TWI660542B - 結構型多階諧振帶通濾波器 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關一種結構型多階諧振帶通濾波器，包括基體、輸入電極和輸出電極；所述基體包括開放面、短路面以及頂面；所述基體上貫穿設置有多個共振孔，所述開放面設有第一鏤空區域，所述頂面設置有兩個第二鏤空區域，所述輸入電極和所述輸出電極分別設置在兩個所述第二鏤空區域中；所述基體進一步包括接地金屬層以及共振塗層；每一共振孔沿所述開放面到所述短路面的方向上依次設置有同軸設置的第一槽部和第二槽部，所述第一槽部沿平行於所述開放面的橫截面為矩形，所述第二槽部沿平行於所述開放面的橫截面為圓形。本發明在保證電特性不變的情況下，大大減小了濾波器的整體體積。

Description

結構型多階諧振帶通濾波器
本發明涉及濾波器領域，尤其是一種結構型多階諧振帶通濾波器。
介質濾波器利用介質陶瓷材料的低損耗、高介電常數、頻率溫度係數和熱膨脹係數小、可承受高功率等特點設計製作的，由數個長型諧振器縱向多級串聯或並聯的梯形線路構成。其特點是插入損耗小、耐功率性好、帶寬窄。
介質濾波器的主要優點是功率容量大，插入損耗低，但現有介質濾波器體積都比較大，普遍在釐米量級，且現有介質濾波器因其物理特性的影響，當其體積變小時，其電特性也隨之變差。
因此，需要提供一種體積小、電特性好的結構型多階諧振帶通濾波器。
本發明提供一種結構型多階諧振帶通濾波器，旨在克服現有介質濾波器體積大的現狀。
本發明採用了以下技術措施：
一種結構型多階諧振帶通濾波器，包括基體、輸入電極和輸出電極；所述基體為矩形結構，包括開放面、與所述開放面相對設置的短路面以及連接於所述開放面和所述短路面之間的頂面；所述基體上貫穿設置有多個共振孔，且所述共振孔並排設置，所述共振孔從所述開放面延伸到所述短路面；所述開放面設有第一鏤空區域，所述第一鏤空區域環繞每一共振孔設置；所述頂面設置有兩個第二鏤空區域，每一第二鏤空區域分別延伸到所述開放面並與所述第一鏤空區域連接；所述輸入電極和所述輸出電極分別設置在兩個所述第二鏤空區域中；所述基體進一步包括接地金屬層以及共振塗層；所述接地金屬層塗覆於所述基體除了鏤空區域以外的其他外表面；所述共振塗層塗覆於所述共振孔內，且所述接地金屬層與所述共振塗層在所述短路面連接，形成短路端；每一共振孔沿所述開放面到所述短路面的方向上依次設置有同軸設置的第一槽部和第二槽部，所述第一槽部沿平行於所述開放面的橫截面為矩形，所述第二槽部沿平行於所述開放面的橫截面為圓形。
作為進一步改進，定義所述開放面與所述頂面的共有邊為第一線段，多個所述矩形關於所述第一線段在所述開放面上的中垂線對稱。
作為進一步改進，所述圓形的直徑相同，在每一共振孔中，所述矩形的最小邊長大於所述圓形的直徑。
作為進一步改進，所述第一槽部和所述第二槽部沿所述開放面到所述短路面方向上的深度比為1/3~1/5。
作為進一步改進，所述基體上貫穿設置有五個共振孔。
作為進一步改進，所述第一鏤空區域關於所述第一線段在所述開放面上的中垂線對稱，兩個所述第二鏤空區域關於所述第一線段在所述頂面上的中垂線對稱。
作為進一步改進，所述第一鏤空區域包括間隔設置的第一子區域、第二子區域和第三子區域，所述第二子區域環繞中間的三個共振孔設置，所述第一子區域和所述第三子區域分別環繞兩側的共振孔設置。
作為進一步改進，兩個所述第二鏤空區域分別與所述第一子區域和所述第三子區域連接。
作為進一步改進，定義所述第一線段為所述開放面以及所述頂面的長邊，所述長邊的長度為5.4mm~6.2mm，所述開放面的短邊的長度為1.7mm~2.5mm，所述頂面的短邊的長度為2.6mm~3.4mm。
作為進一步改進，所述輸入電極和所述輸出電極分別通過絲網印刷設置在所述第二鏤空區域上。
與現有技術相比較，本發明具有以下優點：
1、本發明係有關一種結構型多階諧振帶通濾波器通過在基體上貫穿設置多個共振孔，且每一共振孔均由截面為矩形第一槽部和截面為圓形的第二槽部組成，在保證濾波器的電特性良好的前提下，大大縮減的濾波器整體的體積，使濾波器的可應用場景增加。
2、本發明係有關一種結構型多階諧振帶通濾波器在基體上貫穿設置了五個共振孔，且所述第一線段的長度為5.4mm~6.2mm，所述開放面除第一線段以外的另一邊的長度為1.7mm~2.5mm，所述頂面除第一線段以外的另一邊的長度為2.6mm~3.4mm，使本濾波器尤其適用於4GHz~7GHz的頻率波段。
3、本發明係有關一種結構型多階諧振帶通濾波器可通過對第一槽部和第二槽部的微調，使濾波器達到電磁耦合平衡或故意不平衡，以使其適應不同的頻率波段。
