【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于通信设备测量，具体涉及一种同轴集总电容结构、高通滤波器及连续双工器。
技术介绍
1、随着5g和物联网技术的快速发展，无线通信系统和传感器系统发挥重要作用，并且需要更宽的工作带宽。因此，在微波和毫米波频率范围内的系统和高性能器件起着关键的作用。在毫米波频率下，无源和有源电路(例如毫米波集成电路)的片上测量需要使用矢量网络分析仪、频率扩展模块和片上测量探针。连接探针与扩展模块的波导或同轴电缆，以及测量设备本身，是测量带宽的主要限制因素。
2、为了完全获取所需频率范围内的数据，毫米波器件和电路的片上测量通常需要多个不同频段范围的测量装置。这种方法需要重新配置探针，并重复预热和校准过程。此外，每个波段需要不同的探针，并且使用的校准方法和基板也可能不同。重复测量会增加探针与被测设备(dut)和校准片的接触，从而造成焊盘额外的磨损和探针触点位置的变化。因此，分频段测量的方法不仅耗时，会产生额外的误差、不确定性和测量中的不连续性，同时还会增加dut的磨损。
3、为了解决这个问题，一种方案是研发超宽带的矢量网络分析仪，在矢量网络分析仪内部通过定向耦合器或宽带连续双工器完成频率合成。另一种解决方案是通过集成宽带连续双工器和片上探针，结合传统的分频段测量设备，可以将两个不同频段的信号一起输入双工器中，双工器输出宽带信号到gsg探针尖端。故宽带连续双工器在超宽带测试系统中有着重要的作用。
4、但是公开文献中报道的双工器大部分工作频率低、带宽较窄或频段不连续。公开号为：cn117766963a的中国专利
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种同轴集总电容结构，可以应用在高通滤波器及连续双工器，该同轴集总电容结构基于增材制造技术设计，旨在实现电学性能优异、易于与各种有源和无源器件集成、制造成本较低、适合广泛应用的高通滤波器和宽带连续双工器。
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种同轴集总电容结构，包括类平行板电容器结构、上导体、下导体和外导体，类平行板电容器结构、上导体和下导体共同组成内导体，设置在外导体中，类平行板电容器结构采用金属—介质—金属层叠布置的结构，类平行板电容器结构两端分别连接上导体和下导体。
3、进一步的，基于增材制造工艺，包含五层结构，类平行板电容器结构位于第三层，外导体位于第一层至第五层，其中第三层分为三层，类平行板电容器结构中介质位于第3-2层，金属位于第3-1层和第3-3层，上导体位于第3-3层，下导体位于第3-1层，类平行板电容器结构的面积与电容值呈正比。
4、进一步的，外导体和内导体之间有多个周期排列的条状结构的介质，位于第3-2层，用于支撑悬空的内导体，类平行板电容器结构中的介质与条状结构的介质相同。
5、进一步的，位于第3-3层的上导体的下层布置介质，位于第3-1层的下导体的上层布置介质。
6、第二方面，本专利技术提供一种基于同轴集总电容结构的高通滤波器，包括依次连接的第一阶谐振器、第二阶谐振器、第三阶谐振器、第四阶谐振器和第五阶谐振器；第一阶谐振器、第三阶谐振器和第五阶谐振器均采用上述的同轴集总电容结构来实现高通滤波器原型中的串联电容，第二阶谐振器和第四阶谐振器均采用短路枝节线替代高通滤波器原型中的并联电感。
7、进一步的，第二阶谐振器和第四阶谐振器分别包括两个相同的短路枝节沿内导体的轴线方向对称布置，相当于两个短路枝节并联，加倍短路枝节的阻抗值。
8、进一步的，第二谐振器的短路枝节的宽度小于第四谐振器的短路枝节的宽度，第二谐振器的短路枝节的长度小于第四谐振器的短路枝节的长度。
9、进一步的，第一谐振器中所用类平行板电容器结构中上下层金属的重叠长度、第五谐振器中类平行板电容器结构中上下层金属的重叠长度和第三谐振器中类平行板电容器结构中上下层金属的重叠长度依次减小。
10、第三方面，本专利技术提供一种基于同轴集总电容结构的连续双工器，包括低频输出传输线段、高频输出传输线段、公共输入传输线段、低通滤波器和高通滤波器；公共输入传输线段的两端分别与低通滤波器的输入端和高通滤波器的输入端相连，低频输出传输线段与低通滤波器的输出端相连，高频输出传输线段与高通滤波器的输出端相连；
11、高通滤波器采用上述的高通滤波器结构；
12、低通滤波器基于t形sir枝节加载的结构，包括依次连接的第一谐振器至第五谐振器，第一谐振器、第三谐振器和第五谐振器采用高阻抗传输线，第二谐振器和第四谐振器采用枝节加载结构替代低阻抗传输线。
13、进一步的，低通滤波器中第二阶谐振器的加载枝节沿同轴线宽度方向截面不变，第四阶谐振器的加载枝节沿同轴线宽度方向截面呈两阶阶梯变化。
14、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术创新性地在同轴传输线中实现了集总电容结构，解决了无法用串并联的开路或短路支节在传输线形式的滤波器中实现串联电容结构的问题。
15、其次，基于本专利技术设计的同轴集总电容结构，本专利技术在同轴传输线中实现了高通滤波器，其工作频率高，工作带宽宽，损耗低，有大规模应用的潜力。
