和“这个”旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。还应当理解，当元件(例如设备、电路等)被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或耦合到其它元件也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。

在附图和说明书中，已经公开了本发明的典型实施例，并且，尽管采用了特定术语，但它们仅用于一般性和说明性的意义，而不用于限制，本发明的范围由下面的权利要求所限定。