CN111384503A - 介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法 - Google Patents
介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111384503A CN111384503A CN201910217122.9A CN201910217122A CN111384503A CN 111384503 A CN111384503 A CN 111384503A CN 201910217122 A CN201910217122 A CN 201910217122A CN 111384503 A CN111384503 A CN 111384503A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dielectric
- dielectric block
- block
- filter
- dielectric filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 48
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 48
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 26
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 13
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 13
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 28
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 18
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 16
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 15
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 4
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Inorganic materials O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000306 component Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 6
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OMOVVBIIQSXZSZ-UHFFFAOYSA-N [6-(4-acetyloxy-5,9a-dimethyl-2,7-dioxo-4,5a,6,9-tetrahydro-3h-pyrano[3,4-b]oxepin-5-yl)-5-formyloxy-3-(furan-3-yl)-3a-methyl-7-methylidene-1a,2,3,4,5,6-hexahydroindeno[1,7a-b]oxiren-4-yl] 2-hydroxy-3-methylpentanoate Chemical compound CC12C(OC(=O)C(O)C(C)CC)C(OC=O)C(C3(C)C(CC(=O)OC4(C)COC(=O)CC43)OC(C)=O)C(=C)C32OC3CC1C=1C=COC=1 OMOVVBIIQSXZSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011805 ball Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000010356 wave oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000012856 weighed raw material Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/2002—Dielectric waveguide filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/453—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P11/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing waveguides or resonators, lines, or other devices of the waveguide type
