本發(fā)明涉及電子通訊領(lǐng)域，具體是一種微波陶瓷介質(zhì)諧振器及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前，隨著無線通訊技術(shù)的發(fā)展，對無線通訊網(wǎng)絡(luò)中基地站的性能要求越來越高，其中濾波器是重要的器件之一。電源濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率后的電源信號。原來的濾波器是金屬空腔濾波器，它存在體積大，品質(zhì)因素低，為了提高濾波器的性能，充分利用頻道資源和體積，人們發(fā)明了在金屬腔中加入微波陶瓷介質(zhì)諧振器的介質(zhì)腔濾波器。這樣的介質(zhì)諧振器做成的濾波器可以使原有的金屬腔濾波器體積縮小，性能得以提高并使頻率穩(wěn)定度更好。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種介電常數(shù)較高、品質(zhì)因數(shù)好、溫漂系數(shù)優(yōu)越、性價(jià)比高的微波陶瓷介質(zhì)諧振器及其制備方法和應(yīng)用，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種微波陶瓷介質(zhì)諧振器，采用微波陶瓷材料制成，該微波陶瓷材料由以下按照質(zhì)量百分比的組分組成：K2O 0.01-0.5％，Al2O315-50％，TiO210-25％，F(xiàn)e2O30.01-2％，SiO20.05-3％，MgO 0.1-3％，Cr2O30.01-0.1％，ZnO 10-40％，CaO 5-15％，SrO 0.001-0.5％，CuO 0.001-0.5％。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：該微波陶瓷材料由以下按照質(zhì)量百分比的組分組成：K2O 0.01-0.5％，Al2O325-40％，TiO210-20％，F(xiàn)e2O30.01-2％，SiO21-3％，MgO 1-3％，Cr2O30.01-0.1％，ZnO 20-35％，CaO 5-10％，SrO 0.001-0.5％，CuO 0.001-0.5％。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的微波陶瓷介質(zhì)諧振器的介電常數(shù)為εr＝12～15，品質(zhì)因數(shù)和頻率乘積即Q×f＝50000～60000GHz，在-45℃～+105℃內(nèi)的溫漂系數(shù)為τf＝-20～20ppm/℃。
本發(fā)明的另一目的是提供一種微波陶瓷介質(zhì)諧振器的制備方法，將微波陶瓷材料中的各組分經(jīng)混料、合成、細(xì)磨、噴霧造粒、成型、燒成和金屬化制成的。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述微波陶瓷介質(zhì)諧振器的制備方法，依次包括以下步驟：
1)混料、合成：稱取上述各組分按照質(zhì)量百分比混合均勻，在1000～1050℃下煅燒2～3小時；
2)細(xì)磨：研磨使細(xì)度達(dá)到D90≤5μm；
3)噴霧造粒：加入粘結(jié)劑混合得到漿料，噴霧造粒；
4)成型：5MPa～10Mpa下壓制成型得到生坯；
5)燒成：生坯在1250～1270℃下燒結(jié)3～5小時燒結(jié)成型；
6)金屬化：在燒結(jié)成型的微波陶瓷材料表面的一端金屬化，即制得微波介質(zhì)諧振器。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：還包括后加工，即為組裝過程。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟3)中，粘結(jié)劑是質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％PVA(聚乙烯醇)溶液；其中粘結(jié)劑的加入量為各組分總質(zhì)量的5～12％。
