CN110224207A - 一种包含负耦合结构的介质滤波器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种包含负耦合结构的介质滤波器，包括由固态介电材料制成的本体，所述本体表面包覆有导电层，所述本体设置有至少2个谐振盲孔，所述本体在位于所述谐振盲孔的背面形成有耦合盲槽，所述耦合盲槽底部形成有非金属化槽，所述本体于所述耦合盲槽的一侧形成有隔离通孔或隔离槽，所述隔离通孔或隔离槽内表面覆盖有导电层。本发明所公布的介质滤波器实施方式简便、成本低、可靠性高、灵活性好，其所包含的负耦合结构可被用于满足各种现代通信系统对滤波器高带外抑制的需求。
Description
技术领域
本申请涉及滤波器，特别涉及一种包含负耦合结构的介质滤波器。
背景技术
用于现代通讯系统的滤波器，由于频谱资源的限制，需要在滤波器通带边缘很近的地方形成很强的抑制，目前通用的做法是在滤波器边缘设计很强的零点，使滤波器的矩形系数大幅提高。
采用包含多个正、负耦合结构组成的滤波器拓扑结构可产生满足上述要求。因此，滤波器负耦合结构是组成现代通信滤波器的必要元素。
传统的介质滤波器，如A.罗格斯等人于2019年4月9日获得授权的CN104871364B，通过在两个介质块拼接面采用烧蚀或印刷的方式形成圆环状负耦合窗口，进而实现出传输零点。此种实现方式存在以下缺点，第一，需要加工2个介质块，成本较高；第二，对2个介质块的加工精度和装配精度有很高的要求，不利于加工；第三，需要采用焊接或其他工艺使2个介质块连接在一起，可靠性较差，且加工工序多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种负耦合结构滤波器及其制作方法，以克服现有技术的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。
本申请实施例公开了一种包含负耦合结构的介质滤波器，包括由固态介电材料制成的本体，所述本体表面包覆有导电层，所述本体设置有至少2个谐振盲孔，所述本体在位于所述谐振盲孔的背面形成有耦合盲槽，所述耦合盲槽底部形成有非金属化槽，所述本体于所述耦合盲槽的一侧形成有隔离通孔或隔离槽，所述隔离通孔或隔离槽内表面覆盖有导电层。
优选的，在上述的包含负耦合结构的介质滤波器中，所述耦合盲槽与所述谐振盲孔不相交。
优选的，在上述的包含负耦合结构的介质滤波器中，所述非金属化槽形状为封闭环形结构，所述非金属化槽将所述耦合盲槽底部的导电层分割形成导体电容飞杆。
优选的，在上述的包含负耦合结构的介质滤波器中，所述本体还包含一个或多个谐振器隔离槽，该一个或多个谐振器隔离槽形成有多个耦合筋。
优选的，在上述的包含负耦合结构的介质滤波器中，所述固态介电材料为陶瓷。
优选的，在上述的包含负耦合结构的介质滤波器中，所述导电层材质为银或铜。
优选的，在上述的包含负耦合结构的介质滤波器中，所述本体采用一体成型并高温烧结的方式制成。
优选的，在上述的包含负耦合结构的介质滤波器中，所述导电层采用喷涂、浸蘸、印刷或电镀的方式附着于所述本体表面。
优选的，在上述的包含负耦合结构的介质滤波器中，所述非金属化槽采用激光蚀刻制成。
与现有技术相比，本发明通过采用一体成型并高温烧结的技术，可制作低成本高可靠性的介质滤波器本体；通过采用激光蚀刻技术形成导体电容飞杆，有效的形成滤波器实现各种零点所需的负耦合结构；通过调节电容飞杆以及隔离孔或隔离槽的形状、大小、位置等参数，可有效调节滤波器的负耦合强度；本发明有效的满足了现代通信设备对高带外抑制、高可靠性、低成本介质滤波器的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明第一实施例中包含负耦合结构的介质滤波器的剖视图；
图2所示为本发明第一实施例中包含负耦合结构的介质滤波器的局部俯视图；
图3所示为本发明第一实施例中包含负耦合结构的介质滤波器的局部仰视图；
图4所示为本发明第二实施例中包含负耦合结构的介质滤波器的局部仰视图；
图5所示为本发明第一实施例的S参数曲线。
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详细的描述，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的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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在第一实施例中，参考图1至图3所示，包含负耦合结构的介质滤波器，包括由固态介电材料制成的本体101，本体101表面包覆有导电层103，本体101设置有4个谐振盲孔102a、102b、102c、102d，谐振盲孔的数量和位置可按照滤波器指标要求作相应的调整，在本实施例中不予限定。
进一步的，本体101在位于谐振盲孔的背面形成有耦合盲槽104，耦合盲槽104底部开设有非金属化槽105，本体101位于耦合盲槽104一侧形成有隔离通孔107，隔离通孔107内表面覆盖有导电层103。
应当说明的是，隔离通孔107可位于耦合盲槽104的任意一侧，所产生的效果相同，因此这里不予限定隔离通孔107相对于耦合盲槽104的位置。
进一步的，耦合盲槽104与相邻的谐振盲孔102a或102b等不相交。
