微波陶瓷介質(zhì)諧振器及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種微波陶瓷介質(zhì)諧振器及其制備方法，屬于電子領(lǐng)域。它由下述質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料組成：5~20%?Al2O3、10~40%?TiO2、10～30%?SrO、10～40%?La2O3、0.01～0.5%K2O、0.1～1%Na2O、0.01～1%Fe2O3、0.01～2%SiO2、0.1～1.5%MgO、0.01～1.5%Cr2O3、0.1～2%ZrO2、0.001～1%IrO2、0.1～1%Sm2O3、0.001～0.5%MnO、0.1～0.5%Nd2O3、0.1～1%V2O5、0.01～0.5%CuO、0.1～0.5%Pr2O3、0.01～1.5%CaO、0.1～0.8%Fe3O4，經(jīng)混料、合成、研磨、噴霧造粒、成型和燒成制得。本發(fā)明含有一定數(shù)量的稀土氧化物，不僅介電常數(shù)較高，品質(zhì)因數(shù)好，頻率穩(wěn)定度優(yōu)越，而且價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，具有很高的性?xún)r(jià)比。
【專(zhuān)利說(shuō)明】微波陶瓷介質(zhì)諧振器及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子通訊領(lǐng)域，涉及一種微波陶瓷介質(zhì)諧振器及其制備方法，具體涉及一種無(wú)線通訊及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)微波陶瓷介質(zhì)諧振器及其制備方法。
【背景技術(shù)】[0002]隨著無(wú)線通訊技術(shù)的發(fā)展，對(duì)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)中基地站的性能要求越來(lái)越高，其中濾波器是重要的器件之一。原來(lái)基地站中的濾波器是金屬空腔濾波器，為了提高濾波器的性能，充分利用頻道資源和體積，研發(fā)了在金屬腔中加入微波陶瓷介質(zhì)諧振器的介質(zhì)腔濾波器。介質(zhì)腔濾波器可以使原有的金屬腔濾波器體積縮小，性能得以提高并使頻率穩(wěn)定度更好，可在幾十瓦至數(shù)千瓦的功率條件下使用，其中最為關(guān)鍵的就是微波陶瓷介質(zhì)諧振器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種介電常數(shù)較高，品質(zhì)因數(shù)好，頻率穩(wěn)定度優(yōu)越的微波陶瓷介質(zhì)諧振器，本發(fā)明還提供了微波陶瓷介質(zhì)諧振器的制備方法。
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種微波陶瓷介質(zhì)諧振器。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種微波陶瓷介質(zhì)諧振器，它由下述質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料組成:5~20% Al2O3^ 10^40%TiO2UO ~30% Sr0、10 ~40% La203、0.01 ~0.5%Κ20、0.I ~l%Na20、0.01 ~l%Fe203、0.01 ~2%Si02、0.1 ~1.5%Mg0、0.01 ~1.5%Cr203、0.1 ~2%Zr02、0.001 ~l%lr02、0.1 ~l%Sm203、
0.001 ~0.5%Μη0、0.1 ~0.5%Nd203、0.1 ~1%V205、0.01 ~0.5%Cu0、0.1 ~0.5%Pr203>0.01 ~
1.5%Ca0、0.1 ~0.8%Fe304。
[0007]優(yōu)選的，所述的微波陶瓷介質(zhì)諧振器，它由下述質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料組成:5~15%Al2O3'15~30% TiO2'15 ~30% Sr0、15 ~30% La203、0.01 ~0.1%Κ20、0.1 ~0.6%Na20、0.01 ~0.8%Fe203、0.05 ~1.5%Si0 2、0.1 ~1.0%Mg0、0.01 ~1.0%Cr203、0.2 ~1.5%Zr02、0.001 ~0.5%Ir02、0.2 ~0.6%Sm203、0.002 ~0.3%Μη0、0.1 ~0.2%Nd203、0.1 ~0.8%V205、0.01 ~0.1%Cu0、0.2 ~0.3%Pr203、0.01 ~1.0%Ca0、0.1 ~0.4%Fe304。
