CN111384560A - 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

Abstract

本申请公开了一种介质滤波器、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：第一介质谐振器，至少包括第一介质块；第二介质谐振器，至少包括第二介质块；介质耦合板，设置在第一介质块与第二介质块之间，且与第一介质块及第二介质块连接，介质耦合板用于实现第一介质谐振器和第二介质谐振器之间的耦合；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。本申请实施例能够提高介质滤波器的电磁信号耦合效果，减少干扰，能够优化其性能；且其具有低介电常数、低损耗和近零的温度系数，因此，本申请实施例介质滤波器具有改善的微波介电性能。

Description

介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种应用于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。

本申请的发明人在长期的研发工作中发现，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。现有的介质滤波器为实现相邻设置的介质谐振器之间的耦合，通常在对介质谐振器表面进行金属化时通过钢网披银等工艺在介质谐振器的表面形成窗口(即未被金属化，露出介质本体的部分)，通过该窗口实现相邻设置的介质谐振器之间的耦合，但该窗口内包含有空气，与介质谐振器的介质本体的介电常数等性能存在很大差别，导致通过该窗口的耦合受到影响，耦合效果不佳。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种介质滤波器、通信设备、制备介质块及介质滤波器的方法，以解决上述问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一技术方案是：提供一种介质滤波器，该介质滤波器包括：第一介质谐振器，至少包括第一介质块；第二介质谐振器，至少包括第二介质块；介质耦合板，设置在第一介质块与第二介质块之间，且与第一介质块及第二介质块连接，介质耦合板用于实现第一介质谐振器和第二介质谐振器之间的耦合；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。

为解决上述技术问题，本申请采用的一技术方案是：提供一种制备介质块的方法，该方法用于制备上述的第一介质块、第二介质块或介质耦合板，该方法包括：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；将一次球磨得到的料浆烘干，并通过煅烧得到陶瓷体；粉碎陶瓷体，添加有机溶剂和磨球并进行二次球磨；将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；在与第一介质块、第二介质块或介质耦合板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，以得到第一介质块、第二介质块或介质耦合板。

为解决上述技术问题，本申请采用的一技术方案是：提供一种制备介质滤波器的方法，该方法用于制备上述的介质滤波器，该方法包括：提供第一介质块、第二介质块及介质耦合板，第一介质块、第二介质块及介质耦合板均通过上述的方法所制备；在第一介质块、第二介质块及介质耦合板的表面上覆盖金属层，以得到介质滤波器。

为解决上述技术问题，本申请采用的一技术方案是：提供一种通信设备，该通信设备包括上述的介质滤波器及天线，介质滤波器与天线耦接，介质滤波器用于对天线的收发信号进行过滤。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请实施例通过在第一介质谐振器及第二介质谐振器之间设置介质耦合板，以实现第一介质谐振器及第二介质谐振器之间的耦合，因介质耦合板与谐振器的介质块的介电常数相同或者相近，能够改善传统的通过空气窗口耦合效果不佳的问题，因此，本申请实施例能够提高介质滤波器的电磁信号耦合效果，减少干扰，能够优化其性能；此外，介质滤波器的材料主要由氧化锌、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，本申请实施例介质滤波器具有改善的微波介电性能。

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是本申请介质滤波器第一实施例的结构示意图；

图2是图1实施例介质滤波器沿AA的截面示意图；

图3是本申请介质滤波器第二实施例的结构示意图；

图4是图3实施例介质滤波器沿BB的截面示意图；

图5是本申请介质滤波器第三实施例的结构示意图；

图6是图5实施例介质滤波器中介质耦合板的结构示意图；

图7是本申请介质滤波器中介质耦合板第二实施例的结构示意图；

图8是本申请介质滤波器中介质耦合板第三实施例的结构示意图；

图9是本申请介质滤波器中介质耦合板第四实施例的结构示意图；

图10是本申请介质滤波器第四实施例的构示意图；

图11是本申请介质块的制备方法一实施例的流程示意图；

图12是本申请介质滤波器的制备方法一实施例的流程示意图；

图13是本申请通信设备一实施例的结构示意图；

图14是本申请介质滤波器的材料的微波介电性能的测试结果。

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。

本申请介质滤波器及通信设备可以用于5G通信系统。

介质滤波器因其谐振腔采用高介电常数的陶瓷等材料填充制备，能够产生微波波长压缩效应，可以大幅度压缩谐振腔的有效尺寸，使介质滤波器的整体尺寸小型化，同时因陶瓷等材料易于模具成型，可以实现较低成本的批量化生产，故介质滤波器与5G微基站(Small Cells)、MIMO系统的技术需求高度匹配，已获得较高的关注度与相关通信场景的市场应用。

