一种金属滤波器及其组装方法与流程

1.本发明涉及通信调频领域，尤其涉及一种金属滤波器及其组装方法。


背景技术：

2.金属腔体滤波器一直以来是通信基站设备中的重要部件，其作用是滤除通信过程中产生的杂波信号，使得通信更加稳定，相比其他形式的滤波器，腔体滤波器具有性能稳定、q值高、体积小、散热性好等优点，所以其大量应用在通信基站中。
3.随着通信技术的不断发展，基站设备不断地升级换代，性能不断得到提升，尺寸以及重量也在不断减小，特别是在5g通信中，当前5g基站主要是阵列天线为主，阵列天线主要由天线阵子和滤波器组成，所以滤波器的尺寸以及重量对整个整列天线的尺寸以及重量起到了关键作用。
4.当前阵列天线中所用到的金属滤波器的安装方式通常是采用螺丝固定的方式进行安装，导致滤波器尺寸和重量以无空间再压缩，为了进一步缩小尺寸及减少重量，提出了滤波器以锡焊表贴方式进行安装，表贴方式虽然一定程度地减小了尺寸和重量，但是也引入了其他缺陷，比如在经历高温环境比如回流焊接(传统的回流焊接最高温度达到260℃、甚至更高)，当前市场上金属滤波器都无法满足这一工艺要求(经过高温回流焊接后产品性能变化大，无法满足性能要求)。
5.以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种体积小、重量轻的金属滤波器及通过铆压方式取代螺丝固定方式的滤波器组装方法，使产品经历高温环境也能保持稳定性能。
7.为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
8.一种金属滤波器，其各部件不采用紧固零件进行组装，所述金属滤波器包括上下相对设置的金属罩体和底座，其中，所述金属罩体包括顶板及环绕所述顶板一周并向下延伸的侧壁，所述侧壁的下周沿与所述底座连接，所述金属罩体与底座内部的空间形成所述滤波器的腔体；
9.所述底座上表面设有向上凸起的支柱，其被配置为装配谐振器，所述支柱的上部设有径向收窄的第一台阶柱，且所述第一台阶柱上表面设有盲孔，所述谐振器设有第一通孔，使得所述谐振器套设在所述第一台阶柱的外侧，且所述第一台阶柱上的盲孔的侧壁具有径向向外突出的结构，以使所述谐振器与所述支柱固定连接。
10.进一步地，所述底座上表面还设有向上凸起的隔离筋柱，所述隔离筋柱的上部设有收窄结构的第二台阶柱，且所述第二台阶柱上表面设有盲孔，所述金属罩体的顶板上设
有与所述第二台阶柱相适配的第二通孔，所述第二通孔与所述隔离筋柱一一对应，且所述隔离筋柱的第二台阶柱至少部分容置在所述第二通孔中，所述第二台阶柱上的盲孔的侧壁具有向外突出的结构，以使所述金属罩体与所述隔离筋柱固定连接。
11.进一步地，所述谐振器与所述支柱不采用锡焊方式或锁螺钉方式固定连接；和/或，
12.所述隔离筋柱与所述金属罩体不采用锡焊方式或锁螺钉方式固定连接。
13.进一步地，所述谐振器的第一通孔的上部设有导斜角结构，以容置所述第一台阶柱上的盲孔的侧壁径向向外突出的结构。
14.进一步地，所述金属罩体的第二通孔的上部设有导斜角结构，以容置所述隔离筋柱的第二台阶柱上的盲孔的侧壁的向外突出的结构。
15.进一步地，所述金属罩体的顶板上还设有若干个第三通孔和频率调螺，所述第三通孔、频率调螺与所述谐振器一一对应且上下相对设置，所述频率调螺设置在所述第三通孔内。
16.进一步地，所述金属罩体的顶板上还设有若干个一一对应的第四通孔和耦合调螺，所述耦合调螺设置在所述第四通孔内。
17.进一步地，所述金属罩体的侧壁下端的内壁上设有与所述底座配合的台阶结构，以使所述金属罩体与所述底座边缘一周进行铆接。
18.进一步地，所述底座上还设有两个信号传输杆，所述两个信号传输杆分别设置在所述金属滤波器长度方向最靠外侧的谐振器的外侧，且所述信号传输杆的上端分别向对应的谐振器或该谐振器对应的支柱弯折。
19.进一步地，所述谐振器的上表面与所述第一台阶柱的上表面齐平，或者，所述谐振器的上表面高于所述第一台阶柱的上表面；
20.所述金属罩体的上表面与所述隔离筋柱的上表面齐平，或者，所述金属罩体的上表面高于所述隔离筋柱的上表面。
21.根据本发明的另一方面，提供了一种金属滤波器的组装方法，包括以下步骤：
