CN115714245A - 一种滤波器、天线、基站以及滤波器的制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种滤波器、天线、基站以及滤波器的制造方法，用于避免多个谐振器单独组装，以减少谐振器之间的配合精度。在本申请中，通过滤波器包括第一内导体、外导体、第一绝缘介质层、第二绝缘介质层和谐振器导体，通过第一内导体内嵌于第一绝缘介质层中，通过谐振器导体布设于第一绝缘介质层的表面上，以及第一绝缘介质层内嵌于第二绝缘介质层中，外导体布设于第二绝缘介质层的表面上，相比较现有技术，在实现了滤波器小型化的同时，无需多个谐振器单独组装，减少了谐振器之间的配合精度。

Description

一种滤波器、天线、基站以及滤波器的制造方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种滤波器、天线、基站以及滤波器的制造方法。

背景技术

无线基站常用的滤波器类型主要有金属同轴腔滤波器。但是随着无线设备集成度越来越高，对滤波器的小型化、轻量化要求也越来越高，而金属同轴腔滤波器外形轮廓立体占用空间较大。

为此，当前市面上还有如图1所示的直列式滤波器。直列式滤波器为沿着纵向轴线延伸的单个内腔体的管状金属壳体，以及在单个内腔体内沿着纵向轴线隔开的多个谐振器(250-1,250-2,250-3)，每个谐振器具有杆(252)，所述谐振器中彼此相邻的第一谐振器和第二谐振器的杆被旋转，以具有不同的角度定向。直列式滤波器可以实现滤波器的小型化和轻量化。

但是，这样的结构件需多个部件装配组合，加工工艺较复杂，而且谐振器之间需控制耦合角度，一致性要求较高。

发明内容

本申请实施例提供了一种滤波器、天线、基站以及滤波器的制造方法，用于避免多个谐振器单独组装，以减少谐振器之间的配合精度。

本申请第一方面提供了一种滤波器，第一内导体、外导体、第一绝缘介质层、第二绝缘介质层和谐振器导体，通过第一内导体内嵌于第一绝缘介质层中，通过谐振器导体布设于第一绝缘介质层的表面上，以及第一绝缘介质层内嵌于第二绝缘介质层中，外导体布设于第二绝缘介质层的表面上，相比较现有技术，在实现了滤波器小型化的同时，无需多个谐振器单独组装，减少了谐振器之间的配合精度。

在一些可行的实现方式中，所述谐振器导体为条状，可以方便地布设在第一绝缘介质层的表面上。

在一些可行的实现方式中，所述谐振器导体的长度为目标波长的1/2，那么可以通过控制谐振器导体的长度，以控制需要过滤的目标波长。

在一些可行的实现方式中，所述谐振器导体通过螺旋的方式布设于所述第一绝缘介质层的表面上，使得谐振器导体的长度不受限于所述第一绝缘介质的横切面的周长。

在一些可行的实现方式中，所述谐振器导体为所述第二绝缘介质层的表面上的金属层，且所述金属层中设置开槽，所述开槽为条状，提供了一种布设方法。

在一些可行的实现方式中，所述谐振器导体为柔性贴膜金属层，较为方便地布设谐振器导体。

在一些可行的实现方式中，所述谐振器导体为金属导体镀层，在工艺上可行性较高。

在一些可行的实现方式中，第二内导体和第三绝缘介质层，所述第二内导体内嵌于所述第三绝缘介质层中；所述第三绝缘介质层的半径小于所述第一内导体的半径，所述第三绝缘介质层内嵌于所述第一内导体中，使得可以实现高通滤波器。

本申请第二方面提供了一种天线，包括如上所述第一方面中各种实现方式所述的滤波器。

本申请第三方面提供了一种基站，包括如上所述第二方面所述的天线。

本申请第四方面提供了一种滤波器的制造方法，包括：

将第一内导体内嵌于第一绝缘介质层中；

将谐振器导体布设于所述第一绝缘介质层的表面上；

将布设有所述谐振器导体的所述第一绝缘介质层内嵌于所述第二绝缘介质层中；

将外导体布设于所述第二绝缘介质层的表面上。

在一些可行的实现方式中，所述谐振器导体为条状。

在一些可行的实现方式中，所述谐振器导体的长度为目标波长的1/2。

在一些可行的实现方式中，所述将谐振器导体布设于所述第一绝缘介质层的表面上包括：将所述谐振器导体通过螺旋的方式布设于所述第一绝缘介质层的表面上。

在一些可行的实现方式中，所述谐振器导体为所述第二绝缘介质层的表面上的金属层，且所述金属层中设置开槽，所述开槽为条状。

在一些可行的实现方式中，所述谐振器导体为柔性贴膜金属层。

在一些可行的实现方式中，所述谐振器导体为金属导体镀层。

在一些可行的实现方式中，第二内导体和第三绝缘介质层；将第二内导体内嵌于第三绝缘介质层中；将所述第三绝缘介质层内嵌于所述第一内导体中，所述第三绝缘介质层的半径小于所述第一内导体的半径。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

