【研究背景】

隨著第五代通訊技術的飛速發展，通訊系統對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，是保證通訊系統能夠正常工作的關鍵射頻組件。因此小體積、高性能濾波器的研究對實現5G技術的應用具有重要意義。傳統的金屬同軸腔體濾波器因其體積質量較大，難以滿足5G基站的小型化、輕量化要求；陶瓷波導濾波器憑借其小體積、高Q值和良好的熱穩定性，成為了當前5G基站濾波器的主流選擇。

【成果介紹】

本成果涵蓋材料研發、仿真設計、實物制造和性能測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、超低的介電損耗、近零的溫度漂移系數。以陶瓷材料生產的產品包括：單腔單模陶瓷波導濾波器、單腔多模陶瓷波導濾波器和集成式陶瓷波導雙頻濾波器等，具有更小的體積、更低的成本、更加成熟的制造工藝，具有非常廣闊的應用前景和商業價值。

圖1 微波介電陶瓷材料體系

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

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

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

【技術優勢】

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

（2）單腔單模陶瓷波導濾波器可以形成多種耦合結構，在通帶以外引入多個傳輸零點，實現傳輸零點的靈活調整，極大提高濾波器帶外抑制；

（3）首次提出單腔三模諧振器結構，可以根據實際需要靈活使用單腔單模、單腔雙模、單腔三模結構，具有極高的設計靈活性，極大降低濾波器的體積、重量和生產成本；

（4）集成式陶瓷波導雙頻濾波器實現功分器、濾波器以及阻抗匹配結構的集成化設計，能有效降低雙頻濾波器體積及成本，改善雙通帶內回波損耗，減小器件體積，降低通帶內插入損耗。

審核編輯 ：李倩