CN109786911A - 一种陶瓷波导滤波器的结构及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种陶瓷波导滤波器的结构及其制备工艺，在滤波器的两频率腔孔之间开设有一耦合孔槽，耦合孔槽的边缘与滤波器相对的侧边之间设置有隔层，隔层的厚度依据耦合孔槽和频率腔孔耦合强度。本发明能在烧制构成中不会对产品造成损坏，提高良率。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶瓷波导滤波器的结构，尤其还涉及一种陶瓷波导滤波器的制备工艺。
背景技术
随着现代通信技术的不断发展，对滤波器的要求越来越高，小尺寸、高性能、高功率、低成本的滤波器技术对于无线通信应用中的滤波器显得尤为重要，5G的阵列式天线的应用条件下，现存的金属腔体滤波器的尺寸已经完全无法满足无线通信系统的要求；如常规的单通道20瓦滤波器，目前的尺寸在200*100*30毫米以上，但5G滤波器的尺寸要求在50*30*30毫米的尺寸以下，否则阵列天线方案无法实现。
根据谐振腔原理，腔体内的谐振频率，取决于腔体的尺寸以及墙体填充材料的介电常数；同样的填充材料，尺寸越大则谐振频率越低；同样尺寸条件下，谐振频率和介电常数的平方根成反比，即同样的腔体尺寸下，填充物介电常数越大则腔体的谐振频率越低，空腔谐振腔，以空气为介质，介电常数为1，而陶瓷材料可用的介电常数范围在4-120之间，以36介电常数为例，同样频率条件下的腔体尺寸可缩减到金属空腔的六分之一，可见应用介电材料对于缩减腔体尺寸的显著能力。
由于滤波器的耦合槽的一端为开设设置，在烧制过程中，容易将该陶瓷滤波器的开口端造成损坏，从而造成了成本的增加。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种一种陶瓷波导滤波器的结构及其制备工艺。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种陶瓷波导滤波器的结构，在滤波器的两频率腔孔之间开设有一耦合孔槽，耦合孔槽的边缘与滤波器相对的侧边之间设置有隔层，隔层的厚度依据耦合孔槽和频率腔孔耦合强度，其相匹配的公式如下：
其中，P是磁极化系数；
M是耦合系数；
L和D分别是耦合孔槽的长度和直径；
z是耦合槽长度的一半，即z＝L/2；
λ为常数。
一种陶瓷波导滤波器的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：将陶瓷粉体造粒；
步骤2：将造粒成型的陶瓷放置在模具中通过压力压制成型；
步骤3：在已经成型的陶瓷上开设频率腔孔，并在两频率腔孔之间开设耦合槽，其中，耦合槽的尺寸与频率腔孔之间的公式如下：
步骤4：将成型后的陶瓷生坯以3-5度每分钟的升温速率，在1100-1700度范围内的温度下，经过8-40小时的保温烧结，等待冷却成陶瓷块；
步骤5：将烧结成型后的陶瓷块经过研磨抛光处理；
步骤6：按照步骤5中的陶瓷块尺寸制备相应的丝印模板；
步骤7：通过丝印模板的丝印方法，将银层丝印到陶瓷块的表面上；
步骤8：通过700-900度的高温对丝印银层后的陶瓷块进行10至200min的银层烧结，得到具有金属化的滤波器。
优选地，在所述步骤7中，丝印模板时频率腔孔和耦合槽的边缘涂覆有银层。
优选地，所述步骤3中的耦合槽的一端和/或两端与其对应的侧边之间设有间隙。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明通过在陶瓷滤波器上开设有未开口的耦合槽，在满足符合耦合的前提下，使其在烧制时，不会对该陶瓷滤波器造成损坏，从而确保陶瓷烧制的良品率，降低成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，一种陶瓷波导滤波器的结构，其特征在于：在滤波器的两频率腔孔之间开设有一耦合孔槽，耦合孔槽的边缘与滤波器相对的侧边之间设置有隔层，隔层的厚度依据耦合孔槽和频率腔孔耦合强度，其相匹配的公式如下：
其中，P是磁极化系数；
M是耦合系数；
L和D分别是耦合孔槽的长度和直径；
z是耦合槽长度的一半，即z＝L/2；
λ为常数。
一种陶瓷波导滤波器的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：将陶瓷粉体造粒；
步骤2：将造粒成型的陶瓷放置在模具中通过压力压制成型；
步骤3：在已经成型的陶瓷上开设频率腔孔，并在两频率腔孔之间开设耦合槽其中，耦合槽的尺寸与频率腔孔之间的公式如下：
其中，P是磁极化系数；
M是耦合系数；
L和D分别是耦合槽的长度和直径；
z是耦合槽长度的一半，即z＝L/2；
λ为常数；
步骤4：将成型后的陶瓷生坯以3-5度每分钟的升温速率，在1100-1700度范围内的温度下，经过8-40小时的保温烧结，等待冷却成陶瓷块；
步骤5：将烧结成型后的陶瓷块经过研磨抛光处理；
步骤6：按照步骤5中的陶瓷块尺寸制备相应的丝印模板；
