空腔滤波器的制作方法

本实用新型涉及空腔滤波器。更具体地，涉及一种基于考虑组装性和尺寸对滤波器和印刷电路基板间的连接器连接结构进行改善的、 Massive MIMO天线用空腔滤波器。

背景技术：

该部分中记载的内容仅用于提供本实施例的背景技术，不是用于实施背景技术。

多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技术作为使用多个天线使数据传送容量具有突破性增长的技术，是在发射器上通过各个发射天线发射不同的数据，在接收器上通过适当的信号处理区分出发射数据的空间复用(Spatial multiplexing)方法。因此，随着同时增加收发天线的个数以增加信道容量，可传送更多的数据。例如将天线个数增至10个，则相比于目前的单一天线系统，在使用相同频率带宽时，可确保约10倍的信道容量。

在4G先进的长期演进(4GLTE-advanced)中最多使用8个天线，目前在pre-5G阶段中正在开发安装有64或者128个天线的产品，在 5G中预计会使用具有更多数量天线的基站装置，此称为大规模 MIMO(Massive MIMO)技术。与目前运营的二维蜂窝(Cell)相比，如果导入Massive MIMO技术，由于可实现3D波束成型 (3D-Beamforming)，则Massive MIMO技术被称称为全维MIMO (Full Dimension MIMO，FD-MIMO)。

Massive MIMO技术中随着天线元件的个数的增加收发器和滤波器的个数也随之增加。而且，以2014年为基准全国安装有20万以上的基站。即，需要一种空腔滤波器的结构以使安装空间最小化、使空腔滤波器更容易地安装，需要一种RF信号线连接结构，以使空腔滤波器经个别调试后安装在天线上后仍然能够提供不变的滤波器特性。

具有空腔结构的RF滤波器由于在由金属性导体形成的盒子结构内部具有由导体共振棒等构成的共振器，从而只存在固有频率的电磁场，具有基于共振只允许超高频特性的频率通过的特性。这种空腔结构的带宽通过滤波器具有插入损失小，有利于高输出，作为移动通信基站天线的滤波器可以各种形式使用。

技术实现要素：

要解决的技术问题

本实用新型的主要目的在于，提供一种空腔滤波器，其具有超薄、简洁的结构，且躯干内部沿厚度方向内置有RF连接器。

此外，本实用新型的主要目的在于，提供一种RF信号连接结构，其可最小化在组装多个滤波器时发生的组装公差的累积量，且具有组装方式和安装容易、可均匀地维持滤波器的频率特性。

技术方案

为了解决问题，本实用新型一实施例涉及的一种空腔滤波器，其应用于移动通信用基站天线并安装在外部部件上，其特征在于，该空腔滤波器包括：共振元件；第一外壳，其布置外部部件上且内部包括共振元件；以及端子部，其贯通第一外壳与外部部件的电极板和共振元件电连接，并且与第一外壳电连接；端子部包括：端子插入口，其由第一外壳下端面的至少一部分凹陷形成；销钉部件，其包括销钉部和端子躯干部，销钉部布置在端子插入口内部，一端与共振元件连接，端子躯干部与销钉部的另一端连接，且其直径大于销钉部的直径；以及弹性连接器，其由弹性导体构成，布置在端子躯干部和电极板之间并与两侧电连接，且具有当空腔滤波器安装在外部部件上时被压缩，向销钉部件和电极板提供接触压力的构成。

此外，还包括插入端子插入口的绝缘体套管，端子插入口包括：第三插入口，其在端子躯干部和半径方向上具有一定的气隙(air gap)；第二插入口，其直径小于第三插入口的直径且绝缘体套管的一部分插入该第二插入口中；以及第一插入口，其直径小于第二插入口的直径且绝缘体套管的一部分插入该第一插入口中。

此外，绝缘体套管形成有贯通孔，贯通孔为具有第一级及直径大于第一级的第二级的2级圆筒形状并贯通旋转轴中心，销钉部从第二级侧插入贯通孔，并将销钉部件固定在绝缘体套管内。

此外，销钉部外周面形成有楔形凸起部以防止销钉部向插入绝缘体套管的反方向脱落。

此外，端子躯干部的深度比第三插入口的深度浅且包括位于内部具有圆筒形的中空部；以及直径由入口处向内变小的圆锥形(cone) 的开口部。

此外，中空部包括形成于中空部的内周面的第一环形凹槽。

此外，本实用新型一实施例涉及的移动通信用基站天线中使用的空腔滤波器的弹性连接器包括插入中空部的圆筒形部件；凸出于圆筒形部件外周面的楔形环状凸起部；由圆筒形部件延伸形成且可插入开口部的切断状圆锥形的销钉插座接触部；由销钉插座接触部延伸形成的阻抗匹配部(impedance matching portion)；以及从弹性连接器插入中空部后露在外面的外侧面沿着弹性连接器的中心轴形成的至少一个切开部；切开部延伸至穿过环形凸起部的深度，环状凸起部具有当弹性连接器插入中空部时可收容在第一环形凹槽内且能够防止弹性连接器的脱落的尺寸。

