一种频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器，包括介质基板、金属盖板和金属腔体，介质基板的上表面设有微波带通滤波器，下表面设有金属地层，金属地层上开有第一矩形缝隙和第二矩形缝隙，金属盖板上开有第一矩形挖空槽和第二矩形挖空槽，金属腔体的内部安装有毫米波谐振器；金属盖板贴合在金属腔体上，介质基板以其下表面贴合在金属盖板上。本发明专利技术频带通滤波器的微波与毫米波工作频率均可以实现互不干扰的独立调节，具有结构紧凑，选择性高，带外抑制好，频率比大，频率独立可重构的优点，且其工作频率契合第五代无线通信系统标准，因此适合应用于第五代无线通信系统。本发明专利技术广泛应用于无线通信技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器
本专利技术涉及无线通信
，尤其是一种频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器。
技术介绍
无线通信系统中使用微波频段和毫米波频段信号，其中微波频段具有传输距离远、覆盖范围广等优点，以及有频谱资源少、传输速率低等缺点，而毫米波频段具有频谱资源多、传输速率高等优点，以及有传输距离和覆盖范围有限等缺点，因此同时使用微波频段和毫米波频段进行通信能够取得它们的互补作用，这就是微波频段和毫米波频段协同工作的概念。无论是使用微波频段还是毫米波频段，都需要用到带通滤波器这一关键元件，但如果分别为微波频段和毫米波频段各自配备带通滤波器，则会增加系统复杂度，从而增加使用成本、工作不稳定性以及占用空间等。与此同时，无论是在毫米波或者是微波频段，在实际中各通信应用的工作频率相离很近，且5G系统中的扩频、跳频和动态频率分配等通信技术需要对不同频率进行切换，若对于每一个频率都配置一套滤波器，将会大大增加设备体积和成本。因此，带通滤波器的频率可重构技术显得尤为重要。现有技术主要是通过并联不同工作频率的滤波器，并分别两个滤波器上加载调谐单元，或者是利用多模谐振器的不同工作模式，并在特定位置加载调谐单元等实现频率可重构的双频带通滤波器，但是受到谐波干扰和尺寸匹配等限制，难以实现超过3的频率比，而目前5G通信系统所使用的微波频段一般低于6GHz，毫米波频段一般高于24GHz，其频率比通常远大于5，因此现有技术不能很好地满足5G通信系统或者更先进通信系统的要求。
技术实现思路
>针对上述至少一个技术问题，本专利技术的目的在于提供一种频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器。实施例中的频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器包括：介质基板；所述介质基板的上表面设有微波带通滤波器，所述微波带通滤波器以微带工艺固定在所述介质基板上，所述介质基板的下表面设有金属地层，所述金属地层上开有第一矩形缝隙和第二矩形缝隙；金属盖板；所述金属盖板上开有第一矩形挖空槽和第二矩形挖空槽，所述第一矩形挖空槽的尺寸和位置与所述第一矩形缝隙对应，所述第二矩形挖空槽的尺寸和位置与所述第二矩形缝隙对应；金属腔体；所述金属腔体的内部安装有毫米波谐振器；所述金属盖板贴合在所述金属腔体上以封闭所述金属腔体，所述介质基板以其下表面贴合在所述金属盖板上。进一步地，所述微波带通滤波器为二阶阶跃阻抗谐振器。进一步地，所述二阶阶跃阻抗谐振器包括第一阶跃阻抗谐振器和第二阶跃阻抗谐振器，所述第一阶跃阻抗谐振器与所述第二阶跃阻抗谐振器之间存在电耦合和磁耦合。进一步地，所述第一阶跃阻抗谐振器包括第一直流偏置焊盘、第一扼流电感、第一金属化过孔、第一变容二极管、第一低阻抗匹配线、第一隔直电容、第一高阻抗匹配线和第一50欧姆微带线，所述第一金属化过孔穿透所述介质基板与所述金属地层连接，所述第一低阻抗匹配线通过所述第一扼流电感与所述第一直流偏置焊盘连接，所述第一低阻抗匹配线通过所述第一变容二极管与所述第一金属化过孔连接，所述第一低阻抗匹配线通过所述第一隔直电容与所述第一高阻抗匹配线的一端连接，所述第一高阻抗匹配线的另一端与所述第一50欧姆微带线连接。