22.采用压铸或者冷挤压的工艺制作金属滤波器的底座，其中，所述底座上设有与之一体成型的支柱、隔离筋柱，所述支柱和隔离筋柱上部均设有收窄结构的台阶柱，且在所述台阶柱上表面开设盲孔；制作谐振器，并在所述谐振器上开设第一通孔；并制作金属滤波器的金属罩体，并在所述金属罩体上开设与所述隔离筋柱相匹配的第二通孔；
23.将所述谐振器的第一通孔套设在所述支柱的台阶柱上，再旋压所述支柱的台阶柱上的盲孔，直至所述谐振器铆接在所述支柱的台阶柱上；
24.将所述金属罩体罩设在底座上，使所述第二通孔套设在隔离筋柱的台阶柱上，再旋压所述隔离筋柱的台阶柱上的盲孔，直至所述金属罩体铆接在所述隔离筋柱的台阶柱上；并使所述金属罩体与底座固定连接。
25.本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
26.a.金属滤波器的片状谐振器可以通过铆压方式固定在底座相对应的柱子上，然后金属罩再通过铆压的方式固定在底座上，由于金属罩以及片状谐振器通过铆压的方式固定，产品在高温环境(如回流焊接)中性能更加稳定；
27.b.金属罩以及片状谐振器通过铆压的方式固定，不需要螺钉固定，减小了滤波器
的体积和重量；
28.c.金属罩、片状谐振器可以通过钣金方式制造，底座可以通过挤压工艺制造，相比传统的金属滤波器腔体压铸成型工艺，大大降低了制造成本，并且提高了产品部件的制造工艺精度，使得产品性制造过程中一致性高，能较大地提高制造良率。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明的一个示例性实施例提供的金属滤波器的爆炸示意图；
31.图2为本发明的一个示例性实施例提供的金属滤波器的底座立体结构示意图；
32.图3为本发明的一个示例性实施例提供的金属滤波器的金属罩体的俯视图；
33.图4为本发明的一个示例性实施例提供的金属滤波器的谐振器的剖面示意图。
34.其中，附图标记包括：100-金属罩体，110-第二通孔，120-第三通孔，130-第四通孔，200-底座，210-支柱，2101-第一台阶柱，220-谐振器，2201-第一通孔，230-隔离筋柱，2301-第二台阶柱，310-频率调螺，320-耦合调螺，330-信号传输杆，340-定位柱。
具体实施方式
35.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
36.需要说明的是，本发明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数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，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他步骤或单元。
37.本发明旨在提供一种既可以解决滤波器尺寸和重量问题，又可以避免高温回流焊接后性能下降问题的金属腔体滤波器。
38.在本发明的一个实施例中，提供了一种金属滤波器，其各部件不采用如螺钉、螺栓等的紧固零件进行组装，如图1所示，所述金属滤波器包括上下相对设置的金属罩体100和底座200，其中，所述金属罩体100包括顶板及环绕所述顶板一周并向下延伸的侧壁，所述金属罩体100罩设在底座200上，即金属罩体100的侧壁的下周沿与所述底座200连接，所述金属罩体100与底座200内部的空间形成所述滤波器的腔体。
39.具体如图2所示，所述底座200上表面设有向上凸起的支柱210，其被配置为装配如
图1和图4所示的谐振器220，参见图1和图2，支柱210的上部设有径向收窄的第一台阶柱2101，其台阶高度根据谐振器厚度及高度定义，且所述第一台阶柱2101上表面设有盲孔，参见图1和图4，所述谐振器220设有第一通孔2201，使得所述谐振器220套设在所述第一台阶柱2101的外侧，且通过比如旋压工装来旋压所述第一台阶柱2101上的盲孔，导致盲孔周侧的材料往外周挤压，即盲孔侧壁形成径向向外突出的结构，以使所述谐振器220与所述支柱210固定连接，具体为铆紧固定。
