CN108565534B - 一种介质低通滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明专利涉及一种滤波器，特别涉及一种微波通讯系统中用到的介质低通滤波器。一种介质低通滤波器，该滤波器包括：一基体，多个共振金属层，一接地金属层，一输入电极，一输出电极，多个矩形金属层，一个金属图案层。该介质低通滤波器增加了滤波器结构整体耦合电容，以达到所需要的使用频段，比传统的腔体低通滤波器或者微带低通滤波器具有体积小、插损小、可调谐等优点。

Description

一种介质低通滤波器
技术领域
本发明专利涉及一种滤波器，特别涉及一种微波通讯系统中用到的介质低通滤波器。
背景技术
低通滤波器是射频前端的重要无源器件。一个优良的低通滤波器应当具有低的带内损耗，深的带外抑制，宽的阻带抑制范围，也需要具有尽可能小的体积。传统的低通滤波器采用平面结构，占用面积较大，不能满足射频前端的小型化需求，同时传统的低通滤波器较难集成。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种介质低通滤波器，该介质低通滤波器增加了滤波器结构整体耦合电容，以达到所需要的使用频段，比传统的腔体低通滤波器或者微带低通滤波器具有体积小、插损小、可调谐等优点。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种介质低通滤波器，该滤波器包括：
一基体，该基体上具有顶面、底面、前面、背面和二侧面，该基体上具有多个共振孔，该多个共振孔贯穿该基体，该多个共振孔的一端位于顶面，另一端位于底面；
多个共振金属层，共振金属层分别设置在多个共振孔内；
一接地金属层，接地金属层至少设于前面上，在前面的接地金属层靠近顶面一侧设置有两个裸空区域，两个裸空区域分别位于两侧，并延伸至顶面；
一输入电极，输入电极设置于两个裸空区域的其中一个裸空区域中；
一输出电极，输入电极设置于两个裸空区域的其中一个裸空区域中；
其特征在于，该滤波器还包括：
多个矩形金属层，多个矩形金属层均设置在底面，多个矩形金属层分别与所述的多个共振金属层的一端相连接；
一个金属图案层，金属图案层设置在顶面，所述的金属图案层包括输入连接金属层、输出连接金属层、多个环形金属层、第一微带金属层、第二微带金属层和第三微带金属层；所述的输入连接金属层和输出连接金属层设置在靠近两个裸空区域一侧分别与所述的输入电极和输出电极相连接；所述的多个环形金属层设置在多个共振孔的外圈并与所述的多个共振金属层的另一端相连接；所述的第一微带金属层的一端连接输入连接金属层，另一端连接多个环形金属层中的一个，所述的第二微带金属层的一端连接输出连接金属层，另一端连接多个环形金属层中的另一个；所述的第三微带金属层设置有多个连接端，多个连接端分别连接多个环形金属层。
作为进一步改进，所述的第三微带金属层呈直线或阶梯状。
作为进一步改进，该滤波器还包括一根或多根第一线型金属层，第一线型金属层设置在背面，一根或多根第一线型金属层分别设置在两个共振孔之间，第一线型金属层一端连接前面的接地金属层，另一端连接背面的接地金属层。
作为进一步改进，该滤波器还包括第二线型金属层，第二线型金属层设置在顶面，第二线型金属层与前面的接地金属层相连接。
作为进一步改进，所述的共振孔为2~8个；所述的多个矩形金属层的数目与共振孔相同或者不同。
作为进一步改进，所述的两个裸空区域设置在前面的两个角部或者位于角部的内侧。
作为进一步改进，所述的多个矩形金属层的尺寸相同，或者多个矩形金属层的尺寸依次减小。
作为进一步改进，所述的接地金属层还设于后面和二侧面上。当然二侧面也可以不附接地金属层。
本发明由于采用了上述的技术方案，由数个高Q值介质谐振腔组成的瓷体，一个输入输出电极的前面，一个有金属图案的底面，一个有金属图案的顶面，另外3个面附着接地金属层，本发明中金属可以是银层、铜层或锡层等金属导体材料。电极面与底面、顶面的金属图案一般采用激光刻蚀或者丝网印刷制程。顶面以及顶面的金属图案为各谐振腔提供频率调谐及腔间耦合作用。本发明介质低通滤波器增加了滤波器结构整体耦合电容，以达到所需要的使用频段，比传统的腔体低通滤波器或者微带低通滤波器具有体积小、插损小、可调谐等优点。
附图说明
图1、图2为实施例1的立体图。
图3为实施例1顶面的结构示意图。
图4为实施例1底面的结构示意图。
