WO2020147368A1 - 一种基于腔体谐振器的双频滤波开关 - Google Patents

一种基于腔体谐振器的双频滤波开关 Download PDF

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WO2020147368A1
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cavity resonator
probe
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feeder
output
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李园春
方欣
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South China University of Technology SCUT
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South China University of Technology SCUT
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network

Definitions

  • the present invention relates to the field of radio frequency circuits, and more specifically, to a dual-frequency filter switch based on a cavity resonator.
  • the filter switch is a key component in the radio frequency front end, and the multifunctional feature of integrating filtering and switching makes it small in size and high in performance.
  • the high performance based on multi-functions, such as good filtering effect, low open circuit loss, high closed circuit isolation, etc., is the technological breakthrough pursued by the current filter switch.
  • dual-frequency and multi-frequency technologies dual-frequency and even multi-frequency miniaturized filter switches are also constantly being developed.
  • Filter switches have developed rapidly in recent years. Filter switches have been implemented in processing technologies such as printed circuit boards, low temperature co-fired ceramic technology, substrate integrated waveguide technology, and dielectric resonator technology, and both filter performance and switching performance have been implemented. Can take care of. However, due to the limitations of the researched technical materials, performance disadvantages such as low quality factors and large insertion loss still exist.
  • the present invention provides a dual-frequency filter switch based on a cavity resonator.
  • the dual-frequency filter switch of the present invention is based on the technology of the cavity resonator, uses probe feeding and multiple resonance modes in the cavity resonator, and realizes the dual-frequency filter switch by controlling the coupling amount between the two Claim.
  • a dual-frequency filter switch based on a cavity resonator which includes a cavity resonator, a metal plate, and a probe feeder structure.
  • the cavity resonator is divided into a first cavity resonator from the middle by the metal plate.
  • the periphery of the metal plate is connected to the inner wall of the cavity resonator;
  • the probe feeder structure includes an input probe feeder structure and an output probe feeder structure, and the probe feeder
  • the structure and the output probe feeder structure each include a probe main feeder, a probe branch feeder, and a control circuit, wherein one end of the probe branch feeder is connected to the control circuit, and the other end is connected to the cavity
  • the metal block inside the resonator is directly connected, the control circuit is integrated on the PCB, and the PCB is placed on the metal block inside the cavity resonator.
  • control circuit includes an input control circuit and an output control circuit
  • the input control circuit is integrated on the PCB of the first cavity resonator, and the PCB is placed on the first cavity resonator.
  • the output control circuit includes a capacitor C, a diode PIN, and a resistor R.
  • One end of the capacitor C of the input control circuit is connected to the input probe feeder, and the other end is connected to the resistor R and the anode of the diode PIN, the other end of the resistor R is connected to the DC power supply, and the cathode of the diode is directly grounded through the grounding through hole on the PCB.
  • the input probe feeder line structure is located in the first cavity resonator, and includes an input probe main feeder line, an input probe branch feeder line, and an input control circuit, the input probe
  • the pin main feed line is perpendicular to the side wall of the first cavity resonator directly opposite to the metal plate and is located at the center of the side wall; one end of the input probe main feed line is connected to the input probe branch feed line The other end is connected to the coaxial core, the input probe main feed line and the input probe branch feed line are perpendicular to each other, and one end of the input probe branch feed line is connected to the input control circuit The other end is directly connected to the metal block inside the first cavity resonator, and the input probe branch feeder is inclined at an angle e with the negative horizontal direction.
  • the metal plate includes two parts, a metal partition and a groove line, and the groove line is located in the center of the metal plate and is inclined at an angle of 0 to the horizontal direction, so TE 1Q1 and TE Q11 are two
  • the mode can be coupled from the first cavity resonator to the second cavity resonator through the slot line, and the TM 11Q mode is suppressed.
  • the output control circuit is integrated on the PCB of the second cavity resonator, the PC B is placed on the metal block in the second cavity resonator, and the The output control circuit includes a capacitor C, a diode PIN, and a resistor R.
  • One end of the capacitor C of the output control circuit is connected to the output probe branch feeder, the other end is connected to the resistor R and the anode of the diode PIN, and the other end of the resistor R is connected to the DC
  • the power supply is connected, and the cathode of the diode is directly grounded through the grounding through hole on the PCB.
  • the output probe feeder structure is located in the second cavity resonator, and includes an output probe main feeder, an output probe branch feeder, and an output control circuit; the output probe The pin main feed line is perpendicular to the side wall of the second cavity resonator that is opposite to the metal plate, and is located at the center of the side wall; one end of the output probe main feed line is connected to the output probe branch The middle part of the feeder is connected, and the other end is connected to the coaxial inner core.
