CN108091975A - 滤波器及其集成式磁可调谐振装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成式磁可调谐振装置，包括谐振组件、调节组件及金属地面。其中，谐振组件包括底板及设置于底板表面的谐振单元。调节组件包括铁磁材料制成的基板、镶嵌于基板的金属线圈及直流加载端，直流加载端与金属线圈的两端电连接。金属地面设置于谐振组件与调节组件之间，且谐振组件、调节组件及金属地面层叠设置。本发明还涉及一种滤波器，包括集成式磁可调谐振装置。集成式磁可调谐振装置能够在保证磁可调的前提下实现集成化、小型化，使得具有磁可调功能的滤波器的体积变小。

Description

滤波器及其集成式磁可调谐振装置

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，尤其涉及一种滤波器及其集成式磁可调谐振装置。

背景技术

滤波器作为一种具有频率选择作用的电路或者运算处理系统，具有滤除噪声和分离各种不同信号的功能。随着现代无线通信系统的快速发展和军事信息技术的日益进步，由于可调滤波器可以满足现代通信多频段、多性能、抗干扰的需要，可调滤波器的应用越来越广泛。

然而，传统的磁可调滤波器是在普通滤波器的外面设置偏置磁场，通过改变偏置磁场，实现可调滤波器在较宽频带内的磁可调。但是在滤波器外面增加偏置磁场，会使可调滤波器的体积很大，需要占用很大的空间。

发明内容

基于此，有必要针对传统的可调滤波器体积大、占用空间大的问题，提供一种体积小的滤波器及其集成式磁可调谐振装置。

一种集成式磁可调谐振装置，包括：

谐振组件，包括底板及谐振单元，所述谐振单元设置于所述底板的表面；

调节组件，包括铁磁材料制成的基板、镶嵌于所述基板的金属线圈及直流加载端，所述直流加载端与所述金属线圈的两端电连接；及

金属地面，所述谐振组件、所述调节组件及所述金属地面层叠设置，且所述金属地面位于所述谐振组件与所述调节组件之间。

在其中一个实施例中，所述底板为多层层状结构。

在其中一个实施例中，，所述底板为陶瓷基板。

在其中一个实施例中，，还包括连接柱，所述连接柱穿设于所述谐振组件、所述调节组件及所述金属地面并与所述金属地面绝缘，所述直流加载端设置于所述谐振组件的表面，所述连接柱的一端与所述直流加载端电连接，另一端与所述金属线圈电连接。

在其中一个实施例中，，所述金属地面开设有通孔，所述连接柱穿过所述通孔并与所述通孔的内壁间隙配合。

在其中一个实施例中，，所述连接柱及所述金属线圈的材料均为铜。

在其中一个实施例中，，所述调节组件为多层，多层所述调节组件层叠设置，且多层所述调节组件的所述金属线圈相互串联。

在其中一个实施例中，，所述谐振单元为多个，且多个所述谐振单元间隔设置于所述底板上。

在其中一个实施例中，，所述谐振单元为基片集成波导结构。

一种滤波器，包括集成式磁可调谐振装置。

上述滤波器及其集成式磁可调谐振装置，包括与金属线圈电连接的直流加载端，且金属线圈镶嵌于铁磁材料制成的基板上。改变直流加载端电流的大小以使金属线圈产生的磁场改变，从而使得集成式磁可调谐振装置实现磁可调的功能。由于谐振组件、调节组件及金属地面层叠设置。所以，上述集成式磁可调谐振装置在保证磁可调的前提下实现了集成化、小型化，有效的减小了上述谐振装置的体积。因此，包含有上述集成式磁可调谐振装置的上述滤波器也实现了小型化，使得具有磁可调功能的上述滤波器的体积变小。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中滤波器的集成式磁可调谐振装置的结构示意图；

图2为图1所示集成式磁可调谐振装置的爆炸图；

图3为图1所示集成式磁可调谐振装置中的调节组件的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供一种滤波器及其集成式磁可调谐振装置。

请参阅图1，本发明较佳实施例中的滤波器(图未示)包括集成式磁可调谐振装置100。

集成式磁可调谐振装置100主要用于形成一个或多个磁可调的谐振电路，多个谐振电路耦合以形成耦合电路，从而形成具有磁可调功能的滤波器。

请一并参阅图2，集成式磁可调谐振装置100包括谐振组件110、调节组件120及金属地面130。

谐振组件110包括底板111及谐振单元112，谐振单元112设置于底板111的表面。具体的，底板111为通过低温共烧工艺形成的超薄复合基板，主要起支撑及电绝缘作用。谐振单元112为由电阻、电感及电容组成的谐振电路，且谐振单元112形成阻抗以达到使其他物质简谐振动的目的。

具体在本实施例中，谐振单元112为基片集成波导结构。基片集成波导结构作为一种新的微波传输形式，可实现高性能微波毫米波平面电路。由于基片集成波导结构的中间为理想磁壁，其上的电力线相对于对称面平行，将基片集成波导结构在对称面处一分为二并不会影响磁场模式。因此，基片集成波导结构可有效的减小谐振单元112的体积，从而使得集成式磁可调谐振装置100的体积变小。