进一步地，所述第二阶跃阻抗谐振器包括第二直流偏置焊盘、第二扼流电感、第二金属化过孔、第二变容二极管、第二低阻抗匹配线、第二隔直电容、第二高阻抗匹配线和第二50欧姆微带线，所述第二金属化过孔穿透所述介质基板与所述金属地层连接，所述第二低阻抗匹配线通过所述第二扼流电感与所述第二直流偏置焊盘连接，所述第二低阻抗匹配线通过所述第二变容二极管与所述第二金属化过孔连接，所述第二低阻抗匹配线通过所述第二隔直电容与所述第二高阻抗匹配线的一端连接，所述第二高阻抗匹配线的另一端与所述第二50欧姆微带线连接。进一步地，所述介质基板上还设有第三金属化过孔，所述第三金属化过孔穿透所述介质基板与所述金属地层连接；所述第一低阻抗匹配线与所述第二低阻抗匹配线之间以交指电容进行电耦合，所述第一高阻抗匹配线与所述第二高阻抗匹配线之间通过所述第三金属化过孔进行磁耦合。进一步地，所述金属腔体内设有第一子腔体和第二子腔体，所述第一子腔体的位置与所述第一矩形挖空槽和所述第一矩形缝隙对应，所述第二子腔体的位置与所述第二矩形挖空槽和所述第二矩形缝隙对应，所述毫米波谐振器包括第一介质调谐单元、第一金属把手、第二介质调谐单元和第二金属把手，所述第一介质调谐单元置于所述第一子腔体内，所述第二介质调谐单元置于所述第二子腔体内，所述第一金属把手用于带动所述第一介质调谐单元在所述第一子腔体内转动，所述第二金属把手用于带动所述第二介质调谐单元在所述第二子腔体内转动，所述第一子腔体和所述第二子腔体之间通过耦合窗口连通。进一步地，所述第一介质调谐单元包括第一介质十字架和第一介质圆柱柄，所述金属腔体的接近所述第一子腔体一侧设有第一扇形槽和第一圆孔，所述第一圆孔位于所述第一扇形槽内，所述第一圆孔从所述金属腔体一侧垂直贯穿至所述第一子腔体内，所述第一介质圆柱柄穿过所述第一圆孔，所述第一介质圆柱柄在所述第一子腔体内的一端连接所述第一介质十字架，所述第一介质圆柱柄的另一端连接所述第一金属把手，使得所述第一金属把手转动时通过所述第一介质圆柱柄带动所述第一介质十字架转动，所述第一扇形槽用于限制所述第一金属把手的转动角度范围。进一步地，所述第二介质调谐单元包括第二介质十字架和第二介质圆柱柄，所述金属腔体的接近所述第二子腔体一侧设有第二扇形槽和第二圆孔，所述第二圆孔位于所述第二扇形槽内，所述第二圆孔从所述金属腔体一侧垂直贯穿至所述第二子腔体内，所述第二介质圆柱柄穿过所述第二圆孔，所述第二介质圆柱柄在所述第二子腔体内的一端连接所述第二介质十字架，所述第二介质圆柱柄的另一端连接所述第二金属把手，使得所述第二金属把手转动时通过所述第二介质圆柱柄带动所述第二介质十字架转动，所述第二扇形槽用于限制所述第二金属把手的转动角度范围。进一步地，所述第一子腔体和所述第二子腔体的底面长边上分别设有方形直角凸边，所述第一子腔体中的方形直角凸边与所述第二子腔体中的方形直角凸边关于所述耦合窗口对称。本专利技术的有益效果是：实施例中的频带通滤波器，其微波与毫米波工作频率均可以实现互不干扰的独立调节，具有结构紧凑，选择性高，带外抑制好，频率比大，频率独立可重构的优点，且其工作频率契合第五代无线通信系统标准，因此适合应用于第五代无线通信系统或者更先进的无线通信系统。附图说明图1为实施例中带通滤波器的整体结构图；图2为实施例中带通滤波器的二阶阶跃阻抗谐振器部分的结构图；图3为实施例中带通滤波器的金属腔体部分的结构图；图4为实施例中带通滤波器的金属腔体部分的结构图；图5为实施例中频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器的整体结构图；图6为实施例中测量的固定毫米波频率不变而单独调节微波频率的回波损耗随频率变化图；图7为实施例中测量的固定毫米波频率不变而单独调节微波频率的插本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器，其特征在于，包括：/n介质基板；所述介质基板的上表面设有微波带通滤波器，所述微波带通滤波器以微带工艺固定在所述介质基板上，所述介质基板的下表面设有金属地层，所述金属地层上开有第一矩形缝隙和第二矩形缝隙；/n金属盖板；所述金属盖板上开有第一矩形挖空槽和第二矩形挖空槽，所述第一矩形挖空槽的尺寸和位置与所述第一矩形缝隙对应，所述第二矩形挖空槽的尺寸和位置与所述第二矩形缝隙对应；/n金属腔体；所述金属腔体的内部安装有毫米波谐振器；/n所述金属盖板贴合在所述金属腔体上以封闭所述金属腔体，所述介质基板以其下表面贴合在所述金属盖板上。/n