  • the output probe main feeder and the output probe branch feeder are perpendicular to each other, and one end of the output probe branch feeder is connected to the output
  • the capacitor in the control circuit is connected, and the other end is directly connected to the metal block inside the second cavity resonator, and the output probe branch feeder line is parallel to the input probe branch feeder line, and is horizontally negative Inclined at an angle e, when the entire switching circuit is in the ON state, the three base films of the cavity resonator, namely TE 1Q1 , TE Q11 and TM 11Q can be received.
  • the dielectric constant of the dielectric substrate of the PCB integrated with the control circuit is 3, the dielectric loss angle is 0.0013, and the dielectric thickness is 0.762 mm.
  • the materials of the cavity resonator and the intermediate metal plate are both silver-plated aluminum substrates, and the model of the diode in the control circuit is SMP 1302-085LFF.
  • the present invention utilizes the electromagnetic field distribution of TE 1Q1 , TE Q11, and TM 11Q base films in the cavity resonator, combined with the electromagnetic field distribution characteristics of the probe, can excite or inhibit the three base films, by changing the tilt angle of the probe Adjust the amount of coupling between the two.
  • the present invention uses the position of the metal plate slot line to suppress the TM 11 () mode, realize the dual pass band requirement, reduce the circuit size, and form a dual frequency filter switch by turning on and off the diode. .
  • the entire switch when the diode is in the on state, the entire switch is in the OFF state, and when the diode is in the off state, the entire switch is in the ON state, and the loss of the diode has an effect on the filtering performance of the ON state. There is no influence, which ensures a better filtering effect in the ON state.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the overall structure of a dual-frequency filter switch based on a cavity resonator in an example.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the overall size of a dual-frequency filter switch based on a cavity resonator in an example.
  • FIG. 3 is a left side view of a dual-frequency filter switch based on a cavity resonator in an example.
  • FIG. 4 is a comparison diagram of S parameters in the ON and OFF states of the simulation of the filter switch embodiment in the example.
  • a dual-frequency filter switch based on a cavity resonator is characterized in that the cavity resonator 3 is divided into a first cavity resonator from the middle by a metal plate 4 31 and a second cavity resonator 32, the periphery of the metal plate 4 is connected to the inner wall of the cavity resonator 3, and the probe feeder structure includes an input probe feeder structure 1 and an output probe feeder structure 6 , And are composed of the probe main feeder (11, 61), the probe branch feeder (12, 62) and the control circuit (2, 5), one end of the probe branch feeder (12, 62) is connected to The control circuit (2, 5) is connected, and the other end is directly connected to the metal block inside the cavity resonator 3.
  • the control circuit (2, 5) is integrated on the PCB, and the PCB is placed in the cavity to resonate
  • the filter switch of the present invention realizes the switching between ON and OFF states of the entire circuit by adjusting the state of the control circuit (2, 5), and uses the cavity resonator 3 in the ON state.
  • the two base films meet the requirements of dual passbands.
  • the control circuit includes an input control circuit and an output control circuit
  • the control circuits (2, 5) include an input control circuit 2 and an output control circuit 5.
  • the input control circuit 2 is integrated on the PCB of the first cavity resonator 31, the PCB is placed on the metal block in the first cavity resonator 31, and the output control circuit 2 includes a capacitor C, a diode PIN And resistance R, the output One end of the capacitor C of the input control circuit 2 is connected to the input probe branch feeder 12, the other end is connected to the resistor R and the anode of the diode PIN, the other end of the resistor R is connected to the DC power supply, and the cathode of the diode passes through the ground through hole on the PCB Ground directly.
  • the input probe feed line structure 1 is located in the first cavity resonator 31, and includes an input probe main feed line 11 and an input probe branch feed line 12.
  • the input control circuit 2 the input probe main feed line 11 is perpendicular to the left wall of the first cavity resonator 31, and is located at the center of the left wall of the first cavity resonator 31, One end of the input probe main feed line 11 is connected to the middle of the input probe branch feed line 12, and the other end is connected to the coaxial core.
  • the switch is in the ON state, the diode PIN of the input control circuit is in the off state, and the input probe branch feed line is connected to one end of the input control circuit through
  • the left and right ends of the input probe branch feeder are asymmetrical, and the three base films of the cavity resonator, TE 1Q1 , TE Q1, PTM 11Q , can all be excited.
  • the diode PIN of the input control circuit When the switch is in the OFF state, the diode PIN of the input control circuit is in a conducting state, and one end of the input probe branch feeder line connected to the control circuit is directly grounded after passing a capacitor.
