一种滤波器、移相器以及相关装置的制作方法

一种滤波器、移相器以及相关装置
1.本技术是分案申请，原申请的申请号是201911351077.2，原申请日是2019年12月24日，原申请的全部内容通过引用结合在本技术中。
技术领域
2.本技术涉及通信技术领域，尤其涉及一种滤波器、移相器以及相关装置。


背景技术：

3.在移动通信系统中，由于网络覆盖或网络优化的需要，基站天线的俯仰面波束指向需要调整。例如，通过可调移相器进行俯仰面波束调整，其工作原理为：改变阵列天线各个天线单元的相位分布，进而调节天线波束的下倾角度。这样，不但能够实现主波束指向的连续调节，而且能够保证水平面波束不变形。可调移相器主要分为介质移相和物理移相两种类型。其中，介质移相是通过改变导波波长来实现移相，物理移相是通过改变电磁波的传输路径长度来实现移相。但是，随着电调天线的日益增多，需要在移相器前端增加滤波器，以保证各个频段不相互干扰，进而增加异频隔离度。通常采用在基站天线与移相器之间增加独立的滤波器。该方案基站天线与滤波器，滤波器与移相器之间通过线缆连接。由于这种多级级联的方案，需要通过螺钉或焊点方式连接，增加无源互调(passive inter modulation，pim)隐患，影响通信质量。
4.基于此，目前一般的设计方案是将滤波器集成在移相器(腔体)内部，以简化级联。滤波器包括滤波支节(filter branch)，滤波支节用于滤除电磁波。
5.通常，调整滤波器滤除电磁波的波长范围，需要对滤波支节的长度进行调整。而上述设计方案，由于滤波器集成于移相器腔体内部，存在调整困难的问题。


技术实现要素：

6.本技术实施例提供了一种滤波器，滤波支节中第一滤波线设置于腔体外侧，因此用户可以在腔体外侧调节第一滤波线的长度，以实现调整滤波器所滤除电磁波的波长范围。提升用户的使用便利性。
7.第一方面，本技术实施例提出一种滤波器，该滤波器包括：腔体、电路板和滤波支节；该电路板位于该腔体内部；该电路板上设有功分电路，该功分电路包括输入端、主馈线和输出端，该输入端和该主馈线电连接，该输出端与该主馈线电连接，该主馈线用于将该输入端输入的信号传输至该输出端；该滤波支节包括第一接口和第一滤波线，该第一接口设置于该腔体的开口处，该第一滤波线位于该腔体外侧，该第一滤波线与该第一接口电连接，该第一接口与该主馈线电连接。
8.本技术实施例中，滤波支节的一部分第一滤波线设置于腔体外侧，滤波支节的一部分第一端口设置于腔体的开口处。第一滤波线与第一接口电连接，第一接口与主馈线电连接，第一滤波线通过第一接口与主馈线电连接。用户可以在腔体外侧调节第一滤波线的长度，以实现调整滤波器所滤除电磁波的波长范围。提升用户的使用便利性。
9.结合第一方面，在一些实现方式中，该第一滤波线通过焊接方式与该第一接口电连接，或，该第一滤波线通过螺钉旋接方式与该第一接口电连接，或，该第一滤波线通过耦合方式与该第一接口电连接。第一滤波线与第一接口之间可以通过多种方式实现电连接，提升了本方案的实现灵活性。
10.结合第一方面，在一些实现方式中，该第一滤波线为同轴线缆或金属带线。可以使用同轴线缆以及金属带线等多种元器件实现第一滤波线的功能，提升了本方案的实现灵活性。
11.结合第一方面，在一些实现方式中，该滤波支节还包括第二滤波线，该第二滤波线位于该腔体内，该第二滤波线设置于该电路板上；该第一接口通过该第二滤波线与该主馈线连接。该第一滤波线和该第二滤波线的长度之和在十六分之一至四分之三的波长范围内，该波长是指被该滤波支节所滤除的电磁波的波长。通过将滤波支节中第二滤波线设置于腔体内，提升了腔体内空间的利用率。
12.结合第一方面，在一些实现方式中，该电路板包括金属带线，其中，该金属带线裸露于空气中，或，该金属带线为基材的表面电镀的金属层，或，该金属带线为该基材的表面镶嵌的金属层，该基材为塑料或陶瓷。电路板存在多种方式实现方式，提升了本方案的实现灵活性。
13.结合第一方面，在一些实现方式中，该腔体内部设置至少一个卡扣；该电路板上设置至少一个通孔，该通孔对该卡扣进行限位；该电路板通过该通孔和该卡扣的配合，固定在该腔体内部。在腔体内部设置的至少一个卡扣与电路板上设置的至少一个通孔，该通孔对卡扣进行限位。通过卡扣与通孔的配合，使得电路板固定在腔体内部。提升了滤波器内部结构的稳定程度。
