小型化微波陶瓷濾波器

【研究背景】

隨著第五代通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，通訊系統(tǒng)對(duì)微波器件的體積和性能提出了更高的要求。濾波器作為一種頻率選擇器件，能夠有效抑制干擾信號(hào)，是保證通訊系統(tǒng)能夠正常工作的關(guān)鍵射頻組件。因此小體積、高性能濾波器的研究對(duì)實(shí)現(xiàn)5G技術(shù)的應(yīng)用具有重要意義。傳統(tǒng)的金屬同軸腔體濾波器因其體積質(zhì)量較大，難以滿足5G基站的小型化、輕量化要求；陶瓷波導(dǎo)濾波器憑借其小體積、高Q值和良好的熱穩(wěn)定性，成為了當(dāng)前5G基站濾波器的主流選擇。

【成果介紹】

本成果涵蓋材料研發(fā)、仿真設(shè)計(jì)、實(shí)物制造和性能測(cè)試一整套濾波器制造流程。制備的陶瓷材料具有較高的介電常數(shù)、超低的介電損耗、近零的溫度漂移系數(shù)。以陶瓷材料生產(chǎn)的產(chǎn)品包括：?jiǎn)吻粏文Ｌ沾刹▽?dǎo)濾波器、單腔多模陶瓷波導(dǎo)濾波器和集成式陶瓷波導(dǎo)雙頻濾波器等，具有更小的體積、更低的成本、更加成熟的制造工藝，具有非常廣闊的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。

圖1 微波介電陶瓷材料體系

圖2 （a）六腔陶瓷波導(dǎo)濾波器仿真模型；（b）八腔陶瓷波導(dǎo)濾波器仿真模型；（c）六腔陶瓷波導(dǎo)濾波器實(shí)物；（d）八腔陶瓷波導(dǎo)濾波器實(shí)物；（e）六腔陶瓷波導(dǎo)濾波器仿真及測(cè)試曲線；（f）八腔陶瓷波導(dǎo)濾波器仿真及測(cè)試曲線

圖3 （a）單腔三模感性CT六階陶瓷波導(dǎo)濾波器仿真模型；（b）單腔三模容性CT六階陶瓷波導(dǎo)濾波器仿真模型；（c）單腔三模感性CT六階陶瓷波導(dǎo)濾波器傳輸曲線；（d）單腔三模容性CT六階陶瓷波導(dǎo)濾波器傳輸曲線；（e）單腔雙模六階陶瓷波導(dǎo)濾波器仿真模型；（f）單腔雙模三模混合八階陶瓷波導(dǎo)濾波器仿真模型；（g）單腔雙模三模混合八階陶瓷波導(dǎo)濾波器傳輸曲線；（h）單腔雙模三?；旌习穗A陶瓷波導(dǎo)濾波器傳輸曲線

圖4 （a）采用六階雙零點(diǎn)濾波器的集成式陶瓷波導(dǎo)雙頻濾波器仿真模型；（b）采用八階四零點(diǎn)濾波器的集成式陶瓷波導(dǎo)雙頻濾波器仿真模型；（c）采用六階雙零點(diǎn)濾波器的集成式陶瓷波導(dǎo)雙頻濾波器傳輸曲線；（d）采用八階四零點(diǎn)濾波器的集成式陶瓷波導(dǎo)雙頻濾波器傳輸曲線

【技術(shù)優(yōu)勢(shì)】

（1）研制的兩種微波介質(zhì)陶瓷體系，具有較高的介電常數(shù)、更低的損耗、近零的頻率溫度系數(shù)，有效解決5G基站發(fā)熱量大導(dǎo)致陶瓷器件頻率漂移的問題；

（2）單腔單模陶瓷波導(dǎo)濾波器可以形成多種耦合結(jié)構(gòu)，在通帶以外引入多個(gè)傳輸零點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)傳輸零點(diǎn)的靈活調(diào)整，極大提高濾波器帶外抑制；

（3）首次提出單腔三模諧振器結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)實(shí)際需要靈活使用單腔單模、單腔雙模、單腔三模結(jié)構(gòu)，具有極高的設(shè)計(jì)靈活性，極大降低濾波器的體積、重量和生產(chǎn)成本；

（4）集成式陶瓷波導(dǎo)雙頻濾波器實(shí)現(xiàn)功分器、濾波器以及阻抗匹配結(jié)構(gòu)的集成化設(shè)計(jì)，能有效降低雙頻濾波器體積及成本，改善雙通帶內(nèi)回波損耗，減小器件體積，降低通帶內(nèi)插入損耗。

審核編輯 ：李倩