40.继续参见图2，底座200上表面还设有向上凸起的隔离筋柱230，其具体设置在两个谐振器220(支柱210)之间，隔离筋柱230的上部设有收窄结构的第二台阶柱2301，其台阶高度根据金属罩体100的顶板厚度定义，且所述第二台阶柱2301上表面设有盲孔；参见图1和图3，金属罩体100的顶板上设有与所述第二台阶柱2301相适配的第二通孔110，所述第二通孔110与所述隔离筋柱230一一对应，且所述隔离筋柱230的第二台阶柱2301至少部分容置在所述第二通孔110中。通过比如旋压工装来旋压所述第二台阶柱2301上的盲孔，导致盲孔周侧的材料往外周挤压，即所述第二台阶柱2301上的盲孔的侧壁形成向外突出的结构，以使所述金属罩体100与所述隔离筋柱230固定连接，具体为铆紧固定。
41.通过以上铆紧固定的方式可以看出：谐振器220与支柱210不采用锡焊方式或锁螺钉方式固定连接；隔离筋柱230与金属罩体100不采用锡焊方式或锁螺钉方式固定连接，这样的好处在于克服了锡焊方式或锁螺钉方式带来的缺点：锁螺钉方式不仅操作费时费力，而且导致滤波器尺寸和重量再无压缩空间；锡焊表贴的方式虽然可以缩小尺寸和减轻重量，但是表贴工艺的温度较高(传统的回流焊接最高温度达到260℃)，这通常使得金属滤波器在经过高温回流焊接后产品性能变化大。而本发明实施例提出的上述金属滤波器既能够缩小尺寸和减轻重量，同时又避免了金属滤波器产品因经历高温而发生大的性能变化，并且组装步骤更简单。
42.底座200下表面还设有若干个焊接凸台，其可以配合客户端afu pcb板上焊盘进行焊接。
43.如图4所示，所述谐振器220的第一通孔2201的上部设有导斜角结构，第一通孔2201的上部孔径在由下往上的方向上呈扩大结构，下部孔径可以保持不变，由于支柱210的第一台阶柱2101由下往上伸入谐振器220的第一通孔2201内，且第一台阶柱2101的上表面进入所述扩大结构内，当旋压第一台阶柱2101上表面的盲孔而使得盲孔周侧的材料往外周挤压，因此，第一通孔2201的上部空间容置所述第一台阶柱2101上的盲孔的侧壁径向向外突出的结构，第一台阶柱2101往外周挤压突出的外壁外径大于第一通孔2201的下部孔径，因此支柱210的第一台阶柱2101无法脱离谐振器220，实现铆紧固定连接。
44.同理，所述金属罩体100的第二通孔110的上部设有导斜角结构，以容置所述隔离筋柱230的第二台阶柱2301上的盲孔的侧壁的向外突出的结构，第二台阶柱2301往外周挤压突出的外壁外径大于第二通孔110的下部孔径，因此隔离筋柱230的第二台阶柱2301无法脱离金属罩体100，实现铆紧固定连接。
45.本实施例中的金属罩体100的侧壁下端的内壁上设有与所述底座200配合的台阶结构，金属罩体100罩设在底座200上的状态下，该台阶结构环绕底座200一周，并且该台阶结构的下边沿低于底座的下表面，因此对该台阶结构的下边沿施加向内方向的力以扣住底座的下表面边缘，以使所述金属罩体100与所述底座200边缘一周进行铆接，实现金属罩体
100与底座200的铆紧固定连接。
46.如图1所示，金属罩体100的顶板上还设有若干个第三通孔120和频率调螺310，所述第三通孔120、频率调螺310与所述谐振器220一一对应且上下相对设置，所述频率调螺310设置在所述第三通孔120内；所述金属罩体100的顶板上还设有若干个一一对应的第四通孔130和耦合调螺320，所述耦合调螺320设置在所述第四通孔130内。
47.进一步地，所述底座200上还设有两个信号传输杆330，所述两个信号传输杆330分别设置在所述金属滤波器长度方向最靠外侧的谐振器220的外侧，且所述信号传输杆330的上端分别向对应的谐振器220或该谐振器220对应的支柱210弯折。所示信号传输杆330的组装方式如下：设置于信号传输杆330一一对应的定位柱340，底座200上设有供定位柱340的上端由下而上穿过的通孔，且定位柱340与该通孔过盈配合；定位柱340上表面设有盲孔，信号传输杆330的底部与定位柱340的盲孔过盈配合，然后将信号传输杆330向最靠外侧的谐振器220弯折。
48.在本发明的一个可能的实施例中，谐振器220的上表面与第一台阶柱2101的上表面齐平，或者，所述谐振器220的上表面高于所述第一台阶柱2101的上表面；
49.所述金属罩体100的上表面与所述隔离筋柱230的上表面齐平，或者，所述金属罩体100的上表面高于所述隔离筋柱230的上表面。