[0008]所述的微波陶瓷介質(zhì)諧振器，介電常數(shù)ε r=35~43，品質(zhì)因數(shù)Qci=1000O~25000，諧振頻率溫度系數(shù)τ f= -3~3ppm/°C (_45°C~+105°C )。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供微波陶瓷介質(zhì)諧振器的制備方法，依次包括以下步驟:
[0010]I)混料、合成:稱(chēng)取上述原料組分按照比例混合均勻，在1050~1150°C下煅燒一次；
[0011]2)研磨:研磨使細(xì)度達(dá)到D90 ^ 1.5 μ m ；
[0012]3)噴霧造粒:加入粘結(jié)劑混合得到漿料,噴霧造粒；
[0013]4)成型:1.0MPa~1.5Mpa下壓制成型得到生坯；
[0014]5)燒成:生胚在1450~1600°C下燒結(jié)5~15小時(shí)，即獲得陶瓷介質(zhì)諧振器。
[0015]步驟3)中，粘結(jié)劑優(yōu)選質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%PVA水溶液；其中粘結(jié)劑的加入量?jī)?yōu)選為原料總質(zhì)量的8%~15%。
[0016]本發(fā)明還提供了微波陶瓷介質(zhì)諧振器在制備無(wú)線通訊微波陶瓷介質(zhì)諧振器和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)微波陶瓷介質(zhì)諧振器的應(yīng)用。
[0017]所述的用于無(wú)線通訊的微波陶瓷介質(zhì)諧振器往往處于較大功率狀態(tài)下，其結(jié)構(gòu)由兩部分組成:圓筒形的微波陶瓷介質(zhì)諧振器和托座。所述的用于無(wú)線通訊的微波陶瓷介質(zhì)諧振器外徑(A) 10~100mm,內(nèi)徑(C) 3~20 mm,高(B) 5~50 mm。當(dāng)工作頻率4=880~3500 MHz 時(shí)，Q =10000 ~25000，τ f= -3 ~3ppm/°C (_45°C~+105°C )。
[0018]所述的用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的微波介質(zhì)陶瓷諧振器所處的功率較小，尺寸較小，為管狀結(jié)構(gòu)，外徑(A) 10~20 mm,內(nèi)徑(C)3~8 mm,高⑶20~40 mm。當(dāng)工作頻率fQ=l.8~
2.9 GHz 時(shí)，Q=1000O ~25000，τ f= -3 ~3ppm/°C (-45° C- +105。C)。
[0019]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0020]本發(fā)明微波陶瓷介質(zhì)諧振器組分中含有一定數(shù)量的稀土氧化物，不僅介電常數(shù)較高，品質(zhì)因數(shù)好，頻率穩(wěn)定度優(yōu)越，鑒于我國(guó)是稀土資源大國(guó)，價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，具有很高的性?xún)r(jià)比。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明的無(wú)線通訊微波陶瓷介質(zhì)諧振器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明 的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)微波陶瓷介質(zhì)諧振器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1
[0024]稱(chēng)取下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料:5%Al2O3^30% TiO2,30% SrO,30% La203、0.1% K2O,0.1% Na20、0.8% Fe2O3>0.05% SiO2U.0% Mg0、0.05% Cr2O3'0.2% ZrO2,0.1% IrO2,0.6%Sm2O3> 0.3% Μη0、0.2% Nd2O3> 0.2% V205、0.1% Cu0、0.2% Pr203、0.9% Ca0、0.1% Fe3O4,混合均勻，在電爐內(nèi)1100°C下煅燒一次；采用球磨機(jī)研磨，使細(xì)度達(dá)到D90 ( 1.5μπι ;加入原料組分質(zhì)量的8%的5%PVA水溶液，混合得到漿料，噴霧塔內(nèi)處理漿料使?jié){料水分干燥并形成球形顆粒；采用液壓自動(dòng)成型機(jī)1.5Mpa下壓制成型得到生坯；生胚置于高溫電爐內(nèi)，在1450°C下燒結(jié)5小時(shí)，即獲得外徑100 mm、內(nèi)徑20 mm、高50 mm的微波陶瓷介質(zhì)諧振器。
