一種低插損分體式濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及射頻微波技術(shù)領(lǐng)域，一種低插損分體式濾波器，包括并排設(shè)置的第一濾波器和第二濾波器，設(shè)在第一濾波器和第二濾波器上表面的介質(zhì)板，介質(zhì)板分別通過第一PIN針和第二PIN針連接第一濾波器和第二濾波器。本發(fā)明通過設(shè)置兩PIN針連接饋電介質(zhì)板與兩濾波器，實現(xiàn)了饋電和主諧振的分離，從而避免了由介質(zhì)板額外引入的輻射損耗，從而大大降低了插入損耗。
【專利說明】
一種低插損分體式濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及射頻微波技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低插損分體式濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]微波濾波器對特定頻段的信號或功率進行選通或選阻，是射頻系統(tǒng)中最基本的元器件之一，其性能優(yōu)劣直接影響整個系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)的濾波器的平面微帶線結(jié)構(gòu)濾波器易集成，但占用面積大、損耗大、Q值低。金屬波導結(jié)構(gòu)濾波器具有插損小、選擇性高、外部品質(zhì)因數(shù)高等特點，但體積大、加工調(diào)試難，且不易集成。特別是一些分體式濾波器，其濾波器結(jié)構(gòu)上由于饋電和主諧振均采用一體化設(shè)計，其對帶寬的限制較多，且遠端抑制較弱，由于一體化設(shè)計將金屬平面上開設(shè)較大槽增大諧振的導體和輻射損耗，從而增加濾波器的插入損耗。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為此，需要提供一種饋電和主諧振分開設(shè)置，既能夠降低插損值，并且提高整個濾波器無載Q值性能的低插損分體式濾波器。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供了一種低插損分體式濾波器，包括并排設(shè)置的第一濾波器和第二濾波器，設(shè)在第一濾波器和第二濾波器上表面的介質(zhì)板，介質(zhì)板分別通過第一 PIN針和第二 PIN針連接第一濾波器和第二濾波器。
[0005]進一步的，所述介質(zhì)板上設(shè)有第一穿孔和第二穿孔，所述第一濾波器相對第一穿孔和位置設(shè)有第一容腔，所述第二濾波器相對第二穿孔位置設(shè)有第二容腔，所述第一 PIN針和第二 PIN針分別包括一 PIN針頭和一 PIN針柱體，該PIN針柱體的外徑分別與第一容腔和第二容腔的內(nèi)徑匹配。通過設(shè)置匹配的內(nèi)徑，使得當PIN針柱體插入第一容腔和第二容腔時，該PIN針柱體能夠通過較好的形變來實現(xiàn)與濾波器的穩(wěn)固連接，從而避免由于PIN針接插的不穩(wěn)固而導致介質(zhì)板饋電層和濾波器的幾何尺寸從而影響耦合系數(shù)，從而保證良好的內(nèi)部耦合系數(shù)和外部耦合系數(shù)。
[0006]更進一步的，該PIN針頭包括一上端柱體、一中段柱體和一下端柱體，所述下端柱體與PIN針柱體連接，所述上端柱體的外徑與介質(zhì)板的第一穿孔和第二穿孔的內(nèi)徑匹配，所述下端柱體的外徑尺寸與第一容腔和第二容腔的內(nèi)徑匹配，所述中段柱體的外徑分別大于上端柱體及下端柱體外徑。設(shè)置中段柱體外徑大于上端柱體及下端柱體的外徑，且中段柱體的外徑同時分別大于穿孔和容腔的內(nèi)徑，當PIN針與介質(zhì)板和濾波器進行接插時能夠順利卡位，從而提高PIN針與介質(zhì)板和濾波器之間的接插效率。
[0007]進一步的，所述介質(zhì)板一側(cè)邊中心區(qū)域向內(nèi)設(shè)有一矩形凹陷，該矩形凹陷的中點與介質(zhì)板的中點處于一條直線上。設(shè)置該矩形凹陷用于分割輸入輸出端口，放置輸入輸出端口短路，并提供一個互補開口諧振結(jié)構(gòu)，提供一個傳輸零點，從而用于改善寬帶帶通濾波器高頻段的帶外抑制，提高頻譜選擇效率。
