CN112787054A - 一种低损耗陶瓷介质滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种低损耗陶瓷介质滤波器，包括滤波器本体，所述滤波器本体上设置有第一通孔，所述第一通孔内设置有与所述第一通孔的形状适配的陶瓷体，所述陶瓷体的一端部设置有第一盲孔，所述滤波器本体与所述陶瓷体分别由第一粉体材料和第二粉体材料制成，所述第一粉体材料与所述第二粉体材料组分不同，所述介质滤波器的表面经过金属化处理。本发明在同一陶瓷滤波器上应用不同的材料，获得了更低的能耗和更好的效果。

Description

一种低损耗陶瓷介质滤波器
技术领域
本发明涉及陶瓷滤波器领域，特别涉及一种低损耗陶瓷介质滤波器。
背景技术
随着通信技术的不断发展，基站设备的小型化要求越来越高，滤波器的小型化也同样重要，传统的金属滤波器已经难以满足当前小型化的要求，陶瓷波导滤波器有着良好的性能以及体积小，重量轻的优点，特别在5G通信中有着广泛的应用，当前5G通信技术中能耗是一个壁垒，所以市场对低损耗的滤波器是迫切需求的，但是现有技术中的陶瓷滤波器在能耗以及其它性能上不够令人满意。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明提供一种低损耗陶瓷介质滤波器，能耗大大降低。具体技术方案如下：
本发明提供了一种低损耗陶瓷介质滤波器，所述介质滤波器包括滤波器本体，所述滤波器本体上设置有第一通孔，所述第一通孔内设置有与所述第一通孔的形状适配的陶瓷体，所述陶瓷体的一端部设置有第一盲孔，所述滤波器本体与所述陶瓷体分别由第一粉体材料和第二粉体材料制成，所述第一粉体材料与所述第二粉体材料组分不同，所述介质滤波器的表面经过金属化处理。
进一步地，所述第一粉体材料和所述第二粉体材料在介电常数上不同。
进一步地，所述介质滤波器为一体成型设置。
进一步地，所述陶瓷体的另一端部设置有第二盲孔，所述第二盲孔的大小和形状与所述第一盲孔的大小和形状相同。
进一步地，所述陶瓷体的另一端部设置有第二盲孔，所述第二盲孔与所述第一盲孔在形状和大小中的至少一个上不同。
进一步地，所述滤波器本体上设置有一个或多个所述第一通孔。
进一步地，所述滤波器本体上设置有一个或多个第三盲孔。
进一步地，所述滤波器本体上设置有一个或多个通槽。
进一步地，所述滤波器本体上设置有一个或多个第二通孔。
进一步地，所述第一粉体材料的介电常数为10～25，所述第二粉体材料的介电常数为30～65。
本发明的技术方案带来的有益效果包括：
a.陶瓷介质滤波器的能耗大大降低；
b.陶瓷介质滤波器的温漂减少，性能更加稳定；
c.陶磁介质滤波器所必需的体积减小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的低损耗陶瓷介质滤波器的示意图；
图2是本发明实施例提供的低损耗陶瓷介质滤波器的局部示意图；
图3是现有技术的一种陶瓷滤波器的示意图；
图4是现有技术的另一种陶瓷滤波器的示意图；
图5是本发明实施例提供的低损耗陶瓷介质滤波器的第一仿真参数示意图；
图6是本发明实施例提供的低损耗陶瓷介质滤波器的第二仿真参数示意图；
图7是现有技术的一种陶瓷滤波器的第一仿真参数示意图；
图8是现有技术的一种陶瓷滤波器的第二仿真参数示意图；
图9是现有技术的另一种陶瓷滤波器的第一仿真参数示意图；
图10是现有技术的另一种陶瓷滤波器的第二仿真参数示意图。
其中，附图标记如下：1-滤波器本体，11-第一通孔，12-第三盲孔，13-通槽，2-陶瓷体，21-第一盲孔，22-第二盲孔，3-介电常数为20的粉末瓷体，4-频率调试盲孔，5-介电常数为45的粉末瓷体，6-调试盲孔。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，更清楚地了解本发明的目的、技术方案及其优点，以下结合具体实施例并参照附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。除此，本发明的说明书和权利要求书中的术语“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、装置、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。
在本发明的一个实施例中，参见图1-图2，提供了一种低损耗陶瓷介质滤波器，所述介质滤波器包括滤波器本体1，所述滤波器本体1上设置有第一通孔11，所述第一通孔11内设置有与所述第一通孔11的形状适配的陶瓷体2，所述陶瓷体2的一端部设置有第一盲孔21，所述滤波器本体1与所述陶瓷体2分别由第一粉体材料和第二粉体材料制成，所述第一粉体材料与所述第二粉体材料组分不同，所述介质滤波器的表面经过金属化处理。
上述的“组分不同”，至少包含以下几种含义：成分不同；成分相同但各个成分的比例不同；成分、比例都相同，但各个成分经过的预处理方式不同从而使得同样的成分具有不同性能。重要的是，第一粉体材料与第二粉体材料的性能参数不同，具体表现为所述第一粉体材料和所述第二粉体材料在介电常数、温漂系数和品质因数中的至少一个上不同，也可以为其它性能参数的不同，但一般都表现为介电常数的不同。
在本发明的一个实施例中，所述介质滤波器为一体成型设置，即，陶瓷体2与滤波器本体1的接触面上没有经过金属化处理，因为这不是介质滤波器的表面，但是第一盲孔21的内表面经过金属化处理，因为这属于介质滤波器的表面。陶瓷体2与第一通孔11紧紧契合，整个介质滤波器一体烧结成型。
在本发明的一个实施例中，所述陶瓷体2的另一端部设置有第二盲孔22，所述第二盲孔22的大小和形状与所述第一盲孔21的大小和形状相同。
在本发明的一个实施例中，所述陶瓷体2的另一端部设置有第二盲孔22，所述第二盲孔22与所述第一盲孔21在形状和大小中的至少一个上不同。