為使本發明實施方式的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施方式中的圖，對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。因此，以下對在圖中提供的本發明的實施方式的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施方式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”等指示的方位或位置關係為基於圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
下面結合圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述：
實施例1：
請參考圖1-圖3，實施例中，一種結構型多階諧振帶通濾波器，包括基體1、輸入電極2和輸出電極3；所述基體1為矩形結構，所述基體1由介電陶瓷或其他有機介電物質製成，所述基體1上包括開放面11、與所述開放面11相對設置的短路面12以及連接於所述開放面11和所述短路面12之間的頂面13；本實施例中，定義所述開放面11與所述頂面13的共有邊為第一線段，所述第一線段的長度為5.4mm~6.2mm，所述開放面11除第一線段以外的另一邊的長度為1.7mm~2.5mm，所述頂面13除第一線段以外的另一邊的長度為2.6mm~3.4mm。本尺寸的濾波器較現有介質濾波器的體積整體減小了1/3~2/3，且本尺寸的濾波器尤其適用於4GHz~7GHz的頻率波段。
所述基體1上貫穿設置有多個共振孔4，且所述共振孔4並排設置，所述共振孔4從所述開放面11延伸到所述短路面12，多個所述共振孔4均垂直於所述開放面11，這些共振孔4形成濾波器的共振器。本實施例中，所述共振孔4為五個。
所述開放面11設有第一鏤空區域5，鏤空區域即為不施加金屬塗層可使所述基體1的本體外露，同時，所述第一鏤空區域5環繞每一共振孔4設置。
所述頂面13設置有兩個第二鏤空區域6，兩個所述第二鏤空區域6存在一定的隔離帶，彼此互不接觸。每一第二鏤空區域6分別延伸到所述開放面11並與所述第一鏤空區域5連接成一個整體。
所述輸入電極2和所述輸出電極3分別設置在兩個所述第二鏤空區域6中，且部分延伸至所述開放面11上。所述輸入電極2和所述輸出電極3是通過絲網印刷的方式覆蓋在所述基體1上，通過高溫金屬化銀電極的方式，使銀電極與基體1連接在一起，也可使用雷射光刻等方式在所述基體1的外表面覆蓋導電金屬層上成型。
所述基體1進一步包括接地金屬層以及共振塗層；所述接地金屬層塗覆於所述基體1除了鏤空區域以外的其他外表面。所述共振塗層塗覆於所述共振孔4的內壁上，且所述接地金屬層與所述共振塗層在所述短路面12連接，形成短路端。本實施例中，為最大程度保證濾波器的電特性，所述接地金屬層的厚度為6μm~20μm，所述共振塗層的厚度為0.8μm~3.0μm。
請參考圖3，本實施例中，每一共振孔4沿所述開放面11到所述短路面12的方向上依次設置有同軸設置的第一槽部41和第二槽部42，所述第一槽部41沿平行於所述開放面11的橫截面為矩形，且所述矩形的四個角為弧形導角，所述第二槽部42沿平行於所述開放面11的橫截面為圓形。所述第一槽部41整體呈矩形立方體結構，所述第二槽部42整體呈圓柱體。所述第一槽部41和所述第二槽部42連接處呈臺階狀。在每一共振孔4中，所述矩形的最小邊長大於所述圓形的直徑。即第二槽部42設置在第一槽部41內部。所述第一槽部41的長度為0.4mm~0.8 mm，所第二槽部42的長度為2.0mm~2.9mm。
多個共振孔4內的第一槽部41可不完全相同，可根據實際情況調整第一槽部41的的尺寸，但要滿足一定的對稱要求，即多個所述矩形關於所述第一線段在所述開放面11上的中垂線對稱。第二槽部42的尺寸也可適當調整，但要保證每一第二槽部42的直徑相同，即所述圓形的直徑均相同。
本實施例中，所述第一槽部41和所述第二槽部42沿所述開放面11到所述短路面12方向上的深度比為1/3~1/5。本實施例選取較優值，所述第一槽部41和所述第二槽部42沿所述開放面11到所述短路面12方向上的深度比為1/4。
同時，所述第一槽部和所述第二槽部同軸設置，在製造工藝流程易於操作，提高加工效率。
通過設置所述矩形共振孔減小濾波器整體體積的原理是，在增大波傳輸的路程的同時，為保持波的頻率不變，其濾波器的整體體積便要相應減小。
本實施例中，為提高濾波器的電特性，鏤空區域也要滿足一定的對稱要求，即第一鏤空區域5關於所述第一線段在所述開放面11上的中垂線對稱，兩個所述第二鏤空區域6關於所述第一線段在所述頂面13上的中垂線對稱。
