[发明专利]一种安装于PCB板上的陶瓷介质滤波器的结构

说明书

本发明涉及一种安装于PCB板上的陶瓷介质滤波器的结构，包括陶瓷滤波器和PCB板，在陶瓷滤波器和PCB板之间增加中间结构层，中间结构层上开设有圆孔，并在圆孔内插接一芯针，让陶瓷滤波器与PCB板相连通，并控制陶瓷滤波器的输入输出阻抗。本发明能实现对陶瓷滤波器的输入输出阻抗的匹配，且还能提高散热性。

技术领域

本发明属于滤波器的领域，尤其涉及一种安装于PCB板上的陶瓷介质滤波器的结构。

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200X100X30毫米以上，但5G滤波器的尺寸要求在50X30X30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。

介质陶瓷材料具有高频率条件下优异的低损耗特性，其特性可通过品质因子QF值来表征，高QF值也意味着微波信号在以陶瓷块为载体的介质谐振器中传播时，具有超低的能量损失，可提升滤波器的单腔Q值，进而提升滤波器的性能。

将超低损耗的介质陶瓷材料以及单腔的设计，在此基础上制备的陶瓷滤波器,将具有最小的尺寸，合理的电性能，合理的功率处理能力，具有最佳的5G通信中功率滤波器性能，满足苛刻的通信对滤波器的要求。

由于介质陶瓷材料中传播的电磁波波长和介质陶瓷材料的介电常数之间的平方根倒数的关系，使用高介电常数的介质陶瓷基体材料将有助于降低谐振腔尺寸，将大幅降低滤波器的尺寸，这对于无线通信的应用有重大意义。

介质陶瓷滤波器需要高品质因子QF的介质陶瓷材料，其介电常数范围在4-160之间，如微波介质陶瓷材料Ba(Co1/3Nb2/3)O3具有优异的介电性能，尤其是高的品质因子Qf值，其品质因子Qf可达80000GHz，介电常数在35。

由于陶瓷滤波器的安装要安装于PCB上，直接的安装不能很好的控制器输入输出的阻抗问题，且还不利于散热。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种安装于PCB板上的陶瓷介质滤波器的结构。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种安装于PCB板上的陶瓷介质滤波器的结构，其特征在于：包括陶瓷滤波器和PCB板，在陶瓷滤波器和PCB板之间增加中间结构层，中间结构层上开设有圆孔，并在圆孔内插接一芯针，让陶瓷滤波器与PCB板相连通，并控制陶瓷滤波器的输入输出阻抗；

陶瓷滤波器的阻抗公式如下：

其中，Z为阻抗；

b为芯针的半径；

a为圆孔的半径；

ε为介电常数。

优选的，所述芯针的半径小于圆孔的半径。

优选的，所述中间结构层的材质为铝，或为铜，或为合金。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：