CN117691965A - 一种含有半模基片同轴谐振器的滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及滤波器领域，具体涉及一种含有半模基片同轴谐振器的滤波器，包括：通过第二电压源分别调整第一谐振器和第二谐振器的频率以及通过第一电压源调整两个谐振器之外的电场强度，从而使第一谐振器和第二谐振器在不同频率环境下保持稳定的相对带宽。通过改变第三电压源的电压大小，从而改变第三偏置电路中电容的大小，然后通过电容的大小改变两个谐振器之间的电场强度，从而减少电路的损耗，灵活的调整零点的位置。第一谐振器和第二谐振器的尺寸小于SIW腔体谐振器，从而实现了小型化使重构后的滤波器的尺寸变小。

Description

一种含有半模基片同轴谐振器的滤波器

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，尤其是一种含有半模基片同轴谐振器的滤波器 。

背景技术

随着以5G为代表的通信技术迅速发展，6GHz以下频段的滤波器在射频系统中被迫切需要。可重构带通滤波器作为带通滤波器的一种，可以有效利用现在的频谱资源，满足不同的应用要求（频率&零点），在一定程度上减少所需滤波器件的数量和系统尺寸，这有利于满足通信射频系统对于小型化的需求。目前市面上主要采用的是印刷电路板（PCB）工艺，以SIW（基片集成波导）和微带等为代表，有设计难度和加工成本低等特点，且伴随着适用频段广，性能高的优势。由于SIW传输模式的限制，低于其截止频率以下的电磁信号无法在SIW中传输，同时受制于其腔体谐振原理，存在尺寸大的缺陷。

发明内容

为解决上述现有技术问题，本发明提供一种含有半模基片同轴谐振器的滤波器，解决了现有技术中SIW因为腔体谐振原理，导致尺寸大的问题。

本发明的一方面，提供了一种含有半模基片同轴谐振器的滤波器，具有：

容纳装置；

第一谐振器；

第二谐振器；

两个第一偏置电路；

两个第二偏置电路；

第三偏置电路；

第一电压源；

第二电压源；

第三电压源；

其中，所述容纳装置用于容纳所述第一谐振器、所述第二谐振器、所述两个第一偏置电路、所述两个第二偏置电路以及所述第三偏置电路，所述两个第一偏置电路、所述两个第二偏置电路与所述第三偏置电路设置在所述第一谐振器、所述第二谐振器的上方，所述第三偏置电路设置在所述两个第二偏置电路之间；

其中，所述两个第一偏置电路的输入端分别与所述第一电压源的正极电性连接，所述两个第一偏置电路的第一输出端分别接地，所述第一电压源的负极接地，所述第一电压源和所述两个第一偏置电路用于调整所述第一谐振器与所述第二谐振器电耦合之外的电场强度；

其中，第一个所述第二偏置电路的输入端与所述第二电压源的正极电性连接，第一个所述第二偏置电路的第一输出端与所述第一谐振器电性连接，所述第二电压源的负极接地，第一个所述第二偏置电路的第二输出端接地；

其中，第二个所述第二偏置电路的输入端与所述第二电压源的正极电性连接，第二个所述第二偏置电路的第一输出端与所述第二谐振器电性连接，所述第二电压源的负极接地，第二个所述第二偏置电路的第二输出端接地，所述第二电压源和第一个所述第二偏置电路调整所述第一谐振器的频率，所述第二电压源和第二个所述第二偏置电路调整所述第二谐振器的频率；

其中，所述第三偏置电路的输入端与所述第三电压源的正极电性连接，所述第三偏置电路的输出端与所述第一谐振器电性连接，所述第三偏置电路的输出端与所述第二谐振器电性连接，所述第三电压源的负极接地；

其中，所述第三电压源和所述第三偏置电路调整所述第一谐振器与所述第二谐振器之间电磁混合耦合的电场强度。

在一实施例中，含有半模基片同轴谐振器的滤波器还包括信号输入馈线和信号输出馈线，第一个所述第一偏置电路的第二输出端与信号输入馈线的输入端电性连接，所述信号输入馈线的输出端与信号输出馈线的第一输入端电性连接，第二个所述第一偏置电路的第二输出端与所述信号输出馈线的第二输入端电性连接，所述信号输入馈线用于将信号源输出的信号传输至第一个所述第一偏置电路，第一个所述第一偏置电路和第二个所述第一偏置电路对所述信号的耦合强度进行调整，所述信号输出馈线用于输出调整后的信号。

