【所属领域】

新材料、信息电子

【研究背景】

随着第五代通讯技术的飞速发展，通讯系统对微波器件的体积和性能提出了更高的要求。滤波器作为一种频率选择器件，能够有效抑制干扰信号，是保证通讯系统能够正常工作的关键射频组件。因此小体积、高性能滤波器的研究对实现5G技术的应用具有重要意义。传统的金属同轴腔体滤波器因其体积质量较大，难以满足5G基站的小型化、轻量化要求；陶瓷波导滤波器凭借其小体积、高Q值和良好的热稳定性，成为了当前5G基站滤波器的主流选择。

【成果介绍】

本成果涵盖材料研发、仿真设计、实物制造和性能测试一整套滤波器制造流程。制备的陶瓷材料具有较高的介电常数、超低的介电损耗、近零的温度漂移系数。以陶瓷材料生产的产品包括：单腔单模陶瓷波导滤波器、单腔多模陶瓷波导滤波器和集成式陶瓷波导双频滤波器等，具有更小的体积、更低的成本、更加成熟的制造工艺，具有非常广阔的应用前景和商业价值。

图1 微波介电陶瓷材料体系

图2 （a）六腔陶瓷波导滤波器仿真模型；（b）八腔陶瓷波导滤波器仿真模型；（c）六腔陶瓷波导滤波器实物；（d）八腔陶瓷波导滤波器实物；（e）六腔陶瓷波导滤波器仿真及测试曲线；（f）八腔陶瓷波导滤波器仿真及测试曲线

图3 （a）单腔三模感性CT六阶陶瓷波导滤波器仿真模型；（b）单腔三模容性CT六阶陶瓷波导滤波器仿真模型；（c）单腔三模感性CT六阶陶瓷波导滤波器传输曲线；（d）单腔三模容性CT六阶陶瓷波导滤波器传输曲线；（e）单腔双模六阶陶瓷波导滤波器仿真模型；（f）单腔双模三模混合八阶陶瓷波导滤波器仿真模型；（g）单腔双模三模混合八阶陶瓷波导滤波器传输曲线；（h）单腔双模三模混合八阶陶瓷波导滤波器传输曲线

图4 （a）采用六阶双零点滤波器的集成式陶瓷波导双频滤波器仿真模型；（b）采用八阶四零点滤波器的集成式陶瓷波导双频滤波器仿真模型；（c）采用六阶双零点滤波器的集成式陶瓷波导双频滤波器传输曲线；（d）采用八阶四零点滤波器的集成式陶瓷波导双频滤波器传输曲线

【技术优势】

（1）研制的两种微波介质陶瓷体系，具有较高的介电常数、更低的损耗、近零的频率温度系数，有效解决5G基站发热量大导致陶瓷器件频率漂移的问题；

（2）单腔单模陶瓷波导滤波器可以形成多种耦合结构，在通带以外引入多个传输零点，实现传输零点的灵活调整，极大提高滤波器带外抑制；

（3）首次提出单腔三模谐振器结构，可以根据实际需要灵活使用单腔单模、单腔双模、单腔三模结构，具有极高的设计灵活性，极大降低滤波器的体积、重量和生产成本；

（4）集成式陶瓷波导双频滤波器实现功分器、滤波器以及阻抗匹配结构的集成化设计，能有效降低双频滤波器体积及成本，改善双通带内回波损耗，减小器件体积，降低通带内插入损耗。

【应用场景】

北斗卫星、机载、舰载、移动通信系统

【合作方式】

技术许可、技术转让、作价入股、技术开发、技术服务、面谈等

【专家介绍】

梁飞，博士，副教授，英国曼彻斯特大学微波和毫米波电磁设计中心访问学者。主要从事有机/无机复合新材料，微波与毫米波电路板研制，5G微波及毫米波滤波器开发等方向的科研工作，并在毫米波电路板方面取得了一系列重要进展。主持和参加了多项国家、省部级以及企业合作项目，在 Applied Physics Letters, Journal of Alloy and Compounds，china communications,通信学报和微波学报等国内外杂志上发表论文60余篇，授权了10余项中国发明专利。与中兴通讯，中国信科，中富电路，东尼电子，中广核俊尔新材料等十余家国内高科技龙头企业建立了紧密合作关系，开发出的小型化高性能微波陶瓷波导滤波器等产品己在上述企业推广应用。

【联系方式】

成果编号：CG22025