本申请首先提出一种介质滤波器，如图1及图2所示，图1是本申请介质滤波器第一实施例的结构示意图；图2是图1实施例介质滤波器沿AA的截面示意图。本实施例介质滤波器101包括：第一介质谐振器102、第二介质谐振器103及介质耦合板104，第一介质谐振器102至少包括第一介质块105，第二介质谐振器103至少包括第二介质块106；其中，介质耦合板104设置在第一介质块105与第二介质块106之间，且与第一介质块105及第二介质块106连接，介质耦合板104用于实现第一介质谐振器102和第二介质谐振器103之间的耦合。

其中，本实施例的第一介质块105、第二介质块106及介质耦合板104可以采用同一种介质材料，该介质材料可以是陶瓷材料。在其它实施例中，介质块及介质耦合板的材料为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，且不限定介质块与介质耦合板的材料是否相同。

区别于现有技术，本实施例的第一介质谐振器102及第二介质谐振器103之间通过介质耦合板104实现耦合，与传统的空气窗口相比，因介质耦合板与谐振器的介质块的介电常数相同或者相近，能够改善传统的通过空气窗口耦合效果不佳的问题，因此，能够提高介质滤波器101的电磁信号耦合效果，减少干扰，能够优化其性能。

可选地，本实施例的第一介质谐振器102进一步包括覆盖在第一介质块105表面的第一金属层107，第二介质谐振器103进一步包括覆盖在第二介质块106表面的第二金属层108；第一金属层107开设有第一开孔201，第二金属层108开设有第二开孔202，第一开孔201与第二开孔202形成窗口，介质耦合板104设置在该窗口中。

其中，上述金属层的材料可以是银、铜、铝、钛、锡或金等。

其中，本实施例可以采用特定的模具形成第一介质块105、第二介质块106、介质耦合板104，然后采用电镀、喷浆或焊接等方式分别在第一介质块105的表面覆盖第一金属层107及第二介质块106的表面覆盖第二金属层108。

其中，本实施例可以采用钢网披银工艺在第一金属层107上形成第一开孔201及在第二金属层108上形成第二开孔202。

第一金属层105用于将电磁场限制在第一介质块105内，能够防止电磁信号泄露，以在第一介质块105内形成驻波振荡信号；第二金属层108用于将电磁场限制在第二介质块106内，能够防止电磁信号泄露，以在第二介质块106内形成驻波振荡信号。

本实施例的介质耦合板104的厚度等于或稍大于第一金属层107的厚度与第二金属层108的厚度之和，以使介质耦合板104填充在有第一开孔201与第二开孔202形成的窗口中时，介质耦合板104分别与第一介质块105及第二介质块106连接；位于介质耦合板104周边的第一金属层107与第二金属层108可以通过焊接工艺连接固定，以将第一介质谐振器102与第二介质谐振器103连接固定。当然，在其它实施例中，也可以通过其他工艺方式，例如导电胶相连，或通过其他夹具进行夹紧等工艺将第一介质谐振器与第二介质谐振器进行固定。

在另一实施例中，如图3及图4所示，图3是本申请介质滤波器第二实施例的结构示意图；图4是图3实施例介质滤波器沿BB的截面示意图。本实施例介质滤波器301与上述介质滤波器101的区别在于：本实施例的介质耦合板302的厚度相对于第一金属层303的厚度和第二金属层304的厚度之和较大，本实施例可以在介质耦合板302与第一介质块305及第二介质块306连接后，进一步在介质耦合板302的表面覆盖金属层307，然后通过焊接工艺将金属层307与第一金属层303及第二金属层304连接。

金属层307用于将电磁场限制在介质耦合板302内，能够防止电磁信号泄露，以在介质耦合板302内形成驻波振荡信号。

在上述形成窗口的钢网披银工艺及将介质块与介质耦合板进行拼接工艺中，会存在定位不准、二次烧结等问题，为解决上述问题，本申请进一步提出第三实施例的介质滤波器，如图5所示，本实施例介质滤波器501与上述介质滤波器的区别在于：本实施例的介质耦合板502、第一介质块503及第二介质块504一次烧结成型。

具体地，本实施例可以采用特定的模具形成介质耦合板502、第一介质块503及第二介质块504，并将介质耦合板502、第一介质块503及第二介质块504一次烧结成型，然后在烧结成型后的介质耦合板502、第一介质块503及第二介质块504上统一覆盖金属层505。

