CN209929454U - 介质滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及介质滤波器，包括介质块和金属层，所述介质块为直角平行六面体形状，包括开路端面、开路端面相对的短路面、上表面、电极面、左侧面和右侧面，所述介质块上还贯穿设置多个谐振孔，每个谐振孔的一端在开路端面上，另一端在短路面上，且每个谐振孔的内壁上设有金属层，所述短路面、上表面、电极面、左侧面和右侧面上均设有金属层，谐振孔的金属层与短路面的金属层电性连接，所述开路端面上设有金属图案层，电极面上间隔设有两个第二裸空区域，第二裸空区域呈U型，所述第二裸空区域的开口部分延伸至开路端面，输入电极、输出电极分别位于两个第二裸空区域的开口内。本实用新型具有低插入损耗及高带外抑制的效果。

Description

介质滤波器

技术领域

本实用新型属于电子元器件领域，尤其涉及一种介质滤波器。

背景技术

当前，介质滤波器在移动通信系统与微波通信系统中得到了广泛应用，随着介质滤波器的小型化的不断发展，其产品也已广泛应用在消费类电子产品上，比如车载导航系统（BDS，GPS），WIFI 系统等，在这些系统中的，介质滤波器的主要功能是实现选频，即通过系统所需要的频率信号，抑制不需要干扰频率信号。

目前所使用介质滤波器是利用一定介电常数的陶瓷材料制作的介质块作为载体，其上有多个谐振孔贯穿于该载体，多个谐振孔的一端位于开放面上，另一端位于该短路面上。该多个谐振孔的表面覆盖有导电材料形成谐振器，介质块的短路面、顶面、二侧面及底面覆盖有导电材料以形成该滤波器的接地，该多个谐振孔导电层一端与短路面的导电层电性连接形成短路端，另一端位于该开放面形成开放端。于该底面部分覆盖导电材料制作有一输入端及一输出端，该输入端及该输出端与底部其他导电层之间形成有一间隙，输入端与输出端的作用提供信号输入及输出。

在介质块开放面上覆盖的图案因应用需求不同而有所差异，在新一代 WIFI系统应用中，由于内部设计需要与整机空间的局限性，ANT 端彼此间靠的很近，为了保证系统运行通畅，不同频道间不受干扰，因此，同步频道的滤波器抑制能力就要提高。而传统介质滤波器不合理的图案结构设计，要提高带外抑制，必须牺牲滤波器的插入损耗，这样必然影响系统的性能下降。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种具有低插入损耗及高带外抑制的介质滤波器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

介质滤波器，包括介质块 和金属层，所述介质块 为直角平行六面体形状，包括开路端面、开路端面相对的短路面、上表面、电极面、左侧面和右侧面，所述介质块上还贯穿设置多个谐振孔，每个谐振孔的一端在开路端面上，另一端在短路面上，且每个谐振孔的内壁上设有金属层，

所述短路面、上表面、电极面、左侧面和右侧面上均设有金属层，谐振孔的金属层与短路面的金属层电性连接，

所述开路端面上设有金属图案层，所述金属图案层包括多条边线和多个矩形块，多条边线分别设置在开路端面与相邻四个面的交接处，多个矩形块一一对应设置在多个谐振孔的四周，且与谐振孔的金属层电性连接，

电极面上间隔设有两个第二裸空区域，第二裸空区域呈 U 型，所述第二裸空区域的开口部分延伸至开路端面，输入电极、输出电极分别位于两个第二裸空区域的开口内，且在开路端面上形成金属图案输入电极、金属图案输出电极。

作为优选方案：所述谐振孔与矩形块均为四个，四个谐振孔内壁上分别设有第一谐振金属层，第二谐振金属层，第三谐振金属层和第四谐振金属层；四个矩形块分别为等距间隔设置的左端矩形块、第一中间矩形块、第二中间矩形块和右端矩形块。

作为优选方案：所述四个矩形块的间隔处分别设有第一纵向直线段、第二纵向直线段和第三纵向直线段的长度最短。

作为优选方案：所述金属图案输入电极与金属图案输出电极均为“工”字形。

作为优选方案：所述第一中间矩形块、第二中间矩形块的下边沿中部设有缺口，左端矩形块、右端矩形块下边沿两侧均设有缺口。

作为优选方案：所述四个矩形块的上部还设有水平直线段，左端矩形块、右端矩形块的外侧缺口处分别设有左侧小矩形块、右侧小矩形块。

作为优选方案：所述金属图案输入电极、金属图案输出电极分别与左端矩形块、右端矩形块相邻，并形成一个间隙。

作为优选方案：所述金属图案层的多个金属图案之间的间隙形成第一裸空区域。

本实用新型的滤波器结构由多个附着金属层的谐振孔、金属图案层、输入电极及输出电极 相互耦合组成，滤波器频率由多个谐振孔长度决定，调整金属图案层与谐振孔金属层相互之间的耦合已达到滤波器使用带宽，其作用提供滤波器的低插入损耗(Lowerinsertion loss)；调整金属图案层上纵向直线段及输入电极、输出电极与谐振孔金属层的相互耦合来改善正向传输系数的传输线的斜率及传输零点，其作用改善介质滤波器的带外抑制，以达到高抑制(Higher rejection)的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为图1的仰视示意图；

