專利名稱：集成濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及在移動電話的基站中的高頻(HF)濾波器的使用，更具體地，涉及到在引用如此濾波器的如此基站中的集成射頻單元。
相關(guān)技術(shù)今天，在移動電話的基站中使用了許多類型的濾波器。通常，這些濾波器由放置在一個腔體或多個腔體中的中心導(dǎo)體構(gòu)成。這個(這些)腔體的壁由濾波器盒的內(nèi)表面形成。然后這個濾波器通過電纜或其它連接器被連接到其它功能性單元，例如印刷電路板。這種元件的組合然后被放置在用來保護(hù)濾波器和其它單元的外部的盒子內(nèi)。
現(xiàn)有方法的實例是在授權(quán)給McGann的美國專利No.4,100,504中。在本專利中，本發(fā)明包含用于微波傳輸系統(tǒng)的頻帶抑制濾波器，它由一系列腔體諧振器組成。諧振器是用由螺釘固定在機(jī)殼上的鋁棒構(gòu)成，該機(jī)殼也形成了腔壁。包含某些電路的有源元件的印刷電路板形成每個腔的上端。阻抗元件被固定在這個印刷電路板的反面。這些元件又被連接到被固定在印刷電路板和濾波器的外殼上的其它電路板。
發(fā)明概要制做這些濾波器的現(xiàn)有方法帶來許多問題。因為濾波器需要到其它單元的多個連接，所以要化費(fèi)更多的時間來組裝帶有所有連接的單元。所有的外加的電纜和連接也帶來更高的化費(fèi)。如果可以找到一種方法通過把它們集成在一起而限制在濾波器與其它單元之間的連接的數(shù)目，則由于只需要較少的連接會減少組裝時間，減少占空需要，以及減小成本。
雖然McGann的方法給出了對集成濾波器與有源電子元件的現(xiàn)有方法的改進(jìn)，但在以減少連接與占空需要作出改進(jìn)方面仍有很大余地。
本發(fā)明通過只用兩片金屬來建立用于集成無線單元的所有元件的一個外殼，由此減少了所需要的組件的級的數(shù)目而解決了這些問題。本發(fā)明的無線單元包含要被組裝的四個分開的片(但并不限于四個片)中心導(dǎo)體板，由兩片形成的外殼，以及一個功能單元，優(yōu)選地是印刷電路板。由于該設(shè)計，現(xiàn)在有可能通過使用比現(xiàn)有方法中所需要的連接少的連接而把任何印刷電路板集成到這個單個單元。也節(jié)省了很大的空間。
在一個實施例中，本發(fā)明被設(shè)計成用作為發(fā)射機(jī)帶通濾波器，以便在接收機(jī)波段中衰減交調(diào)失真和減少噪聲。來自集成無線單元的RF輸出被饋送到移動電話基站中的發(fā)射天線。然而，本發(fā)明的精巧方面在其它類型的濾波器中也是有用的，例如頻帶抑制濾波器。
本發(fā)明是集成射頻單元，其中優(yōu)選實施例由四個元件組成。第一單元是中心導(dǎo)體板，它包含由一片金屬形成為梳狀的多個中心導(dǎo)體。中心導(dǎo)體板被放置在腔內(nèi)。中心導(dǎo)體板的尺寸和腔體尺寸都用來確定集成射頻單元的濾波特性。中心導(dǎo)體板在外形上是平的，它和大多數(shù)現(xiàn)有方法中的圓柱形濾波器不同。它由一片金屬通過壓塑或金屬成形的其它技術(shù)被構(gòu)成。
本發(fā)明的另一個元件造成一個外殼，它分成兩個部分，上半部構(gòu)成蓋子，下半部構(gòu)成底座。其中放置有中心導(dǎo)體板的腔體由蓋子的內(nèi)表面和這個金屬外殼的底座構(gòu)成。中心導(dǎo)體板被螺釘或其它通用的固定手段固定在底座。
本發(fā)明的第四個元件是功能性元件，在優(yōu)選實施例中，它包括以印刷電路板(PCB)形式的有源電子器件。這些PCB被固定在構(gòu)成底座的外殼的下半部。它們也被直接連接到中心導(dǎo)體板。概言之，本發(fā)明的優(yōu)選實施例只有四個必須被連接在一起的分開的部件，由此節(jié)省了空間和連接。
附圖概述現(xiàn)在將參照僅通過例子給出的和以


的本發(fā)明的優(yōu)選實施例，來更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1顯示了本發(fā)明的一個實施例的集成射頻單元中的外殼的底座的圖。
圖2顯示了本發(fā)明的一個實施例的集成射頻單元中的外殼的蓋子的圖。
圖3顯示了說明本發(fā)明的不同元件的關(guān)系的透視圖，包括底座、中心導(dǎo)體板和PCB，它們被插入到本發(fā)明的一個實施例的集成射頻單元中。
圖4顯示了如按照圖3所安裝的本發(fā)明的一個實施例的不同的元件的側(cè)視圖。
圖5顯示了說明本發(fā)明的各種不同元件的關(guān)系的沿圖4中所示的線A-A的頂視圖。
圖6顯示了說明本發(fā)明的一個實施例的沿圖4中所示的線B-B的側(cè)視圖，其中彈性-金屬條帶被用來限制調(diào)諧螺釘?shù)倪\(yùn)動。
圖7顯示了說明如圖6所示的一排彈性金屬條帶的頂視圖。
