一种双零点小型化介质滤波器的制作方法

    技术2024-08-23  74


    本实用新型涉及通信设备组件,尤其涉及一种双零点小型化介质滤波器。
    背景技术
    :随着现代通信技术的不断发展,对滤波器的要求越来越高,小尺寸、高性能、高功率、低成本的滤波器技术对于无线通信应用中的滤波器显得尤为重要,5g的阵列式天线的应用条件下,现存的金属腔体滤波器的尺寸已经完全无法满足无线通信系统的要求。公告号为cn104604022b的公开文本,参见说明书第[0033]段和图2a,该文本公开了一种介质滤波器,所述介质滤波器包括至少两个介质谐振器(21、22);每个介质谐振器(21、22)包括由固态介电材料制成的本体201,位于本体表面的用于调试谐振频率的盲孔(202,202)(简称为频率调试盲孔),介质滤波器所包括的所有介质谐振器的本体构成所述介质滤波器的本体;该介质滤波器还包括至少一个用于实现介质谐振器21和介质谐振器22之间电容耦合的盲孔23(简称为负耦合盲孔),该负耦合盲孔23位于两个介质谐振器的连接位置处的本体表面上,其所处的位置与所述两个介质谐振器相接,该介质滤波器还包括覆盖介质滤波器本体表面、频率调试盲孔表面和负耦合盲孔表面的导电层203,所述负耦合盲孔位于两个频率调试盲孔中间的本体表面,负耦合盲孔和其周边的本体形成一个类似于谐振器的结构,负耦合盲孔类似于该谐振器的频率调试盲孔。该负耦合盲孔的深度较其两侧的频率调试盲孔的深度大,通常为其两侧的频率调试盲孔的深度的两倍或多于两倍。但是,上述公开文本所公开的介质滤波器的孔深设置,没有考虑到其对滤波器体积所造成的影响,导致了介质滤波器的体积变大,不利于介质滤波器的小型化。技术实现要素:本实用新型的目的是旨在提供一种在实现小型化前提下具备较高性能的双零点小型化介质滤波器。本实用新型的目的是通过一下技术措施来实现:一种双零点小型化介质滤波器,包括至少两个介质谐振器,每个介质谐振器设置有深度一致的频率调试盲孔;每两个介质谐振器之间设置耦合盲孔,其特征在于,所述耦合盲孔深度与所述频率调试盲孔深度的深度比为0.3-1.9。作为本实用新型的进一步改进,所述耦合盲孔深度与所述频率调试盲孔深度的深度比为1.2。作为本实用新型的更进一步改进,当所述介质滤波器介质的介电常数范围在4-160。与现有技术相比,本实用新型具备以下效果:(1)通过加深频率调试盲孔,同样频率下可大幅缩小介质谐振器的尺寸,进而实现滤波器的小型化;(3)通过较深的频率调试盲孔与耦合盲孔的共同作用下,以使介质滤波器在缩小尺寸的同时也能获得优异的滤波器性能。附图说明图1为介质滤波器的结构示意图。其中:101滤波器本体;102频率调试盲孔;13耦合盲孔;103导电层;11介质谐振器;12介质谐振器。具体实施方式根据谐振腔原理,腔体内的谐振频率,取决于腔体的尺寸以及腔体填充材料的介电常数;同样的填充材料,尺寸越大则谐振频率越低;同样尺寸条件下,谐振频率和介电常数的平方根成反比,即同样的腔体尺寸下,填充物介电常数越大则腔体的谐振频率越低。对于空腔谐振腔,以空气为介质,介电常数为1,而陶瓷材料可用的介电常数范围在4-120之间,以36介电常数为例,同样频率条件下的腔体尺寸可缩减到金属空腔的六分之一,可见应用介电材料对于缩减腔体尺寸的显著能力;对于介质滤波器的频率控制,除了上述的通过改变材料的介电常数来实现外,还可以通过在谐振器上通过架设频率调试盲孔的办法来实现,同样材料,同样的尺寸,谐振器的频率在架设频率调试盲孔后会降低。谐振器的谐振频率可用lc等效电路来模拟,由谐振器本征等效电感l0及等效电容c0并联组成,在谐振器上加入盲孔,实现电容cl加载,即在lc等效电路上串联了电容cl,这样可显著降低谐振频率。或者在相同频率下,可实现降低谐振器尺寸的作用,加载盲孔的深度越深,等效于电容加载越大,所需要的谐振器尺寸也越小。对3.5ghz厚度6毫米谐振器(k21材料),通过对不同深度的盲孔电容加载,对应不同谐振器尺寸的实验如下:材料的比重3.88克/立方厘米,调频盲孔直径:3毫米。盲孔深度(mm)谐振器尺寸谐振器体积(cm3)谐振器重量(g)谐振器体积减少率012.7*13.3*61.0133.9321112.284*12.884*60.94963.6840.93210.866*11.466*60.74752.90.737937.823*8.423*60.39531.5330.3902由表可见,频率电容加载孔,对于降低谐振器的显著作用,滤波器是有若干个谐振器耦合而成,故可同比例降低滤波器的尺寸。请参照图1,该介质滤波器的结构如图1所示,包括至2个介质谐振器11、12,每个介质谐振器包括由固态介电材料制成的本体101和位于本体101的频率调试盲孔102,用于调试其所在的介质谐振器的谐振频率,每个介质谐振器的频率调试盲孔102的深度一致;一个用于实现介质谐振器11和介质谐振器12之间电容耦合盲孔13,耦合盲孔13位于两个介质谐振器11、12连接位置,所述介质滤波器本体101表面、频率调试盲孔102表面和耦合盲孔13表面覆盖导电层103。双零点可通过电容耦合部分来实现。经试验,在减少尺寸同时确保其他滤波器性能,上述耦合盲孔13深度与介质谐振器的频率调试盲孔102深度的优化深度比为1.2时,可以比现有技术同频率下的介质滤波器大幅减少尺寸和重量,同时这个比例下的耦合盲孔13深度也可以满足各介质谐振器之间的耦合量。对于上述耦合盲孔深度与频率调试盲孔深度的深度比在0.3-1.9的范围,均可以实现现有技术同性能下的介质滤波器小型化。该介质滤波器可以通过如下步骤进行制备:(1)将介质陶瓷粉体造粒,使其达到易于干压的目的;(2)将介质造粒粉体在具有z方向上结构的模具中压力成型,形成陶瓷干压坯片,干压坯片的结构尺寸将决定了各陶瓷谐振腔的频率;各谐振腔之间的耦合盲孔的尺寸,将决定了谐振腔之间的耦合强度;陶瓷介电常数选择在4-160范围;(3)将成型后的生坯以3-5度每分钟的升温速率,在1100-1700度范围内的温度下,经过8-40小时的保温烧结,然后缓慢冷却成陶瓷块;(4)将烧结成型后的陶瓷块经过研磨抛光处理,使其达到要求的尺寸,并且表面光洁度达到后续制作介质谐振器的要求;(5)将制得的介质陶瓷块,根据谐振器的频率,以及谐振腔之间的耦合需求,设计好频率调试盲孔以及耦合盲孔的尺寸;(6)按照需要的频率调试盲孔尺寸制备丝印模板;(7)将丝印模板的频率调试盲孔尺寸银浆的方法,将银层涂敷到介质陶瓷块上;(8)通过700-900度的高温对覆银层后的陶瓷块进行银层烧结,得到具有带频率调节盲孔的金属化谐振器以及金属化的耦合盲孔的介质陶瓷滤波器。以上仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制,本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本
    技术领域
    的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,也应视为本实用新型的保护范围。当前第1页1 2 3 
    技术特征:

