一種低插損分體式濾波器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及射頻微波技術領域，一種低插損分體式濾波器，包括并排設置的第一濾波器和第二濾波器，設在第一濾波器和第二濾波器上表面的介質板，介質板分別通過第一PIN針和第二PIN針連接第一濾波器和第二濾波器。本發明通過設置兩PIN針連接饋電介質板與兩濾波器，實現了饋電和主諧振的分離，從而避免了由介質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
技術領域
[0001]本發明涉及射頻微波技術領域，具體涉及一種低插損分體式濾波器。
【背景技術】
[0002]微波濾波器對特定頻段的信號或功率進行選通或選阻，是射頻系統中最基本的元器件之一，其性能優劣直接影響整個系統的性能。傳統的濾波器的平面微帶線結構濾波器易集成，但占用面積大、損耗大、Q值低。金屬波導結構濾波器具有插損小、選擇性高、外部品質因數高等特點，但體積大、加工調試難，且不易集成。特別是一些分體式濾波器，其濾波器結構上由于饋電和主諧振均采用一體化設計，其對帶寬的限制較多，且遠端抑制較弱，由于一體化設計將金屬平面上開設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。
【發明內容】
[0003]為此，需要提供一種饋電和主諧振分開設置，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]為實現上述目的，發明人提供了一種低插損分體式濾波器，包括并排設置的第一濾波器和第二濾波器，設在第一濾波器和第二濾波器上表面的介質板，介質板分別通過第一 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，所述介質板上設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有第一容腔，所述第二濾波器相對第二穿孔位置設有第二容腔，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徑匹配。通過設置匹配的內徑，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與濾波器的穩固連接，從而避免由于PIN針接插的不穩固而導致介質板饋電層和濾波器的幾何尺寸從而影響耦合系數，從而保證良好的內部耦合系數和外部耦合系數。
[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板的第一穿孔和第二穿孔的內徑匹配，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徑，當PIN針與介質板和濾波器進行接插時能夠順利卡位，從而提高PIN針與介質板和濾波器之間的接插效率。
[0007]進一步的，所述介質板一側邊中心區域向內設有一矩形凹陷，該矩形凹陷的中點與介質板的中點處于一條直線上。設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構，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，所述介質板遠離矩形凹陷的一側邊兩端對稱設有兩向內凹陷的缺口。通過調節兩缺口的大小，調節輸入輸出的耦合量，以適應不同的帶寬要求，可以實現對濾波器的帶通特性進行細微調節。
[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成第一饋線導帶。
[0010]進一步的，所述介質板一側包覆金屬片構成第二饋線導帶、介質板另一側包覆金屬片構成第三饋線導帶。
[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成第四饋線導帶。
[0012]進一步的，介質板兩側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板側邊緊密貼合，該L型金屬片短邊與介質板上設有矩形凹陷的側邊避開該矩形凹陷區域的部分緊密貼合。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，所述介質板的介電常數為6?100，介質板的Q值>200。
[0014]與現有技術相比，本發明的優點在于:
[0015]1、本發明通過設置兩PIN針連接饋電介質板與兩濾波器，實現了饋電和主諧振的分離，從而避免了由介質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針與介質板和濾波器之間的接插結構的設計，避免由于PIN針接插的不穩固而導致介質板饋電層和濾波器的幾何尺寸從而影響耦合系數，從而保證良好的內部耦合系數和外部耦合系數。
[0017]3、通過PIN針頭結構的設計，當PIN針與介質板和濾波器進行接插時能夠順利卡位，從而提高PIN針與介質板和濾波器之間的接插效率。
[0018]4、通過在介質板上設置矩形凹陷，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構，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、通過在介質板上設置兩凹陷的缺口，調節缺口的大小，進而調節輸入輸出的耦合量，以適應不同的帶寬要求，且該缺口大小可以根據實際產品進行調節，從而實現濾波器的帶通特性進行細微調節。
[0020]6、通過設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、本產品的結構易于加工，組裝方便，適合大規模的推廣運用。
【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構示意圖。
[0023]圖2為【具體實施方式】的低插損分體式濾波器分體結構圖(省略介質板)。
[0024]圖3為【具體實施方式】的低插損分體式濾波器PIN針結構示意圖。
[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構圖。
[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構圖。
[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構圖。
[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、兩矩形結構
[0034]201、介質板，
[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]為詳細說明技術方案的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結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上表面設有一介質板201，介質板201分別通過PIN針301和PIN針302連接濾波器101和濾波器102。本實施例通過設置兩PIN針將饋電介質板與兩濾波器連接，實現了饋電和主諧振的分離，從而避免了由介質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，所述介質板201上設有穿孔202和穿孔203，所述濾波器101相對穿孔202和位置設有容腔103，所述濾波器102相對穿孔203位置設有容腔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的內徑匹配。本實施例中所述的匹配，實質該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的內壁設置細微凸起，相對應地，在PIN針柱體304外壁設置細微凸條，從而在PIN針柱體304嵌入容腔103和容腔104內部時，細微凸起和細微凸條能夠發生摩擦產生較大摩擦力，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。通過設置匹配的內徑，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與濾波器101、102的穩固連接，從而避免由于PIN針301、302接插的不穩固而導致介質板201饋電層和濾波器101、102的幾何尺寸從而影響耦合系數，從而保證良好的內部耦合系數和外部耦合系數。通過對PIN針與介質板和濾波器之間的接插結構的設計，避免由于PIN針接插的不穩固而導致介質板饋電層和濾波器的幾何尺寸從而影響耦合系數，從而保證良好的內部耦合系數和外部耦合系數。
