FI110391B - Kotelorakenteinen suodatin - Google Patents

Description

110391

Kotelorakenteinen suodatin

Keksinnön kohteena on suodatin, jota käytetään radiolaitteen yhteydessä suodattimena, suodattimen käsittä-5 essä kotelorakenteen, joka käsittää ainakin yhden osaston, suodattimen lisäksi käsittäessä ainakin yhden johdinväli-neen, johdinvälineiden ollessa sijoitettu kotelorakenteen osastoihin yhden tai useamman resonaattoripiirin muodostamiseksi yhdestä tai useammasta osaston ja johdinvälineen 10 yhdessä muodostamasta kokonaisuudesta.

Keksinnön kohteena on suodatin, jota käytetään radiolaitteen yhteydessä suodattimena, suodattimen käsittäessä kotelorakenteen, joka käsittää ainakin yhden osaston yhden tai useamman resonaattoripiirin muodostamiseksi yh-15 destä tai useammasta osastosta.

Keksintöä voidaan soveltaa koaksiaali-tyyppisissä ja helix-tyyppisissä suodattimissa, joissa on johdinväli-ne, mutta myös onteloresonaattori-tyyppisissä suodattimis-sa.

.·.·. 20 Edellä radiolaitteella tarkoitetaan suurtaajuu- ·· ! salueen lähetintä, vastaanotinta tai lähetinvastaanotinta ! ! tai muuta laitetta, joka toimiakseen tarvitsee suodatinta.

;'/ Erityisesti kyseessä ovat solukkoradioverkossa käytettävät • ♦ · ·;· ·* tukiasemat ja matkapuhelimet eli päätelaitteet.

• * · ’· * 25 Suodattimia käytetään suurtaajuuspiirien toteutta miseen esimerkiksi matkapuhelinverkkojen tukiasemissa ja matkapuhelimissa. Eräs mahdollinen käyttötapa suodatinra- • kenteille on käyttää niitä esimerkiksi tukiasemien lähe- . tinyksiköiden tai vastaanotinyksiköiden vahvistimissa so- 30 vituspiireinä ja suodatuspiireinä.

*;·' Kotelorakenteen eli rungon käsittäviä suodatin- i ; | :ti>: tyyppejä on useita eri tyyppejä, esimerkiksi koaksiaali- resonaattorirakenne ja helix-resonaattorirakenne. Koaksi- • » aaliresonaattorirakenteissa ja helix-resonaattoriraken-35 teissä kotelorakenne ympäröi kotelorakenteen keskellä ole- 2 110391 vaa johdinta, jota nimitetään resonaattoriksi tai reso-naattoritapiksi. Koaksiaaliresonaattoreissa tämä johdin on tappimainen ja helix-resonaattoreissa johdin on muodostettu spiraaliksi. Lisäksi on olemassa onteloresonaattori, 5 jossa kotelorakenne itse muodostaa suodattimen.

Esimerkiksi matkapuhelimissa suodatin on muodostettu erillisenä koteloituna palakomponenttina, joka on sijoitettu puhelimen rungossa olevaan syvennykseen. Koteloitu palakomponentti vaatii tilaa ja on painava ja lisäk-10 si kallis ja hidas valmistaa. Myöskään maadoitus ei ole paras mahdollinen. Julkaisusta DT-2422398 tunnetaan eräs suodatinrakenne, mutta siinä suodattimen kotelorakenne on oma kappaleensa, joka on kiinnitetty puhelimen varsinaiseen runkoon, ja näin myös siinä ratkaisussa esiintyy vas-15 taavia epäkohtia kuin edellä esitettiin.

Tämän keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudentyyppinen suodatin, joka poistaa tunnettuihin ratkaisuihin liittyvät ongelmat.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella 20 suodattimena, jolle on tunnusomaista, että suodattimen ·.·, kotelorakenne ja siinä oleva osasto tai osastot on muodos- ! 1 tettu radiolaitteen runkorakenteen, kotelorakenteen tai vastaavan mekaanisen rakenteen kiinteäksi osaksi, ja että ’" · suodattimen kotelorakenne ja siinä oleva osasto tai osas- *·* ’ 25 tot on samaa kappaletta kuin tämä mainittu radiolaitteen runkorakenne, kotelorakenne tai vastaava mekaaninen raken- • * ·/·· ne, jolloin radiolaitteen käsittämä runko, kotelorakenne • tai vastaava mekaaninen rakenne ainakin pääasiallisesti . muodostaa radiolaitteen käsittämän suodattimen kotelora- 3 0 kenteen.