- H01P11/007—Manufacturing frequency-selective devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/10—Dielectric resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/10—Dielectric resonators
- H01P7/105—Multimode resonators
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本申请公开了一种应用于5G通信系统的介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法，该介质滤波器包括：第一介质块、第二介质块、第三介质块、耦合结构和金属层，第一介质块与第三介质块的接触面设置有耦合结构，第二介质块与第三介质块的接触面设置有耦合结构，其中第一介质块、第二介质块、第三介质块和耦合结构一体成型，得到介质块，金属层覆盖在介质块的表面上，其中，介质滤波器的材料至少包括氧化锌、二氧化硅和氧化镁。本申请能够避免第一介质块与第三介质块的连接处或者第二介质块与第三介质块的连接处出现间隙，防止信号泄露，提高介质滤波器的性能。
Description
技术领域
本申请涉及通信设备技术领域，涉及一种应用于5G通信系统的介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法。
背景技术
随着通信技术的突飞猛进，特别是即将到来的5G通信时代，对系统架构提出更为苛刻的技术要求，在实现高效、大容量通信的同时，要求系统模块必须做到高度集成化、小型化、轻量化、低成本。如5G Massive MIMO技术在实现系统信道从目前的8或者16信道，进一步扩展为32、64甚至128信道的同时，要求系统整机架构尺寸不能过大，甚至还需实现一定程度的小型化。微波滤波器作为系统的核心部件，其性能参数、尺寸大小、成本优劣均对系统的性能、架构尺寸、成本造成较大的影响。
介质滤波器由多个介质谐振器组成，其具有小型化、高性能的特点，受到越来越多的关注。采用多模滤波器可以大幅度的减小滤波器的体积和重量，随着介质材料的技术日趋成熟，多模介质谐振器的量产已经可以实现。但现有技术中介质滤波器需要将多模介质谐振器和单模介质谐振器进行拼接烧结，会出现多模介质谐振器和单模介质谐振器的连接处存在间隙，导致信号泄露。
发明内容
为了解决现有技术的介质滤波器存在的上述问题，本申请提供一种应用于5G通信系统的介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法。
为解决上述问题，本申请实施例提供了一种介质滤波器，其至少包括：第一介质块、第二介质块、第三介质块、耦合结构和金属层，所述第一介质块与所述第三介质块的接触面设置有所述耦合结构，所述第二介质块与所述第三介质块的接触面设置有所述耦合结构，其中所述第一介质块、所述第二介质块、所述第三介质块和所述耦合结构一体成型，得到介质块，所述金属层覆盖在所述介质块的表面上；其中，所述介质滤波器的材料至少包括氧化锌、二氧化硅和氧化镁。
为解决上述技术问题，本发还提供一种制备介质块的方法，所述方法用于制备上述的介质块，所述方法包括：
提供对应氧化锌、二氧化硅和氧化镁的原材料；
添加有机溶剂和磨球并进行一次球磨；
将所述一次球磨得到的料浆烘干，并通过煅烧得到陶瓷体；
粉碎所述陶瓷体，添加有机溶剂和磨球并进行二次球磨；
将所述二次球磨得到的料浆烘干；
将得到的粉体与粘结剂混合成浆料进行造粒；
在与所述介质块的形状匹配的模具中干压成型；以及
去除粘结剂并再次烧结，以得到介质块。
为解决上述技术问题，本发还提供一种制备介质滤波器的方法，所述方法用于制备上述的介质滤波器，所述方法包括：
提供一介质块，所述介质块为通过上述制备介质块的方法所制备的介质块；
在所述介质块的表面上覆盖金属层，以得到所述介质滤波器。
为解决上述技术问题，本发还提供一种通信设备，其包括天线及上述的介质滤波器，所述天线与所述介质滤波器耦接。
