可调滤波器的制作方法

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种可调滤波器。

背景技术

近年来，随着通信行业的飞速发展，宽带通信系统得到了广泛地应用，其中，宽带通信系统的带宽选择性及对频率资源的利用率变得越发重要。因此，如何解决宽带通信系统的带宽选择性及对频率资源的利用率的问题也广泛地引起科研人员的注意。

滤波器作为宽带通信系统中一个重要的部件，改善它的性能对提高宽带通信系统性能起着非常巨大的作用。近年来，随着设计思路的不断改进，出现了如双模谐振、阶跃阻抗谐振等类型的滤波器。

但是，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统类型的滤波器由于结构复杂导致设计以及生产制造成本都非常高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统类型的滤波器由于结构复杂导致设计以及生产制造成本都非常高的问题，提供一种可调滤波器。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种可调滤波器,包括：

第一介质基板，第一介质基板包括第一板面以及与第一板面相对的第二板面；

第二介质基板，第二介质基板包括第三板面以及与第三板面相对的第四板面，第二介质基板与第一介质基板间隔设置、且第三板面相对于第二板面；

第一导电层，第一导电层设置在第二板面或第三板面上；

第二导电层，第二导电层设置在第四板面上；

导电微扰柱，导电微扰柱贯穿第二介质基板、且电连接第一导电层和第二导电层；

金属过孔阵列，金属过孔阵列的各金属过孔的中心在同一直线上，金属过孔阵列的各金属过孔均贯穿第二介质基板、第一导电层及第二导电层、并导通第一导电层和第二导电层；以及

第一调节器件，第一调节器件用于调节第一导电层、第二介质基板和第二导电层围成的谐振腔的谐振频率。

在其中一个实施例中，第一调节器件包括：

第一调谐金属过孔，第一调谐金属过孔贯穿第一介质基板、且与第一导电层电连接；

第一调谐柱，第一调谐柱贯穿第一介质基板、第一导电层及第二介质基板与第二导电层电连接、且与第一导电层不接触；

在调节谐振腔的谐振频率时，第一调谐金属过孔和第一调谐柱导通。

在其中一个实施例中，第一调节器件还包括：

第一安装垫，第一安装垫设置在第一板面上、且电连接第一调谐金属过孔；

第二安装垫，第二安装垫设置在第一板面上、且电连接第一调谐柱；

第一开关，第一开关的一端电连接第一安装垫、另一端电连接第二安装垫。

在其中一个实施例中，第一开关为rfmems开关。

在其中一个实施例中，还包括第二调节器件，第二调节器件用于调节第一导电层、第二介质基板和第二导电层围成的谐振腔的谐振频率。

在其中一个实施例中，第二调节器件包括：

第二调谐金属过孔，第二调谐金属过孔贯穿第一介质基板、且与第一导电层电连接；

第二调谐柱，第二调谐柱贯穿第一介质基板、第一导电层及第二介质基板与第二导电层电连接、且与第一导电层不接触；

在调节谐振腔的谐振频率时，第二调谐金属过孔和第二调谐柱导通。

在其中一个实施例中，第二调节器件还包括：

第三安装垫，第三安装垫设置在第一板面上、且电连接第二调谐金属过孔；

第四安装垫，第四安装垫设置在第一板面上、且电连接第二调谐柱；

第二开关，第二开关的一端电连接第三安装垫、另一端电连接第四安装垫。

在其中一个实施例中，第二开关为rfmems开关。

在其中一个实施例中，第一导电层包括梯形导电单元、第一矩形导电单元、第二矩形导电单元、六边形导电单元以及等边直角三角形导电单元；

梯形导电单元连接第一矩形导电单元、第二矩形导电单元、六边形导电单元及等边直角三角形导电单元；第一矩形导电单元、第二矩形导电单元均与六边形导电单元不接触。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

第一导电层夹于第一介质基板和第二介质基板之间，第二导电层设置在第二介质基板的第四板面上，将导电微扰柱设置于第一导电层、第二导电层和第二介质基板所围成的谐振腔内，即导电微扰柱贯穿第二介质基板、并电连接第一导电层和第二导电层，金属过孔阵列中的各金属过孔贯穿第一介质基板、第二介质基板、第一导电层以及第二导电层，还设置有用于调节第一导电层、第二介质基板和第二导电层围成的谐振腔的谐振频率的第一调节器件，本发明各实施例提出的可调滤波器结构简单，有效地降低了设计以及生产制造成本，而且实现了带宽可调，并展宽了带宽。

