【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及通信設(shè)備組件，尤其涉及一種小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器及包含所述諧振器的雙通帶濾波器。
技術(shù)介紹
1、隨著5g-advanced已在各大城市部署應(yīng)用，為了適應(yīng)其更高的傳輸速率和更低的時(shí)延需求，射頻器件的尺寸、性能和成本都需要進(jìn)一步提升。介質(zhì)波導(dǎo)濾波器以其高品質(zhì)因數(shù)、低插損、高介電常數(shù)、較寬的溫度范圍和靈活的輸入輸出形式等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中。通過結(jié)合傳統(tǒng)脊波導(dǎo)和介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，組合成性能更優(yōu)的介質(zhì)脊波導(dǎo)濾波器，對(duì)射頻器件小型化的發(fā)展具有十分重要的意義。然而現(xiàn)有的介質(zhì)脊波導(dǎo)濾波器尺寸還不夠小。同時(shí)，現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)需要覆蓋的頻段也越來越多，如果一個(gè)頻段用一個(gè)濾波器則會(huì)增加濾波器的數(shù)量，雙通帶或多通帶的濾波器就能解決該問題減少濾波器的數(shù)量。而雙通帶或多通帶濾波器的設(shè)計(jì)比單通帶更為復(fù)雜，主要體現(xiàn)在各通帶頻率和模式的獨(dú)立可控。
2、現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)主要有兩點(diǎn)：
3、第一點(diǎn)是濾波器尺寸偏大。現(xiàn)有的雙模獨(dú)立可控的雙通帶介質(zhì)波導(dǎo)濾波器其尺寸普遍很大，而且需要印刷電路板進(jìn)行耦合、饋電，這既增加了濾波器在設(shè)計(jì)和制造時(shí)復(fù)雜度，又增加制作成本。
4、第二點(diǎn)是雙模可控的雙通帶介質(zhì)波導(dǎo)濾波器研究較少。
5、基于此，本專利技術(shù)提出了一種矩形雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器及包含所述諧振器的雙通帶濾波器，同時(shí)具有小型化、雙模可控、高品質(zhì)因數(shù)和低插入損耗的優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于，解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本專利技術(shù)提出一種小
2、為了實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)提供的小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，包括表面金屬化的介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，所述介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的上表面設(shè)置有頻率調(diào)節(jié)盲孔，所述介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的上表面開設(shè)有橫截面呈矩形的上脊，下表面開設(shè)有橫截面呈矩形的下脊，所述上脊與下脊平行且分設(shè)于頻率調(diào)節(jié)盲孔的左右兩側(cè)。
3、進(jìn)一步的，介質(zhì)波導(dǎo)諧振器具有主模準(zhǔn)tm110模、第一高次模準(zhǔn)tm120模和第二高次模準(zhǔn)tem模，所述頻率調(diào)節(jié)盲孔位于介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的上表面的中心處，用于調(diào)節(jié)主模準(zhǔn)tm110模和第二高次模準(zhǔn)tem模的諧振頻率，所述上脊和下脊位于第一高次模準(zhǔn)tm120模的電場較強(qiáng)處，用于控制第一高次模準(zhǔn)tm120模的諧振頻率。
4、本諧振器中，主模準(zhǔn)tm110模和第二高次模準(zhǔn)tem模的諧振頻率通過頻率調(diào)節(jié)盲孔的深度獨(dú)立地調(diào)節(jié)，所述第一高次模準(zhǔn)tm120模的諧振頻率通過上脊和下脊的深度獨(dú)立地調(diào)節(jié)。
5、此外，本專利技術(shù)還要求保護(hù)一種小型化四階雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)雙通帶濾波器，具有表面金屬化的介質(zhì)塊，其特征在于：介質(zhì)塊包括依次通過第一至第三耦合膜片連接的四個(gè)前述的小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，從輸入端至輸出端分別為第一介質(zhì)波導(dǎo)諧振器、第二介質(zhì)波導(dǎo)諧振器、第三介質(zhì)波導(dǎo)諧振器和第四介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，四個(gè)小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的上脊和下脊分別位于一條直線上并貫通，第一諧振器下表面開設(shè)有位于上脊下方的輸入端金屬化盲孔，第四諧振器下表面開設(shè)有位于上脊下方的輸出端金屬化盲孔，所述輸入探針、輸出探針分別嵌入輸入端金屬化盲孔、輸出端金屬化盲孔進(jìn)行饋電。
