[发明专利]用于电子信号的滤波器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电子信号的滤波器以及其制造方法。所研究的滤波器可以是在其上具有进行了适当金属化的陶瓷主体的滤波器，比如陶瓷整块滤波器。

背景技术

因为大小和成本的原因，陶瓷单模整块滤波器被使用在小型和中型功率基础发射站点(BTS)产品中。电子性能也得到满足，尤其是在滤波器的主体的尺寸增大的情况下。这引起矩形滤波器主体开始通过较高谐振模式的电磁能量，且开始泄漏超过一定截止频率的能量。主体越小，截止频率越高。其粗略与公式：1/((εr)1/2×W×L)相关。这样的泄漏是由陶瓷材料中不希望的较高传播模式引起的。其与比要求仅仅允许最低次模式通过的波导要大一些的波导中的传播是类似的。泄漏的能量在期望的工作频率的谐波上。如果至少二次和三次谐波能够被充分地减小，这将是可以容忍的。

图1示出关于陶瓷整块滤波器的现有技术。1是陶瓷整块滤波器。它具有陶瓷主体10，其具有精细设计的形状，陶瓷主体上被金属化，并且具有选定的介电常数。该滤波器1可以具有分别用于信号输入和输出的耦合结构19。这些耦合结构包括位于该滤波器主体的第一表面11上的导体。这些导体19可以被耦合至外部的线路，比如印刷电路板(PCB)上的线路。孔可以从该主体10的该第一表面11延伸进入该主体，且通常穿过该主体往下至相对的表面12。

包括孔17的内表面在内的该主体10表面上可以具有或多或少的连续的金属化结构。需要注意的是，在一个或多个特定的表面，此或多或少的连续的金属化结构可能不提供或只是部分地提供，比如该第一表面11。附图标记18指示可以被金属化的导体，且其如图1a所示的以连续导体层覆盖在除第一表面11外的该主体的所有表面。该导体18还覆盖了该孔17的内壁且在使用中可以接地。

该孔17用作谐振器。它们具有圆形或椭圆截面。101和102限定该滤波器1的对称轴。101是由在该陶瓷整块滤波器1中提供的两个孔17的中点限定的纵向轴。它与该主体10本身的对称轴吻合，其中它是表面13和14之间的中心线，使得孔18被对称地布置在块10中。孔17相对于该第一表面11垂直延伸。102是另一个对称轴。该两个孔17相对于轴102对称地布置，该轴102也是表面15和16之间的中心线。

该主体10和整个滤波器1是具有三对相对表面(11和12，13和14，15和16)的长方体，这些表面相互基本是平的/平面和矩形的。该主体10由具有一定相对介电常数的陶瓷材料形成，该陶瓷材料的选择同样考虑到电子性能。滤波器1的孔17与它们的覆盖层18一起和围绕的主体10以及它的外面导体18起到谐振器的作用，通过限定该主体的几何尺寸、形成耦合导体19和适当选择介电常数ε_r来调节谐振频率。厚度是限定谐振频率的主要参数。该滤波器具有长度L，宽度W，和高度H。孔在高度方向延伸。

图1b示出该滤波器1的垂直截面图。它示出了该通孔17从该第一表面11延伸至该第二表面12，且它示出除了第一表面11外的由导体18覆盖的所有可识别的主体表面。在使用中，该导体18可以接地。该第一表面11可以携带具有适合形状、大小和排列的耦合导体19。它还可以携带有连接至其它表面的导体的导体。其它表面12至16的导体是沿着相应的共同的边缘连续地相互连接的。

图1c示出位于印刷电路板(PCB)103上的陶瓷整块滤波器1。孔17在或多或少平行于该PCB 103的表面的方向上延伸。该表面导体18被连接至PCB103上的导体。特别地，它们可以接地。在图1a中指向上方的该第一表面11现在指向图1c的观察者。耦合连接器19被连接至该PCB上的线路105，且可以经由这个线路被连接至其它的电子组件104和/或至连接器106。

这样的陶瓷整块滤波器的使用领域是无线通信。它们被使用在移动站和基站两者中。在移动站中，大小和成本是非常相关的标准。在基站中，质量和成本是相关的标准。孔17与耦合导体19一起和该金属化物/导体18用作谐振器，且它们通过该谐振效应提供所希望的滤波。该设计使得电场和磁场期望的传播模式被尽可能地支持，而不期望的传播模式和频率和谐波被尽可能地抑制。