此外，销钉插座接触部基于中心轴的角度相比于开口部基于中心轴的角度大5至10度。

此外，由弹性连接器的外侧面和阻抗匹配部的外周面构成的电极棱角为R0.1至R0.5范围的圆弧形。

此外，还包括在中空部的内侧面和弹性连接器之间插入的压缩弹簧形的销钉弹簧。

此外，弹性连接器包括：圆形弹簧部，除两侧端部外长度的大部分由具有一定的宽度的细长形弹簧板材形成，完成后的形状为中央部形成有圆形；以及两个板状突出部，其在圆形弹簧部的圆周上相互邻近的两个地点上以垂直圆周的形式凸出；弹簧板材的宽度小于中空部的直径，圆形弹簧部的直径大于端子躯干部的直径。

此外，开口部形成有与圆形弹簧部外接的角度。

此外，在中空部和插入中空部中的板状突出部之间填充有焊锡，以电连接及机械连接弹性连接器和销钉部件。

此外，端子插入口包括：第四插入口，其形成于第一外壳的下端面，且与绝缘体套管的2级圆筒形状中直径较大部分具有相同的直径，具有在下端面上并肩延伸的穿孔形；以及第五插入口，其形成于第四插入口一侧的中心位置上，并插入在绝缘体套管的第一级中。

此外，弹性连接器包括：销钉插入口，其中插入有销钉部且支撑在端子躯干部上；第一延伸部，其向垂直于销钉部的中心轴的方向延伸；以及第二延伸部，其从第一延伸部弯曲以形成钝角，向第一外壳的下端面外侧以凸出地形式延伸。

此外，端子躯干部，在弹性连接器通过销钉插入口插入销钉部，销钉部件被组装在绝缘体套管上的状态下，以使端子躯干部的外侧面相距第一外壳的下端面具有一定的气隙的形式形成。

此外，本实用新型一实施例涉及的移动通信用基站天线中使用的空腔滤波器还包括与第一外壳电连接的星形垫圈(star washer)，第一外壳还包括环绕第三插入口的第二环形凹槽，第二环形凹槽收容星形垫圈，星形垫圈的至少一部分向第一外壳的下端面外侧凸出地形成。

此外，第二环形凹槽具有环形的楔形榫头(dovetail)形状以使相当于外径的圆周面沿着深度方向直径变大，第二环形凹槽的入口外径具有星形垫圈基于弹性收缩并插入第二环形凹槽中，且防止脱离的最小直径。

此外，第二环形凹槽包括：多个压钉孔，其形成于第二环形凹槽周围；以及压钉，其插入于压钉孔中，当插入时陷入第一外壳的下端面中且至少一部分向第二环形凹槽凸出，且形成有头部以防止星形垫圈的脱离。

此外，第二环形凹槽包括填隙孔，填隙孔在第二环形凹槽周围，接近第二环形凹槽形成，插入星形垫圈后基于填隙加工相当于第二环形凹槽的外径的圆周面从侧壁面向第二环形凹槽的中心轴形成凹陷，以防止星形垫圈的脱落。

本实用新型通过提供一种将包括弹性连接器的RF连接器内置于躯干内部厚度方向且具有超薄简洁结构的空腔滤波器，可缩小天线系统的尺寸，可具有较高的重现性的同时可迅速地执行个别空腔滤波器的检验，具有可在移动通信基站天线内部容易地安装多个空腔滤波器的效果。

有益效果

本实用新型通过提供一种将包括弹性连接器的RF连接器内置于躯干内部厚度方向且具有超薄简洁结构的空腔滤波器，可缩小天线系统的尺寸，可具有较高的重现性的同时可迅速地执行个别空腔滤波器的检验，具有可在移动通信基站天线内部容易地安装多个空腔滤波器的效果。

附图说明

图1是图示Massive MIMO天线的叠层结构的示例图。

图2是图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器在天线板和控制板之间的叠层状态的剖面图。

图3是从底侧观察的本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器结构的平面透视图。

图4是图示本实用新型一实施例涉及的采用压销钉(push pin) 式弹性连接器的空腔滤波器的端子部结构的剖面图。

图5a至图5e是图示本实用新型一实施例涉及的采用压钉式弹性连接器的空腔滤波器的端子部结构的侧向截面图。

图6是本实用新型一实施例涉及的采用压环(push ring)式弹性连接器的空腔滤波器的端子部结构的部分剖面图。

图7是图示本实用新型一实施例涉及的采用压环式弹性连接器的销钉组合体的组装过程的剖面图。

图8a是图示本实用新型一实施例涉及的采用压环式弹性连接器的销钉组合体的平面图。

图8b是图示本实用新型一实施例涉及的采用压环式弹性连接器的销钉组合体的部分剖面图。

图9是图示本实用新型一实施例涉及的压环式弹性连接器制造方法的示意图。

图10是一般活塞(plunger)式端子部的比较分析模型。

图11是图10的一般活塞式端子部的电磁场分析结果。

图12是本实用新型一实施例涉及的采用压钉式弹性连接器的端子部的分析模型。

图13是本实用新型一实施例涉及的采用压钉式弹性连接器端子部的电磁场分析结果。

图14是本实用新型一实施例涉及的采用压环式弹性连接器的端子部的分析模型。

图15是本实用新型一实施例涉及的采用压环式弹性连接器的端子部的电磁场分析结果。

图16是图示比较图10、图12及图14中图示的接触式RF端子部的插入损失分析结果的曲线图。

图17是图示比较图10、图12及图14中图示接触式RF端子部的反射损失分析结果的曲线图。

图18a至图18d是图示本实用新型一实施例涉及的采用销钉弹簧式弹性连接器的空腔滤波器的端子部结构的示意图。

图19是图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器附着在天线板背面插座中状态的剖面图。

图20是图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器附着在天线板背面状态的剖面图。

图21是图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器的测试板的俯视图。

图22是图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器的测试板的剖面图。

图23作为图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器的测试板的平面图，显示了省略围绕弹性连接器布置的星形垫圈的结构。