[0008]更進一步的，所述介質(zhì)板遠離矩形凹陷的一側(cè)邊兩端對稱設(shè)有兩向內(nèi)凹陷的缺口。通過調(diào)節(jié)兩缺口的大小，調(diào)節(jié)輸入輸出的耦合量，以適應(yīng)不同的帶寬要求，可以實現(xiàn)對濾波器的帶通特性進行細微調(diào)節(jié)。
[0009]進一步的，所述PIN針頭的上端柱體和下端柱體外表面均包覆金屬片構(gòu)成第一饋線導帶。
[0010]進一步的，所述介質(zhì)板一側(cè)包覆金屬片構(gòu)成第二饋線導帶、介質(zhì)板另一側(cè)包覆金屬片構(gòu)成第三饋線導帶。
[0011]進一步的，第一濾波器和第二濾波器外表面均包覆金屬片構(gòu)成第四饋線導帶。
[0012]進一步的，介質(zhì)板兩側(cè)包覆的金屬片其形狀為L型金屬片，該L型金屬片長邊與介質(zhì)板側(cè)邊緊密貼合，該L型金屬片短邊與介質(zhì)板上設(shè)有矩形凹陷的側(cè)邊避開該矩形凹陷區(qū)域的部分緊密貼合。L型金屬片作用是與PIN針形成耦合，使特定頻率的電磁波可以通過。
[0013]進一步的，所述介質(zhì)板的介電常數(shù)為6?100，介質(zhì)板的Q值>200。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0015]1、本發(fā)明通過設(shè)置兩PIN針連接饋電介質(zhì)板與兩濾波器，實現(xiàn)了饋電和主諧振的分離，從而避免了由介質(zhì)板額外引入的輻射損耗，從而大大降低了插入損耗。
[0016]2、通過對PIN針與介質(zhì)板和濾波器之間的接插結(jié)構(gòu)的設(shè)計，避免由于PIN針接插的不穩(wěn)固而導致介質(zhì)板饋電層和濾波器的幾何尺寸從而影響耦合系數(shù)，從而保證良好的內(nèi)部耦合系數(shù)和外部耦合系數(shù)。
[0017]3、通過PIN針頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計，當PIN針與介質(zhì)板和濾波器進行接插時能夠順利卡位，從而提高PIN針與介質(zhì)板和濾波器之間的接插效率。
[0018]4、通過在介質(zhì)板上設(shè)置矩形凹陷，用于分割輸入輸出端口，放置輸入輸出端口短路，進而提供一個互補開口諧振結(jié)構(gòu)，提供一個傳輸零點，從而用于改善寬帶帶通濾波器高頻段的帶外抑制，提高頻譜選擇效率。
[0019]5、通過在介質(zhì)板上設(shè)置兩凹陷的缺口，調(diào)節(jié)缺口的大小，進而調(diào)節(jié)輸入輸出的耦合量，以適應(yīng)不同的帶寬要求，且該缺口大小可以根據(jù)實際產(chǎn)品進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)濾波器的帶通特性進行細微調(diào)節(jié)。
[0020]6、通過設(shè)計第一饋線導帶至第四饋線導帶，能夠有效提高饋電電極和主諧振之間的阻抗匹配。
[0021]7、本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)易于加工，組裝方便，適合大規(guī)模的推廣運用。
【附圖說明】
[0022]圖1為【具體實施方式】的低插損分體式濾波器立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為【具體實施方式】的低插損分體式濾波器分體結(jié)構(gòu)圖(省略介質(zhì)板)。
[0024]圖3為【具體實施方式】的低插損分體式濾波器PIN針結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為【具體實施方式】的低插損分體式濾波器局部帶金屬片結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖5為【具體實施方式】的低插損分體式濾波器局部帶金屬片分體結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖6為【具體實施方式】的低插損分體式濾波器帶金屬片單個濾波器結(jié)構(gòu)圖。