与现有技术相比，本申请的介质滤波器包括第一介质块、第二介质块、第三介质块、耦合结构和金属层，所述第一介质块、所述第二介质块、所述第三介质块和所述耦合结构一体成型，得到介质块，所述金属层覆盖在所述介质块的表面上；由于所述第一介质块、所述第二介质块、所述第三介质块和所述耦合结构一体成型，避免所述第一介质块与所述第三介质块的连接处或者所述第二介质块与所述第三介质块的连接处出现间隙，防止信号泄露，提高介质滤波器的性能；此外，介质滤波器的材料至少包括氧化锌、二氧化硅和氧化镁，具有低介电常数、低损耗和近零的温度系数，能够改善的介质滤波器的介电性能。
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是本申请第一实施例的介质滤波器的结构示意图；
图2是图1中介质滤波器沿AA的截面示意图；
图3是图1中耦合结构的截面形状为弓字形的结构示意图；
图4是图1中耦合结构的截面形状为C字形的结构示意图；
图5是本申请第二实施例的介质滤波器的单模介质谐振器的结构示意图；
图6是图5中螺母设置在承载台的结构示意图；
图7是本申请第三实施例的介质滤波器的调谐杆的结构示意图；
图8是本申请第四实施例的介质滤波器的第一调谐孔和第二调谐孔的结构示意图；
图9是图8中第一调谐孔和第二调谐孔另一实施例的结构示意图；
图10示例性地示出了本申请提供的陶瓷的微波介电性能的测试结果；
图11是本申请第一实施例的制备介质块的方法的流程示意图；
图12是本申请第一实施例的制备介质滤波器的方法的流程示意图；
图13是本申请第一实施例的通信设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参见图1-2所示，图1是本申请第一实施例的介质滤波器的结构示意图；图2是图1中介质滤波器沿AA的截面示意图。本申请的介质滤波器10应用于5G通信系统，其至少可以包括：第一介质块11、第二介质块12、第三介质块13、耦合结构14和金属层15。
其中，第一介质块11与第三介质块13的接触面设置有耦合结构14，即第一介质块11通过耦合结构14与第三介质块13连接，以使第一介质块11与第三介质块13之间进行耦合。第二介质块12与第三介质块13的接触面设置有耦合结构14，即第二介质块12通过耦合结构14与第三介质块13连接，以使第二介质块12与第三介质块13之间进行耦合。
其中，第一介质块11、第二介质块12、第三介质块13和耦合结构14可以采用同一介质材料，该介质材料可以为陶瓷。在其他实施例中，该介质材料还可以是其它具有高介电常数和低损耗等性能的材料，如玻璃、石英晶体或者钛酸盐等，且不限定上述介质块的材料是否相同。
本申请的第一介质块11、第二介质块12、第三介质块13和耦合结构14一体成型设置，即提供一模具，将介质材料填充入模具；对介质材料进行烧结，以得到一体成型的第一介质块11、第二介质块12、第三介质块13和耦合结构14；因此，能够避免第一介质块11与第三介质块13的连接处或者第二介质块12与第三介质块13的连接处出现间隙，防止信号泄露，提高介质滤波器10的性能。
在第一介质块11、第二介质块12、第三介质块13和耦合结构14一体成型设置之后，得到一介质块16，该介质块16可以作为一标准模块。在5G通信系统中，可以直接将该标准块应用到通信设备，提高生成效率。
金属层15可以设置在介质块16的表面上，用于将电磁场限制在介质块16内，防止电磁信号泄露，以在第一介质块11、第二介质块12、第三介质块13和耦合结构14内形成驻波振荡信号。其中，该金属层15的材料可以是银、铜、铝、钛、锡或金等金属材料，并且可以采用电镀、喷浆或焊接等方式在介质块16的表面上覆盖金属层15。
如图2所示，第一介质块11和覆盖在第一介质块11的金属层15形成第一多模介质谐振器17，第二介质块12和覆盖在第二介质块12的金属层15形成第二多模介质谐振器18，第三介质块13和覆盖在第三介质块13的金属层15形成单模介质谐振器19，其中第一多模介质谐振器17和第二多模介质谐振器19与单模介质谐振器18之间进行耦合。
其中，该第一多模介质谐振器17可以为第一三模介质谐振器，第二多模介质谐振器18可以为第二三模介质谐振器，三模介质谐振器在相互垂直的表面均形成有用于进行谐振模式耦合的切角，以使三模介质谐振器产生三个谐振模式。
在一实施例中，该第一多模介质谐振器17可以为第三三模介质谐振器，第二多模介质谐振器18可以为第一二模介质谐振器。
在一实施例中，该第一多模介质谐振器17可以为第二二模介质谐振器，第二多模介质谐振器18可以为第三二模介质谐振器。
在其他实施例中，第一多模介质谐振器17和第二多模介质谐振器18还可以是三模以上的介质谐振器。
该单模介质谐振器18可以为方形，以实现第一多模介质谐振器17和第二多模介质谐振器18之间的正耦合。为了将第一多模介质谐振器17和第二多模介质谐振器18之间的正耦合切换为负耦合，则耦合结构14的长度大于介质滤波器10工作频率的半波长，以使得第一多模介质谐振器17和第二多模介质谐振器18之间的耦合极性产生反转。