可以理解，在其他实施例中，谐振单元112还可以为微带结构、共面波导结构，只要能使谐振单元112形成谐振电路，达到使使其他物质简谐振动的目的即可。

进一步的，在本实施例中，底板111为多层层状结构。谐振单元112通过蚀刻等方式印制于底板111的表面，且由于底板111为超薄复合基板。因此，多层层状结构的底板111可以有效的增加底板111的厚度及强度，使得底板111的电绝缘性能及支撑强度都得到了很大的提升。

更进一步的，在本实施例中，底板111为陶瓷基板。陶瓷基板具有优良电绝缘性能、高导热特性、优异的软钎焊性及高的附着强度。因此，谐振单元112与底板111之间具有很好的附着效果。

请一并参阅图3，调节组件120包括铁磁材料制成的基板121、镶嵌于基板121的金属线圈122及直流加载端123，直流加载端123与金属线圈122的两端电连接。其中，调节组件120与谐振组件110相互层叠。改变直流加载端123的电流，可以使得镶嵌于基板121的金属线圈122产生的磁场发生变化，进而使得调节组件120具有磁可调的功能。

进一步的，基板121的材质为铁氧体材料。一般情况下，基板121是通过低温共烧工艺制得的一种具有铁磁性的超薄工艺基板，具有极其良好的温度特性及高强度。所以，铁氧体材料可以使得基板121的磁导率更为稳定及基板121支撑强度更好。因此，铁氧体材料制成的基板121可以使金属线圈122在电流变化时产生的磁场变化更为灵敏。

金属地面130设置于谐振组件110及调节组件120之间，且谐振组件110、调节组件120及金属地面130层叠设置。进一步的，谐振组件110、调节组件120及金属地面130通过高温烘压的方式实现无缝隙的层叠设置，使得集成式磁可调谐振装置100实现了集成化、小型化。

由于在谐振组件110与调节组件120之间设置有金属地面130，且调节组件120位置与谐振组件110的位置相对，使得调节组件120形成一个相对于谐振组件110的可调外置磁场，以使调节组件120形成的可调磁场对谐振组件110感应效果更好，从而使得滤波器的调节功能更为准确、灵敏。

调节组件120实现滤波器磁可调的过程为：先是在直流加载端123加载电流，使得金属线圈122通电；再是通电的金属线4圈122在铁磁材料制成的基板121上产生电磁场；然后改变直流加载端123的电流大小，使得金属线圈122产生的磁场变化，从而使得调节组件120产生的磁场可以调节，进而使得滤波器的具有磁可调的功能以实现滤波器多频段、多功能的调节。

进一步的，在本实施例中，调节组件120为多层，多层调节组件120层叠设置，且多层调节组件120的金属线圈122相互串联。由于每一层调节组件120的金属线圈都122能产生可变化的磁场，那么相互层叠设置的多层调节组件120上相互串联的金属线圈122所产生的磁场更大，且可调磁场的范围也相应的变大，进而使得滤波器的调节速度及调节范围也变大。

具体的，调节组件120还包括线圈连接柱124，线圈连接柱124穿设于多层调节组件120的基板121，且线圈连接柱124的两端分别与相邻的两层调节组件120的金属线圈122的首端及尾端电连接，以使多层调节组件120上的金属线圈122实现串联。

更为具体的，线圈连接柱124可以为铜柱。因为铜具有较好的导热、导电性，且铜与其他导电性较好的金属相比，铜更为经济实惠，可以很好的降低集成式磁可调谐振装置100的加工成本。

可以理解，在其他实施例中，线圈连接柱124还可以为铝、银等导电性能好的金属材料制成，只要能使线圈连接柱124实现导电功能即可。

在本实施例中，谐振单元112为多个，多个谐振单元112间隔设置于底板111上。由底板111及间隔设置于底板111上的多个谐振单元112构成谐振组件110。与谐振组件110层叠设置的调节组件120为一个，由于谐振组件110上具有多个谐振单元112，所以调节组件120的层数及金属线圈122的圈数会很多，以使金属线圈122能够与多个谐振单元112形成电磁感应。进一步的，多个谐振单元112相互耦合，以形成耦合电路。而与谐振组件110层叠设置的调节组件120能够产生变化的磁场，该变化的磁场与多个谐振单元112耦合形成的耦合电路相互感应，以形成磁可调的滤波器。

在滤波器中，滤波器包括集成式磁可调谐振装置100。滤波器具有两个实施例，具体如下：

在实施例一中，滤波器包括多个集成式磁可调谐振装置100，多个集成式磁可调谐振装置100的谐振单元112相互耦合，以形成耦合电路，进而形成滤波器。由于集成式具体的，多个谐振单元112可通过金属连接件连接、近距离感应等方式实现相互耦合，进而形成滤波器。

在实施例二中，滤波器还可以只包括一个集成式磁可调谐振装置100，该集成式磁可调谐振装置100包括多个谐振单元112，且多个谐振单元112间隔设置于底板111上。间隔设置的多个谐振单元112相互耦合，以形成耦合电路，进而形成滤波器。