图24是图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器的测试板图 23的剖面图。

图25是图示本实用新型一实施例涉及的采用销钉弹簧式弹性连接器的空腔滤波器的测试板的俯视图。

图26是图示本实用新型一实施例涉及的采用销钉弹簧式弹性连接器的空腔滤波器测试板的图25的剖面图。

图27a至图27b是图示本实用新型一实施例涉及的星形垫圈的示意图。

图28是图示收容本实用新型一实施例涉及的星形垫圈的楔形榫头形状的第二环形凹槽的形成过程的示意图。

图29是图示收容本实用新型一实施例涉及的星形垫圈的第二环形凹槽及用于防止星形垫圈脱落的压入销钉的示意图。

图30是用于说明收容本实用新型一实施例涉及的星形垫圈的第二环形凹槽及用于防止星形垫圈脱落的填隙加工的示意图。

具体实施方式

以下参照附图对本实用新型的实施例进行详细说明如下。标注附图标记时，即使相同技术特征在不同的附图中出现，也尽可能使用了相同的附图标记。而且，还要注意，在通篇说明书中，如果认为对相关已知的技术特征和功能的具体说明可能会导致本实用新型主题不清楚，则省略其详细说明。

此外，说明本实用新型时，可以使用第一、第二、A、B、a)、b) 等用语。这些用语仅仅是为了区分相应技术特征与其他技术特征，并非限定其本质、次序或顺序等。贯穿说明书全文，如果一技术特征“包括”、“具备”另一技术特征，如果没有特殊地相反的记载，可理解为一技术特征还包括另一技术特征，而不应理解为一技术特征排斥另一技术特征。而且，说明书中记载的“…部”,“模块”等用语是指至少能够执行一个功能或者动作的单元，其可通过硬件或/和软件及硬件来实现。

图1是图示Massive MIMO天线的叠层结构的示例图。

图1是图示本实用新型涉及的内置有天线组件的天线装置10的外形例子的透视图。天线装置10包括由散热器110(heat sink)形成的外罩和与外罩结合的雷达天线罩170(radome)。在外罩和雷达天线罩170之间内置有天线组件。在外罩的下部，例如通过对接 (docking)结构，连接有电源供应单元120(power supply unit，PSU)，电源供应单元120向天线组件中的电子部件提供电源使其工作。

通常，天线组合体具有以下结构，在前面排列有多个天线160的天线板150的背面布置有相应天线160个数的空腔滤波器18(cavity filter)，接下来叠层有相关的PCB板130。在安装空腔滤波器140之前，为了使空腔滤波器140具有与其式样匹配的频率特性，对空腔滤波器140进行调试及检验以备用。调试及检验过程优选在与实际安装状态相同的环境中迅速地进行。

图2是图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器在天线板和控制板之间为层叠状态的剖面图。

参照图2，通过排除通常的RF连接器142，可提供连接更容易、具有更低高度参数的天线结构11。而且，在高度方向的两面预备RF 连接部，但由于利用连接弹性连接器240、340及440连接，因此当天线板150或者PCB板130中即使发生振动及热变形，仍能维持RF 连接不变，具有频率特性不发生变化的优点。

实施例1

图3是从底侧观察的本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器的结构的平面透视图。

图4是图示本实用新型一实施例涉及的采用压钉(push pin)式弹性连接器的空腔滤波器的端子部结构的剖面图。

图3和图4省略了包括共振元件的内部结构的图示。

参照图3和图4，本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器18包括内部中空且包括共振元件(未图示)的第一外壳180、覆盖第一外壳180的第二外壳181、在第一外壳180的长度方向两侧上沿着空腔滤波器18的高度方向具备的端子部20及端子部20的两侧上具备的组装孔182。端子部20贯通第一外壳180并电连接外部部件，例如 PCB板130或者天线板150的电极板和共振元件。

包括第一外壳180和第二外壳181的端子部20的两侧组装部184 根据应用地点，可具有大于作为它们之间区域的下端面186厚度的结构。例如在安装有各种元件的PCB板130上组装第一外壳180的下端面186时，基于两侧组装部184可提供高度用于避免来自已经安装元件的干扰。端子部20的外部端子的露出方向如图4所示，以一侧朝向第一外壳180的下端面188，另一侧凸出于第二外壳181的组装基准面的形式形成。根据空腔滤波器18的实际安装形态，端子部20 的外部端子露出方向例如也可具有朝向第一外壳180的下端面188的相同方向。

图5a至图5e是图示本实用新型一实施例涉及的采用压钉式弹性连接器的空腔滤波器的端子部结构的侧向截面图。

本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器18的端子部20包括端子插入口210、绝缘体套管220(dielectric bush)、销钉部件230、弹性连接器240，销钉弹簧250及星形垫圈260(star washer)。

端子插入口210为圆筒状，由第一外壳180的下端面188形成并贯通第一外壳180，或者由第一外壳180的上端面形成并贯通第一外壳180。由第一外壳180的上端面形成时，第二外壳181中也形成有贯通孔，鉴于此，可对端子插入口210的深度进行调节。端子插入口 210具有直径分段减小的三段结构。最小的直径定义为第一插入口 212，其次定义为第二插入口214，最大直径定义为第三插入口216。