14.结合第一方面，在一些实现方式中，该腔体相对的两端分别设置第一端盖和第二端盖；该电路板与该腔体对应的两端，分别设置第一卡槽与第二卡槽，该第一卡槽对该第一端盖进行限位，该第二卡槽对该第二端盖进行限位；该电路板通过该第一卡槽和该第一端盖的配合，该第二卡槽和该第二端盖的配合，固定在该腔体内部。提升了滤波器内部结构的稳定程度。
15.结合第一方面，在一些实现方式中，该滤波器还包括固定件；该固定件与该电路板垂直；在相对于该电路板垂直方向上，该固定件的两端与该腔体连接，该固定件用于对该电路板在相对于该电路板垂直方向上进行限位。提升了滤波器内部结构的稳定程度。
16.第二方面，本技术实施例还提出了一种移相器，该移相器包括如前述第一方面以及第一方面中任意一种实现方式的滤波器，该移相器还包括移相单元；该移相单元位于该腔体内部，该移相单元能够相对该电路板移动。该移相单元包括移动电路板，该移动电路板平行设置在该电路板一侧，该移动电路板与该电路板之间耦合电连接。
17.本技术实施例中，移相器中集成滤波器，由于滤波支节中第一滤波线设置于腔体外侧，因此用户可以在腔体外侧调节第一滤波线的长度，以实现调整滤波器所滤除电磁波的波长范围。提升用户的使用便利性。由于滤波支节中体积较大的一部分(第一滤波线)设置于移相器的腔体外，相较于现有技术中的移相器，可节约大量移相器腔体内的空间，提升移相器的电磁性能。同时，也可以在更小的移相器体积下，满足移相器的性能要求。通过通孔与卡扣的配合、卡槽与端盖的配合以及固定件，使得电路板可稳定地固定于腔体内部，保
证移相器结构的稳定性。
18.第三方面，本技术实施例还提出了一种天线，包括：天线单元，用于辐射电磁波束，以及与该天线单元连接的如前述第二方面中的移相器；该移相器用于调节该天线单元辐射的电磁波束的角度。
19.第四方面，本技术实施例还提出了一种多频天线网络系统，包括如前述第三方面中的天线。
20.第五方面，本技术实施例还提出了一种基站设备，包括如前述第三方面中的天线。
21.其中，第三至第五方面中任一种可能实现方式所带来的技术效果可参见第一方面、第一方面不同可能实现方式或第二方面的实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
22.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：
23.滤波支节包括第一接口和第一滤波线，第一接口设置于腔体的开口处，第一滤波线位于腔体外侧，第一滤波线与第一接口电连接，第一接口与主馈线电连接。由于滤波支节的一部分(第一滤波线)设置于腔体外侧，因此用户可以在腔体外侧调节第一滤波线的长度，以实现调整滤波器所滤除电磁波的波长范围。提升用户的使用便利性。
附图说明
24.图1为本技术实施例提出的滤波器的一种结构示意图；
25.图2为本技术实施例提出的一种移相器示意图；
26.图3a为本技术实施例提出的移相器的一种外观示意图；
27.图3b为本技术实施例提出的移相器的一种剖面示意图；
28.图4为本技术实施例提出的移相器的一种局部结构示意图；
29.图5为本技术实施例提出的移相器的一种局部结构示意图；
30.图6为本技术实施例提出的基站设备的一种结构示意图。
具体实施方式
31.本技术实施例提供了一种滤波器、移相器以及相关装置，滤波器包括腔体和滤波支节，滤波支节包括第一接口和第一滤波线，第一接口设置于腔体的开口处，第一滤波线位于腔体外侧，第一滤波线与第一接口电连接，第一接口与主馈线电连接，第一滤波线呈开路状。由于滤波支节的一部分(第一滤波线)设置于腔体外侧，因此用户可以在腔体外侧调节第一滤波线的长度，以实现调整滤波器所滤除电磁波的波长范围。提升用户的使用便利性。
32.下面结合附图，对本技术的实施例进行描述。本领域普通技术人员可知，随着技术的发展和新场景的出现，本技术实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
33.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本技术的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。
34.请参阅图1，图1为本技术实施例提出的滤波器的一种结构示意图。本技术实施例