[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的外徑與介質板201的穿孔202和穿孔203的內徑匹配，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徑，當PIN針301、302與介質板201和濾波器進行接插時能夠順利卡位，從而提高PIN針301、302與介質板201和濾波器之間的接插效率。
[0054]本實施例中，所述介質板201—側邊中心區域向內設有一矩形凹陷204，該矩形凹陷204的中點與介質板201的中點處于一條直線上，設置該矩形凹陷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構，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，所述介質板201遠離矩形凹陷204的一側邊兩端對稱設有兩向內凹陷的缺口 205，通過調節兩缺口 205的大小，調節輸入輸出的耦合量，以適應不同的帶寬要求，可以實現對濾波器的帶通特性進行細微調節。通過在介質板201上設置兩凹陷的缺口 205，且該缺口大小可以根據實際產品進行調節，從而實現濾波器的帶通特性進行細微調節。
[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構105，兩矩形結構105分別連接于介質板201上矩形凹陷204的側邊避開該矩形凹陷204區域的兩端。也就是說，該介質板201與濾波器101、102貼設后，該介質板201設有矩形凹陷204的那一側邊的未凹陷區域長度恰好與矩形結構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構105。
[0057]本實施例中，所述PIN針301和PIN針302上設有第一饋線導帶，所述介質板201上分布設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構成第一饋線導帶。所述介質板201—側包覆金屬片402構成第二饋線導帶，所述介質板201另一側包覆金屬片403構成第三饋線導帶，所述濾波器101和濾波器102外表面均包覆金屬片404構成第四饋線導帶。通過設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，介質板201兩側包覆的金屬片402、403其形狀為L型金屬片402、403，該L型金屬片長邊與介質板201側邊緊密貼合，該L型金屬片短邊與介質板201上設有矩形凹陷204的側邊避開該矩形凹陷204區域的部分緊密貼合。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，所述介質板的介電常數為6?100，介質板的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板201中，在通過介質板201親合到金屬片403輸出。該濾波器的輸入輸出可以反向。
[0061]通過調節金屬片401、402、403的大小和諧振器101、102的孔距，可以調節濾波器的工作帶寬;通過調節諧振器101、102的高度，或者介電常數，可以調節濾波器的工作頻率。
[0062]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，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系或者順序。而且，術語“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；“以上”、“以下”、“以內”等理解為包括本數。
[0063]盡管已經對上述各實施例進行了描述，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，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明的實施例，并非因此限制本發明的專利保護范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍之內。
【主權項】
1.一種低插損分體式濾波器，其特征在于:包括并排設置的第一濾波器和第二濾波器，設在第一濾波器和第二濾波器上表面的介質板，介質板分別通過第一 PIN針和第二 PIN針連接第一濾波器和第二濾波器。2.根據權利要求1所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:所述介質板上設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有第一容腔，所述第二濾波器相對第二穿孔位置設有第二容腔，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徑匹配。3.根據權利要求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板的第一穿孔和第二穿孔的內徑匹配，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.根據權利要求1所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:述介質板一側邊中心區域向內設有一矩形凹陷，該矩形凹陷的中點與介質板的中點處于一條直線上。5.根據權利要求4所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:所述介質板遠離矩形凹陷的一側邊兩端對稱設有兩向內凹陷的缺口。6.根據權利要求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成第一饋線導帶。7.根據權利要求5或6所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:所述介質板一側包覆金屬片構成第二饋線導帶、介質板另一側包覆金屬片構成第三饋線導帶。8.根據權利要求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成第四饋線導帶。9.根據權利要求8所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:介質板兩側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板側邊緊密貼合，該L型金屬片短邊與介質板上設有矩形凹陷的側邊避開該矩形凹陷區域的部分緊密貼合。10.根據權利要求1所述的一種低插損分體式濾波器，其特征在于:所述介質板的介電常數為6?100，介質板的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