在一实施例中，第一个所述第一偏置电路包括第一偏置电阻、第一变容二极管和第一旁路电容，所述第一偏置电阻的输入端与所述第一电压源的正极电性连接，所述第一偏置电阻的输出端分别与所述第一变容二极管的第一输入端、所述第一旁路电容的输入端连接，所述第一变容二极管的输出端与所述信号输入馈线电性连接，所述第一旁路电容的第一输出端接地，所述第一变容二极管的第二输入端与所述第一旁路电容的第二输出端电性连接。

在一实施例中，第一个所述第二偏置电路包括第二偏置电阻、第二旁路电容和第二变容二极管，所述第二偏置电阻的输入端与所述第二电压源的正极电性连接，所述第二偏置电阻的输出端分别与所述第二旁路电容的输入端、所述第二变容二极管的第一输入端电性连接，所述第二变容二极管的输出端与所述第一谐振器电性连接，所述第二旁路电容的第一输出端接地，所述第二变容二极管的第二输入端与所述第二旁路电容的第二输出端连接。

在一实施例中，第二个所述第二偏置电路包括第三偏置电阻、第三旁路电容和第三变容二极管，所述第三偏置电阻的输入端与所述第二电压源的正极电性连接，所述第三偏置电阻的输出端分别与所述第三旁路电容的输入端、所述第三变容二极管的第一输入端电性连接，所述第三变容二极管的输出端与所述第二谐振器电性连接，所述第三旁路电容的第一输出端接地，所述第三变容二极管的第二输入端与所述第三旁路电容的第二输出端电性连接。

在一实施例中，所述第三偏置电路包括第四偏置电阻、第四旁路电容和第四变容二极管，所述第四偏置电阻的输入端与所述第三电压源的正极电性连接，所述第四偏置电阻的输出端分别与所述第四旁路电容的输入端、所述第四变容二极管的第一输入端电性连接，所述第四变容二极管的第一输出端与所述第一谐振器电性连接，所述第四变容二极管的第二输入端与所述第四旁路电容的第二输出端电性连接，所述第四旁路电容的第三输出端与所述第二谐振器进行电性连接。

在一实施例中，所述容纳装置包括第一层介质基板、第二层介质基板、第一层金属铜层、第二层金属铜层、第三层金属铜层和第四层金属铜层，所述第四层金属铜层上方设置有所述第二层介质基板，所述第二层介质基板上方设置有所述第三层金属铜层，所述第三层金属铜层上方设置有所述第二层金属铜层，所述第二层金属铜层上方设置有所述第一层介质基板，所述第一层介质基板上方设置有所述第一层金属铜层，所述第一层介质基板内设置有所述两个第一偏置电路、所述两个第二偏置电路和所述第三偏置电路，所述第二层介质板内设置有所述第一谐振器和所述第二谐振器。

在一实施例中，所述第一层介质基板上设置有屏蔽腔，所述第一谐振器、所述第二谐振器、所述两个第二偏置电路、所述第三偏置电路位于所述屏蔽腔内，所述屏蔽腔用于对所述第一谐振器、所述第二谐振器、所述两个第二偏置电路和所述第三偏置电路进行隔离。

在一实施例中，所述第一层介质基板开设有相对设置的开路槽，所述第一谐振器、所述第二谐振器、所述两个第二偏置电路和所述第三偏置电路位于两个所述开路槽之间，所述第一谐振器、所述第二谐振器分别与一个所述开路槽连接，所述开路槽用于为所述第一谐振器、所述第二谐振器提供磁壁。

在一实施例中，所述屏蔽腔由多个金属通孔构成，所述多个金属通孔围绕所述第一谐振器、所述第二谐振器、所述两个第二偏置电路、所述第三偏置电路，所述第二层金属铜层、所述第三层金属铜层、所述第二介质基板以及所述第四层金属铜层上设置有与所述多个金属通孔对应的铜孔，所述两个第一偏置电路的第一输出端分别通过所述多个金属通孔、所述铜孔接地，第一个所述第二偏置电路的第二输出端通过所述多个金属通孔、所述铜孔接地，第二个所述第二偏置电路的第二输出端通过所述多个金属通孔、所述铜孔接地。

本发明的有益效果体现在，第一谐振器和第二谐振器的尺寸小于SIW腔体谐振器，从而实现了小型化使重构后的滤波器的尺寸变小。由于第二电压源可以分别调整第一谐振器和第二谐振器的频率，但是外部电场没有随着频率进行改变，那么该滤波器输出的带宽就不能更加稳定，为了在不同频率环境下，有稳定的相对带宽，因此通过第一电压源调整两个谐振器之外的电场强度，即外部电场场强，从而可以改变谐振器之间的共振频率，进而在不同频率环境下保持稳定的相对带宽。通过改变第三电压源的电压大小，从而改变第三偏置电路中电容的大小，然后通过电容的大小改变两个谐振器之间的电场强度，从而减少电路的损耗，并移动零点的位置，带来不同响应。