  • the capacitor C is directly equivalent to a path in the radio frequency range, so The left and right ends of the input probe branch feeder are symmetrical, the TE 1()1 and TE ⁇ modes cannot be excited, and the TM 11Q mode can be excited.
  • the metal plate 4 includes two parts, a metal partition 41 and a groove line 42.
  • the groove line 42 is located in the center of the metal plate 4 and forms an angle with the positive horizontal direction. 0 tilts, so TE 1Q1 and TE.
  • the two modes can be coupled from the first cavity resonator to the second cavity resonator because the electric field direction is perpendicular to the slot line, while the TM 11Q mode is because the slot line is in the center of the metal plate. The position shift is suppressed.
  • the output control circuit 5 is integrated on the PCB of the second cavity resonator 32, and the PCB is placed on the metal block in the second cavity resonator 32.
  • the output control circuit 5 includes a capacitor C, a diode PIN, and a resistor R.
  • One end of the capacitor C of the output control circuit 5 is connected to the output
  • the probe branch feeder 62 is connected, the other end is connected to the resistor R and the anode of the diode PIN, the other end of the resistor R is connected to the DC power supply, and the cathode of the diode passes The ground vias on the PCB are directly grounded.
  • the output probe feeder structure 6 is located in the second cavity resonator 32, and includes an output probe main feeder 61 and an output probe branch feeder 62 And the output control circuit 5, the output probe main feed line 61 is perpendicular to the right wall of the second cavity resonator 32, and is located at the center of the right wall of the second cavity resonator 32, the One end of the output probe main feed line 61 is connected to the middle of the output probe branch feed line 62, and the other end is connected to the coaxial inner core.
  • the output probe main feed line 61 is connected to the output probe branch feed line 62.
  • the wires 62 are perpendicular to each other.
  • One end of the output probe branch feed line 62 is connected to the capacitor C in the output control circuit 5, and the other end is directly connected to the metal block inside the second cavity resonator 32.
  • the output probe branch feed line 62 is parallel to the input probe branch feed line 12 and is inclined at an angle with the negative horizontal direction.
  • the switch is in the ON state, the diode PIN of the output control circuit is in the off state, and the output One end of the probe branch feeder line connected to the input and output control circuit is open after passing through a capacitor, so the left and right ends of the output probe branch feeder line are asymmetrical.
  • the three base films of the cavity resonator are TE 1Q1 , TE ⁇ ⁇ PTM ⁇ can be received.
  • the diode PIN of the output control circuit When the switch is in the OFF state, the diode PIN of the output control circuit is in the conducting state, and one end of the output probe branch feeder line connected to the control circuit is directly grounded after passing the capacitor.
  • the capacitor C is directly equivalent to a path in the radio frequency range, so The left and right ends of the input probe branch feeder are symmetrical, TE 1()1 and 1£ ()11 cannot be received, and TM 11() mode can be received.
  • the center frequency of the passband is determined by the size of the cavity resonator, and the coupling of the two passbands is determined by the rotation angle 0 of the probe branch feeder line and the slot line.
  • L1 is 62.5mm
  • L2 is 22.6mm
  • L3 is 4.35mm
  • L4 is 65mm
  • the metal block length L5 is 15mm
  • W1 is 64.3mm
  • the groove Line width W2 is 1.2mm
  • metal block width W3 is 8mm
  • HI is 142mm
  • the height H2 of the metal block is 3.3mm, 0 is 44°, D is 4mm, G is 2mm, and C is 10pF.
  • the materials of the cavity resonator and the intermediate metal plate are both silver-plated aluminum substrates, and the input terminal circuit PCB
  • the dielectric constant of the dielectric substrate and the output terminal circuit PCB is 3, the dielectric loss angle is 0.0013, and the dielectric thickness is 0.762 mm.
  • the model of the diode in the control circuit is SMP 1302-085LFF.
  • the test result is shown in Figure 4, which contains three curves, namely S11 and S21 in the ON state, and S21 in the OFF state. When this dual frequency filter When the switch is in the ON state, it works at 3.513G and 3.58G.
  • the first passband has a 3dB relative bandwidth of about 0.14%, the minimum insertion loss is 0.64dB, and the return loss in the passband is about 19.2dB. There is a transmission zero point at the lower side frequency of one passband, which makes the selectivity between the passbands better.
  • the second passband has a 3dB relative bandwidth of about 0.28%, the minimum insertion loss is 0.46dB, and the return loss in the passband is about 19.3dB, there is a transmission zero point on the side frequency below the second passband, which makes the passband selectivity better; when the dual-frequency filter switch is in the 0 FF state, the value of S21 is lower than 41dB, and the passband Isolation is high.

