[实用新型]微波可调滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电子元器件，具体为微波可调滤波器。

背景技术

随着现代无线通信技术的快速发展，频率拥挤的问题日益突出，越来越多的应用环境都要求其所用的电子设备具备可调谐、多频带(模式)、多功能等特点，从而提高频谱资源的利用率。另外，在扩频、跳频和动态频率分配等技术中，可调滤波器也是实现这些技术的关键器件。因此，重量轻、低调谐电压、调谐速度快、调谐范围宽等成为可调滤波器设计的要求。

已有公开技术实现微波器件可调谐的技术主要包括：铁氧体铁电材料调谐、可变二极管调谐、射频微机电系统(RFMEMS)调谐。铁氧体器件的调谐速度慢、体积大，从而限制其应用；铁电材料如BST调谐技术一方面是线性度较差，同时Ba_0.45Sr_0.55TiO₃材料的密度为5.9-6.0g/cm³，而采用液晶材料的密度为1.0096g/cm³,故相同条件下，采用BST铁电薄膜的重量要远大于液晶，采用液晶材料更加有利于轻重量的应用环境如移动设备、航空航天设备等，另外，采用BST铁电薄膜技术所需要的调谐电压最高为30V，也远大于采用液晶调谐时所使用的调谐电压(最高约为10V)；变容二极管的调谐速度快，该技术的偏置电压电路比较复杂，同时线性度不佳；RFMEMS性能指标比较好，但该技术的损耗比较大，同时其偏置电压电路比较复杂，而且成本较高。

基于传统技术的微波可调滤波器的性能指标已不能完全满足技术发展的要求，所以运用新材料、新技术、新工艺、新方法制备性能更优良的微波可调滤波器是发展的趋势。最近出现的场致液晶调谐作为一种新型调谐实现方式，同时具有造价低廉和小型化、工作电压较低以及制作方便等优势，利用其介电常数电场可调谐的特点制作可调谐滤波器能够弥补传统结构的不足，同时其重量轻、调谐电压低，更加能够适应现代工程应用中的要求。

但是现有的封装技术存在液晶固定与泄露的问题，同时还有阻抗失配的问题。

实用新型内容

针对上述技术问题本实用新型的目的是提供一种基于液晶材料的微波可调滤波器，解决现有的封装技术中液晶固定与泄露的问题和阻抗失配的问题。

具体技术方案为：

微波可调滤波器，包括介质基板、金属载板、双模谐振器，所述的金属载板上表面粘结在介质基板下表面，金属载板上表面有凹槽，凹槽内填充液晶材料，介质基板上留有第一小孔和第二小孔用于向凹槽内灌注液晶材料；金属载板安装在介质基板下表面，介质基板下表面有十字结构的双模谐振器，双模谐振器的末端连接枝节线，介质基板相邻两边分别有双模谐振器第一输入输出馈线和双模谐振器第二输入输出馈线；介质基板的上表面安装有第一馈线和第二馈线，第一馈线和第二馈线上分别有第一梯形过渡结构和第二梯形过渡结构，双模谐振器第一输入输出馈线通过介质基板上的第一金属化过孔、第一金属化过孔焊盘与第一梯形过渡结构连接；双模谐振器第二输入输出馈线通过介质基板上的第二金属化过孔、第二金属化过孔焊盘与第二梯形过渡结构连接。

介质基板和金属载板在装配时，通过导电胶粘在一起实现了对液晶材料的封装。

通过Bias-T将外部调制电压加载到射频信号上后，经由介质基板的双模谐振器第一输入输出馈线和双模谐振器第二输入输出馈线输入；当调制信号幅度为0时，液晶材料分子的长轴之间彼此平行，且平行于介质基板，此时的介电常数较小。当调制信号幅度增加时，倒置微带结构中液晶材料分子的指向会逐渐向电场方向发生偏转，当偏置电压足够高且达到液晶材料的饱和电压时，向列型液晶的极化达到饱和，在此过程中其介电常数随之增大并达到一个最大值。

由于液晶材料的介电常数能够随着调制电压信号的变化而变化，谐振器的电长度也随着改变，从而其谐振频率跟着发生改变，并最终实现连续可调的滤波器频率响应。

本实用新型提供的微波可调滤波器，在金属载板上蚀刻一定厚度的凹槽，能够有效封装液晶；采用打孔的方式将液晶材料接触部分的倒置微带线过渡到上层固定阻抗的微带线结构，并在中间过渡的部分采用梯形阻抗过渡的方法来达到阻抗匹配的目的，从而解决了阻抗不连续性问题；双模谐振器，并采用加载十字开路短节线的方法使两个模式分离，输入输出的馈线采用直接接触式馈电的方式，从而保持了整个滤波器的低频通路，用以加载低频调制电压从而解决了传统耦合由于不连续性无法加载调制电压的问题；采用外置电场调制液晶的方法，使得液晶的介电常数在一定范围内连续可调，从而实现了该滤波器频率响应的连续可调。