;· Keksinnön mukaisella ratkaisulla saavutetaan usei- : ta etuja. Uusi rakenne tehokkaasti hyödyntää radiolaitteen kuten päätelaitteen tai tukiaseman runkoa suodattimen osana, jolloin laitteiden mekaaninen rakenne yksinkertaistuu, 35 koska samalla rakenneosalla on kaksi eri tarkoitusta. Kek- 3 110391 sinnön mukainen ratkaisu säästää tilaa ja vähentää painoa, mikä on erityisen tärkeä piirre erityisesti kannettavissa päätelaitteissa eli matkapuhelimissa. Uusi ratkaisu on myös edullinen valmistaa. Keksinnön mukainen ratkaisu li-5 säksi antaa lisää tilaa suodattimen johdinvälineelle eli siis esimerkiksi helix-keloille tai resonaattoreille, jolloin on mahdollista saada ominaisuuksiltaan parempi suodatin. Edellä mainittujen etujen lisäksi saavutetaan se etu, että suodattimen maadoitus paranee ja häiriöt ja RF-vuodot 10 vähenevät. Keksintö soveltuu esimerkiksi helix- ja koaksi-aalityyppisille suodattimille, ja myös onteloresonaatto-reille.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa 15 kuvio 1 esittää radiolaitteen kuten matkapuhelimen runkoa ja helix-suodattimen keloja, kuvio 2 esittää helix-suodattimen keloja omalla erillisellä piirilevyllä, .·. kuvio 3 esittää radiolaitteen runkoa ja sen yh- 20 teyteen järjestettyä suodatinta, ! kuvio 4 esittää helix-suodattimen keloja ja radio- ' * laitteen muita komponentteja radiolaitteen varsinaisella ; · ’· piirilevyllä.

· ϊ kuvio 5 esittää johtavalla materiaalilla pinnoi- '.· · 25 tettua päätelaitteen runkoa suodattimen kotelorakenteen puoleisen pään osalta tarkasteltuna.

:\i Kuviossa 3 on esitetty kuvioissa 1-2 esitetyistä ·*”: rakenteista muodostettu rakenne, joka käsittää radiolait- • » « ,* . teen rungon 1 ja suodattimen 2. Suodatin 2 muodostuu ra- » · · ;f>* 3 0 diolaitteen rungossa 1 olevasta suodattimen koteloraken-» · ‘•y‘ teestä 3, johdinvälineistä 4-9 kuten helix-keloista 4-9 ja tukirakenteesta kuten piirilevystä 10, jolle helix-kelat 4-9 on sijoitettu. Piirilevyllä lisäksi on halutunlainen kytkentäkaavio ja tarvittaessa joitakin oheiskomponentte-35 ja. Kuvioissa itse asiassa kyseessä on duplex-tyyppinen 4 110391 suodatin, joka käsittää lähetyssuodattimen TX ja vastaan-ottosuodattimen RX. Lisäksi suodatin käsittää antennilii-tynnän, johon antennilinja kytketään ja liitynnän, jolla suodatin kytketään radio-osiin kuten radioyksikköön 55-56.

5 Helix-kelat 4-9 ovat spiraalille kierrettyjä joh- dinvälineitä, joiden toiset päät ovat kytkemättömiä eli vapaita päitä.

Kyseessä on siis suurtaajuussuodatin 2, jota käytetään radiolaitteen kuten solukkoverkon päätelaitteen tai 10 solukkoverkon tukiaseman yhteydessä suodattimena. Suodatin käsittää siis kotelorakenteen 3, joka käsittää ainakin yhden osaston, esimerkiksi kuusi osastoa eli osastot 14-19. Lisäksi suodatin käsittää ainakin yhden johdinvälineen, esimerkiksi kuusi johdinvälinettä eli johdinvälineet 4-9 15 eli helix-kelat 4-9 eli helix-resonaattorit 4-9. Johdinvälineet 4-9 on sijoitettu kotelorakenteen 3 osastoihin 14-19, mikä havaitaan kuvioista 1-3, erityisesti kuvioista 3. Erityisesti kuvioista 1 ja 3 havaitaan, että keksinnön mukaisesti suodattimen 2 kotelorakenne 3, 14-19 on muodos-20 tettu radiolaitteen runkorakenteen, kotelorakenteen tai ··.·. vastaavan mekaanisen rakenteen 1 kiinteäksi osaksi. Kuvi- oiden 1 ja 3 esimerkki erityisesti viittaa päätelaitteen "*.* eli matkapuhelimen runkoon 1, mutta keksintö soveltuu myös radiolaitteen kotelorakenteella toteutettavaksi.