[0028]主要附圖標記說明:
[0029]101、濾波器，
[0030]102、濾波器，
[0031]103、容腔
[0032]104、容腔
[0033]105、兩矩形結(jié)構(gòu)
[0034]201、介質(zhì)板，
[0035]202、穿孔
[0036]203、穿孔
[0037]204、矩形凹陷
[0038]205、缺口
[0039]301、PIN針
[0040]302、PIN針
[0041]303、PIN 針頭
[0042]304、PIN 針柱體
[0043]305、上端柱體
[0044]306、中段柱體
[0045]307、下端柱體
[0046]401、第一饋線導帶
[0047]402、第二饋線導帶
[0048]403、第三饋線導帶
[0049]404、第四饋線導帶
【具體實施方式】
[0050]為詳細說明技術(shù)方案的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合具體實施例并配合附圖詳予說明。
[0051]請參閱圖1至圖6，本實施例的一種低插損分體式濾波器，包括并排設(shè)置的濾波器101和濾波器102，濾波器101和濾波器102之間通過焊接的方式連接，濾波器101和濾波器102上表面設(shè)有一介質(zhì)板201，介質(zhì)板201分別通過PIN針301和PIN針302連接濾波器101和濾波器102。本實施例通過設(shè)置兩PIN針將饋電介質(zhì)板與兩濾波器連接，實現(xiàn)了饋電和主諧振的分離，從而避免了由介質(zhì)板額外引入的輻射損耗，從而大大降低了插入損耗。
[0052]本實施例中，所述介質(zhì)板201上設(shè)有穿孔202和穿孔203，所述濾波器101相對穿孔202和位置設(shè)有容腔103，所述濾波器102相對穿孔203位置設(shè)有容腔104，所述PIN針301和PIN針302分別包括一 PIN針頭303和一 PIN針柱體304，該PIN針柱體304的外徑分別與容腔103和容腔104的內(nèi)徑匹配。本實施例中所述的匹配，實質(zhì)該PIN針柱體304能夠恰好嵌入該容腔103和容腔104中去，并能夠與容腔103和容腔104的腔壁緊密貼合，從而不易發(fā)生位移。為了進一步防止移位和提高貼合效果，可以在容腔103和容腔104的內(nèi)壁設(shè)置細微凸起，相對應(yīng)地，在PIN針柱體304外壁設(shè)置細微凸條，從而在PIN針柱體304嵌入容腔103和容腔104內(nèi)部時，細微凸起和細微凸條能夠發(fā)生摩擦產(chǎn)生較大摩擦力，從而有效防止位移并提高PIN針柱體304嵌入容腔103和容腔104的貼合效果。通過設(shè)置匹配的內(nèi)徑，使得當PIN針柱體304插入容腔103和容腔104時，該PIN針柱體304能夠通過較好的形變來實現(xiàn)與濾波器101、102的穩(wěn)固連接，從而避免由于PIN針301、302接插的不穩(wěn)固而導致介質(zhì)板201饋電層和濾波器101、102的幾何尺寸從而影響耦合系數(shù)，從而保證良好的內(nèi)部耦合系數(shù)和外部耦合系數(shù)。通過對PIN針與介質(zhì)板和濾波器之間的接插結(jié)構(gòu)的設(shè)計，避免由于PIN針接插的不穩(wěn)固而導致介質(zhì)板饋電層和濾波器的幾何尺寸從而影響耦合系數(shù)，從而保證良好的內(nèi)部耦合系數(shù)和外部耦合系數(shù)。
[0053]本實施例中，該PIN針頭303包括一上端柱體305、一中段柱體306和一下端柱體307，所述下端柱體307與PIN針柱體304—體成型連接，所述上端柱體305的外徑與介質(zhì)板201的穿孔202和穿孔203的內(nèi)徑匹配，所述下端柱體307的外徑尺寸與第一容腔和第二容腔的內(nèi)徑匹配，所述中段柱體306的外徑分別大于上端柱體305及下端柱體307外徑。設(shè)置中段柱體306外徑大于上端柱體305及下端柱體307的外徑，且中段柱體306的外徑同時分別大于穿孔和容腔的內(nèi)徑，當PIN針301、302與介質(zhì)板201和濾波器進行接插時能夠順利卡位，從而提高PIN針301、302與介質(zhì)板201和濾波器之間的接插效率。
