CN2901597Y - 一种陶瓷介质滤波器 - Google Patents

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林崇锵
万平
许赛卿
周颂斌
李华
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Abstract

本实用新型涉及一种陶瓷介质滤波器，包括一个陶瓷介质块主体(2)和导电材料构成的金属层，所述的陶瓷滤波器主体包括顶面(205)，底面(203)，侧面(202，204)，背面(201)，正面(206)，所述的金属层履盖在除顶面(205)以外的陶瓷滤波器主体的表面，在陶瓷滤波器主体上设置了N个从顶面(205)到底面(203)的履盖有导电材料构成的金属层的椭圆通孔，N为大于零的正整数，在侧面(204)、正面(206)上挖去金属层，形成输入电极(210)，在侧面(202)、正面(206)挖去金属层，形成输出电极(211)，在背面(201)上挖去金属层形成耦合槽(209)。本实用新型的有益效果是既能提供现有技术中滤波器能提供的一些特性，如提供预定的中心频率，特殊的带宽、阻带，插入损耗小等，又能提供单边边带衰减较快的频率响应曲线。

Description

一种陶瓷介质滤波器
技术领域
本实用新型涉及一种滤波器，特别涉及一种陶瓷介质滤波器。
背景技术
陶瓷介质滤波器用于过滤一种特定频率信号的基本特性已被广泛应用于微波通信设备中，它的这种基本特性的实现通常是通过在陶瓷介质块中通孔，形成耦合谐振腔来达到传递通带，抑制阻带的目的。但随着通信设备日新月异的发展，对陶瓷介质滤波器的特性提出更高的要求，如：提供预定的中心频率，特殊的带宽、阻带，插入损耗小，单边边带衰减较快等，目前一般技术人员为满足这些要求通常采用下面三种办法：1、提高陶瓷介质块的Q值，但这同时也意味着增加生产成本。2、在陶瓷介质块上增加通孔，以增加谐振腔，但这种方法通常要求更大体积的陶瓷介质块，不适应如今越来越小型化的通信设备的需求。3、在滤波器顶部增加印刷层，以达到特殊频率响应曲线，但增加印刷层使滤波器生产工艺复杂化，特别是小型滤波器的生产更加复杂。
有设计者提出过一种设计，如图1、2所示，在陶瓷介质块1外表面(除顶部101)镀一层由导电材料构成的金属层，通孔102，103也金属化，在侧面104上挖去金属层形成一个耦合槽105，输入输出电极106，107在正面108上，这种结构陶瓷介质滤波器可以不增加体积的情况下，满足一些更高的特性要求，同时又不损失滤波器原有特性，这样的设计应该认为是对原有技术一个改进，但这种圆孔结构的陶瓷介质滤波器提供的频率响应曲线其上、下边带衰减深度还是满足不了特定场合和设备要求。
我们在如图1所示的陶瓷介质滤波器的基础上做出了一个改进，如图3、图4所示，即将输入/输出电极106，107设置在正面108和与正面相邻的两侧面109，110上，电极位置的改变对加深频率响应曲线上、下边带衰减深度还是满足不了特定场合和设备要求。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种带有椭圆通孔的陶瓷介质滤波器，既能提供现有技术中滤波器能提供的一些特性，如提供预定的中心频率，特殊的带宽、阻带，插入损耗小等，又能提供上、下边带衰减较快的频率响应曲线。
本实用新型是通过以下技术方案达到上述目的：一种陶瓷介质滤波器，包括一个陶瓷介质块主体和导电材料构成的金属层，所述的陶瓷滤波器主体包括顶面，底面，侧面，背面，正面，所述的金属层履盖在除顶面以外的陶瓷滤波器主体的表面，在陶瓷滤波器主体上设置了N个从顶面到底面的履盖有导电材料构成的金属层的椭圆通孔，N为大于零的正整数，在正面和两相邻侧面上挖去金属层，形成输入/输出电极，在背面上挖去金属层形成耦合槽。
所述的N个椭圆通孔为两个椭圆通孔，N为大于零的正整数。
所述的耦合槽设置在在背面上靠近顶面，相对于两椭圆通孔的中间位置。
所述的耦合槽设置在在背面上靠近底面，相对于两椭圆通孔的中间位置。
本实用新型的有益效果：采用本实用新型结构的滤波器，既能提供现有技术中滤波器能提供的一些特性，如提供预定的中心频率，特殊的带宽、阻带，插入损耗小等，又能提供单边边带衰减较快的频率响应曲线。
附图说明
图1是现有技术中陶瓷介质滤波器的背面立体视图；
图2是图1所示的陶瓷介质滤波器的正面立体视图；
图3是在图1所示的陶瓷介质滤波器做出改进的陶瓷介质滤波器的背面立体视图；
图4是图3所示的陶瓷介质滤波器的正面立体视图；
图5是本实用新型的实施例1中陶瓷介质滤波器的背面立体视图；
图6是图3所示的陶瓷介质滤波器的正面立体视图；
图7所示为图3中所示的陶瓷介质滤波器的等效电路图；
图8是图1所示的陶瓷介质滤波器的频率响应曲线图；
图9是图3所示椭圆孔结构的陶瓷介质滤波器的频率响应曲线图；
图10是本实用新型的实施例2中陶瓷介质滤波器的背面立体视图；
图11是图8所示的陶瓷介质滤波器的正面立体视图；
图12是是图8所示的陶瓷介质滤波器的等效电路图；
图13是一种结构与图8所示的陶瓷介质滤波器其它结构相同，只是通孔是圆形的陶瓷介质滤波器的频率响应曲线图；