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Abstract

本发明公开一种基于腔体谐振器的双频滤波开关，包括腔体谐振器、金属板、探针馈电线结构，腔体谐振器被金属板从中部分割为第一腔体谐振器和第二腔体谐振器，金属板四周与腔体谐振器内壁相连，探针馈电线结构包括输入探针馈电线结构和输出探针馈电线结构，且均由探针主馈电线、探针支馈电线和控制电路组成，探针支馈电线的一端与控制电路连接，另一端与腔体谐振器内部的金属块直接相连，控制电路被集成在PCB上，且PCB放置在腔体谐振器内部的金属块上。本发明的滤波开关在ON的状态下利用腔体谐振的两个基膜，实现高品质因素的双通带的要求，且减小了电路的尺寸；在OFF的状态下两个通带内均具有低于41dB的隔离。

Description

一种基于腔体谐振器的双频滤波幵关 技术领域
[0001] 本发明涉及射频电路领域， 更具体的， 涉及一种基于腔体谐振器的双频滤波开 关。
背景技术
[0002] 在现代无线通讯网络中， 滤波开关作为射频前端中的关键器件， 集滤波和开关 于一体的多功能的特征使其具有体积小和高效能的特点。 而在多功能基础上的 高性能， 例如： 滤波效果好、 开路损耗低、 关路隔离高等， 是目前滤波开关所 追求的技术突破。 此外随着双频和多频技术的不断发展， 双频甚至是多频的小 型化滤波开关也在不断发展。
[0003] 滤波开关近些年来发展迅速， 在印刷电路板、 低温共烧陶瓷技术、 基片集成波 导技术、 介质谐振器技术等加工技术上都已经实现了滤波开关， 并且滤波性能 和开关性能都能兼顾。 但是受到所研究技术材料的限制， 品质因素低、 插损大 等性能缺点还是存在。
[0004] 此外， 关于双频的滤波开关研究甚少， 能够实现两个频率段的良好开关的电路 在滤波性能上较差。 综上所述， 5见有的双频滤波开关的技术在实际中受到各方 面的限制。
发明概述
技术问题
问题的解决方案
技术解决方案
[0005] 本发明针对现有滤波开关技术中的不足， 提供一种基于腔体谐振器的双频滤波 开关。 本发明的双频滤波开关基于腔体谐振器的技术， 利用探针馈电和腔体谐 振器中的多个谐振模式， 通过控制两者之间的耦合量大小， 实现了双频的滤波 开关要求。
[0006] 为解决上述技术问题， 本发明至少采用如下技术方案之一。 [0007] 一种基于腔体谐振器的双频滤波开关， 其包括腔体谐振器、 金属板、 探针馈电 线结构， 所述腔体谐振器被金属板从中部分割为第一腔体谐振器和第二腔体谐 振器， 所述金属板四周与所述腔体谐振器内壁相连； 所述探针馈电线结构包括 输入探针馈电线结构和输出探针馈电线结构， 探针馈电线结构和输出探针馈电 线结构均各自包括探针主馈电线、 探针支馈电线和控制电路， 其中所述探针支 馈电线的一端与所述控制电路连接， 另一端与所述腔体谐振器内部的金属块直 接相连， 所述控制电路被集成在 PCB上， 且 PCB放置在腔体谐振器内部的金属块 上， 通过调节所述控制电路， 实现整个开关电路的开和关状态的切换， 且 ON的 状态下利用所述腔体谐振器的两个基膜， 实现双通带的要求。
[0008] 进一步地， 所述的控制电路包括输入控制电路和输出控制电路， 所述的输入控 制电路被集成在所述的第一腔体谐振器的 PCB上， PCB放置在所述的第一腔体谐 振器内的金属块上， 所述的输出控制电路包括电容 C、 二极管 PIN以及电阻 R， 所 述输入控制电路的电容 C一端与所述输入探针支馈电线连接， 另一端连接电阻 R 和二极管 PIN正极， 电阻 R的另一端与直流电源相连， 二极管的负极通过 PCB上 的接地通孔直接接地。
[0009] 进一步地， 所述输入探针馈电线结构位于所述的第一腔体谐振器内， 包括输入 探针主馈电线、 输入探针支馈电线和输入控制电路， 所述的输入探针主馈电线 垂直于所述第一腔体谐振器中与金属板正对的侧壁， 且位于该侧壁中心； 所述 的输入探针主馈电线一端连接所述输入探针支馈电线的中部， 另一端与同轴内 心相连， 所述的输入探针主馈电线与所述的输入探针支馈电线相互垂直， 所述 输入探针支馈电线的一端与所述输入控制电路中的电容连接， 另一端与所述第 一腔体谐振器内部的金属块直接相连， 所述的输入探针支馈电线与水平负方向 成夹角 e倾斜， 当整个开关电路处于 ON状态时， 所述腔体谐振器的三个基模即 T E 101、 TE 和 TM 都能被激励。
