一种改善插入损耗的5G陶瓷滤波器论文和设计-郭文杰

全文摘要

一种改善插入损耗的5G陶瓷滤波器，5G陶瓷滤波器的主体呈长方体形状，主体的上表面、下表面、后表面、左表面和右表面都覆盖有导电金属层，主体的前表面与后表面之间通过共振孔贯穿，前表面设有谐振线路、输入线路和输出线路，谐振线路与下表面之间形成净空区，输入线路和输出线路都从谐振线路附近的位置延伸至下表面上，净空区位于输入线路与输出线路之间，净空区的高度为1.2‑1.4mm，宽度为4‑6mm。通过谐振线路、输入线路、输出线路与净空区的配合，可以改善5G陶瓷滤波器的插入损耗，满足市场上5G通讯对陶瓷滤波器的要求。

主设计要求

1.一种改善插入损耗的5G陶瓷滤波器，所述5G陶瓷滤波器的主体呈长方体形状，所述主体的上表面、下表面、后表面、左表面和右表面都覆盖有导电金属层，所述主体的前表面与后表面之间通过共振孔贯穿，其特征在于：所述前表面设有谐振线路、输入线路和输出线路，所述谐振线路与所述下表面之间形成净空区，所述输入线路和所述输出线路都从所述谐振线路附近的位置延伸至所述下表面上，所述净空区位于所述输入线路与所述输出线路之间，所述净空区的高度为1.2-1.4mm，宽度为4-6mm。

设计方案

2.根据权利要求1所述的改善插入损耗的5G陶瓷滤波器，其特征在于：共振孔和谐振线路都为四个，四个共振孔分别为第一共振孔、第二共振孔、第三共振孔和第四共振孔，四个谐振线路分别为第一谐振线路、第二谐振线路、第三谐振线路和第四谐振线路，所述第一共振孔、所述第二共振孔、所述第三共振孔和所述第四共振孔沿水平方向依次排列，所述第一谐振线路与所述第一共振孔对齐，所述第二谐振线路与所述第二共振孔对齐，所述第三谐振线路与所述第三共振孔对齐，所述第四谐振线路与所述第四共振孔对齐。

3.根据权利要求2所述的改善插入损耗的5G陶瓷滤波器，其特征在于：所述共振孔为圆柱形通孔，所述第一共振孔和所述第四共振孔的直径都为0.4-0.6mm，所述第二共振孔和所述第三共振孔的直径都为0.3-0.5mm。

4.根据权利要求3所述的改善插入损耗的5G陶瓷滤波器，其特征在于：所述第一共振孔与所述第二共振孔的圆心水平距离为1.5-2.5mm，所述第三共振孔与所述第四共振孔的圆心水平距离也为1.5-2.5mm，所述第二共振孔与所述第三共振孔的圆心水平距离为2-3mm。

5.根据权利要求4所述的改善插入损耗的5G陶瓷滤波器，其特征在于：所述第一共振孔、所述第二共振孔、所述第三共振孔与所述第四共振孔的圆心沿竖直方向等高。

6.根据权利要求1所述的改善插入损耗的5G陶瓷滤波器，其特征在于：所述主体由Pb(Zr1-xTix)O3陶瓷或MgTiO3陶瓷形成，所述导电金属层由金或银或铜形成。

7.根据权利要求1所述的改善插入损耗的5G陶瓷滤波器，其特征在于：所述下表面的金属层具有第一凹槽和第二凹槽，所述输入线路的输入端位于所述第一凹槽中，所述输出线路的输出端位于所述第二凹槽中。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及5G陶瓷滤波器，尤其是涉及一种改善插入损耗的5G陶瓷滤波器。

背景技术

陶瓷滤波器可以由锆钛酸铅陶瓷材料制成的，把陶瓷材料制成片状，多面涂金属作为电极，经过直流高压极化后就具有压电效应，起滤波的作用。其具有稳定，抗干扰性能良好的特点，广泛应用于电视机、录像机、收音机等各种电子产品中用作选频元件。

目前，5G通讯是滤波器厂商的重要发展机遇，这是因为：一方面，大规模天线商用，射频通道数增加，进而带动滤波器需求量提升；另一方面，新的滤波器方案的应用也会带动产品利润上涨；同时，以史为鉴，伴随每一代移动通信技术升级，滤波器都呈现早周期的投资布局特征。

然而，目前市面上的5G陶瓷滤波器普遍存在净空区过小、共振孔的孔径或位置不匹配，导致插入损耗过大的问题，无法达到5G通讯对滤波器的要求。

实用新型内容

本实用新型技术方案是针对上述情况的，为了解决上述问题而提供一种改善插入损耗的5G陶瓷滤波器，所述5G陶瓷滤波器的主体呈长方体形状，所述主体的上表面、下表面、后表面、左表面和右表面都覆盖有导电金属层，所述主体的前表面与后表面之间通过共振孔贯穿，所述前表面设有谐振线路、输入线路和输出线路，所述谐振线路与所述下表面之间形成净空区，所述输入线路和所述输出线路都从所述谐振线路附近的位置延伸至所述下表面上，所述净空区位于所述输入线路与所述输出线路之间，所述净空区的高度为1.2-1.4mm，宽度为4-6mm。

