CN106129548A - 一种陶瓷波导滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷波导滤波器，其包括上、下叠置的且表面均覆盖有导电性物质的第一区与第二区。第一区包括依次相接的至少三个谐振器一，第二区包括依次相接的且与至少三个谐振器一相对应的至少三个谐振器二。同一区上的相邻两个谐振器的相接处的相对两侧上均设置有一个凹槽。第一区的一端上的谐振器一，且面向相应谐振器二的一侧表面上并在偏离自身谐振器一的中央区域上设置有主耦合部一。第一区上位于中间区域的其中一个谐振器一，且面向相应谐振器二的一侧表面上并在自身谐振器一的中央上设置有辅助耦合部一。第二区上设置有与主耦合部一、辅助耦合部一一一对应的且能相互耦合连接的主耦合部二、辅助耦合部二。

Description

一种陶瓷波导滤波器
技术领域
本发明涉及一种滤波器，尤其涉及一种陶瓷波导滤波器(Ceramic waveguidefilter)。
背景技术
本发明是关于陶瓷波导滤波器，陶瓷波导滤波器组成是多数的谐振器及多数谐振器以凹槽方式隔开的陶瓷块组成。谐振器在电磁场有共振特性此特性可以限制特定频率，特定频率限制依据在高度，宽度等空间参数及陶瓷介电常数。陶瓷波导滤波器特别适用于射频(Radio Frequency)领域，一般的滤波器在高功率情况很难适用，所以有出现用陶瓷所制作的滤波器。射频通讯装备具备了小型化和高功率情况稳定工作的技术要求，而且具有还有输出频率范围的衰减技术。
发明内容
本发明是为了解决上述提出的技术问题，提出一种陶瓷波导滤波器，其具备高抑制，适合小型化，耦合谐振器之间的干涉最少化，工程难易度降低的优点。
本发明是这样实现的，一种陶瓷波导滤波器，其包括上、下叠置的且表面均覆盖有导电性物质的第一区与第二区；第一区包括依次相接的至少三个谐振器一，第二区包括依次相接的且与至少三个谐振器一相对应的至少三个谐振器二；同一区上的相邻两个谐振器的相接处的相对两侧上均设置有一个凹槽；第一区的一端上的谐振器一，且面向相应谐振器二的一侧表面上并在偏离自身谐振器一的中央区域上设置有主耦合部一；第一区上位于中间区域的其中一个谐振器一，且面向相应谐振器二的一侧表面上并在自身谐振器一的中央上设置有辅助耦合部一；第二区上设置有与主耦合部一、辅助耦合部一一一对应的且能相互耦合连接的主耦合部二、辅助耦合部二。
作为上述方案的进一步改进，第一区与第二区上设置有一对呈对称设置的输入/输出电极，第一区的相对另一端上的谐振器一上设置有该输入/输出电极。
进一步地，输入/输出电极在相应谐振器一上的位置为：在相应谐振器一的中心线上，且远离两个谐振器一的相接处。
进一步地，每个输入/输出电极包括内部导体；内部导体的一端插入相应谐振器内。
优选地，该陶瓷波导滤波器还包括与两个内部导体相对应的两个端口连接部，内部导体的另一端套在相应的端口连接部中。
作为上述方案的进一步改进，主耦合部的区域面积大于辅助耦合部的区域面积。
作为上述方案的进一步改进，主耦合部的形状为矩形或圆形或椭圆形。
作为上述方案的进一步改进，辅助耦合部的形状为矩形或圆形或椭圆形。
作为上述方案的进一步改进，凹槽的形状为U形。
作为上述方案的进一步改进，主耦合部二的面积大于主耦合部一的面积，辅助耦合部二的面积大于辅助耦合部一的面积。
本发明可有高抑制，适合小型化，减少耦合时谐振器之间的干扰，工程难易度降低的作用。
附图说明
图1是本发明较佳实施例提供的陶瓷波导滤波器的立体结构图。
图2是图1中陶瓷波导滤波器的立体分解图。
图3是图1中陶瓷波导滤波器沿剖线A-A’的剖视图。
图4是图1中陶瓷波导滤波器的电特性曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
请一并参阅图1、图2及图3，其中图3为图1中陶瓷波导滤波器沿剖线A-A’的剖视图。陶瓷波导滤波器包括上、下叠置的且表面均覆盖有导电性物质的第一区(block)110与第二区120。
第一区110包括依次相接的至少三个谐振器一(在本实施例中，以三个谐振器一112、114、116为例)，第二区120包括依次相接的且与至少三个谐振器一相对应的至少三个谐振器二(由于本实施例采用三个谐振器一112、114、116，因此，谐振器二的数量也相应为三个：谐振器二122、124、126)。同一区上的相邻两个谐振器的相接处的相对两侧上均设置有一个凹槽150，凹槽150的形状可为U形(如图1及图2所示)，另外，凹槽150的开槽深度也可以根据需要做适当的调整。第一区110与第二区120上可设置有一对呈对称设置的输入/输出电极160。
第一区110的一端上的谐振器一112上设置有一个输入/输出电极160，而第一区110的相对另一端上的谐振器一116，且面向相应谐振器二126的一侧表面上并在偏离自身谐振器一116的中央区域上设置有主耦合部一142。第一区110上位于中间区域的其中一个谐振器一114，且面向相应谐振器二124的一侧表面上并在自身谐振器一114的中央上设置有辅助耦合部一132。
