专利名称：滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如在权利要求1的前序中所定义的滤波器，优选的是，这种滤波器具有提取叠加在RF信号上的DC或低频信号的装置。
背景技术：
通常，DC电压和低频通信信号叠加在馈入滤波器的用于移动通信的RF信号上。DC电压可以用来驱动处在滤波器内的低噪声放大器(LNA)，而低频通信信号含有滤波器内部使用的信息，低频通信信号与DC电压一起或者不是一起从滤波器发送或者通过滤波器，不会受到滤波器的传递函数的作用而失真。
为了能实现这个目的，必需在RF信号进入滤波器结构前将DC电压与低频通信信号一起从输入信号中取出，如果需要，可以将DC电压和/或低频通信信号添加给滤波器的输出端。
这些年来业已提出了几个解决方案，图1和2示出了下面要较详细说明的解决方案。提取DC电压和低频通信信号的装置的主要功能包括与输入耦合杆或第一谐振器并行配置的低通滤波器(LP滤波器)。图1和2所示的这两个解决方案具有类似的缺点，因为它们难以以可靠和稳定的方式生产。存在无源互调(PIM)的危险，并且难以控制限制性能的结构容差，使得图1和2所示的解决方案大量制造很不经济。此外，这种LP滤波器的结构往往会导致RF漏入DC电压和低频通信信号。
与本发明所提出的类似的结构可参见Salvatore等人的US5,023,579，该专利揭示了一种集成带通/低通滤波器，其中第一和最后谐振器与关联连接器耦合。低通滤波器安置在第一和最后谐振器内，馈入谐振器的RF信号受到低通滤波，因此形成一个对RF信号的带通滤波器。因此，RF信号受到低通滤波，这并不是本发明的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的制造能得到比现有技术的解决方案更紧凑的滤波器的滤波器盒的方式。
一种合适的解决方案是用如在权利要求1的表征部分中所明确的滤波器来实现的。
这种创造性的滤波器的优点是可以降低制造过程中对容差的要求，从而可以大大缩小滤波器的内部结构，此外这种创造性的滤波器能将例如带螺纹的接头在铸造期间集成在滤波器盒内。这种滤波器的一个优选实施例的优点是盒用锌或锌合金铸造，这比用铝铸造容易，而且可以延长在铸造盒时所需的工具的寿命。
下面将结合以非限制性方式提供的附图对本发明进行说明，以增强对本发明的理解。
图1示出了提取叠加在RF信号上的DC电压或低频信号的第一现有技术的装置。
图2示出了提取叠加在RF信号上的DC电压或低频信号的第二现有技术的装置。
图3示出了按照本发明所设计的DC提取装置的第一实施例。
图4a和4b示出了按照本发明所设计的DC提取装置的第二和第三实施例。
图5示出了在滤波器内实现的DC提取装置的第四实施例。
图6a和6b示出了图5所示的滤波器的剖视图。
图7示出了包括DC提取装置的滤波器的第一实施例的方框图。
图8示出了包括DC提取装置的滤波器的第二实施例的方框图。
具体实施例方式
图1和2示出了在RF滤波器内的DC提取装置的现有技术解决方案，其中需提取的信号(DC电压或通常用于通信的低频信号)叠加在RF信号上。
图1示出了第一种在具有盒3a、3b和盖板5的RF滤波器10内提取DC电压或低频信号的现有技术的装置。含有RF信号和所叠加的DC电压和/或低频信号的总信号馈入输入接头1。接头杆2与输入接头1连接，接头杆2与滤波器盒3A、3b是绝缘的。第一谐振器4通过所述接头杆2和第一电容器CRF与输入接头1电容耦合。电感器LDC的第一端通常用焊接直接接到接头杆2上，电感器LDC的第二端接到处在RF滤波器10外的第二电容器CDC上。电感器LDC设置在滤波器盒的部件3a内，穿过用螺丝杆或类似的紧固件固定到盒上的滤波器盖板5伸出。电感器LDC与第二电容器CDC一起形成了低通滤波器(LP滤波器)，从而可以在滤波器外得到DC电压和/或低频通信信号(DC/Com.信号)。第二电容器CDC可以在固定在滤波器盖板5上的PCB(未示出)上实现。