进一步，共振孔和谐振线路都为四个，四个共振孔分别为第一共振孔、第二共振孔、第三共振孔和第四共振孔，四个谐振线路分别为第一谐振线路、第二谐振线路、第三谐振线路和第四谐振线路，所述第一共振孔、所述第二共振孔、所述第三共振孔和所述第四共振孔沿水平方向依次排列，所述第一谐振线路与所述第一共振孔对齐，所述第二谐振线路与所述第二共振孔对齐，所述第三谐振线路与所述第三共振孔对齐，所述第四谐振线路与所述第四共振孔对齐。

进一步，所述共振孔为圆柱形通孔，所述第一共振孔和所述第四共振孔的直径都为0.4-0.6mm，所述第二共振孔和所述第三共振孔的直径都为0.3-0.5mm。

进一步，所述第一共振孔与所述第二共振孔的圆心水平距离为1.5-2.5mm，所述第三共振孔与所述第四共振孔的圆心水平距离也为1.5-2.5mm，所述第二共振孔与所述第三共振孔的圆心水平距离为2-3mm。

进一步，所述第一共振孔、所述第二共振孔、所述第三共振孔与所述第四共振孔的圆心沿竖直方向等高。

进一步，所述主体由Pb(Zr1-xTix）O3 陶瓷或MgTiO3陶瓷形成，所述导电金属层由金或银或铜形成。

进一步，所述下表面的金属层具有第一凹槽和第二凹槽，所述输入端位于所述第一凹槽中，所述输出端位于所述第二凹槽中。

采用上述技术方案后，本实用新型的效果是：通过谐振线路、输入线路、输出线路与净空区的配合，可以改善5G陶瓷滤波器的插入损耗，满足市场上5G通讯对陶瓷滤波器的要求。

附图说明

图1为本实用新型涉及的5G陶瓷滤波器的示意图；

图2为本实用新型涉及的主体的前表面的示意图；

图3为本实用新型涉及的主体的下表面的示意图；

图4为本实用新型涉及的5G陶瓷滤波器的频率响应曲线。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型技术方案作进一步的描述：

本实用新型提供一种改善插入损耗的5G陶瓷滤波器，如图1所示，5G陶瓷滤波器的主体1呈长方体形状，主体1具有上表面、下表面、前表面、后表面、左表面和右表面，主体1的上表面、下表面、后表面、左表面和右表面都覆盖有导电金属层2，主体1的前表面与后表面之间通过共振孔3贯穿，主体1的前表面设有谐振线路4、输入线路5和输出线路6，接地线路7，谐振线路4与共振孔3对齐，谐振线路4与下表面之间形成净空区7，输入线路5和输出线路6都从谐振线路4附近的位置延伸至主体1的下表面上，净空区7位于输入线路5与输出线路6之间。如图2所示，净空区7的高度H为1.2-1.4mm，宽度W为4-6mm。5G陶瓷滤波器的前表面作为5G陶瓷滤波器的共振波面，下表面作为5G陶瓷滤波器的I\/O端面。

其中，通过谐振线路4、输入线路5、输出线路6与净空区7的配合，可以改善5G陶瓷滤波器的插入损耗。

具体地，主体1由Pb(Zr1-xTix）O3 陶瓷或MgTiO3陶瓷形成，导电金属层2由金或银或铜形成。

具体地，结合图2和图3所示，输入线路5具有输入耦合端51和输入端52，输出线路6具有输出耦合端61和输出端62，输入耦合端51和输出耦合端61都位于谐振线路4附近的位置，净空区7位于输入耦合端51与输出耦合端61之间，输入端52和输出端62都位于下表面上。其中，通过把输入端52和输出端62都设置在下表面上，可以使用户在把5G陶瓷滤波器连接至电路时更加便捷，方便布线。

更具体地，请继续参考图3，主体1下表面的金属层2具有第一凹槽21和第二凹槽22，输入端52位于第一凹槽21中，输出端62位于第二凹槽22中。

具体地，请继续参考图2，共振孔3和谐振线路4都为四个，四个共振孔3分别为第一共振孔3a、第二共振孔3b、第三共振孔3c和第四共振孔3d，四个谐振线路4分别为第一谐振线路4a、第二谐振线路4b、第三谐振线路4c和第四谐振线路4d，第一共振孔3a、第二共振孔3b、第三共振孔3c和第四共振孔3d沿水平方向依次排列，第一谐振线路4a与第一共振孔3a对齐，第二谐振线路4b与第二共振孔3b对齐，第三谐振线路4c与第三共振孔3c对齐，第四谐振线路4d与第四共振孔3d对齐。

更具体地，共振孔3为圆柱形通孔，第一共振孔3a和第四共振孔3d的直径都为0.4-0.6mm，第二共振孔3b和第三共振孔3c的直径都为0.3-0.5mm。第一共振孔3a与第二共振孔3b的圆心水平距离D1为1.5-2.5mm，第三共振孔3c与第四共振孔3d的圆心水平距离也为1.5-2.5mm，第二共振孔3b与第三共振孔3c的圆心水平距离D2为2-3mm。

更具体地，第一共振孔3a、第二共振孔3b、第三共振孔3c与第四共振孔3d的圆心沿竖直方向等高。

经测试，频率响应曲线如图4所示，曲线S1为反射特性曲线，曲线S2为传输特性曲线。由图可知，本实用新型的5G陶瓷滤波器的插入损耗为-1.26dB，回波损耗为-17.76dB，中心频的频宽为350MHz，Q值为15.91dB\/MHz。取样点m1-m8的频率和损耗如表1所示：

设计图

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