詳細(xì)描述圖1中顯示了按照本發(fā)明的集成射頻單元的圖。顯示了集成射頻單元的底座10的結(jié)構(gòu)。底座10當(dāng)從頂部看是像長方形的盒子形狀。然而，底座的外形不限于盒子形狀，它可以被做成用來安放在移動射頻基站中所需要的無論什么形狀。底座10具有上表面20，它是被沖壓、銑削或通過使用任何的在技術(shù)上熟知的各種不同的金屬成形技術(shù)而被加工成形的。這種成形法由此形成了在上表面20中的多個凹穴(槽)30、40、70、和110。在上表面20也給出多個以孔的形式的固定點(diǎn)25，(但不限于孔，)以便使用螺釘用來把蓋子安裝到底座10上。
顯示了第一凹槽30。它是長方形的，并由底面35和四個壁組成上部縱向壁36、下部縱向壁37、左側(cè)橫向壁38、和右側(cè)橫向壁39。也顯示了第二凹槽40。它同樣地由底面45和四個壁組成上部縱向壁46、下部縱向壁47、左側(cè)橫向壁48、和右側(cè)橫向壁49。凸脊50起到了在第一凹槽30與第二凹槽40之間的隔板的作用。它由第一凹槽30的下部縱向壁37、第二凹槽40的上部縱向壁46、以及上表面20的被表示為20a的一段所組成。在凸脊50的段20a上設(shè)置了幾個固定點(diǎn)60，它們被用來把一個或多個中心導(dǎo)體板固定在凸脊上。在優(yōu)選實施例中，這些固定點(diǎn)60將是用于螺釘?shù)目祝葆攲⒈挥脕砉潭V波器的中心導(dǎo)體板的中心導(dǎo)體，然而，本發(fā)明并不被限制于這種固定方法。
第三凹槽70也被形成來安放印刷電路板(PCB)。第三凹槽70具有底面74和四個壁上部縱向壁76、下部縱向壁77、左側(cè)橫向壁78、和右側(cè)橫向壁79，它占了第三凹槽的從上部縱向壁76到下部縱向壁77的全部長度。多個固定孔75位于底面，這些固定孔被用來把PCB固定在底面74上。這種固定方法可以是技術(shù)上熟知的任何標(biāo)準(zhǔn)的固定方法。
第二凸脊80分開了第三凹槽70與第二凹槽40。第二凸脊80由第二凹槽40的左側(cè)橫向壁48、第三凹槽70的右側(cè)橫向壁79、以及上表面20的被表示為20b的一段所組成。第一臺階式通道90用作為帶線連接的通路，它將把第三凹槽70中的PCB連接到位于第二凹槽40中的中心導(dǎo)體板上的中心導(dǎo)體。雖然第一通道90在第一實施例中是臺階式的，但不一定必須這樣。由于把PCB連接到中心導(dǎo)體板的不同裝置是可能的，所以由第一臺階式通道90產(chǎn)生的通路將被形成來最好地適應(yīng)所使用的連接裝置。在這個實施例中，該連接將是在PCB的凸出部分上的平的帶線連接，并將最好地適用于臺階式的通道。
第三凸脊81把第三凹槽70與第一凹槽30分開。第三凸脊81由第一凹槽30的左側(cè)橫向壁38、第三凹槽70的右側(cè)橫向壁79、以及上表面20的被表示為20c的一段所組成。第二臺階式通道91位于該第三凸脊81內(nèi)，它類似于第一臺階式通道90，被用作為在位于第三凹槽70中的PCB與位于第一凹槽30中的中心導(dǎo)體板之間的第二帶線連接的通路。在本實施例中，只有一個PCS被放置在第三凹槽70。在其它實施例中，可能需要其它的PCB，并被加到第三凹槽70中。
第四凹槽110被顯示為在第一凹槽30和第二凹槽40的右面，它由底面114和四個壁組成上部縱向壁116、下部縱向壁117、左側(cè)橫向壁118、和右側(cè)橫向壁119。左側(cè)橫向壁118和右側(cè)橫向壁119占用了第四凹槽的從上部縱向壁116到下部縱向壁117的長度。
兩個凸脊，111和112被形成，并被稱為第四凸脊111和第五凸脊112。這兩個凸脊111和112把第四凹槽110分別與第二凹槽40和第一凹槽30分開。第四凸脊111由第四凹槽110的左橫向壁118、第二凹槽40的右橫向壁49、以及上表面20的被表示為20d的一段所組成。第五凸脊112由第四凹槽110的左橫向壁118、第一凹槽30的右橫向壁39、以及上表面20的被表示為20e的一段所組成。在本特定實施例中，還存在有多個固定點(diǎn)115，被用來通過技術(shù)上熟知的任何標(biāo)準(zhǔn)的固定方法把PCB固定在底面114上。
兩個臺階式通道，92和93，分別被稱為第三臺階式通道92和第四臺階式通道93，也位于這里。
第三臺階式通道92被用作為在位于第二凹槽40中的中心導(dǎo)體板與位于第四凹槽110中的PCB之間的帶線連接的通路。第四臺階式通道93被用作為在位于第一凹槽30中的中心導(dǎo)體板與位于第四凹槽110中的PCB之間的帶線連接的通路。要被放置在第四凹槽110中的PCB將被連接到天線接頭120，它將發(fā)送濾波的信號到發(fā)射天線。
圖2顯示了本發(fā)明的集成射頻單元的蓋子130。它由與圖1的底座同樣的一片金屬形成。蓋子130當(dāng)從頂部看是長方形的盒子形狀。類似于圖1的底座10，蓋子130的外部形狀和尺寸對于本發(fā)明并不是關(guān)系重大的，將被做成形狀和尺寸最好地適應(yīng)于移動通信系統(tǒng)。蓋子130也具有上表面135，像底座10的上表面20那樣，它是被沖壓、銑削或通過使用任何的在技術(shù)上熟知的各種不同的金屬成形技術(shù)而被加工成形的。這種成形法形成了在上表面135中的多個凹槽。也顯示了固定孔136，用來把蓋子130安裝在底座10。在優(yōu)選實施例中，通過螺釘完成把蓋子130固定在底座10，但也可通過技術(shù)上熟知的任何各種方法來完成。
