CN207098024U - 微波滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微波滤波器，涉及微波电子***技术领域，包括至下而上设置的金属板、第一介质基板、第二介质基板、半模梳状基片集成波导层和双模谐振单元层；第二介质基板上设有通孔，第二介质基板的上表面设置共面的输入波导馈线和输出波导馈线，第二介质基板的下表面设置微带线，波导馈线通过通孔与微带线连接；微带线通过阻抗变换器与半模梳状基片集成波导层的上表面的金属面连接；输入波导馈线和输出波导馈线的两侧分别设置一共面波导金属接地层。与现有技术相比，本实用新型解决了辐射损耗高、非连续可调以及调谐带宽窄的问题。

Description

微波滤波器

技术领域

本实用新型涉及微波电子***技术领域，尤其是一种用于微波传输过程中进行频率选择的微波滤波器。

背景技术

滤波器作为微波电子***中的一种具有频率选择性的器件，对微波电路、***的功能产生重要的影响。

现有微波滤波器主要采用传输线型与集总元件型两种结构，传输线型主要包括波导型、带状线型和微带线型等，波导型的不足在于尺寸较大，不利于***小型化、集成化；带状线型的不足在于具有较大的辐射损耗；微带线型存在的不足在于物理尺寸太小不易加工。现有微波滤波器实现可调谐滤波器的调谐技术主要为：PIN二极管调谐、铁氧体材料调谐、微机电***器件调谐实现。PIN二极管调谐的不足在于只能实现非连续调谐，线性度差且偏置电路较复杂；铁氧体材料调谐的不足在于能实现的可调带宽较窄；微机电***器件调谐存在的不足在于工作电压高、成本较大。随着微波电子技术的高速发展与频谱资源的紧张，设计一种具有连续可调、小型化、高性能、低成本等优势的微波滤波器，成为了发展的必然趋势。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种微波滤波器，它可以解决现有技术中的体积大、辐射损耗高、非连续可调以及调谐带宽窄的问题。

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：这种微波滤波器，包括至下而上设置的金属板、第一介质基板、第二介质基板、半模梳状基片集成波导层和双模谐振单元层；所述第二介质基板上设有通孔，所述第二介质基板的上表面设置共面的输入波导馈线和输出波导馈线，所述第二介质基板的下表面设置微带线，所述输入波导馈线和输出波导馈线通过所述通孔与所述微带线连接；所述微带线通过阻抗变换器与所述半模梳状基片集成波导层的上表面的金属面连接；所述输入波导馈线和输出波导馈线的两侧分别设置一共面波导金属接地层；所述双模谐振单元层设于所述半模梳状基片集成波导层的四周；所述第二介质基板上设有用于注入液晶材料的注入孔，所述第一介质基板为中间镂空凹槽的环状；电压分别加载到所述输入波导馈线和所述输出波导馈线的两端。

上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述金属板与所述第一介质基板通过导电胶粘合；所述第一介质基板与所述第二介质基板通过导电胶粘合。

进一步的：所述双模谐振单元为开口的方形结构。

进一步的：所述半模梳状基片集成波导层为等间距排列的梳状微带线结构，所述半模梳状基片集成波导层的上下两层金属层分离。

由于采用了上述技术方案，本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：

1、半模梳状基片集成波导结构，同时基于液晶材料的可调谐性质，通过加载调制电压信号，通过改变液晶材料的电压而改变介电常数，使得得到连续可调的频率响应，具有连续可调性；采用半模梳状基片集成波导层同时具有传统波导和微带传输线的一些优点，Q值较高、损耗较小、功率容量大，带宽较宽，同时又属于平面结构，易于加工、易于集成，体积小。

2、半模梳状基片集成波导层的上下两层金属层是分离的，对基于该结构的液晶材料的微波滤波器设计，可以仅用导电胶键合封装的方式实现液晶材料于金属板与第一介质基板间固定和液晶材料的封装，以及与第二介质基板之间实现良好的匹配也不存在上下板短路的问题。

3、通过第一介质基板和第二介质基板，第二介质基板和金属板间通孔互连的方式将液晶材料接触部分的半模梳状基片集成波导下层金属层过渡到上层金属层具有固定阻抗的共面波导结构，并在通孔与下层金属层之间采用阻抗过渡的方法来达到阻抗匹配的目的，从而解决了阻抗失配问题。