[0010] 进一步地， 所述金属板包括金属隔板和槽线两部分， 所述槽线位于所述金属板 的中心并且与水平正方向成夹角 0倾斜， 因此 TE 1Q1和 TE Q11两个模式可以通过所 述的槽线， 从所述的第一腔体谐振器被耦合到第二腔体谐振器， 而 TM 11Q模式被 抑制。 [0011] 进一步地， 所述的输出控制电路被集成在所述的第二腔体谐振器的 PCB上， PC B放置在所述的第二腔体谐振器内的金属块上， 所述的输出控制电路包括电容 C 、 二极管 PIN以及电阻 R， 所述输出控制电路的电容 C一端与所述输出探针支馈电 线连接， 另一端连接电阻 R和二极管 PIN正极， 电阻 R的另一端与直流电源相连， 二极管的负极通过 PCB上的接地通孔直接接地。
[0012] 进一步地， 所述输出探针馈电线结构位于所述的第二腔体谐振器内， 包括输出 探针主馈电线、 输出探针支馈电线和输出控制电路； 所述的输出探针主馈电线 垂直于所述第二腔体谐振器中与与金属板正对的侧壁， 且位于该侧壁的中心； 所述的输出探针主馈电线一端与所述输出探针支馈电线的中部相连， 另一端与 同轴内心相连， 所述的输出探针主馈电线与所述的输出探针支馈电线相互垂直 ， 所述输出探针支馈电线的一端与所述输出控制电路中的电容连接， 另一端与 所述第二腔体谐振器内部的金属块直接相连， 所述的输出探针支馈电线与所述 的输入探针支馈电线平行， 与水平负方向成夹角 e倾斜， 当整个开关电路处于 o N状态时， 所述腔体谐振器的三个基膜即 TE 1Q1、 TE Q11和 TM 11Q都能被接收。
[0013] 进一步地， 集成所述控制电路的 PCB的介质基板的介电常数为 3 , 介质损耗角 为 0.0013,介质厚度为 0.762mm。
[0014] 进一步地， 所述腔体谐振器和中间金属板的材质均为镀银铝基板， 所述控制电 路中二极管的型号为 SMP 1302-085LFF。
发明的有益效果
有益效果
[0015] 与现有技术相比， 本发明具有如下优点和有益效果：
[0016] 本发明利用了腔体谐振器中 TE 1Q1、 TE Q11和 TM 11Q基膜的电磁场分布， 结合探 针的电磁场分布特点， 可以激励或者抑制三个基膜， 通过改变探针倾斜角度可 以调节两者之间耦合量的大小。
[0017] 本发明利用金属板槽线的位置摆放， 就可以抑制 TM 11()模式， 实现双通带要求 ， 减小了电路尺寸， 通过二极管的导通和截止， 形成了双频滤波开关。
[0018] 本发明的滤波开关在二极管处于导通状态时， 整个开关处于 OFF状态， 二极管 处于截止状态时， 整个开关处于 ON状态， 二极管的损耗对于 ON状态的滤波性能 没有影响， 保证了 ON状态时较好的滤波效果。
对附图的简要说明
附图说明
[0019] 图 1是实例中基于腔体谐振器的双频滤波开关的整体结构示意图。
[0020] 图 2是实例中基于腔体谐振器的双频滤波开关的整体尺寸示意图。
[0021] 图 3是实例中基于腔体谐振器的双频滤波开关的左视图。
[0022] 图 4是实例中滤波开关实施例仿真的 ON和 OFF两个状态的 S参数的对比图。
[0023]
发明实施例
本发明的实施方式
[0024] 以下结合附图和实例对本发明的具体实施作进一步说明， 但本发明的实施不限 于此。 需指出的是， 以下若有未特别详细说明之部件或符号， 均是本领域技术 人员可以根据本申请和现有技术理解或实现的， 例如图 2中关于尺寸的举例， 相 应的符号代表的尺寸含义是可以根据实施例其他图中得出的。
[0025] 如图 1到图 4所示， 一种基于腔体谐振器的双频滤波开关， 其特征在于， 所述腔 体谐振器 3被金属板 4从中部分割为第一腔体谐振器 31和第二腔体谐振器 32, 所 述金属板 4四周与所述腔体谐振器 3内壁相连， 所述探针馈电线结构包括输入探 针馈电线结构 1和输出探针馈电线结构 6， 且均由探针主馈电线 （11、 61） 、 探 针支馈电线 （12、 62） 和控制电路 （2、 5） 组成， 所述探针支馈电线 （12、 62 ） 的一端与所述控制电路 （2、 5） 连接， 另一端与所述腔体谐振器 3内部的金属 块直接相连， 所述控制电路 （2、 5） 被集成在 PCB上， 且 PCB放置在腔体谐振器 内部的金属块上， 本发明的滤波开关通过调节所述控制电路 （2、 5） 的状态， 实现整个电路 ON和 OFF状态的切换， 且在 ON的状态下利用所述腔体谐振器 3的 两个基膜， 实现双通带的要求。