顯示了蓋子130上的第一凹槽140。它是長方形的，并由底面145和四個壁組成上部縱向壁146、下部縱向壁147、左側(cè)橫向壁148、和右側(cè)橫向壁149。也顯示了第二凹槽150。它同樣地由底面155和四個壁組成上部縱向壁156、下部縱向壁157、左側(cè)橫向壁158、和右側(cè)橫向壁159。第一凹槽140和第二凹槽150在其底面145和155中均有多個孔169，這些孔用于放置調(diào)節(jié)螺釘，而調(diào)節(jié)螺釘與中心導(dǎo)體板的中心導(dǎo)體相配合用于調(diào)諧濾波器，如下文所述。
第一凸脊160起到了在第一凹槽140與第二凹槽150之間的隔板的作用。它被第一凹槽140和第二凹槽150的形狀所造成。它由第一凹槽140的下部縱向壁147、第二凹槽150的上部縱向壁156、以及上表面135的被表示為135a的一段所組成。不像底座10的第一凸脊50，蓋子130的第一底座160不需要固定點(diǎn)(例如圖1中的底座10的固定點(diǎn)60)來固定中心導(dǎo)體板。
第三凹槽170也被形成來起到蓋子的作用，用于被放置在底座10的第三凹槽70中的一個或兩個PCB的以后的安放。蓋子130的第三凹槽170具有下表面175和四個壁上部縱向壁176、下部縱向壁177、左側(cè)橫向壁178、和右側(cè)橫向壁179。
右側(cè)橫向壁179形成兩個凸脊，180和181，即分別為第二凸脊180和第三凸脊181。這兩個凸脊，第二凸脊180和第三凸眷181分別把第三凹槽140與第二凹槽150和第一凹槽140分開。第二凸脊180由第二凹槽150的左橫向壁158、第三凹槽170的右橫向壁179、以及上表面135的被表示為135d的一段所組成。第三凸脊181同樣地由第一凹槽140的左橫向壁148、第三凹槽170的右橫向壁179、以及上表面135的被表示為135c的一段所組成。
也顯示了第四凹槽190。它類似于第三凹槽170，并同樣地具有底面195和四個壁上部縱向壁196、下部縱向壁197、左側(cè)橫向壁198、和右側(cè)橫向壁199。左側(cè)橫向壁198造成兩個凸脊，182和183，即分別為第四凸脊182和第五凸脊183。這兩個凸脊，第四凸脊182和第五凸脊183把第四凹槽190分別與第二凹槽150和第一凹槽140分開。第四凸脊182由第二凹槽150的右橫向壁159、第四凹槽190的左橫向壁198、以及上表面135的被表示為135d的一段所組成。第五凸脊183同樣地由第一凹槽140的右橫向壁149、第四凹槽190的左橫向壁198、以及上表面135的被表示為135e的一段所組成。第四凹槽190起到了用于PCB的蓋子的作用，該P(yáng)CB將被固定在底座10的第四凹槽110中。
在圖1的底座中的凸脊50、80、81、111、和112相應(yīng)于在圖2的蓋子130中找到的相應(yīng)的凸脊160、181、180、183、和182。底座10中的第一凸脊50相應(yīng)于在蓋子130中的第一凸脊160。同樣地，底座10中的第二凸脊80相應(yīng)于在蓋子130中的第三凸脊181，底座10中的第三凸脊81相應(yīng)于在蓋子130中的第二凸脊180，底座10中的第四凸脊111相應(yīng)于在蓋子130中的第五凸脊183。底座10中的第五凸脊112相應(yīng)于在蓋子130中的第四凸脊182。
當(dāng)蓋子130被固定在底座10上時，兩個諧振腔(在該圖上未直接表示出)由上面所表示各個不同凸脊的相應(yīng)的部分所建立。當(dāng)蓋子被固定在底座10時，相應(yīng)的凸脊，50-160、80-181、81-180、111-183、和112-182被放置成互相這樣地靠近，以便相互接觸。這種接觸然后產(chǎn)生按照本發(fā)明的密封的腔體，它們可起到用于中心導(dǎo)體板的諧振腔的作用，這些中心導(dǎo)體板將被放置在腔體中。就是這些腔體與中心導(dǎo)體板的組合形成了集成射頻單元的濾波器。待濾波的信號經(jīng)過中心導(dǎo)體板。腔體的尺寸和形狀連同中心導(dǎo)體板的實際數(shù)量決定了濾波器的濾波特性。
底座10的凸脊50、81、和112將與在蓋子130中它們的相應(yīng)的凸脊160、180、和182相接觸。它們的相應(yīng)性將造成第一諧振腔(在該圖上未直接表示出)，包含由底座10的第一凹槽30占用的空間和在蓋子130中的相應(yīng)的第二凹槽150。這個第一諧振腔的內(nèi)表面將由以下部分組成底座10的第一凹槽30的上部縱向壁36、下部縱向壁37、左側(cè)橫向壁38、和右側(cè)橫向壁39；蓋子130的第二凹槽150的上部縱向壁156、下部縱向壁157、左側(cè)橫向壁158、和右側(cè)橫向壁159；底座10的第一凹槽30的底面35和蓋子130的第二凹槽150的底面155。