附图说明

图1为一个实施例中本发明可调滤波器的第一结构示意图；

图2为一个实施例中本发明可调滤波器的俯视图；

图3为一个实施例中本发明可调滤波器的第一导电层的结构示意图；

图4为一个实施例中本发明可调滤波器的金属过孔阵列对带宽的响应图；

图5为一个实施例中本发明可调滤波器的调节器件的第一结构示意图；

图6为一个实施例中本发明可调滤波器的调节器件的第二结构示意图；

图7为一个实施例中本发明可调滤波器的第二结构示意图；

图8为一个实施例中本发明可调滤波器的调节器件的调节器件对谐振频率的响应图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了解决传统类型的滤波器由于结构复杂导致设计以及生产制造成本都非常高的问题，如图1和2所示，本发明提供了一种可调滤波器,包括：

第一介质基板11，第一介质基板11包括第一板面以及与第一板面相对的第二板面；

第二介质基板12，第二介质基板12包括第三板面以及与第三板面相对的第四板面，第二介质基板12与第一介质基板11间隔设置、且第三板面相对于第二板面；

第一导电层13，第一导电层13设置在第二板面或第三板面上；

第二导电层14，第二导电层14设置在第四板面上；

导电微扰柱15，导电微扰柱15贯穿第二介质基板12、且电连接第一导电13层和第二导电层14；

如图2所示，金属过孔阵列21，金属过孔阵列21的各金属过孔的中心在同一直线上，金属过孔阵列21的各金属过孔均贯穿第二介质基板、第一导电层及第二导电层、并导通第一导电层和第二导电层；以及

第一调节器件16，第一调节器件16用于调节第一导电层13、第二介质基板12和第二导电层14围成的谐振腔的谐振频率。

其中，第一介质基板用于安装调节器件。具体的，本发明重点关注的提供一种结构简单，带宽宽且可调的滤波器设计理念，第一介质基板和第二介质基板的形状、尺寸以及材料可根据实际应用需求而定，并经模拟仿真调试并优化其性能。

第一导电层夹于第一介质基板和第二介质基板之间，第二导电层设置于第二介质基板的第三板面上。第一导电层为四分之一模导电层，其具体形状和尺寸可根据实际应用而定。如图3所示，在一个实施例中，第一导电层13包括梯形导电单元131、第一矩形导电单元132、第二矩形导电单元133、六边形导电单元134以及等边直角三角形导电单元135；

梯形导电单元131连接第一矩形导电单元132、第二矩形导电单元133、六边形导电单元134及等边直角三角形导电单元135；第一矩形导电单元132、第二矩形导电单元133均与六边形导电单元134不接触。

金属过孔阵列，金属过孔阵列中包含多个金属过孔，金属过孔是指顶层和底层之间的孔壁上用化学反应将一层薄铜镀在孔的内壁上，使得印制电路板的顶层与底层相互连接，其具体的数量及其设置位置需根实际应用需求而定。第一导电层、第二导电层以及第二介质基板围成本发明可调滤波器的谐振腔，四分之一模中存在典型的tm01/tm10、tm02/tm20和tm12/tm21等模式，在谐振腔的合适位置引入导电微扰柱，金属过孔阵列产生微扰来调节tm01/tm10、tm02/tm20和tm12/tm21的谐振频率，从而调整了tm01/tm10、tm02/tm20和tm12/tm21的谐振频率间的间距，从而展宽滤波器的带宽。如图4所示，在引入金属过孔阵列后滤波器的带宽拓宽了将近50％。

导电微扰柱用于调节第一导电层、第二导电层以及第二介质基板围成本发明可调滤波器的谐振腔的谐振频率，进一步的，拓宽带宽。

在适合的位置引入调节器件，调节器件可调节本发明可调滤波器的谐振频率，从而实现本发明可调滤波器的带宽可调。调节器件为电调器件，例如，在谐振腔上加载电容来调节本发明可调滤波器的谐振频率。该实施例仅列举了采用电容来调节谐振频率，在本领域中其他可用来调节谐振频率的电调器件均可应用到本发明中，此处不一一列举。

