腔体滤波器的制作方法

1.本发明涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种腔体滤波器。


背景技术：

2.腔体滤波器的谐振腔形状会直接影响滤波性能，为此需要对谐振腔的深度和容积等参数进行设置。也即，需要保证谐振腔具有一定的深度和容积。但是这也给腔体滤波器的制造带来一定的困难，如何满足制造工艺的需求，成为需要解决的问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例提供了一种腔体滤波器，利用在内壁上分布的多个延伸区间，优化了谐振腔的结构，进而提高了腔体滤波器的滤波性能。
4.本发明实施例的腔体滤波器包括：
5.外壳部，包括侧壳以及相对设置的端盖和底壳，所述侧壳由所述底壳延伸至所述端盖形成谐振腔；
6.所述谐振腔具有位于所述侧壳的内壁，所述侧壳具有与所述内壁背离的外壁，所述内壁在所述侧壳的延伸方向具有多段延伸区间；
7.在所述外壳部的径向截面上，各所述延伸区间远离所述底壳的一侧朝所述外壁倾斜且不共面。
8.进一步地，所述腔体滤波器还包括：
9.安装凸台，凸设在所述底壳，所述安装凸台的台面与所述端盖具有预定距离。
10.进一步地，所述底壳具有环形平面，所述环形平面位于所述的侧壳和所述安装凸台之间。
11.进一步地，所述延伸区间的倾斜角度为大于0度且小于5度。
12.进一步地，多段所述延伸区间包括依次连接的第一延伸区间、第二延伸区间、第三延伸区间和第四延伸区间，所述第一延伸区间与所述底壳相邻，所述第四延伸区间与所述端盖相邻。
13.进一步地，所述第一延伸区间、所述第二延伸区间、所述第三延伸区间和所述第四延伸区间的倾斜角度依次减少。
14.进一步地，所述第一延伸区间的倾斜角度为大于3.5度且小于或等于5度，所述第二延伸区间的倾斜角度为大于2度且小于或等于3.5度，所述第三延伸区间的倾斜角度为大于1.2度且小于或等于2度，所述第四延伸区间的倾斜角度为大于0度且小于或等于1.2度。
15.进一步地，所述第一延伸区间、所述第二延伸区间和第三延伸区间在所述侧壳的延伸方向的长度分别为第一区间长度、第二区间长度和第三区间长度；
16.所述第一区间长度、所述第二区间长度和所述第三区间长度被配置为与对应所述延伸区间倾斜角度的大小正相关。
17.进一步地，所述外壳部还包括圆角，所述圆角朝向所述谐振腔并位于所述侧壳和
所述底壳的连接位置。
18.进一步地，靠近所述底壳的所述延伸区间至所述外壳部中心距离小于远离所述底壳的所述延伸区间至所述外壳部中心距离。
19.本发明实施例的腔体滤波器，在谐振腔的内壁设置多段朝外壁倾斜设置且不共面的延伸区间，同时各段延伸区间由底壳向端盖逐渐扩张。由此，增加了谐振腔的容积，使得插入损耗更小。也减少了腔体滤波器的外形尺寸，使得整体重量更轻。同时，在腔体滤波器的外壳部铸造过程中，降低了脱模难度。
附图说明
20.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
21.图1是现有技术中腔体滤波器的结构示意图；
22.图2是本发明实施例的腔体滤波器的结构示意图；
23.图3是本发明实施例的腔体滤波器的爆炸示意图；
24.图4是本发明实施例的侧壳和底壳的结构示意图；
25.图5是本发明实施例的延伸区间在一些实施方式中的结构示意图；
26.图6是本发明实施例的延伸区间在另一些实施方式中的结构示意图。
27.附图标记说明：
28.1-外壳部；
29.11-侧壳；
30.111-内壁；112-外壁；
31.113-延伸区间；1131-第一延伸区间；1132-第二延伸区间；1133-第三延伸区间；1134-第四延伸区间；
32.114-连接区间；
33.12-开口端；121-环形端面；
34.13-底壳；131-环形平面；
35.14-端盖；
36.15-谐振腔；
37.16-圆角；
38.2-安装凸台；
39.31-谐振器；32-连接螺栓；
40.a1-拔模斜面；a2-弧形槽。
具体实施方式
41.以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
42.此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且
附图不一定是按比例绘制的。
43.除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