在本发明的一个实施例中，所述滤波器本体上设置有一个或多个所述第一通孔11，所述第一通孔11中可以设置相适配的陶瓷体2，也可以不设置；第一通孔11的分布可以是对称的，也可以是不对称的，以满足介质滤波器在实际应用中的多个需求。
在本发明的一个实施例中，所述滤波器本体1上设置有一个或多个第三盲孔12，以满足介质滤波器在实际应用中的需求。
在本发明的一个实施例中，所述滤波器本体1上设置有一个或多个通槽3，以满足介质滤波器在实际应用中的需求。所述滤波器本体上也可以设置有一个或多个盲槽。
在本发明的一个实施例中，所述滤波器本体1上设置有一个或多个第二通孔，以满足介质滤波器在实际应用中的需求。
在本发明的一个实施例中，所述第一粉体材料的介电常数为15～25，所述第二粉体材料的介电常数为40～50。
下面将本发明实施例提供的一种介质滤波器的性能参数与现有技术的两种滤波器的性能参数作对比。
图2为本发明提供的一种介质滤波器(局部)，其滤波器本体1的粉体材料的介电常数为20，陶瓷体2的粉体材料的介电常数为45，陶瓷体2上开设有频率调试盲孔，瓷体表面都金属化，两种不同粉体形成的瓷体通过烧结后形成一个整体，其性能的仿真参数如图5和图6所示，通过软件仿真得到得Qu值为1612，频率为3.6GHz；
图3为现有技术的一种介质滤波器(局部)，其滤波器本体(粉末瓷体3)的粉体材料的介电常数为20，其上开有频率调试盲孔4，瓷体表面金属化，其性能的仿真参数如图7和图8所示，通过软件仿真得到得Qu值为1315，频率为3.6GHz；
图4为现有技术的另一种介质滤波器(局部)，其滤波器本体(粉末瓷体5)的粉体材料的介电常数为45，其上开有频率调试盲孔6，瓷体表面金属化，其性能的仿真参数如图9和图10所示，通过软件仿真得到得Qu值为1617，频率为3.6GHz。
Qu值越高，相应滤波器的损耗值越小，产品性能越优越，Qu值与滤波器损耗的对应关系如下：
Figure BDA0002886899800000051
B0代表产品损耗值，当Qu值越大时，B0值越小，表示产品损耗越低。
以上三种方式的仿真单腔尺寸都是一致的，两种粉末混合型的单腔仿真Q值与介电常数45的粉末相比较为接近，但是由于介电常数45的粉末介电常数较高，单腔的二次谐波频率出现的较早，对产品的远端带外抑制影响较大，另外增加产品Q值另外一个途径为加大产品尺寸，当产品尺寸增加以后，产品的频率也相应变低，由于粉末介电常数越高，对应频率越低，所以产品尺寸加大后，会导致产品无法增加调试频率盲孔，最终会导致产品无法满足生产工艺要求，相比粉末混合型的可以在保证产品Q值的情况下，还能满足生产工艺要求。频率与产品尺寸以及介电常数相对应关系如下：
Figure BDA0002886899800000052
公式中a为产品的尺寸，ε为产品材料的介电常数，可以看出当产品尺寸固定时，介电常数值越大，产品相应频率越低。
本发明的技术方案主要体现了在两种不同粉体的材料的混合使用的一种方法，粉体材料的介电常数是可以依据需求变换和搭配的。
在陶瓷滤波导滤波器领域中，当前主流的设计方法是同一产品用一种陶瓷粉末材料，本发明是在同一陶瓷体上用不同粉体材料(陶瓷粉料的区别在于不同粉末材料的介电常数，温漂以及Qf值有差异)，在同一瓷体上用不同陶瓷粉末下可以有效的提高产品的性能，主要体现在降低损耗，减少温漂，缩小产品体积。尤其是，本发明在减低陶瓷滤波器损耗上有着明显的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低损耗陶瓷介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器包括滤波器本体(1)，所述滤波器本体(1)上设置有第一通孔(11)，所述第一通孔(11)内设置有与所述第一通孔(11)的形状适配的陶瓷体(2)，所述陶瓷体(2)的一端部设置有第一盲孔(21)，所述滤波器本体(1)与所述陶瓷体(2)分别由第一粉体材料和第二粉体材料制成，所述第一粉体材料与所述第二粉体材料组分不同，所述介质滤波器的表面经过金属化处理。
2.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述第一粉体材料的介电常数和所述第二粉体材料的介电常数不同。
3.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述介质滤波器为一体成型设置。
4.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述陶瓷体(2)的另一端部设置有第二盲孔(22)，所述第二盲孔(22)的大小和形状与所述第一盲孔(21)的大小和形状相同。
5.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述陶瓷体(2)的另一端部设置有第二盲孔(22)，所述第二盲孔(22)与所述第一盲孔(21)在形状和大小中的至少一个上不同。
6.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述滤波器本体(1)上设置有一个或多个所述第一通孔(11)。
7.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述滤波器本体(1)上设置有一个或多个第三盲孔(12)。
8.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述滤波器本体(1)上设置有一个或多个通槽(13)。
9.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述滤波器本体(1)上设置有一个或多个第二通孔。
10.如权利要求1或2所述的介质滤波器，其特征在于，所述第一粉体材料的介电常数为10～25，所述第二粉体材料的介电常数为30～65。
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