图3为图 1 的后视示意图；

图4为本实用新型实施例2的结构示意图；

图5为实施例 1 的滤波器的量测曲线图；

图6为实施例 2 的滤波器的量测曲线图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1至图3所示的介质滤波器，包括介质块 100和金属层，其中，介质块100一般为低介电常数的陶瓷材料制成的直角平行六面体形状，包括开路端面120、开路端面相对的短路面130、上表面140、电极面150、左侧面160和右侧面170，短路面、上表面、电极面、左侧面及右侧面分别覆盖有第一接地金属层130a，第二接地金属层140a，第三接地金属层150a，第四接地金属层160a，第五接地金属层170a；这些覆盖的金属层部分构成整个滤波器的接地；

所述介质块100上还贯穿设置多个谐振孔110，多个谐振孔110直径相同，每个谐振孔110的一端在开路端面120上，另一端在短路面130上，且每个谐振孔110的内壁上设有金属层，谐振孔110的金属层与短路面130的金属层电性连接，

所述开路端面120上设有金属图案层122，所述金属图案层包括多条边线和多个矩形块，多条边线分别设置在开路端面120与相邻四个面的交接处，多个矩形块一一对应设置在多个谐振孔110的四周，且与谐振孔110的金属层电性连接，多条边线包括，开路端面与上表面的交接处设置的上边线122a，开路端面与左侧面的交接处设置的左边线122c，开路端面与右侧面的交接处设置的右边线122d，开路端面与电极面的交接处设置的下边线122b；

电极面150上间隔设有两个第二裸空区域151，第二裸空区域151呈 U 型，所述第二裸空区域151的开口部分延伸至开路端面120，输入电极152、输出电极153分别位于两个第二裸空区域151的开口内， 且在开路端面120上形成金属图案输入电极152a、金属图案输出电极153a。

所述谐振孔110与矩形块均为四个，四个谐振孔110内壁上分别设有第一谐振金属层111，第二谐振金属层112，第三谐振金属层113和第四谐振金属层114；四个矩形块分别为等距间隔设置的左端矩形块122e、第一中间矩形块122f、第二中间矩形块122g和右端矩形块122h。

所述四个矩形块的间隔处分别设有第一纵向直线段122i、第二纵向直线段122j和第三纵向直线段122k，且位于中部的第二纵向直线段122j的长度最短。第一纵向直线段122i、第二纵向直线段122j和第三纵向直线段122k的一端均与电极面金属层电性相连接。

所述金属图案输入电极152a与金属图案输出电极153a均为“工”字形。所述金属图案输入电极152a、金属图案输出电极153a分别与左端矩形块122e、右端矩形块122h相邻，并形成一个间隙。所述金属图案层的多个金属图案之间的间隙形成第一裸空区域121。

图5为本实施例滤波器结构的量测曲线图,如图中所示，10为正向传输系数（S21），10b为反射系数（S11），10a为正向传输系数的截止带传输零点。滤波器结构由多个附着金属层的谐振孔、金属图案层122、输入电极及输出电极相互耦合组成，滤波器频率由多个谐振孔长度决定，调整金属图案层 122 与谐振孔金属层相互之间的耦合已达到滤波器使用带宽，其作用提供滤波器的低插入损耗(Lower insertion loss)；调整金属图案层122上第一纵向直线段122i、第二纵向直线段122j和第三纵向直线段122k及输入电极 、输出电极与谐振孔的金属层的相互耦合来改善 S21 传输线的斜率及传输零点，其作用改善介质滤波器的带外抑制，以达到高抑制(Higher rejection)的效果。

实施例2

如图4所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，也包括主裸空区域200，顶面240，谐振通孔211，左侧谐振孔金属层211a，右侧谐振孔金属层211d，顶面金属层240a、右侧面270、右侧面金属层270a和次裸空区域220，主要区别在于开路端面上金属图案不同，金属图案层222中上边线 222a，下边线222b，左边线 222c，右边线 222d 与其他表面金属层连接，多个矩形块222e、222f、222g、222h 与多个谐振孔金属层电性连接，水平直线段 222k位于多个矩形块的上侧，另外，左侧小矩形块222i 与矩形块 222e 相邻，右侧小矩形块222j与矩形块222h 相邻，矩形块 252a 是电极面输入端延伸至端面的电极，与矩形块222e留有一间隙形成电极耦合，矩形块 253a 是电极面输出端延伸至端面的电极，与矩形块222h 留有一间隙形成电极耦合。