绝缘体套管220为2级圆筒状，形成有贯通旋转轴中心的贯通孔226。绝缘体套管220具有插入并固定在第一插入口212及第二插入口214内的尺寸。绝缘体套管220可由聚四氟乙烯材料构成。一实施例中，虽图示了一体型的2级圆筒状结构，但不限于与此，也可以通过组装直径不同的圆筒以形成2级圆筒结构。

销钉部件230为销钉部232(pin portion)和端子躯干部234在长度方向上一体形成的2级圆筒状。一实施例中，端子躯干部234上形成有插座部236。销钉部件230可采用在铍铜(Beryllium Copper, BeCu)材料上镀金的材料。销钉部232插入并固定在绝缘体套管220 的贯通孔226中。销钉部232的外周面形成有楔形凸起部235以防止插入的销钉部232沿着插入销钉部232的反方向脱落。销钉部232和端子躯干部234的分界部上形成的环形台阶门槛部以与绝缘体套管 220的一侧面相接触的形式组装。端子躯干部234比第三插入口216 的深度短，内部形成有中空型的插座部236，并形成有从入口向内侧直径减小的圆锥形的开口部238。本实用新型一实施例中，例如具有以中心轴为基准孔距30度的形状。圆锥形开口部238的内侧形成有第一环形凹槽237，可防止插入此处的弹性连接器240的滑脱。开口部238最深处的内侧面和弹性连接器240的插入部前端之间可插入有弹簧250以提供将弹性连接器240向开口部238外侧推的推力。

弹性连接器240为插入插座部236的圆筒形结构，由对应于圆锥形开口部238并插入的截断状圆锥形销钉插座接触部244及销钉插座接触部244延伸而形成的阻抗匹配部246(impedance matching portion)在长度方向上形成一体。弹性连接器240可采用在BeCu材料上镀金而成的材料。圆筒形结构的长度方向的中间位置上形成有向外周面凸出的楔形环状凸起部242。当弹性连接器240插入插座部236 时，环形凸起部242被收容在第一环形凹槽237内并防止弹性连接器 240从插座部236脱离。

销钉插座接触部244的角度基于中心轴为基准相比于插座部236 的圆锥形开口部238的角度大5度至10度。而且，弹性连接器240 插入插座部236后，从向外露出的外侧面沿着中心轴可局部地形成十字形切开部248。切开部248的深度为穿过截断状圆锥形至弹性连接器240的圆筒形结构。一实施例中，虽列举了十字形，但并不限于此，可以是一字形或者具有多个槽的形状。

弹性连接器240的长度具有满足以下条件的长度，即，弹性连接器240插入插座部236，在十字形切开部248不收口的状态下接触到插座部236的圆锥形开口部238时从第一外壳180的下端面188弹出，当安装空腔滤波器18时弹性连接器240以挤压插座部236的开口部 238的形式插入。

弹性连接器240外侧面的外棱角是电连接弹性连接器240与电极板的区域，所述电极板收缩地形成于用于组装空腔滤波器18的PCB 板130上。该外棱角被定义为电极棱角249。一实施例中，电极棱角 249在R0.1至R0.5范围内形成圆弧形，即使当弹性连接器240收缩而外侧面由平面向下凹陷形成浅圆锥形，也具有能够使电极棱角249 与形成于PCB板130上的电极板具有均匀的接触面积的结构。实际上，空腔滤波器18与PCB板130组装，可具有各种高度差异，通过将电极棱角249形成圆弧形，即使弹性连接器240的收缩程度存在差异，也能够具有均匀的接触面积。

开口部238的角度、销钉插座接触部244的角度、弹性连接器 240的长度及电极棱角249的弧度，优选地以第一外壳180的一侧面或者第二外壳181的组装基准面与PCB板130结合的时刻为基准进行选定。具体而言，如果与PCB板130结合，则弹性连接器240被向上推，沿着插座部236的开口部238滑动且十字形切开部248发生收口。如果切开部248发生收口，则弹性连接器240的销钉插座接触部244的角度变小，开口部238与销钉插座接触部244的接触面积发生变化。而且，弹性连接器240的外侧面以浅圆锥形产生凹陷的同时电极棱角249与PCB板130的电极板发生接触的区域也发生变化。此外，包括插入插座部236内部的弹簧250向PCB板130侧推弹性连接器240的推力和从销钉插座接触部244的反作用力的力分别作用于各自的接触部，且使各自的接触表面发生弹性变化。

插座部236、弹性连接器240及弹簧250的设计式样决定这种接触面积，该设计样式优选考虑端子部20的阻抗而选定。即，优选地，选择使基于端子部20信号路径的阻抗变化最小化的设计样式，所述端子部20包括基于接触面积及接触压力而确定的接触阻力。尤其，对于传送高频移动通信天线信号，如果信号线的特性阻抗不相同，则可降低信号质量。对于数千兆赫兹级别的信号，信号路径阻抗的失配 (mismatching)可增加电压驻波比(voltage standing wave ratio， VSWR)，从而由于信号反射及信号失真可使信号质量下降。

在选择第一插入口212至第三插入口216的尺寸及端子躯干部 234的尺寸时，同样有必要考虑使端子部20的阻抗保持均匀。第三插入口216与端子躯干部234的外周面具有一定的气隙(air gap)并为分离状态，在第一插入口212及第二插入口214与销钉部232之间，例如可以具有作为媒介的聚四氟乙烯材料的绝缘体套管220。由于销钉部件230的销钉部232直径和端子躯干部234的直径具有级差，因此第二插入口214的直径和深度的选择时应该考虑到此，并优选使销钉部件230和端子插入口210间的阻抗保持一定。