当然，在其它实施例中，在形成介质本体后，可以通过挖槽或者蚀刻等工艺在介质本体上形成凹槽，以通过凹槽将介质本体间隔形成介质块及介质耦合板，然后一次烧结成型。

区别于现有技术，本实施例的介质耦合板502、第一介质块503及第二介质块504采用一体烧结成型，能够改善现有介质滤波器烧结成型工艺中钢网披银、夹具高精度定位拼接、二次高烧结等复杂繁琐工艺带来的弊端，能够提高生产效率，节约成本，便于量产。

其中，本实施例的介质耦合板502设置于第一介质块503及第二介质块504之间的间隙内。具体地，介质耦合板502靠近该间隙的一侧边设置。当然，在其它实施例中，介质耦合板还可以设置在该间隙的正中间位置，也可以根据实际情况对其进行上移、下移、左移或右移。

其中，本实施例的第一介质块503及第二介质块504为立方形状。立方形状能够简化工艺，便于加工、组合。当然，在其它实施例中，第一介质块及第二介质块还可以是其它常见的形状，如圆柱形、梯形等。

可选地，本实施例的第一介质块503的表面还设置有第一调节件506，第一调节件506为盲孔506，其内覆盖有金属层505，以避免电磁信号从盲孔506中泄露。本实施例可以通过对盲孔506内的金属层505的打磨或者增厚来调节与第一介质块503对应的第一介质谐振器的谐振频率，从而实现对介质滤波器501的谐振频率的调节。

本实施例的第二介质块504的表面还设置有第二调节件507，第二调节件507为盲孔507，其内覆盖有金属层505，以避免电磁信号从盲孔507中泄露。本实施例可以通过对盲孔507内的金属层505的打磨或者增厚来调节与第二介质块504对应的第二介质谐振器的谐振频率，从而实现对介质滤波器501的谐振频率的调节。

在另一实施例中，可以在盲孔中设置调节螺杆，通过调节调节螺杆在盲孔中的深度来调节介质谐振器及介质滤波器的谐振频率。该盲孔内不设置金属层，或者在盲孔靠近介质块表面的一端设置金属层，在另一端不设置金属层，具体不做限定。

进一步地，为提高谐振频率的调节精度，还可以在一个介质本体上设置多个盲孔，每个盲孔的尺寸数据不同。

本实施例的介质耦合板502的表面还设置第三调节件508，第三调节件508为耦合孔508，以调节第一介质谐振器与第二介质谐振器之间的耦合强度，或者实现第一介质谐振器与第二介质谐振器之间的交叉耦合，实现传输零点，调介质滤波器的带外抑制等性能。当然，在其它实施例中，耦合孔中也可以设置调节螺杆，与上述调节螺杆类似，这里不赘述。

需要注意的是，本申请实施例不限定介质滤波器中介质谐振器数量、同一介质谐振器上盲孔数量、介质耦合板上耦合孔的数量，也不限定不同介质谐振器上盲孔的数量是否相同，不限定不同介质耦合板上耦合孔的数量是否相同。

本申请实施例的介质耦合板可以横向或纵向设置于第一介质块与第二介质块之间。

其中，本实施例的介质耦合板502为方形，以实现第一介质谐振器与第二介质谐振器之间的正耦合。当然，也可以根据实际需要设置介质耦合板的结构样式，例如：设置与下述介质耦合板相同或相似的结构。

在其它实施例中，为实现第一介质谐振器与第二介质谐振器之间的负耦合，介质耦合板在平行于第一介质块和第二介质块之间间隙的平面内的延伸长度大于介质滤波器工作频率的半波长，用于使与第一介质块对应的第一介质谐振器及与第二介质块对应的第二介质谐振器之间的耦合极性反转。

具体地，本申请实施例的介质耦合板至少包括：第一介质部和第二介质部，其中，第二介质部自第一介质部的端部延伸设置，第一介质部和第二介质部互成角度范围为0-90度。

在一实施例中，如图6所示，图6是图5实施例介质滤波器中介质耦合板的结构示意图。介质耦合板502平行于第一介质块503和第二介质块504之间间隙的截面形状呈弓形。具体地，本实施例的介质耦合板502进一步包括第一介质部601、自第一介质部601的端部延伸设置的第二介质部602、自第二介质部602的端部延伸设置的第三介质部603、自第三介质部603的端部延伸设置的第四介质部604以及依次按照第一介质部601、第二介质部602、第三介质部603以及第四介质部604的重复循环连接顺序所连接其中的有限次循环而形成的介质图案。具体地说，本实施例介质耦合板502包括：按上述全部循环顺序的两组介质图案和缺少第四介质部604的部分循环顺序的一组窗口图案依次相连的图案组合，形成第一介质部601、第二介质部602、第三介质部6034、第四介质部604、第一介质部601、第二介质部602、第三介质部603、第四介质部604、第一介质部601、第二介质部602及第三介质部603依次相连的介质图案。