16、最后，本专利技术实现了基于同轴传输线的宽带连续双工器，其损耗更低，电学性能更好，体积更小，易于与各种有源和无源器件集成，同时双工器中的低通滤波器采用t型sir枝节加载的结构，开路枝节可以在滤波器的阻带插入传输零点，使低通滤波器具有更好的阻带抑制性能，总之，本专利技术所设计的宽带连续双工器可实际应用于小型化的超宽带片上/同轴测试系统，是其重要组成部分。
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1.一种同轴集总电容结构，其特征在于，包括类平行板电容器结构（11）、上导体（12）、下导体（13）和外导体（14），类平行板电容器结构（11）、上导体（12）和下导体（13）共同组成内导体，设置在外导体（14）中，类平行板电容器结构（11）采用金属—介质—金属层叠布置的结构，类平行板电容器结构（11）两端分别连接上导体（12）和下导体（13）。
2.根据权利要求1所述的同轴集总电容结构，其特征在于，基于增材制造工艺，包含五层结构，类平行板电容器结构（11）位于第三层，外导体位于第一层至第五层，其中第三层分为三层，类平行板电容器结构（11）中介质位于第3-2层，金属位于第3-1层和第3-3层，上导体（12）位于第3-3层，下导体（13）位于第3-1层，类平行板电容器结构（11）的面积与电容值呈正比。
3.根据权利要求2所述的同轴集总电容结构，其特征在于，外导体（14）和内导体之间有多个周期排列的条状结构的介质，位于第3-2层，用于支撑悬空的内导体，类平行板电容器结构（11）中的介质与条状结构的介质相同。
4.根据权利要求2所述的同轴集总电容结构
5.一种基于同轴集总电容结构的高通滤波器，其特征在于，包括依次连接的第一阶谐振器（21）、第二阶谐振器（22）、第三阶谐振器（23）、第四阶谐振器（24）和第五阶谐振器（25）；第一阶谐振器（21）、第三阶谐振器（23）和第五阶谐振器（25）均采用权利要求1-5任一项所述的同轴集总电容结构，第二阶谐振器（22）和第四阶谐振器（24）均采用短路枝节线替代并联电感，第二阶谐振器（22）和第四阶谐振器（24）采用短路枝节并联。
6.根据权利要求5所述的基于同轴集总电容结构的高通滤波器，其特征在于，第二阶谐振器（22）和第四阶谐振器（24）分别包括两个相同的短路枝节沿内导体的轴线方向对称布置，加倍短路枝节的阻抗值。
7.根据权利要求5所述的基于同轴集总电容结构的高通滤波器，其特征在于，第二谐振器（22）的短路枝节的宽度小于第四谐振器（27）的短路枝节的宽度，第二谐振器（22）的短路枝节的长度小于第四谐振器（27）的短路枝节的长度。
8.根据权利要求5所述的基于同轴集总电容结构的高通滤波器，其特征在于，第一谐振器（21）中所用类平行板电容器结构（11）中上下层金属的重叠长度、第五谐振器（25）中类平行板电容器结构（11）中上下层金属的重叠长度和第三谐振器（23）中类平行板电容器结构（11）中上下层金属的重叠长度依次减小。
9.一种基于同轴集总电容结构的连续双工器，其特征在于，包括低频输出传输线段（31）、高频输出传输线段（32）、公共输入传输线段（33）、低通滤波器（34）和高通滤波器（35）；公共输入传输线段（33）的两端分别与低通滤波器（34）的输入端和高通滤波器（35）的输入端相连，低频输出传输线段（31）与低通滤波器（34）的输出端相连，高频输出传输线段（32）与高通滤波器（35）的输出端相连；
10.根据权利要求9所述的基于同轴集总电容结构的连续双工器，其特征在于，低通滤波器（34）中第二阶谐振器的加载枝节沿同轴线宽度方向截面不变，第四阶谐振器的加载枝节沿同轴线宽度方向截面呈两阶阶梯变化。
...【技术特征摘要】
1.一种同轴集总电容结构，其特征在于，包括类平行板电容器结构（11）、上导体（12）、下导体（13）和外导体（14），类平行板电容器结构（11）、上导体（12）和下导体（13）共同组成内导体，设置在外导体（14）中，类平行板电容器结构（11）采用金属—介质—金属层叠布置的结构，类平行板电容器结构（11）两端分别连接上导体（12）和下导体（13）。
2.根据权利要求1所述的同轴集总电容结构，其特征在于，基于增材制造工艺，包含五层结构，类平行板电容器结构（11）位于第三层，外导体位于第一层至第五层，其中第三层分为三层，类平行板电容器结构（11）中介质位于第3-2层，金属位于第3-1层和第3-3层，上导体（12）位于第3-3层，下导体（13）位于第3-1层，类平行板电容器结构（11）的面积与电容值呈正比。
3.根据权利要求2所述的同轴集总电容结构，其特征在于，外导体（14）和内导体之间有多个周期排列的条状结构的介质，位于第3-2层，用于支撑悬空的内导体，类平行板电容器结构（11）中的介质与条状结构的介质相同。
4.根据权利要求2所述的同轴集总电容结构，其特征在于，位于第3-3层的上导体（12）的下层布置介质，位于第3-1层的下导体（13）的上层布置介质。
5.一种基于同轴集总电容结构的高通滤波器，其特征在于，包括依次连接的第一阶谐振器（21）、第二阶谐振器（22）、第三阶谐振器（23）、第四阶谐振器（24）和第五阶谐振器（25）；第一阶谐振器（21）、第三阶谐振器（23）和第五阶谐振器（25）均采用权利要求1-5任一项所述的同轴集总电容结构，第二阶谐振器（22）和第四阶谐振器（24...
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