同樣地，底座10的凸脊50、80、和111將與在蓋子130中它們的相應(yīng)的凸脊160、181、和183相接觸。它們的配對將造成第二諧振腔(在該圖上未直接表示出)，包含由底座10的第二凹槽40占用的空間和在蓋子130中的相應(yīng)的第一凹槽140。這個第二諧振腔的內(nèi)表面將由以下部分組成底座10的第二凹槽40的上部縱向壁46、下部縱向壁47、左側(cè)橫向壁48、和右側(cè)橫向壁49；蓋子130的第一凹槽140的上部縱向壁146、下部縱向壁147、左側(cè)橫向壁148、和右側(cè)橫向壁149；底座10的第二凹槽40的底面45和蓋子130的第一凹槽140的底面145。
這些腔體形成在本發(fā)明的射頻單元中的集成濾波器的整體部分。通過從底座10和蓋子130的這個相應(yīng)性造成諧振腔，相同的蓋子130和底座10也可起到用于集成射頻單元的其它單元的外殼的作用。通過把射頻單元的所有元件都由同一個外殼保護(hù)，可使在不同單元之間所需要的連接最小化。雖然需要特別關(guān)注位于蓋子130中的元件與位于底座10中的元件的一致配合，但在諧振腔的不同表面的尺寸和形狀本身在技術(shù)上是熟知的。它們并不被限制于平的表面和邊緣相交成直角，如本圖所顯示的，這僅僅是為了便于說明而這樣做的。
雖然本實施例顯示了一個集成射頻單元，帶有兩個腔體，內(nèi)裝有帶上部條帶和下部條帶的中心導(dǎo)體板，但本發(fā)明可以容易地適應(yīng)于其它中心導(dǎo)體板，它們可能需要在中心導(dǎo)體板上的僅僅一個上部的或下部的條帶，或許是在中心導(dǎo)體板上的一個以上的上部的或下部的條帶。
在圖3顯示了按照本發(fā)明的集成射頻單元的一個實施例的分解立體圖，以及中心導(dǎo)體板和PCB是如何安裝到底座10上的。圖1所示的底座10在這里是以三維視圖顯示的。圖1所示的底座10的全部元件都被顯示于此，雖然是以不同的視圖表示。這里將討論這個實施例中的圖1上未示出的附加方面。
首先顯示了在集成射頻單元中的濾波器的中心導(dǎo)體板200。中心導(dǎo)體板200做成梳子形狀，帶有基部210和多個中心導(dǎo)體220，它以在技術(shù)上本身是熟知的方式從基部210垂直地延伸。中心導(dǎo)體220被放置成互相靠近，在其每個之間有一縫隙。也有幾個固定點(diǎn)230，它們被用來在凸脊50的固定點(diǎn)60處把中心導(dǎo)體200固定到底座10。在優(yōu)選實施例中，這些固定點(diǎn)將是用于螺釘?shù)目?，但是技術(shù)上熟知的任何其它標(biāo)準(zhǔn)的固定方法也可被使用。
每個中心導(dǎo)體220當(dāng)從該特定實施例中的正面看時，具有長方形的形狀，雖然其它形狀也是可能的，和技術(shù)上熟知的。中心導(dǎo)體220的形狀是中心導(dǎo)體板200的濾波特性的決定因子之一。濾波特性部分地也由中心導(dǎo)體220的長度、它們的質(zhì)量、中心導(dǎo)體220的數(shù)目、以及它們互相相對的安放而被決定。這些決定濾波特性的因子在技術(shù)上熟知的。在本實施例中中心導(dǎo)體板200是由金屬通過從一片金屬沖壓出該形狀而制成的，雖然它也可通過壓模法或技術(shù)上熟知的金屬加工的其它方法被形成。
圖3顯示了本發(fā)明的一個實施例，其中中心導(dǎo)體板200具有上部條帶200a，由中心導(dǎo)體板200的上半部上的五個中心導(dǎo)體220組成，和下部條帶200b，由中心導(dǎo)體板200的下半部上的五個中心導(dǎo)體220組成。上部條帶200a和下部條帶200b起到兩個分開的獨(dú)立的濾波器的作用。每個將分別位于第一和第二諧振腔內(nèi)，它們已在前面討論過。每個條帶200a或200b可以具有不同的形狀和尺寸，導(dǎo)致不同的濾波特性。它們?nèi)缓罂瑟?dú)立地與不同的PCB或其它功能性單元相組合，以完成濾波器所需要的不同的濾波功能。
在圖3中也顯示了PCB 250，它被固定在第三凹槽70中的底座10上。所示的PCB 250是標(biāo)準(zhǔn)的PCB，但也可具有設(shè)計給它的各種不同的功能，取決于濾波器的用途。從PCB上凸起的是凸出段260。在凸出段260的頂部有一個螺孔262，它將被用來把PCB 250固定在中心導(dǎo)體板200上。在這個凸出段260的表面上有一個微帶線連接261。這個凸出段260尺寸被做成適合于第一臺階式通道90，也見圖1，并被用來把PCB 250固定在中心導(dǎo)體板200的下部條帶200b上。PCB 250的凸出段260在所示的固定點(diǎn)221處被固定在下部條帶200b的最左面的中心導(dǎo)體222b。這個固定可通過技術(shù)上熟知的任何的各種不同方法來達(dá)到。