当第一区110的谐振器一数量超过3个时，不论第一区110的谐振器一数量为多少个，位于两端上的谐振器一永远是不变的，即一端设置输入/输出电极160，而另一端设置主耦合部一142。然而，中间区域的谐振器一的数量会发生变化，辅助耦合部一132可以在中间区域的多个谐振器一中选择一个谐振器一进行设置。
一旦第一区110的基本结构定型之后，第二区120的基本结构也随之呈现，第二区120的基本结构与第一区110的基本结构是对称的，当然了，非次要结构允许有有调整。在本实施例中，第二区120上设置有与主耦合部一142、辅助耦合部一132一一对应的且能相互耦合连接的主耦合部二144、辅助耦合部二134。主耦合部的区域面积可大于辅助耦合部的区域面积，主耦合部、辅助耦合部的形状均可为矩形或圆形或椭圆形，没有特别限制。主耦合部二144的面积可大于、或等于、或小于主耦合部一142的面积，辅助耦合部二134的面积也可大于、或等于、或小于辅助耦合部一132的面积。
输入/输出电极160在相应谐振器一112上的位置可为：在相应谐振器一112的中心线上，且远离两个谐振器一的相接处。输入/输出电极160可包括内部导体162，内部导体162的一端插入相应谐振器内。该陶瓷波导滤波器还可包括与两个内部导体162相对应的两个端口连接部170，内部导体162的另一端套在相应的端口连接部170中。
综上所述，本发明中所举例说明波导滤波器表面富有导电性物质并由3个及以上的谐振器，与谐振器之间用凹槽形式设计的第一区110，表面富有导电性物质与第一区110同样数量的谐振器及凹槽形式设计并与第一区110对称的第二区120。第一区110的谐振器中的一边的邻近的谐振器与第二区120所连接的耦合部(COUPLE)即两个主耦合部，两个主耦合部在相结合谐振器的靠外侧部分。本发明举例说明中第一区110形成的主耦合部面积可包含第二区120形成的主耦合部面积或相反。
本发明的举例说明中还包含了第一区110谐振器与第二区120谐振器有相连接的两个辅助耦合部。本发明举例说明中第一区110形成的辅助耦合部面积可包含第二区120形成的辅助耦合部面积或相反。
本发明举例说明中，第一区110未形成耦合与辅助耦合的谐振器有输入/输出电极160；第二区120同第一区110一致形成；上述输入/输出电极160可以是通过谐振器孔内加入导电性物质所产生，导电性物质可贯穿到比孔内空更伸进到底部。本发明可有高抑制，适合小型化，减少耦合间的干扰，工程难易度减少的作用。
第一区110包含导电性物质，所以可用陶瓷来制作，第一区110用陶瓷来制作内部，外部表面都有覆盖导电性物质，第一区110可防止电磁波外泄使用时可接地。包含的多个谐振器一122、124、126，每个谐振器一122、124、126之间有一定距离的并以凹槽形式形成。第二区120包含陶瓷内部与陶瓷外部表面导电性物质所构造。第二区120表面可防止电磁波外泄而且使用波导滤波器可以接地。第一区110和第二区120包含了最少三个以上谐振器及它们已对称形式所组成。
第一区110组成在上不第二区120在下部相邻的谐振器所对称。电磁波，特别适用于陶瓷滤波器的RF信号由第一区110的谐振器一112上的输入/输出电极160传送到第一区110内部。为连接方便第一区110和第二区120用连接部即端口连接部170连接。RF信号由第一区110的谐振器一112到中间的谐振器一114，末端的谐振器一116顺序所传送。
传送到最末端的信号通过第一区110的谐振器一116对称的第二区120的谐振器二126，然后由此产生的耦合(coupling)传送到第二区120，从谐振器二126到中间谐振器二124到末端谐振器二122顺序传送。第一区110的谐振器一116和第二区120的谐振器二126为有耦合(coupling)两个区(block)间联合(即主耦合部一142，主耦合部二144)。主耦合部一142与主耦合部二144在各区表面形成陶瓷片形式制作，且所连接部分陶瓷材质的面对称，这与主耦合部一142、主耦合部二144以外可导电性部分相连接是不同。
主耦合部一142、主耦合部二144各谐振器对称的中央以外形成，本发明中举例主耦合部一142、主耦合部二144分别设计在谐振器一116的末端和谐振器二126)的末端。
在第一区110上，主耦合部一142在谐振器(116)连接的中央部分靠向RF信号进行方向(第一区110的长度方向)尾端，尾端的靠一端形成。在第二区120上，主耦合部二144与主耦合部一142对称形成。本发明举例一样靠一侧设计的主连接(即主耦合部一142和主耦合部二144)的波导滤波器能优化第一区110和第二区120间的耦合，也能优化相互间干扰。本发明举例中主耦合部一142、主耦合部二144的直角形状设计但他不限于这形状，可以是圆形，椭圆形可多样变化。