该实施例中，耦合盲槽104的深度与相邻谐振盲孔102a的深度之和等于产品总厚度的0.7～0.75倍；类似的，耦合盲槽104的深度与相邻谐振盲孔102b的深度之和等于产品总厚度的0.7～0.75倍。
进一步的，非金属化槽105的形状为封闭环形结构，非金属化槽105将耦合盲槽104底部的导电层分割形成导体电容飞杆106。
进一步的，电磁信号通过电容耦合的方式，从谐振盲孔102a传输到导体电容飞杆106上，并在导体电容飞杆106上传播至谐振盲孔102b底部，并从导体电容飞杆106耦合至谐振盲孔102b上。
进一步的，导体电容飞杆106的形状和位置与负耦合的强度相关；通过调整导体电容飞杆106的形状、长度、宽度、以及导体电容飞杆106与谐振盲孔102a、102b之间的相对距离和位置，可以调节谐振盲孔102a与谐振盲孔102b之间的负耦合强度。
进一步的，隔离通孔107的大小和位置与负耦合的强度相关；通过调整隔离通孔107的大小、或者隔离通孔107相对于耦合盲槽104的位置，可以调节谐振盲孔102a与谐振盲孔102b之间的负耦合强度。
进一步的，本体101还包含谐振器隔离槽109，并在本体101上形成耦合筋108a、108b，本体101上相邻谐振盲孔102a和102d通过耦合筋108a产生正耦合，通过控制耦合筋108a的形状和尺寸可以控制谐振盲孔102a和102d之间的正耦合强度，可根据具体指标要求进行修正，本实施例中不做限定；类似的，本体101上相邻谐振盲孔102b和102c通过耦合筋108b产生正耦合，通过控制耦合筋108b的形状和尺寸可以控制谐振盲孔102b和102c之间的正耦合强度，可根据具体指标要求进行修正，本实施例中不做限定。
本实施例的S参数曲线如图5所示，本实施例所实现的滤波器中心频率为3500MHz，带宽大于200MHz，通过导体电容飞杆106在3300MHz及3700MHz处产生了2个零点，使滤波器在3320MHz处及3680MHz处达到了-40dB的带外抑制。
需要说明的是，本实施例中的耦合筋108a、108b，以及谐振盲孔102c、102d等元素是组成该特定实施例的元素，为了满足不同技术指标需求而对这些元素的位置、大小、相互关系等进行的简单的重新配置，都应视为在本发明的保护范围内。
进一步的，固态介电材料优选为陶瓷。陶瓷具有较高的介电常数，硬度及耐高温的性能也比较好，因此成为射频滤波器领域常用的固态介电材料。当然，介电材料也可以选用本领域技术人员所知的其他材料，如玻璃、电绝缘的高分子聚合物等。
进一步的，导电层103优选为银。银是一种高导电率材料，具有损耗小、可焊性好等优点。当然，导电层103也可以选用铜、镍等能够满足指标要求的其它导体金属材料。
进一步的，本体101采用一体成型并高温烧结的方式制成。
进一步的，导电层103采用喷涂、浸蘸、印刷或电镀的方式附着于本体101表层。
进一步的，非金属化槽105采用激光蚀刻的技术制成。
在第二实施例中，参考图4所示，本体201位于耦合盲槽204侧部形成有隔离槽207，隔离槽207表面覆盖有导电层203；进一步的，隔离槽207的大小和位置与负耦合的强度相关；通过调整隔离槽207的大小、或者隔离槽207相对于耦合盲槽204的位置，可以调节谐振盲孔202a与谐振盲孔202b之间的负耦合强度。
进一步的，隔离槽207与谐振器隔离槽209连接在一起形成一个整体。
需要说明的是，第二实施例中仅在隔离槽207处与第一实施例中的隔离通孔107有差异，其它特征与第一实施例相同，并且达到的效果相同，此处仅采用第二实施例用于说明负耦合隔离结构的外形差异性，采用相似结构的负耦合隔离结构都应在本专利的保护范围内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (9)
1.一种包含负耦合结构的介质滤波器，其特征在于，包括由固态介电材料制成的本体，所述本体表面包覆有导电层，所述本体设置有至少2个谐振盲孔，所述本体在位于所述谐振盲孔的背面形成有耦合盲槽，所述耦合盲槽底部形成有非金属化槽，所述本体于所述耦合盲槽的一侧形成有隔离通孔或隔离槽，所述隔离通孔或隔离槽内表面覆盖有导电层。
2.根据权利要求1所述的包含负耦合结构的介质滤波器，其特征在于，所述耦合盲槽与所述谐振盲孔不相交。
3.根据权利要求1所述的包含负耦合结构的介质滤波器，其特征在于，所述非金属化槽形状为封闭环形结构，所述非金属化槽将所述耦合盲槽底部的导电层分割形成导体电容飞杆。
4.根据权利要求1所述的包含负耦合结构的介质滤波器，其特征在于，所述本体还包含一个或多个谐振器隔离槽，该一个或多个谐振器隔离槽形成有多个耦合筋。
5.根据权利要求1所述的包含负耦合结构的介质滤波器，其特征在于，所述固态介电材料为陶瓷。
6.根据权利要求1所述的包含负耦合结构的介质滤波器，其特征在于，所述导电层材质为银或铜。
7.根据权利要求1所述的包含负耦合结构的介质滤波器，其特征在于，所述本体采用一体成型并高温烧结的方式制成。
8.根据权利要求1所述的包含负耦合结构的介质滤波器，其特征在于，所述导电层采用喷涂、浸蘸、印刷或电镀的方式附着于所述本体表面。
9.根据权利要求1所述的包含负耦合结构的介质滤波器，其特征在于，所述非金属化槽采用激光蚀刻制成。
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