提出的一种滤波器100包括：滤波支节110、腔体120和电路板，电路板位于腔体120内部，电路板上设有功分(power divider)电路，功分电路是一种将一路输入信号(能量)分成两路或多路输出信号(能量)，该输出信号(能量)可以是相等信号(能量)也可以是不相等信号(能量)。滤波器100中电路板上设置的功分电路，以一个输入端131，两个输出端132为例进行示例性说明，该输入端131通过主馈线133与输出端132电连接，主馈线133用于将输入端131输入的信号(能量)传输至输出端132。需要说明的是，滤波器100还可以包括更多或更少的输出端133，此处不作限定，例如，功分电路中仅包括一个输出端和一个输入端。电路板包括金属带线，其中，金属带线裸露于空气中，或，金属带线为基材的表面电镀的金属层，或，金属带线为基材的表面镶嵌的金属层，基材为塑料或陶瓷。该金属带线具体可以是一种微带线。
35.可选的，该电路板也可以不使用基材，仅包括金属带线。
36.滤波支节110包括第一接口111和第一滤波线112。第一接口111设置于腔体120的开口处，第一接口111与主馈线133电连接，第一接口111与第一滤波线112电连接。第一滤波线112设置于腔体120外侧。需要说明的是，第一接口111既可以是实体接口；也可以是第一滤波线112与主馈线133电连接部分与腔体120开口处的重合部分，即第一接口111也可以是第一滤波线112(或主馈线133)的一部分，此处不作限定。第一滤波线112呈开路状(即相对于与第一接口111连接的一端不连接任何电路)。
37.第一滤波线112可以通过多种方式与第一接口111连接，例如：第一滤波线112通过焊接方式与第一接口111电连接，焊接方式具体包括锡焊；第一滤波线112通过螺钉旋接方式与第一接口电连接，示例性的，第一滤波线112与第一接口111电连接的一端为螺钉结构，第一接口111与第一滤波线112电连接的一端为螺母结构；第一滤波线112还可以通过耦合方式与第一接口111电连接，即第一滤波线112与第一接口111之间不直接接触，保持一定间距，以形成电耦合结构。第一滤波线112具有导电能力，具体可以是同轴线缆或金属带线。
38.滤波支节110用于滤除主馈线133中传输的部分电磁波。用户可通过调节第一滤波线112的长度，以实现调节所滤除电磁波的波长范围。例如：用户可以通过截断部分第一滤波线112，以缩短第一滤波线112的长度。或，在原有第一滤波线112的基础上，在第一滤波线112相对于与第一接口111连接的一端焊接上导线，该导线与第一滤波线112电连接，焊接上的该导线与原第一滤波线112共同组成新的第一滤波线112。该导线既可以与第一滤波线112的材质一致，例如，第一滤波线112为同轴线缆时，该导线为同轴线缆；该导线也可以与第一滤波线112的材质不同，例如，第一滤波线112为同轴线缆时，该导线为金属带线。当第一接口111为实体接口时，用户还可以通过更换不同长度的第一滤波线112，该第一滤波线112与第一接口111连接，以实现调节所滤除电磁波的波长范围。
39.可选的，滤波支节110中部分滤波线可以设置与腔体120内，该滤波线称为第二滤波线113，第一接口111通过第二滤波线113与主馈线133电连接。第一滤波线112和第二滤波线113的长度之和在十六分之一至四分之三的波长范围内，波长是指被滤波支节110所滤掉的电磁波的波长。第一滤波线112和第二滤波线113的长度之和，具体指的是第一滤波线112处于开路的一端，到第二滤波线113与主馈线133连接处的路径长度之和。第二滤波线113具有导电能力，具体可以是同轴线缆或金属带线。
40.示例性的，该滤波器100初始状态时，滤波支节110的总长度(即第一滤波线112和
第二滤波线113的长度之和)为70毫米。当实际使用时，用户需要该滤波器100适用于850兆赫(mega hertz,mhz)的滤波场景。通过计算得知，在850mhz的滤波场景中，所需要的滤波支节110的总长度为60毫米。由于第二滤波线113长度为30毫米，第一滤波线112的长度为40毫米。因此，用户可以通过截短位于腔体120外的第一滤波线112的长度，调节滤波支节110的总长度至60毫米。使得该滤波器100可以成功适用于850mhz的滤波场景中。此外，用户还可以通过矢量网络分析仪(vector network analyzer)监测该滤波器100所滤除的电磁波的波形，并调节第一滤波线112的长度。通过调节第一滤波线112的长度，以实现调整滤波器所滤除电磁波的波长范围。需要说明的是，上述滤波支节110与所滤除电磁波的波长仅做示例性说明，此处不作限定。
