一种薄膜带极点滤波器的制作方法

1.本实用新型涉及薄膜滤波器领域，更具体地说，它涉及一种薄膜带极点滤波器。


背景技术：

2.薄膜滤波器是用于玻璃衬底上或玻璃陶瓷衬底的仪器，有插损小，隔离度高，串扰小等优点；现有的薄膜滤波器，一般采用无极点设计，在通带窄或中等情况下，广泛运用于薄膜电路及pcb电路滤波器设计之中；但其通带低端缺乏衰减极点，滤波器通带低端的变化趋势坡度较缓，带外抑制较差，在对通带低端有较高带外抑制需求的应用场合存在一定的局限性，当受到其他器件影响时，低端带外抑制特性还会进一步恶化。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是现有的薄膜滤波器通带低端带外抑制差，目的在于提供一种薄膜带极点滤波器，通过引入极点改善薄膜滤波器的带外抑制特性，尤其是通带低端的带外抑制特性。
4.本实用新型通过下述技术方案实现：
5.一种薄膜带极点滤波器，包括介质基板；多个谐振子，并排设置于所述介质基板上，所述谐振子一端设置有接地过孔，另一端开路；输入端和输出端，设置于所述介质基板上，所述输入端与介质基板一侧的谐振子连接，所述输出端与介质基板另一侧的谐振子连接；以及，极点引入件，设置于所述介质基板上，所述极点引入件与任一一侧的所述谐振子连接，用于引入衰减极点。
6.与传统滤波器相比，增加了与两侧谐振子连接的极点引入件，引入了衰减极点，衰减极点可以位于滤波器通带低端也可以位于滤波器通带高端，在引入位于滤波器通带低端的衰减极点后，滤波器通带低端的变化趋势陡峭度明显增加，通带可快速变化到阻带，滤波器的通带低端带外抑制可以得到明显的改善，无需通过增加滤波器的阶数来改善滤波器的带外抑制特性，基本不改变原有滤波器的结构尺寸。
7.进一步的，所述极点引入件由微带线制成，所述极点引入件长度为所述薄膜滤波器的带外抑制频率波长的四分之一。
8.采用上述技术方案，可以通过微带线与两侧的谐振子连接，引入衰减极点，改善滤波器的带外抑制特性，衰减极点的位置可通过微带线的长度进行调节，即可以引入通带低端的衰减极点，对滤波器的低端抑制特性进行改善，亦可引入通带高端的衰减极点，对滤波器的高端抑制特性进行改善。
9.进一步的，所述极点引入件为一个，与位于两侧的任一所述谐振子连接。
10.采用上述技术方案，可根据滤波器的实际情况需要选择引入一个或者两个衰减极点，改善薄膜滤波器的带外抑制特性，如仅需引入一个衰减极点，则只需将极点引入件与任一一个位于边缘的谐振子连接，即并排设置的多个谐振子中位于首位和末尾的两个谐振子中的任一一个，调节微带线长度，引入衰减极点，改善滤波器的带外抑制特性。
11.进一步的，所述极点引入件为两个，分别与位于两侧的所述谐振子连接。
12.采用上述技术方案，根据滤波器的实际情况需要引入两个衰减极点时，需将两个极点引入件分别与位于边缘的谐振子连接，即分别于并排设置的多个谐振子中位于首位和末尾的两个谐振子连接，连接后引入两个衰减极点，改善滤波器的带外抑制特性，引入的两个衰减极点可以相同也可以不同，可根据微带线的长度进行调节。
13.进一步的，所述接地过孔的形状为圆形。
14.采用上述技术方案，实际使用中接地过孔可以为圆形也可以为方形或其他形状，但考虑生产过程中的加工难易程度以及成本，可以将接地过孔设置为圆形，无需考虑加工角度，简化加工过程，成本也相对更低。
15.进一步的，所述谐振子设置有接地过孔的一端为圆盘状，所述圆盘状与所述接地过孔同心设置，所述圆盘状直径为接地过孔直径的两倍及以上。
16.采用上述技术方案，通过将谐振子设置有接地过孔的一端设置为与接地过孔相适应的圆盘状，且圆盘直径为接地过孔直径的两倍及以上，可以加粗信号线路，进一步改善低端带外抑制。
