專(zhuān)利名稱(chēng)：直流提取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如在權(quán)利要求1的前序部分中定義的用于提取疊加在 射頻信號(hào)上的直流或低頻信號(hào)的裝置。
背景技術(shù)：
直流電壓和低頻通信信號(hào)經(jīng)常疊加在饋入濾波器的射頻信號(hào)上 用于移動(dòng)通信。直流電壓可以用于驅(qū)動(dòng)濾波器中的低噪聲放大器(LNA)，而低頻通信信號(hào)包含不被濾波器的傳輸函數(shù)失真的在濾波 器內(nèi)部使用的、從濾波器發(fā)送或者經(jīng)濾波器傳送的信息，該信息和直 流電壓一起或者不在一起。為了能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)，在射頻信號(hào)進(jìn)入濾波器結(jié)構(gòu)之前，需要從 輸入信號(hào)中去除直流電壓和低頻通信信號(hào)，并且如果需要，可將直流 電壓和/或低頻通信信號(hào)添加至濾波器的輸出。這些年來(lái)提出過(guò)一些解決方案，并且在下文更加詳細(xì)的描述了圖 1和2中所公開(kāi)的解決方案。用于提取直流電壓和低頻通信信號(hào)的裝 置的基本功能包括與輸入耦合桿或第一諧振器并聯(lián)放置的低通濾波器 (LP filter)。由于其難以用可靠而穩(wěn)定的方法制造，圖1和2中所 描述的解決方案均具有類(lèi)似的缺點(diǎn)。該解決方案存在無(wú)源互調(diào)(PIM， passive inter modulation)的風(fēng)險(xiǎn)并且難以控制結(jié)構(gòu)的容差，這限制了 性能并且使得結(jié)合圖l和2所描述的解決方案制造昂貴。此外，由于 LP濾波器的結(jié)構(gòu)，射頻趨于泄漏到直流電壓和低頻通信信號(hào)中。在Salvatore等人的美國(guó)5，023，579中公開(kāi)了 一種類(lèi)似所要求權(quán)利 的發(fā)明的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)描述了一種集成的帶通/低通濾波器，其中第一 諧振器和末級(jí)諧振器與相應(yīng)的連接器耦合。低通濾波器位于第一諧振 器和末級(jí)諧振器內(nèi)，并且饋入諧振器中的射頻信號(hào)經(jīng)受低通濾波，因
而形成用于射頻信號(hào)的帶通濾波器。因而，射頻信號(hào)經(jīng)受低通濾波不 是本發(fā)明的目的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種直流提取裝置，當(dāng)提取疊加在饋入 濾波器的射頻信號(hào)上的直流電壓或低頻信號(hào)時(shí)，其抑制所提取的直流 電壓或低頻信號(hào)中的射頻。使用如權(quán)利要求1的特征部分中所定義的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)針對(duì)此目的 的解決方案。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)，并且因而可以采用比現(xiàn)有技術(shù)裝置更簡(jiǎn)化的方式來(lái)組裝包含該直流提取^:備的濾波器。 本發(fā)明的另 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，其提供了不使用任何焊接來(lái)制造具有直流提取裝置的濾波器的可能?，F(xiàn)在將結(jié)合用非限定方式提供的附圖來(lái)描述本發(fā)明，以增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的理解。


圖l顯示了用于提取疊加在射頻信號(hào)上的直流電壓或低頻信號(hào)的 第一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)裝置；圖2顯示了用于提取疊加在射頻信號(hào)上的直流電壓或低頻信號(hào)的第二個(gè)現(xiàn)有技術(shù)裝置；圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的直流提取裝置的第一實(shí)施方案；圖4a和4b顯示根據(jù)本發(fā)明的直流提取裝置的第二和第三實(shí)施方案；圖5顯示在濾波器中實(shí)現(xiàn)的直流提取裝置的第四實(shí)施方案； 圖6a和6b顯示圖5中的濾波器的橫截面圖； 圖7顯示包括直流提取裝置的濾波器的第一實(shí)施方案的框圖； 圖8顯示包括直流提取裝置的濾波器的第二實(shí)施方案的框圖。