其中，介质滤波器10的轴线C可以为介质滤波器10的中心轴。如图3所示，耦合结构14沿垂直于介质滤波器10的轴线C的方向的截面形状为弓字形，此时耦合结构14的长度大于介质滤波器10工作频率的半波长，以使第一多模介质谐振器17和第二多模介质谐振器18之间的正耦合切换为负耦合。
如图4所示，耦合结构14沿垂直于介质滤波器10的轴线C的方向的截面形状为C字形，此时耦合结构14的长度大于介质滤波器10工作频率的半波长，以使第一多模介质谐振器17和第二多模介质谐振器18之间的正耦合切换为负耦合。
在其他实施例中，耦合结构14还可以呈其它形状，例如U形，N形等，这里不一一介绍。
本申请进一提供第二实施例的介质滤波器，如图5所示，介质滤波器进一步包括至少一个调谐杆191和至少一个螺母192，单模介质谐振器19对应于调谐杆191设置有至少一个调谐孔193，调谐杆191设置在调谐孔193内，用于调节第一多模介质谐振器17和第二多模介质谐振器18之间的耦合强度。
其中，调谐孔192沿调谐孔193的轴线B的方向设置有第一孔段1931和第二孔段1932，螺母192设置在第一孔段1931内，能够避免螺母192和调谐杆191突出于单模介质谐振器19的表面，避免增加单模介质谐振器19的厚度。
其中，螺母192可以通过电焊或者粘胶等方式固定设置在第一孔段1931的侧壁上，通过调节调谐杆191，以调节调谐杆191位于第二孔段1932的长度。在调谐杆191位于第二孔段1932的长度越长，第一多模介质谐振器17和第二多模介质谐振器18之间的耦合强度越小；在调谐杆191位于第二孔段1932的长度越短，第一多模介质谐振器17和第二多模介质谐振器18之间的耦合强度越大。
进一步，第一孔段1931垂直于轴线B的横截面积大于第二孔段1932垂直于轴线B的横截面积，第一孔段1931和第二孔段1932的连接处形成承载台，螺母192还可以设置在承载台上，如图6所示。
此外，螺母192的横截面的形状可以和第一孔段1931的横截面的形状相同，例如螺母192的横截面的形状为六角形或者圆形。在其他实施例中，螺母192的横截面的形状和第一孔段1931的横截面的形状不相同，例如第一孔段1931的横截面的形状为圆形，螺母192的横截面的形状为六角形。为了避免电磁场从第一孔段1931泄露出去，金属层15可以进一步覆盖第一孔段1931。
本实施例的单模介质谐振器19设置有调谐孔192，调谐杆191设置在调谐孔193内，用于调节第一多模介质谐振器17和第二多模介质谐振器18之间的耦合强度；并且螺母192设置在第一孔段1931内，能够避免螺母192和调谐杆191突出于单模介质谐振器19的表面，避免增加单模介质谐振器19的厚度。
本申请进一提供第三实施例的介质滤波器，如图7所示，调谐杆191包括沿轴线B设置的第一杆段1911和第二杆段1912，第一杆段1912垂直于轴线B的横截面积小于第二杆段1912垂直于轴线B的横截面积。相对于等径的调节螺杆，本实施例将第二杆段1912的横截面积设置大于第一杆段1911的横截面积，进而减小第二杆段1912与第二孔段1932之间的间隙，可以减小电磁场的泄露。
其中，调谐杆191表面的材料可以为金属材料，具体可以为银、铜、铝、钛或金等金属材料，以防止电磁场通过调谐杆191泄露。进一步，调谐杆191的其他区域的材料可以为非金属材料，例如塑料等。与现有的调节螺杆全部由金属材料制成相对比，本申请的调谐杆191能够降低成本。
其中，第二杆段1912垂直于轴线B的横截面积可以等于第二孔段1932垂直于轴线B的横截面积，能够进一步减小第二杆段1912与第二孔段113之间的间隙，可以避免介质谐振器的电磁场的泄露。
第一杆段1911设置有螺纹，第二杆段1912可以采用光滑设计，即第二杆段1912的外表面光滑，以使得第二杆段1912与第二孔段1932紧密配合，能够避免调谐杆191的螺纹对调谐孔193的内壁产生磨损。
此外，第一杆段1911可以部分设置有螺纹，即第一杆段1911靠近螺母192的一端设置螺纹，第一杆段1911靠近第二杆段1912的一端采用光滑设计，进而保证第一杆段1911的螺纹不会伸入第二孔段1932。
本申请进一提供第四实施例的介质滤波器，如图8所示，至少一个调谐孔193包括第一调谐孔1933和第二调谐孔1934，第一调谐孔1933垂直于轴线B的横截面积和第二调谐孔1934垂直于轴线B的横截面积不相等。
其中，第一调谐孔1933和第二调谐孔1934可以设置在单模介质谐振器19的同一表面上。
在其他实施例中，如图9所示，第一调谐孔1933设置在单模介质谐振器19的第一表面，第二调谐孔1934设置在单模介质谐振器19的第二表面，其中单模介质谐振器19的第一表面与单模介质谐振器19的第二表面相对设置。
