[发明专利]一种谐振腔

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种谐振腔。

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，谐振腔容积减小谐振频率越高，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。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述超材料与谐振腔的耦合效果差的缺陷，提供一种耦合效果好、信号传导效率高的谐振腔。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种谐振腔，包括具有内腔的壳体、装在所述壳体上的输入端和输出端，所述输入端和输出端分别伸入所述内腔中，所述谐振腔内还设置有超材料块，所述超材料块包括至少一个超材料片层，且所述超材料块与输入端/输出端之间耦合连接有匹配层。

在本发明所述的谐振腔中，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多个人造微结构，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。

在本发明所述的谐振腔中，所述超材料块两端分别装有一个匹配层，两个匹配层分别与输入端和输出端信号连接。

在本发明所述的谐振腔中，所述基板的材料为聚四氟乙烯、环氧树脂、陶瓷或者SiO₂。

在本发明所述的谐振腔中，所述匹配层为微带天线或者贴片天线。

在本发明所述的谐振腔中，所述匹配层包括介质板、附着在所述介质板一面上的金属贴片和附着在所述介质板的另一面上的金属接地板。

在本发明所述的谐振腔中，所述金属贴片面向所述超材料块，所述金属接地板则朝向所述壳体内腔空间。

在本发明所述的谐振腔中，所述金属贴片为带条状或者面积贴片。

在本发明所述的谐振腔中，所述匹配层的介质板、金属贴片的材料分别与所述超材料片层的基板、人造微结构的材料相同

在本发明所述的谐振腔中，所述匹配层的频率与所述超材料块的谐振频率相当。

实施本发明的谐振腔，具有以下有益效果：通过设置具有高介电常数的超材料块，可以降低谐振频率；通过在超材料块与输入端、输出端之间耦合匹配层，能够提高耦合性能，从而将信号高效率地从输入端导入腔内，再把信号高效率地从输出端到处，进而提高滤波器的性能。

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是本发明优选实施例的谐振腔的结构示意图；

图2是图1所示谐振腔的俯视图；

图3是图2的A-A剖面图；

图4是超材料块与第一、第二匹配层的爆炸图；

图5是人造微结构为“工”字形的衍生形结构；

图6是人造微结构为“十”字形的衍生形结构。

具体实施方式

本发明涉及一种谐振腔，如图1至图4所示，包括壳体1、输入端3、输出端4、超材料块6和匹配层5。

壳体1通常由铜制成，具有方形的内腔。壳体1上方可设置腔盖2，将内腔封闭成一个独立的空腔。输入端3和输出端4分别装在壳体1的两侧侧壁上，且自外部伸入到内腔中。本发明的创新点在于，在内腔中放入超材料块6和匹配层5，一方面利用超材料块6的高介电常数的特征来降低谐振腔的谐振频率，另一方面利用匹配层5来提高超材料块6与输入端3、输出端4之间的耦合效果，提高信号传输效率。