CN206301920U - 结构改进的滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种结构改进的滤波器，包括：一基体、多个共振金属层、一接地金属层、一金属图案层、一输入电极及一输出电极。该基体具有多个共振孔，该多个共振孔一端位于基体的开放面，另一端位于短路面上。该多个共振金属层设于该多个共振孔中。该接地金属层设于基体的短路面、顶面、底面及二侧面上，与该多个共振金属层电性连接形成短路端；该输入电极及该输出电极设于基体底面或开放面上不与接地金属层电性连接。本实用新型提供的结构改进的滤波器，其中该金属图案层与该多个共振金属层及该接地金属层之间形成相互耦合滤波器，以调整该共振金属层的长度及该金属图案层达到所需的使用频段。

Description

结构改进的滤波器

技术领域

本实用新型关于一种滤波器，尤指一种具有改变频率响应的表面黏着的结构改进的滤波器。

背景技术

已知，表面黏着的滤波器已广泛的被使用在集波器(LNB)、卫星导航系统(GPS)及WIFI系统上。而滤波器运用在这无线通信系统上，是将无线通信系统所接收的信号里所夹带的噪声滤除，以确保通讯系统信号传送及接收的质量。

目前的所使用的滤波器具有一载体，其上具有多个贯穿该载体的共振孔，该多个共振孔的一端位于开放面上，另一端为于该短路面上，于该载体的短路面、顶面、底面及二侧面上覆盖有外导电层以形成该滤波器的接地。于该多个共振孔中涂布有内导电层形成共振器，以该多个内导电层与该外导电层电性连接形成短路端，而位于该开放面的共振孔形成开放端。于该底面制作有一输入焊垫及一输出焊垫，该输入焊电及该输出焊垫与该外导电层之间形成有一间隙，在滤波器焊接于电路板上时，该输入焊垫与输出焊垫提供信号输入及输出，而底面的外导电层与该电路板接地接在一起。

上述所提到的滤波器表面上所批覆的图案设计会因运用在不同的通讯系统上而有所不同，而且滤波器表面上的图案若设计不恰当时，也将会影响滤波器的特性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种结构改进的滤波器，改善滤波器结构的特性，因此本实用新型将金属图案层设于该开放面上，以增加滤波器结构整体耦合电容，以达到所需要的使用频段，同时也提供具有低插入损耗(insertion loss)及旁带拒斥(out-band rejection)等作用。

本实用新型的另一目的在于提供一种结构改进的滤波器，滤波器上单一共振孔由二种以不同形状的孔组成，可以缩小滤波器的尺寸，以增加滤波器结构的Q值，以及可以抑制假信号响应(spurious response)。

本实用新型的再一目的在于提供一种结构改进的滤波器，滤波器上单一共振孔由二种以不同孔形组成，且二种孔形的深度不等深，可以校调滤波器结构的效能，以及改善滤波器结构的频率响应。

为达上述的目的，本实用新型提供一种结构改进的滤波器，包括：

一基体，其上具有一开放面、一短路面、一顶面、一底面及二侧面，该基体上具有多个共振孔，该多个共振孔贯穿该基体，该多个共振孔的一端位于该开放面上，另一端位于该短路面上；

多个共振金属层，设于该多个共振孔中；

一接地金属层，设于该短路面、该顶面、该底面及该二侧面上；其中，设于该短路面上的接地金属层与该多个共振孔中的该多个共振金属层电性连接形成短路端，该共振金属层位在开放面上形成开放端；该接地金属层设于该底面并呈E形，且于该E形的接地金属层的两侧具有使该基体外露的二裸空区域，该二裸空区域延伸于该开放面上；

一金属图案层，设于该开放面上，并与该接地金属层电性连接；

一输入电极，设于该二裸空区域的其中一个裸空区域中；

一输出电极，设于该二裸空区域的另一个裸空区域中。

其中，该金属图案层由多条线组成，该多线条包含有一第一边线、一第二边线、一第一直线、一第二直线及一第三直线,该第一边线设于该开放面与该顶面的交接处，该二侧面与开放面的交接处，以及开放面与底面的交接处，并与该接地金属面电性连接，该第二边线设于该开放面与该底面的交接处并与该接地金属层电性连接。