'·' * 25 Keksinnön mukainen suodatin on sellainen, että ra diolaitteen käsittämä mekaaninen rakenne ainakin pääasial-lisesti muodostaa radiolaitteen käsittämän suodattimen 2 * : kotelorakenteen 3.

. Edullisessa toteutusmuodossa suodatin 2 on soluk- 30 koradioverkossa toimivassa päätelaitteessa käytettävä suo- ;· datin. Tällöin suodattimen 2 kotelorakenne 3 on päätelait- :>i#: teen rungon 1 kiinteä osa, joka on samaa yhtenäistä kappa- : ·.: letta eli samaa materiaalikappaletta päätelaitteen rungon 1 kanssa. Myös sellainen versio on mahdollinen, että suo-35 dattimen 2 kotelorakenne 3 on päätelaitteen koteloraken- „ 110391 teen 1 kiinteä osa, joka on samaa yhtenäistä kappaletta päätelaitteen kotelorakenteen kanssa. Radiolaitteen rungon 1, vastaavasti radiolaitteen kotelorakenteen, ja sen yhteydessä olevan suodattimen 2 kotelorakenteen 3 valmistus-5 menetelmänä voidaan käyttää esimerkiksi painevalua, jyr-sintää tai kylmäpursotusta. Myöhempänä esitetään eräs muunkinlainen valmistustapa kuvioon 5 viitaten.

Aiemmin mainittiin, että edullisessa toteutusmuodossa kyseessä on duplex-suodatin 2, joka käsittää lähe- 10 tyssuodattimen ja vastaanottosuodattimen. Tällöin edulli sessa toteutusmuodossa on suodatin 2 sellainen, että radiolaitteen runko 1, kotelorakenne tai vastaava mekaaninen rakenne muodostaa kotelorakenteen 3 samalla sekä lähetys-suodattimelle TX että vastaanottosuodattimelle RX.

15 Edullisessa toteutusmuodossa suodatin on moni- piirinen ja käsittää useita johdinvälineitä 4-9 ja kotelo- rakenteessa useita osastoja 14-19, ja osastojen välillä väliseinät 30. Kuviossa 2 havaitaan, että matkapuhelimen . runkoon 1 tehdyt ontelot 14-19 muodostavat kotelorakenteen • · · · 20 3 piirilevyllä oleville helix-keloille 4-9. Tällaisessa ··.·. suodattimessa mainitut väliseinät 30 ovat kiinteä ja samaa j I kappaletta eli samaa materiaalikappaletta oleva osa ra- diolaitteen runkoa 1 tai kotelorakennetta.

··» ·;!_· Suodattimen 2 käsittämät johdinvälineet 4-9, esi- • · · *·' ’ 25 merkiksi helix-kelat 4-9, on sijoitettu tukirakenteen 1 esimerkiksi piirilevyn 10 päälle. Erityisesti kuvioihin 2- • · :/·· 3 viitaten, tämä tukirakenne 10 käsittää johtavan alueen • : 50, joka on järjestetty suoraan kontaktiin radiolaitteen / . rungon 1 tai radiolaitteen kotelorakenteen kanssa. Tällä • i * 30 tavoin suodattimen 2 maadoitus saadaan helpolla tavalla « · • · *;· kunnolliseksi.

Kuvioon 4 viitaten, keksinnön edullisessa toteu-tusmuodossa on johdinvälineet 4-9 samalla tukirakenteella 60 kuin radiolaitteen varsinaiset radio-osat 55-56 eli 35 esimerkiksi radioyksikkö 55-56. Tällöin suodattimen 2 joh- s 110391 dinvälineet 4-9 eli esimerkiksi helix-kelat 4-9 on integroitu radiolaitteen varsinaiselle piirilevylle 60. Tällöin saavutetaan tavallaan kaksinkertainen integrointietu, joka yksinkertaistaa suodattimen ja koko radiolaitteen ra-5 kennetta.