[0026] 如图 2所示， 所述的控制电路包括输入控制电路和输出控制电路， 所述的控制 电路 （2、 5） 包括输入控制电路 2和输出控制电路 5， 所述的输入控制电路 2被集 成在所述的第一腔体谐振器 31的 PCB上， PCB放置在所述的第一腔体谐振器 31内 的金属块上， 所述的输出控制电路 2包括电容 C、 二极管 PIN以及电阻 R， 所述输 入控制电路 2的电容 C一端与所述输入探针支馈电线 12连接， 另一端连接电阻 R和 二极管 PIN正极， 电阻 R的另一端与直流电源相连， 二极管的负极通过 PCB上的 接地通孔直接接地。
[0027] 如图 2和图 3所示， 所述输入探针馈电线结构 1位于所述的第一腔体谐振器内 31 ， 包括输入探针主馈电线 11、 输入探针支馈电线 12和输入控制电路 2， 所述的输 入探针主馈电线 11垂直于所述第一腔体谐振器 31的左壁， 且位于所述第一腔体 谐振器 31左壁的中心， 所述的输入探针主馈电线 11一端连接所述输入探针支馈 电线 12的中部， 另一端与同轴内心相连， 所述的输入探针主馈电线 11与所述的 输入探针支馈电线 12相互垂直， 所述输入探针支馈电线 12的一端与所述输入控 制电路 2中的电容 C连接， 另一端与所述第一腔体谐振器 31内部的金属块直接相 连， 所述的输入探针支馈电线 12与水平负方向成夹角 0倾斜， 当开关处于 ON状 态时， 所述输入控制电路的二极管 PIN处于截至状态， 输入探针支馈电线连接所 述输入控制电路的一端通过电容后是断路， 因此输入探针支馈电线左右两端不 对称， 所述腔体谐振器的三个基膜， TE 1Q1、 TE Q1 PTM 11Q都可以被激励。 当开 关处于 OFF状态时,所述输入控制电路的二极管 PIN处于导通状态， 输入探针支馈 电线连接控制电路的一端通过电容后直接接地， 电容 C在射频频率段直接等效成 通路， 因此输入探针支馈电线左右两端对称， TE 1()1和 TE ^两个模式不能被激励 ， TM 11Q模式可以被激励。
[0028] 如图 2和图 3所示， 所述金属板 4包括金属隔板 41和槽线 42两部分， 所述槽线 42 位于所述金属板 4的中心并且与水平正方向成夹角 0倾斜， 因此 TE 1Q1和 TE。„两 个模式因为电场方向垂直于所述槽线， 可以从所述的第一腔体谐振器被耦合到 第二腔体谐振器， 而 TM 11Q模式因为所述槽线处于金属板中心， 没有位置偏移， 而被抑制。
[0029] 如图 2所示， 所述的输出控制电路 5被集成在所述的第二腔体谐振器 32的 PCB上 ， PCB放置在所述的第二腔体谐振器 32内的金属块 (靠近图 1中左右两侧的对角 处的虚线框部分) 上， 所述的输出控制电路 5包括电容 C、 二极管 PIN以及电阻 R ， 所述输出控制电路 5的电容 C一端与所述输出探针支馈电线 62连接， 另一端连 接电阻 R和二极管 PIN正极， 电阻 R的另一端与直流电源相连， 二极管的负极通过 PCB上的接地通孔直接接地。
[0030] 如图 2和图 3所示， 所述输出探针馈电线结构 6位于所述的第二腔体谐振器内 32 ， 包括输出探针主馈电线 61、 输出探针支馈电线 62和输出控制电路 5， 所述的输 出探针主馈电线 61垂直于所述第二腔体谐振器 32的右壁， 且位于所述第二腔体 谐振器 32右壁的中心， 所述的输出探针主馈电线 61—端与所述输出探针支馈电 线 62的中部相连， 另一端与同轴内心相连， 所述的输出探针主馈电线 61与所述 的输出探针支馈电线 62相互垂直， 所述输出探针支馈电线 62的一端与所述输出 控制电路 5中的电容 C连接， 另一端与所述第二腔体谐振器 32内部的金属块直接 相连， 所述的输出探针支馈电线 62与所述的输入探针支馈电线 12平行， 与水平 负方向成夹角倾斜， 当开关处于 ON状态时， 所述输出控制电路的二极管 PIN处 于截至状态， 输出探针支馈电线连接所述输入出控制电路的一端通过电容后是 断路， 因此输出探针支馈电线左右两端不对称， 所述腔体谐振器的三个基膜， T E 1Q1、 TE ^^PTM ^都可以被接收。 当开关处于 OFF状态时，所述输出控制电路 的二极管 PIN处于导通状态， 输出探针支馈电线连接控制电路的一端通过电容后 直接接地， 电容 C在射频频率段直接等效成通路， 因此输入探针支馈电线左右两 端对称， TE 1()1和 1£ ()11两个模式不能被接收， TM 11()模式可以被接收。