[0054]本實施例中，所述介質(zhì)板201—側(cè)邊中心區(qū)域向內(nèi)設(shè)有一矩形凹陷204，該矩形凹陷204的中點與介質(zhì)板201的中點處于一條直線上，設(shè)置該矩形凹陷204用于分割輸入輸出端口，放置輸入輸出端口短路，并提供一個互補開口諧振結(jié)構(gòu)，提供一個傳輸零點，從而用于改善寬帶帶通濾波器高頻段的帶外抑制，提高頻譜選擇效率。
[0055]本實施例中，所述介質(zhì)板201遠離矩形凹陷204的一側(cè)邊兩端對稱設(shè)有兩向內(nèi)凹陷的缺口 205，通過調(diào)節(jié)兩缺口 205的大小，調(diào)節(jié)輸入輸出的耦合量，以適應(yīng)不同的帶寬要求，可以實現(xiàn)對濾波器的帶通特性進行細微調(diào)節(jié)。通過在介質(zhì)板201上設(shè)置兩凹陷的缺口 205，且該缺口大小可以根據(jù)實際產(chǎn)品進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)濾波器的帶通特性進行細微調(diào)節(jié)。
[0056]本實施例中，所述濾波器101和濾波器102上方分別刻蝕有一矩形結(jié)構(gòu)105，兩矩形結(jié)構(gòu)105分別連接于介質(zhì)板201上矩形凹陷204的側(cè)邊避開該矩形凹陷204區(qū)域的兩端。也就是說，該介質(zhì)板201與濾波器101、102貼設(shè)后，該介質(zhì)板201設(shè)有矩形凹陷204的那一側(cè)邊的未凹陷區(qū)域長度恰好與矩形結(jié)構(gòu)105的長度匹配并貼合。在另一實施例中，該濾波器101和濾波器102上方也可以不刻蝕該矩形結(jié)構(gòu)105。
[0057]本實施例中，所述PIN針301和PIN針302上設(shè)有第一饋線導帶，所述介質(zhì)板201上分布設(shè)有第二饋線導帶和第三饋線導帶，所述濾波器101和濾波器102上設(shè)有第四饋線導帶。具體地:所述PIN針301、302的PIN針頭303的上端柱體305和下端柱體307外表面均包覆金屬片401構(gòu)成第一饋線導帶。所述介質(zhì)板201—側(cè)包覆金屬片402構(gòu)成第二饋線導帶，所述介質(zhì)板201另一側(cè)包覆金屬片403構(gòu)成第三饋線導帶，所述濾波器101和濾波器102外表面均包覆金屬片404構(gòu)成第四饋線導帶。通過設(shè)計第一饋線導帶至第四饋線導帶，能夠有效提高饋電電極和主諧振之間的阻抗匹配。
[0058]本實施例中，介質(zhì)板201兩側(cè)包覆的金屬片402、403其形狀為L型金屬片402、403，該L型金屬片長邊與介質(zhì)板201側(cè)邊緊密貼合，該L型金屬片短邊與介質(zhì)板201上設(shè)有矩形凹陷204的側(cè)邊避開該矩形凹陷204區(qū)域的部分緊密貼合。L型金屬片402、403作用是與PIN針301、302形成親合，使特定頻率的電磁波可以通過。
[0059]本實施例中，所述介質(zhì)板的介電常數(shù)為6?100，介質(zhì)板的Q值>200。
[0060]本實施例的低插損分體式濾波器工作原理是:電磁波輸入一端的金屬片402，金屬片401通過介質(zhì)板201將電磁波耦合到PIN針301，在傳導到諧振器101中，再從諧振器101耦合到諧振器102，諧振器102通過PIN針302將電磁波傳到到上方的介質(zhì)板201中，在通過介質(zhì)板201親合到金屬片403輸出。該濾波器的輸入輸出可以反向。
[0061]通過調(diào)節(jié)金屬片401、402、403的大小和諧振器101、102的孔距，可以調(diào)節(jié)濾波器的工作帶寬;通過調(diào)節(jié)諧振器101、102的高度，或者介電常數(shù)，可以調(diào)節(jié)濾波器的工作頻率。
