通信基站波导滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种通信基站波导滤波器的制造方法，包括以下步骤：步骤一、将氧化铝、碳酸钙、氧化镧、氧化钐均匀混合获得混合粉料；步骤二、将步骤一的混合粉料、水和球按照1：1.2：2比例混合，在自动搅拌机连续搅拌3~5小时均匀混合后，在经烘箱获得烘干后的粉料；步骤三、在造粒塔中将烘干后的粉料、胶水、脱模剂和分散剂按照100：10：2：0.7重量份比进行造粒获得粉体颗粒；步骤四、充分搅拌所述粉体颗粒后滤出搅拌球后，在100℃的烘箱中获得烘干后粉体颗粒；步骤五、将混合粉料喷雾造粒后经液压机成型为密度2.25~2.32g/cm3坯体。本发明具有高Q值、小体积、温度系数可调，产品结构可靠性高；且腔体和介质谐振器热膨胀系数一致性好。
【专利说明】通信基站波导滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种滤波器的制造方法，属于互易性微波器件领域。
【背景技术】
[0002] 滤波器作为一种频率选择装置被广泛应用于通信领域，尤其是射频通信领域。在 通信系统完成信号发射与接收的基站中，滤波器被用于选择通信信号，滤除通信信号频率 外的杂波或干扰信号。现有在移动通信基站系统中，普遍使用腔体滤波器来对天线发射和 接收的信号进行频率选择。传统的腔体滤波器或者介质腔体滤波器，都是使用AL6061等铝 材来作为腔体的材料，这使得介质腔体滤波器实现时，存在着由于铝材作为金属件和介质 材料做成的谐振器焊接时存在着比较严重的可靠性问题。因此，如何设计一种高Q值介质 滤波器具有高Q值、小体积、温度系数可调，产品结构可靠性高，且腔体和介质谐振器热膨 胀系数一致性好的滤波器的制造方法；成为本领域普通技术人员努力的方向。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是提供一种通信基站波导滤波器的制造方法，该制造方法获得通信基 站波导滤波器具有高Q值、小体积、温度系数可调，产品结构可靠性高；且腔体和介质谐振 器热膨胀系数一致性好。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种通信基站波导滤波器的制造方 法，包括腔体和介质谐振器，所述介质谐振器为具有通孔的圆柱体；所述介质谐振器由下 列质量百分含量的组分组成：碳酸钙29~32%、氧化铝9~11%、氧化钕21~25%和二氧化钛 35?38% ;包括以下步骤： 步骤一、将氧化铝95?96%、碳酸钙2?3%、氧化镧0. 8?1. 5%、氧化钐0. 2?0. 5%均匀混合获 得混合粉料； 步骤二、将步骤一的混合粉料、水和球按照1 :1. 2 :2比例混合，在自动搅拌机连续搅拌 3飞小时均匀混合后，在经烘箱获得烘干后的粉料； 步骤三、在造粒塔中将烘干后的粉料、胶水、脱模剂和分散剂按照100 :1〇 :2 :0. 7重量 份比进行造粒获得粉体颗粒，此粉体颗粒直径< 0. 5um ; 步骤四、充分搅拌所述粉体颗粒后滤出搅拌球后，在l〇〇°C的烘箱中获得烘干后粉体颗 粒； 步骤五、将混合粉料喷雾造粒后经液压机成型为密度2. 25~2. 32g/cm3坯体； 步骤六、以110°C /h速率升温至800°C，再以300°C /h速率升温至1350°C，保温1. 5小 时后，再以200°C /h降温速率降至1000°C，再以70(T730°C /h速率降温至500°C，再常冷； 步骤七、在所述腔体内壁覆一金属层。
[0005] 上述技术方案中的进一步改进的方案如下： 1、上述方案中，所述腔体内壁表面粗糙度约为〇. 8。
[0006] 2、上述方案中，所述腔体内壁覆有金属层通过溅射或化学电镀的工艺实现。
[0007] 由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点： 1、本发明制造方法获得通信基站波导滤波器，其高Q值，小体积，附图5-6给出了 TM的 电场和磁场分布，同时给出了在Ansoft三维有限元仿真软件中的3 D电磁分布图给与了 验证，如附图可以看出，TM为主模的介质谐振器，磁场是以介质谐振器的中心轴为圆心的同 心圆，其电场是平行于介质谐振器的平行线，与金属材料的谐振器相比，TM模的磁场在介质 中更集中，而电场在介质顶部和底部较强，在介质的中心也相当强。换言之，由于TM模的场 在介质内更集中，因而Q值比金属谐振器高得多，以TM为主模的滤波器损耗低，频率特性更 陡峭，特别是应用于TM模的振荡器，具有很宽的调谐范围、温度特性好、体积小、可靠性高。
[0008] 2、本发明制造方法获得通信基站波导滤波器，有更宽的调谐范围，TM模介质谐 振器的磁场是以介质谐振器的中心轴为圆心的同心圆，其电场是平行于介质谐振器的平行 线。在应用于TM模宽带可调振荡器时，将器件(场效应管或耿式管)置于中心孔内，激励TM 模的场，实际的振荡结构中，把场效应管固定在振荡器的金属盒上，这样既使漏极接地，又 可上下移动，调节管子与介质谐振器的耦合度，很方便。为了实现振荡器调谐，可将调谐装 置上下移动，既可完成频率调谐，谐振器的输出耦合可采用环耦合或探针耦合。实验数据证 明，此谐振器在指定频率下，调谐范围可达7 %?10 % . TE模谐振器一般调谐范围为3 %? 4%。