聚四氟乙烯材料的介电率约为空气的2倍，考虑到此，第三插入口216的直径应大于第一插入口212和第二插入口214的直径。例如如果绝缘体套管220由介电率约为空气3倍的PEEK材料替代聚四氟乙烯而构成，则第三插入口216的直径可大于采用聚四氟乙烯时的直径。

图5a至图5d以各种形态举例图示了与PCB板130的电极板接触的弹性连接器240的电极棱角249、阻抗匹配部246的各种形状。通过考虑与第三插入口216的间隔，可对其形状及尺寸进行数值分析，或者例如利用网络分析仪(network analyzer)等评价端子部20 的VSWR并进行选择。

图5a是阻抗匹配部246在离开销钉插座接触部244的位置上具有垂直凸出的形状，电极棱角249具有细微的R0.1弧度的形状的例子。图5b是具有维持弹性连接器240的销钉插座接触部244的孔距角，且延伸至电极棱角249的形状的例子。图5c是阻抗匹配部246 在离开销钉插座接触部244的位置上具有反向使直径重新减小的孔距面的情形。图5d是在离开销钉插座接触部244的位置上具有使反向直径重新减小的孔距面，电极棱角249具有较大弧度R0.5的例子。图5e为弹簧250被省略的情况，图示了弹性连接器240及与其接触的PCB板130的电极板的推力(接触压力)由弹性连接器240的十字形切开部248发生收缩的同时基于销钉插座接触部244的反作用力而形成的例子。

第三插入口216的外侧形成有第二环形凹槽270，所述第二环形凹槽270围绕信号线、包围圆筒部，及可收容用于使接地连接稳固而插入的星形垫圈260。

实施例2

图6是本实用新型一实施例涉及的采用压环式弹性连接器的空腔滤波器的端子部结构的部分剖面图。

参照图6，本实用新型又一实施例的端子部20包括端子插入口 210、绝缘体套管320、销钉部件330、压环式弹性连接器340及星形垫圈260。图6的一实施例作为更加严密地匹配阻抗的情况，显示了绝缘体套管220形成分离型，2级绝缘体套管320的贯通孔226具有不同的直径，销钉部件330的销钉部332对应绝缘体套管320形成2 级的例子，端子插入口210、绝缘体套管320、销钉部332及星形垫圈260也可与前面所述图4的一实施例相同的形态构成。

一实施例涉及的销钉部件330包括形成有销钉部332及插座部 336的端子躯干部334。销钉部件330可采用在BeCu材料上镀金的材料。销钉部332插入并固定在绝缘体套管320的贯通孔226中。销钉部332的外周面形成有楔形凸起部235以防止插入的销钉部332沿着插入销钉部330的反方向脱落。销钉部332和端子躯干部334的分界部上形成的环形台阶门槛部以与绝缘体套管320的一侧面相接触的形式组装。端子躯干部334比第三插入口216的深度短，内部形成有中空形状，并形成有从入口向内侧直径减小的圆锥形的开口部338。本实用新型一实施例中圆锥形的开口部338例如以中心轴为基准孔距60度角度的形态形成，且使压环式弹性连接器340的圆形弹簧部 344外接。

一实施例涉及的压环式弹性连接器340除两侧端部之外的长度方向大部分由具有一定宽度的弹簧板材成形。弹性连接器340包括位于一侧的圆形弹簧部344及圆形弹簧部344的圆周上从相邻的两地点 346垂直于圆周并凸出的两个板状突出部342。弹性连接器340的宽度具有板状可使突出部342插入插座部336的宽度。弹性连接器340 可采用在BeCu材料上镀金的材料，两个板状突出部342以逐渐变远的形式分开，圆形弹簧部344其中心方向受到外力的作用时变为椭圆形的板弹簧并工作。

即，弹性连接器340的两个板状突出部342如果插入插座部336，则相互分开的两个板状突出部342的终端部紧密地接触在插座部336 的内周面上，可维持插入状态。而且，圆形弹簧部344以与圆锥形开口部338外接的形态紧密接触，板状突出部342的相反一侧的位置从第一外壳180的下端面188凸出一定距离，如果安装空腔滤波器18，则随着圆形弹簧部344受到电极板挤压变为椭圆形弹性，同时电连接销钉部件330和电极板，即使被施加外部振动，也能起到提供充分的接触压力以挤压接触部位使接触状态不发生变化的作用。

图7是图示本实用新型一实施例涉及的采用压环式弹性连接器的销钉组合体的组装过程的剖面图。

图8a是图示本实用新型一实施例涉及的采用压环式弹性连接器的销钉组合体的平面图，图8b是图示本实用新型一实施例涉及的采用压环式弹性连接器的销钉组合体的部分剖面图。

参照图7和图8a至图8b，优选地，压环式弹性连接器340插入插座部336，且插在插座部336内部圆筒形孔中的两个板状突出部342 通过焊锡进行焊接并与销钉组合体32结合。以下为组装一实施例涉及的弹性连接器340和销钉部件330的优选实施例。

