四阶多层交叉耦合陶瓷电介质滤波器的制作方法

本实用新型涉及无线移动通信基站、直放站等设备上使用的陶瓷电介质滤波器，具体涉及一种能够改善通带外高频侧抑制特性的四阶交叉耦合陶瓷电介质滤波器，同时能够减小滤波器成品的宽度，满足滤波器在特定使用环境中对外形尺寸和带外抑制的双重使用要求。

背景技术：

如图1所示为现有技术中连体式四阶陶瓷电介质滤波器，具有由陶瓷材料成型的一体式介质块，在该介质块上同方向开设有一排四个贯通孔，每个贯通孔都构成一个谐振腔。在该介质块的上、下、左、右四个平整的外表面上通过镀银形成外导体层，在每个贯通孔的内表面上通过镀银形成内导体层。在该介质块的后端外表面上镀银形成短路面，短路面使贯通孔内的内导体层与介质块上的外导体层电连接，介质块的前端外表面作为开放面，该开放面上对应每个贯通孔设有电路局部导体层，该介质的下表面上通过两个条状结构的绝缘区域隔断形成信号输入端子和信号输出端子。该四阶连体式陶瓷电介质滤波器应用在基站或者直放站等设备上时，通过信号输入端子和信号输出端子与基站、直放站的接收电路和发射电路连接。

对于上述连体式陶瓷电介质滤波器，对于具有一定带外抑制性能、且产品外形尺寸的宽度要求尽量做小时不容易满足。以往为了提高带外抑制性能，一种途径是增大产品的外形尺寸，比如增加滤波器的宽度，以此可以设计多个谐振腔，对于提高带外抑制具有很好的效果。对于一些特定使用环境下，不但要求较好的带外抑制，还要求宽度尽量做小的情况下现有技术中的滤波器不能满足要求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种四阶多层交叉耦合陶瓷电介质滤波器，能够改善通带外高频侧抑制特性，满足连体式滤波器在特定频点或者特定频段的较高带外抑制要求；同时能够减小滤波器成品的宽度，满足滤波器在特定使用环境中对外形尺寸和带外抑制的双重使用要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种四阶多层交叉耦合陶瓷电介质滤波器，包括由陶瓷材料成型的一体式介质块，所述介质块上开设有两排四个贯通孔，所述两排贯通孔沿介质块的厚度方向间隔排布，且位于同排的贯通孔的轴线平行、并列；每个所述贯通孔的内表面均设有金属镀层形成内导体层，在平行于贯通孔轴线的介质块外表面设有金属镀层形成外导体层；所述贯通孔其中一端所在的介质块外表面设有金属镀层形成短路面，所述内导体层和外导体层通过短路面导电连接；所述贯通孔另一端所在的介质块外表面形成开放面，所述开放面上对应每个贯通孔分别设有电路局部导体层一、电路局部导体层二、电路局部导体层三和电路局部导体层四；各个电路局部导体层均与内导体层导电连接；所述介质块上形成外导体层的其中一个外表面上设有两个绝缘部，所述两个绝缘部将其所在外表面的外导体层隔断形成信号输入端子和信号输出端子；所述开放面上还设有耦合导体层和耦合延伸导体层；

所述耦合导体层与外导体层导电连接；所述耦合导体层的部分延伸至电路局部导体层一和电路局部导体层二之间、部分延伸至电路局部导体层二和电路局部导体层三之间、部分延伸至电路局部导体层三和电路局部导体层四之间、部分延伸至电路局部导体层四和电路局部导体层一之间；且所述耦合导体层与电路局部导体层一、电路局部导体层二、电路局部导体层三和电路局部导体层四之间均有绝缘间隙；

所述耦合延伸导体层与外导体层之间具有绝缘间隙；所述耦合延伸导体层连接电路局部导体层一和电路局部导体层三，且所述耦合延伸导体层与电路局部导体层二和电路局部导体层四之间均有绝缘间隙；或者所述耦合延伸导体层连接电路局部导体层二和电路局部导体层四；且所述耦合延伸导体层与电路局部导体层一和电路局部导体层三之间均有绝缘间隙。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述开放面上还设有两个端子局部导体层，所述两个端子局部导体层与电路局部导体层一、电路局部导体层二、电路局部导体层三、电路局部导体层四、耦合导体层、耦合延伸导体层之间均具有绝缘间隙；两个端子局部导体层分别与信号输入端子和信号输出端子连接。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述介质块为横卧放置的长方体结构，所述两排贯通孔水平横向设置在长方体结构的介质块上。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括各所述电路局部导体层均为基于印刷工艺或者激光工艺形成的金属导体层；所述耦合延伸导体层为基于印刷工艺或者激光工艺形成的金属导体层。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述耦合导体层为基于印刷工艺或者激光工艺形成的金属导体层。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述端子局部导体层为基于印刷工艺或者激光工艺形成的金属导体层。