[0025]如圖1所示，制得的微波陶瓷介質(zhì)諧振器I和托座2組裝得到用于無(wú)線通訊的微波陶瓷介質(zhì)諧振器。
[0026]采用網(wǎng)絡(luò)分析儀和高低溫試驗(yàn)箱對(duì)制得的無(wú)線通訊微波陶瓷介質(zhì)諧振器進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試腔體尺寸 120 X 120 X 90mm，介電常數(shù) ε r=42 ;f；=950±30 MHz 時(shí)，Q=24000± 1500，Tf= -3 ~3ppm/°C (-45° C- +105° C)。
[0027]實(shí)施例2
[0028]稱(chēng)取下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料:10%Al2O3^25% TiO2,25% SrO,30% La203、0.06%K2O,0.6%Na20、0.44%Fe203、l.5%Si02、l.0%Mg0、l.0%Cr203、l.5%Zr02、0.5%Ir02、0.6%Sm203、0.3%Mn0、0.2%Nd203、0.8%V205、0.05%Cu0、0.25%Pr203、l.0%Ca0、0.2%Fe304,混合均勻，在電爐內(nèi)1150°C下煅燒一次；采用球磨機(jī)研磨，使細(xì)度達(dá)到D90 ( 1.5μπι ;加入原料組分質(zhì)量的10%的5%PVA水溶液，混合得到漿料，噴霧塔內(nèi)處理漿料使?jié){料水分干燥并形成球形顆粒；采用液壓自動(dòng)成型機(jī)1.0MPa下壓制成型得到生坯；生胚置于高溫電爐內(nèi)，在1550°C下燒結(jié)10小時(shí)，即獲得外徑50mm、內(nèi)徑15 mm、高25 mm的微波陶瓷介質(zhì)諧振器。
[0029]如圖1所示，制得的微波陶瓷介質(zhì)諧振器I和托座2組裝得到用于無(wú)線通訊的微波陶瓷介質(zhì)諧振器。
[0030]采用網(wǎng)絡(luò)分析儀和高低溫試驗(yàn)箱進(jìn)對(duì)制得的無(wú)線通訊微波陶瓷介質(zhì)諧振器行測(cè)試，測(cè)試腔體尺寸:70X70X50mm,測(cè)得:介電常數(shù)ε r=38.5 ;f。=1400±50MHz時(shí)，Q=22000±1000，Tf= -3 ~3ppm/°C (-45。C- +105° C)。
[0031]實(shí)施例3
[0032]稱(chēng)取下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料:15%Al2O3^30% TiO2,30% SrOU5% La2O3、0.1% K2O,0.4% Na20、0.6% Fe2O3U.2% SiO2U.0% MgOU.0% Cr203、l.5% ZrO2,0.5% IrO2,0.6% Sm2O3>0.3% MnO,0.2% Nd203、0.8% V205、0.1% Cu0、0.3% Pr2O3U.0% Ca0、0.4% Fe3O4，混合均勻，在電爐內(nèi)1100°C下煅燒一次；采用球磨機(jī)研磨,使細(xì)度達(dá)到D90 ( 1.5μ-- ;加入原料組分質(zhì)量的15%的5%PVA水溶液，混合得到漿料，噴霧塔內(nèi)處理漿料使?jié){料水分干燥并形成球形顆粒；采用液壓自動(dòng)成型機(jī)1.5Mpa下壓制成型得到生坯；生胚置于高溫電爐內(nèi)，在1600°C下燒結(jié)5小時(shí)，即獲得外徑10mm、內(nèi)徑3 mm、高5 mm的微波陶瓷介質(zhì)諧振器。
[0033]如圖1所示，制得的微波陶瓷介質(zhì)諧振器I和托座2組裝得到用于無(wú)線通訊的微波陶瓷介質(zhì)諧振器。
[0034]采用網(wǎng)絡(luò)分析儀和高低溫試驗(yàn)箱對(duì)制得的無(wú)線通訊微波陶瓷介質(zhì)諧振器進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試腔體尺寸:20 X 20 X 15mm，介電常數(shù) ε r=41.5 ;f；=3500±50MHz 時(shí)，Q=12000± 1500，Tf= -3 ~3ppm/°C (-45° C- +105° C)。
