专利名称：滤波器调谐器件以及包括若干这种器件的调谐平板的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及射频滤波器，例如可以是用在移动无线系统内的、HF域内的带通滤波器，本发明尤其涉及对这种滤波器的调谐。
背景技术：
需要某种调谐装置能将一个HF滤波器调谐到合适的频率上。这可以用例如是单独的一只调谐螺丝或用调谐平板来实现，在这种调谐平板上，一只调谐螺丝可以移动该调谐平板的一部分。
传统的BP(带通)滤波器包括主体、罩、滤波器谐振腔、中心导体、调谐螺丝、一个输入回路、一个输出回路以及连接器。滤波器谐振腔的壁是由滤波器箱的内表面构成的。滤波器箱是由空心主体和罩形成的。中心导体位于滤波器谐振腔的内部。用来将滤波器(作为中心导体)调谐到适当频率上的调谐螺丝位于罩内，并延伸到滤波器的谐振腔内。将一个调谐螺丝安装在罩内，以用于该滤波器内的每一个中心导体。预定让每一个中心导体都能接收以及/或发射不同频率内的无线电信号。输入回路和输出回路都连接到连接器，连接器可以通过电缆连接到功能单元，例如印刷电路板(PCB)及天线。对本领域人员来说，如上所述的滤波器内的各种器件的排列是众所周知的。在已有系统的典型情况中，使用的是有锁定螺母的调谐螺丝。在调出与中心导体相应的正确频率之前，一直通过转动螺丝来调谐滤波器。当完成调节之后，可以拧紧螺丝上的锁定螺母，从而固定该螺丝。当转动螺丝时，螺丝和中心导体之间的电容改变了。
通过旋转调谐螺丝，可以用相同的方式对具有调谐平板的滤波器进行调谐。其不同之处在于，不是使用锁定螺母将调谐螺丝固定在合适的位置上，而是可以使用调谐平板。当螺丝旋转时，螺丝轴向移动了调谐平板的一部分。这样做会在调谐平板内产生一个张力，它在调谐螺丝转动时增加对调谐螺丝的摩擦力，这样就可将调谐螺丝固定在适当的位置上。在这种情况下，可通过移动调谐平板的一部分来改变电容量。螺丝仅仅移动平板，且不对电容的改变产生较大影响。已有的调谐平板的状况具有在调谐平板的每一个区域周围的玫瑰图案中形成的弯曲的缝隙，它与一个调谐螺丝相对应。缝隙(slit)的形成方式使得玫瑰图形的中心部分能轴向移动。
发明概述本发明侧重于位于主体和罩之间的调谐平板。可看出时下的方法存在问题。首先，在自动测试时，不使用调谐平板来调谐第一类型的已有滤波器的情况下的这种调谐产生了问题，这是由于在拧紧锁定螺母时需要两个工具。如果使用具有锁定螺母的调谐螺丝，则由锁定螺母自身的旋转也会导致螺丝旋转。因此，必须使用一个第二工具，以便在用第一工具拧紧锁定螺母的同时能固定螺丝。由于这种方法耗费更多时间、更多空间，并使用了比所必须的或最佳的更多的工具，所以令人感到很不方便。
其次，当使用了具有位于玫瑰图案内的弯曲缝隙的已有调谐平板的情况下，对地阻抗相对为高，且电流对地不是最短路径。为避免交叉调制IM，必须使一部分调谐螺丝与调谐平板电绝缘，最好是使用固定在调谐平板上的PTFE(特氟隆)垫圈。
通常，滤波器内的部件都是在表面上高精度制造的，其中的表面构成了位于调谐平板和主体之间的接触表面，且使用螺丝构成连接。为使电磁辐射(EMC)最小，位于被浇注部件即主体与调谐平板之间的电接触必须非常好。为满足对滤波器的高工作频率(大约为1.8Ghz)的需要，螺丝间的距离必须相对地小(大约为20mm)，这意味着滤波器内所需的螺丝数目非常大。