50.在本发明的一个实施例中，提供了一种金属滤波器的组装方法，包括以下步骤：
51.采用压铸或者冷挤压的工艺制作金属滤波器的底座，其中，所述底座上设有与之一体成型的支柱、隔离筋柱，所述支柱和隔离筋柱上部均设有收窄结构的台阶柱，且在所述台阶柱上表面开设盲孔；制作谐振器，并在所述谐振器上开设第一通孔；并制作金属滤波器的金属罩体，并在所述金属罩体上开设与所述隔离筋柱相匹配的第二通孔；
52.将所述谐振器的第一通孔套设在所述支柱的台阶柱上，再旋压所述支柱的台阶柱上的盲孔，直至所述谐振器铆接在所述支柱的台阶柱上；
53.将所述金属罩体罩设在底座上，使所述第二通孔套设在隔离筋柱的台阶柱上，再旋压所述隔离筋柱的台阶柱上的盲孔，直至所述金属罩体铆接在所述隔离筋柱的台阶柱上；并使所述金属罩体与底座固定连接。
54.具体地，金属罩体的侧壁下端的内壁上设有与所述底座配合的台阶结构，金属罩体罩设在底座上的状态下，该台阶结构环绕底座一周，并且该台阶结构的下边沿低于底座的下表面，向该台阶结构的下边沿施加向内方向的力以扣住底座的下表面边缘，以使所述金属罩体与所述底座边缘一周进行铆接，实现金属罩体与底座的铆紧固定连接。
55.如图4所示，将谐振器220的第一通孔2201加工成第一通孔2201的上部设有导斜角结构，第一通孔2201的上部孔径在由下往上的方向上呈扩大结构，下部孔径可以保持不变，由于支柱210的第一台阶柱2101由下往上伸入谐振器220的第一通孔2201内，且第一台阶柱2101的上表面进入所述扩大结构内，当旋压第一台阶柱2101上表面的盲孔而使得盲孔周侧的材料往外周挤压，因此，第一通孔2201的上部空间容置所述第一台阶柱2101上的盲孔的侧壁径向向外突出的结构，第一台阶柱2101往外周挤压突出的外壁外径大于第一通孔2201的下部孔径，因此支柱210的第一台阶柱2101无法脱离谐振器220，实现铆紧固定连接。
56.同理，将金属罩体100的第二通孔110的上部加工成设有导斜角结构，以容置所述隔离筋柱230的第二台阶柱2301上的盲孔的侧壁的向外突出的结构，第二台阶柱2301往外
周挤压突出的外壁外径大于第二通孔110的下部孔径，因此隔离筋柱230的第二台阶柱2301无法脱离金属罩体100，实现铆紧固定连接。
57.此外，将金属罩体100的侧壁下端的内壁上加工出与所述底座200配合的台阶结构，金属罩体100罩设在底座200上的状态下，该台阶结构环绕底座200一周，并且该台阶结构的下边沿低于底座的下表面，因此对该台阶结构的下边沿施加向内方向的力以扣住底座的下表面边缘，以使所述金属罩体100与所述底座200边缘一周进行铆接，实现金属罩体100与底座200的铆紧固定连接。
58.在本发明的一个具体实施例中，在金属罩体100的顶板上与谐振器220相对的区域加工第三通孔120，频率调螺310旋入在所述第三通孔120内；在金属罩体100的顶板上加工若干个第四通孔130，耦合调螺320旋入在第四通孔130内。
59.并且，在底座200上左右两侧区域各开设一个通孔，将定位柱340的上端由下而上穿过该通孔，定位柱340与该通孔过盈配合；信号传输杆330的底部与定位柱340的盲孔过盈配合，然后将信号传输杆330向最靠外侧的谐振器220弯折。
60.本发明的金属滤波器的组装方法实施例与上述金属滤波器实施例具有相同的发明构思，在此通过引用的方式将金属滤波器实施例的全部或部分内容引入本组装方法实施例。
61.本发明提供的小型腔体金属滤波器，片状谐振器可以通过铆压方式固定在底座相对应的柱子上，然后金属罩再通过铆压的方式固定在底座上，由于金属罩以及片状谐振器通过铆压的方式固定，产品在高温环境(如回流焊接)中性能更加稳定；另外金属罩、片状谐振器可以通过钣金方式制造，底座可以通过挤压工艺制造，相比传统的金属滤波器腔体压铸成型工艺大大降低了制造成本，并且提高了产品部件的制造工艺精度，使得产品性制造过程中一致性高，能较大地提高制造良率。
62.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
63.以上所述仅是本技术的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。