图14是图8所示的陶瓷介质滤波器的频率响应曲线图。
具体实施方式
下面结合附图通过实施例对本实用新型作进一步阐述：
实施例1：图5是本实施例中陶瓷介质滤波器的背面立体视图，图6是图5中陶瓷介质滤波器的正面立体视图；图5、图6中未打斜线部分为镀有金属层陶瓷介质块的表面，打斜线部分为没有金属层覆盖的陶瓷介质块的表面。如图5、图6所示，用εr＝89的陶瓷材料制成长＝8.5mm、宽＝7.3mm、厚＝3.7mm的陶瓷介质块2，在陶瓷介质块2内部打两个截面积为1.95×1.2mm2的直通椭圆孔207，208，在陶瓷介质块2内两个椭圆孔孔壁间的距离＝1.0mm，由导电材料构成的金属层镀在除顶面的陶瓷滤波器主体的表面，椭圆孔207，208表面也镀有由导电材料构成的金属层，在背面201上靠近顶面205，相对于两通孔的中间位置挖去金属层形成3.6×0.8mm2耦合槽209，在侧面204、正面206上挖去金属层，形成输入电极210，在侧面202、正面206挖去金属层，形成输出电极211，就可得927MHz中心频率，下边带带外衰减快而深的陶瓷介质滤波器。
图7为图5中所示的陶瓷介质滤波器的等效电路图，图中，Z207，Z208为椭圆孔207，208形成的谐振腔的阻抗，C210，C211为形成在输入/输出端210，211的输入/输出电容，C209为容性耦合槽209电容，Z210为两谐振腔间形成的耦合阻抗。在此等效电路图中，若信号进入211输入端，经C211的耦合使Z207、Z208分别谐振在一频率上；经Z210和C209的耦合，形成需要一定通带宽度的频率响应；经C211的耦合输出一定要求的通带、插入损耗、迴波衰耗、阻带衰耗的波形。
图8是图3所示的陶瓷介质滤波器的频率响应曲线图；图9是图5所示椭圆孔结构的陶瓷介质滤波器的频率响应曲线图；通过图8与图9的对比，可清楚地看到采用了本实施例结构的陶瓷介质滤波器在下边带的带外衰减要快且深。f0代表中心频率927MHz，在图8中带外抑制点的频率为f0-24MHz时，衰减值为-28.088dB，在图9中可清楚地看到，带外抑制点的频率同样为f0-24MHz时，衰减值为-42.111dB，比图6中加深了14.023dB。
本实用新型的这种结构适用于对下边带的带外衰减要求高的滤波器，它与同样大小的陶瓷块，同样输入/输出电极方式，相同通带宽度及插入损耗要求，但采用两圆形通孔谐振腔结构的滤波器比较，在带外的同一抑制点，本实用新型的结构方式衰减值均可深10dB以上。
实施例2：图10是本实施例中陶瓷介质滤波器的背面立体视图，图11是图10中陶瓷介质滤波器的正面立体视图；图10、图11中未打斜线部分为镀有金属层陶瓷介质块的表面，打斜线部分为没有金属层覆盖陶瓷介质块的表面。如图10、图11所示，用εr＝89的陶瓷材料制成长＝8.7mm、宽＝7.3mm、厚＝3.7mm陶瓷介质块2陶瓷介质块2内部对称形成两截面为1.95×1.2mm2的椭圆直通孔，陶瓷介质块2内两个椭圆孔孔壁间的距离＝1.0mm，由导电材料构成的金属层镀在除顶面的陶瓷滤波器主体的表面，椭圆孔207，208表面也镀有由导电材料构成的金属层，在侧面201上靠近顶面205，相对于两通孔的中间位置挖去金属层形成3.6×0.8mm2耦合槽209，在侧面204、正面206上挖去金属层形成输入电极210，在侧面202，正面206挖去金属层形成输出电极211，就可得903MHz中心频率，上边带带外衰减快而深的滤波器。
图12示为图10示的陶瓷介质滤波器的等效电路图，图中，Z207，Z208为椭圆孔207，208形成的谐振腔的阻抗，C210，C211为形成在输入输出端210，211的耦合电容，L209为感性耦合槽209电感，Z210为两谐振腔间形成的耦合阻抗。在此等效电路图中，若信号进入210输入端，经C210的耦合使Z207、Z208分别谐振在一频率上；经Z210和L209的耦合，形成需要一定通带宽度的频率响应；经C211的耦合输出一定要求的通带、插入损耗、迴波衰耗、阻带衰耗的波形。
图13是一种其它结构与图10的陶瓷介质滤波器相同，只是通孔是圆形的陶瓷介质滤波器的频率响应曲线图；图14是图1所示的陶瓷介质滤波器的频率响应曲线图；通过图13和14对比，可清楚地看到采用了本实施例结构的陶瓷介质滤波器在上边带的带外衰减要快而深。f0代表中心频率903MHz，在图13中带外抑制点的频率为f0+24MHz时，衰减值为-28.094dB，在图14中可清楚地看到，带外抑制点的频率同样为f0+24MHz时，衰减值为-47.577dB，比图6中加深了19.483dB。
本实用新型的这种结构适用于对上边带的带外衰减要求高的滤波器，它与同样大小的陶瓷块，同样输入/输出电极方式，相同通带宽度及插入损耗要求，但用两圆孔谐振腔结构的滤波器比较，在带外的同一抑制点，本实用新型的结构方式衰减值均可深10dB以上。
本实用新型的保护范围不局限于实施例1、2中所示大小的陶瓷介质滤波器，也不局限于实施例1、2中所示的带有两个椭圆直通孔结构的陶瓷介质滤波器，带有多个椭圆直通孔的陶瓷介质滤波器也是本实用新型所保护的结构。
本实用新型所示的结构也可应用于双工滤波器中，也可起到相同的作用。

