谐振腔滤波器及微波电路制造技术

本发明专利技术公开了一种谐振腔滤波器，该谐振腔滤波器包括本体、设置在本体内的谐振腔、穿过本体两相对端面且与谐振腔耦合的波导口、穿过本体一侧表面且与谐振腔连接的多个通孔以及填充于谐振腔内的超材料。本发明专利技术进一步公开了一种微波电路。通过以上方式，本发明专利技术提供的技术方案可在保持原有工作频率不变的前提下减小尺寸，满足器件小型化的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，特别是涉及ー种谐振腔滤波器及微波电路。
技术介绍
随着半导体エ艺的高度发展，对当今的电子系统集成度提出了越来越高的要求，器件的小型化成为了整个产业非常关注的技术问题。然而，不同于IC芯片遵循“摩尔定律”的发展，作为电子系统的另外重要组成-射频器件，却面临着器件小型化的高难度技术挑战，如何减小射频器件的尺寸并提高射频器件性能成为关键问题。谐振腔滤波器作为ー种频率选择装置被广泛应用于通信领域，尤其是射频通信领域，在基站中，谐振腔滤波器用于选择通信信号，滤除通信信号频率外的杂波或干扰信号。现有技术中的谐振腔滤波器的结构如图1所示，现有技术的谐振腔滤波器包括多个谐振腔11，12，13，14，15，16，17以及螺杆21，27，螺杆21分别插置于谐振腔11内，螺杆27插置于谐振腔17内，利用谐振腔11与螺杆21耦合，谐振腔17与螺杆27耦合，调节谐振腔螺杆的插入深度，就可调节S參数及陡峭性，然而，微波电路中各种金属谐振腔由于体积和重量太大，难以和微带电路相集成，因此，亟需提供一种谐振腔滤波器及微波电路，以缩小器件体积，满足器件小型化要求。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种谐振腔滤波器及微波电路，以利用超材料特性在保持原有工作频率不变的前提下减小尺寸，满足器件小型化的需求。本专利技术为解决技术问题而采用的一个技术方案是:提供一种谐振腔滤波器，该谐振腔滤波器包括本体、设置在本体内的谐振腔、穿过本体两相对端面且与谐振腔耦合的波导ロ、穿过所述本体ー侧表面且与所述谐振腔连接的多个通孔以及填充于谐振腔内的超材料。其中，谐振腔滤波器进ー步包括多个螺旋杆，螺旋杆与通孔尺寸配合，每ー螺旋杆分别插置于对应的通孔上。其中，螺旋杆螺旋插置于通孔，且螺旋杆在通孔的的插置深度可调。其中，谐振腔为矩形或圆柱形谐振腔。其中，超材料的介电常数不低于2500。本专利技术为解决技术问题而采用的一个技术方案是:提供ー种微波电路，该微波电路包括谐振腔滤波器，该谐振腔滤波器包括本体、设置在本体内的谐振腔、穿过本体两相对端面且与谐振腔耦合的波导ロ、穿过本体ー侧表面且与谐振腔连接的多个通孔以及填充于谐振腔内的超材料。其中，谐振腔滤波器进ー步包括多个螺旋杆，螺旋杆与通孔尺寸配合，每ー螺旋杆分别插置于对应的通孔上。其中，螺旋杆螺旋插置于通孔，且螺旋杆在通孔的的插置深度可调。其中，谐振腔为矩形或圆柱形谐振腔。其中，超材料的介电常数不低于2500。本专利技术的有益效果是:区别于现有技术的情况，在本专利技术所掲示的技术方案中，将超材料设置于谐振腔滤波器的谐振腔内，由于超材料具有高介电常数特性，因此本专利技术所掲示的谐振腔滤波器和微波电路可在保持原有工作频率不变的前提下减小尺寸，从而满足器件小型化的需求。附图说明图1是现有技术中的谐振腔滤波器的透视图；图2是根据本专利技术ー实施例的谐振腔滤波器的立体结构图；图3是图2所示的谐振腔滤波器的透视图；图4是图2所示的谐振腔滤波器的特性曲线图。具体实施例方式请ー并參见图2和图3，图2是根据本专利技术ー实施例的谐振腔滤波器的立体结构图，图3是图2所示的谐振腔滤波器的透视图，如图2和图3所示，本专利技术的谐振腔滤波器包括本体32、设置在本体32内的谐振腔33、穿过本体32两相对端面且与谐振腔33连接的波导ロ 34、穿过本体32 —侧表面且与谐振腔33连接的多个通孔31以及填充于谐振腔33内的超材料(图未示)。在本专利技术中，利用超材料技术设计出具有超高介电常数的超材料，并用超材料作为腔体滤波器中的谐振器，腔体滤波器在放入该谐振器后，由于超材料具有超高介电常数，因此，在保持原有工作频率不变的情况下，可以使谐振腔33的体积至少缩小三到四倍，进而使得谐振腔滤波器的体积亦可得到相应的减小。