所述DC提取装置存在一些缺点，特别是涉及RF信号会泄漏入DC/Com.信号。此外，电感器LDC的第一端的连接很难实现，因为要将它焊到接头杆2上可用的空间太小。
图2所示的第二种DC提取装置也包括具有盒3和盖板5、与接头杆2连接的输入接头1的滤波器20。盖板5以与结合图1所说明的类似的方式固定到盒3上，第一谐振器14设置在滤波器20内。
与盒3绝缘的接头杆2直接接到第一谐振器14的被绝缘部件11，这意味着含有RF信号和所叠加的DC电压和/或低频信号的总信号馈入输入接头1，通过接头杆2馈到第一谐振器14的被绝缘部件11。第一谐振器还包括底座12，它在盖板5上电接地，而与被绝缘部件11用绝缘层13绝缘。因此形成了电容器CRF。
用作电感器LDC的导线15的一端接到第一谐振器14的被绝缘部件11上，导线15配置成穿过盖板5上的孔16。导线的第二端接到处在RF滤波器20外的第二电容器CDC上。如果愿意，第二电容器CDC自然可以在PCB(未示出)上实现。电感器LDC与第二电容器CDC如结合图1所说明的那样形成了一个低通滤波器。
第二种现有技术的DC提取装置也有一些缺点，特别是RF泄漏入DC/CO.信号，而且这种DC提取装置结构复杂，为了得到良好的接触必需将导线焊到第一谐振器14上。
如下所述，本发明的基本思想是将LP滤波器配置在第一谐振器内，并将RF信号耦合到第一谐振器外。从而这将抑制RF信号进入DC/Com.信号，而且也简化了滤波器的制造工艺。
图3示出了按照本发明所设计的配置在具有盒3和盖板5的滤波器30内的DC提取装置的第一实施例。与盒3绝缘的输入接头1和接头杆2配置成将含有RF信号和所叠加的DC/Com.信号的总信号馈入滤波器30。
谐振器21，可以是一个滤波器结构内的第一谐振器或几个滤波器结构的耦合杆，配置有一个空腔22。谐振器21在滤波器盖板5上电接地，耦合杆2穿过谐振器21上的开口23伸入空腔22。由电感器24和电容器25组成的低通滤波器(LP滤波器)配置在空腔22内，DC/Com.信号从空腔22通过滤波器盖板5上的开口27馈出。
LP滤波器是通过将电感器24的第一端与接头杆2的伸入空腔22的那端相连接来实现的。电感器24的第二端与在空腔壁上接地的电容器25串联，DC/Com.信号通过将导线26接到电感器24的第二端上使它穿过滤波器盖板5上的开口27来提取。
所说明的实施例例示了本发明的基本思想，图4a示出了本发明的一个优选实施例。
在图4a中，类似的功能部件具有与前面所使用的相同的标注数字。与前面在图3中所示的实施例之间的主要差别是LP滤波器做成管状LP滤波器32。接头杆2电连接到管状LP滤波器32的下半部33上，在管状LP滤波器32与空腔壁之间加有一层例如为PTFE或Teflon的绝缘层36。绝缘层36上有一个开口37，以便于导电杆2接到管状LP滤波器32的下半部33。
管状LP滤波器32在这个实施例中还包括两个盘34，这两个盘和下半部33用细杆35相互连接。每个盘将产生到空腔壁的电容，而每个细杆将产生电感，因此就构成一个LP滤波器。DC/Co.信号在管状LP滤波器的上端中央38处取出。
在这个实施例中，滤波器配置有一个经修改的盖板31，它具有与盖板31集成在一起的谐振器21，此外，有一个DC接头39配置在盖板31的外侧，LP滤波器输出端38就接在这个DC接头39上。
