一种基于陶瓷介质谐振器的巴伦滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于陶瓷介质谐振器的巴伦滤波器，包括七个谐振腔，分别为第一至七谐振腔。第四谐振腔分别通过窗口与第一、三、五、六谐振腔连通，同时第一谐振腔通过窗口与第二、七谐振腔连通；第四至六谐振腔与第一至三、五至六窗口分别在其下表面向上开设开口朝下的盲孔，用于频率调谐；第一、五、六谐振腔分别在其上表面向下开设开口朝上的盲孔，用于端口信号的馈入。本发明专利技术通过陶瓷谐振腔实现了巴伦滤波器的小型化、一体化设计，易于加工成型且成本低。在通带中引入零点，使滤波器能工作于两个频段，在滤除其他干扰信号的同时兼容所需传输的通信频段的信号。此外，在通带外引入两个零点，使通带外有较大抑制，进一步提高了滤波器的频带选择特性。

A balun filter based on ceramic dielectric resonator

【技术实现步骤摘要】
一种基于陶瓷介质谐振器的巴伦滤波器
本专利技术属于移动通讯
，具体涉及滤波器领域，特别涉及一种基于陶瓷介质谐振器的巴伦滤波器。
技术介绍
在无线通信行业快速发展的环境下，射频前端的性能对于无线通信系统起着至关重要的作用。在射频前端中，无源器件的研究与发展正面临着挑战与机遇，无源器件正朝着微型化、商性能、低成本、稳定性好、可靠性高等方向发展。巴伦(Balun)是平衡非平衡转换器(Balancedtounbalancedtransformer)的简称，广泛应用于天线、倍频器、平衡混频器、推挽放大器等器件。在射频收发系统中，为了扩大系统的动态范围、提高信噪比，需要将不平衡信号通过巴伦转换成两个平衡信号，巴伦是H端口网络的器件，包括一个不平衡输入端口与两个平衡输出端口，输出的两个平衡信号幅度相同，相位差为180°，应用于差分电路，可有效地提高系统抗干扰能力，近年来朝着微型化、高性能方向发展。随着频谱资源的日益紧张，频带划分的精细，滤波器的设计指标，例如插入损耗、带外抑制、带内平坦度等，具有更高的要求。在很多的收发系统中，采用的还是巴伦与滤波器分别独立设计在电路板上，这样不但会増大设计尺寸，而且还会增加级间串扰，影响系统性能。而巴伦滤波器作为新型微波器件集成了巴伦与滤波器的功能，同时具备平衡转换与滤除杂波的性能，并且大大减小设计尺寸和级间串扰，使系统更加稳定。介质腔体滤波器是由介质谐振器构成的。其实早在1939年，R.D.Richtmyer已经展示了被他称作介质谐振器的非金属化介质物体可以产生和金属腔体同样的作用。然而，介质材料在微波电路领域的实际应用仅仅在十九世纪六十年代后期才出现，这是由于当时技术的限制，介质材料在微波领域的性能并不是很好，温度漂移系数比较大，不适合应用于实际项目以及大规模的生产中。近年来，由于在陶瓷材料技术方面的重大突破，介质材料在腔体谐振器和滤波器的稳定性和小型化方面取得了很大的进展，因此，介质谐振器和滤波器也被越来越广泛的应用于实际项目中，尤其是应用于基站射频前端的介质腔体滤波器的发展受到了越来越多的关注。微波介质材料作为一种高介电常数、高品质因数和稳定的温度系数的微波陶瓷材料，基于微波陶瓷材料设计的巴伦滤波器能克服传统的印刷电路板技术器件占用面积大的问题，实现巴伦滤波器的小型化。文献“Designofasubstrateintegratedwaveguidebalunfilterbasedonthree-portcoupledresonatorcircuitmodel”报道了一种基于SIW技术的巴伦滤波器。利用SIW中TE102模式固有的场分布特性，可以有效地将单端输入信号转换成等幅反相的输出信号。相对于采用PCB和LTCC技术的设计而言，SIW技术实现的谐振器Q值有所改善，该巴伦滤波器测试通带插损为(3+1.4)dB，但两个输出端口的信号幅度差值高达1.5dB，不平衡的输出使得它难以满足通信系统的需要。文献“Analysisanddesignofnewsingle-to-balancedmulticoupledlinebandpassfiltersusinglow-temperatureco-firedceramictechnology”报道了一种基于LTCC技术的耦合线巴伦滤波器。虽然LTCC技术有利于减小器件尺寸，便于和其他器件集成封装使用。