[发明专利]一种滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种滤波器。

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，谐振腔容积越小谐振频率越高，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。图1所示的滤波器，包括输入端1和输出端2，输入端1和输出端2通过金属盘5和6进行耦合，输入端1包括与金属盘5电连接的导体3，输出端2包括有与金属盘6电连接的导体4，金属盘5和6之间设置两块超材料，每块超材料由多个超材料片层8叠加而成，超材料通过支座支撑在腔体内。通过对该滤波器进行仿真，得到其对应的S参数特性曲线图如图2所示，由于S11接近0dB，所以所测频段内的电磁波几乎都被反射回来，由于S21没有出现峰值，所以所测频段内该滤波器几乎没有电磁波通过，因此该结构的滤波器在所测频段内的滤波性能不佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术中使用超材料的滤波器滤波效果差的现象，提供一种耦合效果好、信号传导效率高的滤波器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种滤波器，包括具有内腔的腔体、安装在所述腔体上的输入端和输出端，所述输入端和输出端通过位于所述腔体内分别与输入端或者输出端相连的金属盘相耦合，所述金属盘之间设置有至少一个谐振子，在所述腔体中沿输入端到输出端方向设置有至少一个相对放置且电连接的两块金属盘结构。

在本发明的优选实施方式中，所述谐振子为超材料，所述超材料包括至少一个超材料片层，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至少一个人造微结构，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。

在本发明的优选实施方式中，所述腔体内设置有调谐装置。

在本发明的优选实施方式中，所述调谐装置为调谐螺杆。

在本发明的优选实施方式中，所述超材料通过支架支撑在所述腔体内。

在本发明的优选实施方式中，所述相互电连接的两块金属盘通过支架支撑在所述腔体内。

在本发明的优选实施方式中，所述支架为微波透波材料。

在本发明的优选实施方式中，所述基板为FR4(玻璃纤维环氧树脂)或者F4B(聚四氟乙烯玻璃布)。

在本发明的优选实施方式中，所述基板为树脂基材料、铁电材料、铁氧材料或者铁磁材料。

在本发明的优选实施方式中，所述基板为陶瓷材料。

实施本发明的滤波器，具有以下有益效果：通过在滤波器的腔体内沿输入端到输出端方向设置相互电连接的金属盘结构，可以提高滤波器的输入端与输出端之间的耦合性能，有利于将信号高效率地从输入端导入腔内，以及将信号高效率地从输出端导出，同时提高了滤波器的滤波性能。

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是现有技术中一种滤波器的结构示意图；

图2是图1所示滤波器的S参数特性仿真图；

图3是实施例中滤波器沿输入端至输出端方向的剖面示意图；

图4是图2所示滤波器的俯视示意图；

图5是实施例中带调谐螺杆的滤波器的示意图；

图6是图5所示滤波器的S参数特性仿真图。

具体实施方式

本发明涉及一种滤波器，如图3和图4所示，、包括具有内腔的腔体、安装在腔体上的输入端1和输出端2，输入端1和输出端2通过金属盘5和6相互耦合，输入端1包括位于输入端中间的导线3和输出端2包括位于输出端中间的导线4，导线3和4分别与金属盘5和6电连接，在金属盘5和6之间设置有两个超材料，每个超材料由6个超材料片层8叠加而成，超材料片层沿垂直于超材料片层表面的方向叠加，并通过机械连接、焊接或粘合的方式组装成一体。