[发明专利]可开关谐振器结构及具有该结构的介质波导滤波器

说明书

本发明涉及一种可开关谐振器结构，包含介质波导谐振器，介质波导谐振器包括介质块和设置在介质块表面的导电层，其还包括开关电路，开关电路具有二极管和置于介质块表面的导电盘，二极管的阴极接地，开关二极管的阳极分别连接导电盘和开关信号。本发明应用于介质波导滤波器的可开关谐振器结构，通过开关信号控制二极管的导通或截止，介质波导谐振器的表面电流分布不同，使得谐振频率发生变化从而实现可开关谐振器功能。本可开关谐振器结构在保持现有介质波导滤波器技术优点的情况下实现开关的功能。

技术领域

本发明涉及通信设备组件技术领域，尤其涉及一种可开关谐振器结构及具有该结构的介质波导滤波器。

背景技术

随着信息通信产业的快速发展，移动通信系统不断地更新换代。作为移动通信系统的关键元件之一，微波滤波器也在持续地发展和更新。5G时代基站滤波器的总体用量将大大提升，这就对基站滤波器的尺寸、重量、损耗、发热性能等提出了更加严格的要求。另外，可以预测包括目前已经起步的6G移动通信系统在内的未来移动通信系统对基站滤波器的要求也会越来越高。介质波导滤波器凭借损耗小，体积小，重量轻，Q值高，稳定性好，功率容量高等优点，成为基站滤波器的主流选择。介质波导滤波器是通过在一体成型的高介电常数介质陶瓷结构表面金属化来实现的。现有介质波导滤波器的设计主要是单模设计，即仅利用介质波导谐振器的一个模式（主模）进行滤波器设计。因此，设计一个四阶的介质波导滤波器就需要四个介质波导谐振器。在保证滤波性能的前提下，减少谐振器的个数进而减小介质波导滤波器的尺寸具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于，解决上述现有技术中的不足，本发明提出一种可开关谐振器结构及具有该结构的介质波导滤波器。

为了实现本发明目的，本发明提供的可开关谐振器结构，包含介质波导谐振器，所述介质波导谐振器包括介质块和设置在所述介质块表面的导电层，其特征在于：还包括开关电路，所述开关电路具有二极管和置于介质块表面的导电盘，所述二极管的阴极接地，开关二极管的阳极分别连接导电盘和开关信号。

本发明在矩形介质波导谐振器的表面电场较强处刻蚀一个非金属化圆环并设置二极管，通过控制二极管和的导通和截止改变介质波导谐振器的主模TM₁₁₀模的谐振频率，从而实现一种可开关介质波导谐振器。通过控制导电盘直径，优化打开和关闭两个状态下谐振频率的距离，从而在设计滤波开关时得到较高的隔离。改变一个或多个谐振器的谐振频率，实现对滤波通带的开和关。由于所提出的结构无需金属腔体，因此该滤波开关不但损耗低、隔离高，而且尺寸小、重量轻。

此外，本发明还提出了一种四阶介质波导滤波开关，由介质部分和电路板部分组成，所述介质部分包括四个依次通过电感耦合窗耦合的第一至第四介质谐振器和两个分别用于激励输入端介质谐振器和输出端介质谐振器工作的馈电圆柱，所述四个介质谐振器的外部表面覆盖有导电层；电路板部分包括：电路板、两根设置于电路板上表面的其外端分别与信号输入端口、信号输出端口连接的金属条带、两个设置于电路板下表面且分别与所述金属条带的内端电连接的馈电圆盘、和分别设置于馈电圆盘外的耦合槽，所述馈电圆柱分别与馈电圆盘电连接，其特征在于：所述第二谐振器和第三谐振器具有如权利要求1-6任一项所述的可开关谐振器结构。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1是本发明可开关介质波导谐振器三维爆炸图。

图2是PIN管分别处于导通和截止状态时谐振器的谐振频率随Dc的变化曲线。

图3是四阶介质波导滤波开关三维爆炸图。

图4（a）是四阶介质波导滤波开关打开状态的仿真结果图。

图4（b）是四阶介质波导滤波开关关闭状态的仿真结果图。

图5（a）是四阶介质波导滤波开关打开状态的测试与仿真结果比图。