專利名稱：超高頻連體多腔貼片介質濾波器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明超高頻連體多腔貼片介質濾波器是一種電子元器件，可以調節(jié)其超高頻濾波器電性能，并能屏蔽干擾信號，直接貼裝在印刷電路板上，它是屬于由多個介質塊連體組成的多腔貼片濾波器。
背景技術：
輸入信號通過濾波電路后，可濾去信號中不需要通過的頻率分量，而介質濾波器是一種無源濾波電路，即由電阻、電容、電感無源濾波元件組成。這些無源元件的數值及其相互之間的電路連接方式就決定了諧振頻率，為此，可設計成帶通濾波器，高通和低通濾波器，以及帶阻濾波器。
如果將每一個介質塊串聯起來，就形成一個帶通濾波器電路，可以使所加信號中一定頻率范圍的信號分量得以通過，這種電路具有所需的帶寬和所需的中心頻率，也就是能使所選定的頻率范圍的信號分量能夠通過。
若將這些介質濾波器制作成塊狀，并在每個介質塊上鉆一個或多個通孔，每個介質塊就能構成一個或多個諧振腔，其諧振頻率由介質塊的幾何形狀及諧振腔的幾何尺寸所決定；通常又在介質塊的表面鍍有金屬材料，形成各種輸入電極、輸出電極、介質塊的中間耦合電極，以及接地電極，但在超高頻下，這些介質塊所構成的微波介質濾波器會受外界信號的干擾，使濾波器防衛(wèi)度下降。
以往介質濾波器一般只是將介質塊直接安裝固定在電路中、印刷電路板上或者先安裝在印刷電路板上，再將介質塊濾波器和印刷電路板一起安裝在所需要的電路中，但往往都不能解決超高頻抗干擾問題。
即一般的介質濾波器都不加金屬屏蔽外殼，因為如果施加金屬屏蔽外殼后，往往就不便于調節(jié)介質濾波器的中心頻率fo以及其他的電性能，但是，當介質濾波器安裝到印刷電路板上之后，往往都需要對中心頻率fo和其他電性能加以調節(jié)，為此就需要研制設計出具有一定造型的且便于對介質濾波器電性能加以調節(jié)的金屬屏蔽外殼，并且能恰當安裝在介質濾波器及印刷電路板上。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種超高頻連體多腔貼片介質濾波器，克服以往超高頻介質濾波器不便于調節(jié)中心頻率和電性能的缺點，同時又解決了超高頻介質濾波器的信號干擾問題。
一種超高頻連體多腔貼片介質濾波器，其特征是它由印刷電路板(1)、連體多腔介質濾波器(2)和屏蔽外殼(3)組成，連體多腔介質濾波器(2)焊接固定在印刷電路板(1)上，屏蔽外殼(3)上平面的反面焊接固定在連體多腔介質濾波器(2)的接地極(16)上表面，屏蔽外殼(3)的前側面底部邊緣焊接在印刷電路板(1)的接地端電極(9)；屏蔽外殼(3)上開有一些矩形通孔(4)。
本發(fā)明原理說明如下；本發(fā)明超高頻連體多腔貼片介質濾波器是由一些單個的介質塊串聯組成一個連體的介質濾波器，每個介質塊均在其中開有一個通孔，穿通介質塊，該孔就形成一個諧振腔，在腔體內側壁上鍍有金屬導電材料，而在每個介質塊的各個表面也鍍有金屬導電材料，構成介質塊的耦合電極和接地電極。
當將每個介質塊串聯組成連體介質濾波器后，在每個介質塊之間通過鋸齒形的耦合電極相耦合，在本連體多腔介質濾波器一個平面的兩端，分別形成輸入電極和輸出電極，在本連體多腔介質濾波器的其他面則構成接地電極，與屏蔽外殼及印刷電路板的接地電極相連接地。
本發(fā)明超高頻連體多腔貼片濾波器的等效電路如圖5中所示，其串聯臂為一些串聯耦合電容，而并聯臂為一些電感與電容并聯的諧振電路，每一個諧振腔就相當于一個并聯諧振電路。這些介質塊都具有相同的諧振腔和幾何形狀，因此串聯后的連體介質濾波器就具有相同的諧振頻率和其他電特性。
