專利名稱：諧振腔濾波器及微波電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及ー種諧振腔濾波器及微波電路。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體エ藝的高度發(fā)展，對(duì)當(dāng)今的電子系統(tǒng)集成度提出了越來(lái)越高的要求，器件的小型化成為了整個(gè)產(chǎn)業(yè)非常關(guān)注的技術(shù)問(wèn)題。然而，不同于IC芯片遵循“摩爾定律”的發(fā)展，作為電子系統(tǒng)的另外重要組成-射頻器件，卻面臨著器件小型化的高難度技術(shù)挑戰(zhàn)，如何減小射頻器件的尺寸并提高射頻器件性能成為關(guān)鍵問(wèn)題。諧振腔濾波器作為ー種頻率選擇裝置被廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域，尤其是射頻通信領(lǐng)域，在基站中，諧振腔濾波器用于選擇通信信號(hào)，濾除通信信號(hào)頻率外的雜波或干擾信號(hào)?，F(xiàn)有技術(shù)中的諧振腔濾波器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的諧振腔濾波器包括多個(gè)諧振腔11，12，13，14，15，16，17以及螺桿21，27，螺桿21分別插置于諧振腔11內(nèi)，螺桿27插置于諧振腔17內(nèi)，利用諧振腔11與螺桿21耦合，諧振腔17與螺桿27耦合，調(diào)節(jié)諧振腔螺桿的插入深度，就可調(diào)節(jié)S參數(shù)及陡峭性，然而，微波電路中各種金屬諧振腔由于體積和重量太大，難以和微帶電路相集成，因此，亟需提供一種諧振腔濾波器及微波電路，以縮小器件體積，滿足器件小型化要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種諧振腔濾波器及微波電路，以利用超材料特性在保持原有工作頻率不變的前提下減小尺寸，滿足器件小型化的需求。本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題而采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種諧振腔濾波器，該諧振腔濾波器包括本體、設(shè)置在本體內(nèi)的諧振腔、穿過(guò)本體兩相對(duì)端面且與諧振腔耦合的波導(dǎo)ロ、穿過(guò)所述本體ー側(cè)表面且與所述諧振腔連接的多個(gè)通孔以及填充于諧振腔內(nèi)的超材料。其中，諧振腔濾波器進(jìn)ー步包括多個(gè)螺旋桿，螺旋桿與通孔尺寸配合，每ー螺旋桿分別插置于對(duì)應(yīng)的通孔上。其中，螺旋桿螺旋插置于通孔，且螺旋桿在通孔的的插置深度可調(diào)。其中，諧振腔為矩形或圓柱形諧振腔。其中，超材料的介電常數(shù)不低于2500。本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題而采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供ー種微波電路，該微波電路包括諧振腔濾波器，該諧振腔濾波器包括本體、設(shè)置在本體內(nèi)的諧振腔、穿過(guò)本體兩相對(duì)端面且與諧振腔耦合的波導(dǎo)ロ、穿過(guò)本體ー側(cè)表面且與諧振腔連接的多個(gè)通孔以及填充于諧振腔內(nèi)的超材料。其中，諧振腔濾波器進(jìn)ー步包括多個(gè)螺旋桿，螺旋桿與通孔尺寸配合，每ー螺旋桿分別插置于對(duì)應(yīng)的通孔上。其中，螺旋桿螺旋插置于通孔，且螺旋桿在通孔的的插置深度可調(diào)。