图5为实施例1前面的结构示意图。
图6为实施例1前面另外一种方式的结构示意图。
图7 是实施例1的等效电路图。
图8是实施例1的仿真曲线。
图9、图10为实施例2的立体图。
图11为实施例2顶面的结构示意图。
图12为实施例2底面的结构示意图。
图13 是实施例2的等效电路图。
图14是实施例2的仿真曲线。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2所示的一种介质低通滤波器，该滤波器包括：
一基体，该基体上具有顶面1、底面2、前面3、背面4和二侧面5、6，该基体上具有两个共振孔202，该两个共振孔202贯穿该基体，该两个共振孔202的一端位于顶面1，另一端位于底面2。
两个共振金属层8，共振金属层8分别设置在两个共振孔202内。
一接地金属层10，接地金属层10设于前面3、后面和二侧面5、6上，在前面3的接地金属层10靠近顶面1一侧设置有两个裸空区域9，两个裸空区域9分别位于两侧，并延伸至顶面1；如图5、图6所示，两个裸空区域9设置在前面3的两个角部或者位于角部的内侧。
一输入电极301，输入电极301设置于两个裸空区域9的其中一个裸空区域中；
一输出电极302，输入电极301设置于两个裸空区域9的其中一个裸空区域中。
两个矩形金属层201，两个矩形金属层201均设置在底面2，两个矩形金属层201分别与所述的两个共振金属层8的一端相连接，两个矩形金属层201控制各谐振腔的频率，以及对地的电容大小。
一个金属图案层，金属图案层设置在顶面1，所述的金属图案层包括输入连接金属层101、输出连接金属层102、两个环形金属层107、108、第一微带金属层103、第二微带金属层104和第三微带金属层105；所述的输入连接金属层101和输出连接金属层102设置在靠近两个裸空区域9一侧分别与所述的输入电极301和输出电极302相连接；所述的两个环形金属层107、108设置在两个共振孔202的外圈并与所述的两个共振金属层8的另一端相连接；所述的第一微带金属层103的一端连接输入连接金属层101，另一端连接两个环形金属层107、108中的左侧那个，所述的第二微带金属层104的一端连接输出连接金属层102，另一端连接两个环形金属层107、108中的右侧那个；所述的第三微带金属层105呈直线或阶梯状，第三微带金属层105设置有两个连接端，两个连接端分别连接两个环形金属层107、108。
如图3、图4所示，该滤波器还包括一根第一线型金属层203和第二线型金属层106，第一线型金属层203设置在背面4，一根第一线型金属层203分别设置在两个共振孔202之间，第一线型金属层203一端连接前面3的接地金属层10，另一端连接背面4的接地金属层10。第二线型金属层106设置在顶面1，第二线型金属层106与前面3的接地金属层10相连接。
实施例1参见图7等效电路，以及图8仿真曲线。
实施例2
如图9、图10所示的一种介质低通滤波器，该滤波器包括：
一基体，该基体上具有顶面1、底面2、前面3、背面4和二侧面5、6，该基体上具有五个共振孔202，该五个共振孔202贯穿该基体，该五个共振孔202的一端位于顶面1，另一端位于底面2。
五个共振金属层8，共振金属层8分别设置在五个共振孔202内。
一接地金属层10，接地金属层10设于前面3、后面和二侧面5、6上，在前面3的接地金属层10靠近顶面1一侧设置有两个裸空区域9，两个裸空区域9分别位于两侧，并延伸至顶面1。
一输入电极301，输入电极301设置于两个裸空区域9的其中一个裸空区域中；
一输出电极302，输入电极301设置于两个裸空区域9的其中一个裸空区域中。
四个矩形金属层201，四个矩形金属层201均设置在底面2，四个矩形金属层201分别与所述的四个共振金属层8的一端相连接。四个矩形金属层201的尺寸有左至右依次减小，并最右侧一个共振金属层8不连接有矩形金属层201。矩形金属层201控制各谐振腔的频率，以及对地的电容大小。
一个金属图案层，金属图案层设置在顶面1，所述的金属图案层包括输入连接金属层101、输出连接金属层102、五个环形金属层107、108、第一微带金属层103、第二微带金属层104和第三微带金属层105；所述的输入连接金属层101和输出连接金属层102设置在靠近两个裸空区域9一侧分别与所述的输入电极301和输出电极302相连接；所述的五个环形金属层107、108设置在五个共振孔202的外圈并与所述的五个共振金属层8的另一端相连接；所述的第一微带金属层103的一端连接输入连接金属层101，另一端连接五个环形金属层107、108中的最左侧一个，所述的第二微带金属层104的一端连接输出连接金属层102，另一端连接五个环形金属层107、108中的最右侧一个；所述的第三微带金属层105呈直线或阶梯状，第三微带金属层105设置有五个连接端，五个连接端分别连接五个环形金属层107、108。