在本申请中，通过滤波器包括第一内导体、外导体、第一绝缘介质层、第二绝缘介质层和谐振器导体，通过第一内导体内嵌于第一绝缘介质层中，通过谐振器导体布设于第一绝缘介质层的表面上，以及第一绝缘介质层内嵌于第二绝缘介质层中，外导体布设于第二绝缘介质层的表面上，相比较现有技术，在实现了滤波器小型化的同时，无需多个谐振器单独组装，减少了谐振器之间的配合精度。

附图说明

图1为直列式滤波器的实施例示意图；

图2-1为本申请实施例中天馈系统的实施例示意图；

图2-2为本申请实施例中天线的内部的架构示意图；

图3-1为本申请实施例中一种滤波器的横切面示意图；

图3-2为本申请实施例中谐振器导体为条状示意图；

图3-3为本申请实施例中谐振器导体为条状的另一示意图；

图3-4为本申请实施例中谐振器导体呈C形的示意图；

图3-5为本申请实施例中谐振器导体呈C形的另一示意图；

图3-6为本申请实施例中谐振器导体为条状时高通滤波器的实施例示意图；

图3-7为本申请实施例中谐振器导体呈C形时高通滤波器的实施例示意图；

图4为本申请实施例中一种滤波器的制造方法的实施例示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种滤波器、天线、基站以及滤波器的制造方法，用于避免多个谐振器单独组装，以减少谐振器之间的配合精度。

下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。

本申请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，这仅仅是描述本申请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。

本申请实施例的技术方案可以应用于各种数据处理的通信系统中的滤波器，例如码分多址(code division multiple access，CDMA)、时分多址(time division multipleaccess， TDMA)、频分多址(frequency division multiple access，FDMA)、正交频分多址(orthogonal frequency-division multiple access，OFDMA)、单载波频分多址(singlecarrier FDMA， SC-FDMA)和长期演进(long termevolution，LTE)系统第五代(5thgeneration，5G)移动通信系统中的新无线(new radio，NR)系统以及、大规模多输入多输出(massive multiple-input multiple-output，Massive MIMO)系统等系统的中的滤波器。

术语“系统”可以和“网络”相互替换。CDMA系统可以实现例如通用无线陆地接入(universal terrestrial radio access，UTRA)，CDMA2000等无线技术。UTRA可以包括宽带CDMA(wideband CDMA，WCDMA)技术和其它CDMA变形的技术。CDMA2000可以覆盖过渡标准(interim standard，IS)2000(IS-2000)，IS-95和IS-856标准。TDMA系统可以实现例如全球移动通信系统(global system for mobile communication，GSM)等无线技术。OFDMA系统可以实现诸如演进通用无线陆地接入(evolved UTRA，E-UTRA)、超级移动宽带(ultramobile broadband，UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)，IEEE 802.16(WiMAX)， IEEE 802.20，Flash OFDMA等无线技术。UTRA和E-UTRA是UMTS以及UMTS演进版本。3GPP 在长期演进(longterm evolution，LTE)和基于LTE演进的各种版本是使用E-UTRA的 UMTS的新版本。

此外，所述通信系统还可以适用于面向未来的通信技术，都适用本申请实施例提供的技术方案。本申请实施例描述的系统架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着网络架构的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本申请实施例的滤波器可以应用于无线基站的天馈系统中，如图2-1所示，天馈系统200包括：天线210、抱杆220、天线调整支架230、接地装置240和接头密封件250(包括绝缘密封胶带、聚氯乙烯绝缘胶带等)等。

示例性的，如附图2-2所示，为天线210的内部的架构示意图，天线210可以位于天线罩中，天线210具体可以包括：至少一个独立阵列211和天线接头212。

其中，独立阵列211包括辐射单元211-1和金属反射板211-2，其中，辐射单元211-1通常放置于金属反射板211-2上方，不同的辐射单元211-1的频率可以相同或者不同。独立阵列211通过各自的馈电网络接收或发射射频信号，馈电网络通常由受控的阻抗传输线构成，馈电网络还可以包括移相器213、合路器214、滤波器215和传动或校准网络216 等，用于扩展性能的模块。馈电网络可以通过传动或校准网络216实现不同辐射波束指向，或者获取系统所需的校准信号。