41.本技术实施例中，介绍了一种滤波器，该滤波器可以应用于多种无源器件中，例如移相器或功率分配器等。该滤波器包括腔体和滤波支节，滤波支节包括第一接口和第一滤波线，第一接口设置于腔体的开口处，第一滤波线位于腔体外侧，第一滤波线与第一接口电连接，第一接口与主馈线电连接。第一滤波线具体可以是同轴线缆或金属带线，以较低的成本实现滤波功能。以第一滤波线为同轴线缆为例：同轴线缆的材质便于用户调节长度，例如当用户需要增加第一滤波线长度时，用户可以通过锡焊等方式在第一滤波线的末端焊接其它的同轴线缆，以增加第一滤波线的长度。用户也可以通过钳子剪短该第一滤波线，以实现缩短第一滤波线的长度。第一滤波线设置于腔体外侧，因此用户可以在腔体外侧调节第一滤波线的长度，以实现调整滤波器所滤除电磁波的波长范围。提升用户的使用便利性。
42.接下来，基于前述实施例描述的滤波器100的基础上，介绍本技术实施例提出的移相器200。请参阅图2，图2为本技术实施例提出的一种移相器示意图。
43.移相器200包括滤波器100和移相单元，移相单元中包括移动电路板，移动电路板201包括滑动介质、驱动该滑动介质的电机(图中未示出)以及控制该电机的相关导线芯片(图中未示出)。该移动电路板与滤波器100中的电路板之间耦合电连接。移相单元通过移动电路板与电路板之间相对位置的变化，实现信号的移相。需要说明的是，图2所示的移相器200仅是一种可选的实现方案，本技术提出的滤波器还可以应用于如物理移相等多种不同的移相器中，此处不作限定。
44.移相器200还包括一个输入端131、两个输出端132，输入端131通过主馈线133与输出端132电连接。信号从输入端131输入至主馈线133后，通过t型结134后，一分为二分别传输至不同的输出端132。移相器200还包括两个滤波支节，每个滤波支节中包括一个第一滤波线112和第一接口111，第一滤波线112通过第一接口与主馈线133电连接。
45.移动电路板201平行设置在电路板130的两侧(也可以是一侧)，移动电路板201与电路板130之间耦合电连接。
46.本技术实施例中，移相器中集成滤波器，由于滤波支节中第一滤波线设置于腔体外侧，因此用户可以在腔体外侧调节第一滤波线的长度，以实现调整滤波器所滤除电磁波的波长范围。提升用户的使用便利性。由于滤波支节中体积较大的一部分(第一滤波线)设置于移相器的腔体外，相较于现有技术中的移相器，可节约大量移相器腔体内的空间，提升移相器的电磁性能。同时，也可以在更小的移相器体积下，满足移相器的性能要求。
47.基于图1-图2对应的实施例的基础上，下面结合图3a和图3b介绍本技术提出的移相器。图3a为本技术实施例提出的移相器的一种外观示意图，图3b为本技术实施例提出的
移相器的一种剖面示意图。
48.如图3a与图3b所示，移相器200的腔体120上设置有两个开口，分别为第一开口301和第二开口302。该第一开口301与第二开口302中各自设置一个第一接口111，该第一接口111与第一滤波线112电连接。腔体120内部设置有第一卡扣310、第二卡扣320和第三卡扣330。腔体120相对的两端分别设置第一端盖303和第二端盖304。
49.电路板130上设置有第一通孔311、第二通孔321和第三通孔331。第一通孔311对第一卡扣310进行限位，第二通孔321对第二卡扣320进行限位，第三通孔331对第三卡扣330进行限位。电路板130通过上述通孔和卡扣的配合，固定在腔体120内部。
50.电路板130中，与腔体120对应的两端，分别设置第一卡槽305和第二卡槽306，第一卡槽305对第一端盖303进行限位，第二卡槽306对第二端盖304进行限位；电路板130通过第一卡槽305和第一端盖303的配合，第二卡槽306和第二端盖304的配合，固定在腔体120内部。
51.移相器200中还包括固定件340，固定件340与电路板130垂直；在相对于电路板130垂直方向上，固定件340的两端与腔体连接，固定件340用于对电路板130在相对于电路板130垂直方向上进行限位。
52.为了便于理解，该卡扣(如第一卡扣310)与该固定件340的局部示意图，请参阅图4，图4为本技术实施例提出的移相器的一种局部结构示意图；该固定件340与电路板130的相对位置，请参阅图5，图5为本技术实施例提出的移相器的一种局部结构示意图。