其中，諧振腔為矩形或圓柱形諧振腔。其中，超材料的介電常數(shù)不低于2500。本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，在本發(fā)明所掲示的技術(shù)方案中，將超材料設(shè)置于諧振腔濾波器的諧振腔內(nèi)，由于超材料具有高介電常數(shù)特性，因此本發(fā)明所掲示的諧振腔濾波器和微波電路可在保持原有工作頻率不變的前提下減小尺寸，從而滿足器件小型化的需求。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的諧振腔濾波器的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的諧振腔濾波器的立體結(jié)構(gòu)圖；圖3是圖2所示的諧振腔濾波器的透視圖；圖4是圖2所示的諧振腔濾波器的特性曲線圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)ー并參見(jiàn)圖2和圖3，圖2是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的諧振腔濾波器的立體結(jié)構(gòu)圖，圖3是圖2所示的諧振腔濾波器的透視圖，如圖2和圖3所示，本發(fā)明的諧振腔濾波器包括本體32、設(shè)置在本體32內(nèi)的諧振腔33、穿過(guò)本體32兩相對(duì)端面且與諧振腔33連接的波導(dǎo)ロ 34、穿過(guò)本體32 —側(cè)表面且與諧振腔33連接的多個(gè)通孔31以及填充于諧振腔33內(nèi)的超材料(圖未示)。在本發(fā)明中，利用超材料技術(shù)設(shè)計(jì)出具有超高介電常數(shù)的超材料，并用超材料作為腔體濾波器中的諧振器，腔體濾波器在放入該諧振器后，由于超材料具有超高介電常數(shù)，因此，在保持原有工作頻率不變的情況下，可以使諧振腔33的體積至少縮小三到四倍，進(jìn)而使得諧振腔濾波器的體積亦可得到相應(yīng)的減小。其中，超材料的介電常數(shù)高，具體而言，其介電常數(shù)不低于2500。并且，由于諧振腔33為單諧振腔體，并且采用超材料填充該單諧振腔體，因此可有效降頻，并有效提高S參數(shù)性能。其中，腔體濾波器進(jìn)ー步包括多個(gè)螺旋桿(圖未示)，螺旋桿與通孔31尺寸配合，每ー螺旋桿分別插置于對(duì)應(yīng)的通孔31上，并且，螺旋桿可螺旋插置于通孔31，螺旋桿在通孔31的的插置深度可調(diào)，通孔31與作為諧振器的超材料耦合，通過(guò)調(diào)整螺旋桿與諧振腔33的耦合度從而可達(dá)到最佳低損耗高Q值和最佳帶外衰減陡峭度。在本發(fā)明所采用的超材料采用高介電常數(shù)低損耗的復(fù)合基材，通孔31與加有超材料的諧振腔33耦合，通過(guò)調(diào)整螺旋桿與諧振腔33的耦合度達(dá)到最佳低損耗高Q值、帶外衰減陡峭度。另外，通過(guò)在諧振腔加超材料介質(zhì)材料，可達(dá)到降頻目的，從而使諧振腔體積縮小。并且，添加超材料更可提高諧振腔的介質(zhì)材料導(dǎo)電率，以達(dá)到低損耗目的，從而提高濾波器性能。在本發(fā)明實(shí)施例中，超材料平擺填充于諧振腔33中，且填充有超材料的諧振腔33除可以實(shí)現(xiàn)有效的降頻外，還可通過(guò)設(shè)置諧振腔33內(nèi)超材料的尺寸、分布以及基底材料的介電常數(shù)來(lái)調(diào)整腔體濾波器諧振頻率，以及調(diào)整激勵(lì)耦合方式、帶內(nèi)插損、帶通頻寬、帶外衰減陸度、極值零點(diǎn)參數(shù)。
值得注意的是，圖3所示的諧振腔33為矩形諧振腔，但在實(shí)際應(yīng)用中，也可設(shè)置為圓柱形諧振腔。另外，由于超材料本身為具有超聞?wù)凵渎实慕Y(jié)構(gòu)性材料，其超聞?wù)凵渎视欣谖⒉ń橘|(zhì)濾波器的小型化，可使濾波器同微波管、微帶線一道實(shí)現(xiàn)微波電路混合集成化，使器件尺寸達(dá)到毫米量級(jí)，其價(jià)格也比填充有金屬的諧振腔更低廉，可進(jìn)ー步降低成本。圖4是圖2所示的諧振腔濾波器的特性曲線圖。具體而言，圖4為Sll參數(shù)圖，顯示濾波器帶寬及濾波性能，橫軸為頻率，縱軸為db值，其中m8為Sll最低點(diǎn)，m6、m7分別表示一個(gè)帶寬，及在此帶寬內(nèi)的帶通值。如圖4所示，濾波器仿真得出來(lái)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)S參數(shù)有提高，濾波器成為ー個(gè)優(yōu)良的窄帶濾波器，其中，中心頻率2.5G回波損耗可以達(dá)到-60db，m6和m7點(diǎn)的有效帶寬均能達(dá)到_50db左右，帶外衰減陡峭性良好?？