[0009] 3、本发明制造方法获得通信基站波导滤波器，其温度系数可调，目前基站射频部 分的滤波器及双工器用腔体和谐振器大都采用镀银金属同轴腔，由于这种同轴腔的Q值 有限（Qu约在3500)，而且谐振频率温度稳定性很差，而本发明采用的相对介电常数为45的 陶瓷材料制成的TM模介质谐振器和相对介电常数为9. 5的氧化铝陶瓷材料制作成的腔体。 在材料配方中通过加入少量稀土元素，使温度系数在一定范围内可调节成一致。使得整个 介质腔体滤波器有着非常好的可调温度系数。
[0010] 4、本发明通信基站波导滤波器的制造方法，高焊接可靠性，目前的TM介质腔体滤 波器都是用铝合金制作成的腔体，这类腔体金属材料，在和TM模介质谐振器焊接时，由于 材料间温度性能的差别，导致高温焊接冷却后，材料收缩比例不一致，而使得原本的焊接在 温度变化后被破坏，从而使得产品性能被破坏，而使用氧化铝腔体，由于氧化铝本身也是介 质陶瓷，温度系数可调成跟TM模谐振器一致，这样焊接后有更好的可靠性，可避免破损断 裂的情况发生。
[0011] 5、本发明通信基站波导滤波器的制造方法，由于传统机加工腔体的本身局限，Q值 只能达到6500~7000,但是该腔体成型模具采用全部镜面抛光处理以及氧化铝粉料的均匀 细小颗粒和采用大型粉末液压机器等因素，所以其表面粗糙度能达到〇. 8左右，故就腔体 原因能使产品的Q值提升到7000以上。
[0012] 6、本发明通信基站波导滤波器的制造方法，该腔体采用的材料为氧化铝陶瓷粉 末，市场价格低，只用铝材价格的一半左右。该腔体采用模具压制成型，适合批量生产。因 采用模具抛光处理，使该腔体的表面粗糙度大大优于传统腔体，电镀成本大为降低。该腔体 与介质谐振器的焊接良品率大大提升。从而使整个产品的成本有大幅度的下降，更有市场 优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 附图1为本发明通信基站波导滤波器结构示意图； 附图2为本发明腔体烧结温度-时间示意图； 附图3为本发明介质谐振器结构示意图； 附图4为本发明腔体和介质谐振器结构示意图； 附图5为本发明Ansoft三维有限元仿真软件中的3D电场分布图； 附图6为本发明Ansoft三维有限元仿真软件中的3D磁场分布图。
[0014] 以上附图中：1、腔体；2、介质谐振器；3、通孔；4、圆柱体；5、银层。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述： 实施例1~3 : -种通信基站波导滤波器的制造方法，包括腔体1和介质谐振器2,所述介 质谐振器为具有通孔3的圆柱体4 ;所述介质谐振器2由下列质量百分含量的组分组成如 表1所示： 表1
【权利要求】
1. 一种通信基站波导滤波器的制造方法，其特征在于：包括腔体（1)和介质谐振器 (2)，所述介质谐振器为具有通孔（3)的圆柱体（4);所述介质谐振器（2)由下列质量百分含 量的组分组成：碳酸钙29?32%、氧化铝9?11%、氧化钕21?25%和二氧化钛35?38% ;包括以下 步骤： 步骤一、将氧化铝95?96%、碳酸钙2?3%、氧化镧0. 8?1. 5%、氧化钐0. 2?0. 5%均匀混合获 得混合粉料； 步骤二、将步骤一的混合粉料、水和球按照1 :1. 2 :2比例混合，在自动搅拌机连续搅拌 3飞小时均匀混合后，在经烘箱获得烘干后的粉料； 步骤三、在造粒塔中将烘干后的粉料、胶水、脱模剂和分散剂按照100 :1〇 :2 :0. 7重量 份比进行造粒获得粉体颗粒，此粉体颗粒直径< 0. 5um ; 步骤四、充分搅拌所述粉体颗粒后滤出搅拌球后，在l〇〇°C的烘箱中获得烘干后粉体颗 粒； 步骤五、将混合粉料喷雾造粒后经液压机成型为密度2. 25~2. 32g/cm3坯体； 步骤六、以110°C /h速率升温至800°C，再以300°C /h速率升温至1350°C，保温1. 5小 时后，再以200°C /h降温速率降至1000°C，再以70(T730°C /h速率降温至500°C，再常冷； 步骤七、在所述腔体（1)内壁覆一金属层。
2. 根据权利要求1所述的通信基站波导滤波器的制造方法，其特征在于：所述腔体 (1)内壁覆有金属层通过溅射或化学电镀的工艺实现。
3. 根据权利要求1所述的通信基站波导滤波器的制造方法，其特征在于：所述腔体 (1)内壁表面粗糙度约为0. 8。
【文档编号】H01P11/00GK104157951SQ201410422614
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2012年11月27日 优先权日:2012年11月27日
【发明者】朱田中 申请人:张家港保税区灿勤科技有限公司