一种全通孔毫米波滤波器的制作方法

本实用新型实施例涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种全通孔毫米波滤波器。

背景技术：

滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。介质波导滤波器是通信系统中使用的滤波器中的一种，而传统的波导滤波器为金属腔体结构，中间为空气，金属材料为边缘起到电磁屏蔽和结构支撑的作用。传统的波导滤波器有较高的q值，但是体积及重量较大，生产成本高，不利于安装和运输。随着通信系统的发展，要求滤波器具有低插损，高抑制，承受功率大，低成本，小型化等特点。

介质波导滤波器是一种采用介质谐振腔经过多级耦合而取得选频作用的微波滤波器。介质波导滤波器的表面覆盖着金属层，电磁波被限制在介质内，形成驻波振荡。介质波导滤波器的主要优点是功率容量大，插入损耗低，但是，现有的介质滤波器实现电容耦合相当困难，且对左右远端有杂散影响，如此限制了介质滤波器的应用。

现有技术中，一般采用在介质基片上开设盲孔的方式制作介质波导滤波器，该种方案对加工精度要求高，且谐波抑制差；申请公布号为“cn207183476u”的中国实用新型专利公开了一种低无源互调介质波导滤波器，通过在介质波导滤波器的耦合窗口位置处加工出一定深度的深槽，以形成耦合窗口，减少介质波导滤波器的棱边数量、降低无源互调；但是由于滤波器的小型化需求，其介质基片的宽度和厚度都非常小，因此若在介质基片的长边上开设深槽，则会使介质基片的结构稳定性变差，容易折断或发生形变，从而造成介质波导滤波器损坏或性能降低；同时该种结构的滤波器谐波抑制差。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种全通孔毫米波滤波器，用以解决现有技术中滤波器谐波远端抑制差，结构稳定性差、盲孔加工精度要求高及装配完成后，因尺寸偏差，导致的抽头强弱修正不便的问题。

本实用新型实施例提供一种全通孔毫米波滤波器，包括介质基片，所述介质基片上开设有若干通孔以组成通孔阵列；所述通孔阵列在平行于所述介质基片的长度方向上形成偶数排通孔行，所述通孔阵列在平行于所述介质基片的宽度方向上形成若干排通孔列，所述通孔列将所述介质基片分隔成若干个谐振腔；

还包括输入/输出通孔，所述输入/输出通孔位于所述介质基片长度方向的两端；

所述介质基片中通孔行的排数n≤(w+l)/2l，其中n取偶数值，w为介质基片的宽度，l为通孔在介质基片宽度方向上的孔径。

作为优选的，所述通孔包括矩形段和位于所述矩形段两端的半圆段；两个所述半圆段的中心连线垂直于通孔行所在方向。

作为优选的，所述介质基片的厚度h≤2.5mm；最外侧的所述通孔行与所述介质基片的边的距离l≥0.5mm。

作为优选的，所述输入/输出通孔为阶梯状通孔，所述输入/输出通孔包括第一段通孔和第二段通孔，连接所述第一段通孔内表面两点形成第一内径段，连接所述第二段通孔内表面两点形成第二内径段，若所述第一内径段和所述第二内径段均与所述输入/输出通孔的中轴线相交且垂直，所述第一内径段平行于所述第二内径段，则所述第一内径段的长度大于或等于所述第二内径段的长度。

作为优选的，所述第一段通孔和所述第二段通孔均为圆形或椭圆形。

作为优选的，所述第一段通孔的直径呈线性变化或指数性变化，所述第一段通孔沿介质基片表面一端向靠近所述第二段通孔一端直径逐渐减小。

作为优选的，所述通孔行包括两行。

作为优选的，第一段通孔设有金属化保护区，所述介质基片底部设有金属化保护区。

本实用新型实施例提供的一种全通孔毫米波滤波器，通过在介质基片上开设有若干通孔以组成通孔阵列；所述通孔阵列在平行于所述介质基片的长度方向上形成偶数排通孔行，所述通孔阵列在平行于所述介质基片的宽度方向上形成若干排通孔列，所述通孔列将所述介质基片分隔成若干个谐振腔；所述介质基片中通孔行的排数n≤(w+l)/2l，其中n取偶数值，w为介质基片的宽度，l为通孔在介质基片宽度方向上的孔径，且滤波器采用全通孔结构，大大降低因盲孔加工的高精度要求，易于加工，能够使滤波器更加小型化，输入/输出通孔采用阶梯状结构，易于在装配完成后对滤波器抽头强弱进行修正，在基片很薄的时候，能够保证滤波器的结构稳定性，同时能够推远谐波，实现较好的谐波抑制，同时在小型化的基础上，能够使滤波器结构更稳固。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的滤波器结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例提供的全通孔毫米波滤波器结构的一种实施例示意图；

