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专利号: 2023109718399
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三模介质波导谐振器,包括表面金属化的介质波导谐振器(A),所述介质波导谐振器(A)的上表面开设有下沉的矩形环结构(B),矩形环结构(B)的中央形成凸台(C),其特征在于:所述矩形环结构(B)的底部具有两个分设于凸台(C)左右两侧的二分之一波长谐振器(D、E),所述三模介质波导谐振器具有三个模式,分别为介质波导谐振器的TM110模和两个二分之一波长谐振器(D、E)的TEM模;所述凸台(C)上表面设置有用于调节介质波导谐振器(A)的TM110模谐振频率的频率调节盲孔(F),介质波导谐振器(A)的下表面设置用于调节介质波导谐振器(A)分别与两个二分之一波长谐振器(D、E)之间耦合系数的两个耦合系数调节盲孔(G、H),所述两个二分之一波长谐振器(D、E)之间通过间隙耦合。

2.根据权利要求1所述的三模介质波导谐振器,其特征在于: 所述两个二分之一波长谐振器(D、E)为紧贴设置于矩形环结构(B)的底部的二分之一波长带状线,两个二分之一波长谐振器(D、E)之间的耦合系数通过带状线之间的间隔距离调节。

3.根据权利要求1所述的三模介质波导谐振器,其特征在于:具有两个带外传输零点,通过两个二分之一波长谐振器(D、E)之间的耦合系数调节这两个传输零点位置。

4.根据权利要求1所述的三模介质波导谐振器,其特征在于:所述频率调节盲孔(F)和两个耦合系数调节盲孔(G、H)均为金属化盲孔,所述矩形环结构(B)表面未金属化。

5.一种基于三模谐振器的小型化介质波导滤波器,包括介质块(2)和盖在介质块(2)上方的印刷电路板(1),其特征在于:所述介质块(2)包括通过外表面金属化的耦合窗口(8)连接的两个如权利要求1‑4任一项所述的三模介质波导谐振器,第一三模介质波导谐振器具有第一二分之一波长谐振器(R1)、第一介质波导谐振器(R2)和第二二分之一波长谐振器(R3),第二三模介质波导谐振器具有第三二分之一波长谐振器(R4)、第二介质波导谐振器(R5)和第四二分之一波长谐振器(R6);印刷电路板(1)的上、下表面均覆盖金属层,印刷电路板(1)的上表面设置有用于连接源(S)的输入端口(P1)和用于连接负载(L)的输出端口(P2),输入端口(P1)经第一探针(61)连接第一二分之一波长谐振器(R1),并且第一探针(61)插入第一介质波导谐振器(R2)中,使得源(S)同时与第一二分之一波长谐振器(R1)和第一介质波导谐振器(R2)耦合;输出端口(P2)经第二探针(62)连接第四二分之一波长谐振器(R6),并且第二探针(62)插入第二介质波导谐振器(R5)中,使得负载(L)同时与第四二分之一波长谐振器(R6)和第二介质波导谐振器(R5)耦合。

6.根据权利要求5所述的基于三模谐振器的小型化介质波导滤波器,其特征在于:具有两个对称的级联四元组拓扑结构,形成六阶滤波响应和四个传输零点。

7.根据权利要求5所述的基于三模谐振器的小型化介质波导滤波器,其特征在于:第一介质波导谐振器(R2)与第二介质波导谐振器(R5)之间的耦合系数M25通过耦合窗口(8)的大小调节,源(S)与第一二分之一波长谐振器(R1)之间的耦合系数MS1通过第一探针(61)的加载位置调节;源(S)与第一介质波导谐振器(R2)之间耦合系数MS2通过第一探针(61)插入第一介质波导谐振器(R2)的深度调节;负载(L)与第四二分之一波长谐振器(R6)之间的耦合系数M6L通过第二探针(62)的加载位置调节,负载(L)与第二介质波导谐振器(R5)之间的耦合系数M5L通过第二探针(62)插入第二介质波导谐振器(R5)的深度调节。

8.根据权利要求5所述的基于三模谐振器的小型化介质波导滤波器,其特征在于:所述印刷电路板(1)的上表面设置有与金属层绝缘的输入微带线(31)和输出微带线(32),印刷电路板(2)的下表面设置有与金属层绝缘的第一金属圆盘(51)和第二金属圆盘(52),输入微带线(31)的外端连接输入端口(P1),内端经第一金属化通孔(41)与第一金属圆盘(51)连接;输出微带线(32)的外端连接输出端口(P2),内端经第二金属化通孔(42)连接第二金属圆盘(52);所述第一金属圆盘(51)与第一探针(61)电接触,第二金属圆盘(52)与第二探针(62)电接触。

9.根据权利要求8所述的基于三模谐振器的小型化介质波导滤波器,其特征在于:第一金属圆盘(51)和第二金属圆盘(52)的周围刻蚀环形非金属部分,使得第一金属圆盘(51)和第二金属圆盘(52)与印刷电路板(1)下表面金属层绝缘;通过对输入微带线(31)和输出微带线(32)的外围做刻蚀处理,使得输入微带线(31)和输出微带线(32)与印刷电路板(2)上表面金属层绝缘。

10.根据权利要求9所述的基于三模谐振器的小型化介质波导滤波器,其特征在于:信号由输入端口(P1)经输入微带线(31)、第一金属化通孔(41)、第一金属圆盘(51)和第一探针(61)同时馈入第一二分之一波长谐振器(R1)和第一介质波导谐振器(R2),分别激励起第一二分之一波长谐振器(R1)的TEM模和第一介质波导谐振器(R2)的TM110模,第一二分之一波长谐振器(R1)的TEM模与第一介质波导谐振器(R2)的TM110模通过第一耦合系数调节盲孔(72)耦合,同时第一介质波导谐振器(R2)的TM110模与第二二分之一波长谐振器(R3)的TEM模通过第二耦合系数调节盲孔(73)耦合,第一二分之一波长谐振器(R1)的TEM模与第二二分之一波长谐振器(R3)的TEM模通过间隙耦合;

第一介质波导谐振器(R2)的TM110模经耦合窗口(8)耦合为第二介质波导谐振器(R5)的TM110模,该TM110模分别经设置于第二介质波导谐振器(R5)的第三耦合系数调节盲孔(74)和第四耦合系数调节盲孔(76)耦合为第三二分之一波长谐振器(R4)和第四二分之一波长谐振器(R6)的TEM模,第三二分之一波长谐振器(R4)的TEM模与第四二分之一波长谐振器(R6)的TEM模之间通过间隙耦合;最后第四二分之一波长谐振器(R6)的TEM模和第二介质波导谐振器(R5)的TM110模经过第二探针(62)、第二金属圆盘(52)、第二金属化通孔(42)、输出位带线(32)从输出端口(P2)输出。