上述实施例所揭示的介质滤波器的材料可以为陶瓷，该陶瓷包括氧化锌、二氧化硅和氧化镁。即该陶瓷材料主要由上述组分组成，可以理解，该陶瓷还可以含有少量或微量的其他物质。
在一些实施例中，氧化锌在其中所占的摩尔百分比为20％～70％。
在一些实施例中，二氧化硅在其中所占的摩尔百分比为20％～60％。
在一些实施例中，氧化镁在其中所占的摩尔百分比为10％～20％。
其中，摩尔百分比指的是物质的量的百分比。例如将1mol的物质A与4mol的物质B混合后，物质A的摩尔百分比等于1/(1+4)＝20％，而物质B的摩尔百分比等于4/(1+4)＝80％。
在一些实施例中，该陶瓷还可包括改性添加剂，即能够改善该陶瓷性能的添加剂。应当理解，该改性添加剂不一定为液态，也可以为固态等形式。具体地，该改性添加剂可以为CoO、NiO或MnO2中的一个或多个的组合，也就是说，该改性添加剂可只包括CoO、NiO或MnO2中的一种，也可以包括其中的两种或三种。可选地，该改性添加剂的占比可以为0～2mol％。也就是说，该改性添加剂占整个材料的摩尔百分比不超过2％。
该陶瓷的化学组成可以表示为xZnO-ySiO-zMgO2-dMO，其中x、y、z和d的比例为0.2～0.7:0.2～0.6:0.1～0.2:0～0.02，MO表示前述改性添加剂。例如，若将x、y、z和d的值分别取为0.5、0.3、0.18和0.02，而选用CoO当做改性添加剂，则该陶瓷的化学组成可表示为0.5ZnO-0.3SiO-0.18MgO2-0.02CoO。当然，x、y、z和d的取值还可以取该范围内的其他值。通过改变该陶瓷的各化学组分之间的比例，可以对该陶瓷的微波介电性能进一步进行调整。
根据测试结果，该陶瓷的介电常数为7～8，Q*f值为9000～105000GHz。例如，采用网络分析仪(Agilent 5071C)在12GHz的测试频率下测试该陶瓷的微波介电性能，得到如图10中的表格所示的测试结果。
本申请提供的陶瓷主要由氧化锌、二氧化硅和氧化镁组成，其具有低介电常数、低损耗和近零的温度系数。因此，通过实施本申请提供的陶瓷具有改善的微波介电性能。
本申请进一步提供第一实施例的制备介质块的方法，上述实施例所揭示介质块均采用该制备介质块的方法制成，如图11所示，该方法包括以下步骤：
S201：提供对应氧化锌、二氧化硅和氧化镁的原材料。
在一些实施例中，对应氧化锌、二氧化硅和氧化镁的原材料可以是对应金属元素的氧化物或碳酸盐。其中，金属元素的氧化物直接与待制备的介质块的组分对应，而一些金属元素的碳酸盐可在受热等情况下转变为该金属元素的氧化物，因此同样可以作为原料。在另一些实施例中，该原材料还可以是对应金属元素的醇化物，在这种情况下可使用适当的化学处理方法将该金属的醇化物转化为所需要的氧化物。其具体方法为本领域内的习知技术，在此不再赘述。
本实施例中，对应氧化锌的原材料的摩尔百分比为20～70％，对应二氧化硅的原材料的摩尔百分比为20％～60％，对应氧化镁的原材料的摩尔百分比为10％～20％。应当理解，上述摩尔百分比是指除去原材料中的杂质后的摩尔百分比。
本实施例中，可按照该介质块的各组分的占比准备原材料。在已知各组分的摩尔百分比的情况下，可根据各组分的分子量、原材料的纯度等参数计算得到所需要的原材料的质量。根据各组分所需的摩尔数和分子量计算各组分所需的质量，再根据各组分所需的质量和上述原材料的纯度计算得到所需的原材料的质量。这样就可以根据计算得到的结果准备相应重量的原材料。
在一些实施例中，还可向原材料中添加改性添加剂。该改性添加剂可以为CoO、NiO或MnO2中的一个或多个。改性添加剂占所有原材料的总摩尔数的比例通常应不超过2％。
S202：添加有机溶剂和磨球并进行一次球磨。
在步骤S202中，可选用去离子水、酒精、丙酮等作为有机溶剂，选用锆球、玛瑙球等作为磨球，选用陶瓷、聚氨酯或尼龙等材质的磨罐，并采用行星磨、搅拌磨、滚磨、振动磨等方式进行一次球磨。其中，为了提高球磨的效果还可添加适当的分散剂或者调节料浆的PH值。
在一些实施例中，可以使用去离子水作为有机溶剂，并使用ZrO2材料制成的磨球。在步骤S202中，将准确称量的各原料倒入球磨罐内，加入去离子水和ZrO2磨球，使原材料、去离子水和磨球的重量比为1:1.5:4，并球磨4小时。
S203：将一次球磨得到的料浆烘干，并通过煅烧得到陶瓷体。
将球磨后的材料混合均匀后出料并烘干，例如，可在100～120℃条件下将材料烘干。
球磨结束并烘干后得到的混合物需要在一定温度下煅烧以合成陶瓷体，其煅烧温度及保温时间取决于所对应的配方。例如，在本实施例中，可将球磨后烘干的料浆在900～1050℃下煅烧2～8小时以合成陶瓷体。
S204：粉碎陶瓷体，添加有机溶剂和磨球并进行二次球磨。