其中，该输入电极一端设于该二裸空区域的其中一个裸空区域中，另一端延伸于该开放面上，且邻近于该多个共振孔的其中一个共振孔。

其中，该输出电极一端设于该二裸空区域的另一个裸空区域中，另一端延伸于该开放面的裸空区域上，且邻近于该多个共振孔的其中一个共振孔。

其中，该金属图案层由多个矩形块及一直线段组成，该多个矩形块分别设于该开放面上的该多个共振孔的周围，并与该多个共振孔中的该多个共振金属层电性连接，且该多个矩形块彼此间各形成有一间隙；该直线段设于该多个矩形块的一侧上。

其中，该输入电极及该输出电极的一端分别设于该基体的底面的该二裸空区域上，该输入电极及该输出电极的另一端均延伸于该开放面上并呈L形状，且该输入电极及该输出电极的另一端均与第一个该矩形块及第四个该矩形块的另一侧相邻并形成有一间隙。

其中，该多个共振孔爆开多个圆孔和具有不同直径的多个椭圆孔。

其中，该多个共振金属层设于该多个椭圆孔及该多个圆孔的内壁上。

其中，该多个共振孔为内部具有圆孔的椭圆孔。

其中，该椭圆孔的深度小于该圆孔的深度。

其中，该金属图案层呈一倒E形，该倒E形的接地金属层围设于该多个共振孔一侧并与该顶面及二侧面的接地金属层电性连接；其中，该倒E形的接地金属层具有环设于直径最小的椭圆孔上的一环形部，且该环形部与该底面的接地金属层电性连接。

本实用新型还提供一种结构改进的滤波器，包括：

一基体，其上具有一开放面、一短路面、一顶面、一底面及二侧面，该基体上具有多个共振孔，该多个共振孔贯穿该基体，该多个共振孔的一端位于该开放面上，另一端位于该短路面上；

多个共振金属层，设于该多个共振孔中；

一接地金属层，设于该短路面、该顶面、该底面及该二侧面上；其中，设于该短路面上的接地金属层与该多个共振孔中的该多个共振金属层电性连接形成短路端，该共振金属层位于开放面上并形成开放端；在该接地金属层设于该底面并呈E形，且于该E形的接地金属层的两侧具有使该基体外露的二裸空区域，该二裸空区域延伸于该开放面上；

一金属图案层，设于该开放面上；

一输入电极，设于该二裸空区域的其中一个裸空区域中；

一输出电极，设于该二裸空区域的另一个裸空区域中。

其中，该多个共振孔包括多个圆孔和具有不同直径的多个椭圆孔。

其中，该多个共振金属层设于该多个椭圆孔及该多个圆孔的内壁上。

其中，该多个共振孔为内部具有圆孔的椭圆孔。

其中，该椭圆孔的深度小于该圆孔的深度。

本实用新型提供一种结构改进的滤波器，以该金属图案层与该多个共振金属层及该接地金属层之间组成具有相互耦合的滤波器结构，可由调整该共振金属层的长度及该金属图案层以达到所需的使用频段。