第一区110的谐振器一114和第二区120的谐振器二124各有辅助连接(即辅助耦合部一132和辅助耦合部二134)。形成辅助连接的谐振器是中间谐振器，不是输入/输出电极和形成主连接的谐振器。形成辅助连接两侧要有相邻的谐振器。辅助连接和主连接相似作用于传输信号，但只能通过一部分信号，就是在第一区110的谐振器一114和第二区120的谐振器二124件产生陷波(notch)一样的作用。辅助连接在各陶瓷块外部表面有陶瓷窗口方式制作。与谐振器一114和谐振器二124对称的辅助连接两个相对应，这与谐振器连接的导电部分相对应是不同。
辅助连接形状为圆形但比主连接面积小，它的形状可以是直角，圆形等多样化。本发明举例中辅助连接在第一区110的谐振器一114，第二区120的谐振器二124结合面正中央。本发明的波导滤波器可通过辅助连接可有效减少通带带宽。本发明的波导滤波器的第一区110和第二区120上下组成，通过上述描述的主连接和辅助连接来形成耦合有效提高空间使用。
另，图2所展示一样第一区110和第二区120形成的连接面积可以不同。本发明举例中第二区120形成的主连接(主耦合部二144)面积包含第一区110形成的主连接(主耦合部一142)，而且这个面积比例可以相反。
本发明举例中第二区120形成的辅助连接面积包含第一区110形成的主连接，而且这个面积比例可以相反。如上上部或下部连接面积加大是为了生产便利。另选一个连接面积加大可以使两个参数不一样但也可以有效行程陶瓷窗口。
图3为本发明举例的波导陶瓷滤波器截面展示图，参考图3，输入/输出电极160包含内部导体162，内部导体162穿通相应谐振器112、122并外部部分富有导电性物质。内部导体162形成时导电性物质覆盖范围可以比第一区110或第二区120厚度要浅。
参考图3，第一区110和第二区120用斜线部分为陶瓷材质，实现标志的为覆盖导电性物质部分。上述内部导体162长度和第一区110或第二区120厚度留有差异与第一区110的谐振器一112和第二区120的谐振器二114于其他谐振器(114、116、124、126)之间凹槽形式设计得到的效果是一样的。
图4为本发明所举例的波导滤波器特性曲线图，参考图4，在5.25.2GHz的中心频率开始的两侧S处dB(S1,2)有明显下降的现象。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种陶瓷波导滤波器，其包括上、下叠置的且表面均覆盖有导电性物质的第一区(110)与第二区(120)；第一区(110)包括依次相接的至少三个谐振器一(112、114、116)，第二区(120)包括依次相接的且与至少三个谐振器一(112、114、116)相对应的至少三个谐振器二(122、124、126)；同一区上的相邻两个谐振器的相接处的相对两侧上均设置有一个凹槽(150)；其特征在于：
第一区(110)的一端上的谐振器一(116)，且面向相应谐振器二(126)的一侧表面上并在偏离自身谐振器一(116)的中央区域上设置有主耦合部一(142)；第一区(110)上位于中间区域的其中一个谐振器一(114)，且面向相应谐振器二(124)的一侧表面上并在自身谐振器一(114)的中央上设置有辅助耦合部一(132)；
第二区(120)上设置有与主耦合部一(142)、辅助耦合部一(132)一一对应的且能相互耦合连接的主耦合部二(144)、辅助耦合部二(134)。
2.如权利要求1所述的陶瓷波导滤波器，其特征在于：第一区(110)与第二区(120)上设置有一对呈对称设置的输入/输出电极(160)，第一区(110)的相对另一端上的谐振器一(112)上设置有该输入/输出电极(160)。
3.如权利要求2所述的陶瓷波导滤波器，其特征在于：输入/输出电极(160)在相应谐振器一(112)上的位置为：在相应谐振器一(112)的中心线上，且远离两个谐振器一的相接处。
4.如权利要求2所述的陶瓷波导滤波器，其特征在于：每个输入/输出电极(160)包括内部导体(162)；内部导体(162)的一端插入相应谐振器内。
5.如权利要求4所述的陶瓷波导滤波器，其特征在于：该陶瓷波导滤波器还包括与两个内部导体(162)相对应的两个端口连接部(170)，内部导体(162)的另一端套在相应的端口连接部(170)中。
6.如权利要求1所述的陶瓷波导滤波器，其特征在于：主耦合部的区域面积大于辅助耦合部的区域面积。
7.如权利要求1所述的陶瓷波导滤波器，其特征在于：主耦合部的形状为矩形或圆形或椭圆形。
8.如权利要求1所述的陶瓷波导滤波器，其特征在于：辅助耦合部的形状为矩形或圆形或椭圆形。
9.如权利要求1所述的陶瓷波导滤波器，其特征在于：凹槽(150)的形状为U形。
10.如权利要求1所述的陶瓷波导滤波器，其特征在于：主耦合部二(144)的面积大于主耦合部一(142)的面积，辅助耦合部二(134)的面积大于辅助耦合部一(132)的面积。
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