一种新型无线通信介质滤波器论文和设计-薛冰

全文摘要

本实用新型公开了一种新型无线通信用介质滤波器，包括全通孔介质块，全通孔介质块设有贯穿介质块的隔离槽和若干通孔；在全通孔介质块上表面设有调谐板，在调谐板上对应通孔设有可以在通孔内上下调节的调谐杆；在全通孔介质块下表面设有底板，在底板上位于隔离槽两侧分别设有输入电极和输出电极，输入端电极和输出端电极插入通孔内实现耦合，完成信号的传输能力，插入通孔内的电极外包裹隔离耦合材料层。本实用采用分离式结构，获得了良好的调节能力，可实现灵活的频率，频带，带外抑制等滤波器基础性能的宽范围调节；上下金属板的采用使介质滤波器有更为理想的散热能力，可承受更大的功率；全通孔设计使陶瓷介质的制造更加便利，提高了产品的良品率。

主设计要求

1.一种新型无线通信介质滤波器，其特征在于包括全通孔介质块，所述的全通孔介质块设有贯穿介质块的隔离槽和若干通孔；在所述的全通孔介质块上表面设有调谐板，在所述的调谐板上对应通孔设有可以在通孔内上下调节的调谐杆；在所述的全通孔介质块下表面设有底板，在所述的底板上位于隔离槽两侧分别设有输入电极和输出电极，输入端电极和输出端电极插入通孔内实现耦合，完成信号的传输能力，插入通孔内的电极外包裹隔离耦合材料层。

设计方案

2.根据权利要求1所述的新型无线通信介质滤波器，其特征在于所述的全通孔介质块为陶瓷介质块，除通孔内壁外在陶瓷表面覆盖一层金属层。

3.根据权利要求1所述的新型无线通信介质滤波器，其特征在于所述的隔离槽居中设置于全通孔介质块。

4.根据权利要求1所述的新型无线通信介质滤波器，其特征在于所述的调谐杆为金属螺钉。

5.根据权利要求4所述的新型无线通信介质滤波器，其特征在于所述的通孔与调谐杆通过螺纹连接实现调谐杆在通孔内上下自由移动。

6.根据权利要求1所述的新型无线通信介质滤波器，其特征在于所述的调谐板、底板均为金属镀银板；所述的调谐板、底板通过焊接分别固定在全通孔介质块的上、下表面。

7.根据权利要求1所述的新型无线通信介质滤波器，其特征在于所述的调谐板、底板上设有对应隔离槽的开孔。

8.根据权利要求1或7所述的新型无线通信介质滤波器，其特征在于所述的底板封闭通孔或对应通孔设有可以沿通孔上下调节的调谐螺钉，采用调谐螺钉配合调谐板调节介质滤波器的性能。

9.根据权利要求1所述的新型无线通信介质滤波器，其特征在于所述的隔离耦合材料层为有机材料层或陶瓷圆管。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种介质滤波器，尤其是涉及一种无线通信用介质滤波器。

背景技术

目前，介质波导滤波器以整块陶瓷材质的介质体为主体，通常采用一体化半沉孔设计，然后在介质体表面进行金属化。上述设计给制造生产带来很大的局限性，对介质材料的介电常数(εr)稳定性要求极高，同时对瓷件的压制成型及烧成后的瓷件物理尺寸也有很高的精度要求。由于采用一体化半沉孔设计，传统半沉孔设计，压制成型时沉孔深度控制困难；且介质波导滤波器沉孔的深度固定，给调试带来很大困难，失去了金属腔滤波器的重复调试能力，若调试不好只能报废处理，因此导致良品率较低，造成很大的浪费。

因此，很有必要开发一种新型的介质波导滤波器，克服以上种种弊端，为降低生产成本提供更多的灵活性，更符合现代无线通信技术的市场需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有介质波导滤波器的制造缺点，提供一种新型的介质波导滤波器，该介质波导滤波器具有良好的可调性和广泛的设计潜力，可以实现重复调试，获得良好的良品率，降低了生产成本，同时具有更好的工作稳定性和功率承受能力。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种新型无线通信介质滤波器，包括全通孔介质块1，所述的全通孔介质块1设有贯穿介质块的隔离槽2和若干通孔3；在所述的全通孔介质块1上表面设有调谐板4，在所述的调谐板4上对应通孔设有可以在通孔3内上下调节的调谐杆5；在所述的全通孔介质块1下表面设有底板6，在所述的底板6上位于隔离槽两侧分别设有输入电极7和输出电极8，输入端电极和输出端电极插入通孔3内实现耦合，完成信号的传输能力，插入通孔3内的电极外包裹隔离耦合材料层9。

所述的全通孔介质块1除了通孔内部不金属化外，其它部分均进行金属化工艺处理，包括外立面和隔离槽内壁。即所述的全通孔介质块1为陶瓷介质块，除通孔内壁外在陶瓷表面覆盖一层金属层。

