通信基站波導(dǎo)濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種通信基站波導(dǎo)濾波器的制造方法，包括以下步驟：步驟一、將氧化鋁、碳酸鈣、氧化鑭、氧化釤均勻混合獲得混合粉料；步驟二、將步驟一的混合粉料、水和球按照1：1.2：2比例混合，在自動(dòng)攪拌機(jī)連續(xù)攪拌3~5小時(shí)均勻混合后，在經(jīng)烘箱獲得烘干后的粉料；步驟三、在造粒塔中將烘干后的粉料、膠水、脫模劑和分散劑按照100：10：2：0.7重量份比進(jìn)行造粒獲得粉體顆粒；步驟四、充分?jǐn)嚢杷龇垠w顆粒后濾出攪拌球后，在100℃的烘箱中獲得烘干后粉體顆粒；步驟五、將混合粉料噴霧造粒后經(jīng)液壓機(jī)成型為密度2.25~2.32g/cm3坯體。本發(fā)明具有高Q值、小體積、溫度系數(shù)可調(diào)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性高；且腔體和介質(zhì)諧振器熱膨脹系數(shù)一致性好。
【專利說明】通信基站波導(dǎo)濾波器的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種濾波器的制造方法，屬于互易性微波器件領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 濾波器作為一種頻率選擇裝置被廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域，尤其是射頻通信領(lǐng)域。在 通信系統(tǒng)完成信號(hào)發(fā)射與接收的基站中，濾波器被用于選擇通信信號(hào)，濾除通信信號(hào)頻率 外的雜波或干擾信號(hào)?，F(xiàn)有在移動(dòng)通信基站系統(tǒng)中，普遍使用腔體濾波器來對(duì)天線發(fā)射和 接收的信號(hào)進(jìn)行頻率選擇。傳統(tǒng)的腔體濾波器或者介質(zhì)腔體濾波器，都是使用AL6061等鋁 材來作為腔體的材料，這使得介質(zhì)腔體濾波器實(shí)現(xiàn)時(shí)，存在著由于鋁材作為金屬件和介質(zhì) 材料做成的諧振器焊接時(shí)存在著比較嚴(yán)重的可靠性問題。因此，如何設(shè)計(jì)一種高Q值介質(zhì) 濾波器具有高Q值、小體積、溫度系數(shù)可調(diào)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性高，且腔體和介質(zhì)諧振器熱膨 脹系數(shù)一致性好的濾波器的制造方法；成為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員努力的方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是提供一種通信基站波導(dǎo)濾波器的制造方法，該制造方法獲得通信基 站波導(dǎo)濾波器具有高Q值、小體積、溫度系數(shù)可調(diào)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性高；且腔體和介質(zhì)諧振 器熱膨脹系數(shù)一致性好。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種通信基站波導(dǎo)濾波器的制造方 法，包括腔體和介質(zhì)諧振器，所述介質(zhì)諧振器為具有通孔的圓柱體；所述介質(zhì)諧振器由下 列質(zhì)量百分含量的組分組成：碳酸鈣29~32%、氧化鋁9~11%、氧化釹21~25%和二氧化鈦 35?38% ;包括以下步驟： 步驟一、將氧化鋁95?96%、碳酸鈣2?3%、氧化鑭0. 8?1. 5%、氧化釤0. 2?0. 5%均勻混合獲 得混合粉料； 步驟二、將步驟一的混合粉料、水和球按照1 :1. 2 :2比例混合，在自動(dòng)攪拌機(jī)連續(xù)攪拌 3飛小時(shí)均勻混合后，在經(jīng)烘箱獲得烘干后的粉料； 步驟三、在造粒塔中將烘干后的粉料、膠水、脫模劑和分散劑按照100 :1〇 :2 :0. 7重量 份比進(jìn)行造粒獲得粉體顆粒，此粉體顆粒直徑< 0. 5um ; 步驟四、充分?jǐn)嚢杷龇垠w顆粒后濾出攪拌球后，在l〇〇°C的烘箱中獲得烘干后粉體顆 粒； 步驟五、將混合粉料噴霧造粒后經(jīng)液壓機(jī)成型為密度2. 25~2. 32g/cm3坯體； 步驟六、以110°C /h速率升溫至800°C，再以300°C /h速率升溫至1350°C，保溫1. 5小 時(shí)后，再以200°C /h降溫速率降至1000°C，再以70(T730°C /h速率降溫至500°C，再常冷； 步驟七、在所述腔體內(nèi)壁覆一金屬層。