[0035]實(shí)施例4
[0036]稱(chēng)取下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料:12%Al2O3^28% TiO2,30% SrO,25% La2O3、0.1% K2O,0.1% Na20、0.8% Fe203>0.05% SiO2U.0% MgO,0.05% Cr2O3'0.2% ZrO2,0.1% IrO2,0.6%Sm2O3>0.3% MnO,0.2% Nd2O3、0.2% V205、0.1% Cu0、0.2% Pr203、0.9% Ca0、0.1% Fe3O4,混合均勻，在電爐內(nèi)1100°C下煅燒一次；采用球磨機(jī)研磨，使細(xì)度達(dá)到D90≤1.5μm;加入原料組分質(zhì)量的8%的5%PVA水溶液，混合得到漿料，噴霧塔內(nèi)處理漿料使?jié){料水分干燥并形成球形顆粒；采用液壓自動(dòng)成型機(jī)1.5MPa下壓制成型得到生坯；生胚置于高溫電爐內(nèi)，在1450°C下燒結(jié)5小時(shí)，即獲得如圖2所示的外徑20 mm、內(nèi)徑8 mm、高32 mm的管狀結(jié)構(gòu)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)微波陶瓷介質(zhì)諧振器。
[0037]采用網(wǎng)絡(luò)分析儀和高低溫試驗(yàn)箱對(duì)制得的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)微波陶瓷介質(zhì)諧振器進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試腔體尺寸:035x45mm，介電常數(shù) ε r=38 ；f0=l.9±0.05GHz 時(shí)，Q=14000± 1000，Tf= -3 ~3ppm/°C (-45° C- +105° C)。
[0038]實(shí)施例5
[0039]稱(chēng)取下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料:15%Al2O3^30% Ti02、15% SrO,30% La203、0.06%K2O,0.6%Na20、0.44%Fe203、l.5%Si02、l.0%Mg0、l.0%Cr203、l.5%Zr02、0.5%Ir02、0.6%Sm203、
0.3%Mn0、0.2%Nd203、0.8%V205、0.05%Cu0、0.25%Pr203、l.0%Ca0、0.2%Fe304,混合均勻，在電爐內(nèi)1150°C下煅燒一次；采用球磨機(jī)研磨，使細(xì)度達(dá)到D90 ( 1.5μπι ;加入原料組分質(zhì)量的10%的5%PVA水溶液，混合得到漿料，噴霧塔內(nèi)處理漿料使?jié){料水分干燥并形成球形顆粒；采用液壓自動(dòng)成型機(jī)1.0MPa下壓制成型得到生坯；生胚置于高溫電爐內(nèi)，在1550°C下燒結(jié)10小時(shí)，即獲得如圖2所示的外徑10mm、內(nèi)徑3mm、高20mm的管狀結(jié)構(gòu)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)微波陶瓷
介質(zhì)諧振器。
[0040]采用網(wǎng)絡(luò)分析儀和高低溫試驗(yàn)箱對(duì)制得的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)微波陶瓷介質(zhì)諧振器進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試腔體尺寸:025x27mm，介電常數(shù) ε r=42.5 ;f；=2.5±0.05GHz 時(shí)，Q=11000± 1000，Tf= -3 ~3ppm/°C (-45° C- +105° C)。
[0041]實(shí)施例6
[0042]稱(chēng)取下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料:15%Al203、15% TiO2,30% SrO,30% La2O3、0.1% K2O,
0.4% Na20、0.6% Fe2O3U.2% SiO2U.0% MgOU.0% Cr203、l.5% ZrO2,0.5% IrO2,0.6% Sm2O3>