所述的隔离槽2居中设置于全通孔介质块1。

所述的通孔3为圆形通孔、n边形通孔(n≥4)或台阶式通孔。

所述的调谐杆4为金属螺钉，优选为镀银螺钉。

所述的通孔3与调谐杆4通过螺纹连接；具体的，在所述的通孔3内壁设有与调谐杆4外螺纹配合的内螺纹，实现调谐杆在通孔内上下自由移动。

所述的调谐板4、底板6均为金属镀银板；所述的调谐板4、底板6通过焊接分别固定在全通孔介质块1的上、下表面。

所述的调谐板4、底板6上设有对应隔离槽的开孔；所述的底板6用于封闭通孔3或对应通孔设有可以沿通孔3上下调节的调谐螺钉，采用部分调谐螺钉配合调谐板4调节介质滤波器的性能。

所述的输入电极7和输出电极9采用耦合探针。

所述的隔离耦合材料层9为有机材料层或陶瓷圆管；具体的，所述的有机材料层为由聚醚酰亚胺(PEI)、聚四氟乙烯等低损耗有机材料或往上述有机材料中添加陶瓷粉、玻璃纤维或碳纤维形成的有机复合材料采用注塑成型工艺或外套上述材料支撑的圆管。

本实用新型介质波导滤波器可在100MHz～12GHz范围内，设计出符合现代无线通讯需求的各种滤波器，可采用介电常数3.0～120之间，温度系数很低的多种微波介质材料进行配合，应用前景广泛。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用全通孔介质块构成介质滤波器的主体结构，采用全通孔设计，相对于传统半沉孔设计，陶瓷介质的制造更加便利，整体结构可靠性大幅度提高，具有比传统介质滤波器更大的应用范围和更为低廉的生产成本，同时大幅度提高了产品的良品率，市场竞争力强。

本实用新型采用分离式结构，通过上表面的调谐板和可调节调谐杆的配合调节介质滤波器的性能，可实现灵活的频率，频带，带外抑制等滤波器基础性能的宽范围调节：通过控制金属螺钉进入通孔的深度，可实现重复调试能力；采用不同尺寸、深度和形状的金属螺钉进入通孔内可以实现介质滤波器中心频率、带宽和带外抑制的广泛设计能力；此外，还可以采用不同规格的金属螺钉来实现更多的调节可能。本实用新型还可以在全通孔介质块下表面焊接金属镀银底板，采用部分调谐螺钉配合调谐板调节介质滤波器的性能。

本实用新型在介质滤波器上、下表面焊接金属板，增加了介质滤波器的散热能力，相对于传统结构的介质滤波器，功率承受能力提高约70～150％，大大增加了产品的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型无线通信介质滤波器的俯视图；

图2为本实用新型无线通信介质滤波器的仰视图；

图3为实施例1无线通信介质滤波器的组装示意图；

图4为实施例2无线通信介质滤波器的组装示意图。

图中，1-全通孔介质块，2-隔离槽，3-通孔，4-调谐板，5-调谐杆，6-底板，7-输入电极，8-输出电极，9-隔离耦合材料层，10-调谐螺钉。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步说明。

实施例1

如图1-图3所示，一种无线通信介质滤波器，包括全通孔介质块1，所述的全通孔介质块1居中设有贯穿介质块的隔离槽2，位于隔离槽2两侧对称设置贯通T型槽，在隔离槽2两侧设有贯穿介质块的若干通孔3。在所述的全通孔介质块1上表面焊接有调谐板4，所述的调谐板4上设有对应隔离槽和T型槽的开孔，在调谐板4上对应通孔3设有可以在通孔3内部上下调节的调谐杆5；在所述的全通孔介质块1下表面焊接有底板6，底板6上设有对应隔离槽和T型槽的开孔，底板6用于封闭通孔3；在所述的底板6上位于隔离槽2两侧分别设有输入电极7和输出电极8，输入端电极和输出端电极插入通孔3内实现耦合，完成信号的传输能力，插入通孔3内的电极外包裹隔离耦合材料层9。

所述的调谐板4、底板6均为金属镀银板。

所述的调谐杆4为镀银螺钉；所述的通孔3为圆形通孔，在通孔3内壁设有与调谐杆4外螺纹配合的内螺纹实现调谐杆在通孔内上下自由移动。

所述的输入电极7和输出电极9采用耦合探针。

所述的隔离耦合材料层9为聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯等低损耗有机材料制成的圆管或陶瓷圆管。

基于本实施例的结构，采用介电常数17～25的微波介质材料，Qf：60000～95000，Tf<-2.0ppm\/℃(-65～105℃)，外形尺寸约42mm×19mm×(6.0～7.0)mm，获得中心频率fo：2500～5000MHz，带宽BW：100～300MHz，带内损耗<1.5dB，带外抑制良好的多种介质滤波器。

实施例2

在实施例1所述的无线通信介质滤波器的基础上，在所述的底板6上对应部分通孔设置可以沿通孔3上下调节的调谐螺钉10，采用调谐螺钉配合调谐板4调节介质滤波器的性能。

设计图

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