17.进一步的，所述极点引入件沿所述介质基板中心对称设置。
18.进一步的，所述谐振子之间的间隙由所述介质基板两侧至介质基板中心逐渐增大。
19.采用上述技术方案，可以通过调整相邻两个谐振子之间的间隙大小来调整滤波器的工作带宽，两相邻谐振子之间的间隙越大，则两相邻谐振子之间的耦合系数越小，带宽越窄，反之可以通过缩小两向相邻谐振子之间的间隙，使得带宽越宽。
20.进一步的，所述谐振子的阶数为7阶。
21.采用上述技术方案，谐振子的阶数越高滤波效果越好，但相应的成本也会越高，因此，可以综合所需的滤波效果及成本选择合适数量的谐振子，如，本方案选择七阶谐振子。
22.进一步的，所述谐振子组成梳状线滤波器或交指滤波器。
23.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
24.1.在现有的薄膜滤波器上增设了极点引入件，在滤波器的通带低端和/或通带高端引入衰减极点，滤波器的带外抑制可以得到明显的改善，且无需增加滤波器的阶数，即基本不改变原有滤波器的结构尺寸；在有相同的低端带外抑制需求的情况下，采用本方案引入衰减极点，薄膜滤波器的阶数可以明显减小，从而减小薄膜滤波器的结构尺寸。
25.2.采用在两侧谐振子连接微带线的方法增加衰减极点，衰减极点的位置可根据微带线的长度进行调整，可以引入通带低端的衰减极点，也可引入通带高端的衰减极点，引入的衰减极点可以相同，也可以不同，适合宽频带滤波器，亦适合窄带滤波器，滤波器的设计、调试难度较小，对于加工要求不会过于敏感。
附图说明
26.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
27.图1为本实用新型一实施例的现有薄膜滤波器的结构示意图；
28.图2为本实用新型一实施例的现有薄膜滤波器的信号仿真图；
29.图3为本实用新型一实施例的带极点薄膜滤波器的结构示意图；
30.图4为本实用新型一实施例的带极点薄膜滤波器的信号仿真图；
31.图5为本实用新型一实施例的不带极点薄膜滤波器的结构示意图；
32.图6为本实用新型一实施例的不带极点薄膜滤波器的信号仿真图。
33.附图中标记及对应的零部件名称：
34.1、谐振子；2、接地过孔；3、输入端；4、输出端；5、极点引入件。
具体实施方式
35.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
36.需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
37.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.实施例1
40.本实施例1提供一种薄膜带极点滤波器，下面参阅图1-6结合进行说明，
41.现有的薄膜滤波器一般采用无极点设计，以具体的一种七阶薄膜滤波器为例，其结构如图1所示，包括介质基板(图中未示出)以及设置在介质基板一侧的输入端3、输出端4和多个谐振子1；谐振子1为直条型，且并行排列，单个谐振子1一端设置有接地过孔2接地短路，另一端开路，并行排列的谐振子1之间通过间隙相互耦合，输入端3和输出端4分别与位于边缘的谐振子1电性连接。
42.其信号仿真结果，如图2所示，图2示出了工作频率的通带的变化趋势s1以及插入损耗的变化趋势s2，横坐标为频率，纵坐标为抑制级数，从图2可以看出，其高端带外抑制较好，但低端带外抑制较差，实际运用时候，由于其他器件的影响，低端带外抑制要比仿真结果更为恶化。
43.为提高薄膜滤波器的带外抑制，尤其是低端带外抑制，采用本实用新型的方案，在通带低端引入衰减极点，形成一种薄膜带极点滤波器，提高其低端带外抑制能力，由于薄膜滤波器的设置较为灵活，难以穷举，因此本实施例仅给出具体的某一种薄膜带极点滤波器的设置方式，需说明的是，本实用新型的核心在于，在传统的薄膜滤波器上通过引入衰减极点提高带外抑制的设计。