其中，辐射单元211-1是构成天线阵列基本结构的单元，用于辐射或接收无线电波。金属反射板211-2用于提高天线信号的接收灵敏度，把天线信号反射聚集在接收点上，大大增强了天线210的接收/发射能力，还起到阻挡、屏蔽来自后背(反方向)的其它电波对接收信号的干扰作用。馈电网络用于把信号按照一定的幅度、相位馈送到辐射单元211-1或者将接收到的无线信号按照一定的幅度、相位发送到无线基站的信号处理单元。天线罩用于保护天馈系统200免受外部环境影响的结构件，在电气性能上具有良好的电磁波穿透特性，机械性能上能经受外部恶劣环境的作用。

无线基站的收发系统主要由高频滤波器、振荡器、功率放大器、调制解调器和电源组成。滤波器作为一种基本的射频单元，其可以实现对某些特定频率的信号的过滤以得到目标信号。滤波器由一个个谐振器，通过能量耦合构成，因此谐振器的小型化，是滤波器进行小型化的重要途径。

无线基站常用的滤波器类型主要有金属同轴腔滤波器。但是随着无线设备集成度越来越高，对滤波器的小型化、轻量化要求也越来越高，而金属同轴腔滤波器外形轮廓立体占用空间较大。

为此，当前市面上还有如图1所示的直列式滤波器。直列式滤波器为沿着纵向轴线延伸的单个内腔体的管状金属壳体，以及在单个内腔体内沿着纵向轴线隔开的多个谐振器(250-1,250-2,250-3)，每个谐振器具有杆(252)，所述谐振器中彼此相邻的第一谐振器和第二谐振器的杆被旋转，以具有不同的角度定向。直列式滤波器可以实现滤波器的小型化和轻量化。

但是，这样的结构件需多个部件装配组合，加工工艺较复杂，而且谐振器之间需控制耦合角度，一致性要求较高。

为此，请参考图3-1，本申请提出了一种滤波器300的横切面，包括第一内导体310、外导体320、第一绝缘介质层330、第二绝缘介质层340和谐振器导体350，通过第一内导体310内嵌于第一绝缘介质层330中，谐振器导体350布设于第一绝缘介质层330的表面上，以及第一绝缘介质层330内嵌于第二绝缘介质层340中，外导体320布设于第二绝缘介质层340的表面上，相比较现有技术，在实现了滤波器小型化的同时，无需多个谐振器单独组装，减少了谐振器之间的配合精度。

需要说明的是，第一内导体310、外导体320、第一绝缘介质层330和第二绝缘介质层340构成同轴传输线。需要说明的是，同轴传输线是由两根同轴的圆柱导体构成的导行系统，内导体和外导体之间填充空气或高频介质的一种宽频带微波传输线。在本申请实施例中，第一内导体310内嵌于第一绝缘介质层330中，第一绝缘介质层330内嵌于第二绝缘介质层340中，外导体320布设于第二绝缘介质层340的表面上。在本申请实施例中，通过将谐振器导体350布设于第一绝缘介质层330的表面上，相比较现有技术，在实现了滤波器小型化的同时，无需多个谐振器单独组装，减少了谐振器之间的配合精度。

下面，对上述各个部件进行详细描述。

一、第一内导体310。

在一些可行的实现方式中，第一内导体310的材质可以为导电金属，例如铜或银，或其他导电金属，也可以是其他导电的物质，此处不做限定。在一些可行的实现方式中，第一内导体310可以为同轴传输线中的内导体，呈长条状，其切面为圆形。在本申请实施例，第一内导体310可以用于传输电信号。

二、第一绝缘介质层330。

在一些可行的实现方式中，第一绝缘介质层330的材质可以为绝缘介质。需要说明的是，不善于传导电流的物质称为绝缘介质，其电阻率极高。绝缘介质的种类很多，固体的如塑料、橡胶、玻璃，陶瓷等，液体的如各种天然矿物油、硅油、三氯联苯等，气体的如空气、二氧化碳、六氟化硫等，此处不做限定。

在本申请实施例中，第一绝缘介质层330包裹第一内导体310，第一内导体310内嵌于第一绝缘介质层330中。其中，第一内导体310的切面为中空的圆形。第一绝缘介质层 330通过包裹第一内导体310，避免第一内导体310的漏电，导致信号失真。

需要说明的是，绝缘介质在某些外界条件，如加热、加高压等影响下，会被“击穿”，而转化为导体。在未被击穿之前，绝缘介质也不是绝对不导电的物体。如果在绝缘介质两端施加电压，材料中将会出现微弱的电流。为此，在一些可行的实现方式中，可以根据需要选择相应的电阻率的绝缘介质。