同样强调需要位于主体和罩之间的良好接触的另一个因素是会有交叉调制(IM)的危险。应当用最小的总面积制造调谐平板内的孔，用于使出现IM的风险最小。
因此，本发明的一个目的是通过使缝隙的面积最小，从而使调谐平板内有关缝隙的问题最小化。本发明的另一个目的是通过在已有调谐平板的情况下使用直缝隙而不是弯曲的缝隙，使电流对地不是最短路径的问题最小化。本发明还有一个目的是使用集成在调谐平板内的弹簧元件，以获得在主体和调谐平板之间的良好接触，以这种方法，就可使出现交叉调制(IM)的危险最小。为使电磁辐射(EMC)最小，位于主体和调谐平板之间的电接触非常好，这是因为调谐平板内的那些弹簧。
本发明的中心思想是制作一种具有调谐单元的调谐平板，这些调谐单元具有对角地从中心正方形伸出的直且窄的缝隙，本发明在每个调谐单元内的调谐平板中具有众多的下凹部件，这样，调谐平板呈波浪形围绕着中心正方形，以便使对地阻抗最小，本发明还用来改善IM特性，并允许平板在调谐螺丝的轴心方向上充分地移动。在这种情况中，充分的移动意味着至少2-3mm。
对缝隙和凹陷的这种组合使得一种有效的和便利的方案成为可能。
其结果将会是有一个可以自动调谐的滤波器，它具有更为有用的价值，并且所冒的交叉调制的风险更小。
如果具有调谐单元及弹簧的调谐平板是依据本发明的最佳实施例设计的，则与已有方案中的情况相比，罩内紧固螺丝的数目大约可以减少60％。
调谐及电封接功能被统一于一个元件中，即调谐平板中。
当使用有凹陷及四个缝隙的方案时，同已有系统中的情况相比，与中心导体协作的调谐平板的面积增大了50％。如果面积较大，则滤波器易于被调谐(C＝ε*A/d)。
由于同已有图案的玫瑰形的情况相比，调谐单元更易于移动，所以调谐滤波器所需的力大约减少到原来的1/2-1/4，这意味着调谐平板的厚度可以降低。
可通过使用从中心正方形斜对角伸出的直且窄的缝隙，使得调谐平板内的孔的面积减少到大约为现在所需面积的一半。
在调谐平板上不需要用电绝缘的PTFE(特氟隆)垫圈将若干调谐螺丝中的一部分与调谐平板绝缘，这是因为在调谐平板内的缝隙的面积更小了，还因为主体和调谐平板之间的接触更加良好。
附图的简要说明以下将参照本发明的最佳实施例，更详细地说明本发明，其中的实施例仅仅是通过举例给出的，并展示于附图之中，其中
图1示意性地显示了例如是用在移动电话系统中的一个已有滤波器的情况下的一个侧面切图。
图2示意性地显示了已有调谐平板的情况的一个透视图，它具有使螺丝连接到主体的孔、用在例如是移动电话系统内的一个滤波器的调谐平板以及罩。
图3示意性地显示了例如是用在移动电话系统中的一个已有滤波器的情况中的一个谐振腔的侧面切图。
图4示意性地显示了本发明最佳实施例的透视图。
图5示意性地显示了调谐平板的最佳实施例的一个顶视图，其中显示出凹陷和缝隙位于一个调谐单元内。
图6示意性地显示了在本发明最佳实施例的一个调谐单元中的凹陷的侧面切图。
图7示意性地显示了调谐平板的最佳实施例的顶视图，其中显示了十个调谐单元，显示了位于调谐单元之间的以及位于调谐平板边缘的弹簧、用于用螺丝与底座连接的多个孔、罩以及调谐平板还有凹陷和缝隙。
图8示意性地说明的位于本发明调谐平板边缘的弹簧元件的最佳实施例。
图9a示意性地说明了位于调谐平板内的两个调谐单元之间的弹簧元件的最佳实施例的一个侧视图。
图9b示意性地显示了位于调谐平板内的两个调谐单元之间的弹簧元件的最佳实施例的顶视图。
图10示意性地显示了位于本发明的一个调谐平板边缘的一个弹簧的侧视图。