将合成好的上述陶瓷体用粉碎。本申请对粉碎的方法不作限制，例如，可以使用研体将其研碎。在一些实施例中，还可将粉碎后的陶瓷体过筛(例如，过40目筛)。
将粉碎后的陶瓷体再次倒入球磨罐中进行二次球磨，二次球磨的过程可与一次球磨的过程类似。例如，可保持料、磨球和去离子水的比例不变，并对粉碎后的陶瓷体二次球磨24小时。应当理解，二次球磨的过程也可与一次球磨不同，例如，二次球磨的时间可小于(或大于)一次球磨的时间，在此不作限定。
S205：将二次球磨得到的料浆烘干。
类似得，可将球磨后的材料混合均匀后出料并烘干。在一些实施例中，还可将烘干后的料浆过筛(例如，过40目筛)。
S206：将得到的粉体与粘结剂混合成浆料进行造粒。
在一些实施例中，粘结剂可选用5wt％的聚乙烯醇溶液(即该粘结剂中聚乙烯醇的质量百分比为5％)。粘结剂可占混合后的浆料的总质量的15％。
在一些实施例中，还可将造粒好的粉料过筛(例如，过40目筛)。
S207：在与介质块的形状匹配的模具中干压成型。
具体地，将造粒后的粉料放入与介质块的形状匹配的模具中，并在适当的压力下干压成型，例如，可在100～150MPa的压力下将粉料干压成型。
在此步骤中，模具的形状可根据需要选取，例如，如需要进行测试，则可选用测试专用的模具，将粉料干压成型为
的圆片，以方便测试。应当理解，该模具的形状和尺寸可根据需要任意选取，在此不做限定。
S208：去除粘结剂并再次烧结，以得到介质块。
可选用适当的温度进行保温处理，从而将步骤S206中引入的粘结剂去除，而后再次烧结从而最终得到所需的介质块。具体地，本实施例中，可将成型后的材料在400～700℃(例如500～600℃)下保温2～10小时，然后在1100～1250℃下烧结2～10小时(例如在1150℃烧结2小时)。这样，就可以去除步骤S206中添加到材料中的粘结剂，并得到所需要的形状的介质块。
本申请进一步提供第一实施例的制备介质滤波器的方法，上述实施例所揭示介质滤波器均采用该制备介质滤波器的方法制成，如图12所示，该方法包括以下步骤：
S301：提供一介质块。
该介质块为通过上述制备介质块的方法所制备的介质块，即通过上述步骤S201-S208所制备的介质块。其中，该介质块的形状与介质滤波器的预设形状相同。
S302：在介质块的表面上覆盖金属层，以得到介质滤波器。
其中，在介质块的表面上覆盖金属层，将电磁场限制在介质块内，防止电磁信号泄露。该金属层的材料可以是银、铜、铝、钛、锡或金等金属材料，并且可以采用电镀、喷浆或焊接等方式在介质块的表面上覆盖金属层。
本申请进一步提供第一实施例的通信设备，如图13所示，该通信设备100包括天线101和介质滤波器102，天线101与介质滤波器102耦接，该介质滤波器102为上述实施例所揭示的介质滤波器，在此不再赘述。该通信设备100可以为用于5G通信的基站或者终端，该终端具体可以为手机、平板电脑、具有5G通信功能的可穿戴设备等。
需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。
以上对本申请实施例所提供的保护电路和控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器至少包括：第一介质块、第二介质块、第三介质块、耦合结构和金属层，所述第一介质块与所述第三介质块的接触面设置有所述耦合结构，所述第二介质块与所述第三介质块的接触面设置有所述耦合结构，所述第一介质块、所述第二介质块、所述第三介质块和所述耦合结构一体成型设置，得到介质块，所述金属层覆盖在所述介质块的表面上；其中，所述介质滤波器的材料至少包括氧化锌、二氧化硅和氧化镁。
2.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述氧化锌所占摩尔百分比为20％～70％，所述二氧化硅所占摩尔百分比为20％～60％，所述氧化镁所占摩尔百分比为10％～20％。
3.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述第一介质块和覆盖在所述第一介质块的金属层形成第一多模介质谐振器，所述第二介质块和覆盖在所述第二介质块的金属层形成第二多模介质谐振器，所述第三介质块和覆盖在所述第三介质块的金属层形成单模介质谐振器，所述第一多模介质谐振器和所述第二多模介质谐振器与所述单模介质谐振器之间进行耦合。
4.根据权利要求3所述的介质滤波器，其特征在于，在所述耦合结构的长度大于所述介质滤波器的半波长时，所述第一多模介质谐振器和所述第二多模介质谐振器之间的耦合极性反转，所述耦合结构沿垂直于所述介质滤波器的轴线的方向的截面形状为弓字形或者C字形。