Claims (4)

1、一种陶瓷介质滤波器，包括一个陶瓷介质块主体(2)和导电材料构成的金属层，所述的陶瓷滤波器主体包括顶面(205)，底面(203)，侧面(202，204)，背面(201)，正面(206)，所述的金属层履盖在除顶面(205)以外的陶瓷滤波器主体的表面，其特征在于，在陶瓷滤波器主体上设置了N个从顶面(205)到底面(203)的履盖有导电材料构成的金属层的椭圆通孔，N为大于零的正整数，在侧面(204)、正面(206)上挖去金属层，形成输入电极(210)，在侧面(202)、正面(206)挖去金属层，形成输出电极(211)，在背面(201)上挖去金属层形成耦合槽(209)。
2、根据权利要求1所述的一种陶瓷介质滤波器，其特征在于，所述的N个椭圆通孔为两个椭圆通孔(207，208)，N为大于零的正整数。
3、根据权利要求2所述的一种陶瓷介质滤波器，其特征在于，所述的耦合槽(209)设置在在背面(201)上靠近顶面(205)，相对于两椭圆通孔的中间位置。
4、根据权利要求2所述的一种陶瓷介质滤波器，其特征在于，所述的耦合槽(209)设置在在背面(201)上靠近底面(203)，相对于两椭圆通孔的中间位置。
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