【技术】解析陶瓷同轴谐振器滤波器的基础知识

时间： 2022-10-18 来源：Knowles官网

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本文Knowles将为大家深入解析陶瓷同轴谐振器滤波器。在深入探讨陶瓷同轴谐振器之前，关键要了解谐振器是什么，并明白这些电子元件之间的工作原理。一般情况下，谐振器是构建带通滤波器的基础元件，因为谐振器允许指定频率或频带通过滤波器，如图1所示：

截屏2022-10-14 18.23.45.png

图1. 图示了带通滤波器如何在设定的上限和下限之间传递频率，同时抑制所有其他频率。

一个简单的滤波器，比如LC谐振器的电容（C）可储存频率相关的电能，电感（L）可储存磁能。电力磁场储存的能量等同于磁力磁场储存的能量时，谐振器才会出现谐振频率。

陶瓷同轴谐振器的概述

现在，大家已经了解谐振器工作的基础原理，接下来开始探索陶瓷同轴谐振器的工作原理。通常，陶瓷同轴谐振器是在横向电磁（TEM）模式下运行的一种传输线谐振器。TEM模式的电场（E- filed）磁场（H-field）部分都与z轴方向（z- direction）成直角，并且在传播方向上没有信号，如图2所示。

截屏2022-10-14 18.23.51.png

图 2. 展示电能和磁能如何能在同轴传输线中传播的示例。

同轴谐振器线路通常使用陶瓷矩形棱镜进行配置，同轴孔穿过中心。电介质类型、长度和金属化将决定频率下的性能。该线也可以切割成与目标频率波长相关的特定长度。比如，大家可以用特定介电常数的陶瓷让线路更短，这将缩小我们感兴趣的频率的波长。图3展示了信号如何受到添加金属化的λ/4谐振器或两端开路的λ/2谐振器影响的示例。

截屏2022-10-14 18.23.56.png

图3. 描述信号受影响的程度取决于添加的陶瓷同轴谐振器的类型。

使用陶瓷同轴谐振器制造滤波器

接下来看看何时用陶瓷同轴谐振器制造滤波器是有用的。在博客：“设计基本滤波器电路”中，Knowles展示了如何用不同的电阻（Rs）、Cs和Ls组合构建简易滤波器的多个示例。虽然这种方法非常适合开发简单的滤波器，但是随着工作频率的增加且滤波需求越来越复杂，如果您继续只用基础电路构建模块，则会遇到各种性能和尺寸问题。

反之，采用现代高性能陶瓷电介质材料制成的短路陶瓷同轴谐振器可代替LC谐振器。特别是在成本、尺寸和稳定性都不可或缺的情况下，UHF和微波频率范围内的高Q值让陶瓷同轴谐振器成为许多应用的理想选择。

Knowles精密器件陶瓷同轴谐振器滤波器的功能

Knowles精密设备公司在图4中突出显示的区域制造陶瓷同轴滤波器。

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图4. Knowles陶瓷同轴谐振器滤波器覆盖的频率范围在深蓝色区域显示，并用黄色轮廓强调显示。

客户通常寻找以下范围的陶瓷同轴谐振器滤波器：

F0的窄到中等带宽=200MHz至2.2GHz，适用于12mm至18mm大型谐振器带通滤波器，0.2%至30% 的小数带宽。

F0的中等到宽带宽=1GHz至6GHz，适用于2mm至6mm小型谐振器带通滤波器，3%至45%的小数带宽。

F0的窄带宽抑制滤波器=400MHz至4GHz，1%至15%小数带宽。

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Knowles（楼氏电子）微波产品选型指南

目录- Microwave Products Microstrip Filter Overview Filter Catalog Part Number Structure Bandpass Filter Lowpass Filter Highpass Filter Cavity Filters Resonators Notch Filters Custom and Build-to-Print Integrating RF Passives Integrated R-C Networks Power Dividers Couplers Gain Equalizers mmWave Filters Speciality Kits SatCom Offerings User Guidelines:Chip and Wire or Hybrid Assembly User Guidelines:Surface Mount Recommend Reflow for Surface Mount