由圖6可見，本超高頻連體多腔貼片介質濾波器具有良好的通帶矩形系數和很高的阻帶防衛(wèi)度。
現對本發(fā)明超高頻連體多腔貼片介質濾波器的結構說明如下；本介質濾波器的單個介質塊為一個長方體，由圖3可見，垂直于單個介質塊的上面和下面開有一個通孔，孔內表面鍍有金屬導電材料；在每個介質塊諧振孔的上部外表面均有鋸齒狀相耦合的電極圖形，電極圖形外則為隔離區(qū)，而介質塊的其他外表面亦鍍有金屬導電材料，除前側面左、右兩端各有一處構成輸入電極、輸出電極和隔離區(qū)外，其余所鍍的金屬導電材料則構成接地極電極。
如圖3所示，上述單個介質塊相連后，就構成本連體多腔介質濾波器，本介質濾波器的前側面，可以直接貼裝在印刷電路板上，形成本連體多腔貼片式介質濾波器。
屏蔽外殼為兩塊相互垂直的平面所構成，在兩個平面相交的棱線上，開有一些大、小不等的矩形通孔，屏蔽外殼上平面的內表面直接焊接在本連體多腔介質濾波器的后側面上，即組裝好的連體多腔介質濾波器上表面上，屏蔽外殼前側面的下部邊緣焊接在印刷電路板上表面前側的接地極上，屏蔽外殼的前側面與組裝好的連體多腔介質塊前側面有一定的間隙相隔離，以防與連體多腔介質塊前側面上的一些耦合電極短路。顯然屏蔽外殼是由金屬材料制成的。屏蔽外殼上所開的矩形通孔是為了便于打磨介質塊開路端表面銀層，即耦合電極上的銀層，以便調節(jié)中心頻率fo，使fo增大；若要下調中心頻率fo，則可打磨去介質塊短路端的表面銀層，即組裝好后的介質塊上表面的銀層。
屏蔽外殼安裝好后，可使外部干擾信號沿屏蔽外殼進入印刷電路板的接地端入地。
在上述連體多腔貼片介質塊的諧振腔一端的四周，通過一些鋸齒形耦合電極相互耦合，這就構成串聯臂的耦合電容，這樣的鋸齒形電極就能加大電容耦合，使濾波器通帶寬度能夠加大。
按照如上所述帶有屏蔽外殼的連體多腔貼片介質濾波器的優(yōu)點如下本帶有屏蔽外殼的連體多腔貼片介質濾波器不僅機械結構穩(wěn)定，而且電性能也很穩(wěn)定，因有屏蔽外殼可以屏蔽外界的干擾信號，故能提高濾波器的防衛(wèi)度；此外由于在屏蔽外殼上開有一些矩形通孔，而且這些通孔位于上表面和前表面之間，故可很方便地調節(jié)諧振頻率，既可使諧振頻率向上調節(jié)，也可使其向下調節(jié)。


圖1本超高頻連體多腔貼片介質濾波器外形結構示意圖。
圖2本超高頻連體多腔貼片介質濾波器的印刷電路板立體示意圖。
圖3本超高頻連體多腔貼片介質濾波器的連體多腔介質濾波器(2)立體示意圖。
圖4本超高頻連體多腔貼片介質濾波器的屏蔽外殼(3)立體示意圖。
圖5本超高頻連體多腔貼片介質濾波器的等效電路圖。
圖中串聯臂為耦合電容，并聯臂代表電感與電容組成的并聯諧振電路阻抗。上部串聯臂一端為輸入端，另一端為輸出端；下部串聯臂為接地端。
圖6本超高頻連體多腔貼片介質濾波器衰耗頻率特性曲線圖。
具體實施例方式本發(fā)明超高頻連體多腔貼片介質濾波器的中心頻率fo的頻率范圍為400MHz～5.8GHz，本介質濾波器的輸入阻抗和輸出阻相等，其值Zc均為50歐姆，本介質濾波器的通帶寬度為fo±3MHz，即6MHz。
參見圖1在本高頻連體多腔貼片介質濾波器外形結構示意圖中，連體多腔介質濾波器(2)的底平面焊接在印刷電路板(1)上表面，屏蔽外殼(3)上平面的內表面焊接在組裝后的連體多腔介質濾波器(2)的上表面，在屏蔽外殼(3)上平面與前側平面相交的棱線上開有一些大小不等的矩形通孔(4)，在屏蔽外殼(3)前側面下部左、右兩端附近各開有一個矩形通孔(5)，而在屏蔽外殼(3)前側平面下部中間位置處開有一個中間矩形通孔(8)。
