专利名称：超高频连体多腔贴片滤波器的制作方法
技术领域：
近年来，微波介质滤波器按照微波网络传输原理，用分布参数耦合而成，本实用新型超高频连体多腔贴片滤波器主要应用于移动通讯、军事通讯等无线通讯领域，如无绳电话、高档仪表、基站等微波通信终端设备中。
在上述领域中，本超高频连体多腔贴片滤波器应用于射频滤波，并且阻带抑制性能好，该器件介电常数高，高温安全性、耐振动性好，选择性强，损耗小且尺寸小。
背景技术：
国内的研究机构和微波介质生产厂家在微波介质材料和器件设计方面都在攻关，先后研制出具有接近零的温度系数，介电常数高达70～92的稀土类微波材料，满足了对于微波器件的高介电常数和稳定的温度特性的要求，但对于在通带附近的带外抑制和插入损耗等性能有严格要求的无线电系统而言，目前的介质滤波器无性能优势。本超高频连体多腔贴片滤波器采用复合钙钛矿系材料作为微波介质材料，采用连体多腔结构的制造工艺来制作器件，使滤波器的频率特性曲线可获得接近理想矩形的滤波特性，阻带抑制性好。
众所周知，从介质块的顶表面到底表面，钻有一系相互平行的通孔，根据所要求的频率和所选介质的介电常数设计选择滤波器的具体轴长。这些孔通常为圆形或椭圆形，有多个孔腔的介质块就构成多个谐振器，这些谐振器的组合就构成介质滤波器。每相邻谐振器之间构成电感和电容耦合，在介质块的顶表面上镀有导电材料的电极图形，就构成这些电耦合。
但若如图1所示，图1中介质块上有图示的5个内有导电涂层的通孔，且在全部介质块表面均镀银而形成导电涂层，由于孔的尺寸邻近，孔间相互的电感或电容耦合相互抵消掉了，所以图1的介质块不能构成滤波器。
为了形成滤波器，在介质块通孔的一个表面上，印刷有如图2所示的一些导电材料图形，这些导电材料图形就形成金属耦合区，它们就增强了孔与孔之间的电容性耦合，而使电感性耦合基本上不起作用。因为电感性耦合主要由孔间间隔、孔的直径和形状而定，这些参数一旦确定，则电感性耦合就确定了；反之若调节图2中导电材料图形的H和G的大小尺寸，就能调节电容性耦合，减小G或增大H都能增强电容耦合。
若介质上的通孔愈多，则谐振器就愈多，带通滤波器的频率特性曲线就愈接近矩形；若介质块顶表面的导电图形涂层电极愈接近，电容性耦合就愈强，但相邻导电图形涂层过于接近，则容易发生短路，制作工艺有一定的困难。因此，以往的导电图形涂层的电极往往制作成矩形或圆弧性，本实用新型为增强电容性耦合，采用了计算机制版直接输出技术，提高了电极图形的制作精度，而形成本实用新型的电极几何图形。
发明内容
研制本超高频连体多腔贴片滤波器的目的是为了解决目前国内还不能批量生产连体式多腔介质滤波器在移动通信等无线通讯系统的终端设备的需要，采用新工艺，提高电极图形制作精度，以满足批量生产介质滤波器电性能要求。
该产品是一种新型高频贴片器件，频率范围可以覆盖300～13800MHz移动通信用的主要频段，参数可调范围大。开发使用了复合钙钛矿系微波介质材料，使用频率可高达16GHz；采用连体多腔结构，将单独的谐振腔互相耦合在一起，采用的腔数愈多，滤波器的滤波特性就愈接近于理想矩形的频率特性曲线，解决了双腔介质滤波器衰减特性欠佳的的难题。现已研制开发出了3～10腔的连体式滤波器。
在腔体结构设计上，采用了电脑软件仿生技术，解决了结构设计调整比较困难的问题，按设计要求，初次设计成功率达70％以上。
在制作电极图形过程中，采用了电脑制版直接输出技术，提高了图形精度，解决了电性能偏差的问题。
通过不断优化料方配比，开发出复合钙钛矿系微波介质材料，具有高Q值、低损耗，使用频率上限高达16GHz；并浸银工艺，提高了表面附着力。
一种超高频连体多腔贴片滤波器，其特征是在滤波器介质块一表面有两块以上导电涂层金属耦合区电极，两个电极在一个边或两个边有长方锯齿形槽纹相互交错，两锯齿形电极间有非金属耦合线或非金属耦合区，非金属耦合区在介质块的一个表面或两个表面包围着上述金属耦合区电极。
参见图3，在介质滤波器顶面，有一系列垂直穿过介质块顶表面而穿透到其相对底表面的圆形通孔，在这些圆形通孔内表面涂复有银层，在介质块顶表面的这些通孔周围，涂复有长方形金属涂层，形成金属耦合区，这些矩形金属涂层两两相对应的一个边或者两个边开有一些长方锯齿形槽纹，以增强它们之间的电容耦合；在上述这些金属耦合区之间，以及这些金属耦合区与介质块边缘之间形成非金属耦合线或非金属耦合区。
