[发明专利]一种高介电常数陶瓷基微带双通带滤波器

说明书

技术领域

本发明属于微波通信的微带滤波器，具体涉及一种基板介电常数高，版图尺寸小，插入损耗低的微带双通带滤波器。

背景技术

随着现代武器装备型号的发展，现代军事武器装备更新换代速度之快，传统滤波器已远远不能满足需求。研究小型化、高品质滤波器有利于打破国际对高可靠、高功率承载微带线滤波器研制技术的封锁，填补国内对高品质微波滤波器研制的空白。对提高我国军事电子系统性能水平、电子对抗能力具有重要意义。近年来，特别是4G移动通信迅速发展，迫切的需求研制性能更佳，体积更小的滤波器，这也是未来微波滤波器发展的趋势之一。

目前，微带滤波器小型化主要有三个途径：设计结构紧凑的谐振器，例如采用多模谐振器及慢波结构；采用高介电常数的材料作为介质基板；采用多层结构，例如低温共烧陶瓷(LTCC)技术。其中采用高介电常数陶瓷材料作为介质基板能有效的减小滤波器的体积，由于波导波长与介电常数成反比，介电常数越大，波导波长就会越短，而一般滤波器都是由二分之一波长或四分之一波长谐振器构成的，因此采用高介电常数材料可以有效的减小滤波器的体积。

现在，市场上常用的微带介质基板材料主要是ROGERS公司生产的RT系列、TMM系列、FR-4系列等，这些材料与钛酸镁基微波介质陶瓷相比，介电常数低，损耗大，不利于滤波器的小型化。因此，寻找一种高介电常数，高品质因数，近零谐振频率温度系数的陶瓷作为微带滤波器的基板是研究者们努力的方向。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种高介电常数的陶瓷材料(0.93Mg_0.97Zn_0.035TiO_3.005-0.07CaTiO₃)作为微带滤波器的基板，来减小所设计滤波器的物理尺寸和插入损耗，实现滤波器的小型化和高选择性。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种高介电常数陶瓷基微带双通带滤波器,包括介质基板、金属层和电路结构，其特征在于，所述介质基板8为0.93Mg_0.97Zn_0.035TiO_3.005-0.07CaTiO₃陶瓷基板；介质基板8的中央设置有环形谐振器5，环形谐振器5为封闭的矩形形状；环形谐振器5的左右两边与环形谐振器5的底边水平对称地设置有输入馈线1和输出馈线2，在输入馈线1和输出馈线2靠近环形谐振器5的一端分别垂直向上设置有输入平行耦合线3和输出平行耦合线4，输入平行耦合线3和输出平行耦合线4与环形谐振器5两边的距离均为0.25～0.35mm；环形谐振器5的下边中间位置设置有方形微扰小环6，方形微扰小环6也为封闭的矩形形状，其下边与环形谐振器5的下边重合；方形微扰小环6的上边中间位置设置有开路枝节7，开路枝节7与方形微扰小环6的上边呈垂直向下状态，其长×宽为(2.8～3.2)×(1～2)mm；

上述整个结构关于开路枝节7镜像对称；

所述输入馈线1和输出馈线2的长×宽均为(4～5)×(0.35～0.45)mm；

所述输入平行耦合线3和输出平行耦合线4的长×宽为(8～9.5)×(0.2～0.4)mm；

所述环形谐振器5为二分之一波长，其矩形外围的长×宽为(9～9.5)×(5～7)mm，线宽为0.55～0.7mm；

所述方形微扰小环6为四分之一波长，其矩形外围的长×宽为(4.8～5.5)×(3～3.6)mm，线宽为0.55～0.7mm；

所述开路枝节7的长×宽为(2.8～3.2)×1～2mm；

在介质基板8的下面设置有金属接地板9，即为所述的金属层。

所述介质基板8的介电常数为21.01，厚度为1mm，损耗为10^-5。

根据权利要求1所述的一种高介电常数陶瓷基微带双通带滤波器,其特征在于，所述介质基板(8)的制备方法为：

将化学原料MgO、TiO₂、ZnO和CaCO₃按(1-x)Mg_0.97Zn_0.035TiO_3.005–xCaTiO₃，其中x＝0.03～0.09的化学计量比进行配料，通过固相法，于1200～1300℃烧结，制成具有高品质因数的微波介质陶瓷。

所述输入馈线1和输出馈线2均为特征阻抗为50欧姆的微带线。

所述输入馈线1和输出馈线2为平行耦合馈电结构。

本发明的有益效果如下：