专利名称：：介质滤波器的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种可用于分米波波段通信设备所需的任一频率的介质滤波器。研制介质滤波器材料是关键。我们选用国产化工原料对BaO－TiO2－稀土系统进行了数百次配方试验，获得了具有高介电常数、低损耗、频率温度系数小的微波介质瓷料。器件方面，八十年代日本村田制作所、松下电气株式会就已向全世界销售介质滤波器，其工艺较为成熟。1988年，村田制作所在美国的子公司ERIE村田工厂开始生产移动电话用滤波器，多采用介质块梳状结构，利用空气间隙耦合一次成型，较好地解决了密度均匀问题。但目前国内梳状结构介质瓷块一次成型所需的模具加工困难，无法适应批量生产。松下电气株式会社的介质滤波器多采用同轴型结构，利用厚膜电容耦合，很好地解决了调频问题。但结构复杂，制作难度大。国内厘米波波段介质滤波器的研制也取得一定进展，但多数采用腔体式结构，体积较大，不适于移动通讯。本实用新型的目的在于提供一种可用于分米波波段通信设备所需的任一频率的介质滤波器。它通过对1／4波长谐振器中电场和磁场相等的位置上开槽的方法，破坏电磁场的平衡，实现谐振腔的耦合，从而使器件结构更为简单性能稳定可靠。本实用新型的另一目的在于提供一种通用的经改进的由高致密度、低损耗微波介质瓷块构成的介质滤波器，从而使器件体积大大缩小一致性好，便于批量生产。本实用新型的设计目的可通过下列结构来实现它包括在金属外壳1内的瓷块2以及瓷块2上至少两个介质谐振腔3、耦合装置4、输入／输出装置5，其本质特征在于在所述瓷块2外表面电极6的两侧6a各有一条垂直于谐振腔3的槽4。本实用新型的设计目的还可以通过以下结构来实现所述的槽4在瓷块2外表面电极6的两侧6a电场和磁场相等处4。本实用新型的设计目的还可以通过以下措施实现采用开槽耦合的方法得到槽4的深度(h)与耦合系数(k)成正比。本实用新型的设计目的还可通过以下措施实现金属外壳1内的瓷块2由高介电常数、低损耗、频率温度系数小的材料制成，即εr＝88，Q(3G)≥1800，τf＝0±1PPm／℃。本实用新型的设计目的还可通过以下措施实现采用研磨的方法改变瓷块2的高度，用于调整谐振频率。以两腔式介质滤波器为例，结合附图图面说明，本实用新型的上述目的、特点和优点将更加显而易见。图1－a、图1－b分别为已知技术梳状结构的介质块正向剖视图和俯视图；图2－a、图2－b分别为已知技术同轴结构的介质块及厚膜耦合装置正向剖视图和俯视图；图3为已知技术腔体式结构介质滤波器俯视图，为清楚起见略去金属盒盖、传感装置、调频装置和介质块的支撑件。图4－a为本实用新型立体图，为清楚起见略去金属外壳；图4－b为本实用新型正视图4－c为本实用新型介质块侧向剖视图；图5为本实用新型电场和磁场在1／4波长谐振器中的分布曲线；图6为本实用新型的等效电路。虽然本实用新型可根据使用的环境和要求有着若干种实际的实施方案，而在本文中所表示和说明的好几种实施方案的基本实例是已经做出并经检测试用令人满意的。为更好地理解本实用新型，现结合(附图)实施例作进一步详述。图1－a、图1－b分别为已知技术梳状结构介质块正向剖视图和俯视图。利用空气间隙2实现瓷块1上谐振腔3的耦合。由于目前我国模具加工水平落后，利用一次成型工艺制成介质块上很小的空气间隙2极为困难且不适于批量生产。图2－a、图2－b分别为已知技术同轴结构介质块及厚膜耦合装置正向剖视图和俯视图。将至少两个介质块1上的谐振腔3使用焊接的方法装配到陶瓷基板2上，利用厚膜电容2a实现谐振耦合。该已知技术的不足之处在于结构复杂装配难度大。图3为已知技术腔体式介质滤波器俯视图，略去金属盒盖、传感装置、调频装置和介质块的支撑件。在金属盒3中置入至少两个圆柱型介质块1，利用空气间隙2实现谐振耦合。该已知技术的不足之处在于因结构方面的原因装配繁琐且体积大，不适用于移动通信。