5.根据权利要求3所述的介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器进一步包括至少一个调谐杆，所述单模介质谐振器设置有至少一个调谐孔，所述调谐杆设置在所述调谐孔内，用于调节所述第一多模介质谐振器和所述第二多模介质谐振器之间的耦合强度。
6.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器的材料进一步包括改性添加剂，所述改性添加剂所占摩尔百分比为0％～2％，所述改性添加剂为CoO、NiO或MnO2中的一个或多个的组合。
7.根据权利要求6所述的介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器的材料的化学组成为xZnO-ySiO-zMgO2-dMO，其中x、y、z和d的比例为0.2～0.7:0.2～0.6:0.1～0.2:0～0.02，MO表示所述改性添加剂，所述介质滤波器的材料的介电常数为7～8。
8.一种制备介质块的方法，其特征在于，所述方法用于制备如权利要求1-7任意一项所述的介质块，所述方法包括：
提供对应氧化锌、二氧化硅和氧化镁的原材料；
添加有机溶剂和磨球并进行一次球磨；
将所述一次球磨得到的料浆烘干，并通过煅烧得到陶瓷体；
粉碎所述陶瓷体，添加有机溶剂和磨球并进行二次球磨；
将所述二次球磨得到的料浆烘干；
将得到的粉体与粘结剂混合成浆料进行造粒；
在与所述介质块的形状匹配的模具中干压成型；以及
去除粘结剂并再次烧结，以得到所述介质块。
9.一种制备介质滤波器的方法，其特征在于，所述方法用于制备如权利要求1-7任意一项所述的介质滤波器，所述方法包括：
提供一介质块，所述介质块为通过如权利要求8所述的方法所制备的介质块；
在所述介质块的表面上覆盖金属层，以得到所述介质滤波器。
10.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括天线及如权利要求1-7任意一项所述的介质滤波器，所述天线与所述介质滤波器耦接。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2018126018 | 2018-12-31 | ||
| CNPCT/CN2018/126018 | 2018-12-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111384503A true CN111384503A (zh) | 2020-07-07 |
Family
ID=71221292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910217122.9A Pending CN111384503A (zh) | 2018-12-31 | 2019-03-21 | 介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111384503A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1292785C (en) * | 1988-06-08 | 1991-12-03 | Kawthar A. Zaki | Dual mode dielectric resonator filters without iris |
| CN103351160A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-16 | 合肥师范学院 | 微波介质陶瓷及其制备方法 |
| CN103972621A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-08-06 | 深圳三星通信技术研究有限公司 | 一种混合介质波导滤波器 |
| CN105244571A (zh) * | 2015-09-17 | 2016-01-13 | 深圳三星通信技术研究有限公司 | 一种介质波导滤波器 |
| CN105622093A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-01 | 深圳市大富科技股份有限公司 | 陶瓷材料及其制备方法、谐振器、滤波器及射频拉远设备 |
-
2019
- 2019-03-21 CN CN201910217122.9A patent/CN111384503A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1292785C (en) * | 1988-06-08 | 1991-12-03 | Kawthar A. Zaki | Dual mode dielectric resonator filters without iris |