6、本專利技術(shù)小型化四階雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)雙通帶濾波器，還具有輸入端同軸連接器和輸出端同軸連接器，所述第一介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的下表面設(shè)置有與輸入端金屬化盲孔相接的第一未金屬化圓環(huán)，所述第四介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的下表面設(shè)置有與輸出端金屬化盲孔相接的第二未金屬化圓環(huán)，輸入端同軸連接器的內(nèi)導(dǎo)體與輸入探針連接，輸入端同軸連接器的外導(dǎo)體與第一介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的表面金屬層連接；輸出端同軸連接器的內(nèi)導(dǎo)體與輸出探針連接，輸出端同軸連接器的外導(dǎo)體與第四介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的表面金屬層連接；通過調(diào)整輸入饋電探針的插入深度進(jìn)行輸入端口耦合強(qiáng)度的調(diào)節(jié)，通過調(diào)整輸出饋電探針的插入深度進(jìn)行輸出端口耦合強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。
7、進(jìn)一步的，第一至第三耦合膜片均開設(shè)兩個(gè)位于中軸線兩側(cè)的豎向通孔，位于同一耦合膜片的兩豎向通孔之間形成耦合窗口，第一至第三耦合膜片的下表面開設(shè)有與下脊相通的第一至第三耦合槽；通過第一、第二和第三耦合膜片兩通孔的間距獨(dú)立地調(diào)節(jié)相鄰諧振器之間的低頻耦合系數(shù)，通過第一、第二和第三耦合槽的深度獨(dú)立地調(diào)節(jié)相鄰諧振器之間的高頻耦合系數(shù)。
8、更進(jìn)一步的，所述第二膜片上表面設(shè)置用于微調(diào)第二介質(zhì)波導(dǎo)諧振器與第三介質(zhì)波導(dǎo)諧振器之間高頻段耦合系數(shù)的第一耦合調(diào)節(jié)盲孔；所述第三膜片上表面設(shè)置用于微調(diào)第三介質(zhì)波導(dǎo)諧振器與第四介質(zhì)波導(dǎo)諧振器之間高頻段耦合系數(shù)的第二耦合調(diào)節(jié)盲孔。
9、信號(hào)由輸入端同軸連接器經(jīng)輸入饋電探針和輸入端金屬化盲孔饋入第一介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，通過第一耦合膜片進(jìn)行耦合，實(shí)現(xiàn)源負(fù)載耦合，然后依次經(jīng)過第二介質(zhì)波導(dǎo)諧振器、第二耦合膜片、第三介質(zhì)波導(dǎo)諧振器、第三耦合膜片耦合至第四介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，并經(jīng)輸出端金屬化盲孔和輸出饋電探針后從輸出端同軸連接器輸出。
10、本專利技術(shù)小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器是在原矩形介質(zhì)波導(dǎo)基礎(chǔ)上，在上表面中心開設(shè)一個(gè)盲孔，分別在上表面四分之一邊長和下表面四分之三邊長處開一個(gè)矩形脊，利用脊波導(dǎo)具有低主模截止頻率優(yōu)異的物理特性，使其構(gòu)成雙脊介質(zhì)諧振器。此諧振器可以獨(dú)立控制主模和高次模并具有小型化的特點(diǎn)。
11、采用小型化雙脊介質(zhì)波導(dǎo)諧振器實(shí)現(xiàn)了一種小型化四階矩形雙脊雙模雙通帶介質(zhì)波導(dǎo)濾波器，該雙通帶濾波器利用盲孔深度控制主模頻率、利用雙脊的深度調(diào)節(jié)高次模頻率，同時(shí)利用耦合窗口長度、開槽深度獨(dú)立控制低頻與高頻的耦合系數(shù)，在實(shí)現(xiàn)小尺寸的同時(shí)兼具雙模獨(dú)立控制。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，包括表面金屬化的介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，所述介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的上表面設(shè)置有頻率調(diào)節(jié)盲孔（C），所述介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的上表面開設(shè)有橫截面呈矩形的上脊（A），下表面開設(shè)有橫截面呈矩形的下脊（B），所述上脊（A）與下脊（B）平行且分設(shè)于頻率調(diào)節(jié)盲孔（C）的左右兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，其特征在于：所述介質(zhì)波導(dǎo)諧振器具有主模準(zhǔn)TM110模、第一高次模準(zhǔn)TM120模和第二高次模準(zhǔn)TEM模，所述頻率調(diào)節(jié)盲孔（C）位于介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的上表面的中心處，用于調(diào)節(jié)主模準(zhǔn)TM110模和第二高次模準(zhǔn)TEM模的諧振頻率，所述上脊（A）和下脊（B）位于第一高次模準(zhǔn)TM120模的電場較強(qiáng)處，用于控制第一高次模準(zhǔn)TM120模的諧振頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，其特征在于：上脊（A）和下脊（B）分別位于介質(zhì)波導(dǎo)諧振器中心軸線的四分之一和四分之三處，并且上脊（A）的深度與下脊（B）的深度相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，其特征在于：所述主模準(zhǔn)TM110模和第二