[0005] 上述技術(shù)方案中的進(jìn)一步改進(jìn)的方案如下： 1、上述方案中，所述腔體內(nèi)壁表面粗糙度約為〇. 8。
[0006] 2、上述方案中，所述腔體內(nèi)壁覆有金屬層通過濺射或化學(xué)電鍍的工藝實(shí)現(xiàn)。
[0007] 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)： 1、本發(fā)明制造方法獲得通信基站波導(dǎo)濾波器，其高Q值，小體積，附圖5-6給出了 TM的 電場和磁場分布，同時(shí)給出了在Ansoft三維有限元仿真軟件中的3 D電磁分布圖給與了 驗(yàn)證，如附圖可以看出，TM為主模的介質(zhì)諧振器，磁場是以介質(zhì)諧振器的中心軸為圓心的同 心圓，其電場是平行于介質(zhì)諧振器的平行線，與金屬材料的諧振器相比，TM模的磁場在介質(zhì) 中更集中，而電場在介質(zhì)頂部和底部較強(qiáng)，在介質(zhì)的中心也相當(dāng)強(qiáng)。換言之，由于TM模的場 在介質(zhì)內(nèi)更集中，因而Q值比金屬諧振器高得多，以TM為主模的濾波器損耗低，頻率特性更 陡峭，特別是應(yīng)用于TM模的振蕩器，具有很寬的調(diào)諧范圍、溫度特性好、體積小、可靠性高。
[0008] 2、本發(fā)明制造方法獲得通信基站波導(dǎo)濾波器，有更寬的調(diào)諧范圍，TM模介質(zhì)諧 振器的磁場是以介質(zhì)諧振器的中心軸為圓心的同心圓，其電場是平行于介質(zhì)諧振器的平行 線。在應(yīng)用于TM模寬帶可調(diào)振蕩器時(shí)，將器件(場效應(yīng)管或耿式管)置于中心孔內(nèi)，激勵(lì)TM 模的場，實(shí)際的振蕩結(jié)構(gòu)中，把場效應(yīng)管固定在振蕩器的金屬盒上，這樣既使漏極接地，又 可上下移動(dòng)，調(diào)節(jié)管子與介質(zhì)諧振器的耦合度，很方便。為了實(shí)現(xiàn)振蕩器調(diào)諧，可將調(diào)諧裝 置上下移動(dòng)，既可完成頻率調(diào)諧，諧振器的輸出耦合可采用環(huán)耦合或探針耦合。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證 明，此諧振器在指定頻率下，調(diào)諧范圍可達(dá)7 %?10 % . TE模諧振器一般調(diào)諧范圍為3 %? 4%。
[0009] 3、本發(fā)明制造方法獲得通信基站波導(dǎo)濾波器，其溫度系數(shù)可調(diào)，目前基站射頻部 分的濾波器及雙工器用腔體和諧振器大都采用鍍銀金屬同軸腔，由于這種同軸腔的Q值 有限（Qu約在3500)，而且諧振頻率溫度穩(wěn)定性很差，而本發(fā)明采用的相對(duì)介電常數(shù)為45的 陶瓷材料制成的TM模介質(zhì)諧振器和相對(duì)介電常數(shù)為9. 5的氧化鋁陶瓷材料制作成的腔體。 在材料配方中通過加入少量稀土元素，使溫度系數(shù)在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)成一致。使得整個(gè) 介質(zhì)腔體濾波器有著非常好的可調(diào)溫度系數(shù)。
[0010] 4、本發(fā)明通信基站波導(dǎo)濾波器的制造方法，高焊接可靠性，目前的TM介質(zhì)腔體濾 波器都是用鋁合金制作成的腔體，這類腔體金屬材料，在和TM模介質(zhì)諧振器焊接時(shí)，由于 材料間溫度性能的差別，導(dǎo)致高溫焊接冷卻后，材料收縮比例不一致，而使得原本的焊接在 溫度變化后被破壞，從而使得產(chǎn)品性能被破壞，而使用氧化鋁腔體，由于氧化鋁本身也是介 質(zhì)陶瓷，溫度系數(shù)可調(diào)成跟TM模諧振器一致，這樣焊接后有更好的可靠性，可避免破損斷 裂的情況發(fā)生。