Kuvioon 5 viitaten esitetään eräs edullinen toteutusmuoto liittyen valmistustekniikkaan ja suodattimen ko-telorakenteen 3 ja samalla radiolaitteen rungon 1 rakenteeseen. Tässä edullisessa toteutusmuodossa ainakin suo-10 dattimen kotelorakenne 3 käsittää johtavaa materiaalia olevan pinnoitteen 3a, joka on muodostettu pinnoitteeksi muusta materiaalista esimerkiksi muovista muodostetun perusmateriaalin 3b päälle. Myös tässä toteutusmuodossa e-siintyy se keksinnön olennainen piirre, että suodattimen 15 kotelorakenne 3, 3a, 3b on muodostettu radiolaitteen runkorakenteen 1, kotelorakenteen tai vastaavan mekaanisen rakenteen 1 kiinteäksi osaksi, ja että suodattimen kotelorakenne 3, 3a, 3b on samaa materiaalikappaletta kuin tä-, mä mainittu radiolaitteen runkorakenne 1, la, Ib kotelo- 20 rakenne tai vastaava mekaaninen rakenne.

··.·. Edullisimmin on rakenne sellainen, että myös muu- t · ; alla kuin suodattimen kotelorakenteen alueella on radiola- • t · I'*.' itteen rungon 1, kotelorakenteen tai vastaavan mekaanisen • * · *;;/ rakenteen käsittämän perusmateriaalin Ib päällä johtavaa ’·’ ‘ 25 materiaalia oleva pinnoite la. Edullisimmin on siis rakenne sellainen, että perusmateriaalista kuten muovista on esimerkiksi ruiskupuristettu kappale Ib, 3b, joka on pin-noitettu johtavalla pinnoitteella la, 3a kuten metallipin- ,·, ; noitteella. Valmistusteknisesti yksinkertaisin ja sähköi- • * · 30 siltä ominaisuuksiltaan paras on ratkaisu, jossa koko kap-” pale on pinnoitettu, ainakin siltä puolelta, jolla puolel- la on suodattimen kotelorakenne 3. Kun pinnoite kiinnittyy :\j pinnoitettavaan materiaaliin, niin silloin ne muodostuvat samaksi materiaalikappaleeksi. Pinnoite ja perusmateriaa-35 li, jonka yhteyteen pinnoite on muodostettu ovat siis sa- 7 110391 maa materiaalikappaletta.

Keksinnön eri toteutusmuodot ovat suurimmalta osaltaan soveltuvia myös onteloresonaattori-tyyppiselle suodattimelle ja koaksiaaliresonaattorityyppiselle suodat-5 timelle, vaikka esimerkit koskevatkin lähinnä helix-tyyppistä suodatinta. Mikäli kyseessä on onteloresonaattori, niin tällöin kotelorakenne voi olla saman-tyyppinen kuin aiemmin edellä on esitetty, mutta suodatin ei käsitä johdinvälineitä eli resonaattoreja.

10 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut niihin, vaan sitä voidaan - monin tavoin muunnella patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Suodattimen sovelluskoh-15 de voi olla jokin muukin kuin jokin edellä mainituista.

• » • · · • · · · • * » I I • · · » · • · « t • · • · • · • · · • · *

• · · I

« • · · • · · • · s · I f ( • · * • · « • · I I I • » * • · • · · • · • · · • · * # * • · *

• I

I ·

t I

« i i t · • · • I * • * « » » • ·

Claims (12)

1. Suodatin, jota käytetään radiolaitteen yhteydessä suodattimena, suodattimen (2) käsittäessä koteloraken-5 teen (3) , joka käsittää ainakin yhden osaston (14-19), suodattimen (2) lisäksi käsittäessä ainakin yhden johdinväli-neen (4-9), johdinvälineiden (4-9) ollessa sijoitettu ko-telorakenteen (3) osastoihin (14-19) yhden tai useamman re-sonaattoripiirin muodostamiseksi yhdestä tai useammasta 10 osaston ja johdinvälineen yhdessä muodostamasta kokonaisuudesta, tunnettu siitä, että suodattimen kote-lorakenne (3) ja siinä oleva osasto tai osastot on muodostettu radiolaitteen runkorakenteen, kotelorakenteen tai vastaavan mekaanisen rakenteen (1) kiinteäksi osaksi, ja 15 että suodattimen kotelorakenne (3) ja siinä oleva osasto tai osastot on samaa kappaletta kuin tämä mainittu radio- . laitteen runkorakenne, kotelorakenne tai vastaava mekaani- • * · ·”/ nen rakenne (1) , jolloin radiolaitteen käsittämä runko, • · · ·*' kotelorakenne tai vastaava mekaaninen rakenne (1) ainakin • · I : .*20 pääasiallisesti muodostaa radiolaitteen käsittämän suodat-·.: · timen kotelorakenteen (3) . || j