4、采用接触式馈电方形开口的双模谐振单元层的结构，输入波导馈线和输出波导馈线采用直接接触式馈电的方式，这样保持了整个微波滤波器的低频通路，用以加载低频调制电压，从而解决了传统宽边藕合滤波器由于不连续性而无法加载调制电压的问题。

附图说明

图1是组装结构示意图。

图2是整体结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是图2的正视图。

图5是图2的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详述：

如图所示的微波滤波器，包括至下而上设置的金属板1、第一介质基板2、半模梳状基片集成波导层4、第二介质基板3和双模谐振单元层5；该金属板1由机械加工手段制作。

第二介质基板3的下表面设置共面的输入波导馈线8和输出波导馈线9，输入波导馈线8和输出波导馈线9的末端均分别通过金属化信号通孔连接位于第二介质基板3的下表面的微带线10，该微带线10通过阻抗变换器13与半模梳状基片集成波导层4的上金属面连接，半模梳状基片集成波导层4的上下两层金属层是完全分离的；输入波导馈线8与输出波导馈线9两侧各设置一共面波导金属接地层12，半模梳状基片集成波导层4的上金属面上开设有未封闭的正方形双模谐振单元5，第二介质基板3上设有液晶材料注入孔7；第一层介质基板2为环状，中间为镂空凹槽，通过第二介质基板3上设有的液晶材料注入孔7往第一介质基板2的镂空凹槽部分注入液晶材料，液晶材料流动到金属板1，然后再密封液晶注入孔，金属板1和第一介质基板2粘合后，液晶材料部分形成液晶层11。

安装时，首先将第一介质基板2与金属板1通过导电胶6粘合一起，然后将第二介质基板3与第一介质基板2通过导电胶粘合一起，再通过第二介质基板3上预留的液晶注入孔将液晶材料注入第二介质基板2上的镂空凹槽里面。

当调制电压加载输入波导馈线8和输出波导馈线9时，产生射频信号，经由第二介质基板3的上层输入端口输入到所半模梳状基片集成波导层4，再通过该半模梳状基片集成波导层4输送到第一介质基板2，到达液晶层11；输出时通过液晶层到达第一介质基板2，然后到达第二介质基板3的输出端口，再将信号馈入到半模梳状基片集成波导层4。当调制电压信号的峰值幅度为0时，液晶层的液晶分子的长轴之间彼此平行，且平行于第一介质基板2，此时的介电常数较小。当调制电压信号的峰值幅度增加时，液晶层11的液晶分子的指向会逐渐向电场方向发生偏转，直到调制电压足够高且达到该液晶分子的饱和电压时，该液晶层的极化达到饱和，在此过程中该液晶层的介电常数随之增大并达到最大值。

因为该液晶层11的介电常数能够随着调制电压的变化而变化，导致双模谐振单元层5的电长度随着液晶介电常数的改变而改变，从而双模谐振频率随之发生改变，故最终实现连工作的时候，射频信号和调制电压信号通过输入输出50欧姆共面波导馈线加入，然后通过改变调制电压的幅度来改变液晶层的介电常数，最终得到连续可调的频率响应。

Claims (4)

1.一种微波滤波器，其特征在于：包括至下而上设置的金属板、第一介质基板、半模梳状基片集成波导层、第二介质基板和双模谐振单元层；所述第二介质基板的下表面设置共面的输入波导馈线和输出波导馈线，所述第二介质基板的下表面设置微带线，所述输入波导馈线和所述输出波导馈线与所述微带线连接；所述微带线通过阻抗变换器与所述半模梳状基片集成波导层的上表面的金属面连接；所述输入波导馈线和所述输出波导馈线的两侧分别设置一共面波导金属接地层；所述双模谐振单元层设于所述半模梳状基片集成波导层的四周；所述第二介质基板上设有用于注入液晶材料的注入孔，所述第一介质基板为中间镂空凹槽的环状；电压分别加载到所述输入波导馈线和所述输出波导馈线的两端。

2.根据权利要求1所述的微波滤波器，其特征在于：所述金属板与所述第一介质基板通过导电胶粘合；所述第一介质基板与所述第二介质基板通过导电胶粘合。

3.根据权利要求2所述的微波滤波器，其特征在于：所述双模谐振单元为开口的方形结构。

4.根据权利要求3所述的微波滤波器，其特征在于：所述半模梳状基片集成波导层为等间距排列的梳状微带线结构，所述半模梳状基片集成波导层的上下两层金属层分离。