附图说明

图1为本发明所提供的含有半模基片同轴谐振器的滤波器的结构示意图。

图2为本发明所提供的谐振器的结构示意图。

图3是本发明所提供的谐振器的耦合拓扑。

图4为本发明所提供的含有半模基片同轴谐振器的滤波器的频率响应。

图5为本发明所提供的装配孔的结构示意图。

图6为本发明所提供的容纳装置的结构示意图。

附图标记：

10、容纳装置；20、第一谐振器；30、第二谐振器；60、第三偏置电路；70、第一电压源；80、第二电压源；90、第三电压源；51、第一个第二偏置电路；52、第二个第二偏置电路；44、信号输入馈线；45、信号输出馈线；46、第一个第一偏置电路；47、第二个第一偏置电路47；41、第一偏置电阻；42、第一变容二极管；43、第一旁路电容；511、第二偏置电阻；512、第二旁路电容；513、第二变容二极管；61、第四偏置电阻；62、第四旁路电容；63、第四变容二极管；11、第一层介质基板；12、第二层介质基板；13、第一层金属铜层；14、第二层金属铜层；15、第三层金属铜层；16、第四层金属铜层；121、屏蔽腔；122、开路槽。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1：图1为本发明所提供的含有半模基片同轴谐振器的滤波器的结构示意图。图2为本发明所提供的谐振器的结构示意图。图3是本发明所提供的谐振器的耦合拓扑。图4为本发明所提供的含有半模基片同轴谐振器的滤波器的频率响应。图5为本发明所提供的装配孔的结构示意图。参照图1-5所示，含有半模基片同轴谐振器的滤波器包括：

容纳装置10、第一谐振器20、第二谐振器30、两个第一偏置电路、两个第二偏置电路50、第三偏置电路60、第一电压源70、第二电压源80、第三电压源90，其中，容纳装置10用于容纳第一谐振器20、第二谐振器30、第一偏置电路、第二偏置电路50以及第三偏置电路60，第一偏置电路、第二偏置电路50与第三偏置电路60设置在第一谐振器20、第二谐振器30的上方，第三偏置电路60设置在两个第二偏置电路50之间，其中，两个第一偏置电路的输入端分别与第一电压源70的正极电性连接，两个第一偏置电路的第一输出端分别接地，第一电压源70的负极接地，第一电压源70用于调整第一谐振器20与第二谐振器30电磁混合耦合之外的电场强度，其中，第一个第二偏置电路50的输入端与第二电压源80的正极电性连接，第一个第二偏置电路50的第一输出端与第一谐振器20电性连接，第二电压源80的负极接地，第一个第二偏置电路50的第二输出端接地，其中，第二个第二偏置电路50的输入端与第二电压源80的正极电性连接，第二个第二偏置电路50的第一输出端与第二谐振器30电性连接，第二电压源80的负极接地，第二个第二偏置电路50的第二输出端接地，第二电压源80用于调整第一谐振器20、第二谐振器30的频率，其中，第三偏置电路60的输入端与第三电压源90的正极电性连接，第三偏置电路60的输出端与第一谐振器20电性连接，第三偏置电路60的输出端与第二谐振器30电性连接，第三电压源90的负极接地，其中，第三电压源90用于调整第一谐振器20与第二谐振器30之间电耦合的电场强度。

在本发明实施例中，为了方便携带重构的滤波器，因此可以设置容纳装置10，容纳装置10可以容纳第一谐振器20、第二谐振器30、两个第一偏置电路、两个第二偏置电路以及第三偏置电路60，其中，两个第一偏置电路、两个第二偏置电路以及第三偏置电路60均设置在第一谐振器20、第二谐振器30的上方。

另外，本发明中的第一谐振器20和第二谐振器30可以为半模基片同轴谐振器，其尺寸是同种类谐振器尺寸的一半，因此本发明在同等频率下，半模同轴谐振器尺寸远远小于SIW腔体谐振器，从而使重构后的滤波器的尺寸变小。

为了使滤波器可以实现三种响应状态，其包括状态1：零点在通带右侧的带通响应、状态2：阻带响应以及状态3：零点在通带左侧的带通响应，并且在各响应状态下都能实现频率可重构，因此可以通过两个第一偏置电路、两个第二偏置电路、第三偏置电路60、第一电压源70、第二电压源80和第三电压源90实现上述响应状态。

其中，上述三种响应状态的获得方式是，当磁场强度大于电场强度时，零点在通带右侧的带通响应，随着磁耦合的强度增加持续向右移动。当磁场强度等于电场强度时，通带会被零点所抵消，实现阻带响应。当电场强度大于磁场强度时，零点会产生在通带左侧，随着电耦合的强度增加持续向左移动。

