双腔形成零点的滤波器结构及滤波器的制作方法

1.本实用新型涉及通信器件技术领域，尤其是指一种双腔形成零点的滤波器结构及滤波器。


背景技术：

2.如图1～2所示为现有技术中的双腔滤波器结构，包括由高介电常数材料(比如，陶瓷)制成的长方体状介质块，在该介质块内部成型两个谐振孔，两个谐振孔的内壁均涂覆内金属层，介质块厚度方向的一个表面围绕各个谐振孔均涂覆局部金属层，介质块的其它表面均涂覆外金属层，局部金属层无间隙连接内金属层，局部金属层之间、局部金属层与外金属层之间均留有无涂覆区域，该无涂覆区域形成绝缘间隙。其中，图1示出的双腔滤波器结构，两块局部金属层之间形成等效电容，图2示出的双腔滤波器结构，在两块局部金属层之间的间隙处增加延伸金属层，该延伸金属层连接外金属层，此时两块局部金属层之间形成等效电感。现有技术中以上两种双腔滤波器结构的抑制性能均较差，即滤波器通带外的曲线不够陡峭，图3所示为图1、图2两种双腔滤波器结构的仿真频谱特性图，其通带外的曲线平缓，不够陡峭。基于此，只能通过增加滤波器的阶数，也就是增加谐振孔的个数来提高抑制性能，使得产品的尺寸变大。