三、谐振器导体350。

布设方法1。

在一些可行的实现方式中，谐振器导体350为条状。示例性的，如图3-2，谐振器导体350平铺时，可以为长方形，也可以为长条形，也可以为其他条状，此处不做限定。如图3-3所示，条状的谐振器导体350可以通过螺旋的方式将谐振器导体350布设于第一绝缘介质层330的表面上，实现了带阻滤波器的功能。

在一些可行的实现方式中，谐振器导体350的材质可以为导电金属，例如铜或银，或其他导电金属，也可以是其他导电的物质，此处不做限定。

在一些可行的实现方式中，可以在第一绝缘介质层330的表面上贴片柔性贴膜金属层。又例如，在第一绝缘介质层330的表面上通过电镀的方式，电镀上金属导体镀层。在一些可行的实现方式中，还可以通过其他方式实现在第一绝缘介质层330的表面上布设谐振器导体350，此处不做限定。

需要说明的是，谐振器导体350的长度与需要过滤的目标波长相关，在一些可行的实现方式，谐振器导体350的长度为目标波长的1/2。例如，目标波长为0.01毫米，那么谐振器导体350的长度为0.005毫米。

布设方法2。

在一些可行的实现方式中，如图3-4所示，谐振器导体350为第二绝缘介质层340的表面上的金属层，且金属层中设置开槽，开槽为条状。示例性的，谐振器导体350平铺时，其开槽可以为长方形，也可以为长条形，也可以为其他条状，此处不做限定。在一些可行的实现方式中，如图3-5所示，开槽可以呈C形布设于第一绝缘介质层330的表面上，此处不做限定。

在一些可行的实现方式中，谐振器导体350的材质可以为导电金属，例如铜或银，或其他导电金属，也可以是其他导电的物质，此处不做限定。

在一些可行的实现方式中，可以在第一绝缘介质层330的表面上贴片柔性贴膜金属层，实现了带阻滤波器的功能。又例如，在第一绝缘介质层330的表面上通过电镀的方式，电镀上金属导体镀层。在一些可行的实现方式中，还可以通过其他方式实现在第一绝缘介质层330的表面上布设谐振器导体350，此处不做限定。

需要说明的是，谐振器导体350的开槽的长度与需要过滤的目标波长相关，在一些可行的实现方式，谐振器导体350的长度为目标波长的1/2。例如，目标波长为0.01毫米，那么谐振器导体350的长度为0.005毫米。

四、第二绝缘介质层340。

在一些可行的实现方式中，第二绝缘介质层340的材质可以为绝缘介质。需要说明的是，不善于传导电流的物质称为绝缘介质，其电阻率极高。绝缘介质的种类很多，固体的如塑料、橡胶、玻璃，陶瓷等，液体的如各种天然矿物油、硅油、三氯联苯等，气体的如空气、二氧化碳、六氟化硫等，此处不做限定。在一些可行的实现方式中，可以根据需要选择相应的电阻率的绝缘介质。

在本申请实施例中，第二绝缘介质层340包裹布设有谐振器导体350的第一内导体310，即第二绝缘介质层340包裹布设有谐振器导体350的第一内导体310，从而避免第一内导体310的漏电，而导致的信号失真。

五、外导体320。

在一些可行的实现方式中，外导体320的材质可以为导电金属，例如铜或银，或其他导电金属，也可以是其他导电的物质，此处不做限定。在一些可行的实现方式中，外导体320可以为同轴传输线中的外导体，呈长条状，其切面为圆形。在本申请实施例中，外导体320布设于第二绝缘介质层340的表面上，用于屏蔽信号，避免信号泄露。

在本申请实施例中，上述形式的滤波器300，内外导体的绝缘层上，一次电镀或贴膜多个金属谐振器结构，减少了外部额外增加滤波器部件，无需多个谐振器单独组装，以减少谐振器之间的配合精度，且可独立内嵌于同轴传输线内。

六、第二内导体360和第三绝缘介质层370。

在一些可行的实现方式中，如图3-6所示或图3-7，滤波器300还可以第二内导体360 和第三绝缘介质层370，其中，第二内导体360内嵌于第三绝缘介质层370中，第三绝缘介质层370的半径小于第一内导体310的半径，第三绝缘介质层370内嵌于第一内导体310中，实现了高通滤波器的功能。

在本申请实施例中，上述形式的滤波器300，内外导体的绝缘层上，一次电镀或贴膜多个金属谐振器结构，减少了外部额外增加滤波器部件，无需多个谐振器单独组装，以减少谐振器之间的配合精度，且可独立内嵌与同轴传输线内。