但其测试通带插损高达(3+3.3)dB，输出端口相位差为180°±8°的电气性能会造成整个系统性能恶化。综上所述，采用PCB、LTCC和SIW技术实现的谐振器Q值较低，从而设计的差分和巴伦滤波器件存在插耗较大、通带选择性较差等缺点。巴伦滤波器带外抑制性能需要进一步提高，体积急需进一步减小，且需要确保良好的带内传输性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于陶瓷介质波导谐振腔的巴伦滤波器。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于陶瓷介质谐振器的巴伦滤波器，所述滤波器包括第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔、第六谐振腔和第七谐振腔；所述第四谐振腔分别通过第一窗口、第四窗口、第五窗口、第六窗口与第一谐振腔、第三谐振腔、第五谐振腔、第六谐振腔连通，同时所述第一谐振腔分别通过第二窗口、第七窗口与第二谐振腔、第七谐振腔连通；所述第二谐振腔通过第三窗口与第三谐振腔相连；所述窗口均用于实现相邻两谐振腔之间腔间耦合；所述谐振腔和窗口均采用陶瓷材料；所述第四谐振腔在其下表面向上开设开口朝下且位于同一直线的第四盲孔、第五盲孔和第六盲孔，第五谐振腔、第六谐振腔分别在其下表面向上开设开口朝下的第八盲孔、第十盲孔，所述第一窗口、第二窗口、第三窗口、第五窗口、第六窗口分别在其下表面向上开设开口朝下的第一盲孔、第二盲孔、第三盲孔、第七盲孔、第九盲孔，所述第一盲孔至第十盲孔均用于频率调谐；所述第一谐振腔、第五谐振腔、第六谐振腔分别在其上表面向下开设开口朝上的第十一盲孔、第十二盲孔、第十三盲孔，所述第十一盲孔至第十三盲孔均用于端口信号的馈入。进一步地，所述第一窗口位于第四谐振腔的第一侧面，第四窗口位于第四谐振腔的第二侧面，第五窗口和第六窗口均位于第四谐振腔的第三侧面；所述第二窗口与第四窗口位于同侧，第七窗口与第五窗口和第六窗口位于同侧。进一步地，所述第一窗口、第三窗口、第五窗口分别位于第一谐振腔和第四谐振腔接触面的中心、第二谐振腔和第三谐振腔接触面的中心以及第四谐振腔和第五谐振腔接触面的中心；所述第二窗口的位置偏移第一谐振腔和第二谐振腔接触面的中心位置；所述第四窗口的位置偏移第三谐振腔和第四谐振腔接触面的中心位置；所述第六窗口的位置偏移第四谐振腔和第六谐振腔接触面的中心位置；所述第七窗口的位置偏移第一谐振腔和第七谐振腔接触面的中心位置。进一步地，所述第五盲孔、第八盲孔、第十盲孔、第十一盲孔、第十二盲孔、第十三盲孔均位于谐振腔表面的中心；所述第一盲孔、第二盲孔、第三盲孔、第七盲孔均位于窗口的中心；所述第九盲孔偏移第六窗口的中心；所述第四盲孔、第五盲孔和第六盲孔所在的直线平行于第四窗口和第五窗口。进一步地，所述第一盲孔、第二盲孔、第三盲孔、第四盲孔、第五盲孔、第六盲孔、第七盲孔、第八盲孔、第九盲孔、第十盲孔的横截面均为圆形且直径相同；所述第十一盲孔、第十二盲孔、第十三盲孔的横截面均为圆形且直径相同。进一步地，所述第十一盲孔、第十二盲孔、第十三盲孔的深度可调，用于改变相应端口馈入能量的强度；所述第一盲孔、第二盲孔、第三盲孔、第七盲孔、第九盲孔的深度可调，用于改变两个相邻谐振腔之间的耦合强度；所述第四盲孔、第五盲孔、第六盲孔、第八盲孔、第十盲孔的深度可调，用于改变相对应谐振腔的谐振频率；所述窗口的长度可调，用于改变两个相邻谐振腔之间的耦合强度。进一步地，所述谐振腔和窗口均为矩形结构；所述谐振腔和窗口的直角边均做倒角处理。进一步地，所述谐振腔外表面上除了分别以第十一盲孔、第十二盲孔、第十三盲孔为中心的第一圆形区域、第二圆形区域和第三圆形区域，其余区域均覆盖有导电镀层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于陶瓷介质谐振器的巴伦滤波器，其特征在于，所述滤波器包括第一谐振腔(101)、第二谐振腔(102)、第三谐振腔(103)、第四谐振腔(104)、第五谐振腔(105)、第六谐振腔(106)和第七谐振腔(107)；/n所述第四谐振腔(104)分别通过第一窗口(201)、第四窗口(204)、第五窗口(205)、第六窗口(206)与第一谐振腔(101)、第三谐振腔(103)、第五谐振腔(105)、第六谐振腔(106)连通，同时所述第一谐振腔(101)分别通过第二窗口(202)