[0031] 本实施例中， 通带中心频率由腔体谐振器的尺寸决定， 两个通带的耦合由探针 支馈电线和槽线的旋转角度 0决定， 通过调节上述所指出的腔体谐振器的尺寸， 探针和槽线的倾斜角， 本实施例获得了所需的双频滤波特性， 通过控制二极管 的导通和截至状态， 本实施例获得了所需的 ON和 OFF的开关特性。
[0032] 作为举例， 如图 2~图4所示， 本实例中 L1为 62.5mm， L2为 22.6mm， L3为 4.35m m, L4为 65mm， 金属块长度 L5为 15mm， W1为 64.3mm， 槽线宽度 W2为 1.2mm ， 金属块宽度 W3为 8mm， HI为 142mm，
金属块高度 H2为 3.3mm， 0为 44°， D为 4mm， G为 2mm， C为 10pF， 所述腔体谐 振器和中间金属板的材质均为镀银铝基板， 所述输入端电路 PCB和所述输出端电 路 PCB的介质基板的介电常数为 3， 介质损耗角为 0.0013,介质厚度为 0.762mm， 所述控制电路中二极管的型号为 SMP 1302-085LFF。 测试结果如图 4所示， 图中 包含三条曲线， 分别是 ON状态时的 S11和 S21， OFF状态时的 S21。 当该双频滤波 开关在 ON状态下， 工作于 3.513G和 3.58G， 第一通带拥有约为 0.14%的 3dB相对 带宽， 最小插入损耗为 0.64dB， 通带内回波损耗约为 19.2dB， 紧靠在第一通带下 边频有一个传输零点， 使得通带间的选择性更好， 第二通带拥有约为 0.28%的 3d B相对带宽， 最小插入损耗为 0.46dB， 通带内回波损耗约为 19.3dB， 靠在第二通 带下边频有一个传输零点， 使得通带的选择性变得更好； 当该双频滤波开关在 0 FF状态下， S21的值均低于 41dB， 通带内隔离高。
[0033] 显然， 本发明的上述实施例仅仅是为了清楚地说明本发明所作的举例， 而并非 是对本发明的实施方式的限定。 对于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说 明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。 这里无需也无法对所有的 实施方式予以穷举。 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换 和改进等， 均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

权利要求书
[权利要求 i] 一种基于腔体谐振器的双频滤波开关， 其特征在于， 包括腔体谐振器
（3） 金属板 （4） 探针馈电线结构， 所述腔体谐振器 （3） 被金 属板 （4） 从中部分割为第一腔体谐振器 （31） 和第二腔体谐振器（32 ）， 所述金属板 （4） 四周与所述腔体谐振器 （3） 内壁相连； 所述探 针馈电线结构包括输入探针馈电线结构 （1） 和输出探针馈电线结构 （6） 探针馈电线结构 （1） 和输出探针馈电线结构 （6） 均各自包 括探针主馈电线 （11、 61） 探针支馈电线和控制电路， 其中所述探 针支馈电线的一端与所述控制电路连接， 另一端与所述腔体谐振器 （ 3） 内部的金属块直接相连， 所述控制电路被集成在 PCB上， 且 PCB 放置在腔体谐振器内部的金属块上， 通过调节所述控制电路， 实现整 个开关电路的开 （ON） 和关 （OFF） 状态的切换， 且 ON的状态下利 用所述腔体谐振器 （3） 的两个基膜， 实现双通带的要求。
[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的一种基于腔体谐振器的双频滤波开关， 其特征 在于， 所述控制电路包括输入控制电路 （2） 和输出控制电路 （5） ， 所述的输入控制电路 （2） 被集成在所述的第一腔体谐振器 （31） 的 P CB上， PCB放置在所述的第一腔体谐振器 （31） 内的金属块上； 所 述的输出控制电路 ⑵ 包括电容 （C） 二极管 （PIN） 以及电阻 （ R） 所述输入控制电路 （2） 的电容 （C） 一端与所述输入探针支馈 电线 （12） 连接， 另一端连接电阻 （R） 和二极管 （PIN） 正极， 电 阻 （R） 的另一端与直流电源相连， 二极管的负极通过 PCB上的接地 通孔直接接地。