图3为根据本实用新型实施例提供的全通孔毫米波滤波器结构的一种实施例的正面和剖面示意图；

图4为根据本实用新型实施例提供的全通孔毫米波滤波器结构的另一种实施例示意图；

图5为根据本实用新型实施例提供的全通孔毫米波滤波器结构的另一种实施例的正面和剖面示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图2为根据本实用新型实施例提供的一种全通孔毫米波滤波器，包括介质基片11，所述介质基片11上开设有若干通孔12以组成通孔阵列；所述通孔阵列在平行于所述介质基片11的长度方向上形成偶数排通孔行，所述通孔阵列在平行于所述介质基片11的宽度方向上形成若干排通孔列，所述通孔列将所述介质基片11分隔成若干个谐振腔；

还包括输入/输出通孔13，所述输入/输出通孔13位于所述介质基片11长度方向的两端；

所述介质基片11中通孔行的排数n≤(w+l)/2l，其中n取偶数值，w为介质基片11的宽度，l为通孔12在介质基片11宽度方向上的长度。

在本实施例中，如图2中所示，介质基片11表面镀有金属镀层，介质基片11上开设有通孔12，所述通孔12贯穿所述介质基片11，在本实施例中对通孔12进行金属化，以使介质基片11上下表面导通。

滤波器采用全通孔结构，易于加工，能够使滤波器更加小型化，输入/输出通孔采用阶梯状结构，易于在装配完成后对滤波器抽头强弱进行修正，在基片很薄的时候，能够保证滤波器的结构稳定性，能够推远谐波，实现较好的谐波抑制，同时在小型化的基础上，能够使滤波器结构更稳固。

在本实施例中，以介质基片11长度方向上为行，宽度方向上为列，上述金属通孔在介质基板上形成通孔阵列；其中，金属通孔的行数为偶数行。所述通孔列将所述介质基片11分隔成若干个谐振腔。

在上述各实施例的基础上，所述输入/输出通孔13的中心连线在最内侧两排通孔行之间。

在本实施例中，每个谐振腔中，金属通孔间的距离m可以用来调节耦合，且相邻列通孔12间的距离l’则用来调节频率，因此，在本实施例中，可以根据实际需求调整m、l’，不同列金属通孔之间的距离可以相等或不相等。

在本实施例中，还提供了介质基片11宽度和金属通孔行数的关系，由于在本实施例中在介质基片11两端中部设置有输入/输出通孔13，因此为了使传输效果最好，需要将输入/输出通孔13与每列金属通孔的关系对应，即两端输入/输出通孔13中心连线需要在每列金属通孔的中间部分，而又不能够被金属通孔阻挡，因此，在本实施例中，将金属通孔的行数设为偶数行，即每列金属通孔包括偶数个通孔12，输入/输出通孔13中心连线在其中最中间两个通孔12之间，优选的与各列通孔列的中心线重合。

在规定金属通孔的函数后，还需要对金属通孔的具体行数进行设计，以实现能够预先调节好所需的频率，在本实施例中，通过将金属通孔的长度与介质基片11的宽度相对应，以设计金属通孔的行数，由于介质基片11宽度的限制，使得金属通孔的行数有限，经过大量试验数据的验证，本实施例中基于金属通孔的长度，并将金属通孔间的可调间距与金属通孔的长度做等化处理，最终得到通孔行的排数n≤(w+l)/2l，其中n取偶数值，w为介质基片11的宽度，l为通孔12在介质基片11宽度方向上的长度。

