[发明专利]基于陶瓷介质加载的高选择性平衡滤波器

说明书

本发明涉及微波无源器件技术领域，公开了基于陶瓷介质加载的高选择性平衡滤波器，包括外壳、基板和U型谐振器，所述外壳设置于基板上方并与基板卡接形成内部中空的腔体，所述基板的上端面平行设置有若干个U型谐振器，两个相邻所述U型谐振器之间开口方向反向设置。本发明使用高介电常数的陶瓷介质谐振器，将谐振器设计成U型模式，在达到同样电磁参数效果的情况下，减小了谐振器在滤波器中的所占体积，利于实现滤波器的轻量化、小型化，通过对多个U型谐振器进行了周期性的级联，产生多个带外衰减极点，实现带外的宽带抑制，提高了滤波器的带外抑制性，VC散热片对U型谐振器进行有效的热传导，防止滤波器腔体内部局部过热。

技术领域

本发明专利涉及微波无源器件技术领域，具体而言，涉及基于陶瓷介质加载的高选择性平衡滤波器。

背景技术

滤波器是微波通信系统中不可或缺的电子元件，其性能决定了通信系统的质量。随着5G通信技术的到来，5G基站天线端口数从传统8端口增加到64端口、128端口，大幅度提升了滤波器的需求量。因此，小体积、轻量化、高性能滤波器应运而生且势在必行。而介质滤波器综合了腔体滤波器和传统介质滤波器的优良性能，故成为5G通信设备中最佳选择。

基于衬底集成(SIW)谐振器的平衡带通滤波器，平面SIW腔由于其低损耗和高功率处理能力在滤波器设计中变得非常有吸引力。与SIW腔相比，陶瓷介质加载的平衡带通滤波器体积更小。尽管方形贴片谐振器已被应用于平衡带通滤波器，但其谐振特性没有良好的差分模式滤波选择性。此外，滤波器通过电磁波涡流损耗来屏蔽特定频率之外的电磁信号，该过程会产生局部的热效应，而工作中常常要保证滤波器腔体内的温度不能过高，现有技术中的滤波器没有很好的解决滤波器的散热问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种具有体积小、滤波选择性高、散热性能好等优点的基于陶瓷介质加载的高选择性平衡滤波器。

本发明是这样实现的，基于陶瓷介质加载的高选择性平衡滤波器，包括外壳、基板和U型谐振器，所述外壳设置于基板上方并与基板卡接形成内部中空的腔体，所述基板的上端面平行设置有若干个U型谐振器，两个相邻所述U型谐振器之间开口方向反向设置，U型谐振器可以由半波长谐振单元和条型谐振器弯折而成，与传统条型谐振器相比，具有更加紧凑的结构，所述基板的最左端和最右端分别设置有信号输入端和信号输出端，所述信号输入端和信号输出端分别与临近的U型谐振器侧壁电连接，所述U型谐振器四周的基板上端面及下端面均设置有散热片，所述散热片的导热系数为300-400W m^-1K^-1，能够及时将电磁波损耗产生的热量导出，保护滤波器不会发生过热。

进一步地，所述信号输入端与信号输出端均设置有金属布线，所述金属布线上端设置有插孔，所述插孔内连接SMA连接器，所述SMA连接器上设置有插针，通过插针插入插孔与滤波器连接，所述SMA连接器用于连接检测线和频谱仪，通过输入激发信号源对滤波器进行S参数测试，并与设计要求参数比对。

进一步地，所述U型谐振器为碳氢树脂及陶瓷填料制备而成的RO4350型板材加工而成，所述U型谐振器的臂长L通过计算公式：

L＝λ_g/4

λ_g＝λ₀/(ε_r)^1/2

其中，λ₀——滤波器在中心频率处的自由空间波长；

ε_r——有效介电常数；

计算得出所需U型谐振器的臂长L。

进一步地，两个相邻所述U型谐振器之间的间距S为1.5mm-3.0mm。

进一步地，所述U型谐振器的高度H为0.1mm-2.0mm。