一种单体多路滤波开关的制作方法

1.本发明涉及一种滤波开关，尤其是一种单体多路滤波开关，属于无线通信技术领域。


背景技术：

2.随着无线技术的发展，无线系统的规模越来越大，无线射频通道数量大幅增加，例如5g大规模多输入多输出（mimo）系统中的射频通道数量可达到几十上百个。滤波器和开关是无线射频前端的重要组成器件，其数量随着射频通道数量的增加而大幅增加，带来系统的难集成问题。另外，滤波器与开关的级联带来损耗大和级间失配的问题，导致系统整体效率下降。
3.介质谐振器与同轴由于高q值和高功率容限在基站中具有大量应用，国内外学者开展了较多基于介质谐振器或同轴谐振器的滤波器研究，实现了较好的性能，但大多数采用单模或双模谐振器，在体积上还可以进一步减小，并且多个滤波器之间的集成还较少研究。对于开关和滤波器在系统中级联存在的损耗和阻抗失配问题，有学者提出了滤波器和开关融合设计的方法，实现滤波开关，但大多数采用pcb工艺，其q值和功率容限低，较难满足基站应用需求。此外，目前的滤波开关均是单路的设计，单个电路中集成两个滤波开关的设计还没有相关记载。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种单体多路滤波开关，该发明可以实现多路滤波开关电路，减小了电路大小，实现了集成化，并且能够实现两路之间的良好隔离。
5.本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种单体多路滤波开关，包括至少一个多模介质谐振器和两个同轴谐振器；还设置有分别和所述同轴谐振器相连的开关电路，所述开关电路和同轴谐振器之间形成通断两种状态；所述同轴谐振器上设置有和所述多模介质谐振器形成相互耦合的耦合件，各所述同轴谐振器通过对应的耦合件分别仅耦合多模介质谐振器中的其中一种模式，以形成若干个滤波器。
6.进一步的，所述同轴谐振器分别外接端口，通过调节同轴谐振器与端口的连接点位置实现对滤波器外部品质因数的控制。
7.进一步的，设置在所述同轴谐振器上的耦合件与多模介质谐振器平行且相互靠近；所述各同轴谐振器耦合件位置设置方式满足其能使各同轴谐振器分别激励所述多模介质谐振器的不同模式而互不影响。
8.进一步的，所述的介质谐振器为圆柱体、长方体、正方体或球体，四周设置有金属
螺钉，用于微调多模介质谐振器的谐振频率。
9.进一步的，所述同轴谐振器对称设置在所述多模介质谐振器的侧面。
10.进一步的，设置有若干金属腔，所述多模介质谐振器、同轴谐振器分别设置在对应的金属腔内。
11.进一步的，所述各开关电路分别设置在pcb板上。
12.本发明的优点是：本发明公开了一种单体多路滤波开关，整个电路至少包含一个多模介质谐振器和两个同轴谐振器；多模介质谐振器至少包含一对正交简并模式；同轴谐振器上设置有耦合探针与多模介质谐振器进行耦合，其中耦合探针分为两组，每组探针仅与每对正交简并模式中的一个模式进行耦合，从而得到两路互不影响的滤波器；另外，每个同轴谐振器与开关电路相连，通过控制开关电路改变同轴谐振器的谐振频率，从而实现两路滤波器的导通与关断，得到了单体多路滤波开关。本发明在一个结构中通过公共多模介质谐振器集成了多路滤波开关，减小了体积，实现了高集成。
附图说明
13.图1为本发明实施例的单体多路滤波开关结构示意图。
14.图2为本发明实施例的单体多路滤波开关在开状态时的结果。
15.图3为本发明实施例的单体多路滤波开关在关状态时的结果。
具体实施方式
