一种滤波器和5G天线一体化结构的制作方法

本发明涉及通信基站天线技术领域，具体为一种滤波器和5G天线一体化结构。

背景技术

4G宏基站主要分三个部分:天线、射频单元RRU和部署在机房内的基带处理单元BBU，而5G网络倾向于将天线和射频单元RRU合二为一，成为全新的单元AAU(Active Antenna Unit，有源天线单元)，AAU除含有RRU射频功能外，还将包含部分物理层的处理功能。因为天线无源部分将与RRU合为AAU，所以对5G时代天线的体积及重量提出了更高的设计要求，小型化及轻量化便成为天线设计基础。随着5G通信技术的不断发展，在5G天线集成化的趋势下，5G基站天线向着低成本、小型化、轻量化、集成化发展，本发明通过将RRU中的滤波器与天线进行一体化协同设计来达到缩小产品尺寸、减轻产品重量、降低产品成本的目的，有效的减小了AAU的整机重量和尺寸。

AFU是一种天线滤波器集成一体化天线(包括辐射模块、馈电网络、耦合校准网络、滤波器、反射板、连接器、信号屏蔽模块等)，当前AFU产品将滤波器SMT表贴到耦合校准网络PCB线路板或射频转接PCB线路板上，依靠反射板来支撑天线正反面PCB线路板，增加了产品整机重量；天线的射频接口布局在耦合校准网络PCB线路板或射频转接PCB线路板上，天线阵列馈电网络接口与射频接口距离较远，无形中增大PCB线路板的尺寸，滤波器接口与射频接口间的信号传输也需要依靠PCB线路板上的信号传输网络，致使产品成本增加，同时也增大了传输链路的损耗，影响产品整机性能。反射板正反面的PCB线路板(天线功分馈电网络、射频转接网络/耦合校准网络)需要依靠馈电芯(连接器)来实现两者间的信号传输，连接器采用黄铜镀金，成本较高，采用这种设计装配方式复杂，产品维修更换麻烦，不利于返修。天线辐射单元、隔离条、馈电芯、馈电网络、耦合校准网络等需要靠焊接来进行装配连接，产品整机装配过程中焊点数量多、工艺要求高，生产效率低

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种滤波器和5G天线一体化结构，具备1、减少产品成本，保证天线整机性能的前提下通过调整设计方案，减少相关零部件，如反射板、PCB转接板、馈电芯等；2、提高天线整机辐射性能，通过调整设计方案，减少产品传输链路损耗；3、提高产品可靠性，采用腔体/金属滤波器代替传统AFU的陶瓷介质滤波器，有效提高产品长周期高低温循环可靠性测试。通过对设计方案的优化，解决了上述所提出的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种滤波器和5G天线一体化结构，包括SMT钣金表贴振子与功分馈电网络集成，依托滤波器腔体将天线模块与滤波器集成实现一体化；

减少产品成本，保证天线整机性能的前提下通过调整设计方案，减少相关零部件，如反射板、PCB转接板、馈电芯等，使用滤波器腔体代替反射板来支撑天线辐射模块(馈电网络组件及信号辐射引向组件)，馈电网络组件与腔体滤波器直接接触，将馈电网络接口设计与滤波器信号传输接口相匹配，实现信号传输，从而减少PCB转接板和馈电芯。

优选的，所述SMT钣金表贴振子与功分馈电网络集成一体化，与传统单个焊接的振子相比，减少手工/激光焊接，钣金振子SMT贴片焊接于PCB线路板上可以快速提高装配效率，腔体滤波器信号PIN针代替馈电芯，减少焊点；腔体滤波器与传统陶瓷滤波器相比，摒除了传统滤波器SMT贴片工序，同时简化滤波器模块性能测试，可以有效快速测试提取滤波器模块相关性能数据。

优选的，所述功分馈电网络PCB线路板与腔体滤波器之间增加塑料绝缘垫(或功分馈电网络PCB线路板背面接地敷绿油做绝缘处理)，减少金属搭接，同时采用螺纹一体化塑料支撑柱，有效提高PIM性能。

优选的，所述核心结构由腔体/金属滤波器、天线辐射模块(SMT钣金表贴振子、功分馈电网络、隔离条)、螺纹一体化塑料支撑柱组成，装配关系是由SMT钣金表贴振子及隔离条与功分馈电网络集成天线辐射模块，天线辐射模块固定到腔体滤波器上，一体化塑料支撑柱拧到腔体滤波器上。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种滤波器和5G天线一体化结构，具备以下有益效果：