具體實(shí)施方式
圖1和2描述了射頻濾波器中的直流提取裝置的現(xiàn)有技術(shù)解決方 案，其中待提取的信號(hào)(通常用于通信目的的直流電壓或低頻信號(hào)) 疊加在射頻信號(hào)上。圖1顯示了用于提取射頻濾波器10中的直流電壓或低頻信號(hào)的 現(xiàn)有技術(shù)的第一類(lèi)裝置，其中該射頻濾波器10具有外殼3a、 3b以及 蓋5。包括帶有疊加的直流電壓和/或低頻信號(hào)的射頻信號(hào)的共用信號(hào) 被饋入輸入連接器1。連接桿2連接至輸入連接器l，并且連接桿2與 濾波器的外殼3a、 3b相絕緣。第一諧振器4經(jīng)由所述連接桿2和第一 電容器C^容性耦合至輸入連接器1。電感器Loc的笫一端通常通過(guò) 焊接直接連接至連接桿2，而電感器Uc的第二端連接至第二電容器 CDC，該第二電容器位于射頻濾波器IO的外部。電感器LDc位于濾波 器外殼3a的一部分內(nèi)并且延伸穿過(guò)濾波器蓋5,其中所述蓋5通過(guò)螺 釘或類(lèi)似緊固裝置固定至外殼。電感器LDC和第二電容器CDC —起形 成低通濾波器(LP filter)，并且可在濾波器外獲得直流電壓和/或低 頻通信信號(hào)(DC/Com. signal)。可以在連接至濾波器蓋5的PCB (未 示出)上實(shí)現(xiàn)第二電容器CDC。所述的直流提取裝置存在缺點(diǎn)，尤其涉及射頻信號(hào)泄漏到DC/ Com信號(hào)中。此外，由于可用于將其焊接至連接桿2的空間狹小，難 以實(shí)現(xiàn)電感器Loc的第一端的連接。圖2中示出的第二類(lèi)直流裝置也包括濾波器20，該濾波器具有外 殼3和蓋5、連接至連接桿2的輸入連接器1。以類(lèi)似有關(guān)圖1所述的 方式將蓋5固定至外殼3，并且第一諧振器14位于濾波器20內(nèi)。與外殼3絕緣的連接桿2直接連接至第一諧振器14的絕緣部分 11，這意味著，包括帶有疊加的直流電壓和/或低頻信號(hào)的射頻信號(hào)的 共用信號(hào)饋入輸入連接器1，經(jīng)由連接桿2到達(dá)第一諧振器14的絕緣 部分11。該第一諧振器還包括基座部分12，該基座部分電接地到蓋5， 并且通過(guò)絕緣層13與絕緣部分11相絕緣。因而產(chǎn)成了電容器CRF。用作電感器LDC的導(dǎo)線15的一端連接至第一諧振器14的絕緣部 分ll，并且導(dǎo)線15被布置穿過(guò)蓋5內(nèi)的孔16。導(dǎo)線的第二端連接至 第二電容器Coc,該第二電容器位于射頻濾波器20外部。如果需要， 自然可以在PCB (未示出)上實(shí)現(xiàn)第二電容器CDc。電感器Loc和第 二電容器Cdc如困1中所述的形成低通濾波器?，F(xiàn)有技術(shù)的第二類(lèi)直流提取裝置也具有缺點(diǎn)，尤其有關(guān)DC/Com. 信號(hào)中的射頻泄漏，以及直流提取裝置的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，其中為了獲得良 好接觸須將導(dǎo)線焊接至第一諧振器14。如下所述，本發(fā)明的基本理念是將LP濾波器放置在第一諧振器 內(nèi)部，并且將射頻信號(hào)耦合至第一諧振器的外部。這同樣也將抑制 DC/Com.信號(hào)中的射頻信號(hào)，同時(shí)也提供了簡(jiǎn)化的濾波器制造工藝。圖3顯示了放置在濾波器30中的根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的直 流提取裝置，其中該濾波器具有外殼3和蓋5。配備與外殼3絕緣的 輸入連接器1和連接桿2，以便將包括帶有疊加的DC/Com.信號(hào)的射 頻信號(hào)的共用信號(hào)饋入濾波器30?？梢允菫V波器結(jié)構(gòu)中的第一諧振器或用于幾個(gè)濾波器結(jié)構(gòu)的耦 合桿的諧振器21具有腔22。諧振器21電接地到濾波器蓋5并且耦合 桿2穿過(guò)諧振器21中的孔23延伸到腔22中。在腔22內(nèi)配備包括電 感器24和電容器25的低通濾波器(LP filter )，并且穿過(guò)濾波器蓋5 中的孔27將DC/Com.信號(hào)從腔22饋出。通過(guò)連接電感器24的第一端與延伸到腔22中的連接桿2的一端 來(lái)實(shí)現(xiàn)LP濾波器。電感器24的笫二端與電容器25串行連接，該電 容器接地至腔壁，并且通過(guò)連接導(dǎo)線26到電感器24的第二端并且引 導(dǎo)其穿過(guò)濾波器蓋5中的孔27來(lái)提取DC/Com.信號(hào)。