本实施例中，第一介质部601、第二介质部602、第三介质部603以及第四介质部604的宽度可以设为相同，也可以设为不相同。其中，相连的两介质部设为垂直，以此类推，最终形成呈弓形的介质图案。

其中，弓形的介质图案中各介质部的长度之和大于介质滤波器工作频率的半波长，使第一介质谐振器与第二介质谐振器之间的耦合极性反转，产生负的耦合，实现传输零点，提高带外抑制等性能。

多个介质部可以通过模具形成后烧结成型，也可以通过多个介质部拼接形成后烧结成型，具体不做限定。

可以理解的是，上述介质部的宽度设置越宽，第一介质谐振器及第二介质谐振器之间的负耦合强度就越强。当然，不同介质部之间的宽度也可以设为不同，并不影响整体呈弓形介质部结构的介质总长度超过半波长方案的实质，仍能使第一介质谐振器及第二介质谐振器之间的耦合极性反转。

进一步地，在第一介质谐振器上设置有一个输入端口，用于输入射频能量；在第二介质谐振器上设置有一个输出端口，用于将射频能量传送出去。

综上所述，通过改变介质耦合板的结构形式使耦合极性反转的方案在结构上更为简单，耦合强弱可以通过各个介质部的长度和线宽的变化对耦合量进行控制，生产性高，成本也较低。

在另一实施例中，如图7所示，介质耦合板701包括第一介质部702及第二介质部703，第一介质部702的延伸方向与介质块的上下表面可以呈任意角度，第二介质部703连接在第一介质部702的端部，第一介质部702及第二介质部703互成角度的取值范围区间为(0，90°)，该角度可以是15°、30°、45°或60°等，使介质耦合板701呈V形。

在另一实施例中，第一介质部的延伸方向还可以与介质块的上下表面垂直，第二介质部连接在第一介质部的端部，第一介质部及第二介质部互成角度的为90°，使介质耦合板呈L形。

在另一实施例中，介质耦合板还可以由多个介质耦合板701首尾相接组成，使介质耦合板呈W形等。

在另一实施例中，如图8所示，介质耦合板801包括第一介质部802及第二介质部803，第一介质部802的延伸方向与介质块的上下表面平行，第二介质部803自在第一介质部802的中部延伸设置，第一介质部802及第二介质部803互成角度为90°，使介质耦合板801呈T形。

在另一实施例中，如图9所示，介质耦合板901可以仅包含第一介质部902，第一介质部902呈弧形设置，如C形。

在其它实施例中，介质耦合板还可以呈其它形状，如U形，N形等，这里不一一介绍。

本申请实施例的介质耦合板可以包括一个、两个或两个以上的介质部，以形成各种形状。

本申请进一步提出第四实施例的介质滤波器，如图10所示，本实施例介质滤波器1001与上述介质滤波器的区别在于：本实施例的第一介质谐振器1002及第二介质谐振器1003均为多模介质谐振器，介质耦合板1004与第一介质谐振器1002的第一介质块和/或第二介质谐振器1003的第二介质块进行可旋转式连接，用于调节第一介质谐振器1002和第二介质谐振器1003之间的谐振模式。

进一步地，介质滤波器1001进一步包括介质轴1005，第一介质谐振器1002及第二介质谐振器1003可以通过介质轴1005与介质耦合板1004进行旋转连接。

在将第一介质谐振器1002或第二介质谐振器1003相对介质耦合板1004进行旋转时，可以改变介质耦合板1004相对于第一介质谐振器1002或第二介质谐振器1003的三维尺寸，进而可以调节通过介质耦合板1004传输的谐振模式。

区别于现有技术，本实施例能够调节介质耦合板1004相对于第一介质谐振器1002和/或相对于第二介质谐振器1003的三维尺寸，以调节第一介质谐振器1002与第二介质谐振器1003通过介质耦合板1004传输的谐振模式。因此，能够增加介质滤波器1001输出的谐振模式，扩宽其频带，提高其应用范围。

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，得到图14中所示的测试结果。

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。

本申请进一步提供一种介质块的制备方法，上述实施例所揭示的第一介质块、第二介质块及介质耦合板均采用该介质块的制备方法制成，如图11所示，该制备方法包括以下步骤：

S1101：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陶瓷的组分对应，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％。