1、该滤波器和5G天线一体化结构，摒除传统AFU的反射板与PCB转接线路板，滤波器腔体代替反射板起支撑固定作用，馈电网络接口与滤波器接口采用结构匹配设计，将馈电网络模块接口与滤波器信号PIN针直接焊接连接，减少传统AFU的馈电芯连接器。

2、该滤波器和5G天线一体化结构，在传统AFU产品方案设计上进行革新，用腔体/金属滤波器代替陶瓷介质滤波器，优化结构设计，大大减少焊点数量，同时减少了传统AFU生产所需高工艺要求的SMT工序，提高了产品可靠性；滤波器信号PIN针代替馈电芯，使其产品装配简单，有效提高产品生产效率。

3、该滤波器和5G天线一体化结构，摒除传统AFU的反射板及PCB线路板，直接将天线辐射模块与腔体/金属滤波器装配一起，缩短了信号传输路径，减小了传输链路的损耗，提高了产品整机性能。

附图说明

图1-5为本发明提出的一种滤波器和5G天线一体化结构的天线整机结构示意图；

图6-9为本发明提出的一种滤波器和5G天线一体化结构的滤波器结构示意图。

图中：1、SMT表贴振子；2、隔离条；3、螺纹一体化塑料支撑柱；4、腔体/金属滤波器；5、滤波器信号PIN针；6、功分馈电网络PCB线路板。

具体实施方式

下面将结合本发实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，一种滤波器和5G天线一体化结构，包括SMT钣金表贴振子与功分馈电网络集成，依托滤波器腔体将天线模块与滤波器集成实现一体化(产品结构如图1所示)；

减少产品成本，保证天线整机性能的前提下通过调整设计方案，减少相关零部件，如反射板、PCB转接板、馈电芯等，使用滤波器腔体代替反射板来支撑天线辐射模块(馈电网络组件及信号辐射引向组件)，馈电网络组件与腔体滤波器直接接触，将馈电网络接口设计与滤波器信号传输接口相匹配，实现信号传输，从而减少PCB转接板和馈电芯；

SMT钣金表贴振子与功分馈电网络集成一体化，与传统单个焊接的振子相比，减少手工/激光焊接，钣金振子SMT贴片焊接于PCB线路板上可以快速提高装配效率，腔体滤波器信号PIN针5代替馈电芯，减少焊点；腔体滤波器与传统陶瓷滤波器相比，摒除了传统滤波器SMT贴片工序，同时简化滤波器模块性能测试，可以有效快速测试提取滤波器模块相关性能数据；

功分馈电网络PCB线路板6与腔体滤波器之间增加塑料绝缘垫(或功分馈电网络PCB线路板6背面接地敷绿油做绝缘处理)，减少金属搭接，同时采用螺纹一体化塑料支撑柱3，有效提高PIM性能，核心结构由腔体/金属滤波器、天线辐射模块(SMT钣金表贴振子、功分馈电网络、隔离条2)、螺纹一体化塑料支撑柱3组成，装配关系是由SMT钣金表贴振子及隔离条2与功分馈电网络集成天线辐射模块，天线辐射模块固定到腔体滤波器上，一体化塑料支撑柱拧到腔体滤波器上(简易结构示意图如图3所示)。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

综上所述，该滤波器和5G天线一体化结构，具备以下关键技术点：

1、本发明所述的一种新型高度集成化AFU，摒弃传统AFU的设计方案，用滤波器腔体代替传统AFU固定的反射板，将馈电网络PCB线路板组件固定在腔体滤波器上(不局限于固定形式)，SMT表贴振子1代替传统的手工/激光焊接振子集成于馈电网络PCB线路板上(不局限何种阵列排布)，相应的设计及产品均应纳入本专利保护范围内。

2、本发明所述方案与传统AFU相比优化结构设计，滤波器信号接口与功分馈电网络接口结构匹配设计，滤波器信号PIN针与馈电网络模块接口直接焊接，减少PCB转接板及馈电芯，降低了产品物料成本及生产成本，同时减少了产品传输链路损耗，提高了产品性能及生产效率。

3、本发明用腔体/金属滤波器代替传统AFU的陶瓷滤波器，解决了陶瓷介质滤波器长周期温循可靠性难题。

4、本发明用螺纹一体化塑料支撑柱代替传统的组合固定支撑柱(螺钉 塑料支撑柱)，有效提高产品整机PIM性能(螺纹一体化塑料支撑柱如图4所示)。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。