集成射頻單元的本實施例的組裝，當(dāng)比起本領(lǐng)域現(xiàn)有的射頻單元所需要的組裝時，要簡單得多。中心導(dǎo)體板200將通過在其固定點(diǎn)60處把固定點(diǎn)230連接到底座10的凸脊50而被連接，如第一箭頭300所示。正如前面所討論過的，優(yōu)選實施例中的固定方法是通過螺釘，但本發(fā)明并不限制固定方法。PCB 250將被放置在第三凹槽70中，如第二箭頭所示，并在固定點(diǎn)75處被固定。PCB 250也將通過在其固定點(diǎn)221處把凸出部分260連接到下部條帶200b的最左面的中心導(dǎo)體222b而用螺釘通過螺孔262被固定，由此造成在帶線連接261與中心導(dǎo)體板200的下部條帶200b之間的接觸。對于本實施例的第二PCB(未示出)也可被放置在第三凹槽70中通過把第二PCB的凸出部分連接到上部條帶200a的最左面的中心導(dǎo)體222a上的固定點(diǎn)223而被固定到中心導(dǎo)體板200。然而，在本優(yōu)選實施例中，只有一個PCB被放置在第三凹槽70中。還有第二個凸出部分(未示出)，類似于圖3所示的凸出部分260。這也將有類似的帶線連接，它將被用來把PCB連接到中心導(dǎo)體板200的上部條帶200a。
第三PCB(該圖上也未示出)將被放置在第四凹槽110中，并被連接到第四凹槽110中的固定點(diǎn)115。這個第三PCB將具有兩個凸出部分，類似于第一PCB上的凸出部分260，它也將每個具有被放置在兩個臺階式通道中的帶線連接，92和93。這兩個凸出部分將被用來把這個第三PCB連接到中心導(dǎo)體板200，在其最右面的中心導(dǎo)體222c上的固定點(diǎn)225處連接到上部條帶200a，和在其最右面的中心導(dǎo)體222d上的固定點(diǎn)227處連接到下部條帶200b。在射頻單元的組裝的最后步驟中，圖2的蓋子130(這里未示出)將在固定點(diǎn)25處被固定在底座10。把蓋子130固定到底座10，將同時形成用于PCB 250和其它PCB(未示出)的保護(hù)外殼，同時造成用于濾波器的諧振腔。
在圖4上顯示了本發(fā)明的一個實施例。集成射頻單元300在這里以局部剖視圖顯示了其組裝。這個集成射頻單元300基本上只由四個元件組成，雖然，正如前面所表示的，本發(fā)明并不被限于只有四個元件。第一元件是底座310。這相應(yīng)于與圖1和圖3所示的底座10相同的結(jié)構(gòu)。第二元件是蓋子320，這相應(yīng)于圖2所示的蓋子130。在圖4中，可以看到，蓋子320是如何在幾個固定點(diǎn)305處被固定到底座310的。固定是通過安裝螺釘實現(xiàn)的，但技術(shù)上熟知的任何固定方法也可被使用。
集成射頻單元300的第三個元件是中心導(dǎo)體板330。這相應(yīng)于圖3的中心導(dǎo)體板200的結(jié)構(gòu)。圖4所示的實施例中的中心導(dǎo)體板330也具有中心導(dǎo)體的上部條帶330a和下部條帶330b，形成第二排中心導(dǎo)體，具有相應(yīng)于圖3的上部條帶200a與下部條帶200b的形狀和尺寸。通常，上部條帶300a與下部條帶300b的中心導(dǎo)體332可由一片材料制成，如圖3和4所示。中心導(dǎo)體板連同上面所述的腔體構(gòu)成集成濾波器，它和下面描述的功能單元一起構(gòu)成本發(fā)明的集成射頻單元。
以PCB 341和343形式的兩個功能單元被顯示為在中心導(dǎo)體板330的左側(cè)和右側(cè)。第一PCB 341被顯示為連接到下部條帶330b的最左面中心導(dǎo)體332a。它被相應(yīng)于圖3所示的帶線連接261的帶線連接351a連接，該帶線連接351a被放置在相應(yīng)于圖3所示的凸出部分260的凸出部分351上，該凸出部分被設(shè)置在相應(yīng)于圖3所示的第一臺階式通道90的第一臺階式通道90。第一PCB 341也被顯示為連接到上部條帶330a的最左面中心導(dǎo)體335a。它被裝在凸出部分352上的帶線連接352a連接，該凸出部分被放置在相應(yīng)于圖3的第二臺階式通道91的第二臺階式通道91中。
第二PCB 343被顯示為連接到下部條帶330b的最右面中心導(dǎo)體332b和上部條帶330a的最右面中心導(dǎo)體335b。它被放置在凸出部分353上的第一帶線連接353a連接，該凸出部分被設(shè)置在相應(yīng)于圖3的第三臺階式通道92的第三臺階式通道92中。它也被裝在凸出部分354上的第二帶線連接354a連接，該凸出部分被放置在相應(yīng)于圖3的第四臺階式通道93的第四臺階式通道93中。
在本發(fā)明的這個集成射頻單元300實施例中的第一PCB 341起到混合合成器(“H-合成器”)的作用。在本發(fā)明的這個集成射頻單元300實施例中的第一PCB 341也被設(shè)計為起到低噪聲放大器(“LNA”)的作用。在本發(fā)明的這個集成射頻單元300實施例中的第二PCB 343用來把集成濾波器耦合到發(fā)射和/或接收天線。本發(fā)明并不限制可被用來適用于不同濾波器的各種不同應(yīng)用的PCB的數(shù)目。雖然在PCB,341和342，與中心導(dǎo)體板，332a、352a、353a、和354a之間的連接是由帶線連接形成，但其它的更方便的連接也可被用于PCB與中心導(dǎo)體板之間。這些可包括螺釘、焊接、粘接或其它緊固裝置或操作。