为了使销钉部件330的插座部336的开口部338朝上，在备有多个销钉部件330的状态下，将一定量的焊锡插入插座部336后，加热销钉部件330以使焊锡融化后插入弹性连接器340。插在插座部336 的弹性连接器340保持位置直至焊锡冷却，如果焊锡凝固，则结束弹性连接器340和销钉部件330的结合。空腔滤波器18处理千兆赫兹 (Giga Hertz)级高频信号，在传递这种频率带宽的信号时，应优选最小化物理接触中发生的不稳定性。

采用空腔滤波器18的移动通信基站天线在工作频率带宽中确保极低的杂音特性是十分重要的。由此，有必要最小化在各种RF连接元件的物理连接部位、发生接触的部分、涂布有双金属的部件内部等中发生的相位互调失真(passive inter modulation distortion，PIMD)。尤其，高频率及高能量的电波信号基于其接触部等处的电压、电流的非线性，可产生基于多重频率间混合(mixing)的中间频率 (intermediate frequency)。产生的该中间频率中基于与主要信号频率接近的中间频率，可大大地降低天线的信号质量。通过焊接将插在插座部336的板状突出部342牢固地连接，从而可最小化该种PIMD。

本实用新型一实施例涉及的采用压环式弹性连接器的销钉组合体32如上所述，通过焊接进行电连接和物理连接，其特征在于，以圆形板弹簧的形态与安装有空腔滤波器18的PCB基板的电极板连接。尤其，其特征在于，通过圆形弹簧部344可提供与电极板间的稳定机械连接，使信号线的阻抗变化变小，从而通过简单的部件结构实现较小的信号反射性能。

图9是图示本实用新型一实施例涉及的压环式弹性连接器制造方法的示意图。

参照图9，一实施例涉及的弹性连接器340由弹簧板材压板成形，经热处理，形成多个弹性连接器340粘贴在一侧的状态，能够以易折断且易分离的形态制造。圆形弹簧部344作为与插座部336的开口部 338及电极板接触的部分，优选地，通过精冲(fine blanking)，进行加工以使棱角部分的毛边(burr)向圆形部分内侧生成。

圆形弹簧部344的直径的选择以端子躯干部334的外径为基准进行。圆形弹簧部344在插座部336的圆锥形开口部338使两个地点紧密接触，并与第三插入口216的内周面分离，且具有一定的特性阻抗。优选地，以使该阻抗值与端子躯干部334的外径和第三插入口216之间的特性阻抗相同或者相似的形式，形成圆形弹簧部344的直径。对于数千兆赫兹级的信号，信号路径的阻抗失配导致电压驻波比增加，基于信号反射和信号失真可导致信号质量下降，因此，应优选最小化阻抗变化。

圆形弹簧部344其圆形一侧与电极板接触并分为两叉，虽然与插座部336的开口部338电连接，但是由于圆形弹簧部344的直径可在宽度的1至2倍程度水平上确定，因此从相当于接地电极的第三插入口216的内周面角度观察时，可视为与一个圆筒形电极电连接。即，在如本实用新型的空腔滤波器18中传送的高频信号带宽中，即使圆形弹簧部344的形态为与插座部336连接的结构，阻抗变化仍然会很小。

图10至图17是通过计算机模拟比较各种形态的接触型RF端子部20的RF特性及电磁场的形态图。分析模型的右侧是端子部20，左侧是相当于电极板的圆筒形端子，围绕其周围布置有圆筒形接地端。

图10是一般活塞(plunger)式端子部的比较分析模型。

图11是图10的一般活塞式端子部的电磁场分析结果。

参照图11，现有一般的活塞结构的端子部由于其结构的局限性可看到在电磁场分布的中间出现截断区间。由弹簧支撑的销钉部在结构上相比于收容销钉的销钉外罩，具有十分小的直径，以圆筒形接地端的内周面为基准，必然存在间隙急剧变远的区间。由此，一般的活塞结构的端子部其凸出的销钉部的直径小于活塞躯干外径，导致阻抗急剧发生变化，由此，具有较高的插入损失值S21和反射损失值S11。

根据分析结果，4GHz时插入损失为-0.006dB，反射损失为-28dB。这可解释为由于信号路径中间的阻抗变化区域，导致发生较大的信号反射。

图12是本实用新型一实施例涉及的采用压钉式弹性连接器的端子部的分析模型。

图13是本实用新型一实施例涉及的采用压钉式弹性连接器端子部的电磁场分析结果。

参照图13，对于本实用新型一实施例涉及的采用压钉式弹性连接器的端子部20，可观察到电磁场的分布比较均匀。压钉式弹性连接器可维持相对较窄的阻抗不连续区间间隔，例如0.5mm以下，能够以第三插入口216的内周面为基准以相似于端子躯干部234的外径的形式形成，有利于最小化阻抗变化。根据分析结果，4GHz时插入损失为-0.0003dB，反射损失为-41dB。

图14是本实用新型一实施例涉及的采用压环式弹性连接器的端子部的分析模型。

图15是本实用新型一实施例涉及的采用压环式弹性连接器的端子部的电磁场分析结果。

参照图15，同样对于本实用新型一实施例涉及的采用压环式弹性连接器的端子部30，可观察到销钉组合体32与第三插入口216的内周面形成比较均匀的电磁场。可观察到，虽然向圆形弹簧部344的内部的电磁场的形态不同，但是电磁场的分布向圆形弹簧部344的边缘形成，以第三插入口216的内周面为基准，电磁场的变化连续发生。即，由于不存在信号线阻抗发生非连续变化的区间，具有可将插入损失和反射损失维持在较低水准的优点。另外，圆形弹簧部344即能确保充分的接触压力又由于结构简单，能够以各种尺寸进行变形设计，可容易地进行阻抗匹配。根据分析结果，4GHz时插入损失为 -0.003dB，反射损失为-31dB。