在上述各实施例的基础上，所述通孔12包括矩形段和位于所述矩形段两端的半圆段；两个所述半圆段的中心连线垂直于通孔行所在方向。

在本实施例中，金属通孔的形状不选择常规的圆孔，而是选择如图2中的矩形孔加半圆形孔的形式，便于加工，对加工精度要求低，机加工和激光加工都可以实现，并且由于是通孔，在加工过程中经过简单的处理即可消除锥度(如正反两面分别加工)，使得毫米波滤波器的性能更好。

在上述各实施例的基础上，所述介质基片11的厚度h≤2.5mm；最外侧的所述通孔行与所述介质基片11的边的距离l≥0.5mm。

在上述各实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，介质基片中通孔行的排数为max[n≤(w+l)/2l，n为偶数值]。

在上述各实施例的基础上，如图2至图5中所示，所述输入/输出通孔13为阶梯状通孔，所述输入/输出通孔13包括第一段通孔131和第二段通孔132，连接所述第一段通孔131内表面两点形成第一内径段，连接所述第二段通孔内表面两点形成第二内径段，若所述第一内径段和所述第二内径段均与所述输入/输出通孔的中轴线相交且垂直，所述第一内径段平行于所述第二内径段，则所述第一内径段的长度大于或等于所述第二内径段的长度。

在本实施例中，作为一种优选的实施方式，为了满足滤波器小型化的需求，介质基片厚度很小，因此需要保证结构的稳固性，同时也要保证滤波器易于调试，本实施例中，通过将输入/输出通孔设置为阶梯状通孔，即包括较大孔径的第一段通孔131和较小孔径的第二段通孔132，其中第一段通孔131的金属镀层可全部或部分剥离，使得可以通过逐渐剥离第一段通孔131内表面的金属镀层，以实现在装配完成后对滤波器抽头强弱进行修正。

在本实施例中，作为一种优选的实施方式，第一段通孔设有金属化保护区，所述介质基片底部设有金属化保护区。

在本实施例中，第一段通孔131和第二段通孔132可以为多边形通孔，也可以为圆形或椭圆形通孔。

在本实施例中，第一段通孔131和第二段通孔132在连接处孔径相同，如图4和图5中所示；或所述第一段通孔131和第二段通孔132在连接处的孔径不相同，如第一段通孔131和第二段通孔132在连接处还有一台面，如图2和图3中所示。

在上述各实施例的基础上，所述第一段通孔131和所述第二段通孔132均为圆形或椭圆形。

在上述各实施例的基础上，所述第一段通孔131的直径呈线性变化或指数性变化，所述第一段通孔131沿介质基片表面一端向靠近所述第二段通孔132一端直径逐渐减小，更利于金属化，如4和图5中所示。

在上述各实施例的基础上，所述通孔行包括两行。

在本实施例中，作为另一种优选的实施方式，所述通孔行至少包括4行。

在本实施例中，作为另一种优选的实施方式，介质基片11的厚度为2mm，介质基片11宽w＝5mm，金属通孔长度为l＝1mm，则通孔行的排数n≤3，n取偶数2，其中最外侧通孔行距离介质基片11长边的距离为0.6mm。

在本实施例中，作为另一种优选的实施方式，介质基片11的厚度为2mm，介质基片11宽w＝9mm，金属通孔长度为l＝1mm，则通孔行的排数n≤5，n取偶数4或2，优选4。

综上所述，本实用新型实施例提供一种全通孔毫米波滤波器，通过在介质基片上开设有若干通孔以组成通孔阵列；所述通孔阵列在平行于所述介质基片的长度方向上形成偶数排通孔行，所述通孔阵列在平行于所述介质基片的宽度方向上形成若干排通孔列，每相邻的两个通孔列在所述介质基片上分隔成一个谐振腔；所述介质基片中通孔行的排数n≤(w+l)/2l，其中n取偶数值，w为介质基片的宽度，l为通孔在介质基片宽度方向上的孔径，且滤波器采用全通孔结构，易于加工，能够使滤波器更加小型化，输入/输出通孔采用阶梯状结构，易于在装配完成后对滤波器抽头强弱进行修正，在基片很薄的时候，能够保证滤波器的结构稳定性，能够推远谐波，实现较好的谐波抑制，同时在小型化的基础上，能够使滤波器结构更稳固。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。