图11示意性地显示了一个侧面切图，它显示了例如是用于移动电话系统内的一个滤波器中的本发明之所在。
图12示意性地显示了具有调谐平板的一个滤波器的透视图。
实施例的详细说明简单地说，本发明提供了一种装置，用于在例如是移动无线电系统中所使用的射频/BP滤波器的调谐。本发明重点在于位于主体111和罩110之间的调谐平板300。
图1示意性地显示了例如是用在移动电话系统中的一个已有滤波器20的情况下的一个侧面切图。传统的BP(带通)滤波器包括一个主体111、罩110、滤波器谐振腔114、中心导体112、调谐螺丝113、输入回路120、输出回路121和连接器122、123。滤波器谐振腔114的壁124由滤波器外壳的内表面形成。滤波器外壳是由中空主体111以及罩110构成的。中心导体112位于滤波器谐振腔114内部。调谐滤波器即中心导体112到适当频率的调谐螺丝113被安装在罩110内，并伸到滤波器谐振腔114中。对滤波器内的每一个中心导体112，都有一个安装在罩110中的调谐螺丝113。计划让中心导体112中的每一个都能接收以及/或发射位于不同频率的无线电信号。输入回路120和输出回路121与连接器122、123连接，且连接器可通过电缆(未示出)连接到功能单元(未示出)，诸如印刷电路板(PCB)以及天线。在调节出相应于中心导体112的正确频率之前，一直通过调谐螺丝113来调谐滤波器。当完成调节之后，就如图3所示，在螺丝113上拧紧一个锁定螺母115，以固定螺丝113。当转动螺丝113时，位于螺丝113和相应的中心导体112之间的电容改变了。
对具有调谐平板100、300的滤波器的调谐使用了与此相同的方法，即在调节出正确频率之前，一直旋转调谐螺丝113。正如可从图11中看到的那样，在滤波器中，调谐平板位于底座和罩之间。不同之处在于，不是使用锁定螺母115来固定调谐螺丝113的位置，而是可以使用调谐平板100、300。当螺丝113旋转时，螺丝113轴向地移动调谐平板100、300的一部分。这样在调谐平板100、300中产生了一个张力，它增加了旋转时对于调谐螺丝113的摩擦力，并因此将调谐螺丝113固定在适当的位置上。如果需要更多的摩擦力，可以使用涂有塑料的螺丝，这种螺丝也叫止动螺丝。当使用调谐平板时，是通过移动调谐平板——调谐单元的一部分来改变电容的。在图2所示的已有调谐平板100的情况中，调谐单元400等价于包含玫瑰形图案的弯曲缝隙201的区域。缝隙201的构成方式使得玫瑰中心101能轴向移动。调谐平板内的调谐单元的中心102、302位于相应的中心导体的中心142的上方。螺丝113仅仅移动平板100、300，而不对电容的改变产生重大影响。
提供了一种可机械调整的电容，例如是一种与调谐平板相结合的调谐螺丝113，其中调谐螺丝可以直接与调谐平板电接触，或者也可以不与调谐平板直接电接触。
当使用具有在玫瑰图形的弯曲缝隙201的现有调谐平板100时，对地阻抗相对较高，电流对地不是最短路径。为避免交叉调制IM，必须使若干调谐螺丝113中的一部分与调谐平板电绝缘，最好是使用固定在调谐平板上的PTFE(特氟隆)垫圈(未示出)。
图4示意性地显示了本发明最佳实施例的透视图。在这一实施例中，调谐平板300具有十个调谐单元401。