所描述的實(shí)施方案說(shuō)明了本發(fā)明的基本理念，并且圖4a描述了 本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案。在圖4a中相似的特征具有如前面所使用的相同參考標(biāo)號(hào)。其與 之前在圖3中所描述的實(shí)施方案的主要區(qū)別是，LP濾波器被實(shí)現(xiàn)為管 狀LP濾波器32。連接桿2導(dǎo)電地連接至管狀LP濾波器32的下部33 和絕緣層36，例如，在管狀LP濾波器32和腔壁之間配備PTFE或聚 四氟乙烯。在絕緣層36內(nèi)配備孔37以便于連接桿2連接至管狀LP 濾波器32的下部33。在該實(shí)施方案中，管狀LP濾波器32還包括兩個(gè)圓盤(pán)34，其中 使用細(xì)桿35來(lái)互連所述圓盤(pán)和下部33。每個(gè)圓盤(pán)將產(chǎn)生到腔壁的電 容，并且每個(gè)細(xì)柱將產(chǎn)生電感，因而產(chǎn)生LP濾波器。在管狀LP濾波 器的上端的中心38提取DC/Com.信號(hào)在該實(shí)施方案中，濾波器具有改變的蓋31，其具有與蓋31集成 一體的諧振器21，此外，在蓋31的外部配備有直流連接器39， LP 濾波器的輸出38連接至該直流連接器。圖4b顯示了本發(fā)明的第三實(shí)施方案。圖4b中的實(shí)施方案基本類(lèi) 似與圖4a中示出的實(shí)施方案工作，并且和圖4a中一樣類(lèi)似的特征具 有如之前使用的相同的參考編號(hào)。如圖4a中，LP濾波器被實(shí)現(xiàn)為管 狀LP濾波器32。但是在該實(shí)施方案中，連接桿2在圖中從下側(cè)導(dǎo)電 地連接至諧振器21的管狀LP濾波器32的下部33，而不是如圖4a 中從左側(cè)連接。此外，省略了絕緣層36，并且由腔壁和圓盤(pán)34以及 下部33之間的氣隙來(lái)提供絕緣。同樣還省略了腔壁的底部。如圖4b 中，在管狀LP濾波器的上端提取DC/Com.信號(hào)，優(yōu)選從最上面的圓 盤(pán)34的中心。如在之前的實(shí)施方案中，該RF信號(hào)在諧振器21的外 部耦合并且能夠被傳送至帶通濾波器41。圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的具有直流提取裝置的濾波器的第四實(shí)施 方案50的分解立體圖。該濾波器包括五個(gè)不同的部分濾波器外殼 51、連接桿52、濾波器蓋53、諧振器54和LP濾波器55。具有腔57的耦合桿56如有關(guān)圖4a所描述的與濾波器蓋53集成 一體，但是在該實(shí)施方案中，耦合桿的邊緣穿過(guò)蓋53伸展，從而在濾 波器外部上形成墊圏58。在腔57內(nèi)部安裝絕緣層(未示出)，以防 止當(dāng)LP濾波器55安裝在腔內(nèi)時(shí)該LP濾波器短路。濾波器外殼51 具有孔59，用于在諧振器54和蓋53安裝至外殼51之后，插入導(dǎo)電 桿52以便將其連接至LP濾波器57。濾波器蓋也可具有諸如調(diào)諧螺釘?shù)恼{(diào)諧裝置，用于調(diào)諧耦合桿的
頻率。安裝時(shí)可以從濾波器的外部訪問(wèn)該調(diào)諧裝置。圖6a和6b顯示了圖5中的濾波器的橫截面圖。圖6a是該濾波 器的橫截面俯視圖，其中清楚地顯示出該調(diào)諧裝置60。以例如螺紋的 方式將連接桿52連接到LP濾波器以確保良好的電接觸。圖6b顯示 蓋53的局部橫截面圖，包括所安裝的LP濾波器55和連接桿52。在 LP濾波器55和集成的耦合桿56之間的腔57內(nèi)可見(jiàn)絕緣層61。該絕 緣層可以是具有介電特性的任何材料。僅以提取低頻信號(hào)的方式來(lái)描述直流提取裝置，例如直流信號(hào)或 者具有最高為幾兆赫茲(2-4兆赫茲)頻率的信號(hào)，但是在向射頻信 號(hào)添加直流和/或低頻通信信號(hào)時(shí)，可以自然地使用相同的裝置。圖7顯示了圖解用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的雙工濾波器70的^f匡圖。該 雙工濾波器70的輸入71可以連接至基站(BTS )，并且輸出72可以 連接至天線73。該雙工濾波器70包括發(fā)送濾波器結(jié)構(gòu)Tx;兩個(gè)接收濾波器結(jié) 構(gòu)Rx,其中在所述兩個(gè)接收濾波器之間具有低噪聲放大器 LNA;DC/Com.信號(hào)提取裝置74;以及DC/Com.信號(hào)添加裝置75。該LNA需要直流電壓來(lái)工作并且該直流電壓由電路76提供。低 頻通信信號(hào)通常不在雙工濾波器70內(nèi)使用，但是使用直流提取和添加 裝置被從輸入71傳送至輸出72。