图4b示出了本发明的第三实施例。图4b中的实施例工作情况与图4a所示的实施例类似，并如在图4a中那样类似的功能部件具有与前面所使用的相同的标注数字。如在图4a中那样，LP滤波器做成管状LP滤波器32。然而，在这个实施例中，接头杆2在图中从下面而不是如在图4a中那样从左侧电连接到谐振器21的管状LP滤波器32的下半部33。此外，绝缘层36已经省去，而绝缘改为由空腔壁与盘34和下半部33之间的空气隙提供。而且，空腔壁的底部也已省去。如在图4b中那样，DC/Co.信号在管状LP滤波器的上端取出，优选的是从最上面的盘34的中央取出。如在前面的实施例中，RF信号耦合到谐振器21外，传向带通滤波器41。
图5示出了具有按照本发明所设计的DC提取装置的滤波器的第四实施例50的分解透视图。滤波器包括五个不同的部件滤波器盒51、接头杆52、滤波器盖板53、谐振器54和LP滤波器55。
具有空腔57的耦合杆56如结合图4a所说明的那样与滤波器盖板53集成在一起，但是在这个实施例中耦合杆的边缘伸过盖板53，形成处在滤波器外侧的凸缘58。绝缘层(未示出)设置在空腔57内，以防止在将LP滤波器55安装在空腔内时LP滤波器55短路。滤波器盒51上开有开口59，以便在谐振器54和盖板53已安装到盒51上后要将导体杆52接到LP滤波器57上时让导体杆52插入。
滤波器盖板还可以配置有诸如调谐螺丝杆之类的调谐装置，用来调谐耦合杆的频率。调谐装置在安装后可以从滤波器外够及。
图6a和6b示出了图5所示的滤波器的剖视图。图6a为滤波器的剖视顶视图，其中清楚地示出了调谐装置60。接头杆52以保证良好的电接触那样的方式，例如螺纹，接到LP滤波器上。图6b示出了包括所安装的LP滤波器55和接头杆52的盖板的局部剖视图。可以看到绝缘层61在空腔57内LP滤波器55与所集成的耦合杆56之间。绝缘层可以是任何具有绝缘性质的材料。
这种DC提取装置只是作为一种提取低频信号(例如DC信号或频率高达几MHz(2-4MHz)的信号)的方式来说明的，但是同样的装置可以用于将DC和/或低频通信信号加到RF信号上的情况。
图7示出了例示用于移动通信系统的双工滤波器70的方框图。双工滤波器70的输入端71可以接到基站(BTS)上，而输出端72可以接到天线73上。
双工滤波器70包括一个发送滤波器结构Tx；两个接收滤波器结构Rx，在这两个接收滤波器结构之间有一个低噪声放大器LNA；一个DC/Com.信号提取装置74；以及一个DC/Com.信号添加装置75。
LNA需要DC电压以进行工作，而这个DC电压由电路76提供。低频通信信号在双工滤波器70内通常并不使用，而用DC提取和添加装置从输入端71转接到输出端72。
图8例示了在低频通信信号不存在而只用DC电压来驱动LNA时的方框图。
图5所示的滤波器优选的是用锌或锌合金铸造，这可以减小滤波器盒的尺寸，因为用锌或锌合金而不是用如铝那样的惯用材料可以制成较薄的壁。此外，使用锌或锌合金可以将带螺纹的输入和输出接头与盒集成在一起。使用锌或锌合金铸造具有显著的优点，与铝相比较可以在较低的压力和温度下进行铸造，从而可以延长在制造过程期间所使用的模制工具的寿命。
由于在这种铸造的滤波器盒内可以包括复杂的结构，因此与用铝制造的惯用滤波器相比产品可以便宜得多。
此外，用锌或锌合金铸造包括如结合图5、6a和6b所说明的DC提取装置的滤波器盖板也是有益的。于是，盒和盖板的温度系数可以近似相等，这将提高滤波器在工作期间的性能。然而，盖板优选的是镀有诸如银之类的高导电材料，以提高滤波器的性能。
可以使用的锌合金是符合标准EN-1774的ZP0410，这种合金是良好的“标准合金”；符合标准EN-1774的ZP0810，这种合金也称为ZAMAK 8(ZnAl8Cu1)，比ZP0410硬但比ZP0410脆，并具有小一些的膨胀系数。
其他可用的锌合金是符合标准EN-1774的ZP0400。
符合标准EN-1774的ZP0610。
权利要求
1.一种包括一个滤波器盒和一个滤波器盖板的滤波器，所述滤波器具有一个带螺纹的输入接头、一个带螺纹的输出接头和至少一个包括一些空腔和谐振器的滤波器结构，其特征是所述滤波器盒与带螺纹的输入/输出接头和限定空腔的壁集成在一起，以及所述滤波器盒是用锌或锌合金制成的。
