技术领域
[0001] 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。
相关背景技术
[0002] 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。
[0003] 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。
具体实施方式
[0033] 为能进一步了解本发明的特征、技术手段及所达到的具体功能，下面以具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
[0034] 实施例
[0035] 参照图1‑3，基于陶瓷介质加载的高选择性平衡滤波器，包括外壳1、基板2和U型谐振器3，外壳1设置于基板2上方并与基板2卡接形成内部中空的腔体，基板2的上端面平行设置有若干个U型谐振器3，两个相邻U型谐振器3之间开口方向反向设置，基板2的最左端和最右端分别设置有信号输入端6和信号输出端7，信号输入端6和信号输出端7分别与临近的U型谐振器3侧壁电连接，U型谐振器3四周的基板2上端面及下端面均设置有散热片8，散热片‑1 ‑18导热系数达317W m K ，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。
[0036] 在本实施例中，信号输入端6与信号输出端7均设置有金属布线12，金属布线12上端设置有插孔11，插孔11内连接SMA连接器4，SMA连接器4上设置有插针10，通过插针10插入插孔11与滤波器连接，滤波器在使用前需要经过频谱仪或矢量网络分析仪进行参数校对，SMA连接器4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，现有技术中需要将SMA连接器4与滤波器焊接后连接设备测试，完成后再次熔化焊点取下SMA连接器4，此过程复杂费时，且容易造成滤波器损坏，本发明提供的插孔11设计，可方便的进行SMA连接器4的连接，并不易造成滤波器损坏。
[0037] 在本实施例中，U型谐振器3为碳氢树脂及陶瓷填料制备而成的RO4350型板材加工而成，U型谐振器3的臂长L通过计算公式：
[0038] L＝λg/4
[0039] λg＝λ0/(εr)1/2
[0040] 其中，λ0——滤波器在中心频率处的自由空间波长；
[0041] εr——有效介电常数；
[0042] 计算得出所需U型谐振器的臂长L。
[0043] 在本实施例中，单个U型谐振器3的臂长为16.1mm，两个相邻U型谐振器3之间的间距S为2.2mm，U型谐振器3的高度H为1.8mm，U型谐振器3的线带宽度W为1.08mm。
[0044] 在本实施例中，散热片8为VC散热片，采用贴片技术贴敷于基底2的上、下端面，外壳1的上表面及前侧面、后侧面均设置有屏蔽层5，屏蔽层5采用金属涂层，外壳1的内部空腔体的高度为5mm，基板2的下端面设置接地电极，SMA连接器4与接地电极电连接。
[0045] 图3为基于上述参数指标设计出的滤波器的S参数仿真图，从图中可以看出，其中心工作频率为2500MHz，工作带宽为150MHz，带外抑制在低于2300MHz及高于2700MHz频段范围内大于30dB，具有良好的带外抑制性。
[0046] 对照例
[0047] 参照图4‑5，基于陶瓷介质加载的高选择性平衡滤波器，包括外壳1、基板2和条型谐振器9，外壳1设置于基板2上方并与基板2卡接形成内部中空的腔体，基板2的上端面平行设置有若干个条型谐振器9，两个相邻条型谐振器9之间具有一点间隔，基板2的最左端和最右端分别设置有信号输入端6和信号输出端7，信号输入端6和信号输出端7分别与临近的条型谐振器9侧壁电连接。
[0048] 在对照例中，信号输入端6与信号输出端7均设置有SMA连接器4，SMA连接器4用于连接检测线和频谱仪，检测、校对滤波器相关电磁参数，具体为，通过焊接技术与滤波器的信号输入端6和信号输出端7电连接，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。
[0049] 在对照例中，条型谐振器9为碳氢树脂及陶瓷填料制备而成的RO4350型板材加工而成，单个条型谐振器9的臂长为32.2mm，两个相邻条型谐振器9之间的间距S为2.2mm，条型谐振器9的高度H为1.8mm，条型谐振器9的线带宽度W为2.16mm。
[0050] 在对照例中，散热片8为VC散热片，采用贴片技术贴敷于基底的上、下端面，外壳的上表面及前侧面、后侧面均设置有屏蔽层，屏蔽层采用金属薄片贴片，外壳1的内部空腔体的高度为5mm，基板2的下端面设置接地电极，SMA连接器4与接地电极电连接。
[0051] 图5为基于上述参数指标设计出的普通带通滤波器的S参数仿真图，从图中可以看出，其中心工作频率为2500MHz，工作带宽为150MHz，带外抑制在低于2300MHz及高于2700MHz频段范围内大于30dB，与实施例中基于陶瓷介质加载的高选择性平衡滤波器电磁性能相差无几，但滤波器整体尺寸明显增加，此外，在仿真图中可以发现，在高频波段(2.68GHz)处存在传输零点，该传输零点出现的原因可能为滤波器内部空间热传导不畅，导致空间内温度过高，从而影响了电磁参数，从对照例可以看出，本发明提供的基于陶瓷介质加载的高选择性平衡滤波器能够高效满足电磁参数指标要求的情况下，更加有利于实现的轻量化、小型化。
[0052] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