其中，超材料的介电常数高，具体而言，其介电常数不低于2500。并且，由于谐振腔33为单谐振腔体，并且采用超材料填充该单谐振腔体，因此可有效降频，并有效提高S參数性能。其中，腔体滤波器进ー步包括多个螺旋杆(图未示)，螺旋杆与通孔31尺寸配合，每ー螺旋杆分别插置于对应的通孔31上，并且，螺旋杆可螺旋插置于通孔31，螺旋杆在通孔31的的插置深度可调，通孔31与作为谐振器的超材料耦合，通过调整螺旋杆与谐振腔33的耦合度从而可达到最佳低损耗高Q值和最佳带外衰减陡峭度。在本专利技术所采用的超材料采用高介电常数低损耗的复合基材，通孔31与加有超材料的谐振腔33耦合，通过调整螺旋杆与谐振腔33的耦合度达到最佳低损耗高Q值、带外衰减陡峭度。另外，通过在谐振腔加超材料介质材料，可达到降频目的，从而使谐振腔体积缩小。并且，添加超材料更可提高谐振腔的介质材料导电率，以达到低损耗目的，从而提高滤波器性能。在本专利技术实施例中，超材料平摆填充于谐振腔33中，且填充有超材料的谐振腔33除可以实现有效的降频外，还可通过设置谐振腔33内超材料的尺寸、分布以及基底材料的介电常数来调整腔体滤波器谐振频率，以及调整激励耦合方式、带内插损、带通频宽、带外衰减陆度、极值零点參数。值得注意的是，图3所示的谐振腔33为矩形谐振腔，但在实际应用中，也可设置为圆柱形谐振腔。另外，由于超材料本身为具有超闻折射率的结构性材料，其超闻折射率有利于微波介质滤波器的小型化，可使滤波器同微波管、微带线一道实现微波电路混合集成化，使器件尺寸达到毫米量级，其价格也比填充有金属的谐振腔更低廉，可进ー步降低成本。图4是图2所示的谐振腔滤波器的特性曲线图。具体而言，图4为Sll參数图，显示滤波器带宽及滤波性能，横轴为频率，纵轴为db值，其中m8为Sll最低点，m6、m7分别表示一个带宽，及在此带宽内的带通值。如图4所示，滤波器仿真得出来的结果，发现S參数有提高，滤波器成为ー个优良的窄带滤波器，其中，中心频率2.5G回波损耗可以达到-60db，m6和m7点的有效带宽均能达到_50db左右，带外衰减陡峭性良好。可见，通过在谐振腔33加入超材料，可达到降频目的，从而使谐振腔体积缩小并提高滤波器的性能。本专利技术进一步公开ー种微波电路，其包括上述掲示的谐振腔滤波器。综上所述，本专利技术所掲示的技术方案中，将超材料设置于谐振腔滤波器的谐振腔33内，由于超材料具有高介电常数特性，因此本专利技术所掲示的谐振腔滤波器和微波电路可在保持原有工作频率不变的前提下减小尺寸，从而满足器件小型化的需求。以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振腔滤波器，其特征在于，所述谐振腔滤波器包括本体、设置在本体内的谐振腔、穿过所述本体两相对端面且与所述谐振腔耦合的波导口、穿过所述本体一侧表面且与所述谐振腔连接的多个通孔以及填充于所述谐振腔内的超材料。

【技术特征摘要】
1.一种谐振腔滤波器，其特征在于，所述谐振腔滤波器包括本体、设置在本体内的谐振腔、穿过所述本体两相对端面且与所述谐振腔耦合的波导ロ、穿过所述本体ー侧表面且与所述谐振腔连接的多个通孔以及填充于所述谐振腔内的超材料。2.根据权利要求1所述的谐振腔滤波器，其特征在于，所述谐振腔滤波器进ー步包括多个螺旋杆，所述螺旋杆与所述通孔尺寸配合，每一所述螺旋杆分别插置于对应的所述通孔上。3.根据权利要求2所述的谐振腔滤波器，其特征在于，所述螺旋杆螺旋插置于所述通孔，且所述螺旋杆在所述通孔的插置深度可调。4.根据权利要求1所述的谐振腔滤波器，其特征在于，所述谐振腔为矩形或圆柱形谐振腔。5.根据权利要求1所述的谐振腔滤波器，其特征在于，所述超材料的介电常数不低于2500。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，徐冠雄，李蔚，尹武，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，
类型：发明
国别省市：