具体地，第一电压源70和两个第一偏置电路用于调整第一谐振器20与第二谐振器30电磁混合耦合之外的电场强度。外部电场的强度（第一谐振器20与第二谐振器30电磁混合耦合之外的电场强度）可以调节谐振器之间的耦合强度。耦合强度决定了能量在两个谐振器之间传递的速率和幅度。较强的外部电场强度会增加耦合强度，导致更快速的能量传递和更大的电场相互作用。因此通过调整两个谐振器之外的电场强度，可以控制谐振器之间的耦合强度。强耦合可以导致能量在两个谐振器之间的快速传递，而弱耦合则会减慢能量传输速度。通过调整耦合强度，可以改变谐振器之间的能量交换速率和幅度，从而影响系统的响应和行为。谐振器的频率响应受谐振器本身的特性以及与外部电场的耦合强度和方式等因素的影响。通过调整外部电场的强度，可以改变谐振器的共振频率、带宽和响应曲线的形状。

为了调整第一谐振器20和第二谐振器30的频率，从而可以在不同频率下实现上述的三种响应，因此可以通过第二电压源80和第一个第二偏置电路52调整第一谐振器20的频率，第二电压源80和第二个第二偏置电路52调整第二谐振器30的频率。当两个谐振器的频率接近时，耦合强度会增加；而当它们的频率差异较大时，耦合强度会减小。通过调整频率，可以控制两个谐振器之间的能量交换速率和幅度。并且通过调整频率，可以选择性地增强或抑制特定频率范围内的信号传输或响应。

由于第二电压源80可以分别调整第一谐振器20和第二谐振器30的频率，但是外部电场没有随着频率进行改变，那么该滤波器输出的带宽就不能更加稳定，为了在不同频率环境下，有稳定的相对带宽，因此通过第一电压源70调整两个谐振器之外的电场强度，即外部电场场强，从而可以改变谐振器之间的共振频率，进而在不同频率环境下保持稳定的相对带宽。当两个谐振器之间的共振频率差异较小且接近外部电场频率时，系统可以保持较宽的相对带宽。另外，外部电场的强度调节可以影响谐振器之间的耦合强度。通过调节耦合强度，可以在不同频率环境下实现稳定的相对带宽。合适的耦合强度可以使能量在谐振器之间传递的速率和幅度保持相对稳定，从而实现稳定的相对带宽。

另外，在上述不同的响应状态时，通过调整第一电压源70和第二电压源80都可以对第一谐振器20和第二谐振器30的频率进行重构，其中，对谐振器的频率进行重构是指改变谐振器的共振频率或调整其频率响应的过程。

第三电压源90和第三偏置电路60调整第一谐振器20与第二谐振器30之间电耦合的电场强度。其中，第三电压源90调整第三偏执电路60的电容大小，从而调整第一谐振器20和第二谐振器30之间的耦合量，即耦合窗。也就是，通过改变第三电压源90的电压大小，从而改变第三偏置电路中电容的大小，进而增强了第一谐振器20和第二谐振器30之间的电耦合强度，从而使第一谐振器20和第二谐振器30之间的电磁混合耦合的电场强度大于磁场强度。在不加第三偏置电路60时，零点在通带右边产生。添加第三偏置电路60后，两个谐振器之间被添加了反向偏压V3，减小V3后两个谐振器之间的电场强度增大，零点向左移动。

如图5所示，在容纳装置10上设置有多个装配孔，装配孔用于安装和固定滤波器，装配孔是滤波器上的开口或孔洞，用于通过螺栓、螺丝或其他固定件将滤波器固定在所需的位置。

如图1所示，含有半模基片同轴谐振器的滤波器还包括信号输入馈线43和信号输出馈线44，第一个第一偏置电路41的第二输出端与信号输入馈线43的输入端电性连接，信号输入馈线43的输出端与信号输出馈线44的第一输入端电性连接，第二个第一偏置电路42的第二输出端与信号输出馈线44的第二输入端电性连接，信号输入馈线41用于将信号源输出的信号传输至第一个第一偏置电路41，第一个第一偏置电路41和第二个第一偏置电路42对信号的耦合强度进行调整，信号输出馈线用于输出调整后的信号。

在本发明实施例中，为了将输入信号引入滤波器并从滤波器输出滤波后的信号，因此设置信号输入馈线43和信号输出馈线44。通过信号输入馈线43将信号源产生的信号输入至第一个第一偏置电路42，第一个第一偏置电路41和第二个第二偏置电路42对其进行滤波，然后将该滤波后的信号从信号输出馈线43进行输出。其中，第一个第一偏置电路41的第三输出端可以与第二个第二偏置电路42的第三输入端电性连接，从而将输入信号从第一个第一偏置电路41传输至第二个第一偏置电路42。