本發(fā)明的另一目的是提供所述微波陶瓷介質(zhì)諧振器在無線網(wǎng)絡(luò)微波陶瓷介質(zhì)諧振器的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明微波陶瓷介質(zhì)諧振器，組分經(jīng)人工合成，形成了復(fù)雜的化學(xué)及晶體結(jié)構(gòu)；其中是金屬氧化物Al2O3和ZnO為主體，TiO2和CaO、MgO作配料，其它微量添加的元素如CuO、Fe2O3、SiO2等有助于改善燒成條件和材料的溫漂系數(shù)；本發(fā)明不僅介電常數(shù)較高，品質(zhì)因數(shù)好，溫漂系數(shù)優(yōu)越，而且價(jià)格優(yōu)勢明顯，具有很高的性價(jià)比。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的微波陶瓷介質(zhì)諧振器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例中，如圖1所示，微波陶瓷介質(zhì)諧振器后加工得到用于無線網(wǎng)絡(luò)的微波陶瓷介質(zhì)諧振器，為單端采取金屬化的管狀結(jié)構(gòu)，外徑A為18mm，高度B為30mm，中心孔C的內(nèi)徑為8mm。該微波陶瓷介質(zhì)諧振器，采用微波陶瓷材料制成，該微波陶瓷材料由以下按照質(zhì)量百分比的組分組成：
K2O 0.5％，Al2O315.789％，TiO225％，F(xiàn)e2O30.01％，SiO23％，MgO 0.1％，Cr2O30.1％，ZnO 40％，CaO 15％，SrO 0.001％，CuO 0.5％。
所述微波陶瓷介質(zhì)諧振器的制備方法，依次包括以下步驟：1)混料、合成：稱取上述組分按照比例混合均勻，在1050℃下煅燒2小時；2)細(xì)磨：研磨使細(xì)度達(dá)到D90≤5μm；3)噴霧造粒：加入占組分總質(zhì)量的5％的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％PVA溶液作為粘結(jié)劑混合得到漿料，噴霧造粒；4)成型：5MPa下壓制成型得到生坯；5)燒成：生胚在1270℃下燒結(jié)4小時燒結(jié)成型；6)金屬化：在燒結(jié)成型的陶瓷表面的一端金屬化，即制得微波介質(zhì)諧振器；最后組裝得到如圖1所示的無線通訊微波陶瓷介質(zhì)諧振器。
對本實(shí)施例制得的微波陶瓷介質(zhì)諧振器進(jìn)行測試，介電常數(shù)εr＝12.7，f＝1250MHz時，Q＝4000，τf＝-5～+5ppm/℃(-45℃～+105℃)。
實(shí)施例2
本發(fā)明實(shí)施例中，如圖1所示，微波陶瓷介質(zhì)諧振器后加工得到用于無線網(wǎng)絡(luò)的微波陶瓷介質(zhì)諧振器，為單端采取金屬化的管狀結(jié)構(gòu)，外徑A為18mm，高度B為30mm，中心孔C的內(nèi)徑為8mm。該微波陶瓷介質(zhì)諧振器，采用微波陶瓷材料制成，該微波陶瓷材料由以下按照質(zhì)量百分比的組分組成：K2O 0.01％，Al2O350％，TiO223.93％，F(xiàn)e2O32％，SiO20.05％，MgO 3％，Cr2O30.01％，ZnO 10％，CaO 10％，SrO 0.5％，CuO 0.5％。
所述微波陶瓷介質(zhì)諧振器的制備方法，依次包括以下步驟：1)混料、合成：稱取上述各組分按照質(zhì)量百分比混合均勻，在1000℃下煅燒3小時。2)細(xì)磨：研磨使細(xì)度達(dá)到D90≤5μm。3)噴霧造粒：加入粘結(jié)劑混合得到漿料，噴霧造粒，粘結(jié)劑是質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％PVA(聚乙烯醇)溶液；其中粘結(jié)劑的加入量為各組分總質(zhì)量的5％。4)成型：10Mpa下壓制成型得到生坯。5)燒成：生坯在1250℃下燒結(jié)3小時燒結(jié)成型。金屬化：在燒結(jié)成型的微波陶瓷材料表面的一端金屬化，還包括后加工，即為組裝過程，即制得微波介質(zhì)諧振器。