44.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.为易于说明，诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等的空间相关术语在此被用于描述图中例示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，空间相关术语可意欲包含设备在使用或操作中的除图中描绘的方位之外的不同的方位。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件于是将被定位为在该其它元件或特征“上方”。因而，示例术语“下方”能包含上方和下方的方位二者。设备可以以其它方式被定向(旋转 90度或处于其它方位)，并且在此使用的空间相关描述词应该被相应地解释。
46.滤波器是对电磁波进行过滤的电子器件，该电子器件使得需要的信号通过，而抑制不需要的信号。以解决不同频段或不同形式的无线通讯系统的相互干扰问题。
47.腔体滤波器因其通带插入损耗低、阻带抑制性高、承受较大功率和调谐方便等特点在通信系统中广泛应用。腔体滤波器的谐振腔15可以等效为电感与电容的并联电路，该谐振腔15形成一个谐振级。当不同频率的电磁波在谐振腔15中振荡时，达到滤波器谐振频率的电磁波可以得到保留，而其他频率的电磁波会被耗散掉，由此实现了滤波功能。由此可见，在腔体滤波器中，谐振频率与谐振腔的尺寸、谐振杆的长度以及谐振杆和端盖14之间的距离密切相关。例如，当谐振杆越长越细，对应的谐振频率也就越低。
48.图1是现有技术中腔体滤波器的结构示意图。从图中可以看出，为了使腔体滤波器满足特定的滤波要求，将腔体滤波器高度配置为大于宽度。也即，保证谐振腔15具有一定的高度。图中还示出了拔模斜面a1 以及弧形槽a2。图中的腔体滤波器的外壳通过铸造工艺制成，铸造过程中为了便于脱模，在谐振腔15的侧壁设置了拔模斜面a1，以方便将模具顺利从工件上取下。该拔模斜面a1从谐振腔15底部一直延伸至谐振腔15的开口。为了使得开口位置的端面具有一定的厚度(区域ⅱ所示)，需要将拔模斜面a1与底壳13的连接位置配置为更加靠近中心区域，这也使得图1中所示的区域ⅰ更厚，谐振腔的容积更小，谐振腔15底部形成了一个弧形槽a2。在此前提下，如果通过机加工等方式在铸造后扩大谐振腔15的容积，不但增加了制造工序，而且在谐振腔15较深时，也给切刀或铣刀的进给运动带来困难。
49.图2-3是本发明实施例的腔体滤波器的结构示意图和爆炸示意图。图4是侧壳11和底壳13的结构示意图。图中的腔体滤波器大致为立方体结构，并且在立方体的侧向面的相交位置设置圆弧过渡，以方面加工。图5-6是本发明实施例的延伸区间113在不同实施方式中的结构示意图。图中仅示出了腔体滤波器剖切后的部分区域。两图中可见由底壳13开始设置了多段延伸区间113，使得谐振腔15的内径尺寸由下至上不断的增大。图中为了便于展示各延伸区间113的倾斜方式，将倾斜角度进行夸大处理。
50.在一些实施方式中，如图2-6所示，腔体滤波器包括外壳部1，该外壳部1包括侧壳11以及相对设置的端盖14和底壳13，侧壳11由底壳13的边缘延伸至端盖14边缘形成谐振腔15。谐振腔15具有位于侧壳11的内壁111，侧壳11具有与内壁111背离的外壁112，内壁111在侧壳11的延伸方向具有多段延伸区间113。在外壳部1的径向截面上，各延伸区间113远离底壳13的一侧朝外壁112倾斜且不共面。
51.具体地，靠近底壳13的延伸区间113至外壳部1中心距离小于远离底壳13的延伸区间113至外壳部1中心距离。
52.本实施例中将内壁111拆分为多段延伸区间113，并利用多个延伸区间113的组合形成谐振腔15的拔模斜面a1，但各延伸区间113的所在的延伸平面不同，也即如图5中的虚线e所示。同时，图5-6示出的各延伸区间113也具有一致性，也即各延伸区间113的顶部位置相比于底部位置更加靠近谐振腔15的外侧，同时位于顶部的延伸区间113相比于位于底部的延伸区间113更加靠近谐振腔15的外侧。图6中的虚线d 为位于底部延伸区间113的延伸方向，该虚线d会延伸至开口端12的环形端面121的内侧位置。由此，本实施例的腔体滤波器在与现有技术相比，在谐振腔15的容积相同或大致相同的条件下，其外壳部1所需的材料更少，重量更轻。换言之，在保持谐振腔15的容积和腔体滤波器外形尺寸相同或大致相同的条件下，本实施例的腔体滤波器也能控制开口端12的环形端面121的面积，避免环形端面121过小，无法与端盖14 有效连接，影响电气性能。