如图1所示，第一个第一偏置电路46包括第一偏置电阻41、第一变容二极管42和第一旁路电容43，第一偏置电阻41的输入端与第一电压源70的正极电性连接，第一偏置电阻41的输出端分别与第一变容二极管42的第一输入端、第一旁路电容43的输入端连接，第一变容二极管42的输出端与信号输入馈线44电性连接，第一旁路电容43的第一输出端接地，第一变容二极管42的第二输入端与第一旁路电容43的第二输出端电性连接。

第二个第一偏置电路包括第五偏置电阻、第五变容二极管和第五旁路电容，第五偏置电阻的输入端与第一电压源的正极电性连接，第五偏置电阻的输出端分别与第五变容二极管的第一输入端、第五旁路电容的输入端连接，第五变容二极管的输出端与信号输出馈线电性连接，第五旁路电容的第一输出端接地，第五变容二极管的第二输入端与第五旁路电容的第二输出端电性连接。

在本发明实施例中，第一电压源70调整其电压的大小控制第一变容二极管42和第五变容二极管产生电容的大小，从而根据电容值的大小调整第一谐振器20与第二谐振器30电耦合之外的电场强度。其中，通过第一偏置电阻41和第一旁路电容43可以阻断第一个第一偏置电路46中的交流信号和直流信号，使得第一变容二极管42能够正常工作。通过第五偏置电阻和第五旁路电容可以阻断第二个偏置电路47中的交流信号和阻断直流信号，使得第五变容二极管能够正常工作。

如图1所示，第一个第二偏置电路51包括第二偏置电阻511、第二旁路电容512和第二变容二极管513，第二偏置电阻511的输入端与第二电压源80的正极电性连接，第二偏置电阻511的输出端分别与第二旁路电容512的输入端、第二变容二极管513的第一输入端电性连接，第二变容二极管513的输出端与第一谐振器20电性连接，第二旁路电容512的第一输出端接地，第二变容二极管513的第二输入端与第二旁路电容512的第二输出端连接。

在本发明实施例中，第二电压源80的电压大小可以调整第一个第二偏置电路52的第二变容二极管513的电容大小，从而根据第二变容二极管513的电容值大小，以调整第一谐振器20的频率。通过第二偏置电阻511和第二旁路电容512可以阻断第一个第二偏置电路51的交流信号和直流信号，使得第二变容二极管513能够正常工作。

在一实施例中，第二个第二偏置电路包括第三偏置电阻、第三旁路电容和第三变容二极管，第三偏置电阻的输入端与第二电压源的正极电性连接，第三偏置电阻的输出端分别与第三旁路电容的输入端、第三变容二极管的第一输入端电性连接，第三变容二极管的输出端与第二谐振器电性连接，第三旁路电容的第一输出端接地，第三变容二极管的第二输入端与第三旁路电容的第二输出端电性连接。

在本发明实施例中，第二电压源的电压大小调整第二个第二偏置电路的第三变容二极管的电容大小，从而根据第三变容二极管的电容值大小调整第二谐振器的频率。通过第三偏置电阻和第三旁路电容可以阻断第二个第二偏置电路中的交流信号和直流信号，使得第三变容二极管能够正常工作。

如图1所示，第三偏置电路60包括第四偏置电阻61、第四旁路电容62和第四变容二极管63，第四偏置电阻61的输入端与第三电压源90的正极电性连接，第四偏置电阻61的输出端分别与第四旁路电容63的输入端、第四变容二极管63的第一输入端电性连接，第四变容二极管63的第一输出端与第一谐振器20电性连接，第四变容二极管的第二输入端63与第四旁路电容63的第二输出端电性连接，第四旁路电容63的第三输出端与第二谐振器30进行电性连接。

在本发明实施例中，第三电压源90的电压大小调整第三偏置电路60的第四变容二极管63的电容大小，从而根据第四变容二极管36的电容值的大小调整第一谐振器20与第二谐振器30之间磁耦合的磁场强度。也就是，通过第三电压源90的电压大小控制第四变容二级管63产生电容的大小，从而控制第一谐振器20（R1）和第二谐振器30（R2）之间的耦合量，从而控制两谐振器之间耦合量的大小控制电场耦合的强弱。其中，通过第四偏置电阻61和第四旁路电容62可以阻断第三偏置电路60中的交流信号和直流信号，使得第四变容二极管63能够正常工作。