本申请还提供了一种天线，包括如上所述的滤波器。

本申请还提供了一种基站，包括如上所述的天线。

请参考图4，本申请还提供了一种滤波器的制造方法，包括：

401、将第一内导体内嵌于第一绝缘介质层中。

402、将谐振器导体布设于第一绝缘介质层的表面上。

在一些可行的实现方式中，谐振器导体为条状。

在一些可行的实现方式中，谐振器导体的长度为目标波长的1/2。

在一些可行的实现方式中，将谐振器导体通过螺旋的方式布设于第一绝缘介质层的表面上。

在一些可行的实现方式中，谐振器导体为柔性贴膜金属层。

在一些可行的实现方式中，谐振器导体为金属导体镀层。

在一些可行的实现方式中，谐振器导体为第二绝缘介质层的表面上的金属层，且金属层中设置开槽，开槽为条状。

403、将第一绝缘介质层内嵌于第二绝缘介质层中。

404、将外导体布设于第二绝缘介质层的表面上。

在一些可行的实现方式中，第二内导体和第三绝缘介质层，将第二内导体内嵌于第三绝缘介质层中，将第三绝缘介质层内嵌于第一内导体中，第三绝缘介质层的半径小于第一内导体的半径。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本申请方法实施例相同，具体内容可参见本申请前述所示的方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

Claims (18)

1.一种滤波器，其特征在于，包括：

第一内导体、外导体、第一绝缘介质层、第二绝缘介质层和谐振器导体；

所述第一内导体内嵌于所述第一绝缘介质层中，所述谐振器导体布设于所述第一绝缘介质层的表面上；

布设有所述谐振器导体的所述第一绝缘介质层内嵌于所述第二绝缘介质层中，所述外导体布设于所述第二绝缘介质层的表面上。

2.根据权利要求1所述滤波器，其特征在于，所述谐振器导体为条状。

3.根据权利要求2所述滤波器，其特征在于，所述谐振器导体的长度为目标波长的1/2。

4.根据权利要求2或3所述滤波器，其特征在于，所述谐振器导体布设于所述第一绝缘介质层的表面上包括：

所述谐振器导体通过螺旋的方式布设于所述第一绝缘介质层的表面上。

5.根据权利要求1所述滤波器，其特征在于，所述谐振器导体为所述第二绝缘介质层的表面上的金属层，且所述金属层中设置开槽，所述开槽为条状。

6.根据权利要求1-5中任一项所述滤波器，其特征在于，所述谐振器导体为柔性贴膜金属层。

7.根据权利要求1-5中任一项所述滤波器，其特征在于，所述谐振器导体为金属导体镀层。

8.根据权利要求1-7中任一项所述滤波器，其特征在于，还包括：

第二内导体和第三绝缘介质层，所述第二内导体内嵌于所述第三绝缘介质层中；

所述第三绝缘介质层的半径小于所述第一内导体的半径，所述第三绝缘介质层内嵌于所述第一内导体中。

9.一种天线，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的滤波器。

10.一种基站，其特征在于，包括如权利要求9所述的天线。

11.一种滤波器的制造方法，其特征在于，包括：

将第一内导体内嵌于第一绝缘介质层中；

将谐振器导体布设于所述第一绝缘介质层的表面上；

将布设有所述谐振器导体的所述第一绝缘介质层内嵌于所述第二绝缘介质层中；

将外导体布设于所述第二绝缘介质层的表面上。

12.根据权利要求11所述方法，其特征在于，所述谐振器导体为条状。

13.根据权利要求12所述方法，其特征在于，所述谐振器导体的长度为目标波长的1/2。

14.根据权利要求12或13所述方法，其特征在于，所述将谐振器导体布设于所述第一绝缘介质层的表面上包括：

将所述谐振器导体通过螺旋的方式布设于所述第一绝缘介质层的表面上。

15.根据权利要求11所述方法，其特征在于，所述谐振器导体为所述第二绝缘介质层的表面上的金属层，且所述金属层中设置开槽，所述开槽为条状。

16.根据权利要求11-15中任一项所述方法，其特征在于，所述谐振器导体为柔性贴膜金属层。

17.根据权利要求11-15中任一项所述方法，其特征在于，所述谐振器导体为金属导体镀层。

18.根据权利要求11-17中任一项所述方法，其特征在于，还包括：

第二内导体和第三绝缘介质层；

将第二内导体内嵌于第三绝缘介质层中；

将所述第三绝缘介质层内嵌于所述第一内导体中，所述第三绝缘介质层的半径小于所述第一内导体的半径。

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