图5示意性地显示了调谐平板300的顶视图，其中显示了依据一个实施例的一个调谐单元401内的凹陷1、缝隙2和凸块3。调谐平板具有凹陷1和缝隙2。凹陷1被集成在调谐平板100上，并如图6所示，具有不同的长度，这一点非常重要，因为这样可以在平板上获得柔和的移动。间距(a)应该比间距(b)长，且间距(a)和(b)之间的夹角应该在大约90°，最好大于90°，以获得柔和的移动。
在调谐单元的中心，制作了一个升高的区域——凸块3，以便吸收来自调谐螺丝的力(F)。凸块位于正方形5的中间。如图5所示，缝隙2在调谐平板上呈径向延伸，并超出最外层的凹陷6。调谐平板呈波浪状地位于缝隙2之间。
这意味着凹陷1是由一连串的脊7和谷8构成的，且这些脊7和谷8形成正方形，其中由缝隙2将该正方形分为到四个实质相同的部分。其它的几何形例如圆形或多边形也是可以的。
图6示意性地显示了处于本发明最佳实施例的一个调谐点附近的凹陷的一个侧剖面图。
图7示意性地显示了调谐平板300的一个最佳实施例的顶视图，图中显示了十个调谐单元401，并显示了其中的位于调谐平板边缘的弹簧4、位于多个调谐单元401之间的弹簧11、用于让底座111、罩110和调谐平板300连接的螺丝穿过的孔9还有凹陷1、缝隙2和凸块3。平板300最好为0.3mm厚，并最好用镀银的黄铜制作该平板。调谐平板被屏蔽，即借助于弹簧4、11而接地。本发明的中心思想就是要制造一种具有调谐单元401的调谐平板300，并使得该调谐平板300中的每一个调谐单元内都有众多的凹陷1；其中调谐单元401具有许多直且窄的缝隙2，这些缝隙从中心正方形5呈对角伸出，这样调谐平板就呈波浪状围绕着中心正方形5，以使对地阻抗最小，从而改善了IM特性，并可允许该平板在调谐螺丝113的轴向上有足够的移动。正是螺丝2和凹陷1的这种组合，使得可以有效、便捷地解决上述问题。
由具有两个脊7和两个谷8的凹陷组成的波形是按以下顺序构成水平中心正方形5、脊7、谷8、脊7、谷8、调谐平板300的水平表面。如图6所示，脊7与调谐平板位于同一水平面，谷8与中心正方形5位于同一水平面。
图8示意性地显示了位于调谐平板边缘的弹簧4的最佳实施例。这些弹簧被集成在调谐平板内，并可通过从调谐平板上除去材料而制造出这些弹簧。同样，图中还同时示出了用于使底座111、罩110和平板300相连的螺丝穿过的孔。
图9a示意性地显示了位于调谐平板300内的两个调谐单元401之间的弹簧11的最佳实施例的顶视图。是通过从调谐平板300上除去材料而制造出这些弹簧的。
图9b示意性地显示了位于调谐平板300内的两个调谐单元401之间的弹簧元件11的最佳实施例的侧视图。该图显示了这些弹簧11是如何弯曲，以便通过在一点12接触使得能与底座接触得更好。
图10示意性地显示了位于调谐平板300边缘的一个弹簧的侧视图。该调谐平板在滤波器的箱壁内接地。弹簧4是一个集成在调谐平板300内的一个细长部件。这些弹簧改善了主体111和调谐平板300之间的接触。弹簧4的制造简单，具有柔性结构并有良好的接触，且弹簧4之间相对较短的间距(大约为1.5mm)。每个弹簧4都能如图10所示地弯曲，所以底座111和弹簧4之间的接触仅在一点10上，而不是在一个很大的区域上。通常，使用调谐平板进行调谐的无线基站用滤波器是使用具有滤波器谐振腔、的浇铸部件(以下称为底座111)调谐平板300和罩110制造的。
虽然上述实施例都使用了螺丝来实现对电容的调节，但也可以使用其它类型的调节装置以及电容装置。对螺丝的使用特别提供了一种更为方便的方法，即仅仅通过让机器人转动螺丝来实现自动检测。这还意味着当调谐滤波器时仅需要一个工具。虽然上述实施例都使用了螺丝来实现对电容的调节，但也可使用其它类型的调节装置以及电容装置。对螺丝的使用特别提供了一种更为方便的方法，即仅仅通过让机器人转动螺丝来实现自动检测。这还意味着当调谐滤波器时，仅仅需要一个工具。