53.可选地，侧壳11的沿底壳13的围绕方向可以为圆形或矩形等形式，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。例如将本实施例中的多个腔体滤波器组成一个滤波器阵列，可以优先选择图2中所示的外形，从而充分利用各腔体滤波器之间的空间。同时，本实施例中延伸区间113 的数量也可以根据腔体滤波器的高度需求进行选择，数量包括但不限于 2段、3段、4段或5段等。多个延伸区间113在内壁111上的分布位置可以从底壳13延伸至开口端12，或者仅分布于内壁111的部分区域。该外壳部1的材质包括但不限于铜、铝或银等材质。
54.综上，本发明实施例的腔体滤波器，在谐振腔15的内壁111设置多段朝外壁112倾斜设置且不共面的延伸区间113，同时各段延伸区间113 由底壳13向端盖14逐渐扩张。由此，增加了谐振腔15的容积，使得插入损耗更小。也减少了腔体滤波器的外形尺寸，使得整体重量更轻。同时，在腔体滤波器的外壳部1铸造过程中，降低了脱模难度。
55.具体地，本实施例中各延伸区间113的位置可以采用不同的排列方式。例如图5中示出的排列方式，相邻的两个延伸区间113首尾相连，各延伸区间113的倾斜角度不同。又例如图6中实线示出的排列方式，图中实线所示的延伸区间113的倾斜方向相同，此种形式下，相邻的两个延伸区间113通过连接区间114连接。也即，内壁111通过多个延伸区间113和至少一个连接区间114形成。该连接区间114的延伸方向与侧壳11的延伸方向相互垂直或大致垂直。再例如图6中虚线b和虚线c 示出的排列方式，两个虚线的倾斜角度不同，其中，位于顶部的虚线b 所示的延伸区间113相比于实线的倾斜角度更小。位于中部的虚线c所示的延伸区间113相比于实线的倾斜角度更大。
56.在一些实施方式中，如图2-6所示，腔体滤波器包括安装凸台2，该安装凸台2凸设在底壳13安装凸台2的台面与端盖14具有预定距离。本实施例的安装凸台2用于安装谐振器31，为此将安装凸台2的高度进行控制，以保证谐振器31的顶部与端盖14具有一定的间隔。
57.在一些实施方式中，如图2-6所示，安装凸台2的数量为多个，多个安装凸台2同时围绕底壳13的中心以及各延伸区间113的中心设置。由此，可以在各安装凸台2上分别设置谐振器31，使得多个谐振器31 协同运作。
58.在另一些实施方式中，如图2-6所示，安装凸台2的数量为一个，该安装凸台2凸设在底壳13的中心位置并与各延伸区间113的中心对应。本实施例将每个延伸区间113都围绕在安装凸台2的周向，以保证谐振腔15能在各个方向均匀地反射电磁波，以提高腔体滤波器的滤波性能。
59.具体地，该安装凸台2的台面设置有螺纹孔，腔体滤波器还包括谐振器31和与螺纹孔对应的连接螺栓32，谐振器31通过连接螺栓32安装在安装凸台2上。
60.进一步地，底壳13具有环形平面131，环形平面131位于的侧壳11 和安装凸台2之间。本实施例中通过多个延伸区间113使得侧壳11更薄，因此，在安装凸台2和侧壳11之间形成了一个环形平面131。相比于图 1中的弧形槽a2，本实施例在底壳13上的环形平面131更加便于脱模，增加了产品生产效率。
61.容易理解，传输电磁能量或电磁信号的途径可分为两类，一类是电磁波在空间或大气中的传播，另一类是电磁波沿波导系统的传播。腔体滤波器的谐振器31以磁耦合为主，在谐振器31和端盖14之间形成了一个开路，也即等效电容。与此相对的，在谐振腔15的端盖14和底壳13 位置电场和磁场的分布最强。因此，本实施例中将与端盖14相对的底面设置一个环形平面131可以提升腔体滤波器的滤波性能。
62.在一些实施方式中，如图2-6所示，各延伸区间113的倾斜角度为大于0度且小于5度。
63.容易理解，在铸造工艺中，为了便于将工件从模具中取出，通常在侧壁上设置拔模斜面a1。本实施例中将延伸区间113的倾斜角度控制在一定的范围内，以达到便于脱模的效果。
64.在一些实施方式中，如图2-6所示，多段延伸区间113包括依次连接的第一延伸区间1131、第二延伸区间1132、第三延伸区间1133和第四延伸区间1134，第一延伸区间1131与底壳13相邻，第四延伸区间1134 与端盖14相邻。本实施例将谐振腔15在侧壳11的位置分别通过第一延伸区间1131、第二延伸区间1132、第三延伸区间1133和第四延伸区间 1134连接在一起。
65.进一步地，第一延伸区间1131、第二延伸区间1132、第三延伸区间 1133和第四延伸区间1134的倾斜角度依次减少。也即图5中分别示出的α1、α2、α3和α4。