圖8圖解當(dāng)不存在低頻通信信號(hào)以及直流電壓僅用于驅(qū)動(dòng)LNA 時(shí)的框圖。圖5中示出的濾波器優(yōu)選由模制鋅或者鋅合金制成，由于使用鋅 或者鋅合金而不是使用如鋁的傳統(tǒng)材料可以制造更薄的壁，這^f吏得有 可能減少濾波器外殼的尺寸。此外，鋅或者鋅合金的使用使得有可能 將螺紋輸入和輸出連接器集成到外殼。模制鋅或者鋅合金的^f吏用具有 明顯的優(yōu)點(diǎn)，與鋁相比其模制發(fā)生在更低的壓力和溫度，這又增加了 制造工藝中所使用的模制工具的使用期限。由于模制濾波器外殼中可以包括復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，結(jié)果與傳統(tǒng)的鋁制 濾波器相比其產(chǎn)品更加便宜。 此外，用鋅或鋅合金模制包括有關(guān)圖5、 6a、 6b所描述的直流提 取裝置的所述濾波器蓋也具有優(yōu)點(diǎn)。外殼和蓋的溫度系數(shù)將近似相等， 這將增進(jìn)濾波器在工作期間的性能。但是，蓋優(yōu)選涂覆有諸如^l艮的高 導(dǎo)電性材料以增進(jìn)濾波器的性能?？梢允褂玫匿\合金是根據(jù)EN-1774標(biāo)準(zhǔn)的ZP0410。該合金是良好的"標(biāo)準(zhǔn)合金"。 根據(jù)EN-1774標(biāo)準(zhǔn)的ZP0810，又稱(chēng)作ZAMAK8(ZnA18Cul)。該 ZP0810強(qiáng)度大于ZP0410，但是更脆且具有較小的膨脹系數(shù)。 其它可能的鋅合金是 根據(jù)EN-1774標(biāo)準(zhǔn)的ZP0400。 才艮據(jù)EN-1774標(biāo)準(zhǔn)的ZP0610。
權(quán)利要求
1.一種用于提取疊加在射頻信號(hào)(RF信號(hào))上的直流電壓或低頻信號(hào)的提取裝置，所述RF信號(hào)被饋入RF濾波器結(jié)構(gòu)的第一諧振器中，其中，所述提取裝置包括低通濾波器(LP濾波器)，其將直流電壓或低頻信號(hào)提供到RF濾波器結(jié)構(gòu)的外部，其特征在于，所述第一諧振器具有腔，所述LP濾波器放置在第一諧振器的腔內(nèi)部，并且所述RF信號(hào)耦合至第一諧振器的外部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取裝置，其中，所述第一諧振器與濾 波器蓋或?yàn)V波器外殼集成一體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的提取裝置，其中，所述第一諧振器與蓋 集成一體且由鋅(Zn)或鋅合金制造。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的提取裝置，其中，所述濾波器外殼由鋅 (Zn)或鋅合金制造。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的提取裝置，其中，所 述LP濾波器是管狀LP濾波器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的提取裝置，其中，所述管狀LP濾波器 由單件材料制造。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的提取裝置，其中，用 于調(diào)諧第一諧振器頻率的調(diào)諧裝置集成在第一諧振器內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的提取裝置，其中，所述調(diào)諧裝置是調(diào) 諧螺釘。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的提取裝置，其中，所述 第一諧振器是向第一濾波器結(jié)構(gòu)(Rx)提供RF信號(hào)并從第二濾波器 結(jié)構(gòu)(Tx)接收RF信號(hào)的耦合桿。
全文摘要
本發(fā)明涉及射頻濾波器中的直流提取裝置，用于提取疊加在射頻信號(hào)上的直流電壓和/或低頻信號(hào)(DC/Com.信號(hào))。使用低通濾波器來(lái)提取該DC/Com.信號(hào)，該低通濾波器放置在濾波器內(nèi)的第一諧振器內(nèi)。優(yōu)選地，該低通濾波器是管狀濾波器。
文檔編號(hào)H01P11/00GK101120480SQ200580035615
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月19日
發(fā)明者安德斯·斯萬(wàn)松, 賈默·瑪基南 申請(qǐng)人:動(dòng)力波技術(shù)瑞典股份公司