图4－a、图4－b、图4－c分别为本实用新型结构示意图。在制作介质滤波器时首先应考虑装配方法输入／输出装置5紧插在塑料管芯7中，塑料管芯7插入介质谐振腔3并与其周围完全吻合，塑料管芯7的两头部分暴露在介质谐振腔3的上下两端，将装配好的介质滤波器芯体置入金属外壳1中，并与之紧贴固定，但输入／输出端5的引线不得与金属外壳接触；除上端面外，瓷块2(包括槽4)全部为金属化电极6，并选用1／4波长的介质谐振腔利用线膨胀系数匹配原理在腔内采用相同温度系数的材料制成金属化腔6b，以提高谐振器的测量精度。图5为本实用新型电场和磁场在1／4波长谐振器中的分布曲线。a点标志电场和磁场相等。H为磁场强度、E为电场强度、h为高度。介质滤波器是采用陶瓷工艺制作而成的，我们采用两次加压的方法，成功地获得了高致密度的瓷块，并在分析国外介质滤波器耦合方式的基础上，根据我国国情，创造了一种新的耦合方式在电场和磁场相等的a点即介质瓷块两侧6a处开槽4，从而破坏电磁场平衡达到耦合，并得出槽4的深度与耦合系数成正比。采用这种新的耦合方式不仅得到了性能优异的滤波器，还有效地抑制了滤波器的高次谐波且结构简单、体积小、重量轻。以LJT904M介质滤波器为例</tables>图6为实用新型的等效电路。L1C1和L2C2分别等效为两个并联的振荡回路；C4、C5分别等效为输入／输出电容；C3等效为耦合电容。所示和所述的本实用新型的优点可归纳列举如下1.因为输入／输出装置5和塑料管芯7以插入方式与介质谐振腔3吻合，基本并需要保证精度的装配步骤可为一体化，从而使操作简单、成本降低，同时提高了谐振频率的精度，增强了可靠性。2.由于使用高致密度、低损耗、频率温度系数小的国产新型微波介质材料，大大缩小了滤波器的体积、重量轻、可靠性好，适用于微波移动通信。3.由于使用开槽耦合的方法，简化了工艺，有效地抑制了滤波器的高次谐波，使滤波器一致性好，更利于大批量生产。由于我们试制出了国产新型微波介质材料，并通过对器件结构方面的创造性研制，使分米波波段400MHz～3GHz带通滤波器的各项指标与日本村田和松下产品相比毫不逊色，上机使用可完全取代进口。对本领域的技术熟练人员而言，在领会了这里所公开的技术后，可能进行各种更改，但不离开本实用新型的范围。权利要求1.一种介质滤波器，它包括在金属外壳1内的瓷块2以及瓷块2上至少两个介质谐振腔3、耦合装置4、输入/输出装置5，本实用新型的特征在于在所述的瓷块2外表面电极6的两侧6，处各有一条垂直于谐振腔3的槽4。2.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于所述的槽4在瓷块2外表面电极6的两侧6a电场和磁场相等处4。3.根据权利要求1和2所述的介质滤波器，其特征在于采用开槽耦合的方法得出槽4的深度与耦合系数的关系h∞k(h为槽的深度、k为耦合系数)4.根据权利要求1或2所述的介质滤波器，其特征在于金属外壳1内的瓷块2由高介电常数、低损耗、频率温度系数小的微波介质材料制成。5.根据权利要求1或2所述的介质滤波器其特征在于采用研磨的方法改变瓷块2的高度，用于调整谐振频率。专利摘要本实用新型是一种可用于分米波波段通信设备所需的任一频率的介质滤波器。它由高致密度微波介质瓷块、瓷块表面电极、瓷块上至少两个介质谐振腔、实现谐振腔耦合的槽、输入/输出装置及金属外壳组成。本实用新型具有结构简单、体积小、制作简便且一致性好、可靠性高、插入损耗低、频率稳定度高等特点，广泛适用于军工、民用微波移动通讯、飞机雷达控制系统、航空电台和汽车电话。文档编号H01P1/20GK2081153SQ9020644公开日1991年7月17日申请日期1990年5月13日优先权日1990年5月13日发明者吴坚强,罗小萍,石庆文,曹良足,孙敏松申请人:国营第九九九厂,东南大学