2. Suodatin, jota käytetään radiolaitteen yhteydes- sä suodattimena, suodattimen (2) käsittäessä kotelorakenteen (3)·, joka käsittää ainakin yhden osaston (14-19) yh- .·. ;25 den tai useamman resonaattoripiirin muodostamiseksi yhdes- • · · ,···, tä tai useammasta osastosta, tunnettu siitä, että suodattimen kotelorakenne (3) ja siinä oleva osasto tai ·: osastot on muodostettu radiolaitteen runkorakenteen, ko- telorakenteen tai vastaavan mekaanisen rakenteen (1) kiin-.•••,30 teäksi osaksi, ja että suodattimen kotelorakenne (3) ja ,*. ; siinä oleva osasto tai osastot on samaa kappaletta kuin tämä mainittu radiolaitteen runkorakenne, kotelorakenne tai vastaava mekaaninen rakenne (1), jolloin radiolaitteen käsittämä runko, kotelorakenne tai vastaava mekaaninen ra-35 kenne (1) ainakin pääasiallisesti muodostaa radiolaitteen 9 110391 käsittämän suodattimen kotelorakenteen (3).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatin, tunne t t u siitä, että johdinvälineet (4-9) ovat resonaattoreita, kuten koaksiaaliresonaattoreita tai he- 5 lix-resonaattoreita.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että suodatin (2) on solukkoradioverkossa toimivassa päätelaitteessa käytettävä suodatin, ja että suodattimen kotelorakenne (3) on päätelaitteen run- 10 gon (1) kiinteä osa.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että suodatin (2) on solukkoradioverkossa käytettävässä tukiasemassa käytettävä suodatin, ja että suodattimen kotelorakenne (3) on tukiaseman rungon 15 kiinteä osa.

6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen suodatin, , tunnettu siitä, että suodatin on duplex-suodatin, • · ·· · joka käsittää lähetyssuodattimen (TX) ja vastaanottosuo- dattimen (RX) , ja että radiolaitteen runko, kotelorakenne : ’.*20 tai vastaava mekaaninen rakenne (1) muodostaa koteloraken-; teen (3) samalla sekä lähetyssuodattimelle (TX) että vas- j taanottosuodattimelle (RX) .

7. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen suodatin, tunne t t u siitä, että suodatin on monipiirinen ja .·. ;25 käsittää kotelorakenteessa (3) useita osastoja (14-19) , ja • « · osastojen välillä väliseinärakenteen (30) , ja että tällai- T sessa suodattimessa on mainittu väliseinärakenne kiinteä * · ·.’·: osa radiolaitteen runkoa, kotelorakennetta tai vastaavaa ί,,,: mekaanista rakennetta (1) . .•••.30

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatin, • ♦ tunnettu siitä, että suodattimen käsittämät johdinvälineet (4-9), esimerkiksi helix-kelat (4-9), on sijoitettu tukirakenteen (10) esimerkiksi piirilevyn varaan, ja että tämä tukirakenne (10) käsittää johtavan alueen 35 (50), joka on järjestetty suoraan kontaktiin radiolaitteen 10 110391 rungon, kotelorakenteen tai vastaavan mekaanisen rakenteen kanssa (1).

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että suodattimen käsittämät joh- 5 dinvälineet (4-9) ovat samalla tukirakenteella (60) kuin radiolaitteen käsittämät varsinaiset radio-osat (55-56).

10. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että suodattimen kotelorakenne (3) ja samaa kappaletta oleva radiolaitteen runko, kotelora- 10 kenne tai vastaava mekaaninen rakenne (1) on painevalettu, jyrsitty tai kylmäpursotettu kappale.

11. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että suodattimen kotelorakenne (3) käsittää johtavaa materiaalia olevan pinnoitteen (3a), jo- 15 ka on muodostettu pinnoitteeksi muusta materiaalista esimerkiksi muovista muodostetun perusmateriaalin (3b) päälle .

» · :·: : 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen suodatin, • tunnettu siitä, että myös muualla kuin suodattimen : \£o kotelorakenteen (3) alueella on radiolaitteen rungon, ko- j : : telorakenteen tai vastaavan mekaanisen rakenteen (1) kä- : sittämän perusmateriaalin (Ib) päällä johtavaa materiaalia .‘j’; oleva pinnoite (la) . • I · « · • · · * · * • · • * · I I * 110391