如本實施例所示，要被濾波的信號從第一PCB 341經(jīng)過在最左面中心導(dǎo)體335a上的帶線連接352a進(jìn)入到上部條帶330a，然后按照上部條帶330a的濾波特性被濾波，并從最右面中心導(dǎo)體335b經(jīng)過帶線連接354a出去到右端的PCB 343。同樣地，要被濾波的第二信號從第一PCB 341經(jīng)過在最左面中心導(dǎo)體332a上的帶線連接351a進(jìn)入到下部條帶330b，然后按照下部條帶330b的濾波特性被濾波，并從最右面中心導(dǎo)體332b經(jīng)過帶線連接353a出去到右端的PCB 343。然后第一信號和第二信號將從第三PCB 343通過天線接頭370被發(fā)送到發(fā)送天線。圖4上也顯示了調(diào)諧螺釘361，它們被用來，結(jié)合中心導(dǎo)體板330，微調(diào)射頻單元的集成濾波器的濾波特性。
圖5顯示了本發(fā)明的集成射頻單元300實施例的另一個視圖。這個端視圖是通過沿圖4所示的A-A線切割集成射頻單元300而產(chǎn)生的。這個側(cè)視圖顯示了底座310和蓋子320。在這個圖上更清晰地顯示了由底座310和蓋子320的布置而形成的集成濾波器的第二諧振腔。這個第二諧振腔是以由底座310中的第二凹槽40和蓋子320中的第一凹槽140(分別相應(yīng)于圖1的第二凹槽40和圖2的第一凹槽140)所占用的兩個空間的組合而被構(gòu)成的。這個第二諧振腔的尺寸和形狀，結(jié)合中心導(dǎo)體板330的下部條帶330b，也影響集成濾波器的濾波特性。緊接在這個腔體后面的是第一諧振腔，在視圖上看不見，由圖1的底座10中的第一凹槽30和圖2的蓋子130中的第二凹槽150構(gòu)成的。這個第一諧振腔的尺寸和形狀同樣地影響濾波特性。然而，由于本實施例的設(shè)計，其中第一和第二諧振腔被圖1的底座10的凸脊50和圖2的蓋子130的凸眷160分開，由上部條帶330a和下部條帶330b對濾波特性的影響是互相獨(dú)立的。這允許實行非常不同的功能，取決于諧振腔的特性、中心導(dǎo)體板330的不同條帶、和建入到PCB中的功能。
中心導(dǎo)體板330的下部條帶330b被放置在底座310中的第二凹槽40的底面45與蓋子320中的第一凹槽140的底面145之間的大約一半的距離。由底座310中的第二凹槽40和蓋子320中的第一凹槽140的組合構(gòu)成的第二諧振腔可以填充以空氣，如本實施例的情形，或填充以其它絕緣材料，如陶瓷。不同的材料可被用來以不同方式影響濾波特性。這些材料的種類和濾波影響在技術(shù)上是熟知的。
在圖5的視圖上也顯示了中心導(dǎo)體板330的下部條帶330b的平面斷面。緊接在下部條帶330b后面的是上部條帶330a，但在這個視圖上看不見，它同樣地被放置在圖1的底座10中的第一凹槽的底面35與圖2的蓋子130中的第二凹槽150的底面155之間的大約一半的距離。把這些面做成對以便構(gòu)成第一諧振腔的這種方式在前面已討論過。
在圖6中可看到本發(fā)明的射頻單元的一個實施例的另一個視圖。這個側(cè)視圖是通過沿圖4所示的B-B線切割集成射頻單元300而產(chǎn)生的。這個圖上顯示了蓋子320、底座10、圖4的中心導(dǎo)體板的下部條帶330b的最左面中心導(dǎo)體332a、和調(diào)諧螺釘361。在大多數(shù)實施例中，調(diào)諧螺釘361是能導(dǎo)電的普通螺釘。調(diào)諧螺釘361可以被旋轉(zhuǎn)，朝中心導(dǎo)體332a方向旋入或遠(yuǎn)離中心導(dǎo)體332a方向旋出。在調(diào)諧螺釘361與中心導(dǎo)體332a之間所建立的電容，并以技術(shù)上熟知的方式與中心導(dǎo)體相結(jié)合，影響濾波特性。
在現(xiàn)有的調(diào)諧方法中，調(diào)諧螺釘被用鎖定螺母鎖定位置，以防止調(diào)諧螺釘意外地旋轉(zhuǎn)，由此會負(fù)面地影響調(diào)諧的設(shè)置。比起現(xiàn)有的調(diào)諧方法來說，優(yōu)選實施例中的新的內(nèi)容是彈性金屬臂600。該彈性金屬臂600是金屬條，它可以是導(dǎo)電的或電絕緣的。另外，有可能是彈性金屬臂600和調(diào)諧螺釘361都是導(dǎo)電的。在所示實施例中，彈性金屬臂600是電絕緣的。彈性金屬臂600具有上臂600a和下臂600b。下臂600b通過技術(shù)上熟知的各種方法被固定在底座10。
上臂600a以遠(yuǎn)離下臂600b的朝上弧線延伸，如圖所示。當(dāng)調(diào)諧螺釘361旋入腔體時，它將接觸到上臂600a。上臂600a然后對調(diào)諧螺釘361施加向上的壓力，一旦完成調(diào)諧以后，它將阻止螺釘意外地從它設(shè)置的位置處旋轉(zhuǎn)。雖然彈性金屬臂600在圖6所示的實施例中是電絕緣的，但調(diào)諧螺釘通過在其上鍍敷銀層或其它導(dǎo)電材料而成為導(dǎo)電的。調(diào)諧螺釘361的調(diào)諧效果將是由于在調(diào)諧螺釘361和中心導(dǎo)體332a之間建立的電容造成的。在某些實施例中，彈性金屬臂600可以是導(dǎo)電的，而調(diào)諧螺釘361然后將是絕緣的或至少是用絕緣片與彈性金屬臂分開的。然后調(diào)諧效果將是由于在彈性金屬臂600與中心導(dǎo)體332a之間建立的電容引起的。在彈性金屬臂600和調(diào)諧螺釘361都是導(dǎo)電的那些實施例中，調(diào)諧效果將是由于在中心導(dǎo)體332a與彈性金屬臂600和調(diào)諧螺釘361這二者之間建立的電容引起的；在彈性金屬臂600與調(diào)諧螺釘361之間可以有或沒有絕緣片。