本实用新型的有益效果：

其一、本实用新型的四阶陶瓷电介质滤波器，位于介质块开放面上设计的耦合延伸导体层电信号导通连接电路局部导体层一和电路局部导体层三，或者电信号导通连接电路局部导体层二和电路局部导体层四，该耦合延伸导体层形成等效电感，其与电路局部导体层一、电路局部导体层二、电路局部导体层三、电路局部导体层四和耦合导体层配合形成的滤波电路在通带外的高频侧产生两个零点，以此来改善四阶陶瓷电介质滤波器位于通带外高频侧的抑制特性；同时，通过改变该耦合延伸导体层的宽度或/和延伸长度能够调整产生零点的频点位置，使得四阶连体式滤波器在特定频点或者特定频段能够满足较高带外抑制要求。

其二、本申请四阶滤波器的四个贯通孔分两排设置，相较于现有技术滤波器的一排设置四个贯通孔，能够减小滤波器的宽度，能够满足滤波器在特定使用环境中对外形尺寸和带外抑制的双重使用要求。

附图说明

图1是现有技术中四阶陶瓷电介质滤波器的结构示意图；

图2是图1所示四阶陶瓷电介质滤波器的幅频特性图图；

图3是本实用新型优选实施例中四阶陶瓷电介质滤波器的结构示意图；

图4是图3所示四阶陶瓷电介质滤波器的幅频特性图；

图5是图1所示四阶陶瓷电介质滤波器和图3所示四阶陶瓷电介质滤波器的幅频特性对比图；

图6是本实用新型第二实施例中四阶陶瓷电介质滤波器的结构示意图；

图2、4、5幅频特性曲线图中，横坐标为频率(GHz)，纵坐标为增益(dB)。

图中标号说明：2-介质块，4-贯通孔，6-内导体层，8-外导体层，10-短路面，12-开放面，14-电路局部导体层一，16-电路局部导体层二，18-电路局部导体层三，19-电路局部导体层四，20-绝缘部，22-信号输入端子，24-信号输出端子，26-耦合延伸导体层，28-耦合导体层，30-端子局部导体层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例一

参照图3～4所示，本实施例公开一种四阶多层交叉耦合陶瓷电介质滤波器，包括由陶瓷材料成型的一体式介质块2，该介质块2为横卧放置的长方体结构，上述介质块2上开设有两排四个贯通孔4，两排贯通孔4水平横向设置在长方体结构的介质块2上，上述两排贯通孔4沿介质块2的厚度方向间隔排布，且位于同排的贯通孔4的轴线平行、并列；每个上述贯通孔2的内表面均设有金属镀层形成内导体层6，在平行于贯通孔4轴线的介质块外表面设有金属镀层形成外导体层8；上述贯通孔4其中一端所在的介质块外表面设有金属镀层形成短路面10，上述内导体层6和外导体层8通过短路面10导电连接；上述贯通孔4另一端所在的介质块外表面形成开放面12；上述介质块2上形成外导体层的其中一个外表面上设有两个绝缘部20，上述两个绝缘部20将其所在外表面的外导体层隔断形成信号输入端子22和信号输出端子24。该四阶连体式陶瓷电介质滤波器应用在基站或者直放站等设备上时，通过信号输入端子22和信号输出端子24与基站、直放站的接收电路和发射电路连接。

上述开放面12上对应每个贯通孔分别设有电路局部导体层一14、电路局部导体层二16、电路局部导体层三18和电路局部导体层四19；上述开放面12还设有耦合延伸导体层26、耦合导体层28和两个端子局部导体层30。以上，开放面12上各个导体层之间的连接关系如下：

(1)电路局部导体层一14、电路局部导体层二16、电路局部导体层三18和电路局部导体层四19均与内导体层6连接，且均与外导体层8之间具有绝缘间隙；各个电路局部导体层之间也具有绝缘间隙。

(2)两个端子局部导体层30与电路局部导体层一14、电路局部导体层二16、电路局部导体层三18、电路局部导体层四19、耦合导体层28、耦合延伸导体层26之间均具有绝缘间隙；两个端子局部导体层30分别与信号输入端子22和信号输出端子连接24。

(3)耦合导体层28与外导体层8导电连接；上述耦合导体层28的部分延伸至电路局部导体层一14和电路局部导体层二16之间、部分延伸至电路局部导体层二16和电路局部导体层三18之间、部分延伸至电路局部导体层三18和电路局部导体层四19之间、部分延伸至电路局部导体层四19和电路局部导体层一14之间；且上述耦合导体层28与电路局部导体层一14、电路局部导体层二16、电路局部导体层三18和电路局部导体层四19之间均有绝缘间隙。

