CN113036324A - 一种介质滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种介质滤波器，该介质滤波器包括：介质体，其具有一开放面、一短路面、一顶面、一底面以及二侧面，所述开放面上形成镂空区域A，该底面上左右两侧分别设有两个镂空区域B，该两个镂空区域B分别延伸至所述的开放面上；N+4个贯通孔；输入电极和输出电极，其一端分别设置在该两个镂空区域B处，其另一端延伸至开放面上呈L形且分别与开放面上的金属层相连。

Description

一种介质滤波器

技术领域

本发明涉及一种介质滤波器。

背景技术

通常，介质滤波器由陶瓷材料制成的介质块与贯穿于介质块的多个同轴谐振腔构成。介质滤波器要求通带内最小插入损耗和通带外最小的衰减比。传统介质滤波器的实现插损小一方面使谐振腔孔径变大，另一方面满足通带外抑制的情况下，谐振腔的数量使用不宜多。当下客户系统在器件选型上要求封装一致，这样就出现了在设计介质滤波器时会采用同一个介质块来设计不同电性能指标的产品，这样会出现损失通带内的插入损耗，无法兼顾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种介质滤波器，介质体，其具有一开放面、一短路面、一顶面、一底面以及二侧面，所述开放面上形成镂空区域A，该底面上左右两侧分别设有两个镂空区域B，该两个镂空区域B分别延伸至所述的开放面上；

N+4个贯通孔，其中N为不小于1的自然数，其自左至右间隔贯穿该介质体设置，所述的贯通孔一端位于所述的开放面上，另一端位于所述的短路面上，所述多个贯通孔内壁具有金属层，所述N+4个贯通孔包括自左侧至右侧依次排列的第一贯通孔、第二贯通孔、N个中间贯通孔、倒数第二个贯通孔以及倒数第一个贯通孔；

接地金属层，其设置在顶面、底面、二侧面以及所述的开放面与短路面在镂空区域A和镂空区域B以外的区域上，其中，设于该短路面上的接地金属层与贯通孔内壁的金属层电性连接形成短路端，贯通孔与开放面电性连接形成开放端；

所述的镂空区域A包括围绕第一贯通孔和第二贯通孔的首位子边框区、围绕倒数第二个贯通孔以及倒数第一个贯通孔的末位子边框区以及分别围绕中间贯通孔的中间子边框区，首位子边框区、中间子边框区以及末位子边框区彼此之间形成间隔；

两个镂空区域B分别延伸至开放面上且其分别与镂空区域A的首位子边框区和末位子边框区相连；

输入电极和输出电极，其一端分别设置在该两个镂空区域B处，其另一端延伸至开放面上并与开放面上的金属层相连。

在一些实施方式中，所述贯通孔的数量为七个，包括第一贯通孔、第二贯通孔、第三贯通孔、第四贯通孔、第五贯通孔、第六贯通孔以及第七贯通孔。

在一些实施方式中，所述的首位子边框区围绕第一贯通孔和第二贯通孔设置以构成第一谐振器、三个中间子边框区分别围绕三个中间贯通孔设置以分别构成第二谐振器、第三谐振器以及第四谐振器，末位子边框区围绕倒数第二个贯通孔与倒数第一个贯通孔以构成第五谐振器。

在一些实施方式中，所述的首位子边框区与第二子边框区之间、第二子边框区与第三子边框区之间、第四子边框区与末位子边框区之间分别形成第一纵向金属直线段、第二纵向金属直线段以及第三纵向金属直线段以使得第一谐振器与第二谐振器、第二谐振器与第三谐振器、第四谐振器和第五谐振器之间形成电感耦合；第三子边框区与第四子边框区之间形成镂空段以使得三谐振器与第四谐振器形成电容耦合。

在一些实施方式中，第一贯通孔、第二贯通孔、第三贯通孔、第四贯通孔、第五贯通孔、第六贯通孔以及第七贯通孔在介质体上等高平行排布。

在一些实施方式中，所述的第一纵向金属直线段以及第三纵向金属直线段距离等同，并相对于位于中间的第三贯通孔左右对称。

在一些实施方式中，所述开放面上形成由镂空区域A和金属层构成开放端面图案，

该金属层包括第一金属块、第二金属块、第三金属块、第四金属块、第五金属块和第一金属边线、第一纵向金属直线段、第二纵向金属直线段以及第三纵向金属直线段，第一金属边线设于该开放面与其相邻的二侧面、顶面以及底面的交接处，分别与左侧面、右侧面、底面、顶面相连接；