在介质块顶表面的一个相邻前侧面上，在介质块顶表面两侧的两金属耦合区，分别有向顶表面的前侧面延伸的矩形金属耦合区，这些在前侧面延伸的矩形金属耦合区周围，通过非金属耦合区与该金属前侧面的地电极金属耦合区相隔离开，从而使介质块顶表面的这些金属耦合区均被顶表面和前侧面的闭环形状的非金属耦合区包围着。
由于在介质块顶表面和前侧面上的金属耦合区电极图形是通过计算机制版直接输出技术而制作的，故电极图形精度高，可使孔之间的电极图形接近，在两个金属耦合区电极间不会发生短路，又由于在两个金属耦合区电极间仅由锯齿形槽纹的非金属耦合带和非金属耦合区隔开，故增强了电容性耦合，可调节调谐频率，满足了宽带滤波器的要求。
图1为除了在前正视面表面上未镀银外，而在所有其它表面上均镀银的介质块示意图，图中的五个圆孔为穿过介质块前表面的通孔。
图2为连成一整体的多孔腔介质块，并在穿过介质块前表面的通孔周围印刷有矩形镀银金属耦合区。
图中H为矩形金属耦合区的高度，G为两相邻矩形金属耦合区的距离。
图3为本实用新型连体多腔贴片滤波器块的外形结构立体示意图。
图中顶表面沿轴向排布有五个圆形通孔，在这些通孔顶表面周围以及靠近顶表面的两端，有一些矩形金属耦合区导电涂层，在这些矩形涂层的一个边上或两个边上有一些长方锯齿形槽纹，两相邻金属耦合区导电涂层之间的一个边或两个边上的一些长方锯齿形槽纹相交错，或相应对应。
图4为带有五个通孔的介质块的剖面示意图，图中l为介质块长度，d为介质块高度。
图5为有五个通孔的介质块顶表面顶视示意图。
图中两端金属耦合区导电涂层可用作输入、输出电极，其他通孔顶部周围的金属耦合区可作为超高频信号传输电极。
图6为本实用新型超高频连体多腔贴片滤波器采用锯齿形电极图形形成的宽带滤波器的衰减频率特性曲线示意图①和原有电极图形形成的衰减频率特性曲线示意图②之间的对比图。
具体实施方式
按照本实用新型连体多腔贴片滤波器的上述原理和说明，设计有一个五个通孔的介质块，如图3所示，五个通孔为圆形通孔，从介质块的顶表面穿透到介质块的底表面，这五个圆形通孔内表面有镀银金属涂层。
在介质块顶表面的两侧，有图3中所示的金属耦合区导电涂层，这两个导电涂层均与顶表面宽度方向的两端边缘绝缘隔离，两导电涂层均向下呈矩形延到前表面，并且在前表面有一个U形绝缘隔离带与前表面的地电极导电涂层相绝缘隔离。
上述两侧的导电涂层的两个边均与左、右两通孔周围的导电涂层的两个边按长方锯齿形槽纹相交错，它们之间形成一个非金属绝缘线。
另外，第二和第四(从左自右，或从右至左数)通孔顶表面四周的导电涂层的一个边上均开有长方锯齿形槽纹，分别与中间通孔顶表面四周的导电涂层的两个边上的长方锯齿形槽纹相间对应。
上述导电涂层的电极图形，通过电脑软件设计成锯齿形的电极图形，通过调整电极间的交错的间距和锯齿状的大小，确保电容耦合，并通过电脑输出制版工艺进行精确的图形印刷。
如图6所示，采用锯齿形电极图形形成的宽带滤波特性比原有的电极图形形成的滤波特性要好得多。
权利要求1.一种超高频连体多腔贴片滤波器，其特征是在滤波器介质块的一个表面有两块以上导电涂层金属耦合区电极，两个电极在一个边或两个边有长方锯齿形槽纹相互交错，两锯齿形电极间有非金属耦合线或非金属耦合区。
2.根据权利要求1所述的高频连体多腔贴片滤波器，其特征在于所述的非金属耦合区在介质块的一个表面或两个表面包围着上述金属耦合区电极。
专利摘要本超高频连体多腔贴片滤波器主要应用于移动通讯、军事通讯等无线通讯领域，如无绳电话、高档仪表、基站等微波通信终端设备中，频率范围可覆盖300～13800MHz。其特征是在滤波器介质块的一个表面有两块以上导电涂层金属耦合区电极，两个电极在一个边或两个边有长方锯齿形槽纹相互交错，两锯齿形电极间有非金属耦合线或非金属耦合区，并且在介质块的一个表面或两个表面包围着上述金属耦合区。现已研制开发出3～10腔的连体式滤波器，滤波器的滤波特性较接近于理想矩形频率特性曲线。通过计算机制版直接输出技术，制作出的电极图形精度高。
文档编号H01P1/20GK2684389SQ20042002559
公开日2005年3月9日 申请日期2004年3月23日 优先权日2004年3月23日
发明者严盛喜 申请人:严盛喜