本发明可调滤波器各实施例中，第一导电层夹于第一介质基板和第二介质基板之间，第二导电层设置在第二介质基板的第四板面上，将导电微扰柱设置于第一导电层、第二导电层和第二介质基板所围成的谐振腔内，即导电微扰柱贯穿第二介质基板、并电连接第一导电层和第二导电层，金属过孔阵列中的各金属过孔贯穿第一介质基板、第二介质基板、第一导电层以及第二导电层，还设置有用于调节第一导电层、第二介质基板和第二导电层围成的谐振腔的谐振频率的第一调节器件，本发明各实施例提出的可调滤波器结构简单，有效地降低了设计以及生产制造成本，而且实现了带宽可调，并展宽了带宽。

在一个实施例中，如图5所示，第一调节器16件包括：

第一调谐金属过孔161，第一调谐金属过孔161贯穿第一介质基板11、且与第一导电层电连接；

第一调谐柱162，第一调谐柱162贯穿第一介质基板11、第一导电层13及第二介质基板12与第二导电层14电连接、且与第一导电层13不接触；

在调节谐振腔的谐振频率时，第一调谐金属过孔161和第一调谐柱162导通。

具体而言，在该实施例中，调节器件通过第一调谐金属过孔和第一调谐柱来实现，其中，第一调谐金属过孔贯穿第一介质基板与第一导电层电连接。第一调谐柱贯穿第一介质基板、第一导电层和第二介质基板与第二导电层电连接，并且第一调谐柱与第一导电层不接触，即不导通。

其中需要说明的是，在第一导电层上开小孔，第一调谐柱从该小孔穿过且与该小孔不接触，该小孔尺寸很小不影响谐振腔内的电场的分布。当第一调谐金属过孔与第一调谐柱不导通时，谐振腔的谐振特性基本不变；当第一调谐金属过孔与第一调谐柱导通时，导致谐振腔内部电场的扰动，从而引起谐振腔的谐振频率发生改变。从而，通过控制第一调谐金属过孔和第一调谐柱的断开和导通，即可调节本发明可调滤波器的谐振腔的频率特征，实现带宽可调。

本发明可调滤波器各实施例中，采用第一调谐金属过孔和第一调谐柱的形式来实现调节器件的功能，该调节器件的引入本身并未对本发明的谐振腔的频率特性造成改变，而通过改变第一调谐金属过孔和第一调谐柱连接状态来调节谐振腔的频率特性，该调节器件的结构简单，容易实现，调节器件的植入不对本发明可调滤波器的频率特性造成影响。

基于上述实施例，如图6所示，第一调节器16件还包括：

第一安装垫163，第一安装垫163设置在第一板面上、且电连接第一调谐金属过孔161；

第二安装垫164，第二安装垫164设置在第一板面上、且电连接第一调谐柱162；

第一开关165，第一开关165的一端电连接第一安装垫163、另一端电连接第二安装垫164。

进一步的，第一开关165为rfmems开关。

具体而言，第一安装垫、第二安装垫由导电材料制成，第一安装垫与第一调谐金属过孔电连接，第二安装垫与第一调谐柱电连接。

第一开关的一端通过第一安装垫电连接第一调谐金属过孔、另一端通过第二安装垫电连接第一调谐柱。其中，第一开关用于控制第一调谐金属过孔与第一调谐柱的导通与断开。进一步的，在一个实施例中，第一开关为rfmems开关，rfmems开关具备高效、快速反应、准确、重复使用频率高等特性，使得在调节本发明可调滤波器的谐振频率时高效准确。