圖1中印刷電路板(1)輸入端電極(6)和輸出端電極(7)分別與連體多腔介質濾波器(2)的輸入電極(12)和輸出電極(14)相耦合連通；印刷電路板(1)的接地端電極(9)分別與連體多腔介質濾波器(2)的接地端電極(16)及屏蔽外殼(3)前側面的下邊緣焊接連通；印刷電路板(1)矩形塊的前、后兩邊緣和左、右兩邊緣均開有一些凹槽(10)，以便在焊接接地端時，能容納一些焊錫，使焊接面更大更牢固。
參見圖2圖2是一塊矩形體的印刷電路板(1)，圖中四邊陰影部分為接地電極(9)，圖中完全涂黑表面部分為輸入端電極(6)和輸出端電極(7)，因為兩者是對稱的，故兩者亦可互換倒置使用；在印刷電路板(1)前、后兩側邊緣的凹槽為半圓弧形，而左、右兩邊的凹槽為矩形。
參見圖3在圖3的連體多腔介質濾波器(2)中，每個單個介質塊的諧振腔(11)為圓柱形空腔，空腔內表面鍍銀層連體多腔介質濾波器(2)的輸入端電極(12)和輸出端電極(14)分別與印刷電路板(1)的輸入端電極(6)和輸出端電極(7)相耦合；一些單個介質塊的中間耦合電極(13)的相鄰耦合電極圖形為鋸齒形狀，其目的是使其耦合電容更大；連體多腔介質濾波器(2)上表面和前側面有與介質塊接地電極(16)相隔離的隔離區(qū)(15)，除了上述介質濾波器的輸入端電極(12)、輸出端電極(14)、一些中間耦合電極(13)以及隔離區(qū)(15)外，介質濾波器(2)的其余外表面均鍍有銀層，構成接地電極(16)；本介質濾波器(2)由10個單個介質塊串聯而成，有10個諧振腔。
參見圖4屏蔽外殼(3)由上平面和前側平面垂直相交彎成直角的銅材制成，在銅材表面鍍銀，鍍層厚度為7微米。按實際情況需要，在屏蔽外殼(3)的上平面和前側平面上，開有一些矩形角鐵狀通孔(4)，這些矩形通孔(4)的中心折彎線在其上平面和前側平面垂直相交的棱上，位于矩形通孔的橫向中心線處。
在屏蔽外殼(3)前側平面下部的左、右兩端各開有一個矩形通孔(5)，是為了防止印刷電路板(1)的輸入端電極(6)和輸出端電極(7)與屏蔽外殼(3)相碰連，因為屏蔽外殼(3)是接地的。
在屏蔽外殼(3)前側平面下部中間位置處，開有矩形通孔(8)，是為了便于調節(jié)介質塊開路端下部銀層，以便調節(jié)電容量大小，即調節(jié)介質濾波器(2)的電性能；又因為屏蔽外殼(3)無后側面，即后側面是敞開的，故可以電磨介質塊后表面的銀層，以便可將中心頻率fo下調；屏蔽外殼(3)兩側面也是敞開的，即無屏蔽金屬面，若在兩側面也加裝金屬屏蔽外殼，則仍應屬本發(fā)明構思設計保護范圍。
矩形通孔(4)一般開在對應于兩個諧振腔之間的屏蔽外殼(3)上，這樣可以兼顧電磨兩個介質塊的開路端表面銀層，亦可將矩形通孔(4)開在屏蔽外殼(3)的其他部位。當介質塊開路端表面銀層上方或下方被電磨去一部份后，則中心頻率fo可被修正上調；若要下調中心頻率fo時，則可電磨去介質塊后側短路端的表面銀層，則可使中心頻率fo下調。
施加本屏蔽外殼(3)后，則可提高本介質濾波器的防衛(wèi)度，以消除外部信號的干擾，即外部干擾信號可沿屏蔽外殼(3)進入接地端入地。
參見圖5在圖5的等效電路圖中可見，因為每個單塊介質塊結構都是相同的，故等效電路圖也是對稱相同的，圖5代表了10個單塊介質塊串聯而成的連體多腔介質濾波器，橫向左、右串聯端即代表介質濾波器(2)的輸入端(12)和輸出端(14)，兩者可以互換；接地端即代表介質濾波器的接地端電極(16)。