53.本技术实施例中，移相器中集成滤波器，由于滤波支节中第一滤波线设置于腔体外侧，因此用户可以在腔体外侧调节第一滤波线的长度，以实现调整滤波器所滤除电磁波的波长范围。提升用户的使用便利性。由于滤波支节中体积较大的一部分(第一滤波线)设置于移相器的腔体外，相较于现有技术中的移相器，可节约大量移相器腔体内的空间，提升移相器的电磁性能。同时，也可以在更小的移相器体积下，满足移相器的性能要求。通过通孔与卡扣的配合、卡槽与端盖的配合以及固定件，使得电路板可稳定地固定于腔体内部，保证移相器结构的稳定性。
54.本技术还提出了一种天线，该天线包括天线单元以及如上述图2-图5对应的实施例中描述的移相器，该天线单元，用于辐射电磁波束。移相器用于调节天线单元辐射的电磁波束的角度。具体的，移相器的输出端通过输出电缆连接至天线单元。通过移相器的工作，可以给天线单元馈电要求的信号电流强度和相位，从而改变阵列天线辐射方向图的方向。
55.本技术还提出了一种多频天线网络系统，该多频天线网络系统包括上述任一项的移相器。
56.本技术提出的滤波器、移相器、天线和/或多频天线网络系统，还可以应用于基站(base station，bs)设备，也可称为基站，是一种部署在无线接入网用以提供无线通信功能的装置。例如在2g网络中提供基站功能的设备包括基地无线收发站(base transceiver station，bts)和基站控制器(base station controller，bsc)，3g网络中提供基站功能的设备包括节点b(nodeb)和无线网络控制器(radio network controller，rnc)，在4g网络中提供基站功能的设备包括演进的节点b(evolved nodeb，enb)，在无线局域网(wireless local area networks，wlan)中，提供基站功能的设备为接入点(access point，ap)。在5g通信系统中，提供基站功能的设备包括enb、新无线节点b(new radio nodeb，gnb)，集中单
元(centralized unit，cu)，分布式单元(distributed unit)和新无线控制器等。
57.可选的，该基站设备的硬件结构，如图6所示，基站设备60包括：基带单元61、射频单元62和天馈系统63；其中，射频单元62分别与基带单元61以及天馈系统63相连。示例性的，基带单元61可以为射频拉远单元(remote radio unit，rru)和/或室内基带处理单元(building base band unit，bbu)。射频单元62包括至少一条信号收发通道，每条信号收发通道中处理一条射频信号流(stream)。信号收发通道上包括数字上变频装置(digital up converter，duc)、波峰因子消减装置(crest factor reduction，cfr)、数字模拟转换器(digital to analog converter，dac)以及功率放大器(power amplifier，pa)等，该信号收发通道上还可以包括其他的实体功能模块，例如功率放大器之后还可以设置本技术提出的滤波器等等。天馈系统63，也叫作天馈线系统(antenna feeder system)指天线与馈线系统，其包括：至少一个天馈单元，天馈单元包括移相器以及天线，信号收发通道的输入端连接基带单元61，信号收发通道的输出端连接至少一个天馈单元，其中信号收发通道的输出端通过移相器连接天线。移相器的相位控制信号由射频单元62提供，移相器的相位控制信号控制移相器的移相状态，从而控制对应的天线的口面电磁波的相位分布，实现天线波束的切换。
58.应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本技术的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
59.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
60.总之，以上所述仅为本技术技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
61.以上对本技术所提供的滤波器、移相器以及相关装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的具体实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。