附图说明

图1为实用新型的第一实施例的滤波器结构外观示意图；

图2为为图1的仰视示意图；

图3为为图1的后视示意图；

图4为本实用新型的第二实施例的滤波器结构外观示意图；

图5a为本实用新型的第一实施例的滤波器结构的输入反射系数(S11)及顺向传输系数(S21)的量测曲线示意图；

图5b为本实用新型的第二实施例的滤波器结构的输入反射系数(S11)及顺向传输系数(S21)的量测曲线示意图；

图6为本实用新型的第三实施例的滤波器结构外观示意图；

图7为图6在7-7位置的侧剖视示意图；

图8为本实用新型的第四实施例的滤波器结构外观示意图。

图中：

滤波器结构10；

基体1；

开放面11；

裸空区域111、112、113、114；

短路面12；

顶面13；

底面14；

裸空区域141；

侧面15、16；

共振孔17；

椭圆孔171a、172a、173a；

圆孔171b、172b、173b；

共振金属层2；

接地金属层3；

E形图案31；

金属图案层4、4a、4b；

矩形块41a、42a、43a、44a；

环形部41b；

直线段45a；

第一边线41；

第二边线42；

第一直线43；

第二直线44；

间距441；

第三直线45；

间隙451、46a、47a；

输入电极5、5a；

输出电极6、6a；

曲线20、20a、30、30a；

截止带传输零点201、201a。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

请参阅图1-图3，为本实用新型的第一实施例的滤波器结构外观、仰视及后视示意图。如图所示：本实用新型的结构改进的滤波器，该滤波器结构10包括：一基体1、多个共振金属层2、一接地金属层3、一金属图案层4、一输入电极5及一输出电极6。其中，以该内金属层2、该接地金属层3、该输入电极5及该输出电极6披覆在该基体1形成一介质滤波器结构。其中，该基体1以高介电常数的陶瓷材料制成方形体，其上具有一开放面11、一短路面12、一顶面13、一底面14及二侧面15、16。于该基体1上设有多个共振孔17，该共振孔17贯穿该基体1，该共振孔17一端开口位于该开放面11上，一端开口位于该短路面12上。在本图式中，该共振孔17为圆形孔。

该多个共振金属层2，设于该多个共振孔17的内壁上，使该多个共振孔17形成滤波器结构10的共振器。

该接地金属层3，设于该短路面12、该顶面13、该底面14及该二侧面15、16上。其中，在该接地金属层3设于该短路面12与该多个共振孔17中的该多个共振金属层2电性连接形成短路端，该多个共振金属层2位在开放面11上的形成开放端。在该接地金属层3在设于该底面14呈E形图案31，且于该E形图案31的两侧形成有使该基体1外露的二裸空区域141，该二裸空区域141延伸于该开放面11上。

该金属图案层4，由多数条线组成，该多线条包含有一第一边线41、一第二边线42、一第一直线43、一第二直线44及一第三直线45。该第一边线41设于该开放面11与该顶面13的交接处，及该开放面11与该二侧面15、16的交接处，以及该开放面11与底面14的交接处，并与该接地金属面3电性连接。该第二边线42设于该开放面11与该底面14的交接处并该接地金属层3电性连接。该第一直线43设于该两相邻的共振孔17之间并且与该第一边线41及该第二边线42电性连接。该第二直线44设于该两相邻的共振孔17之间并且与该第一边线41及该第二边线42电性连接，其中，该第二直线44为虚线，其上具有一间隔441。于该第三直线45设于该两相邻的共振孔17之间并且与该第一边线41及该第二边线42电性连接，其中，该第三直线45为虚线，其上具有一间隔451，该间隔451的位置邻近于该第一边线41。以该金属图案层4的第一边线41、一第二边线42、一第一直线43、一第二直线44及一第三直线45将该开放面11上围设成有多个裸空区域111、112、113、114外，并与该共振孔17的共振金属层2及该接地金属层3之间组成具有相互耦合的滤波器结构10，可由调整该共振金属层2的长度及该金属图案层4以达到所需要的带宽，以及提供低插入损耗(insertion loss)及旁带拒斥(out-band rejection)等作用。

该输入电极5，其上一端设于该裸空区域141，另一端延伸于该开放面11的裸空区域111上，且邻近于该多个共振孔17的其中之一。以该输入电极5提供信号输入于该滤波器结构10中进行滤波处理。

该输出电极6，其上一端设于该裸空区域141，另一端延伸于该开放面11的裸空区域114上，且邻近于该多个共振孔17的其中之一。以该输出电极6提供经该滤波器结构10滤波后的信号输出。

借由，该滤波器结构10的该输入电极5、该输出电极6及该底面14的接地金属层3，使该滤波器结构10得以表面黏着在电路板(图中未示)上。

请参阅图4，本实用新型的第二实施例的滤波器结构外观示意图。如图所示：本第二实施例所揭露的滤波器结构10与第一实施例的滤波器结构10大致相同，所不同处在于该第二实施例的金属图案层4a、输入电极5a及输出电极6a。该金属图案层4a由多个矩形块41a、42a、43a、44a及一直线段45a组成。该多个矩形块41a、42a、43a、44a分别设于该多个共振孔17的周围并与该多个共振孔17中的该多个共振金属层2电性连接，且该多个矩形块41a、42a、43a、44a彼此间各形成有一间隙46a。该直线段45a设于该多个矩形块41a、42a、43a、44a的一侧上。