S1102：添加有机溶剂和磨球并进行一次球磨。

在步骤S1102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S1102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。

S1103：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。

S1104：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。

S1105：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)。

S1106：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)。

S1107：在与第一介质块、第二介质块或介质耦合板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第一介质块、第二介质块或介质耦合板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。

在其他实施例中，模具的形状还可以根据需要选取，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φ10×4.5mm的圆片，以方便测试。如需要使用该陶瓷粉料来制备介质陶瓷块，则可以使用与该陶瓷块的形状匹配的模具来进行干压成型。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。

S1108：去除粘结剂并再次烧结，以得到第一介质块、第二介质块或介质耦合板。

可选用适当的温度进行保温处理，从而将步骤S1106中引入的粘结剂去除，而后再次烧结从而最终得到所需的第一介质块、第二介质块或介质耦合板。具体地，本实施例中，可将成型后的材料在400-700℃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S1106中添加到材料中的粘结剂，并得到所需要的形状的第一介质块、第二介质块或介质耦合板。

本申请进一步提供第一实施例的介质滤波器的制备方法，上述实施例所揭示的介质滤波器采用该介质滤波器的制备方法制成，如图12所示，该制备方法包括以下步骤：

S1201：提供第一介质块、第二介质块及介质耦合板。

第一介质块、第二介质块及介质耦合板均通过上述制备介质块的方法所制备，即通过上述步骤S1101-S1108所制备的介质块。其中，第一介质块、第二介质块及介质耦合板的形状与介质滤波器的预设形状相同。

S1202：在第一介质块、第二介质块及介质耦合板的表面上覆盖金属层，以得到介质滤波器。

其中，第一介质块、第二介质块及介质耦合板可以通过焊接固定或者通过一次烧结成型，之后再在第一介质块、第二介质块及介质耦合板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。

本申请进一步提出一种通信设备，如图13所示，本实施例通信设备1301包括介质滤波器1303及天线1302，其中，介质滤波器1303与天线1302耦接，介质滤波器1303用于对天线1302的收发信号进行过滤。其中，本实施例的介质滤波器1303为上述实施例介质滤波器，其结构及工作原理这里不赘述。

该通信设备1301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。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器包括：

第一介质谐振器，至少包括第一介质块；

第二介质谐振器，至少包括第二介质块；

介质耦合板，设置在所述第一介质块与所述第二介质块之间，且与所述第一介质块及所述第二介质块连接，所述介质耦合板用于实现所述第一介质谐振器和所述第二介质谐振器之间的耦合；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，所述介质滤波器的材料还包括改性添加剂，所述改性添加剂所占摩尔百分比为0％～2％。

4.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述第一介质谐振器进一步包括覆盖在所述第一介质块表面的第一金属层，所述第二介质谐振器进一步包括覆盖在所述第二介质块表面的第二金属层；

所述第一金属层开设有第一开孔，所述第二金属层开设有第二开孔，所述第一开孔与所述第二开孔形成所述窗口，所述介质耦合板设置在所述窗口中。

5.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述介质耦合板、所述第一介质块及所述第二介质块一次烧结成型；

所述介质滤波器进一步包括金属层，覆盖在所述第一介质块、所述第二介质块及所述介质耦合板的表面。

6.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述介质耦合板在平行于所述第一介质块和所述第二介质块之间间隙的平面内的延伸长度大于所述介质滤波器工作频率的半波长，用于使所述第一介质谐振器及所述第二介质谐振器之间的耦合极性反转；

所述介质耦合板至少包括：第一介质部和自所述第一介质部的端部或中部延伸设置的第二介质部，所述第一介质部和所述第二介质部互成角度的范围为0-90度；

所述介质耦合板平行于所述第一介质块和所述第二介质块之间间隙的截面形状呈弓形或C形；

所述介质耦合板位于所述第一介质块与所述第二介质块之间间隙的中间位置。

7.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。

8.一种制备介质块的方法，其特征在于，所述方法用于制备权利要求1-7任意一项所述的第一介质块、第二介质块或介质耦合板，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；

在与所述第一介质块、所述第二介质块或所述介质耦合板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，以得到所述第一介质块、所述第二介质块或所述介质耦合板。

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：

提供第一介质块、第二介质块及介质耦合板，所述第一介质块、所述第二介质块及所述介质耦合板均通过权利要求8任意一项所述的方法所制备；

在所述第一介质块、所述第二介质块及所述介质耦合板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，所述通信设备包括权利要求1-7任一项所述的介质滤波器及天线，所述介质滤波器与所述天线耦接，所述介质滤波器用于对所述天线的收发信号进行过滤。

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