技术实现要素：

3.为此，本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种双腔形成零点的滤波器结构及滤波器，两个谐振孔的滤波器结构即可产生传输零点，在不增加滤波器尺寸的前提下(也就是不增加谐振孔的数量)提高产品的抑制性能。
4.第一方面，为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种双腔形成零点的滤波器结构，包括长方体状结构的介质块，所述介质块内设有两个相互平行的谐振孔，所述谐振孔为所述介质块厚度方向的通孔，所述介质块厚度方向的一个表面涂覆有滤波等效电路，其特征在于：所述滤波等效电路包括，
5.两块局部金属层，其分别围绕两个所述谐振孔涂覆，且分别与各自对应的所述谐振孔内壁的内金属层无缝连接；所述两块局部金属层之间具有绝缘间隙；
6.线状结构的第一耦合金属层，设置在所述两块局部金属层之间的绝缘间隙处、且与所述两块局部金属层之间均具有绝缘间隙；所述第一耦合金属层与所述介质块表面的外金属层连接；
7.线状结构的第二耦合金属层，设置在所述第一耦合金属层的延长线上、并向两侧延伸至两个谐振孔所在区域，所述第二耦合金属层与所述第一耦合金属层、局部金属层、外金属层之间均具有绝缘间隙。
8.在本实用新型的一个实施例中，所述第一耦合金属层与所述局部金属层之间的绝缘间隙的宽度、以及所述第一耦合金属层延伸的长度与耦合量相关。
9.在本实用新型的一个实施例中，所述第一耦合金属层包含有第一锯齿段，所述第
一锯齿段朝向所述局部金属层设置，所述第一锯齿段的锯齿密度与耦合量相关。
10.在本实用新型的一个实施例中，所述第一锯齿段包括长方形齿。
11.在本实用新型的一个实施例中，所述第二耦合金属层与所述局部金属层之间的绝缘间隙的宽度、所述第二耦合金属层向两侧延伸的长度与耦合量相关。
12.在本实用新型的一个实施例中，所述第二耦合金属层包含有第二锯齿段，所述第二锯齿段朝向所述局部金属层设置，所述第二锯齿段的锯齿密度与耦合量相关。
13.在本实用新型的一个实施例中，所述第二锯齿段包括长方形齿。
14.在本实用新型的一个实施例中，所述局部金属层包含有第三锯齿段，所述第三锯齿段朝向所述第一耦合金属层或/和第二耦合金属层设置，所述第三锯齿段的锯齿密度与耦合量相关。
15.在本实用新型的一个实施例中，所述局部金属层、第一耦合金属层、第二耦合金属层为涂覆的银层，或者为涂覆的铜层，或者为涂覆的金层。
16.第二方面，基于相同的发明构思，本实用新型还提供一种滤波器，包含多个所述的滤波器结构，多个所述滤波器结构沿滤波器的宽度方向依次设置。
17.本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
18.本实用新型所述的双腔形成零点的滤波器结构及滤波器，包括仅仅具有两个谐振孔的介质块，介质块的表面涂覆金属层构成滤波等效电路，其中以介质块作为支撑，两块局部金属层和第一耦合金属层形成等效电感，两块局部金属层和第二耦合金属层形成等效电容，整体构成等效电感和等效电容并联的滤波电路，可以产生一个传输零点，并且通过调试打磨各金属层的面积来调节等效电容和等效电感的大小，能够调节传输零点的位置，使得相同产品尺寸的情况下产品的抑制性能得到提高。
附图说明
19.为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
20.图1为现有技术中第一种双腔滤波器结构的结构示意图；
21.图2为现有技术中第二种双腔滤波器结构的结构示意图；
22.图3为图1所示双腔滤波器结构的仿真频谱特性图；
23.图4为本实用新型优选实施例中双腔滤波器结构的结构示意图；
24.图5为图4所示双腔滤波器结构的仿真模型图；
25.图6为图5仿真模型图运行下的频谱特性图；
26.图7为本实用新型第二种实施例的双腔滤波器结构的结构示意图。
27.说明书附图标记说明：2-介质块，4-谐振孔，6-局部金属层，8-第一耦合金属层，10-第二耦合金属层，12-外金属层，14-内金属层，16-第一锯齿段，18-第二锯齿段，20-第三锯齿段。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
29.电磁波在高介电常数物质中传播时，其波长可以缩短，利用这一理论，可采用介质材料代替传统金属材料，在相同指标下，滤波器的体积可以缩小。其中，陶瓷是目前常用的介质材料，其根据配方不同可以变换多种介电常数，比如介电常数为21、36、90等。
30.参照图1至图2，图1是现有技术中第一种双腔滤波器结构的结构示意图；
31.图2是现有技术中第二种双腔滤波器结构的结构示意图，包括由高介电常数材料(比如，陶瓷)制成的长方体状介质块，在该介质块内部成型两个谐振孔，两个谐振孔的内壁均涂覆内金属层，介质块厚度方向的一个表面围绕各个谐振孔均涂覆局部金属层，介质块的其它表面均涂覆外金属层，局部金属层无间隙连接内金属层，局部金属层之间、局部金属层与外金属层之间均留有无涂覆区域，该无涂覆区域形成绝缘间隙。其中，图1示出的双腔滤波器结构，两块局部金属层之间形成等效电容，图2示出的双腔滤波器结构，在两块局部金属层之间的间隙处增加延伸金属层，该延伸金属层连接外金属层，此时两块局部金属层之间形成等效电感。以上两种双腔滤波器结构的抑制性能均较差，即滤波器通带外的曲线不够陡峭，图3所示为图1、图2两种双腔滤波器结构的仿真频谱特性图，其通带外的曲线平缓，不够陡峭。
32.本实用新型实施例公开一种双腔形成零点的滤波器结构，两个谐振孔的滤波器结构即可产生传输零点，在不增加滤波器尺寸的前提下(也就是不增加谐振孔的数量)提高产品的抑制性能。
33.下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步说明。
34.第一方面，参照图4所示，本实用新型所述的双腔形成零点的滤波器结构，包括由陶瓷粉末干压、烧结成型的长方体状结构的介质块2，所述介质块2内设有两个相互平行的谐振孔4，所述谐振孔4为所述介质块2厚度方向的通孔，两个谐振孔4的内壁均基于浸润工艺涂覆内金属层14，所述介质块2厚度方向的一个表面涂覆有滤波等效电路，所述介质块2的其它表面均基于印刷、浸润等工艺涂覆外金属层12，所述滤波等效电路包括两块局部金属层6，其分别围绕两个所述谐振孔4涂覆，且分别与各自对应的所述谐振孔4内壁的内金属层14无缝连接；所述两块局部金属层6之间具有无涂覆区域，该无涂覆区域形成绝缘间隙；线状结构的第一耦合金属层8，其设置在所述两块局部金属层6之间的绝缘间隙处、且与所述两块局部金属层6之间均具有绝缘间隙；所述第一耦合金属层8与所述介质块2表面的外金属层12连接；线状结构的第二耦合金属层10，其设置在所述第一耦合金属层8的延长线上、并向两侧延伸至两个谐振孔2所在区域，所述第二耦合金属层10与所述第一耦合金属层8、局部金属层6、外金属层12之间均具有绝缘间隙。
35.本实用新型所述的双腔形成零点的滤波器结构，包括仅仅具有两个谐振孔4的介质块2，介质块2的表面涂覆金属层构成滤波等效电路，其中以介质块2作为支撑，两块局部金属层6和第一耦合金属层8形成等效电感，两块局部金属层6和第二耦合金属层10形成等效电容，整体构成等效电感和等效电容并联的滤波电路，该滤波电路可以产生一个传输零点，使得产品的抑制性能得到提高。
36.并且通过调试打磨各金属层的面积来调节等效电容和等效电感的大小，能够调节传输零点的位置，使得相同产品尺寸的情况下产品的抑制性能得到提高。
37.本实用新型所述的滤波器结构，其仿真模型参见图5所示，且该仿真模型运行下的频谱特性图参照图6所示，对比图6和图3的频谱特性图，很明显显，本实用新型所述的滤波
器结构相较于现有技术，在同样的产品尺寸下具有更优的抑制性能。
38.进一步的，所述第一耦合金属层8与所述局部金属层6之间的绝缘间隙的宽度、以及所述第一耦合金属层8延伸的长度与耦合量相关，所述第二耦合金属层10与所述局部金属层6之间的绝缘间隙的宽度、所述第二耦合金属层10向两侧延伸的长度与耦合量相关。通过调试打磨局部金属层6、第一耦合金属层8和第二耦合金属层10的面积来调节等效电容和等效电感的大小，能够调节传输零点的位置。
39.本实用型新型所述的滤波器结构，各个金属层(包括内金属层14、外金属层12、局部金属层6、第一耦合金属层8、第二耦合金属层10)为银层或者铜层或者金层，最常使用的是银层，其具有较好的导电特性和较高性价比。
40.可以理解的是，作为本实用新型第二种实施例，为了方便调节耦合量的大小，参照图7所示，所述第一耦合金属层8包含有第一锯齿段16，所述第一锯齿段16朝向所述局部金属层6设置，所述第一锯齿段16的锯齿密度与耦合量相关；所述第二耦合金属层10包含有第二锯齿段18，所述第二锯齿段18朝向所述局部金属层6设置，所述第二锯齿段18的锯齿密度与耦合量相关；所述局部金属层6包含有第三锯齿段20，所述第三锯齿段20朝向所述第一耦合金属层8或/和第二耦合金属层10设置，所述第三锯齿段20的锯齿密度与耦合量相关。设置各个锯齿段相较于直线段具有更大的耦合量，从而进一步灵活调整传输零点的位置，适用于更宽的频带中使用。
41.第二方面，本实用新型还公开一种滤波器，包含多个所述的滤波器结构，多个所述滤波器结构沿滤波器的宽度方向依次设置，形成更多阶滤波器，其具有第一方面滤波器结构的全部技术效果。
42.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。