该输入电极5a及该输出电极6a的一端设于该基体1的底面14的裸空区域141上，该输入电极5a及该输出电极6a的另一端延伸于该开放面11上呈L形状与该第一个矩形块41a及该第四个矩形块44a的另一侧相邻并形成有一间隙47a。

同样地，借由滤波器结构10的该金属图案层4a、该输入电极5a、该输出电极6a与该多个共振孔17的共振金属层2及该接地金属层3之间组成具有相互耦合的滤波器结构10，可由调整该共振金属层2的长度及该金属图案层4以达到所需要的频段，以及提供低插入损耗(insertion loss)及旁带拒斥(out-band rejection)等作用。

请参阅图5a、图5b，本实用新型的第一实施例及第二实施例的滤波器结构的输入反射系数(S11)及顺向传输系数(S21)的量测曲线示意图。如图所示：由于本实用新型的第一实施例及第二实施例的滤波器结构10的金属图案层4与4a的图案设计不同，因此在量测时具有反射系数(S11)的曲线20、20a及顺向传输系数(S21)的曲线30、30a。因此在进行第一实施例的滤波器结构的顺向传输系数量测该曲线20上所显示的截止带传输零点201的位置在右边。而量测第二实施例的滤波器结构10的顺向传输系数的曲线20a上所显示的截止带传输零点201a的位置在左边。

由上述的量测可知，本实用新型在第一实施例及第二实施例的滤波器结构10的金属图案层4与4a的图案设计不同，除了可以设计不同的使频段外，该滤波器结构10的截止带传输零点位置也不同。

请参阅图6、图7，为本实用新型的第三实施例的滤波器结构外观及图6在7-7位置的侧剖视示意图。如图所示：本实施例与第一实施例大致相同，所不同处在于该多个共振孔17由该多个不同口径大小的椭圆孔171a、172a、173a，在本实施例中该口径小的椭圆孔173a位于两个大口径的椭圆孔171a、172a之间。且于该多个椭圆孔171a、172a、173a内各具有一圆孔171b、172b、173b，该多个圆孔171b、172b、173b邻近于该多个椭圆孔171a、172a、173a内径上缘处。其次，将该共振金属层2设于该多个椭圆孔171a、172a、173a及该多个圆孔171b、172b、173b的内壁上。该多个共振孔17以该椭圆孔171a(172a、173a)连通该圆孔171b(172b、173b)的设计，主要是要缩小滤波器结构10的尺寸，以增加滤波器结构的Q值，以及可以抑制假信号响应(spurious response)。在本图式中，该椭圆孔171a(172a、173a)的长度小于该圆孔171b(172b、173b)的长度，以该多个椭圆孔171a(172a、173a)的长度可以校调滤波器结构10的效能，以及改善滤波器结构10的频率响应。

其次，该输入电极5及该输出电极6仅设于该底面14的裸空区域141中，该输入电极5及该输出电极6的另一端并未延伸于该开放面11上。

值得一提的是，该第二实施例的金属图案层4a的直线段45a可以设于该多个共振孔17的一侧，以该直线段45a与该多个共振孔17内的该多个共振金属层2产生耦合电容、电感，使该滤波器结构10可以改善反射系数(S11)匹配和旁带拒斥(out-band rejection)程度，以及达到所需的使用频段。

请参阅图8，为本实用新型的第四实施例的滤波器结构外观示意图。如图所示：本实施例与第三实施例大致相同，所不同处在于该金属图案层4b为一倒E形，该倒E形围设于该多个共振孔17一侧与该顶面13及二侧面15、16的接地金属层3电性连接。其中，该倒E形的接地金属层3具有一环形部41b并环设于该口径小的椭圆孔173b，并与该底面14的接地金属层3电性连接。

借由，该金属图案层4b的倒E形设计，与该多个共振孔17内的该多个共振金属层2组成具有相互耦合的滤波器结构10，可由调整该共振金属层2的长度及该金属图案层4b以达到所需的使用频段。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (16)

1.一种结构改进的滤波器，其特征在于，包括：

一基体，其上具有一开放面、一短路面、一顶面、一底面及二侧面，该基体上具有多个共振孔，该多个共振孔贯穿该基体，该多个共振孔的一端位于该开放面上，另一端位于该短路面上；