圖7顯示了彈性金屬片700，它具有多個彈性金屬臂710，從底座730垂直地延伸。彈性金屬片700具有多個固定點(diǎn)720，它們將被用來把彈性金屬片固定到底座10。每個彈性金屬臂710具有對于每個存在的調(diào)諧螺釘?shù)囊粚σ坏膶?yīng)關(guān)系，調(diào)諧螺釘也具有對于每個存在的中心導(dǎo)體的一對一的對應(yīng)關(guān)系。例如，在圖4中的下部條帶330b具有五個中心導(dǎo)體。在蓋子320中，將有五個匹配調(diào)諧螺釘361，相應(yīng)于在彈性金屬片700上的五個彈性金屬臂600。對于圖4中的上部條帶330a也提供有第二彈性金屬片700。
概言之，本發(fā)明被設(shè)計成作為用于移動通信的基站中的一個單元被安裝。當(dāng)被安裝到基站時，要被濾波的外出的信號進(jìn)入到圖4所示的集成射頻單元的PCB 341。該信號在由PCB 341形成的H-組合器中被處理，并經(jīng)帶線連接352a被發(fā)送到集成濾波器的上部，中心導(dǎo)體板330的上部條帶330a。該信號被上部條帶330a及其有關(guān)腔體濾波。外出信號其后經(jīng)帶線連接354a傳遞通過由第二PCB 343形成的測量耦合器，并最后通過天線接頭370被發(fā)送到基站的發(fā)射天線。來自基站接收天線的進(jìn)入的信號進(jìn)入到天線接頭370，在其中它被發(fā)送到第二PCB 343，然后它經(jīng)過帶線連接353a被發(fā)送到集成濾波器的下部，中心導(dǎo)體板330的下部條帶330b。下部條帶330b及其有關(guān)的腔體的組合對信號進(jìn)行濾波，然后把它經(jīng)過帶線連接351a提供給在第一PCB 341中形成的低噪聲放大器。然后信號被發(fā)送在基站的接收機(jī)中被處理。雖然以上的概述描述了一個實施例，其中有發(fā)射信號由H-組合器作用以及接收信號由低噪聲放大器作用，但本發(fā)明并不被限制于這些類型的功能性單元。
在用于移動通信的基站中使用的集成射頻單元中這種已被描述的用于組合各種不同元件的方法是新穎的，并且該方法在當(dāng)把濾波器的不同功能性部件進(jìn)行集成時所需要的空間和連接的限制的問題上，比起現(xiàn)有的克服方法是先進(jìn)的。本發(fā)明的設(shè)計允許一個外殼用作為對于濾波器的中心導(dǎo)體板的諧振腔和對于射頻單元的功能性元件，例如PCB的保護(hù)罩。通過限制在集成射頻單元中所需要的基本元件，連接的數(shù)目，因而是化費(fèi)和組裝時間已被減少。
所描述的實施例是用作為說明的，而不是作為限制的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將看到，從所描述的實施例可作出一些變更，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。所以，不應(yīng)當(dāng)把本發(fā)明看作為被限制于所描述的例子，而應(yīng)當(dāng)把它看作為其范圍上等于以下的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1．集成射頻單元，包括底座和蓋子，以便安放至少一個功能性元件和至少一個濾波器單元，其中所述至少一個濾波器單元包含一個腔體和一個中心導(dǎo)體板，其特征在于，所述腔體由所述集成射頻單元的所述底座和所述蓋子的組合構(gòu)成，所述中心導(dǎo)體板處于所述腔體內(nèi)，以及所述組合同時形成對于所述至少一個功能性單元的保護(hù)性外罩。
2．權(quán)利要求1的集成射頻單元，其特征在于，所述腔體包括上部腔體和下部腔體，所述中心導(dǎo)體板包括上部條帶和下部條帶，以及其中所述上部腔體連同所述上部條帶構(gòu)成第一濾波器單元，以及所述下部腔體連同所述下部條帶構(gòu)成第二濾波器單元。
3．權(quán)利要求2的集成射頻單元，其特征在于，所述底座具有一個凸脊和所述蓋子具有一個凸脊，所述中心導(dǎo)體板被固定到所述底座的所述凸脊，以及其中所述蓋子的所述凸脊和所述底座的所述凸脊都被物理地放置以形成在所述上部腔體和所述下部腔體之間的分離。
4．權(quán)利要求1的集成射頻單元，其特征在于，所述底座具有多個凸脊和所述蓋子具有多個凸脊，其中所述蓋子的所述凸脊與所述底座的所述凸脊相匹配，以形成多個凹槽，所述凹槽產(chǎn)生多個腔體，在組合后，安放所述至少一個功能單元，以及所述凸脊造成在安放所述至少一個功能性單元的所述腔體和所述濾波器單元的所述腔體之間的分離。