梢?jiàn)，通過(guò)在諧振腔33加入超材料，可達(dá)到降頻目的，從而使諧振腔體積縮小并提高濾波器的性能。本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)ー種微波電路，其包括上述掲示的諧振腔濾波器。綜上所述，本發(fā)明所掲示的技術(shù)方案中，將超材料設(shè)置于諧振腔濾波器的諧振腔33內(nèi)，由于超材料具有高介電常數(shù)特性，因此本發(fā)明所掲示的諧振腔濾波器和微波電路可在保持原有工作頻率不變的前提下減小尺寸，從而滿足器件小型化的需求。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種諧振腔濾波器，其特征在于，所述諧振腔濾波器包括本體、設(shè)置在本體內(nèi)的諧振腔、穿過(guò)所述本體兩相對(duì)端面且與所述諧振腔耦合的波導(dǎo)ロ、穿過(guò)所述本體ー側(cè)表面且與所述諧振腔連接的多個(gè)通孔以及填充于所述諧振腔內(nèi)的超材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振腔濾波器，其特征在于，所述諧振腔濾波器進(jìn)ー步包括多個(gè)螺旋桿，所述螺旋桿與所述通孔尺寸配合，每一所述螺旋桿分別插置于對(duì)應(yīng)的所述通孔上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振腔濾波器，其特征在于，所述螺旋桿螺旋插置于所述通孔，且所述螺旋桿在所述通孔的插置深度可調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振腔濾波器，其特征在于，所述諧振腔為矩形或圓柱形諧振腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振腔濾波器，其特征在于，所述超材料的介電常數(shù)不低于2500。
6.一種微波電路，其特征在于，所述微波電路包括諧振腔濾波器，所述諧振腔濾波器包括本體、設(shè)置在本體內(nèi)的諧振腔、穿過(guò)所述本體兩相對(duì)端面且與所述諧振腔耦合的波導(dǎo)ロ、穿過(guò)所述本體ー側(cè)表面且與所述諧振腔連接的多個(gè)通孔以及填充于所述諧振腔內(nèi)的超材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微波電路，其特征在于，所述諧振腔濾波器進(jìn)ー步包括多個(gè)螺旋桿，所述螺旋桿與所述通孔尺寸配合，每一所述螺旋桿分別插置于對(duì)應(yīng)的所述通孔上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微波電路，其特征在于，所述螺旋桿螺旋插置于所述通孔，且所述螺旋桿在所述通孔的插置深度可調(diào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微波電路，其特征在于，所述諧振腔為矩形或圓柱形諧振腔。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微波電路，其特征在于，所述超材料的介電常數(shù)不低于2500。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種諧振腔濾波器，該諧振腔濾波器包括本體、設(shè)置在本體內(nèi)的諧振腔、穿過(guò)本體兩相對(duì)端面且與諧振腔耦合的波導(dǎo)口、穿過(guò)本體一側(cè)表面且與諧振腔連接的多個(gè)通孔以及填充于諧振腔內(nèi)的超材料。本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)了一種微波電路。通過(guò)以上方式，本發(fā)明提供的技術(shù)方案可在保持原有工作頻率不變的前提下減小尺寸，滿足器件小型化的需求。
文檔編號(hào)H01P1/208GK103094650SQ20111033784
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者劉若鵬, 徐冠雄, 李蔚, 尹武 申請(qǐng)人:深圳光啟高等理工研究院