、第七窗口(207)与第二谐振腔(102)、第七谐振腔(107)连通；所述第二谐振腔(102)通过第三窗口(203)与第三谐振腔(103)相连；所述窗口均用于实现相邻两谐振腔之间腔间耦合；所述谐振腔和窗口均采用陶瓷材料；/n所述第四谐振腔(104)在其下表面向上开设开口朝下且位于同一直线的第四盲孔(404)、第五盲孔(405)和第六盲孔(406)，第五谐振腔(105)、第六谐振腔(106)分别在其下表面向上开设开口朝下的第八盲孔(408)、第十盲孔(410)，所述第一窗口(201)、第二窗口(202)、第三窗口(203)、第五窗口(205)、第六窗口(206)分别在其下表面向上开设开口朝下的第一盲孔(401)、第二盲孔(402)、第三盲孔(403)、第七盲孔(407)、第九盲孔(409)，所述第一盲孔(401)至第十盲孔(410)均用于频率调谐；所述第一谐振腔(101)、第五谐振腔(105)、第六谐振腔(106)分别在其上表面向下开设开口朝上的第十一盲孔(301)、第十二盲孔(302)、第十三盲孔(303)，所述第十一盲孔(301)至第十三盲孔(303)均用于端口信号的馈入。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于陶瓷介质谐振器的巴伦滤波器，其特征在于，所述滤波器包括第一谐振腔(101)、第二谐振腔(102)、第三谐振腔(103)、第四谐振腔(104)、第五谐振腔(105)、第六谐振腔(106)和第七谐振腔(107)；
所述第四谐振腔(104)分别通过第一窗口(201)、第四窗口(204)、第五窗口(205)、第六窗口(206)与第一谐振腔(101)、第三谐振腔(103)、第五谐振腔(105)、第六谐振腔(106)连通，同时所述第一谐振腔(101)分别通过第二窗口(202)、第七窗口(207)与第二谐振腔(102)、第七谐振腔(107)连通；所述第二谐振腔(102)通过第三窗口(203)与第三谐振腔(103)相连；所述窗口均用于实现相邻两谐振腔之间腔间耦合；所述谐振腔和窗口均采用陶瓷材料；
所述第四谐振腔(104)在其下表面向上开设开口朝下且位于同一直线的第四盲孔(404)、第五盲孔(405)和第六盲孔(406)，第五谐振腔(105)、第六谐振腔(106)分别在其下表面向上开设开口朝下的第八盲孔(408)、第十盲孔(410)，所述第一窗口(201)、第二窗口(202)、第三窗口(203)、第五窗口(205)、第六窗口(206)分别在其下表面向上开设开口朝下的第一盲孔(401)、第二盲孔(402)、第三盲孔(403)、第七盲孔(407)、第九盲孔(409)，所述第一盲孔(401)至第十盲孔(410)均用于频率调谐；所述第一谐振腔(101)、第五谐振腔(105)、第六谐振腔(106)分别在其上表面向下开设开口朝上的第十一盲孔(301)、第十二盲孔(302)、第十三盲孔(303)，所述第十一盲孔(301)至第十三盲孔(303)均用于端口信号的馈入。


2.根据权利要求1所述的基于陶瓷介质谐振器的巴伦滤波器，其特征在于，所述第一窗口(201)位于第四谐振腔(104)的第一侧面，第四窗口(204)位于第四谐振腔(104)的第二侧面，第五窗口(205)和第六窗口(206)均位于第四谐振腔(104)的第三侧面；所述第二窗口(202)与第四窗口(204)位于同侧，第七窗口(207)与第五窗口(205)和第六窗口(206)位于同侧。


3.根据权利要求1或2所述的基于陶瓷介质谐振器的巴伦滤波器，其特征在于，所述第一窗口(201)、第三窗口(203)、第五窗口(205)分别位于第一谐振腔(101)和第四谐振腔(104)接触面的中心、第二谐振腔(102)和第三谐振腔(103)接触面的中心以及第四谐振腔(104)和第五谐振腔(105)接触面的中心；所述第二窗口(202)的位置偏移第一谐振腔(101)和第二谐振腔(102)接触面的中心位置；所述第四窗口(204)的位置偏移第三谐振腔(103)和第四谐振腔(104)接触面的中心位置；所述第六窗口(206)的位置偏移第四谐振腔(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：程鑫祥，王建朋，吴文，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32