步骤7：通过丝印模板的丝印方法，将银层丝印到陶瓷块的表面上；
步骤8：通过700-900度的高温对丝印银层后的陶瓷块进行10至200min的银层烧结，得到具有金属化的滤波器。
本发明中在所述步骤7中，丝印模板时频率腔孔和耦合槽的边缘涂覆有银层。
本发明中所述步骤3中的耦合槽的一端和/或两端与其对应的侧边之间设有间隙。
实施例一
一种陶瓷波导滤波器的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：将陶瓷粉体造粒；
步骤2：将造粒成型的陶瓷放置在模具中通过压力压制成型；
步骤3：在已经成型的陶瓷上开设频率腔孔，并在两频率腔孔之间开设耦合槽，
步骤4：将成型后的陶瓷生坯以5度每分钟的升温速率，在1100度范围内的温度下，经过40小时的保温烧结，等待冷却成陶瓷块；
步骤5：将烧结成型后的陶瓷块经过研磨抛光处理；
步骤6：按照步骤5中的陶瓷块尺寸制备相应的丝印模板；
步骤7：通过丝印模板的丝印方法，将银层丝印到陶瓷块的表面上；
步骤8：通过700度的高温对丝印银层后的陶瓷块进行200min的银层烧结，得到具有金属化的滤波器。
实施例二
一种陶瓷波导滤波器的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：将陶瓷粉体造粒；
步骤2：将造粒成型的陶瓷放置在模具中通过压力压制成型；
步骤3：在已经成型的陶瓷上开设频率腔孔，并在两频率腔孔之间开设耦合槽
步骤4：将成型后的陶瓷生坯以3度每分钟的升温速率，在1700度范围内的温度下，经过10小时的保温烧结，等待冷却成陶瓷块；
步骤5：将烧结成型后的陶瓷块经过研磨抛光处理；
步骤6：按照步骤5中的陶瓷块尺寸制备相应的丝印模板；
步骤7：通过丝印模板的丝印方法，将银层丝印到陶瓷块的表面上；
步骤8：通过900度的高温对丝印银层后的陶瓷块进行10min的银层烧结，得到具有金属化的滤波器。
实施例三
一种陶瓷波导滤波器的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：将陶瓷粉体造粒；
步骤2：将造粒成型的陶瓷放置在模具中通过压力压制成型；
步骤3：在已经成型的陶瓷上开设频率腔孔，并在两频率腔孔之间开设耦合槽
步骤4：将成型后的陶瓷生坯以4度每分钟的升温速率，在1500度范围内的温度下，经过50小时的保温烧结，等待冷却成陶瓷块；
步骤5：将烧结成型后的陶瓷块经过研磨抛光处理；
步骤6：按照步骤5中的陶瓷块尺寸制备相应的丝印模板；
步骤7：通过丝印模板的丝印方法，将银层丝印到陶瓷块的表面上；
步骤8：通过800度的高温对丝印银层后的陶瓷块进行100min的银层烧结，得到具有金属化的滤波器。
本发明通过在陶瓷滤波器上开设有未开口的耦合槽，在满足符合耦合的前提下，使其在烧制时，不会对该陶瓷滤波器造成损坏，从而确保陶瓷烧制的良品率，降低成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种陶瓷波导滤波器的结构，其特征在于：在滤波器的两频率腔孔之间开设有一耦合孔槽，耦合孔槽的边缘与滤波器相对的侧边之间设置有隔层，隔层的厚度依据耦合孔槽和频率腔孔耦合强度，其相匹配的公式如下：
其中，P是磁极化系数；
M是耦合系数；
L和D分别是耦合孔槽的长度和直径；
z是耦合槽长度的一半，即z＝L/2；
λ为常数。
2.一种陶瓷波导滤波器的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将陶瓷粉体造粒；
步骤2：将造粒成型的陶瓷放置在模具中通过压力压制成型；
步骤3：在已经成型的陶瓷上开设频率腔孔，并在两频率腔孔之间开设耦合槽，其中，耦合槽的尺寸与频率腔孔之间的公式如下：
步骤4：将成型后的陶瓷生坯以3-5度每分钟的升温速率，在1100-1700度范围内的温度下，经过8-40小时的保温烧结，等待冷却成陶瓷块；
步骤5：将烧结成型后的陶瓷块经过研磨抛光处理；
步骤6：按照步骤5中的陶瓷块尺寸制备相应的丝印模板；
步骤7：通过丝印模板的丝印方法，将银层丝印到陶瓷块的表面上；
步骤8：通过700-900度的高温对丝印银层后的陶瓷块进行10至200min的银层烧结，得到具有金属化的滤波器。
3.根据权利要求2所述的一种陶瓷波导滤波器的制备工艺，其特征在于：在所述步骤7中，丝印模板时频率腔孔和耦合槽的边缘涂覆有银层。
4.根据权利要求2所述的一种陶瓷波导滤波器的制备工艺，其特征在于：所述步骤3中的耦合槽的一端和/或两端与其对应的侧边之间设有间隙。
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| CN112615124A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-06 | 京信射频技术(广州)有限公司 | 介质波导滤波器及其介质陶瓷银层加工方法 |
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