請參考圖4，是本實施例中一種結構型多階諧振帶通濾波器的結構等效電路特性曲線示意圖，本示意圖的測試用濾波器的體積較現有介質濾波器的體積減小了1/3~2/3，結合曲線圖可以看出即使濾波器的體積較現有介質濾波器的體積減小了1/3~2/3，仍可保持良好的電特性。濾波器的整體體積減小，既降低了濾波器的生產成本，也是濾波器的可應用場景大大增加。
實施例2：
請參考圖5，本實施例相較於實施例1的區別在於，所述第一鏤空區域5包括間隔設置的第一子區域51、第二子區域52和第三子區域53，其中，所述第二子區域52同時環繞中間三個所述共振孔4，所述第一子區域51和所述第三子區域53分別環繞所述第一子區域51兩側的共振孔4。
同時，本實施例中，兩個所述第二鏤空區域6分別於所述第一子區域51和所述第三子區域53連接。
請參考圖6，是本實施例中一種結構型多階諧振帶通濾波器的結構等效電路特性曲線示意圖，由曲線圖可以看出即使濾波器的體積較現有介質濾波器的體積減小了1/3~2/3，仍可保持良好的電特性。濾波器的整體體積減小，既降低了濾波器的生產成本，也是濾波器的可應用場景大大增加。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
1‧‧‧基體 2‧‧‧輸入電極 3‧‧‧輸出電極 4‧‧‧共振孔 5‧‧‧第一鏤空區域 6‧‧‧第二鏤空區域 11‧‧‧開放面 12‧‧‧短路面 13‧‧‧頂面 41‧‧‧第一槽部 42‧‧‧第二槽部 51‧‧‧第一子區域 52‧‧‧第二子區域 53‧‧‧第三子區域
圖1是本發明實施例1的一種結構型多階諧振帶通濾波器的正面結構示意圖。 圖2是本發明實施例1的一種結構型多階諧振帶通濾波器的背面結構示意圖。 圖3是圖1中A-A方向的截面圖。 圖4是本發明實施例1的一種結構型多階諧振帶通濾波器的結構等效電路特性曲線示意圖。 圖5是本發明實施例2的一種結構型多階諧振帶通濾波器的正面結構示意圖。 圖6是本發明實施例2的一種結構型多階諧振帶通濾波器的結構等效電路特性曲線示意圖。

Claims (10)

  1. 一種結構型多階諧振帶通濾波器，包括： 一基體、 一輸入電極和 一輸出電極； 該基體為矩形結構，包括： 一開放面、 與該開放面相對設置的一短路面以及 連接於該開放面和該短路面之間的一頂面； 該基體上貫穿設置有多個共振孔，且該些共振孔並排設置，該些共振孔從該開放面延伸到該短路面；該開放面設有一第一鏤空區域，該第一鏤空區域環繞每一共振孔設置；該頂面設置有兩個第二鏤空區域，每一第二鏤空區域分別延伸到該開放面並與該第一鏤空區域連接；該輸入電極和該輸出電極分別設置在該兩個第二鏤空區域中； 該基體進一步包括： 一接地金屬層以及 一共振塗層； 該接地金屬層塗覆於該基體除了鏤空區域以外的其他外表面；該共振塗層塗覆於該些共振孔內，且該接地金屬層與該共振塗層在該短路面連接，形成短路端； 每一共振孔沿該開放面到該短路面的方向上依次設置有同軸設置的一第一槽部和一第二槽部，該第一槽部沿平行於該開放面的橫截面為一矩形，該第二槽部沿平行於該開放面的橫截面為一圓形。
  2. 如請求項1所述之結構型多階諧振帶通濾波器，其中該開放面與該頂面的共有邊為一第一線段，該多個矩形關於該第一線段在該開放面上的中垂線對稱。
  3. 如請求項2所述之結構型多階諧振帶通濾波器，其中該圓形的直徑相同，在每一共振孔中，該矩形的最小邊長大於該圓形的直徑。
  4. 如請求項3所述之結構型多階諧振帶通濾波器，其中該第一槽部和該第二槽部沿該開放面到該短路面方向上的深度比為1/3~1/5。
  5. 如請求項3所述之結構型多階諧振帶通濾波器，其中該基體上貫穿設置有五個共振孔。
  6. 如請求項5所述之結構型多階諧振帶通濾波器，其中該第一鏤空區域關於該第一線段在該開放面上的中垂線對稱，該兩個第二鏤空區域關於該第一線段在該頂面上的中垂線對稱。
  7. 如請求項6所述之結構型多階諧振帶通濾波器，其中該第一鏤空區域包括間隔設置的一第一子區域、一第二子區域和一第三子區域，該第二子區域環繞中間的三個共振孔設置，該第一子區域和該第三子區域分別環繞兩側的共振孔設置。
  8. 如請求項7所述之結構型多階諧振帶通濾波器，其中該兩個第二鏤空區域分別與該第一子區域和該第三子區域連接。
  9. 如請求項2所述之結構型多階諧振帶通濾波器，其中該第一線段為該開放面以及該頂面的長邊，該長邊的長度為5.4mm~6.2mm，該開放面的短邊的長度為1.7mm~2.5mm，該頂面的短邊的長度為2.6mm~3.4mm。
  10. 如請求項1所述之結構型多階諧振帶通濾波器，其中該輸入電極和該輸出電極分別通過絲網印刷設置在該第二鏤空區域上。
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