對本實(shí)施例制得的微波陶瓷介質(zhì)諧振器進(jìn)行測試，介電常數(shù)為εr＝12.2，f＝1250MHz時，Q＝4000，τf＝-20～20ppm/℃(-45℃～+105℃)。
實(shí)施例3
本發(fā)明實(shí)施例中，如圖1所示，微波陶瓷介質(zhì)諧振器后加工得到用于無線網(wǎng)絡(luò)的微波陶瓷介質(zhì)諧振器，為單端采取金屬化的管狀結(jié)構(gòu)，外徑A為18mm，高度B為30mm，中心孔C的內(nèi)徑為8mm。該微波陶瓷介質(zhì)諧振器，采用微波陶瓷材料制成，該微波陶瓷材料由以下按照質(zhì)量百分比的組分組成：K2O 0.01％，Al2O340％，TiO220％，F(xiàn)e2O32％，SiO21％，MgO 3％，Cr2O30.01％，ZnO 25％，CaO 8.479％，SrO 0.5％，CuO 0.001％。
所述微波陶瓷介質(zhì)諧振器的制備方法，依次包括以下步驟：1)混料、合成：稱取上述各組分按照質(zhì)量百分比混合均勻，在1000℃下煅燒3小時。2)細(xì)磨：研磨使細(xì)度達(dá)到D90≤5μm。3)噴霧造粒：加入粘結(jié)劑混合得到漿料，噴霧造粒，粘結(jié)劑是質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％PVA(聚乙烯醇)溶液；其中粘結(jié)劑的加入量為各組分總質(zhì)量的5％。4)成型：7Mpa下壓制成型得到生坯。5)燒成：生坯在1250℃下燒結(jié)5小時燒結(jié)成型。金屬化：在燒結(jié)成型的微波陶瓷材料表面的一端金屬化，還包括后加工，即為組裝過程，即制得微波介質(zhì)諧振器。
對本實(shí)施例制得的微波陶瓷介質(zhì)諧振器進(jìn)行測試，介電常數(shù)為εr＝13，f＝1300MHz時，Q＝4500，τf＝-20～20ppm/℃(-45℃～+105℃)。
實(shí)施例4
本發(fā)明實(shí)施例中，如圖1所示，微波陶瓷介質(zhì)諧振器后加工得到用于無線網(wǎng)絡(luò)的微波陶瓷介質(zhì)諧振器，為單端采取金屬化的管狀結(jié)構(gòu)，外徑A為18mm，高度B為30mm，中心孔C的內(nèi)徑為8mm。該微波陶瓷介質(zhì)諧振器，采用微波陶瓷材料制成，該微波陶瓷材料由以下按照質(zhì)量百分比的組分組成：K2O 0.5％，Al2O334.889％，TiO215％，F(xiàn)e2O30.01％，SiO23％，MgO 1％，Cr2O30.1％，ZnO 35％，CaO 10％，SrO 0.001％，CuO 0.5％。
所述微波陶瓷介質(zhì)諧振器的制備方法，依次包括以下步驟：1)混料、合成：稱取上述各組分按照質(zhì)量百分比混合均勻，在1050℃下煅燒2小時。2)細(xì)磨：研磨使細(xì)度達(dá)到D90≤5μm。3)噴霧造粒：加入粘結(jié)劑混合得到漿料，噴霧造粒，粘結(jié)劑是質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％PVA(聚乙烯醇)溶液；其中粘結(jié)劑的加入量為各組分總質(zhì)量的12％。4)成型：8Mpa下壓制成型得到生坯。5)燒成：生坯在1270℃下燒結(jié)3小時燒結(jié)成型。金屬化：在燒結(jié)成型的微波陶瓷材料表面的一端金屬化，還包括后加工，即為組裝過程，即制得微波介質(zhì)諧振器。
對本實(shí)施例制得的微波陶瓷介質(zhì)諧振器進(jìn)行測試，介電常數(shù)為εr＝15，f＝1280MHz時，Q＝4600，τf＝-20～20ppm/℃(-45℃～+105℃)。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。