图6为本实施例滤波器结构的的量测曲线图，如图中所示，20 为正向传输系数（S21），20b 为反射系数（S11）,20a 为正向传输系数的截止带传输零点。滤波器结构由多个附着金属层的谐振孔、金属图案层、输入电极及输出电极相互耦合组成，滤波器频率由多个谐振孔长度决定，调整金属图案层与谐振孔金属层相互之间的耦合已达到滤波器使用带宽，其作用提供滤波器的低插入损耗(Lower insertion loss)；调整金属图案层上水平直线段 222k、左侧小矩形块222i、右侧小矩形块222j 及输入电极、输出电极与两边谐振孔金属层的大小的相互耦合来改善 S21 传输线的斜率及传输零点，其作用改善介质滤波器的带外抑制，以达到介质滤波器高抑制(Higher rejection)的效果。

本实用新型的主要目的在于提供一种结构改进的滤波器，改善滤波器整体结构的特性，因此本实用新型将金属图案层设于该开放端面上，通过不同形状的耦合方式，以增加滤波器结构整体耦合电容，达到所需要的使用频段，同时结合滤波器的接地，提供具有低插入损耗(Lower insertion loss)及带外抑制(Higher rejection)等作用。

应当指出，以上实施例仅是本实用新型的代表性例子。本实用新型还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.介质滤波器，其特征在于：包括介质块 （100）和金属层，所述介质块 （100）为直角平行六面体形状，包括开路端面（120）、开路端面相对的短路面（130）、上表面（140）、电极面（150）、左侧面（160）和右侧面（170），所述介质块（100）上还贯穿设置多个谐振孔（110），每个谐振孔（110）的一端在开路端面（120）上，另一端在短路面（130）上，且每个谐振孔（110）的内壁上设有金属层，

所述短路面（130）、上表面（140）、电极面（150）、左侧面（160）和右侧面（170）上均设有金属层，谐振孔（110）的金属层与短路面（130）的金属层电性连接，

所述开路端面（120）上设有金属图案层（122），所述金属图案层（122）包括多条边线和多个矩形块，多条边线分别设置在开路端面（120）与相邻四个面的交接处，多个矩形块一一对应设置在多个谐振孔（110）的四周，且与谐振孔（110）的金属层电性连接，

电极面（150）上间隔设有两个第二裸空区域（151），第二裸空区域（151）呈 U 型，所述第二裸空区域（151）的开口部分延伸至开路端面（120），输入电极（152）、输出电极（153）分别位于两个第二裸空区域（151）的开口内， 且在开路端面（120）上形成金属图案输入电极（152a）、金属图案输出电极（153a）。

2.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于：所述谐振孔（110）与矩形块均为四个，四个谐振孔（110）内壁上分别设有第一谐振金属层（111），第二谐振金属层（112），第三谐振金属层（113）和第四谐振金属层（114）；四个矩形块分别为等距间隔设置的左端矩形块（122e）、第一中间矩形块（122f）、第二中间矩形块（122g）和右端矩形块（122h）。

3.根据权利要求2所述的介质滤波器，其特征在于：所述四个矩形块的间隔处分别设有第一纵向直线段（122i）、第二纵向直线段（122j）和第三纵向直线段（122k)，且位于中部的第二纵向直线段（122j）的长度最短。

4.根据权利要求1或2所述的介质滤波器，其特征在于：所述金属图案输入电极（152a）与金属图案输出电极（153a）均为“工”字形。

5.根据权利要求2所述的介质滤波器，其特征在于：所述第一中间矩形块（122f）、第二中间矩形块（122g）的下边沿中部设有缺口，左端矩形块（122e）、右端矩形块（122h）下边沿两侧均设有缺口。

6.根据权利要求5所述的介质滤波器，其特征在于：所述四个矩形块的上部还设有水平直线段（222k），左端矩形块（122e）、右端矩形块（122h）的外侧缺口处分别设有左侧小矩形块（222i）、右侧小矩形块（222j）。

7.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于：所述金属图案输入电极（152a）、金属图案输出电极（153a）分别与左端矩形块（122e）、右端矩形块（122h）相邻，并形成一个间隙。

8.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于：所述金属图案层（122）的多个金属图案之间的间隙形成第一裸空区域（121）。

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