一种基于单调谐柱的双频频率可调滤波器

本发明属于射频滤波电路，具体涉及一种基于单调谐柱的双频频率可调滤波器。

背景技术：

1、无线通信发展迅速，终端设备需求爆炸式增长，高性能小型化的射频前端器件成为大势所趋。滤波器作为射频无源器件，对终端设备的杂波滤除和抗干扰具有重要意义，而频率可重构滤波器能实现多频段多制式覆盖，具有强抗干扰和高通信容量的优势，可在实现射频前端灵活可调的同时，减小电路体积、降低电路成本。

2、近些年频率可调滤波器发展迅速，在平面微带电路、介质集成波导、介质谐振器和波导谐振腔等加工技术上都有实现。其中腔体谐振器具有高品质因数和多谐振模式等优势，适用于低损耗多频带可调滤波器的设计。现有基于腔体谐振器的可调电路多为单频带频率可调滤波器，多频可调滤波器需构建多个调谐单元，结构复杂，频率切换速度慢，无法满足射频前端对于高性能、小型化电路的需求。

3、综上，现有频率可调滤波器的发展在实际设计中受到各方面的限制。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于提供一种基于单调谐柱的双频频率可调滤波器，以解决背景技术中提出的问题。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、一种基于单调谐柱的双频频率可调滤波器，包括矩形腔体，矩形腔体内通过金属板分隔为对称的两个腔体谐振器，两个腔体谐振器中心处均加载有十字介质柱，两个所述十字介质柱通过一根可旋转的调谐柱相连，所述十字介质柱均由第一介质柱和第二介质柱十字交叉而成；

4、两个所述腔体谐振器上分别设有输入馈电结构和输出馈电结构，输入馈电结构和输出馈电结构中均包括同轴探针、介质基板和金属微带线，金属微带线靠近腔体谐振器中心处；

5、通过旋转调谐柱改变两对相互垂直的第一介质柱和第二介质柱在腔体谐振器内的投影长度，以控制腔体谐振器的两个基模te011模式和tm110模式的中心频率。

6、作为本发明的进一步优化方案，所述金属板四周与矩形腔体内壁连接，金属板的中心处开设有十字形槽线，金属板板面上水平、竖直方向均对称开设有长方形槽线。

7、作为本发明的进一步优化方案，所述腔体谐振器和所述金属板材质均为镀银氧化铝。

8、作为本发明的进一步优化方案，两对所述第一介质柱和所述第二介质柱的介电常数为5.7。

9、作为本发明的进一步优化方案，所述调谐柱的材料为铁氟龙。

10、作为本发明的进一步优化方案，所述输入馈电结构中，所述金属微带线向上偏转，与水平方向垂直，使输入信号从同轴探针传输到金属微带线，通过输入端金属微带线直接对腔体谐振器进行馈电，腔体谐振器中的两个模式被同步激励；

11、所述输出馈电结构中，金属微带线向上偏转，与水平方向垂直，金属微带线接受两个模式的信号。

12、作为本发明的进一步优化方案，所述金属微带线的介电常数为2.2，厚度为1.57mm。

13、作为本发明的进一步优化方案，所述输入馈电结构的输入端口和所述输出馈电结构的输出端口的特性阻抗均为50ω。

14、本发明的有益效果在于：

15、（1）本发明采用腔体微带直接耦合的馈电结构，通过对双模式外部耦合的调控，实现通带调节范围内中心频率的调谐。并且品质因素增加、插入损耗减小，谐振器的数量也减少。

16、（2）本发明利用微带线作为腔体谐振器的馈电结构，同步激励腔体谐振腔中两个正交模式，且双模式激励具有独立性，可实现双频滤波器的设计。

17、（3）本发明在谐振腔内用一根调谐柱串联一对十字介质柱，通过旋转调谐柱可实现谐振腔内两个模式频率的同步调控，电路调谐结构和调谐方式简单，频率切换速度快。

18、（4）本发明的微带馈电结构嵌入在谐振腔内部，不增加外部结构，减小了电路体积，而腔体谐振器的高品质因素可实现低损耗的电路设计。

技术特征：

1.一种基于单调谐柱的双频频率可调滤波器，其特征在于，包括矩形腔体（1），矩形腔体（1）内通过金属板（7）分隔为对称的两个腔体谐振器（2），两个腔体谐振器（2）中心处均加载有十字介质柱（4），两个所述十字介质柱（4）通过一根可旋转的调谐柱（3）相连，所述十字介质柱（4）均由第一介质柱（41）和第二介质柱（42）十字交叉而成；

2.根据权利要求1所述的一种基于单调谐柱的双频频率可调滤波器，其特征在于：所述金属板（7）四周与矩形腔体（1）内壁连接，金属板（7）的中心处开设有十字形槽线（71），金属板（7）板面上水平、竖直方向均对称开设有长方形槽线（72）。

3.根据权利要求2所述的一种基于单调谐柱的双频频率可调滤波器，其特征在于：所述腔体谐振器（2）和所述金属板（7）材质均为镀银氧化铝。

4.根据权利要求1所述的一种基于单调谐柱的双频频率可调滤波器，其特征在于：两对所述第一介质柱（41）和所述第二介质柱（42）的介电常数为5.7。

5.根据权利要求1所述的一种基于单调谐柱的双频频率可调滤波器，其特征在于：所述调谐柱（3）的材料为铁氟龙。

6.根据权利要求1所述的一种基于单调谐柱的双频频率可调滤波器，其特征在于：所述输入馈电结构（6）中，所述金属微带线（53）向上偏转，与水平方向垂直，使输入信号从同轴探针（51）传输到金属微带线（53），通过输入端金属微带线（53）直接对腔体谐振器（2）进行馈电，腔体谐振器（2）中的两个模式被同步激励；

7.根据权利要求1所述的一种基于单调谐柱的双频频率可调滤波器，其特征在于：所述金属微带线（53）的介电常数为2.2，厚度为1.57mm。

8.根据权利要求1所述的一种基于单调谐柱的双频频率可调滤波器，其特征在于：所述输入馈电结构（6）的输入端口和所述输出馈电结构（5）的输出端口的特性阻抗均为50ω。

技术总结
本发明属于射频滤波电路技术领域内的一种基于单调谐柱的双频频率可调滤波器，包括矩形腔体以及通过金属板分隔为对称的两个腔体谐振器，两个腔体谐振器中心处均加载有十字介质柱，两个十字介质柱通过一根可旋转的调谐柱相连，十字介质柱由第一介质柱和第二介质柱十字交叉而成；输入馈电结构和输出馈电结构包括同轴探针、介质基板和金属微带线，通过旋转调谐柱改变两对相互垂直的第一介质柱和第二介质柱在腔体谐振器内的投影长度，以控制腔体谐振器的两个基模TE<subgt;011</subgt;模式和TM<subgt;110</subgt;模式的中心频率；本发明在谐振腔内用一根调谐柱串联一对十字介质柱，通过旋转调谐柱可实现谐振腔内两个模式频率的同步调控，电路调谐结构和调谐方式简单，频率切换速度快。

技术研发人员：武震天,施慧敏,方欣
受保护的技术使用者：安徽大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/5