图16是图示比较图10、图12及图14中图示的接触式RF端子部的插入损失分析结果的曲线图。

图17是图示比较图10、图12及图14中图示接触式RF端子部的反射损失分析结果的曲线图。

参照图16和图17，可对上述三种形态的端子部的插入损失和反射损失进行比较，可知压销钉结构的端子部20的信号质量最好，同样压环结构的端子部30在实际使用中也显示出充分的性能。

在上述比较中，没有考虑分析一般的活塞形态的销钉部和销钉外罩之间由于内部接触部不完全而引起的PIMD等的影响，如果对其进行考虑，则一般的活塞结构的信号传送质量会进一步降低。相反，压钉结构的端子部20基于弹性连接器240两侧接触部皆为环形接触面，基于弹性可牢固地接触，压环结构的端子部30通过焊接直接与插座部336结合，在PCB板130上基于圆形弹簧部344的弹性可确保稳定的接触，两种情况即使被施予外部振动，也不存在PIMD增加的情况，可均匀地维持信号质量。

实施例3

图18a至图18d是图示本实用新型一实施例涉及的采用板弹簧式弹性连接器的空腔滤波器的端子部结构的示意图。

图18a和图18b图示了空腔滤波器18的端子插入口410中插入的销钉部件结构物及板弹簧，图18c是图示板弹簧接触部的俯视图，图18d是图示板簧接触部的侧视图。

参照图18a至图18d，本实用新型涉及的又一实施例的板弹簧式端子部40包括子插入口410、绝缘体套管420、销钉部件430及板弹簧式弹性连接器440。

一实施例的端子插入口410包括第四插入口412和第五插入口 414，所述第四插入口412为从第一外壳180的下端面可收容板弹簧式弹性连接器440的、具有延伸的穿孔形断面的形态，所述第五插入口414形成于第四插入口412的穿孔形状一侧中心位置，且具有圆筒形孔形状。第四插入口412为图18d中图示的矩形区域。

绝缘体套管420为2级圆筒形状，且形成有贯通旋转轴中心的贯通孔。绝缘体套管420的第一级具有能够插入第五插入口414的尺寸的直径，大于绝缘体套管420的第一级直径的第二级具有至少一部分能够插入第四插入口412一侧尺寸的直径。绝缘体套管420的第二级高度设定为与PCB板130的一侧面或者接地电极面具有一定的间隔以使端子部40整体上具有一定的阻抗的高度，所述PCB板130的一侧面用于与组装弹性连接器440及销钉部件430后的空腔滤波器18 结合。绝缘体套管420可由聚四氟乙烯材料构成。为了使端子部40 具有一定特性的阻抗，考虑绝缘体套管420的介电率并决定绝缘体套管420第一级的外径和贯通孔的尺寸。

销钉部件430包括头部434(head portion)，所述头部434为扁平状，其用于使贯通弹性连接器440且插入绝缘体套管420并固定的销钉部432及弹性连接器440与绝缘体套管420紧密结合。销钉部 432的外周面包括楔形凸起部435，其用于防止销钉部件430在插入的反方向上滑脱。销钉部件430可以是在BeCu材料上镀金而形成的。

一实施例涉及的板弹簧式弹性连接器440包括环形部444，其中央形成有贯通孔442；第一延伸部446，其从环形部444的一侧具有比环形部444窄的宽度并延伸；第二延伸部448，其弯曲基于第一延伸部446形成钝角(例如120度至130度)，以使弹性连接器440向第一外壳180的下端面188外侧凸出地延伸；以及弯曲部449，其位于第一延伸部446和第二延伸部448之间。第二延伸部448的前端挤压用于与其接触而形成的PCB板130的电极板，并以维持一定的接触面积的形式形成。

弯曲部449的两侧形成有缺口，能够通过均匀的位置及角度可进行弯曲成型作业。板弹簧式弹性连接器440以弯曲部449为基准弯曲成型并可向弯曲的方向提供弹力。贯通孔442以仅可贯通销钉部件 430的销钉部432的尺寸形成。如果弹性连接器440组装在绝缘体套管420上，则环形部444布置在头部434和绝缘体套管420的第二级之间使其紧密接触，使弹性连接器440和销钉部件430电连接。弹性连接器440和销钉部件430之间可涂布有导电胶(paste)，或者进行焊接使其接触更加牢固。

电连接有板弹簧式端子部40的PCB板130的电极板上可形成有与第二延伸部448的前端接触的圆形电极板。而且，利用贯通PCB 板130的多个贯通导电孔(plated thru.via)以适当的间隙和孔距 (pitch)布置在圆形电极板上，从而可最小化阻抗变化。

图19是图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器附着在天线板背面的插座中状态的剖面图。

图20是图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器附着在天线板背面状态的剖面图。

参照图19和图20，本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器18 如同图19，可以是与附着在天线板150上的插座152结合的形态，如同图20，可以是以与形成于天线板150的电极板直接接触的形式结合的形态。本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器18基于弹性连接器240、340及440可具有一定水平的接触压力，并与天线板150 及PCB板130连接，与组装公差无关地可提供一定质量的RF信号线连接。

如同空腔滤波器18安装在每个天线160上，在基站天线装置10 中可使用多个空腔滤波器18。准确迅速地对这些空腔滤波器18进行调试及检验，可视为是提高基站天线装置10的质量和节约成本的要素。