多个共振金属层，设于该多个共振孔中；

一接地金属层，设于该短路面、该顶面、该底面及该二侧面上；其中，设于该短路面上的接地金属层与该多个共振孔中的该多个共振金属层电性连接形成短路端，该共振金属层位在开放面上形成开放端；该接地金属层设于该底面并呈E形，且于该E形的接地金属层的两侧具有使该基体外露的二裸空区域，该二裸空区域延伸于该开放面上；

一金属图案层，设于该开放面上，并与该接地金属层电性连接；

一输入电极，设于该二裸空区域的其中一个裸空区域中；

一输出电极，设于该二裸空区域的另一个裸空区域中。

2.根据权利要求1所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该金属图案层由多条线组成，该多线条包含有一第一边线、一第二边线、一第一直线、一第二直线及一第三直线,该第一边线设于该开放面与该顶面的交接处，该二侧面与开放面的交接处，以及开放面与底面的交接处，并与该接地金属面电性连接，该第二边线设于该开放面与该底面的交接处并与该接地金属层电性连接。

3.根据权利要求2所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该输入电极一端设于该二裸空区域的其中一个裸空区域中，另一端延伸于该开放面上，且邻近于该多个共振孔的其中一个共振孔。

4.根据权利要求3所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该输出电极一端设于该二裸空区域的另一个裸空区域中，另一端延伸于该开放面的裸空区域上，且邻近于该多个共振孔的其中一个共振孔。

5.根据权利要求1所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该金属图案层由多个矩形块及一直线段组成，该多个矩形块分别设于该开放面上的该多个共振孔的周围，并与该多个共振孔中的该多个共振金属层电性连接，且该多个矩形块彼此间各形成有一间隙；该直线段设于该多个矩形块的一侧上。

6.根据权利要求5所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该输入电极及该输出电极的一端分别设于该基体的底面的该二裸空区域上，该输入电极及该输出电极的另一端均延伸于该开放面上并呈L形状，且该输入电极及该输出电极的另一端均与第一个该矩形块及第四个该矩形块的另一侧相邻并形成有一间隙。

7.根据权利要求1所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该多个共振孔爆开多个圆孔和具有不同直径的多个椭圆孔。

8.根据权利要求7所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该多个共振金属层设于该多个椭圆孔及该多个圆孔的内壁上。

9.根据权利要求1所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该多个共振孔为内部具有圆孔的椭圆孔。

10.根据权利要求9所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该椭圆孔的深度小于该圆孔的深度。

11.根据权利要求10所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该金属图案层呈一倒E形，该倒E形的接地金属层围设于该多个共振孔一侧并与该顶面及二侧面的接地金属层电性连接；其中，该倒E形的接地金属层具有环设于直径最小的椭圆孔上的一环形部，且该环形部与该底面的接地金属层电性连接。

12.一种结构改进的滤波器，其特征在于，包括：

一基体，其上具有一开放面、一短路面、一顶面、一底面及二侧面，该基体上具有多个共振孔，该多个共振孔贯穿该基体，该多个共振孔的一端位于该开放面上，另一端位于该短路面上；

多个共振金属层，设于该多个共振孔中；

一接地金属层，设于该短路面、该顶面、该底面及该二侧面上；其中，设于该短路面上的接地金属层与该多个共振孔中的该多个共振金属层电性连接形成短路端，该共振金属层位于开放面上并形成开放端；在该接地金属层设于该底面并呈E形，且于该E形的接地金属层的两侧具有使该基体外露的二裸空区域，该二裸空区域延伸于该开放面上；

一金属图案层，设于该开放面上；

一输入电极，设于该二裸空区域的其中一个裸空区域中；

一输出电极，设于该二裸空区域的另一个裸空区域中。

13.根据权利要求12所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该多个共振孔包括多个圆孔和具有不同直径的多个椭圆孔。

14.根据权利要求13所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该多个共振金属层设于该多个椭圆孔及该多个圆孔的内壁上。

15.根据权利要求12所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该多个共振孔为内部具有圆孔的椭圆孔。

16.根据权利要求15所述的结构改进的滤波器，其特征在于，其中，该椭圆孔的深度小于该圆孔的深度。