一种陶瓷/空气复合介质可调腔体滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷/空气复合介质可调腔体滤波器，属于滤波器技术领域。包括滤波器本体、金属固定板和调节金属柱。滤波器本体具有多个谐振腔，且每个谐振腔内设有谐振杆；在相邻的两个谐振腔之间设有用于耦合的连接部；滤波器本体的顶部开设有盲孔。金属固定板重叠在滤波器本体顶部，其上设有通孔，通孔与盲孔一一对应；调节金属柱穿过金属固定板的通孔置于盲孔内。通过改变调节金属柱和对应盲孔的相对位置，使其底部和盲孔底部之间产生的空气间隙发生改变，实现频率和耦合系数的调节。本发明专利技术克服了传统陶瓷介质滤波器只能单向调节的技术缺陷，能够反复调节，且体积小、调节方便、精确度高，能很好的满足未来滤波器的小型化的趋势。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷/空气复合介质可调腔体滤波器
本专利技术属于滤波器
，具体涉及一种陶瓷/空气复合介质可调腔体滤波器。
技术介绍
滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分，利用滤波器的选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。腔体滤波器是属于微波滤波器中的一种，同时腔体滤波器按照其不同状态又可以分为同轴滤波器、介质滤波器、波导滤波器、螺旋滤波器。其中同轴滤波器为目前在射频、微波频段应用最广泛的滤波器。传统的同轴腔体滤波器是由金属作为腔体结构，内部填充空气，这种方法制作的滤波器，拥有较高的Q值，但是体积较大，不利于安装和运输。随着无线通信相关领域特别是5G通信技术的发展，当今要求滤波器具有低损耗，高抑制，大功率，体积小等特点。陶瓷是一种高介电常数的材料，用于滤波器上，可以增大其介电常数，缩小滤波器体积，因此基于陶瓷介质的滤波器是目前小型化滤波器研究方向之一。现有技术中基于陶瓷介质的滤波器在结构上陶瓷介质通常作为滤波器本体。由于陶瓷材料塑性和韧性很差，因而调节方式单一，在实际操作中效率低且精确度不足。如公开号为CN106960994A的中国专利公开的一种便于调节频率与耦合带宽的介质滤波器，包括陶瓷滤波器本体，陶瓷滤波器本体上设有射频连接器；滤波器本体包括若干由硬质陶瓷介质材料制成的介质单腔和若干耦合窗口，相邻的介质单腔通过耦合窗口相连；介质单腔与耦合窗口上均设有盲孔。根据谐振腔微扰理论，通过改变介质单腔的盲孔尺寸来调节介质单腔的频率；通过改变耦合窗口的盲孔尺寸来调节介质单腔之间耦合量。这种结构的滤波器只能进行单向调节；又因结构本身对盲孔尺寸精度要求高，加工中常出现误差大情况，易导致滤波器频率和耦合系数的调节困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的不足，提出了一种陶瓷/空气复合介质可调腔体滤波器，以解决现有陶瓷滤波器盲孔误差带来的滤波耦合系数和单腔谐振频率调节困难的技术问题，具有耦合系数和单腔谐振频率反复可调、体积小、精确度高等多种优点，能很好的满足未来滤波器的小型化的趋势。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种陶瓷/空气复合介质可调腔体滤波器，包括滤波器本体、金属固定板和调节金属柱；所述滤波器本体由硬质陶瓷作为介质材料，除盲孔的底部和孔壁外，滤波器本体的整个外表面设有金属屏蔽层；滤波器本体具有多个谐振腔，每个谐振腔内设有谐振杆；在相邻的两个谐振腔之间设有用于耦合的连接部；滤波器本体的顶部垂直向下开设有盲孔；所述盲孔包括调谐盲孔和耦合盲孔，调谐盲孔设置在谐振杆的上方，且与谐振杆不接触；耦合盲孔设于连接部的中间位置；所述金属固定板重叠在滤波器本体顶面，用于固定调节金属柱，其上设有通孔，通孔与盲孔一一对应；所述调节金属柱穿过金属固定板的通孔置于盲孔内，通过改变调节金属柱和对应盲孔的相对位置，使其底部和盲孔底部之间产生的空气间隙发生改变，实现滤波器的频率和耦合系数的调节。进一步的，所述陶瓷/空气复合介质可调腔体滤波器还包括微调结构，微调结构能够实现对频率和耦合系数的微调，提升调节的精确度，微调结构是由调节金属柱轴向上开设的通孔以及放置在该通孔内的金属丝构成。进一步的，所述相邻谐振腔间的耦合方式为耦合窗口。进一步的，所述耦合盲孔的深度大于谐振盲孔的深度。进一步的，所述调节金属柱为圆柱或正多边形棱柱。本专利技术所提供的滤波器本体，采用的是硬质陶瓷介质。由于陶瓷的一体性，在加工中，若出现陶瓷介质的滤波器本体盲孔尺寸过大，则无法通过填补陶瓷来进行修改；利用不同介质替代法，可以将需要填补的陶瓷部分使用空气介质替代进行调节。这是因为空气与陶瓷的介电常数不同，因此能够采用调节空气填补的空间大小的方式，弥补加工滤波器本体带来的误差，将失配的滤波器，调整成正常状态。