上述的第一偏置电阻、第二偏置电阻、第三偏置电阻、第四偏置电阻以及第五偏置电阻的电阻值为10千欧姆，第一偏置电容、第二偏置电容、第三偏置电容、第四偏置电容以及第五偏置电容的电容值为10pF（皮法德）。

图6为本发明所提供的容纳装置的结构示意图。参照图1-图6，容纳装置10包括第一层介质基板11、第二层介质基板12、第一层金属铜层13、第二层金属铜层14、第三层金属铜层15和第四层金属铜层16，第四层金属铜层16上方设置有第二层介质基板12，第二层介质基板12上方设置有第三层金属铜层15，第三层金属铜层15上方设置有第二层金属铜层14，第二层金属铜层14上方设置有第一层介质基板11，第一层介质基板11上方设置有第一层金属铜层13，第一层介质基板11内设置有两个第一偏置电路、两个第二偏置电路和第三偏置电路60，第二层介质板12内设置有第一谐振器20和第二谐振器30。

在本发明实施例中，为了减小滤波器的尺寸，因此可以设定第一层介质基板11和第二层介质基板12的介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009，第一层介质基板11的厚度为0.254毫米和第二层介质基板12的厚度为0.508毫米，第一层金属铜层13、第二层金属铜层14、第三层金属铜层15和第四层金属铜层16的厚度均为0.018毫米。第一介质基板11和第二介质基板12作为电路的支撑结构，第一层金属铜层13、第二层金属铜层14、第三层金属铜层15和第四层金属铜层16实现导电路径和连接电路元件。

另外，第一层金属铜层13上设置有馈电位置，该馈电位置引出信号输入馈线和信号输出馈线，从而使信号输入馈线和信号输出馈线引入到第一层介质基板11内。

如图1所示，第一层介质基板11上设置有屏蔽腔121，第一谐振器20、第二谐振器30、两个第二偏置电路、第三偏置电路60位于屏蔽腔121内，屏蔽腔121用于对第一谐振器20、第二谐振器30、两个第二偏置电路和第三偏置电路60进行隔离。

在本发明实施中，屏蔽腔121为封闭腔，可以隔离和保护第一谐振器20、第二谐振器30、两个第二偏置电路和第三偏置电路60，从而阻止屏蔽腔121之外的电磁辐射或干扰进入到腔内。

如图1所示，第一层介质基板11开设有相对设置的开路槽122，第一谐振器、第二谐振器、两个第二偏置电路和第三偏置电路位于两个开路槽之间，第一谐振器20、第二谐振器30分别与一个开路槽122连接，开路槽122用于为第一谐振器20、第二谐振器30提供磁壁。

在本发明实施例中，为了给第一谐振器20和第二谐振器30构造半模环境，因此在第一层金属铜层13处蚀刻两个方形开路槽122，开路槽122可以为第一谐振器20和第二谐振器30提供磁壁。磁壁是指谐振器内部形成的磁场分布的边界或界面。它是谐振器中磁场分布发生变化的区域，将谐振器分为不同的磁区。磁壁可以调制第一谐振器20和第二谐振器30之间的耦合，从而使第一谐振器20和第二谐振器30之间的磁场隔离。

其中，磁壁是指在电磁波传输中，磁场的分布形成的一个类似于墙壁的区域。它可以阻挡磁场的传播，使得磁场在磁壁内部几乎为零。在谐振器设计中，磁壁的形成对于阻隔不同频率的磁场是非常重要的。

开路槽是一种具有特定形状和位置的导电结构，它被放置在谐振器的结构中。通过合理设计开路槽的几何形状和位置，可以改变谐振器系统的磁场分布。当电磁波传播到开路槽时，它会受到开路槽的影响，磁场会在开路槽周围形成一个磁壁。通过调整开路槽的位置和形状，可以调节耦合的强度。开路槽的存在使得两个谐振器的磁场在开路槽处被阻挡，形成一个磁壁，从而实现了两个谐振器之间的磁场隔离。开路槽可以阻隔不同频率的磁场，从而实现两个谐振器之间的磁场隔离和耦合控制。

在一实施例中，屏蔽腔121由多个金属通孔构成，多个金属通孔围绕第一谐振器20、第二谐振器30、两个第二偏置电路、第三偏置电路60，第二层金属铜层14、第三层金属铜层15、第二介质基板12以及第四层金属铜层16上设置有与多个金属通孔对应的铜孔，两个第一偏置电路的第一输出端分别通过多个金属通孔、铜孔接地，第一个第二偏置电路51的第二输出端通过多个金属通孔、铜孔接地，第二个第二偏置电路52的第二输出端通过多个金属通孔、铜孔接地。