16.一种单体多路滤波开关，包括至少一个多模介质谐振器和两个同轴谐振器；还设置有分别和所述同轴谐振器相连的开关电路，所述开关电路和同轴谐振器之间形成通断两种状态；所述同轴谐振器上设置有和所述多模介质谐振器形成相互耦合的耦合件，各所述同轴谐振器通过对应的耦合件分别仅耦合多模介质谐振器中的其中一种模式，以形成若干个滤波器。
17.进一步的，所述同轴谐振器分别外接端口，通过调节同轴谐振器与端口的连接点位置实现对滤波器外部品质因数的控制。
18.进一步的，设置在所述同轴谐振器上的耦合件与多模介质谐振器平行且相互靠近；所述各同轴谐振器耦合件位置设置方式满足其能使各同轴谐振器分别激励所述多模介质谐振器的不同模式而互不影响。
19.进一步的，所述的介质谐振器为圆柱体、长方体、正方体或球体，四周设置有金属螺钉，用于微调多模介质谐振器的谐振频率。
20.进一步的，所述同轴谐振器对称设置在所述多模介质谐振器的侧面。
21.进一步的，设置有若干金属腔，所述多模介质谐振器、同轴谐振器分别设置在对应的金属腔内。
22.进一步的，所述各开关电路分别设置在pcb板上。
23.下面对本发明做进一步说明，以更好的清楚本发明：实施例：图1所示为一种单体多路滤波开关，包含五个金属腔，分别为第一10、第二
11、第三12、第四13、第五14金属腔；五个金属腔内部依次设置有四个同轴谐振器和一个四模介质谐振器，分别为第一1、第二2、第三3、第四4同轴谐振器和介质谐振器5；所述的第一、第二、第三、第四金属腔内部依次设置有第一、第二、第三、第四pcb板，每个pcb板上设置有开关电路，分别与第一、第二、第三、第四同轴谐振器相连，用于调控实现同轴谐振器在开和关两种状态下谐振于不同的谐振频率；所述的第一、第二、第三、第四同轴谐振器分别与第一6、第二7、第三8、第四9端口相连接，通过调节谐振器与端口的连接点位置实现对滤波器外部品质因数的控制；所述的四个同轴谐振器均设置有与介质谐振器相互耦合的耦合金属杆，其中第一和第二同轴谐振器的耦合金属杆仅耦合到所述四模介质谐振器中的两个模式，构成第一滤波器；第三和第四同轴谐振器的耦合金属杆仅耦合到所述四模介质谐振器中的另外两个模式，构成第二滤波器；因此整个结构包含两个滤波器，且性能几乎互不影响；当开关电路关闭时，每个滤波器中的同轴谐振器的谐振频率与所述四模介质谐振器的谐振频率相近，构成开状态的带通滤波响应；当开关电路打开时，开关电路的电容效应加载于同轴谐振器上，改变同轴谐振器的谐振频率，使其谐振频率与介质谐振器的谐振频率相差较大，无法构成带通滤波器，实现关状态的隔离效果；因此整个结构包含两个可开关的滤波器通带，实现单体多路滤波开关。
24.所述的设置在同轴谐振器上的耦合探针与介质谐振器平行且相互靠近；以介质谐振器的水平中心线为参考，第一、第二同轴谐振器上设置的耦合金属杆位于第三、第四同轴谐振器上设置的耦合金属杆90度的位置上，使得第一、第二同轴谐振器与第三、第四同轴谐振器可以分别激励所述介质谐振器上的两个模式而互不影响，实现两路滤波器的良好隔离效果。
25.图2和图3为本实施例的单体多路滤波开关的实验结果图，从图2可以在开状态时，实现了良好的滤波性能，通带中心频率为2.56ghz, 带内回波损耗大于18 db，回波损耗大于18db的带宽为1.8%，仿真插入损耗为0.4db；两个滤波开关通道的隔离优于30 db；从图3中可以看到在关状态时，每路开关的关断隔离大于25db，两路开关之间的隔离大于60db。总的来说，该单体多路滤波开关，每路实现了良好的滤波开关效果，两路之间实现了良好的隔离。
26.以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。