第一金属线段设置在开放面首位子边框区的下侧，第二金属线段设置在开放面N个中间子边框区的下侧，第三金属线段设置在开放面末位子边框区的下侧；

第一金属块形成于所述的第一贯通孔、第二贯通孔的周侧，第二金属块形成于所述的第三贯通孔周侧，第三金属块形成于所述的第四贯通孔的周侧，第四金属块形成于所述的第五贯通孔的周侧，第五金属块形成于所述的第六贯通孔以及第七贯通孔的周侧。

在一些实施方式中，所述第一纵向金属直线段、第二纵向金属直线段以及第三纵向金属直线段为纵向延伸的直线段；

第一纵向金属直线段、第二纵向金属直线段以及第三纵向金属直线段328一端位于镂空区域A，另一端与第二金属线段相连。

在一些实施方式中，输入电极和输出电极一端分别设置在该两个镂空区域B处，其另一端延伸至开放面上呈L形且分别与第一金属线段与第三金属线段连接。

本发明在开放面上相邻的两个贯通孔电性连接，可以等效为一个谐振器，从而在所要求的通带内减小谐振腔级数所带来的插损偏大问题，进而使介质块标准封装下更具有通用性。

附图说明

图1、图2与图3为本发明提供的介质滤波器的结构示意图；

图4为本发明提供的介质滤波器的电路等效图；

图5为本发明提供的介质滤波器与传统设计方式量测曲线图对比。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“顶”、“底”“内”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。

请参阅图1-3，本发明实施方式提供一种介质滤波器，该介质滤波器包括介质体300、贯通孔、接地金属层、输入电极和输出电极；

介质体300是一个由陶瓷材料构成的一体式介质块，所述的介质体300具有一开放面301、一短路面302、一顶面304、一底面303以及二侧面305,306；所述开放面11上形成镂空区域A 319，该底面上左右两侧分别设有两个镂空区域B 316，317，该两个镂空区域B 120,121分别延伸至所述的开放面301上；

贯通孔数量为N+4，其中N为不小于1的自然数，其自左至右间隔贯穿该介质体设置，所述的贯通孔一端位于所述的开放面301上，另一端位于所述的短路面302上，所述多个贯通孔内壁具有金属层332以使得贯通孔形成谐振腔，所述N+4个贯通孔2包括自左侧至右侧依次排列的第一贯通孔、第二贯通孔、N个中间贯通孔、倒数第二个贯通孔以及倒数第一个贯通孔；在一些实施方式中，如图1与图2所示，所述贯通孔的数量为七个，包括第一贯通孔307、第二贯通孔308、第三贯通孔309、第四贯通孔310、第五贯通孔311、第六贯通孔312以及第七贯通孔313，该七个贯通孔大小相同，且平行、并列；每个谐振腔的金属层与短路面302的接地金属层电性连接；

其中，设于该短路面302上的接地金属层与贯通孔内壁的金属层332电性连接形成短路端，贯通孔与开放面电性连接形成开放端。

接地金属层3设置在顶面304、底面303以及二侧面305,306以及所述的开放面11与短路面12在镂空区域A 110和镂空区域B 120,121以外的区域上，该金属层用作屏蔽电极或接地的外部导体；即开放面和短路面上除了镂空区域A 110和镂空区域B 120，121，其他区域均涂覆有金属层，开放面301上由镂空区域A和金属层构成开放端面图案；

如图所示，所述的镂空区域A包括围绕第一贯通孔307和第二贯通孔308的首位子边框区、围绕倒数第二个贯通孔312以及倒数第一个贯通孔313的末位子边框区以及分别围绕中间贯孔309,310,311的中间子边框区。如图所示，所述的镂空区域A包括围绕第一贯通孔307和第二贯通孔308的首位子边框区、围绕倒数第二个贯通孔312以及倒数第一个贯通孔313的末位子边框区以及分别围绕中间贯孔309,310,311的中间子边框区；

具体地，该金属层包括多个金属块、第一金属边线、第一金属线段以及第二金属线段组成，第一金属边线318设于该开放面301与其相邻的二侧面305,306、顶面304以及底面303的交接处，是的开放面分别与左侧面305、右侧面306、底面303、顶面304相连接；第一金属线段329设置在开放面首位子边框区的下侧，第二金属线段331设置在开放面N个中间子边框区的下侧，第三金属线段330设置在开放面末位子边框区的下侧；第一金属块320形成于所述的第一贯通孔307、第二贯通孔308的周侧，第二金属块321形成于所述的第三贯通孔309周侧，第三金属块322形成于所述的第四贯通孔310的周侧，第四金属块323形成于所述的第五贯通孔311的周侧，第五金属块324形成于所述的第六贯通孔312以及第七贯通孔313的周侧；