2.按照权利要求1所述的滤波器，其中所述滤波器盒是铸造的。
3.按照权利要求1或2中任何一个权利要求所述的滤波器，其中所述滤波器盖板是用锌或锌合金制造的，优选的是镀有银。
4.按照权利要求1至3中任何一个权利要求所述的滤波器，其中所述滤波器结构的第一谐振器与盖板集成在一起。
5.按照权利要求1至4中任何一个权利要求所述的滤波器，其中一个提取叠加在射频信号(RF信号)上的DC电压或低频信号的DC提取装置被安装在滤波器的输入端，所述RF信号馈入RF滤波器结构的第一谐振器。
6.按照权利要求1至5中任何一个权利要求所述的滤波器，其中一个添加叠加在射频信号(RF信号)上的DC电压或低频信号的DC添加装置被安装在滤波器的输出端，所述RF信号从RF滤波器结构的最后谐振器馈出。
7.按照权利要求1至6中任何一个权利要求所述的滤波器，其中所述滤波器的输入/输出接头在铸造工序期间制造。
8.按照权利要求7所述的滤波器，其中所述输入/输出接头在铸造工序期间被车螺纹。
9.按照权利要求5所述的滤波器，其中所述提取装置包括在RF滤波器结构外部的提供DC电压或低频信号的低通滤波器(LP滤波器)，所述第一谐振器配置有一个空腔，所述LP滤波器配置在第一谐振器的空腔内，以及所述RF信号耦合到第一谐振器外部。
10.按照权利要求9所述的滤波器，其中所述提取装置的第一谐振器与滤波器盖板或滤波器盒集成在一起。
11.按照权利要求10所述的滤波器，其中所述提取装置的第一谐振器与盖板集成在一起，用锌(Zn)或锌合金制成。
12.按照权利要求9至11中任何一个权利要求所述的滤波器，其中一个调谐提取装置的第一谐振器的频率的调谐装置集成在第一谐振器内。
13.按照权利要求12所述的滤波器，其中所述调谐装置是一个调谐螺丝杆。
14.按照权利要求9至13中任何一个权利要求所述的滤波器，其中所述提取装置的第一谐振器是一个向第一滤波器结构(Rx)提供RF信号和从第二滤波器结构(Tx)接收RF信号的耦合杆。
15.按照权利要求6所述的滤波器，其中所述添加装置包括一个将从RF滤波器结构外提供的DC电压或低频信号叠加到RF信号上的低通滤波器(LP滤波器)，所述最后谐振器配置有一个空腔，所述LP滤波器配置在最后谐振器的空腔内，以及所述RF信号耦合到最后谐振器外部。
16.按照权利要求15所述的滤波器，其中所述添加装置的最后谐振器与滤波器盖板或滤波器盒集成在一起。
17.按照权利要求16所述的滤波器，其中所述添加装置的最后谐振器与盖板集成在一起，用锌(Zn)或锌合金制成。
18.按照权利要求15至17中任何一个权利要求所述的滤波器，其中一个调谐添加装置的最后谐振器的频率的调谐装置集成在最后谐振器内。
19.按照权利要求18所述的滤波器，其中所述调谐装置是一个调谐螺丝杆。
20.按照权利要求15至19中任何一个权利要求所述的滤波器，其中所述添加装置的最后谐振器是一个接收来自第一滤波器结构(Rx)的RF信号和提供来自第二滤波器结构(Tx)的RF信号的耦合杆。
21.按照权利要求9至20中任何一个权利要求所述的滤波器，其中所述LP滤波器是一个管状LP滤波器。
22.按照权利要求21所述的滤波器，其中所述管状LP滤波器用单块材料制成。
全文摘要
本发明涉及用锌或锌合金制成的RF滤波器，优选的是用来提取叠加在RF信号上的DC电压和/或低频信号(DC/Com.信号)。DC/Com.信号用配置在滤波器的第一谐振器内的低通滤波器提取。优选的是，低通滤波器是一个管状滤波器。
文档编号H01P11/00GK101073178SQ200580033865
公开日2007年11月14日 申请日期2005年10月14日 优先权日2004年10月19日
发明者贾默·玛基内恩, 安德斯·斯万松 申请人:动力波技术瑞典股份公司