5.一種小型化四階雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)雙通帶濾波器，具有表面金屬化的介質(zhì)塊，其特征在于：介質(zhì)塊包括依次通過第一至第三耦合膜片（7、8、9）連接的四個(gè)如權(quán)利要求1所述的小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，從輸入端至輸出端分別為第一介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR1）、第二介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR2）、第三介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR3）和第四介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR4），四個(gè)小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的上脊（A）和下脊（B）分別位于一條直線上并貫通，第一諧振器（DR1）下表面開設(shè)有位于上脊（A）下方的輸入端金屬化盲孔（3），第四諧振器（DR4）下表面開設(shè)有位于上脊（A）下方的輸出端金屬化盲孔（4），所述輸入探針（P1）、輸出探針（P2）分別嵌入輸入端金屬化盲孔（3）、輸出端金屬化盲孔（4）進(jìn)行饋電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的小型化四階雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)雙通帶濾波器，其特征在于：還具有輸入端同軸連接器（1）和輸出端同軸連接器（6），所述第一介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR1）的下表面設(shè)置有與輸入端金屬化盲孔（3）相接的第一未金屬化圓環(huán)（2），所述第四介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR4）的下表面設(shè)置有與輸出端金屬化盲孔（4）相接的第二未金屬化圓環(huán)（5），輸入端同軸連接器（1）的內(nèi)導(dǎo)體與輸入探針（P1）連接，輸入端同軸連接器（1）的外導(dǎo)體與第一介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR1）的表面金屬層連接；輸出端同軸連接器（6）的內(nèi)導(dǎo)體與輸出探針（P2）連接，輸出端同軸連接器（6）的外導(dǎo)體與第四介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR4）的表面金屬層連接；通過調(diào)整輸入饋電探針（P1）的插入深度進(jìn)行輸入端口耦合強(qiáng)度的調(diào)節(jié)，通過調(diào)整輸出饋電探針（P2）的插入深度進(jìn)行輸出端口耦合強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的小型化四階雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)雙通帶濾波器，其特征在于：第一至第三耦合膜片（7、8、9）均開設(shè)兩個(gè)位于中軸線兩側(cè)的豎向通孔，位于同一耦合膜片的兩豎向通孔之間形成耦合窗口，第一至第三耦合膜片（7、8、9）的下表面開設(shè)有與下脊（B）相通的第一至第三耦合槽（10、11、12）；通過第一、第二和第三耦合膜片（7、8、9）兩通孔的間距獨(dú)立地調(diào)節(jié)相鄰諧振器之間的低頻耦合系數(shù)，通過第一、第二和第三耦合槽（10、11、12）的深度獨(dú)立地調(diào)節(jié)相鄰諧振器之間的高頻耦合系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的小型化四階雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)雙通帶濾波器，其特征在于：所述第二膜片（8）上表面設(shè)置用于微調(diào)第二介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR2）與第三介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR3）之間高頻段耦合系數(shù)的第一耦合調(diào)節(jié)盲孔（13）；所述第三膜片（9）上表面設(shè)置用于微調(diào)第三介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR3）與第四介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR4）之間高頻段耦合系數(shù)的第二耦合調(diào)節(jié)盲孔（14）。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的小型化四階雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)雙通帶濾波器，其特征在于：所述第一耦合膜片（7）兩豎向通孔的間距等于第三膜片耦合膜片（9）兩豎向通孔的間距。