很明显，可以在一个滤波器内设置一个或多个调谐平板，每个调谐平板具有一个或几个调谐点，弹簧可以是固定在调谐平板或主体上的分立元件，滤波器可以具有一个或多个谐振腔，调谐平板的波浪形部件中的脊和谷的数目可以是一个或多个，这没有脱离本发明的主旨。
上述实施例仅仅用于说明，并不能作为对本发明的限制。对本领域的任何一个普通技术人员来说，很明显可以依据上述实施例，作出未脱离本发明的主旨和范围的改动。因此，本发明不应当只被限制在上述例子中，还应该被看作是与以下权利要求书中的范围相等。
权利要求
1.设置于调谐平板(300)上的用于无线设备的一种调谐器件，其中对设备的调谐是由使用与所述调谐平面大体垂直的方向的力来实现的，该调谐器件包括a)若干下凹部件(11，12)，所述部件就所述平板来说是下凹的，每个部件都是这样设计的，以形成朝一个公共点收敛的一个波状表面，b)一个中心平板(3)，与所述下凹部件(11-12)中的每一个都相结合，以便接收所述调谐力，所述多个下凹部件彼此之间是分开的，但都与所述中心平板(3)相结合，并收敛于中心平板的中心。
2.如权利要求1所述的调谐器件，其特征在于所述中心平板(3)在板的中心提供有一个升高的部分(3a)，以便接收所述调谐力。
3.如权利要求1-2所述的调谐器件，其特征在于下凹部件(1)是由实质上的三角形部分构成的，该三角形部件的上部被截去，并与所述中心平板相结合，所述三角形部件的底座部分与调谐平板(300)结合在一起。
4.如权利要求3所述的调谐器件，其特征在于所述三角形部件被弄皱为波状图形。
5.如权利要求4所述的调谐器件，其特征在于所述波状图形是不对称的，这样，就所述调谐力来说是朝下的部件与朝上的部件具有不同的长度。
6.在无线设备内的一种调谐平板(300)，包括若干谐振腔，其电特性是要受到调谐的，所述调谐平板还包括如权利要求1-5中的每一个所述的若干调谐器件，其k所述多个调谐器件(401)被并排集成在所述调谐平板上，并放置在与各个谐振腔都相关的位置上。
7.如权利要求6所述的调谐平板，其特征在于弹簧状器件被放置在两个相邻放置的调谐器件(图7中的401)之间，它与无线设备相接触，以便能封闭调谐平板。
8.如权利要求7所述的调谐平板，其特征在于若干弹簧状器件(4)被并列排列在两个相邻放置的调谐器件(401)之间。
全文摘要
本发明涉及用在移动电话的射频滤波器设备中一种调谐器件,在这种设备中,需要将一个或多个谐振腔调谐到恰当的频率上。本发明还涉及包含若干这种调谐器件的调谐平板。调谐器件(401)最好是由滤波器设备的调谐平板(300)内的等边的或正方形的下凹部件(1,6)构成。下凹部件会聚于正方形的中心平板(5),该平板具有抬高的或向上的球形体(3)。通过转动该设备上的调谐螺丝,可对该平板以及周围的下凹部件产生一个力。这一点暗示可自动地、更安全地进行调谐,并使出现交叉调制的危险的情况更少。本说明书中说明了若干不同的实施例。
文档编号H01P1/20GK1258385SQ9880565
公开日2000年6月28日 申请日期1998年5月15日 优先权日1997年5月30日
发明者B·U·E·亨宁松, S·P·林德尔 申请人:艾利森电话股份有限公司