进一步的，该集成式磁可调谐振装置100只包括一个调节组件120，由于谐振单元112为多个，所以调节组件120的层数及金属线圈122的圈数会比较多，以使调节组件120与多个谐振单元112都能形成电磁感应。

由于集成式磁可调谐振装置100具有磁可调功能，且其已实现集成化、小型化。所以，包括有集成式磁可调谐振装置100的滤波器可有效的减小其体积。

滤波器实现磁可调的过程为：先是滤波器通电，进而使得谐振单元112及与金属线圈122电连接的直流加载端123通电；再是金属线圈122产生一个相对于谐振单元112的外置磁场；然后改变直流加载端123的电流大小，使得金属线圈122形成一个变化的磁场；最后多个谐振单元112相互耦合已形成耦合电路，与金属线圈122产生的变化的磁场相互感应，以形成具有磁可调功能的滤波器，进而使得滤波器可根据预设要求调节其磁场大小，以实现滤波器多频段、多功能的调节。

在本实施例中，集成式磁可调谐振装置100还包括连接柱140，连接柱140穿设于谐振组件110、调节组件120及金属地面130并与金属地面130绝缘。直流加载端123设置于谐振组件110的表面，连接柱140的一端与直流加载端123电连接，另一端与金属线圈122电连接。

具体的，直流加载端123与谐振单元112位于底板121的同一表面上，使得直流加载端123及谐振单元112与电流传输器件的连接更为方便。

更为具体的，在底板111及基板121上设置有金属过孔，连接柱140穿设于谐振组件110及调节组件120上的金属过孔中，以使连接柱140实现与谐振组件110的谐振单元112及调节组件120的金属线圈122的电连接。

进一步的，在本实施例中，金属地面130开设有通孔131，连接柱140与通孔131的内壁间隙配合。因此，连接柱140与金属地面130实现绝缘，以避免通电的连接柱140使得金属地面230导电，进而有效的避免了集成式磁可调谐振装置100由于电路短路而发生故障。

更进一步的，在本实施例中，连接柱140及金属线圈122的材料均为铜。由于铜材料具有很好的延展性，以使铜的可加工性较好。因此，连接柱140及金属线圈122的加工更为简单。并且，铜材料具有较好的导电、导热的特性且其具有经济实惠的特点，使得由铜材料制成的连接柱140及金属线圈122在具有很好的导电性、导热性的前提下更为经济实惠，有效的降低连接柱140及金属线圈122的加工成本。

上述滤波器及其集成式磁可调谐振装置100，包括与金属线圈122电连接的直流加载端123，且金属线圈122镶嵌于铁磁材料制成的基板121上。改变直流加载端123电流的大小以使金属线圈122产生的磁场改变，从而使得集成式磁可调谐振装置100实现磁可调的功能。由于谐振组件110、调节组件120及金属地面110层叠设置。所以，上述集成式磁可调谐振装置100在保证磁可调的前提下实现了集成化、小型化，有效的减小了上述集成式磁可调谐振装置100的体积。因此，包含有上述集成式磁可调谐振装置100的上述滤波器也实现了小型化，使得具有磁可调功能的上述滤波器的体积变小。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种集成式磁可调谐振装置，其特征在于，包括：

谐振组件，包括底板及谐振单元，所述谐振单元设置于所述底板的表面；

调节组件，包括铁磁材料制成的基板、镶嵌于所述基板的金属线圈及直流加载端，所述直流加载端与所述金属线圈的两端电连接；及

金属地面，所述谐振组件、所述调节组件及所述金属地面层叠设置，且所述金属地面位于所述谐振组件与所述调节组件之间。

2.根据权利要求1所述的集成式磁可调谐振装置，其特征在于，所述底板为多层层状结构。

3.根据权利要求1所述的集成式磁可调谐振装置，其特征在于，所述底板为陶瓷基板。

4.根据权利要求1所述的集成式磁可调谐振装置，其特征在于，还包括连接柱，所述连接柱穿设于所述谐振组件、所述调节组件及所述金属地面并与所述金属地面绝缘，所述直流加载端设置于所述谐振组件的表面，所述连接柱的一端与所述直流加载端电连接，另一端与所述金属线圈电连接。

5.根据权利要求4所述的集成式磁可调谐振装置，其特征在于，所述金属地面开设有通孔，所述连接柱穿过所述通孔并与所述通孔的内壁间隙配合。

6.根据权利要求5所述的集成式磁可调谐振装置，其特征在于，所述连接柱及所述金属线圈的材料均为铜。

7.根据权利要求1所述的集成式磁可调谐振装置，其特征在于，所述调节组件为多层，多层所述调节组件层叠设置，且多层所述调节组件的所述金属线圈相互串联。

8.根据权利要求1所述的集成式磁可调谐振装置，其特征在于，所述谐振单元为多个，且多个所述谐振单元间隔设置于所述底板上。

9.根据权利要求1所述的集成式磁可调谐振装置，其特征在于，所述谐振单元为基片集成波导结构。

10.一种滤波器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的集成式磁可调谐振装置。