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的小型化四階雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)雙通帶濾波器，其特征在于：信號(hào)由輸入端同軸連接器（1）經(jīng)輸入饋電探針（P1）和輸入端金屬化盲孔（3）饋入第一介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR1），通過第一耦合膜片（7）進(jìn)行耦合，實(shí)現(xiàn)源負(fù)載耦合，然后依次經(jīng)過第二介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（R2）、第二耦合膜片（8）、第三介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（DR3）、第三耦合膜片（9）耦合至第四介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（D...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，包括表面金屬化的介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，所述介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的上表面設(shè)置有頻率調(diào)節(jié)盲孔（c），所述介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的上表面開設(shè)有橫截面呈矩形的上脊（a），下表面開設(shè)有橫截面呈矩形的下脊（b），所述上脊（a）與下脊（b）平行且分設(shè)于頻率調(diào)節(jié)盲孔（c）的左右兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，其特征在于：所述介質(zhì)波導(dǎo)諧振器具有主模準(zhǔn)tm110模、第一高次模準(zhǔn)tm120模和第二高次模準(zhǔn)tem模，所述頻率調(diào)節(jié)盲孔（c）位于介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的上表面的中心處，用于調(diào)節(jié)主模準(zhǔn)tm110模和第二高次模準(zhǔn)tem模的諧振頻率，所述上脊（a）和下脊（b）位于第一高次模準(zhǔn)tm120模的電場較強(qiáng)處，用于控制第一高次模準(zhǔn)tm120模的諧振頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，其特征在于：上脊（a）和下脊（b）分別位于介質(zhì)波導(dǎo)諧振器中心軸線的四分之一和四分之三處，并且上脊（a）的深度與下脊（b）的深度相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，其特征在于：所述主模準(zhǔn)tm110模和第二高次模準(zhǔn)tem模的諧振頻率通過頻率調(diào)節(jié)盲孔（c）的深度獨(dú)立地調(diào)節(jié)，所述第一高次模準(zhǔn)tm120模的諧振頻率通過上脊（a）和下脊（b）的深度獨(dú)立地調(diào)節(jié)。
5.一種小型化四階雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)雙通帶濾波器，具有表面金屬化的介質(zhì)塊，其特征在于：介質(zhì)塊包括依次通過第一至第三耦合膜片（7、8、9）連接的四個(gè)如權(quán)利要求1所述的小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器，從輸入端至輸出端分別為第一介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（dr1）、第二介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（dr2）、第三介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（dr3）和第四介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（dr4），四個(gè)小型化雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)諧振器的上脊（a）和下脊（b）分別位于一條直線上并貫通，第一諧振器（dr1）下表面開設(shè)有位于上脊（a）下方的輸入端金屬化盲孔（3），第四諧振器（dr4）下表面開設(shè)有位于上脊（a）下方的輸出端金屬化盲孔（4），所述輸入探針（p1）、輸出探針（p2）分別嵌入輸入端金屬化盲孔（3）、輸出端金屬化盲孔（4）進(jìn)行饋電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的小型化四階雙脊雙模介質(zhì)波導(dǎo)雙通帶濾波器，其特征在于：還具有輸入端同軸連接器（1）和輸出端同軸連接器（6），所述第一介質(zhì)波導(dǎo)諧振器（dr1）的下表面設(shè)置有與輸入端金屬化盲孔（3）相...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：秦偉，陸林夕，陳建新，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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