[發明專利]基于陶瓷介質加載的高選擇性平衡濾波器

在審

• 申請號: 202110456300.0
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113328220A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 池小貴;胡劍鋒;謝新修;梁晶;易學先;莫艽;田雪燕;皮川江;郝曉峰;杜洪;張思丹
• 申請（專利權）人: 深圳市格仕樂科技有限公司
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P1/212;H01P1/30
• 代理公司: 深圳市壹品專利代理事務所(普通合伙) 44356
• 代理人: 江文鑫;周婷

本發明涉及微波無源器件技術領域，公開了基于陶瓷介質加載的高選擇性平衡濾波器，包括外殼、基板和U型諧振器，所述外殼設置于基板上方并與基板卡接形成內部中空的腔體，所述基板的上端面平行設置有若干個U型諧振器，兩個相鄰所述U型諧振器之間開口方向反向設置。本發明使用高介電常數的陶瓷介質諧振器，將諧振器設計成U型模式，在達到同樣電磁參數效果的情況下，減小了諧振器在濾波器中的所占體積，利于實現濾波器的輕量化、小型化，通過對多個U型諧振器進行了周期性的級聯，產生多個帶外衰減極點，實現帶外的寬帶抑制，提高了濾波器的帶外抑制性，VC散熱片對U型諧振器進行有效的熱傳導，防止濾波器腔體內部局部過熱。

技術領域

本發明專利涉及微波無源器件技術領域，具體而言，涉及基于陶瓷介質加載的高選擇性平衡濾波器。

背景技術

濾波器是微波通信系統中不可或缺的電子元件，其性能決定了通信系統的質量。隨著5G通信技術的到來，5G基站天線端口數從傳統8端口增加到64端口、128端口，大幅度提升了濾波器的需求量。因此，小體積、輕量化、高性能濾波器應運而生且勢在必行。而介質濾波器綜合了腔體濾波器和傳統介質濾波器的優良性能，故成為5G通信設備中最佳選擇。

基于襯底集成(SIW)諧振器的平衡帶通濾波器，平面SIW腔由于其低損耗和高功率處理能力在濾波器設計中變得非常有吸引力。與SIW腔相比，陶瓷介質加載的平衡帶通濾波器體積更小。盡管方形貼片諧振器已被應用于平衡帶通濾波器，但其諧振特性沒有良好的差分模式濾波選擇性。此外，濾波器通過電磁波渦流損耗來屏蔽特定頻率之外的電磁信號，該過程會產生局部的熱效應，而工作中常常要保證濾波器腔體內的溫度不能過高，現有技術中的濾波器沒有很好的解決濾波器的散熱問題。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術存在的問題，提供一種具有體積小、濾波選擇性高、散熱性能好等優點的基于陶瓷介質加載的高選擇性平衡濾波器。

本發明是這樣實現的，基于陶瓷介質加載的高選擇性平衡濾波器，包括外殼、基板和U型諧振器，所述外殼設置于基板上方并與基板卡接形成內部中空的腔體，所述基板的上端面平行設置有若干個U型諧振器，兩個相鄰所述U型諧振器之間開口方向反向設置，U型諧振器可以由半波長諧振單元和條型諧振器彎折而成，與傳統條型諧振器相比，具有更加緊湊的結構，所述基板的最左端和最右端分別設置有信號輸入端和信號輸出端，所述信號輸入端和信號輸出端分別與臨近的U型諧振器側壁電連接，所述U型諧振器四周的基板上端面及下端面均設置有散熱片，所述散熱片的導熱系數為300-400W m^-1K^-1，能夠及時將電磁波損耗產生的熱量導出，保護濾波器不會發生過熱。

進一步地，所述信號輸入端與信號輸出端均設置有金屬布線，所述金屬布線上端設置有插孔，所述插孔內連接SMA連接器，所述SMA連接器上設置有插針，通過插針插入插孔與濾波器連接，所述SMA連接器用于連接檢測線和頻譜儀，通過輸入激發信號源對濾波器進行S參數測試，并與設計要求參數比對。

進一步地，所述U型諧振器為碳氫樹脂及陶瓷填料制備而成的RO4350型板材加工而成，所述U型諧振器的臂長L通過計算公式：

L＝λ_g/4

λ_g＝λ₀/(ε_r)^1/2

其中，λ₀——濾波器在中心頻率處的自由空間波長；

ε_r——有效介電常數；

計算得出所需U型諧振器的臂長L。

進一步地，兩個相鄰所述U型諧振器之間的間距S為1.5mm-3.0mm。

進一步地，所述U型諧振器的高度H為0.1mm-2.0mm。