(4)耦合延伸导体层26与外导体层8之间具有绝缘间隙；上述耦合延伸导体层26连接电路局部导体层一14和电路局部导体层三18，且上述耦合延伸导体层26与电路局部导体层二16和电路局部导体层四19之间均有绝缘间隙。

(5)图3所示介质块的开放面12上阴影区域均为导电层，非阴影区域均为绝缘间隙。当然，根据实际的设计要求，比如，中心频率、通带宽度、耦合大小等，可以调整开放面上各导电层的面积、绝缘间隙的面积，即调整阴影区域面积和非阴影区域面积。

上述四阶陶瓷电介质滤波器技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述端子局部导体层30，以及各个电路局部导体层为基于印刷工艺或者激光工艺形成的金属镀层(或者金属导体层)；上述耦合延伸导体层26为基于印刷工艺或者激光工艺形成的金属镀层(或者金属导体层)；上述耦合导体层28为基于印刷工艺或者激光工艺形成的金属镀层(或者金属导体层)。具体的，基于印刷工艺获得端子局部导体层、电路局部导体层、耦合延伸导体层或者耦合导体层的过程为：在具有贯通孔、内导体层、外导体层和短路面的介质块上，去除其位于开放面上的金属镀层，基于印刷工艺将端子局部导体层、电路局部导体层、耦合延伸导体层26和耦合导体层28印刷至已经去除金属镀层的开放面上，获得四阶陶瓷电介质滤波器。基于激光工艺获得电路局部导体层、耦合延伸导体层或者耦合导体层的过程为：一体成型具有四个贯通孔的介质块，基于金属镀层工艺在该介质块上形成内导体层、外导体层、短路面和带有金属镀层的开放面，此时介质块的开放面全部覆盖有与短路面相同的金属镀层，基于激光工艺去除开放面上的部分金属镀层，形成各端子局部导体层、电路局部导体层、耦合延伸导体层和延伸导体层。

2、上述金属镀层可以镀银、镀金、镀铜或镀铝，其中，镀银和镀铜更容易实施，而且制成的滤波器的性能更好。

3、本申请的四阶陶瓷电介质滤波器，与现有技术的陶瓷电介质滤波器相比，在各自介质块上均开设四个贯通孔，形成四个谐振腔。本申请的滤波器四个贯通孔分两排设置，相较于现有技术滤波器的一排设置四个贯通孔，减小滤波器的宽度，能够满足滤波器在特定使用环境中对外形尺寸的使用要求。

4、位于介质块开放面上设计的耦合延伸导体层26电信号导通连接电路局部导体层一14和电路局部导体层三18，该耦合延伸导体层26形成等效电感，其与电路局部导体层一14、电路局部导体层二16、电路局部导体层三18、电路局部导体层四19和耦合导体层28配合形成的滤波电路在通带外的高频侧产生两个零点，以此来改善四阶陶瓷电介质滤波器位于通带外低频侧和高频侧的抑制特性。

具体的，如图4所示，本申请设计的三阶陶瓷电介质滤波器应用在800MHz±40MHz(中心频率为800MHz，频带宽度为80MHz)的三阶滤波器上，其产生零点的频点为950MHz和1000MHz，950MHz处的抑制特性为-72.94dB，1000MHz处的抑制特性为-83.26dB。

如图2所示，现有技术设计的三阶陶瓷电介质滤波器应用在800MHz±40MHz的三阶滤波器上，频点为950MHz处的抑制特性为-32.80dB，频点1000MHz处的抑制特性为-45.97dB。

对比图2和图4，或者如图5所示，本申请设计的的四阶陶瓷电介质滤波器位于840MHz～1000MHz频段的抑制特性相较于现有技术的四阶陶瓷电介质滤波器，具有很大的提升，尤其是频点位于950MHz和1000MHz，带外抑制特性提升更明显。当然，根据实际使用需求，通过改变该耦合延伸导体层26的宽度或/和延伸长度能够调整产生零点的频点位置，使得四阶连体式滤波器在特定频点或者特定频段能够满足较高带外抑制要求。

实施例二

参照图6所示，本实施例公开一种四阶多层交叉耦合陶瓷电介质滤波器，与实施例一的区别仅在于耦合延伸导体层的延伸位置，本实施例中，上述耦合延伸导体层26连接电路局部导体层二16和电路局部导体层四19；且上述耦合延伸导体层26与电路局部导体层一14和电路局部导体层三18之间均有绝缘间隙。

以上，实施例一和实施例二中的四阶滤波器都能在通带的高频侧产生两个零点，改善相应频点处的抑制特性的同时能够减小滤波器成品的宽度尺寸。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。