[0062]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備中還存在另外的要素。此夕卜，在本文中，“大于”、“小于”、“超過”等理解為不包括本數(shù)；“以上”、“以下”、“以內(nèi)”等理解為包括本數(shù)。
[0063]盡管已經(jīng)對上述各實施例進行了描述，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改，所以以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利保護范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種低插損分體式濾波器，其特征在于:包括并排設(shè)置的第一濾波器和第二濾波器，設(shè)在第一濾波器和第二濾波器上表面的介質(zhì)板，介質(zhì)板分別通過第一 PIN針和第二 PIN針連接第一濾波器和第二濾波器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:所述介質(zhì)板上設(shè)有第一穿孔和第二穿孔，所述第一濾波器相對第一穿孔和位置設(shè)有第一容腔，所述第二濾波器相對第二穿孔位置設(shè)有第二容腔，所述第一 PIN針和第二 PIN針分別包括一 PIN針頭和一 PIN針柱體，該PIN針柱體的外徑分別與第一容腔和第二容腔的內(nèi)徑匹配。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:該PIN針頭包括一上端柱體、一中段柱體和一下端柱體，所述下端柱體與PIN針柱體連接，所述上端柱體的外徑與介質(zhì)板的第一穿孔和第二穿孔的內(nèi)徑匹配，所述下端柱體的外徑尺寸與第一容腔和第二容腔的內(nèi)徑匹配，所述中段柱體的外徑分別大于上端柱體及下端柱體外徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:述介質(zhì)板一側(cè)邊中心區(qū)域向內(nèi)設(shè)有一矩形凹陷，該矩形凹陷的中點與介質(zhì)板的中點處于一條直線上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:所述介質(zhì)板遠離矩形凹陷的一側(cè)邊兩端對稱設(shè)有兩向內(nèi)凹陷的缺口。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:所述PIN針頭的上端柱體和下端柱體外表面包覆金屬片構(gòu)成第一饋線導帶。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:所述介質(zhì)板一側(cè)包覆金屬片構(gòu)成第二饋線導帶、介質(zhì)板另一側(cè)包覆金屬片構(gòu)成第三饋線導帶。8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:第一濾波器和第二濾波器外表面均包覆金屬片構(gòu)成第四饋線導帶。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:介質(zhì)板兩側(cè)包覆的金屬片其形狀為L型金屬片，該L型金屬片長邊與介質(zhì)板側(cè)邊緊密貼合，該L型金屬片短邊與介質(zhì)板上設(shè)有矩形凹陷的側(cè)邊避開該矩形凹陷區(qū)域的部分緊密貼合。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:所述介質(zhì)板的介電常數(shù)為6?100，介質(zhì)板的Q值>200。
【文檔編號】H01P1/20GK105870550SQ201610255913
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】許慧云, 吳育鋒, 劉濟濱, 鄒海雄, 張軍志, 林康, 李太坤
【申請人】廈門松元電子有限公司