在本发明实施例中，屏蔽腔采用多个金属通孔构成，且第二介质基板12上设置有金属平板，金属平板用于支撑第一谐振器20和第二谐振器30。多个金属通孔的导电性能可以使得外部的电磁场被吸收或反射，防止其进入谐振器内部干扰信号的传输和处理。金属通孔可以减少谐振器与周围电路之间的相互干扰，它可以阻止谐振器内部的信号与外部信号之间的直接耦合，减少串扰和互相干扰的可能性。综上所述，四周贯穿接地的金属通孔构建的屏蔽腔，不仅能减小半模滤波器的辐射损耗，而且能使滤波器电路接地更加灵活。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其中，“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“外围”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。

在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用以描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“~”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A~B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。

在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种含有半模基片同轴谐振器的滤波器，其特征在于，具有：

容纳装置（10）；

第一谐振器（20）；

第二谐振器（30）；

两个第一偏置电路；

两个第二偏置电路；

第三偏置电路（60）；

第一电压源（70）；

第二电压源（80）；

第三电压源（90）；

其中，所述容纳装置（10）用于容纳所述第一谐振器（20）、所述第二谐振器（30）、所述两个第一偏置电路、所述两个第二偏置电路以及所述第三偏置电路（60），所述两个第一偏置电路、所述两个第二偏置电路与所述第三偏置电路（60）设置在所述第一谐振器（20）、所述第二谐振器（30）的上方，所述第三偏置电路（60）设置在所述两个第二偏置电路之间；

其中，所述两个第一偏置电路的输入端分别与所述第一电压源（70）的正极电性连接，所述两个第一偏置电路的第一输出端分别接地，所述第一电压源（70）的负极接地，所述第一电压源（70）和所述两个第一偏置电路用于调整所述第一谐振器（20）与所述第二谐振器（30）电磁混合耦合之外的电场强度；

其中，第一个所述第二偏置电路（51）的输入端与所述第二电压源（80）的正极电性连接，第一个所述第二偏置电路（51）的第一输出端与所述第一谐振器（20）电性连接，所述第二电压源（80）的负极接地，第一个所述第二偏置电路（51）的第二输出端接地；

其中，第二个所述第二偏置电路（52）的输入端与所述第二电压源（80）的正极电性连接，第二个所述第二偏置电路（52）的第一输出端与所述第二谐振器（30）电性连接，所述第二电压源（80）的负极接地，第二个所述第二偏置电路（52）的第二输出端接地，所述第二电压源（80）和第一个所述第二偏置电路（52）调整所述第一谐振器（20）的频率，所述第二电压源（80）和第二个所述第二偏置电路（52）调整所述第二谐振器（30）的频率；

其中，所述第三偏置电路（60）的输入端与所述第三电压源（90）的正极电性连接，所述第三偏置电路（60）的输出端与所述第一谐振器（20）电性连接，所述第三偏置电路（60）的输出端与所述第二谐振器（30）电性连接，所述第三电压源（90）的负极接地；

其中，所述第三电压源（90）和所述第三偏置电路（60）调整所述第一谐振器（20）与所述第二谐振器（30）之间电耦合的电场强度。

2.根据权利要求1所述的含有半模基片同轴谐振器的滤波器，其特征在于，还包括信号输入馈线（44）和信号输出馈线（45），第一个所述第一偏置电路（46）的第二输出端与信号输入馈线（44）的输入端电性连接，所述信号输入馈线（44）的输出端与信号输出馈线（45）的第一输入端电性连接，第二个所述第一偏置电路（47）的第二输出端与所述信号输出馈线（45）的第二输入端电性连接，所述信号输入馈线（44）用于将信号源输出的信号传输至第一个所述第一偏置电路（46），第一个所述第一偏置电路（46）和第二个所述第一偏置电路（47）对所述信号的耦合强度进行调整，所述信号输出馈线（45）用于输出调整后的信号。

3.根据权利要求1所述的含有半模基片同轴谐振器的滤波器，其特征在于，第一个所述第一偏置电路（46）包括第一偏置电阻（41）、第一变容二极管（42）和第一旁路电容（43），所述第一偏置电阻（41）的输入端与所述第一电压源（70）的正极电性连接，所述第一偏置电阻（41）的输出端分别与所述第一变容二极管（42）的第一输入端、所述第一旁路电容（43）的输入端连接，所述第一变容二极管（42）的输出端与所述信号输入馈线（44）电性连接，所述第一旁路电容（43）的第一输出端接地，所述第一变容二极管（42）的第二输入端与所述第一旁路电容（43）的第二输出端电性连接。