[0011] 5、本發(fā)明通信基站波導(dǎo)濾波器的制造方法，由于傳統(tǒng)機(jī)加工腔體的本身局限，Q值 只能達(dá)到6500~7000,但是該腔體成型模具采用全部鏡面拋光處理以及氧化鋁粉料的均勻 細(xì)小顆粒和采用大型粉末液壓機(jī)器等因素，所以其表面粗糙度能達(dá)到〇. 8左右，故就腔體 原因能使產(chǎn)品的Q值提升到7000以上。
[0012] 6、本發(fā)明通信基站波導(dǎo)濾波器的制造方法，該腔體采用的材料為氧化鋁陶瓷粉 末，市場價(jià)格低，只用鋁材價(jià)格的一半左右。該腔體采用模具壓制成型，適合批量生產(chǎn)。因 采用模具拋光處理，使該腔體的表面粗糙度大大優(yōu)于傳統(tǒng)腔體，電鍍成本大為降低。該腔體 與介質(zhì)諧振器的焊接良品率大大提升。從而使整個(gè)產(chǎn)品的成本有大幅度的下降，更有市場 優(yōu)勢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 附圖1為本發(fā)明通信基站波導(dǎo)濾波器結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為本發(fā)明腔體燒結(jié)溫度-時(shí)間示意圖； 附圖3為本發(fā)明介質(zhì)諧振器結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖4為本發(fā)明腔體和介質(zhì)諧振器結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖5為本發(fā)明Ansoft三維有限元仿真軟件中的3D電場分布圖； 附圖6為本發(fā)明Ansoft三維有限元仿真軟件中的3D磁場分布圖。
[0014] 以上附圖中：1、腔體；2、介質(zhì)諧振器；3、通孔；4、圓柱體；5、銀層。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述： 實(shí)施例1~3 : -種通信基站波導(dǎo)濾波器的制造方法，包括腔體1和介質(zhì)諧振器2,所述介 質(zhì)諧振器為具有通孔3的圓柱體4 ;所述介質(zhì)諧振器2由下列質(zhì)量百分含量的組分組成如 表1所示： 表1

【權(quán)利要求】
1. 一種通信基站波導(dǎo)濾波器的制造方法，其特征在于：包括腔體（1)和介質(zhì)諧振器 (2)，所述介質(zhì)諧振器為具有通孔（3)的圓柱體（4);所述介質(zhì)諧振器（2)由下列質(zhì)量百分含 量的組分組成：碳酸鈣29?32%、氧化鋁9?11%、氧化釹21?25%和二氧化鈦35?38% ;包括以下 步驟： 步驟一、將氧化鋁95?96%、碳酸鈣2?3%、氧化鑭0. 8?1. 5%、氧化釤0. 2?0. 5%均勻混合獲 得混合粉料； 步驟二、將步驟一的混合粉料、水和球按照1 :1. 2 :2比例混合，在自動(dòng)攪拌機(jī)連續(xù)攪拌 3飛小時(shí)均勻混合后，在經(jīng)烘箱獲得烘干后的粉料； 步驟三、在造粒塔中將烘干后的粉料、膠水、脫模劑和分散劑按照100 :1〇 :2 :0. 7重量 份比進(jìn)行造粒獲得粉體顆粒，此粉體顆粒直徑< 0. 5um ; 步驟四、充分?jǐn)嚢杷龇垠w顆粒后濾出攪拌球后，在l〇〇°C的烘箱中獲得烘干后粉體顆 粒； 步驟五、將混合粉料噴霧造粒后經(jīng)液壓機(jī)成型為密度2. 25~2. 32g/cm3坯體； 步驟六、以110°C /h速率升溫至800°C，再以300°C /h速率升溫至1350°C，保溫1. 5小 時(shí)后，再以200°C /h降溫速率降至1000°C，再以70(T730°C /h速率降溫至500°C，再常冷； 步驟七、在所述腔體（1)內(nèi)壁覆一金屬層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信基站波導(dǎo)濾波器的制造方法，其特征在于：所述腔體 (1)內(nèi)壁覆有金屬層通過濺射或化學(xué)電鍍的工藝實(shí)現(xiàn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信基站波導(dǎo)濾波器的制造方法，其特征在于：所述腔體 (1)內(nèi)壁表面粗糙度約為0. 8。
【文檔編號(hào)】H01P11/00GK104157951SQ201410422614
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月27日
【發(fā)明者】朱田中 申請(qǐng)人:張家港保稅區(qū)燦勤科技有限公司