66.容易理解，位于谐振腔15侧壁底部的区域相比于位于谐振腔15顶部的区域脱模更加困难。本实施例为了避免上述情况的发生，将第一延伸区间1131的倾斜角度配置较大，以实现底部较为轻易的脱模。在此前提下，考虑到谐振腔15的电器性能以及环形端面121的面积不宜过小，减少了靠近开口端12的延伸区间113的倾斜角度。从而，在保证腔体滤波器整体在脱模过程中成品率的前提下，还能保证环形端面121的面积以及第四延伸区间1134的厚度不会过薄，影响外壳部1的电气性能。
67.在一些实施方式中，如图2-6所示，第一延伸区间1131的倾斜角度为大于3.5度且小于或等于5度，第二延伸区间1132的倾斜角度为大于 2度且小于或等于3.5度，第三延伸区间1133的倾斜角度为大于1.2度且小于或等于2度，第四延伸区间1134的倾斜角度为大于
0度且小于或等于1.2度。本实施例中将第一延伸区间1131、第二延伸区间1132、第三延伸区间1133和第四延伸区间1134的倾斜角度，在0度和5度之间进行分配，使得每个延伸区间113可以按照各自的倾斜角度设置。既保证各延伸区间113对拔模斜度的要求，又可以使得斜度依次减少。
68.具体地，α1、α2、α3和α4分别为4度、2.5度、1.5度和1度。
69.在一些实施方式中，如图2-6所示，第一延伸区间1131、第二延伸区间1132和第三延伸区间1133在侧壳11的延伸方向的长度分别为第一区间长度、第二区间长度和第三区间长度。第一区间长度、第二区间长度和第三区间长度被配置为与对应延伸区间113倾斜角度的大小正相关。也即，倾斜角度越大对应的区间长度也越长。
70.图5中示出了第一区间长度、第二区间长度、第三区间长度和第四区间长度，也即l1、l2、l3和l4。图中的l1长度最长，其对应的第一延伸区间1131的倾斜度也是最大的。在脱模时，该倾斜角度保证了工件与模具可以较为轻易的分开，为此将第一延伸区间1131在高度方向上的尺寸配置为最大，因此其对应的面积也最大。与此相对的，第三延伸区间1133的倾斜角度相对于第二延伸区间1132和第一延伸区间1131最小，因其脱模略难于上述二者。为此，将第三延伸区间1133对应的面积配置为最小，以降低其的脱模难度。由此，本实施例根据各延伸区间113 的脱模难度，对各延伸区间113所占用的面积进行配置，从而降低谐振腔15整体的脱模难度。
71.与此相对的，第四延伸区间1134的第四区间长度被配置为与第四延伸区间1134的倾斜角度无关，该第四区间长度用于第四延伸区间1134 能够连接在第三延伸区间1133和开口端12之间。例如该第四区间长度配置为大于第三区间长度。第四延伸区间1134位于开口端12位置，在脱模过程中，可以利用脱模工具等方式，使得第四延伸区间1134位置的侧壳11优先脱模，从而在内壁111面积一定的情况下，减少设置延伸区间113的数量，以简化模具的制作成本。例如在脱模时利用木锤或橡胶锤敲击环形端面121位置，敲击产生的振动可以优先使得第四延伸区间1134优先脱模。而该振动依次传递到第三延伸区间1133、第二延伸区间 1132和第一延伸区间1131位置时相对减弱，但是通过对第一区间长度、第二区间长度和第三区间长度的具体配置，仍可以保证侧壳11底部区域顺利脱模。
72.在一些实施方式中，如图2-6所示，外壳部1还包括圆角16，圆角 16朝向谐振腔15并位于侧壳11和底壳13的连接位置。
73.换言之，上述实施例中的多个延伸区间113与本实施例中的圆角16 共同构成了内壁111。
74.可选地，该圆角16还设置在安装凸台2与底壳13的连接位置。通过圆角16过度，可以有效降低谐振腔15的脱模难度。
75.在一个可选的实现方式中，上述实施例中的腔体滤波器可以应用在通讯设备中。该通讯设备包括但不限于双工器(duplexer)、合路器 (combiner)或塔顶放大器(tower amplifier，ta)中的一种。
76.本发明实施例的通讯设备，在腔体滤波器的谐振腔15内壁111设置多段朝外壁112倾斜设置且不共面的延伸区间113，同时各段延伸区间 113由底壳13向端盖14逐渐扩张。由此，增加了谐振腔15的容积，使得插入损耗更小，降低了信号干扰。也减少了腔体滤波器的外形尺寸，使得整体重量更轻。同时，在腔体滤波器的外壳部1铸造过程中，降低了脱模难
度。
77.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。