本发明可调滤波器各实施例中，通过安装第一开关来控制第一调谐金属过孔与第一调谐柱的连接状态，使得调节本发明可调滤波器的谐振频率的更加方便，更加快捷。

基于上述实施例，如图7所示，还包括第二调节器件17，第二调节器件17用于调节第一导电层13、第二介质基板12和第二导电层14围成的谐振腔的谐振频率。

进一步的，第二调节器件包括：

第二调谐金属过孔，第二调谐金属过孔贯穿第一介质基板、且电连接第一导电层；

第二调谐柱，第二调谐柱贯穿第一介质基板、第一导电层及第二介质基板与第二导电层电连接、且与第一导电层不接触；

在调节谐振腔的谐振频率时，第二调谐金属过孔和第二调谐柱导通。

进一步的，第二调节器件还包括：

第三安装垫，第三安装垫设置在第一板面上、且电连接第二调谐金属过孔；

第四安装垫，第四安装垫设置在第一板面上、且电连接第二调谐柱；

第二开关，第二开关的一端电连接第三安装垫、另一端电连接第四安装垫。

进一步的，第二开关为rfmems开关。

具体而言，该实施例中第二调节器件的结构与上述实施例中的第一调节器件的结构一样，此实施例，不再对第二调节器件的结构进行赘述。

本发明可调滤波器各实施例中，再引入第二调节器件，配合第一调节器件使用，可实现本发明可调滤波器在三种状态之间切换。状态一：第一调节器件和第二调节器件都不导通；状态二，第一调节器件和第二调节器件只导通一个；状态三：第一调节器件和第二调节器件都导通。

在一个实施例中，本发明可调滤波器，包括：

第一介质基板，第一介质基板包括第一板面以及与第一板面相对的第二板面；

第二介质基板，第二介质基板包括第三板面以及与第三板面相对的第四板面，第二介质基板与第一介质基板间隔设置、且第三板面相对于第二板面；

第一导电层，第一导电层设置在第二板面或第三板面上；第一导电层包括梯形导电单元、第一矩形导电单元、第二矩形导电单元、六边形导电单元以及等边直角三角形导电单元；梯形导电单元连接第一矩形导电单元、第二矩形导电单元、六边形导电单元及等边直角三角形导电单元；第一矩形导电单元、第二矩形导电单元均与六边形导电单元不接触；

第二导电层，第二导电层设置在第四板面上；

导电微扰柱，导电微扰柱贯穿第二介质基板、且电连接第一导电层和第二导电层；

金属过孔阵列，金属过孔阵列的各金属过孔的中心在同一直线上，金属过孔阵列的各金属过孔均贯穿第一介质基板、第二介质基板、第一导电层及第二导电层、并导通第一导电层和第二导电层；

第一调节器件，第一调节器件设置在靠近等边直角三角形导电单元的第一直角边和直角顶点附件，第一调节器件包括：第一调谐金属过孔，第一调谐金属过孔贯穿第一介质基板、且电连接第一导电层；第一调谐柱，第一调谐柱贯穿第一介质基板、第一导电层及第二介质基板电连接第二导电层、且与第一导电层不接触；还包括：第一安装垫，第一安装垫设置在第一板面上、且电连接第一调谐金属过孔；第二安装垫，第二安装垫设置在第一板面上、且电连接第一调谐柱；第一rfmems开关，第一rfmems开关的一端电连接第一安装垫、另一端电连接第二安装垫；以及

第二调节器件设置在靠近等边直角三角形导电单元的第二直角边和直角顶点附件，第二调节器件包括：第二调谐金属过孔，第二调谐金属过孔贯穿第一介质基板、且电连接第一导电层；第二调谐柱，第二调谐柱贯穿第一介质基板、第一导电层及第二介质基板电连接第二导电层、且与第一导电层不接触；还包括：第三安装垫，第三安装垫设置在第一板面上、且电连接第二调谐金属过孔；第四安装垫，第四安装垫设置在第一板面上、且电连接第二调谐柱；第二rfmems开关，第二rfmems开关的一端电连接第三安装垫、另一端电连接第四安装垫。

其中需要解释的是，本发明核心在于提供一种展宽带宽并实现带宽可调的设计思路，而本发明可调滤波器的尺寸、以及材料可根据实现应用需要而定。如图8所示，经性能仿真测试,发现本发明实现了宽带滤波器的中心可调，且插损变化很小，体现了滤波器的优良性能。

本发明可调滤波器各实施例中，拓宽了滤波器的带宽并且实现带宽的三级可调。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。