型号- FPC06302,H100XHXS,PDW08607,PDW08605,PDW08606,AEQ2234,B076MB6S,L288XC3S,PDW07630,AEQ03042,PDW08604,B148LA2S,B280LB0S,B280MD1S,L220XH5S,FPC07643,B056MB5S,B028LB7S,B099NC4S,B191KA1S,B080MB5S,B061MB6S,B033ND5S,PDW07069,B168MB1S,DEB-B274MB1S,DEB-B385MDOS,B083LB6S,L204XF4S,PDR05848,B119LB1S,B065NC5S,B210LA0S,AEQ03055,J30BLBA032LX1,B20BLSBN01,N016MD9S,B012MD5S,J30BJBA002LX3,AEQ05470,AEQ05471,AEQ02199,AEQ05472,B052NC5S,C079KB1S,AEQ05467,AEQ05468,AEQ05469,PDR06120,L157XG3S,B148QF0S,H140XHXS,B350NB2S,B105MB5S,PDW06984,PDR06390,B056RC4S,C142KB0S,PDW09692,B047MC5S,B094LA2S,FPC06630,B032ND5S,B102MC1S,FPC06078,B285LB2S,FPC06077,FPC06076,PDW07948,B115NB4S,B119MB1S,B111NC4S,B230LA0S,AEQ05246,L254XF3S,PDR06380,FPC06075,FPC06074,B042OD4S,FPC06073,B060NC5S,B142LA2S,B145LB1S,B380KA1S,B274MB1S,FPC06882,FPC06881,J30BJBA032LX1,B180MA1S,PDW06407,PDW06089,PDW06400,B192NB2S,PDW06401,H120XHXS,B220LA0S,B280LA0S,B280MC1S,N012ME9S,B118LB4S,B291MB0S,B070MB6S,B121MB4S,B040RG9S,B070NC5S,B393KD0S,J30BLBA002LX3,B095MB1S,B057MC5S,B20BHSBN01,FPC07183,FPC07182,B120MB1S,FPC07181,FPC07180,FPC06149,L128XH4S,FPC07234,AEQ3042,B024RF2S,B100MC5S,AEQ2199,FPC06701,FPC06700,PDW08324,DEB-B259MC1S,PDW08323,B031ND5S,B207LA0S,H080XHXS,B116NC5S,H168XHXS,FPC06154,FPC06153,PDW06933,AEQ3055,FPC07803,FPC07802,L065XG9W,L065XG9S,B138LA2S,B138MB1S,B190MB1S,FPC06152,B055NC5S,FPC06151,FPC06150,B200LA0S,PDW06011,J30BJBA022LX2,B058MD7S,AEQ2050,FPC06164,B28BJBFN01,PDW05758,B089NC4S,B028RF2S,AEQ05510,B260MB2S,FPC06719,B150OG0S,PDW06041,B385MD0S,B062MC55,L050XF9S,AEQ02234,AEQ06042,B149MC1S,B289KA0S,PDW06398,PDW06399,PDW06038,B381KD0S,J30BLBA012LX4,B040MB5S,B112MB1S,B240LA0S,FPC09291,B259MC1S,H160XHXS,B161LA0S,B081RC0S,B250LA0S,B280MF1S,L185XF4S,B096QC2S,FPC06913,B305LA0S,L157XF3W,L060XD9S,L095XG9S,B479KB0S,L185XF4W,B120RF0S,B039NC5S,FPC07337,B160KA1S,B279KB1S,J30BLBA022LX2,H182XHXS,B144MB1S,PDW07691,B038NC4S,B424MEZS,L117XH4S,B097MB0S,L117XH4W,B050ND4S,B016MD6S,B28BHBFN01,B28BTBFN01,B127MB2S,B165LA1S,J30BJBA012LX4,H060XHXS

选型指南 - KNOWLES - 030422 收起

Filters & Resonators REACH Compliance Statement (800631)

测试报告 - KNOWLES - Rev F - February 22, 2024 PDF 英文下载查看更多版本

惠源晶工（HUIYUAN CRUSTAL）石英晶体谐振器/滤波器选型指南

描述- 中山惠源晶工电子科技有限公司是一家专业从事石英晶振的开发、生产与销售的高科技。公司主营有源晶振,无源晶振,石英晶振,贴片晶振,晶振厂家,HY晶振,晶体振荡器,石英晶体谐振器、振荡器、声表谐振器、贴片晶振；宽温晶振；车载专用晶振；高品质晶振；高稳定晶振；陶瓷谐振器、陶瓷滤波器等各种频率元件。

型号- 49U,49S-SMD,AT38,AT39,UM-5,AT26,50U,49SS-SMD,UM-1,49SS,49S,49T

选型指南 - 惠源晶工 - 2023/9/23 PDF 中文下载

晶科鑫（SJK）晶体振荡器选型指南（简版）

描述- SJK founded in 1989,is a manufacturing-type enterprise of frequency control products.It owns independent brand SJK and complete product line including small SMD crystal oscillator,traditional DIP crystal and oscillator,high-end oscillator(including OSC,VCXO,TCXO,OCXO,VC-TCXO,LVDS/PECL output),SAW device,crystal filter(MCF) and other products.

型号- 7W,3S,7X,7Y,7Z,3V,3X,8N,8T,8W,5VH,7VH,9D,6LC,5D,9J,7DU1,5H,9M,5J,9N,7DU5,9P,9T,5P,1N,5S,9X,5T,5V,5X,1X,6A,6B,6C,6D,6E,6MF,5X2,6F,6G,6MH,6I,6K,7DUT,6N,2N,6S,6T,6V,6X,CF,6Z,2X,6RF,7B,6AW,6RH,7E,7F,3D,7H,7I,7J,7K,7L,3H,7M,7N,3J,7P,7Q,3N,7R,7S,7T,3P,7U,7V

选型指南 - 晶科鑫 - 2023/10/12 PDF 英文下载

东芯恒科（DonXern）晶振全系列产品选型指南

描述- 陕西东芯恒科电子有限公司是由深圳市东兴发展电子有限公司和深圳市晶冠恒电子有限公司合并组成的高新技术企业，2022年由深圳搬迁至美丽的陕西安康高新科技园。主要生产经营石英晶体谐振器、晶体滤波器、振荡器等电子元器件及制品，同时公司提供高端介质滤波器，声表滤波器和陶瓷滤波器等频率元器件。

型号- HC-49S/SMD,HC-46SS/SMD,UM-5,SMD5032-2P,SMD 7050,SMD 5032-4P,SMD 1210,SMD 2520,SMD 5032-2P,SMD 7015,SMD 1612,UM-1,SMD 2016,HC-49U,SMD 3215,SMD 3225,HC-49S,HC-49T

选型指南 - 东芯恒科 - 2024/6/18 PDF 中文下载