这里需要说明的是，所述的“金属块”可以为任意形状，例如为矩形以及其他任意异性形状；所述的“边线”包括但不局限于直线、折线或者弧线；所述的的“线段”包括但不局限于直线段、折线段或者弧线段。

在一些实施方式中，首位子边框区与第二子边框区之间、第二子边框区与第三子边框区之间、第四子边框区与末位子边框区之间分别形成第一纵向金属直线段325、第二纵向金属直线段326以及第三纵向金属直线段328以使得第一谐振器与第二谐振器、第二谐振器与第三谐振器、第四谐振器和第五谐振器之间形成电感耦合；第三子边框区与第四子边框区之间形成有一镂空段327以使得三谐振器与第四谐振器形成电容耦合；第一纵向金属直线段325、第二纵向金属直线段326以及第三纵向金属直线段328一端位于镂空区域A319内，另一端与第二金属线段331电性连接；具体地，所述第一纵向金属直线段325、第二纵向金属直线段326以及第三纵向金属直线段为纵向延伸的直线段，其中第一纵向金属直线段、第二纵向金属直线段以及第三纵向金属直线段328一端位于镂空区域A，另一端与第二金属线段331相连。

其中，一个镂空区域B 316呈U形延伸至开放面301上且其两端分别与镂空区域A319的首位子边框区相连，另一个镂空区域B317延伸至开放面上且其两端分别与开放面上镂空区域A 319末位子边框区相连；

输入电极314和输出电极315，其一端分别设置在该两个镂空区域B 316，317处，其另一端延伸至开放面301上呈L形且分别与开放面上的金属层329,330相连，具体地，输入电极与第一金属线段329连接，输出电极与第三金属线段330连接；

其中，所述一排贯通孔数量为七个，实际等效谐振器数量为五个；第一谐振腔307和第二谐振腔308开路端面301上电性连接作为第一谐振器使用，第三谐振腔309作为第二谐振器使用，第四谐振腔310作为第三谐振器使用，第五谐振腔311作为第四谐振器使用，第六谐振腔和第七谐振腔短路连接作为第五谐振器使用；

在一些实施方式中，第一贯通孔307、第二贯通孔308、第三贯通孔309、第四贯通孔310、第五贯通孔311、第六贯通孔312以及第七贯通孔313在介质体上等高平行排布。

在一些实施方式中，所述的第一纵向金属直线段325以及第三纵向金属直线段328距离等同，并相对于位于中间的第三贯通孔左右对称。

所述输入电极314位于第一谐振腔307和第二谐振腔308对应的底面303上镂空区域B316内，信号输入电极314通过底面303镂空区域B 316、开放面301镂空区域A 319，将信号连接到作为谐振器的第一谐振腔307、第二谐振腔308上；同理，信号输出电极315通过第六谐振腔312和第七谐振腔313对应的底面303上镂空区域B 317内，这样信号输出电极315通过镂空区域B 317、镂空区域A319，将信号连接到作为同一谐振器的第六谐振腔312、第七谐振腔313上。

图4给出了介质滤波器的电路等效图，输入端IN代表信号输入电极314，输出端OUT代表信号输出电极315，第一谐振腔和第二谐振腔等效为第一谐振器R1,信号输入电极314与作为第一谐振器R1之间的距离等效电容Cin，第三谐振腔作为第二谐振器R2,第一谐振器R1与第二谐振器R2之间的距离等效电感L1，第四谐振腔作为第三谐振器R3，第二谐振器R2与第三谐振器R3之间的距离等效电感L2，第五贯通孔作为第四谐振器R4，第三谐振器与第四谐振器之间的距离等效电容C，第六谐振腔和第七谐振腔等效为第五谐振器R5，第四谐振器R4与第五谐振器R5之间的距离等效电感L3，第五谐振器R5与信号输出电极315之间的距离等效电容Cout。

图5示意了本发明提供的滤波器与传统设计方式量测曲线图对比，其表明了通带内的插入损耗@5170MHz和@5330MHz明显变小趋势。

本发明在开放面上相邻的两个贯通孔电性连接，可以等效为一个谐振器，从而在所要求的通带内减小谐振腔级数所带来的插损偏大问题，进而使介质块标准封装下更具有通用性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”、“可选实施例”、“示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种介质滤波器，其特征在于，该介质滤波器包括：

