[发明专利]一种基于液态金属的可重构滤波器

说明书

本发明涉及一种基于液态金属的可重构滤波器，包括一段主传输线(1)，一系列耦合谐振器，导管(12)，微泵(10)和微泵控制器(11)；其中，微泵(10)由微泵控制器(11)控制，通过驱动导管内液态金属分布改变滤波器的谐振频率。当在介质板(13)金属地上方的导管(12)内液态金属分布较长时，谐振器的工作频率较低，当在介质板(13)金属地上方的导管(12)内液态金属分布较短时，谐振器的工作频率较高。该滤波器的显著优点是相比于传统的可调滤波器能够达到相对较高的Q值，损耗较低，三阶交调等非线性效应很弱，适用于作为射频前端的高性能可调谐振频率滤波器。

技术领域

本发明涉及可重构滤波器的技术领域，具体涉及一种基于液态金属的可重构滤波器。

背景技术

随着移动通信技术的进步，对于射频前端可重构的要求越来越高，集成可重构滤波器的通信系统相比于传统通信系统抗干扰能力和自适应能力都大大提高。

可重构滤波器按照可重构的机制可以分为机械调和电调两种，一般来说机械调整的滤波器具有Q值高，损耗小的优点，缺点是调节速度相对较慢。电调频率结构滤波器的突出优点是成本低，使用方便。目前，电调机构研究的更多。电调频率可调带阻谐振器按照调节的核心部件又可以分为半导体开关二极管，半导体变容二极管，微机电开关，铁氧体二极管等等。机械式可调滤波器在以往主要是手动调节，电机调节或者利用记忆金属等方法，随着无毒常温液态金属的广泛应用，目前在滤波器领域也开始研究基于液态金属的可重构滤波器。

基于液态金属的可重构滤波器存在液态金属通道加工困难，中心频率调节后回波损耗曲线变化大，如3dB带宽变化明显等问题。

因此，设计易于加工的基于液态金属的高性能可重构带阻滤波器，对提高可重构滤波器的性能是有实际意义的。

发明内容

本发明提出了一种新型的基于液态金属的可重构滤波器，该滤波器具有易于加工，控制简便，回波损耗曲线随调节频率变化小等突出优点。

本发明采用的技术方案为：一种基于液态金属的可重构滤波器，包括一段主传输线，一系列平行线耦合谐振器，导管，微泵和微泵控制器；主传输为微波传输线可以为微带线，带状线等结构，主传输线分布在介质板上，介质板的下方有金属地；在主传输线的一侧或两侧分布有基于电耦合或磁耦合的谐振器，该谐振器的谐振长度由两部分叠加组成，一部分是固定印制在介质板上的，一部分由导管内的液态金属构成；液态金属部分在接地孔的位置以上部分为谐振器的一部分，在接地孔位置以下的部分与金属地是一体的，不影响谐振频率；液态金属调谐部分与主传输线之间的距离与印制的谐振器部分与主传输线间的距离不同。

该结构的特点是采用了比较容易加工的导管，导管可以是市面上常见的聚四氟乙烯管，塑料管等，避免了采用现在常用的专门加工的3维导管结构，将导管在金属地下面的结构藏在了尺寸较大的金属地下面，该部分的液态金属对滤波器的谐振结构几乎没有影响，这使得直接用微泵控制液态金属在介质板上方的长度成为可能，液态金属部分自成一个循环系统，液态金属不直接接触金属地和印制的谐振结构部分。该结构设计的另外一个显著特征是液态金属调谐部分与主传输线之间的距离与印制的谐振器部分与主传输线间的距离不同，这使得这两部分的耦合强度不相同，因此在调整滤波器中心谐振频率时，可能保持相对稳定的回波损耗曲线，相应的插入损耗曲线也会比较稳定。