44.本实施例1中给出的薄膜带极点滤波器的结构，如图3所示，包括介质基板(图中未
示出)以及设置在介质基板一侧的输入端3、输出端4、多个谐振子1和极点引入件5，谐振子1一端设置有接地过孔2，一端开路。
45.谐振子1的阶数可根据滤波效果以及成本考虑进行设置，在本实施例中将谐振子1设置为七阶，为了方便说明，将谐振子1从左至右依次编号为：第一谐振子、第二谐振子
…
以及第七谐振子，七阶谐振子并排设置，通过间隙耦合，第一谐振子与输入端3电性连接，第七谐振子与输出端4电性连接；极点引入件5可以为一个或者两个，极点引入件5为一个时，与第一谐振子或第七谐振子电性连接，共用接地过孔2，引入一个衰减极点；极点引入件5为两个时，分别与第一谐振子和第七谐振子电性连接，极点引入件5分别与第一谐振子以及第七谐振子共用接地过孔2，引入两个衰减极点，本实施例中引入两个衰减极点。
46.具体地，极点引入件5可以采用长度为薄膜滤波器的带外抑制频率波长的四分之一的微带线制成，即可以通过调节微带线的长度来调节引入衰减极点的位置，可以引入通带低端的衰减极点，亦可引入通带高端的衰减极点，引入两个衰减极点时，衰减极点可以相同，也可以不同。
47.介质基板可以选用绝缘的陶瓷材料制成具有两相对的第一边和两相对的第二边的结构，本实施例中，将介质基板制成矩形结构；多个谐振子1并排设置在介质基板的一侧，具体地，设置在介质基板一侧的中部，谐振子1与第一边平行，与第二边垂直，且谐振子1之间相互平行。
48.需要说明的是，谐振子1可以组成交指型结构或者梳状线结构，本实施例对谐振子1的排布不做限制。
49.谐振子1可以采用直条状、圆棍状等，本实施例中，谐振子1采用直条状；谐振子1一端设置有接地过孔2，另一端开路，接地过孔2可以设置为圆形、矩形或其他形状，在本实施例中，接地过孔2采用圆形，降低生产成本。
50.进一步的，谐振子1设置有接地过孔2的一端为圆盘状，且圆盘状与接地过孔2同心设置，圆盘状的直径为接地过孔2直径的两倍及以上，通过直径增大的圆盘状加粗信号线路，可以进一步改善低端带外抑制。
51.相邻两个谐振子1的接地过孔2可以位于同侧或异侧，在本实施例中，接地过孔2位于同侧。
52.相邻两个谐振子1之间的间隙可以根据薄膜滤波器的性能指标灵活调整，相邻谐振子1之间的间隙越大，则相邻谐振子1之间的耦合系数越小，工作带宽越窄，反之相邻谐振子1之间的间隙越小，则工作带宽越宽；在本实施例中，取相邻两个谐振子1之间的间隙由第二边两端至第二边中心逐渐增大，即由介质基板两侧至介质基板中心逐渐增大。
53.上述的薄膜带极点滤波器的信号仿真图，如图4所示，图4示出了工作频率的通带的变化趋势s1以及插入损耗的变化趋势s2，横坐标为频率，纵坐标为抑制级数，从图4可以看出，薄膜滤波器工作的中心频率是11ghz，带宽为2ghz，在通带的变化趋势s1上的左边位置p1和p2处各产生了一个衰减极点，大大的改善了所述薄膜滤波器的带外抑制特性，尤其是低端抑制特性。
54.图5所示的滤波器与上述薄膜带极点滤波器的区别在于，未设置极点引入件5，其信号仿真图，如图6所示，图6示出了工作频率的通带的变化趋势s1以及插入损耗的变化趋势s2，横坐标为频率，纵坐标为抑制级数，从图6可以看出，薄膜滤波器工作的中心频率是
11ghz，带宽为2ghz，在通带的变化趋势s1上的左边位置并未产生衰减极点，带外抑制特性，尤其是底端抑制特性较差。
55.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。