[发明专利]一种谐振腔

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种谐振腔。

背景技术

滤波器是无线电技术中的常见器件之一，被广泛应用于通讯、雷达、导航、电子对抗、卫星、测试仪表等电子设备中。滤波器内部装有谐振腔，滤波器的体积主要取决于谐振腔的个数和容积。而微波谐振腔的谐振频率取决于该腔的容积，一般来说，谐振腔容积越大谐振频率越低，谐振腔容积减小谐振频率越高，因此如何实现在不增大谐振腔尺寸的情况下降低谐振腔的谐振频率对于滤波器的小型化具有重要的意义。

通过在谐振腔内设置超材料，利用超材料的高折射率、高介电常数的特性，能够在不改变谐振腔的体积的条件下有效降低谐振腔的谐振频率，也即相当于相同谐振频率下实现了减小谐振腔的体积。但是，实验表明，超材料与谐振腔的输入端、输出端的耦合效果很差，导致信号的导入、导出效率很低，极大地影响了超材料在谐振腔中的应用效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述超材料与谐振腔的耦合效果差的缺陷，提供一种耦合效果好、信号传导效率高的谐振腔。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种谐振腔，包括具有内腔的壳体，所述内腔的相向的两侧壁上各连接有一贴片天线，在所述两贴片天线之间还设置有超材料块，所述超材料块包括至少一个超材料片层，每个所述超材料片层包括基板和附着在所述基板上周期性排布的多个人造微结构，所述人造微结构为导电材料的丝线组成的具有几何图形的结构。

在本发明所述的谐振腔中，所述贴片天线为圆极化天线，包括非金属材料制成的介质板和所述介质板上贴附的金属片。

在本发明所述的谐振腔中，所述金属片位于所述介质板的朝向壳体内部的一侧表面上。

在本发明所述的谐振腔中，所述金属片为矩形金属片，且所述矩形金属片的四个角上分别开设有向矩形的中心点延伸的槽。

在本发明所述的谐振腔中，所述介质板与所述内腔的侧壁壁面贴合，使所述壳体成为所述贴片天线的接地端。

在本发明所述的谐振腔中，所述介质板一面贴有金属片，另一面设有同轴线，所述同轴线穿过所述介质板与所述金属片电连接，所述谐振腔以所述两个贴片天线的同轴线分别为输入端、输出端。

在本发明所述的谐振腔中，所述超材料片层垂直于所述贴片天线，且所述超材料块位于壳体正中间。

在本发明所述的谐振腔中，所述金属片为圆形、圆环形、矩形、切去至少一个角的矩形或者三角形。

在本发明所述的谐振腔中，所述贴片天线的介质板、金属片的材料分别与所述超材料片层的基板、人造微结构的材料相同。

在本发明所述的谐振腔中，所述贴片天线的频率与所述超材料块的谐振频率相当。

实施本发明的谐振腔，具有以下有益效果：采用本发明的谐振腔，通过设置具有高介电常数的超材料块，可以降低谐振腔的谐振频率；通过在输入、输出之间耦合贴片天线，能够提高耦合性能，从而将信号高效率地从输入端导入腔内，再把信号高效率地从输出端到处，进而提高滤波器的性能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明优选实施例的谐振腔的结构示意图；

图2是图1中贴片天线的金属片的正视图；

图3是另一实施例的金属片的正视图；

图4是图1中的贴片天线的S11仿真图；

图5是图1所示谐振腔的仿真图。

具体实施方式

本发明涉及一种谐振腔，如图1所示，包括壳体、输入端、输出端、超材料块和贴片天线。

壳体1通常由铜制成，具有方形的内腔1。壳体上方设置有腔盖，将内腔1封闭成一个独立的空腔。在垂直于腔盖的内腔1侧壁上，在其中两个相平行的侧壁表面各设置有一贴片天线。超材料块位于两贴片天线之间，本发明一方面利用超材料块的高介电常数的特征来降低谐振腔的谐振频率，另一方面利用贴片天线来提高超材料块与输入、输出之间的耦合效果，提高信号传输效率。