5．權(quán)利要求4的集成射頻單元，其特征在于，分離所述安放所述至少一個功能性單元的所述腔體和所述濾波器單元的所述腔體的凸脊包含至少一個用于在所述至少一個功能性單元和所述至少一個濾波器單元之間的連接的通路。
6．權(quán)利要求5的集成射頻單元，其特征在于，所述至少一個通路是安放帶線連接的臺階式通道。
7．權(quán)利要求1的集成射頻單元，其特征在于，由此所述腔體被填充以絕緣材料，例如陶瓷。
8．權(quán)利要求1的集成射頻單元，其特征在于，所述至少一個功能性單元包含至少一個印刷電路板“PCB”。
9．權(quán)利要求8的集成射頻單元，其特征在于，所述至少一個PCB包含兩個PCB，被功能分為至少一個輸入PCB和至少一個輸出PCB。
10．權(quán)利要求9的集成射頻單元，其特征在于，所述至少一個輸入PCB是低噪聲放大器。
11．權(quán)利要求9的集成射頻單元，其特征在于，所述至少一個輸入PCB是混合-合成器。
12．權(quán)利要求9的集成射頻單元，其特征在于，所述至少一個輸出PCB是測量耦合器。
13．權(quán)利要求5的集成射頻單元，其特征在于，所述中心導(dǎo)體板被一個通過所述多個用于連接的通路中的至少一個通路的連接，被連接到所述至少一個功能性單元。
14．權(quán)利要求13的集成射頻單元，其特征在于，所述連接是通過帶線連接。
15．權(quán)利要求14的集成射頻單元，其特征在于，所述連接是通過螺釘進(jìn)行的。
16．權(quán)利要求14的集成射頻單元，其特征在于，所述連接是通過焊接進(jìn)行的。
17．權(quán)利要求14的集成射頻單元，其特征在于，所述連接是通過粘接進(jìn)行的。
18．權(quán)利要求13的集成射頻單元，其特征在于，所述連接是通過電纜進(jìn)行的。
19．權(quán)利要求1的集成射頻單元，其特征在于，所述至少一個濾波器單元具有調(diào)諧裝置，所述調(diào)諧裝置包括至少一個導(dǎo)電的調(diào)諧螺釘，穿過所述集成射頻單元的所述蓋子被插入到所述腔體，包含至少一個彈性金屬臂的一個彈性金屬片，它是不導(dǎo)電的，以這樣的方式延伸到所述腔體中，以便接觸到所述至少一個調(diào)諧螺釘，由此所述至少一個濾波器單元通過把所述至少一個調(diào)諧螺釘旋入所述腔體中而被調(diào)諧，它建立了在所述至少一個調(diào)諧螺釘與所述中心導(dǎo)體板之間的電容，以及由此在所述至少一個調(diào)諧螺釘與所述至少一個彈性金屬臂之間的所述接觸鎖定所述至少一個調(diào)諧螺釘進(jìn)到設(shè)置的位置。
20．權(quán)利要求1的集成射頻單元，其特征在于，所述至少一個濾波器單元具有調(diào)諧裝置，所述調(diào)諧裝置包括至少一個不導(dǎo)電的調(diào)諧螺釘，穿過所述集成射頻單元的所述蓋子被插入到所述腔體，以及一個包含至少一個彈性金屬臂的彈性金屬片，它是導(dǎo)電的，以這樣的方式延伸到所述腔體中，以便接觸到所述至少一個調(diào)諧螺釘，由此所述至少一個濾波器單元通過把所述至少一個調(diào)諧螺釘旋入所述腔體中而被調(diào)諧，它建立了在所述至少一個彈性金屬臂與所述中心導(dǎo)體板之間的電容，以及由此在所述至少一個調(diào)諧螺釘與所述至少一個彈性金屬臂之間的所述接觸鎖定所述至少一個調(diào)諧螺釘進(jìn)到設(shè)置的位置。
21．權(quán)利要求1的集成射頻單元，其特征在于，所述至少一個濾波器單元具有調(diào)諧裝置，所述調(diào)諧裝置包括至少一個導(dǎo)電的調(diào)諧螺釘，穿過所述集成射頻單元的所述蓋子被插入到所述腔體，以及一個包含至少一個彈性金屬臂的彈性金屬片，它是導(dǎo)電的，以這樣的方式延伸到所述腔體中，以便接觸到所述至少一個調(diào)諧螺釘，由此所述至少一個濾波器單元通過把所述至少一個調(diào)諧螺釘旋入所述腔體中而被調(diào)諧，它建立了在所述中心導(dǎo)體板與所述至少一個彈性金屬臂和所述至少一個調(diào)諧螺釘這二者之間的電容，以及由此在所述至少一個調(diào)諧螺釘與所述至少一個彈性金屬臂之間的所述接觸鎖定所述至少一個調(diào)諧螺釘進(jìn)到設(shè)置的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及到移動電話中的無線基站中使用的集成射頻單元。一個外殼被提供給集成射頻單元的所有元件,包括功能性單元和中心導(dǎo)體板。外殼的蓋子和底座的組合構(gòu)成用于功能性單元的保護(hù)性腔體以及同時構(gòu)成其形狀,結(jié)合中心導(dǎo)體板,幫助形成集成射頻單元的濾波特性的腔體。外殼的設(shè)計減小了對于在元件之間的大量連接的需要,也提供了一個可結(jié)合中心導(dǎo)體板起到濾波器的作用的腔體。
文檔編號H01P7/06GK1222257SQ97195638
公開日1999年7月7日 申請日期1997年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月13日
發(fā)明者S·P·林德爾, L·S·卡格斯特倫 申請人:艾利森電話股份有限公司