介质体，其具有一开放面、一短路面、一顶面、一底面以及二侧面，所述开放面上形成镂空区域A，该底面上左右两侧分别设有两个镂空区域B，该两个镂空区域B分别延伸至所述的开放面上；

N+4个贯通孔，其中N为不小于1的自然数，其自左至右间隔贯穿该介质体设置，所述的贯通孔一端位于所述的开放面上，另一端位于所述的短路面上，所述多个贯通孔内壁具有金属层，所述N+4个贯通孔包括自左侧至右侧依次排列的第一贯通孔、第二贯通孔、N个中间贯通孔、倒数第二个贯通孔以及倒数第一个贯通孔；

接地金属层，其设置在顶面、底面、二侧面以及所述的开放面与短路面在镂空区域A和镂空区域B以外的区域上，其中，设于该短路面上的接地金属层与贯通孔内壁的金属层电性连接形成短路端，贯通孔与开放面电性连接形成开放端；

所述的镂空区域A包括围绕第一贯通孔和第二贯通孔的首位子边框区、围绕倒数第二个贯通孔以及倒数第一个贯通孔的末位子边框区以及分别围绕中间贯通孔的中间子边框区，首位子边框区、中间子边框区以及末位子边框区彼此之间形成间隔；

两个镂空区域B分别延伸至开放面上且其分别与镂空区域A的首位子边框区和末位子边框区相连；

输入电极和输出电极，其一端分别设置在该两个镂空区域B处，其另一端延伸至开放面上并与开放面上的金属层相连。

2.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述贯通孔的数量为七个，包括第一贯通孔、第二贯通孔、第三贯通孔、第四贯通孔、第五贯通孔、第六贯通孔以及第七贯通孔。

3.根据权利要求2所述的介质滤波器，其特征在于，所述的首位子边框区围绕第一贯通孔和第二贯通孔设置以构成第一谐振器、三个中间子边框区分别围绕三个中间贯通孔设置以分别构成第二谐振器、第三谐振器以及第四谐振器，末位子边框区围绕倒数第二个贯通孔与倒数第一个贯通孔以构成第五谐振器。

4.根据权利要求2所述的介质滤波器，其特征在于，所述的首位子边框区与第二子边框区之间、第二子边框区与第三子边框区之间、第四子边框区与末位子边框区之间分别形成第一纵向金属直线段、第二纵向金属直线段以及第三纵向金属直线段以使得第一谐振器与第二谐振器、第二谐振器与第三谐振器、第四谐振器和第五谐振器之间形成电感耦合；第三子边框区与第四子边框区之间形成镂空段以使得三谐振器与第四谐振器形成电容耦合。

5.根据权利要求2所述的介质滤波器，其特征在于，第一贯通孔、第二贯通孔、第三贯通孔、第四贯通孔、第五贯通孔、第六贯通孔以及第七贯通孔在介质体上等高平行排布。

6.根据权利要求2所述的介质滤波器，其特征在于，所述的第一纵向金属直线段以及第三纵向金属直线段距离等同，并相对于位于中间的第三贯通孔左右对称。

7.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，所述开放面上形成由镂空区域A和金属层构成开放端面图案，

该金属层包括第一金属块、第二金属块、第三金属块、第四金属块、第五金属块和第一金属边线、第一纵向金属直线段、第二纵向金属直线段以及第三纵向金属直线段，第一金属边线设于该开放面与其相邻的二侧面、顶面以及底面的交接处，分别与左侧面、右侧面、底面、顶面相连接；

第一金属线段设置在开放面首位子边框区的下侧，第二金属线段设置在开放面N个中间子边框区的下侧，第三金属线段设置在开放面末位子边框区的下侧；

第一金属块形成于所述的第一贯通孔、第二贯通孔的周侧，第二金属块形成于所述的第三贯通孔周侧，第三金属块形成于所述的第四贯通孔的周侧，第四金属块形成于所述的第五贯通孔的周侧，第五金属块形成于所述的第六贯通孔以及第七贯通孔的周侧。

8.根据权利要求6所述的介质滤波器，其特征在于，第一纵向金属直线段、第二纵向金属直线段以及第三纵向金属直线段一端位于镂空区域A，另一端与第二金属线段相连。

9.根据权利要求7所述的介质滤波器，其特征在于，输入电极和输出电极一端分别设置在该两个镂空区域B处，其另一端延伸至开放面上呈L形且分别与第一金属线段与第三金属线段连接。

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