4.根据权利要求1所述的含有半模基片同轴谐振器的滤波器，其特征在于，第一个所述第二偏置电路（51）包括第二偏置电阻（511）、第二旁路电容（512）和第二变容二极管（513），所述第二偏置电阻（511）的输入端与所述第二电压源（80）的正极电性连接，所述第二偏置电阻（511）的输出端分别与所述第二旁路电容（512）的输入端、所述第二变容二极管（513）的第一输入端电性连接，所述第二变容二极管（513）的输出端与所述第一谐振器（20）电性连接，所述第二旁路电容（512）的第一输出端接地，所述第二变容二极管（513）的第二输入端与所述第二旁路电容（512）的第二输出端连接。

5.根据权利要求1所述的含有半模基片同轴谐振器的滤波器，其特征在于，第二个所述第二偏置电路（52）包括第三偏置电阻、第三旁路电容和第三变容二极管，所述第三偏置电阻的输入端与所述第二电压源（80）的正极电性连接，所述第三偏置电阻的输出端分别与所述第三旁路电容的输入端、所述第三变容二极管的第一输入端电性连接，所述第三变容二极管的输出端与所述第二谐振器（30）电性连接，所述第三旁路电容的第一输出端接地，所述第三变容二极管的第二输入端与所述第三旁路电容的第二输出端电性连接。

6.根据权利要求1所述的含有半模基片同轴谐振器的滤波器，其特征在于，所述第三偏置电路（60）包括第四偏置电阻（61）、第四旁路电容（62）和第四变容二极管（63），所述第四偏置电阻（61）的输入端与所述第三电压源（90）的正极电性连接，所述第四偏置电阻（61）的输出端分别与所述第四旁路电容（62）的输入端、所述第四变容二极管（63）的第一输入端电性连接，所述第四变容二极管（63）的第一输出端与所述第一谐振器（20）电性连接，所述第四变容二极管的第二输入端与所述第四旁路电容（62）的第二输出端电性连接，所述第四旁路电容（62）的第三输出端与所述第二谐振器（30）进行电性连接。

7.根据权利要求1所述的含有半模基片同轴谐振器的滤波器，其特征在于，所述容纳装置（10）包括第一层介质基板（11）、第二层介质基板（12）、第一层金属铜层（13）、第二层金属铜层（14）、第三层金属铜层（15）和第四层金属铜层（16），所述第四层金属铜层（16）上方设置有所述第二层介质基板（12），所述第二层介质基板（12）上方设置有所述第三层金属铜层（15），所述第三层金属铜层（15）上方设置有所述第二层金属铜层（14），所述第二层金属铜层（14）上方设置有所述第一层介质基板（11），所述第一层介质基板（11）上方设置有所述第一层金属铜层（13），所述第一层介质基板（11）内设置有所述两个第一偏置电路、所述两个第二偏置电路和所述第三偏置电路（60），所述第二层介质板（12）内设置有所述第一谐振器（20）和所述第二谐振器（30）。

8.根据权利要求7所述的含有半模基片同轴谐振器的滤波器，其特征在于，所述第一层介质基板（11）上设置有屏蔽腔（121），所述第一谐振器（20）、所述第二谐振器（30）、所述两个第二偏置电路、所述第三偏置电路（60）位于所述屏蔽腔（121）内，所述屏蔽腔（121）用于对所述第一谐振器（20）、所述第二谐振器（30）、所述两个第二偏置电路和所述第三偏置电路（60）进行隔离。

9.根据权利要求8所述的含有半模基片同轴谐振器的滤波器，其特征在于，所述第一层介质基板（11）开设有相对设置的开路槽（122），所述第一谐振器（20）、所述第二谐振器（30）、所述两个第二偏置电路和所述第三偏置电路（60）位于两个所述开路槽（122）之间，所述第一谐振器（20）、所述第二谐振器（30）分别与一个所述开路槽（122）连接，所述开路槽（122）用于为所述第一谐振器（20）、所述第二谐振器（30）提供磁壁。

10.根据权利要求8所述的含有半模基片同轴谐振器的滤波器，其特征在于，所述屏蔽腔（121）由多个金属通孔构成，所述多个金属通孔围绕所述第一谐振器（20）、所述第二谐振器（30）、所述两个第二偏置电路、所述第三偏置电路（60），所述第二层金属铜层（14）、所述第三层金属铜层（15）、所述第二介质基板（12）以及所述第四层金属铜层（16）上设置有与所述多个金属通孔对应的铜孔，所述两个第一偏置电路的第一输出端分别通过所述多个金属通孔、所述铜孔接地，第一个所述第二偏置电路（51）的第二输出端通过所述多个金属通孔、所述铜孔接地，第二个所述第二偏置电路（52）的第二输出端通过所述多个金属通孔、所述铜孔接地。