參見圖6在圖6的衰耗頻率特性曲線圖中，代表了本發(fā)明的以10個諧振腔介質塊相串聯連體的介質濾波器的電特性，由圖中可見中心頻率fo±3MHz的通帶插入衰耗只有12分貝(dB)，而中心頻率fo±20MHz的衰減則為60分貝(dB)，可見本發(fā)明超高頻連體多腔貼片介質濾波器的矩形系數是很好的，由于采用了本發(fā)明的屏蔽外殼(3)及其組合連接幾何結構形狀，使得超高頻的微波介質濾波器具有良好的性能。
權利要求
1.一種超高頻連體多腔貼片介質濾波器，其特征是它由印刷電路板(1)、連體多腔介質濾波器(2)和屏蔽外殼(3)組成，連體多腔介質濾波器(2)焊接固定在印刷電路板(1)上，屏蔽外殼(3)上平面的反面焊接固定在連體多腔介質濾波器(2)的接地上表面，屏蔽外殼(3)的前側面底部邊緣焊接在印刷電路板的接地端電極(9)；屏蔽外殼(3)上開有一些矩形通孔(4)。
2.根據權利要求1所述的超高頻連體多腔貼片介質濾波器，其特征是連體多腔介質濾波器(2)的輸入端電極(12)和輸出端電極(14)分別與印刷電路板(1)的輸入端電極(6)和輸出端電極(7)相耦合。
3.根據權利要求1所述的超高頻連體多腔貼片介質濾波器，其特征是一些單個介質塊的中間耦合電極(13)的相鄰耦合電極圖形為鋸齒形狀。
4.根據權利要求1所述的超高頻連體多腔貼片介質濾波器，其特征是屏蔽外殼(3)上所開的一些矩形通孔(4)的中心折彎線在其上平面和前側平面垂直相交的棱上。
5.根據權利要求1所述的超高頻連體多腔貼片介質濾波器，其特征是屏蔽外殼(3)前側平面下部左、右兩端各開有矩形通孔(5)，中間位置處開有矩形通孔(8)。
6.根據權利要求1所述的超高頻連體多腔貼片介質濾波器，其特征是印刷電路板(1)前、后兩側邊緣的凹槽為半圓弧形；左、右兩側凹槽為矩形。
7.根據權利要求1所述的超高頻連體多腔貼片介質濾波器，其特征是單個介質塊的諧振腔(11)為圓柱形空腔，空腔內表面鍍有銀層。
8.根據權利要求1所述的超高頻連體多腔貼片介質濾波器，其特征是連體多腔介質濾波器(2)上表面和前側面有將輸入、輸出電極(12)、(14)和一些中間耦合電極(13)與介質塊接地電極(16)相隔離的隔離區(qū)(15)。
9.根據權利要求1所述的超高頻連體多腔貼片介質濾波器，其特征是除了上述介質濾波器的輸入端電極(12)、輸出端電極(14)、一些中間耦合電極(13)以及隔離區(qū)(15)外，介質濾波器(2)的其余外表面均為鍍有銀層的接地電極(16)。
全文摘要
本發(fā)明超高頻連體多腔貼片介質濾波器是一種由多個介質塊連體組成的多腔貼片濾波器，屬于一種電子元器件。本發(fā)明介質濾波器由印刷電路板(1)、連體多腔介質濾波器(2)和屏蔽外殼(3)組成，連體多腔介質濾波器(2)焊接固定在印刷電路板(1)上，屏蔽外殼(3)上平面的反面焊接固定在接地電極(16)上表面，屏蔽外殼(3)的前側面底部邊緣焊接在印刷電路板(1)的接地端電極(9)；屏蔽外殼(3)上開有矩形通孔(4)，屏蔽外殼(3)前側平面下部的左、右兩端各開有矩形通孔(5)及中間開有矩形通孔(8)。其優(yōu)點是屏蔽外殼(3)可抗干擾，便于調節(jié)電性能。
文檔編號H01P1/208GK1707851SQ20051003885
公開日2005年12月14日 申請日期2005年4月14日 優(yōu)先權日2005年4月14日
發(fā)明者嚴盛喜 申請人:嚴盛喜