| CN103351160A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-16 | 合肥师范学院 | 微波介质陶瓷及其制备方法 |
| CN103972621A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-08-06 | 深圳三星通信技术研究有限公司 | 一种混合介质波导滤波器 |
| CN105244571A (zh) * | 2015-09-17 | 2016-01-13 | 深圳三星通信技术研究有限公司 | 一种介质波导滤波器 |
| CN105622093A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-01 | 深圳市大富科技股份有限公司 | 陶瓷材料及其制备方法、谐振器、滤波器及射频拉远设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111384555A (zh) | 介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法 | |
| CN111377710A (zh) | 微波介质陶瓷材料和介质陶瓷块的制备方法 | |
| CN111384507A (zh) | 一种介质滤波器、通信设备、介质谐振器及制备方法 | |
| CN111377708A (zh) | 微波介质陶瓷材料和介质陶瓷块的制备方法 | |
| CN111384503A (zh) | 介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法 | |
| CN111384570A (zh) | 一种介质滤波器、通信设备、介质谐振器及制备方法 | |
| CN111384502A (zh) | 介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法 | |
| CN111384504A (zh) | 介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法 | |
| CN111384522A (zh) | 介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法 | |
| CN111384529A (zh) | 一种介质滤波器、制备介质滤波器的方法及通信设备 | |
| CN111384513A (zh) | 一种滤波器、通信设备、制备介质块及滤波器的方法 | |
| CN111384508A (zh) | 介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法 | |
| CN111384560A (zh) | 介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法 | |
| CN111384501A (zh) | 一种介质滤波器、制备介质滤波器的方法及通信设备 | |
| CN111377711A (zh) | 微波介质陶瓷材料、介质陶瓷块和微波通信设备 | |
| CN105294103A (zh) | 一种钒基温度稳定型微波介质陶瓷及其制备方法 | |
| CN111384562A (zh) | 介质谐振器、介质滤波器、通信设备及制备介质块的方法 | |
| CN111384574A (zh) | 一种介质滤波器、通信设备、介质谐振器及其制备方法 | |
| CN111384517A (zh) | 一种介质滤波器、通信设备、介质谐振器及制备方法 | |
| CN111384556A (zh) | 介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法 | |
| CN111384509A (zh) | 一种介质滤波器、通信设备、介质谐振器及制备方法 | |
| CN111384575A (zh) | 一种介质滤波器、通信设备、介质谐振器及其制备方法 | |
| CN111384521A (zh) | 一种介质滤波器、通信设备、介质谐振器及其制备方法 | |
| CN111384511A (zh) | 一种介质滤波器、通信设备、介质谐振器及其制备方法 | |
| CN111377732A (zh) | 一种滤波器、通信设备、制备介质块及滤波器的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200707 |