    1.一种双零点小型化介质滤波器,包括至少两个介质谐振器,每个介质谐振器设置有深度一致的频率调试盲孔;每两个介质谐振器之间设置耦合盲孔,其特征在于,所述耦合盲孔深度与所述频率调试盲孔深度的深度比为0.3-1.9。

    2.根据权利要求1所述的双零点小型化介质滤波器,其特征在于,所述耦合盲孔深度与所述频率调试盲孔深度的深度比为1.2。

    3.根据权利要求1或2所述的双零点小型化介质滤波器,其特征在于:所述介质的介电常数为4-160。

    4.根据权利要求3所述的双零点小型化介质滤波器,其特征在于:所述介质为陶瓷。

    技术总结
    本实用新型公开了一种双零点小型化介质滤波器,包括至少两个介质谐振器,每个介质谐振器设置有深度一致的频率调试盲孔;每两个介质谐振器之间设置耦合盲孔,所述耦合盲孔深度与所述频率调试盲孔深度的深度比为0.3‑1.9,使得本实用新型使介质滤波器在取得较好性能的同时大幅缩小尺寸。

    技术研发人员:韩巍;赵嘉炜;田富耕;周亮
    受保护的技术使用者:苏州市协诚五金制品有限公司
    技术研发日:2019.07.24
    技术公布日:2020.03.31

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