如图11、图12所示，该滤波器还包括一根第一线型金属层203和第二线型金属层106，第一线型金属层203设置在背面4，四根第一线型金属层203分别设置在五个共振孔202之间，第一线型金属层203一端连接前面3的接地金属层10，另一端连接背面4的接地金属层10。第二线型金属层106设置在顶面1，第二线型金属层106与前面3的接地金属层10相连接。
实施例2参见图13等效电路，以及图14仿真曲线。

Claims (8)

1.一种介质低通滤波器，该滤波器包括：
一基体，该基体上具有顶面（1）、底面（2）、前面（3）、背面（4）和二侧面（5、6），该基体上具有多个共振孔（202），该多个共振孔（202）贯穿该基体，该多个共振孔（202）的一端位于顶面（1），另一端位于底面（2）；
多个共振金属层（8），共振金属层（8）分别设置在多个共振孔（202）内；
一接地金属层（10），接地金属层（10）至少设于前面（3）上，在前面（3）的接地金属层（10）靠近顶面（1）一侧设置有两个裸空区域（9），两个裸空区域（9）分别位于两侧，并延伸至顶面（1）；
一输入电极（301），输入电极（301）设置于两个裸空区域（9）的其中一个裸空区域中；
一输出电极（302），输入电极（301）设置于两个裸空区域（9）的其中一个裸空区域中；
其特征在于，该滤波器还包括：
多个矩形金属层（201），多个矩形金属层（201）均设置在底面（2），多个矩形金属层（201）分别与所述的多个共振金属层（8）的一端相连接；
一个金属图案层，金属图案层设置在顶面（1），所述的金属图案层包括输入连接金属层（101）、输出连接金属层（102）、多个环形金属层（107、108）、第一微带金属层（103）、第二微带金属层（104）和第三微带金属层（105）；所述的输入连接金属层（101）和输出连接金属层（102）设置在靠近两个裸空区域（9）一侧分别与所述的输入电极（301）和输出电极（302）相连接；所述的多个环形金属层（107、108）设置在多个共振孔（202）的外圈并与所述的多个共振金属层（8）的另一端相连接；所述的第一微带金属层（103）的一端连接输入连接金属层（101），另一端连接多个环形金属层（107、108）中的一个，所述的第二微带金属层（104）的一端连接输出连接金属层（102），另一端连接多个环形金属层（107、108）中的另一个；所述的第三微带金属层（105）设置有多个连接端，多个连接端分别连接多个环形金属层（107、108）。
2.根据权利要求1所述的一种介质低通滤波器，其特征在于，第三微带金属层（105）呈直线或阶梯状。
3.根据权利要求1所述的一种介质低通滤波器，其特征在于，该滤波器还包括一根或多根第一线型金属层（203），第一线型金属层（203）设置在背面（4），一根或多根第一线型金属层（203）分别设置在两个共振孔（202）之间，第一线型金属层（203）一端连接前面（3）的接地金属层（10），另一端连接背面（4）的接地金属层（10）。
4.根据权利要求1所述的一种介质低通滤波器，其特征在于，该滤波器还包括第二线型金属层（106），第二线型金属层（106）设置在顶面（1），第二线型金属层（106）与前面（3）的接地金属层（10）相连接。
5.根据权利要求1所述的一种介质低通滤波器，其特征在于，所述的共振孔（202）为2~8个；所述的多个矩形金属层（201）的数目与共振孔（202）相同或者不同。
6.根据权利要求1所述的一种介质低通滤波器，其特征在于，两个裸空区域（9）设置在前面（3）的两个角部或者位于角部的内侧。
7.根据权利要求1所述的一种介质低通滤波器，其特征在于，多个矩形金属层（201）的尺寸相同，或者多个矩形金属层（201）的尺寸依次减小。
8.根据权利要求1所述的一种介质低通滤波器，其特征在于，接地金属层（10）还设于后面和二侧面（5、6）上。
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