[权利要求 3] 根据权利要求 1所述的一种基于腔体谐振器的双频滤波开关， 其特征 在于， 所述输入探针馈电线结构 （1） 位于所述的第一腔体谐振器内 （31） 包括输入探针主馈电线 （11） 输入探针支馈电线 （12） 和 输入控制电路 （2） 所述的输入探针主馈电线 （11） 垂直于所述第 一腔体谐振器 （31） 中与金属板 （4） 正对的侧壁， 且位于该侧壁中 心； 所述的输入探针主馈电线 （11） 一端连接所述输入探针支馈电线 （12） 的中部， 另一端与同轴内心相连， 所述的输入探针主馈电线 （ 11） 与所述的输入探针支馈电线 （12） 相互垂直， 所述输入探针支馈 电线 （12） 的一端与所述输入控制电路 （2） 中的电容 （C） 连接， 另一端与所述第一腔体谐振器 （31） 内部的金属块直接相连， 所述输 入探针支馈电线 （12） 与水平负方向成夹角倾斜， 当整个开关电路处 于 ON状态时， 所述腔体谐振器 （3） 的三个基模即 TE 1Q1、 TE OH 和 TM 11（）都能被激励。
[权利要求 4] 根据权利要求 1所述的一种基于腔体谐振器的双频滤波开关， 其特征 在于， 所述金属板 （4） 包括金属隔板 （41） 和槽线 （42） ， 所述槽 线 （42） 位于所述金属板 （4） 的中心并且与水平正方向成夹角倾斜 ， 腔体谐振器 （3） 的 TE 1Q1和 TE Q11两个模式能通过所述的槽线 （42 ） ， 从所述的第一腔体谐振器 （31） 被耦合到第二腔体谐振器 （32）
， 而 TM 11（）模式被抑制。
[权利要求 5] 根据权利要求 1所述的一种基于腔体谐振器的双频滤波开关， 其特征 在于， 所述的输出控制电路 （5） 被集成在所述的第二腔体谐振器 （3 2） 的 PCB上， PCB放置在所述的第二腔体谐振器 （32） 内的金属块 上， 所述的输出控制电路 （5） 包括电容、 二极管以及电阻， 所述输 出控制电路 （5） 的电容一端与所述输出探针支馈电线 （62） 连接， 另一端连接电阻和二极管 PIN正极， 电阻的另一端与直流电源相连， 二极管的负极通过 PCB上的接地通孔直接接地。
[权利要求 6] 根据权利要求 1所述的一种基于腔体谐振器的双频滤波开关， 其特征 在于， 所述输出探针馈电线结构 （6） 位于所述的第二腔体谐振器内 （32） ， 包括输出探针主馈电线 （61） 、 输出探针支馈电线 （62） 和 输出控制电路 （5） ; 所述的输出探针主馈电线 （61） 垂直于所述第 二腔体谐振器 （32） 中与与金属板 （4） 正对的侧壁， 且位于该侧壁 的中心； 所述的输出探针主馈电线 （61） —端与所述输出探针支馈电 线 （62） 的中部相连， 另一端与同轴内心相连， 所述的输出探针主馈 电线 （61） 与所述的输出探针支馈电线 （62） 相互垂直， 所述输出探 针支馈电线 （62） 的一端与所述输出控制电路 （5） 中的电容连接， 另一端与所述第二腔体谐振器 （32） 内部的金属块直接相连， 所述的 输出探针支馈电线 （62） 与所述的输入探针支馈电线 （12） 平行， 与 水平负方向成夹角 0倾斜， 当整个开关电路处于 ON状态时， 所述腔体 谐振器 （3） 的三个基膜即 TE 1Q1、 TE Q„和 TM„Q都能被接收。
[权利要求 7] 根据权利要求 1所述的一种基于腔体谐振器的双频滤波开关， 其特征 在于， 集成所述控制电路的 PCB的介质基板的介电常数为 3 , 介质损 耗角为 0.0013,介质厚度为 0.762_。
[权利要求 8] 根据权利要求 1所述的一种基于腔体谐振器的双频滤波开关， 其特征 在于， 所述腔体谐振器 （3） 和所述金属板 （4） 的材质均为镀银铝基 板。
[权利要求 9] 根据权利要求 1所述的一种基于腔体谐振器的双频滤波开关， 其特征 在于， 所述控制电路中的二极管的型号为 SMP 1302-085LFF。
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