在本专利技术中，滤波器本体顶部垂直向下开设盲孔，其上设有金属固定板用于固定调节金属柱，金属固定板上设有与盲孔相匹配的通孔，调节金属柱通过通孔放置在对应的盲孔中，调控调节金属柱使盲孔与其底部之间空气间隙的大小发生改变，实现滤波器的频率和耦合系数的调节。从而克服了硬质陶瓷介质材料制成的介质滤波器调节困难的问题。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、相较于传统的空气介质材料，本专利技术滤波器主体采用的硬质陶瓷介质材料，其具有很高的介电常数和较低的介质损耗，同时具有良好的尺寸稳定性。因而采用硬质陶瓷介质材料制成的滤波器体积小，易实现小型化。2、相较于传统的陶瓷介质材料，本专利技术通过调控调节金属柱使盲孔与其底部之间空气间隙的大小发生改变，克服了传统陶瓷介质滤波器只能单向调节的技术缺陷，能够对频率和耦合系数反复调节，且调节方便、误差更小。3、通过调节金属柱轴向上设通孔，放置金属丝，形成微调装置，实现滤波器的微调。使滤波器的频率和耦合系数的调节更加精确，更易于对加工成品产生的误差进行调整，且在同一平面，进一步缩小误差的同时调整也相对简单。附图说明图1为实施例整体结构示意图；图2为实施例整体结构俯视图；图3为实施例滤波器本体结构示意图；图4为金属固定板结构图；图5实施例整体结构中单边侧面纵向剖视图；图6为实施例的一种调节状态的图；图7为实施例的一种调配结果显示的s21图；图8为实施例的调配前结果显示的s21图。具体实施方式下面结合附图和实施例，详述本专利技术的技术方案。本专利技术提供的一种陶瓷/空气复合介质可调腔体滤波器，如图1、图2和图5所示，包括滤波器本体、盲孔、金属固定板2和调节金属柱4；所述滤波器本体是由硬质陶瓷作为介质材料，除盲孔的底部和孔壁外，滤波器本体的整个外表面设有金属屏蔽层。如图3所示，滤波器本体由10个相同的谐振腔6依次连接构成；滤波器本体首端设输入接口，尾端设输出接口。谐振腔6可以是长方体或者圆柱体等立体形状，本实施例优选长方体，其长为8.15mm，宽为8.15mm，高为5.87mm；各谐振腔6内均设有谐振杆11，谐振杆设置谐振腔的中间位置。相邻谐振腔6之间的连接部小于谐振腔的连接截面使得两者之间形成凹陷，且在连接部的顶部中心位置设置耦合盲孔以实现相邻谐振腔6之间的耦合。滤波器本体的顶部垂直向下开设有盲孔，盲孔半径为1.3mm。盲孔包括调谐盲孔7和耦合盲孔8；调谐盲孔7与谐振杆11共轴，位于谐振杆11的上方，且与谐振杆11不接触，用于调节单个谐振腔的谐振频率；耦合盲孔用于调节耦合系数。由于盲孔的深度可以影响谐振频率和耦合系数，作为优选，本实施例中调谐盲孔深度为0.75mm。紧邻输入接口的第一个耦合盲孔和输出接口的第一个耦合盲孔均深度均为2.6mm，其余的耦合盲孔深度为1.4mm。所述金属固定板2选用材料铝，其长宽尺寸最好与滤波器本体顶面长宽尺寸相同，重叠在滤波器本体顶部，以用于固定调节金属柱4。如图4所示，金属固定板上设有通孔9，通孔9与盲孔一一对应。所述调节金属柱4穿过金属固定板2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷/空气复合介质可调腔体滤波器，其特征在于：包括滤波器本体、金属固定板和调节金属柱；/n所述滤波器本体是由硬质陶瓷作为介质材料，除盲孔的底部和孔壁外，滤波器本体的外表面设有金属屏蔽层；滤波器本体具有多个谐振腔，每个谐振腔内设有谐振杆；在相邻的两个谐振腔之间设有用于耦合的连接部；滤波器本体的顶部垂直向下开设有盲孔；所述盲孔包括调谐盲孔和耦合盲孔，调谐盲孔设置在谐振杆的上方，且与谐振杆不接触；耦合盲孔设于连接部的中间位置；/n所述金属固定板重叠在滤波器本体顶面，用于固定调节金属柱，其上设有通孔，通孔与盲孔一一对应；/n所述调节金属柱穿过金属固定板的通孔置于盲孔内，通过改变调节金属柱和对应盲孔的相对位置，使其底部和盲孔底部之间产生的空气间隙发生改变，实现滤波器的频率和耦合系数的调节。/n

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷/空气复合介质可调腔体滤波器，其特征在于：包括滤波器本体、金属固定板和调节金属柱；
所述滤波器本体是由硬质陶瓷作为介质材料，除盲孔的底部和孔壁外，滤波器本体的外表面设有金属屏蔽层；滤波器本体具有多个谐振腔，每个谐振腔内设有谐振杆；在相邻的两个谐振腔之间设有用于耦合的连接部；滤波器本体的顶部垂直向下开设有盲孔；所述盲孔包括调谐盲孔和耦合盲孔，调谐盲孔设置在谐振杆的上方，且与谐振杆不接触；耦合盲孔设于连接部的中间位置；
所述金属固定板重叠在滤波器本体顶面，用于固定调节金属柱，其上设有通孔，通孔与盲孔一一对应；
所述调节金属柱穿过金属固定板的通孔置于盲孔内，通过改变调节金属柱和对应盲孔的相对位置，使其底部和盲孔底部之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨恒耀，傅文杰，关晓通，杨同斌，陈驰，韩梦，张朝阳，鲁钝，杨东璇，鄢扬，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51