0.3% Μη0、0.2% Nd2O3> 0.8% V205、0.1% Cu0、0.3% Pr2O3U.0% Ca0、0.4% Fe3O4，混合均勻，在電爐內(nèi)1100°C下煅燒一次；采用球磨機(jī)研磨,使細(xì)度達(dá)到D90 ( 1.5μ-- ;加入原料組分質(zhì)量的15%的5%PVA水溶液，混合得到漿料，噴霧塔內(nèi)處理漿料使?jié){料水分干燥并形成球形顆粒；采用液壓自動(dòng)成型機(jī)1.5Mpa下壓制成型得到生坯；生胚置于高溫電爐內(nèi)，在1600°C下燒結(jié)5小時(shí)，即獲得如圖2所示的外徑15mm、內(nèi)徑5mm、高28mm的管狀結(jié)構(gòu)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)微波陶瓷介質(zhì)諧振器。
[0043]采用網(wǎng)絡(luò)分析儀和高低溫試驗(yàn)箱對(duì)制得的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)微波陶瓷介質(zhì)諧振器進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試腔體尺寸:028x34mm，介電常數(shù) ε r=41.5 ；f0=2.8±0.05GHz 時(shí)，Q=12000± 1000，Tf= -3 ~3ppm/°C (-4 5° C- +105° C)。
【權(quán)利要求】
1.一種微波陶瓷介質(zhì)諧振器，其特征在于它由下述質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料組成:5~20% Al2O3,10~40% TiO2UO ~30% SrOUO ~40% La2O3'0.01 ~0.5%Κ20、0.I ~l%Na20、0.01 ~l%Fe203、0.01 ~2%Si02、0.1 ~1.5%Mg0、0.01 ~1.5%Cr203、0.1 ~2%Zr02、0.001 ~l%lr02、0.1 ~l%Sm203、0.001 ~0.5%Μη0、0.I ~0.5%Nd203、0.1 ~1%V205、0.01 ~0.5%Cu0、0.1 ~0.5%Pr203、0.01 ~1.5%Ca0、0.1 ~0.8%Fe304。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波陶瓷介質(zhì)諧振器，其特征在于它由下述質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料組成:5~15% Al2O3'15~30% TiO2'15 ~30% Sr0、15 ~30% La203、0.01 ~0.1%Κ20、0.I ~0.6%Na20、0.01 ~0.8%Fe203、0.05 ~1.5%Si02、0.1 ~1.0%Mg0、0.01 ~1.0%Cr203、0.2 ~1.5%Zr02、0.001 ~0.5%Ir02、0.2 ~0.6%Sm203、0.002 ~0.3%Μη0、0.I ~0.2%Nd203、0.1 ~0.8%V205、0.01 ~0.1%Cu0、0.2 ~0.3%Pr203、0.01 ~1.0%Ca0、0.1 ~0.4%Fe304。
3.權(quán)利要求1或2所述的微波陶瓷介質(zhì)諧振器的制備方法，其特征在于依次包括以下步驟: O混料、合成:稱(chēng)取上述原料組分按照比例混合均勻，在1050~1150°C下煅燒一次； 2)研磨:研磨使細(xì)度達(dá)到D90( 1.5 μ m ； 3)噴霧造粒:加入粘結(jié)劑混合得到漿料，噴霧造粒； 4)成型:1.0MPa~1.5Mpa下壓制成型得到生坯； 5)燒成:生胚在1450~1600°C下燒結(jié)5~15小時(shí)，即獲得陶瓷介質(zhì)諧振器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微波陶瓷介質(zhì)諧振器的制備方法，其特征在于步驟3)中，所述的粘結(jié)劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%PVA水溶液；其中粘結(jié)劑的加入量為原料總質(zhì)量的8%~15%。
【文檔編號(hào)】H01P1/207GK103833359SQ201310222593
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】薛冰, 薛萬(wàn)榮 申請(qǐng)人:南京智元微波科技有限公司