【技术特征摘要】
1.一种频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器，其特征在于，包括：
介质基板；所述介质基板的上表面设有微波带通滤波器，所述微波带通滤波器以微带工艺固定在所述介质基板上，所述介质基板的下表面设有金属地层，所述金属地层上开有第一矩形缝隙和第二矩形缝隙；
金属盖板；所述金属盖板上开有第一矩形挖空槽和第二矩形挖空槽，所述第一矩形挖空槽的尺寸和位置与所述第一矩形缝隙对应，所述第二矩形挖空槽的尺寸和位置与所述第二矩形缝隙对应；
金属腔体；所述金属腔体的内部安装有毫米波谐振器；
所述金属盖板贴合在所述金属腔体上以封闭所述金属腔体，所述介质基板以其下表面贴合在所述金属盖板上。


2.根据权利要求1所述的频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器，其特征在于，所述微波带通滤波器为二阶阶跃阻抗谐振器。


3.根据权利要求2所述的频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器，其特征在于，所述二阶阶跃阻抗谐振器包括第一阶跃阻抗谐振器和第二阶跃阻抗谐振器，所述第一阶跃阻抗谐振器与所述第二阶跃阻抗谐振器之间存在电耦合和磁耦合。


4.根据权利要求3所述的频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器，其特征在于，所述第一阶跃阻抗谐振器包括第一直流偏置焊盘、第一扼流电感、第一金属化过孔、第一变容二极管、第一低阻抗匹配线、第一隔直电容、第一高阻抗匹配线和第一50欧姆微带线，所述第一金属化过孔穿透所述介质基板与所述金属地层连接，所述第一低阻抗匹配线通过所述第一扼流电感与所述第一直流偏置焊盘连接，所述第一低阻抗匹配线通过所述第一变容二极管与所述第一金属化过孔连接，所述第一低阻抗匹配线通过所述第一隔直电容与所述第一高阻抗匹配线的一端连接，所述第一高阻抗匹配线的另一端与所述第一50欧姆微带线连接。


5.根据权利要求4所述的频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器，其特征在于，所述第二阶跃阻抗谐振器包括第二直流偏置焊盘、第二扼流电感、第二金属化过孔、第二变容二极管、第二低阻抗匹配线、第二隔直电容、第二高阻抗匹配线和第二50欧姆微带线，所述第二金属化过孔穿透所述介质基板与所述金属地层连接，所述第二低阻抗匹配线通过所述第二扼流电感与所述第二直流偏置焊盘连接，所述第二低阻抗匹配线通过所述第二变容二极管与所述第二金属化过孔连接，所述第二低阻抗匹配线通过所述第二隔直电容与所述第二高阻抗匹配线的一端连接，所述第二高阻抗匹配线的另一端与所述第二50欧姆微带线连接。


6.根据权利要求5所述的频率独立可重构的超大频率比双频带通滤波器，其特征在于，所述介质基板上还设有第三金属化过孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑少勇，唐伟晟，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44