本实用新型一实施例涉及的包括弹性连接器240、340及440方式的端子部20、30及40的空腔滤波器18可提供具有高重现性的RF 信号线连接。RF连接部无需结合螺丝或者弹簧锁部件，基于弹性连接器240、340及440的弹性，使作为组装对象的PCB板130的电极板和RF连接部紧密接触并完成结合，其特征是可迅速地进行安装和拆卸。

以下是空腔滤波器18的检验有关的叙述，列举空腔滤波器18的端子部20、30及40以相同方向布置的情况。即使端子部20、30及 40的布置方向相反，RF信号线的连接也能够迅速容易地进行。图21 至图24是采用压钉式弹性连接器240及压环式弹性连接器340的空腔滤波器18时的情况的例子，图25及图26是采用板弹簧式弹性连接器440的空腔滤波器18时的情况的例子。

图21是图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器的测试板的俯视图。

图22是图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器的测试板的剖面图。

图21和图22是空腔滤波器18测试板50上安装有4个空腔滤波器18的状态，左右侧面是图示安装有SMA型RF连接器510的状态的概念。空腔滤波器18测试板50上具有与弹性连接器240、340电接触的圆形电极板，为了避开圆形电极板的弹性连接器240、340接触区域，贯通导电孔与测试板50的背面连接，并与SMA型RF连接器510的中央端子连接。SMA型RF连接器510上连接有网络分析仪等装置，可迅速地检验多个空腔滤波器18。

图23作为图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器的测试板的平面图，显示省略围绕弹性连接器布置的星形垫圈的结构。

图24是图示本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器的测试板图 23的剖面图。

参照图23和图24，图示了围绕第三插入口216外侧的第二环形凹槽270及其收容的星形垫圈260被省略的结构，是可缩小空腔滤波器18的左右两侧长度的结构。端子部20的形态如同图5a至图5e所示，可进行各种变形。

图25是图示本实用新型一实施例涉及的采用销钉弹簧式弹性连接器的空腔滤波器的测试板的俯视图。

图26是图示本实用新型一实施例涉及的采用销钉弹簧式弹性连接器的空腔滤波器测试板的图25的剖面图。

参照图25和图26，一实施例涉及的具有板弹簧式端子部的空腔滤波器18具有小于图22或者图24所示的一实施例的端子部40的整体外径，其结构有利于具有缩小左右两侧长度需求的情况。

空腔滤波器18测试板54的基本形状为两面具有较宽的接地电极。而且，围绕连接有SMA型RF连接器510的中央端子和弹性连接器440的圆形板，并且将贯通测试板54的多个贯通导电孔以适当的间隙和孔距进行布置，从而可最小化阻抗变化。

以下对收容星形垫圈的环形凹槽及防止星形垫圈脱离的结构进行说明。

图27a至图27b是图示本实用新型一实施例涉及的星形垫圈的示意图。

图28是图示本实用新型一实施例涉及的收容星形垫圈的楔形榫头形状的第二环形凹槽的形成过程的示意图。

空腔滤波器18的第一外壳180，其内部为中空且包括共振元件 (未图示)，其内部形状复杂，通常压力加工包括铝或者镁合金的材料而形成。

参照图28，利用楔形榫头(dovetail)加工工具910，加工具有垂直壁形态的第一外壳180的第二环形凹槽270，使其内侧棱角变大，并形成星形垫圈260收容部。楔形榫头形态的第二环形凹槽270的入口以星形垫圈260基于弹性收缩可插入的最小直径形成。

图29是图示收容本实用新型一实施例涉及的星形垫圈的第二环形凹槽及用于防止星形垫圈脱落的压钉的示意图。

参照图29，在第二环形凹槽270'外侧形成多个用于插入压钉920 的孔，在此，具有压入三个以上具有扁头的压钉920以防止星形垫圈 260脱离的结构。

图30是用于说明本实用新型一实施例涉及的收容星形垫圈的第二环形凹槽及用于防止星形垫圈脱落的填隙加工的示意图。

参照图30，是一种在第二环形凹槽270”外侧形成多个孔，通过填隙加工使第二环形凹槽270”的侧壁930向星形垫圈260侧塌陷，以防止星形垫圈260脱离的结构。通过填隙加工可局部地使表面上升。因此可使与PCB板130结合的基准面较高地形成，或者填隙孔 940的上端可较浅地形成扩孔(未图示)使第二环形凹槽270”的侧壁930的高度低于与PCB板130结合的基准面。

星形垫圈260和第二环形凹槽270”之间涂布有导电胶以辅助星形垫圈260的电接触一直保持良好。

由于本实用新型一实施例涉及的空腔滤波器18提供RF连接端子部20、30及40，RF连接端子部20、30及40包括用于使端子向高度方向的两面或者一面露出而形成的弹性连接器240、340及440，因此空腔滤波器18的厚度减小，从而可构建超薄且简洁的叠层结构的Massive MIMO天线系统。

上述说明只是用于列举本实施例的技术思想，对于本实施例所属技术领域具有一般技术知识的技术人员而言，在不超出本实施例的本质特征的范围内，可进行各种修改和变更。因此，本实施例不是用于限定而是用于说明本实施例的技术思想，基于上述实施例不能限定本实施例的技术思想的范围。本实施例的保护范围依据以下的权利要求书而解释，与其等同的范围内的所有技术思想应解释为皆属于本实施例的权利范围。