一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器

本发明属于滤波器，特别是涉及一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器。

背景技术：

1、随着万物互联以及车联网的发展，频谱资源稀缺以及多制式通信标准的兼容问题迫在眉睫，为满足射频前端系统对传输响应的动态需求，可调滤波器具有高效的频谱利用率而成为研究热点。

2、可调滤波器依据频率调谐方式不同可分为机械调谐和电调谐等。其中电调速度快且易于集成，常用于微带线和介质集成波导等平面电路。机械调谐虽然速度慢，但稳定性高且性能好，可实现宽频带的调节范围，更适用于高品质因数的腔体谐振器。

3、可调滤波器包括频率可调与带宽可调，带宽可调滤波器的报道相对较少，其难点在于带宽调节需要对频率和模式耦合进行同步控制。基于腔体谐振器的带宽可调电路，需通过机械调节控制耦合结构尺寸来改变模式耦合。现有的机械调节方式只适用于谐振腔内单个工作模式时的频率带宽可调，而多模式的频率带宽同步调谐难度大，研究较少。

4、申请号：202310534455.0专利名称为一种可调同轴滤波器中公开了一种滤波器，采用同轴阶梯式阻抗谐振器，内部由一个中间的圆柱体和两个末端的圆柱体组成，形成哑铃结构，在哑铃结构中间插入介质柱，之后通过改变哑铃状圆柱体的半径，达到改变中心频率的目的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器，通过但是在本专利中采用了多模腔体谐振器，内部引入两对垂直介质柱和可移动金属地，通过改变介质柱长度调节te101和te011两种模式的频率，通过调节可移动金属地的位置调控两个模式耦合值，从而实现滤波器频率与带宽的同步可调节。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明为一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器，包括腔体谐振器、介质柱、可移动输入馈电网络和可移动输出馈电网络：

4、介质柱于腔体谐振器内部设有两对，两对介质柱相互垂直设置并位于腔体谐振器中部，每对的两个介质柱间距可调；可移动输入馈电网络和可移动输出馈电网络均具有可移动金属地；可移动输入馈电网络和可移动输出馈电网络分别设于腔体谐振器上腔体的两端。

5、介质柱的端部设置有金属螺钉。

6、介质柱的介电常数为36.5。

7、腔体谐振器的材质为氧化铝，腔体谐振器的四周镀上一层金属银。

8、可移动金属地包括金属支撑柱和可移动金属板，腔体谐振器的金属壁上开设有孔，金属支撑柱的一端连接可移动金属板，另一端穿过孔伸出腔体谐振器的金属壁。

9、可移动输入馈电网络和可移动输出馈电网络的特性阻抗均为50ω。

10、腔体谐振器还包括介质基板和同轴探针，介质基板设有两个，一个介质基板位于介质柱和可移动金属板之间，腔体谐振器的金属壁上和介质基板开设有对应同轴探针的孔，同轴探针穿过腔体谐振器金属壁和介质基板上孔，同轴探针的穿出端部设置有金属微带线。

11、介质基板和可移动金属板之间具有空气层。

12、介质基板的介电常数为2.2。

13、本发明具有以下有益效果：

14、本发明利用微带直接馈电方式，实现矩形腔体中两个模式te101和te011的同步激励，且模式激励具有独立性，互不干扰。

15、本发明通过可移动金属板实现两种模式外部耦合的同步调节，从而改变通带的绝对带宽，同时保持腔体滤波器通带内的低损耗。

16、本发明通过引入两对垂直介质柱完成了两个模式频带中心频率的独立可调，实现通带频率的宽范围调节，且在不同频率下带宽值可同步调节，实现频率与带宽的独立可调。

17、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器，其特征在于，所述介质柱(2)的端部设置有金属螺钉。

3.根据权利要求1所述的一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器，其特征在于，所述介质柱(2)的介电常数为36.5。

4.根据权利要求1所述的一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器，其特征在于，腔体谐振器(1)的材质为氧化铝，腔体谐振器(1)的四周镀上一层金属银。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器，其特征在于，所述可移动金属地(7)包括金属支撑柱(5)和可移动金属板(3)，所述腔体谐振器(1)的金属壁上开设有孔，金属支撑柱(5)的一端连接可移动金属板(3)，另一端穿过孔伸出腔体谐振器(1)的金属壁。

6.根据权利要求4所述的一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器，其特征在于，可移动输入馈电网络和可移动输出馈电网络的特性阻抗均为50ω。

7.根据权利要求4所述的一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器，其特征在于，腔体谐振器(1)还包括介质基板(6)和同轴探针(4)，所述介质基板(6)设有两个，一个所述介质基板(6)位于介质柱(2)和可移动金属板(3)之间，所述腔体谐振器(1)的金属壁上和介质基板(6)开设有对应同轴探针(4)的孔，所述同轴探针(4)穿过腔体谐振器(1)金属壁和介质基板(6)上孔，同轴探针(4)的穿出端部设置有金属微带线(8)。

8.根据权利要求7所述的一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器，其特征在于，介质基板(6)和可移动金属板(3)之间具有空气层。

9.根据权利要求8所述的一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器，其特征在于，介质基板(6)的介电常数为2.2。

技术总结
本发明公开了一种基于单个腔体谐振器的频率带宽可调滤波器，属于滤波器技术领域。本发明包括腔体谐振器、可移动输入馈电网络和可移动输出馈电网络：腔体谐振器内设有两对介质柱，两对介质柱相互垂直设置并位于腔体谐振器中部，每对的两个介质柱间距可调；可移动输入馈电网络和可移动输出馈电网络均具有可移动金属地；可移动输入馈电网络和可移动输出馈电网络分别设于腔体谐振器上腔体的两端。本发明的频率带宽可调滤波器通过所嵌入的介质柱长度独立控制腔体谐振器两个基模的频率，通过可移动金属地的位置同时改变两个基模的外部耦合，从而进行通带宽范围的频率与带宽可重构。

技术研发人员：方欣,李园春,施慧敏,武震天
受保护的技术使用者：安徽大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1