[發(fā)明專利]一種頻率獨立可重構(gòu)的超大頻率比雙頻帶通濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110019741.4
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112635943B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭少勇;唐偉晟
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: H01P1/208
• 分類號: H01P1/208;H01P1/20
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 常柯陽

本發(fā)明公開了一種頻率獨立可重構(gòu)的超大頻率比雙頻帶通濾波器，包括介質(zhì)基板、金屬蓋板和金屬腔體，介質(zhì)基板的上表面設(shè)有微波帶通濾波器，下表面設(shè)有金屬地層，金屬地層上開有第一矩形縫隙和第二矩形縫隙，金屬蓋板上開有第一矩形挖空槽和第二矩形挖空槽，金屬腔體的內(nèi)部安裝有毫米波諧振器；金屬蓋板貼合在金屬腔體上，介質(zhì)基板以其下表面貼合在金屬蓋板上。本發(fā)明頻帶通濾波器的微波與毫米波工作頻率均可以實現(xiàn)互不干擾的獨立調(diào)節(jié)，具有結(jié)構(gòu)緊湊，選擇性高，帶外抑制好，頻率比大，頻率獨立可重構(gòu)的優(yōu)點，且其工作頻率契合第五代無線通信系統(tǒng)標準，因此適合應(yīng)用于第五代無線通信系統(tǒng)。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種頻率獨立可重構(gòu)的超大頻率比雙頻帶通濾波器。

背景技術(shù)

無線通信系統(tǒng)中使用微波頻段和毫米波頻段信號，其中微波頻段具有傳輸距離遠、覆蓋范圍廣等優(yōu)點，以及有頻譜資源少、傳輸速率低等缺點，而毫米波頻段具有頻譜資源多、傳輸速率高等優(yōu)點，以及有傳輸距離和覆蓋范圍有限等缺點，因此同時使用微波頻段和毫米波頻段進行通信能夠取得它們的互補作用，這就是微波頻段和毫米波頻段協(xié)同工作的概念。無論是使用微波頻段還是毫米波頻段，都需要用到帶通濾波器這一關(guān)鍵元件，但如果分別為微波頻段和毫米波頻段各自配備帶通濾波器，則會增加系統(tǒng)復(fù)雜度，從而增加使用成本、工作不穩(wěn)定性以及占用空間等。與此同時，無論是在毫米波或者是微波頻段，在實際中各通信應(yīng)用的工作頻率相離很近，且5G系統(tǒng)中的擴頻、跳頻和動態(tài)頻率分配等通信技術(shù)需要對不同頻率進行切換，若對于每一個頻率都配置一套濾波器，將會大大增加設(shè)備體積和成本。因此，帶通濾波器的頻率可重構(gòu)技術(shù)顯得尤為重要。

現(xiàn)有技術(shù)主要是通過并聯(lián)不同工作頻率的濾波器，并分別兩個濾波器上加載調(diào)諧單元，或者是利用多模諧振器的不同工作模式，并在特定位置加載調(diào)諧單元等實現(xiàn)頻率可重構(gòu)的雙頻帶通濾波器，但是受到諧波干擾和尺寸匹配等限制，難以實現(xiàn)超過3的頻率比，而目前5G通信系統(tǒng)所使用的微波頻段一般低于6GHz，毫米波頻段一般高于24GHz，其頻率比通常遠大于5，因此現(xiàn)有技術(shù)不能很好地滿足5G通信系統(tǒng)或者更先進通信系統(tǒng)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述至少一個技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種頻率獨立可重構(gòu)的超大頻率比雙頻帶通濾波器。

實施例中的頻率獨立可重構(gòu)的超大頻率比雙頻帶通濾波器包括：

介質(zhì)基板；所述介質(zhì)基板的上表面設(shè)有微波帶通濾波器，所述微波帶通濾波器以微帶工藝固定在所述介質(zhì)基板上，所述介質(zhì)基板的下表面設(shè)有金屬地層，所述金屬地層上開有第一矩形縫隙和第二矩形縫隙；

金屬蓋板；所述金屬蓋板上開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與所述第一矩形縫隙對應(yīng)，所述第二矩形挖空槽的尺寸和位置與所述第二矩形縫隙對應(yīng)；

金屬腔體；所述金屬腔體的內(nèi)部安裝有毫米波諧振器；

所述金屬蓋板貼合在所述金屬腔體上以封閉所述金屬腔體，所述介質(zhì)基板以其下表面貼合在所述金屬蓋板上。

進一步地，所述微波帶通濾波器為二階階躍阻抗諧振器。

進一步地，所述二階階躍阻抗諧振器包括第一階躍阻抗諧振器和第二階躍阻抗諧振器，所述第一階躍阻抗諧振器與所述第二階躍阻抗諧振器之間存在電耦合和磁耦合。

進一步地，所述第一階躍阻抗諧振器包括第一直流偏置焊盤、第一扼流電感、第一金屬化過孔、第一變?nèi)荻O管、第一低阻抗匹配線、第一隔直電容、第一高阻抗匹配線和第一50歐姆微帶線，所述第一金屬化過孔穿透所述介質(zhì)基板與所述金屬地層連接，所述第一低阻抗匹配線通過所述第一扼流電感與所述第一直流偏置焊盤連接，所述第一低阻抗匹配線通過所述第一變?nèi)荻O管與所述第一金屬化過孔連接，所述第一低阻抗匹配線通過所述第一隔直電容與所述第一高阻抗匹配線的一端連接，所述第一高阻抗匹配線的另一端與所述第一50歐姆微帶線連接。