微波可調(diào)濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電子元器件，具體為微波可調(diào)濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，頻率擁擠的問(wèn)題日益突出，越來(lái)越多的應(yīng)用環(huán)境都要求其所用的電子設(shè)備具備可調(diào)諧、多頻帶(模式)、多功能等特點(diǎn)，從而提高頻譜資源的利用率。另外，在擴(kuò)頻、跳頻和動(dòng)態(tài)頻率分配等技術(shù)中，可調(diào)濾波器也是實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)的關(guān)鍵器件。因此，重量輕、低調(diào)諧電壓、調(diào)諧速度快、調(diào)諧范圍寬等成為可調(diào)濾波器設(shè)計(jì)的要求。
[0003]已有公開(kāi)技術(shù)實(shí)現(xiàn)微波器件可調(diào)諧的技術(shù)主要包括:鐵氧體鐵電材料調(diào)諧、可變二極管調(diào)諧、射頻微機(jī)電系統(tǒng)(RF MEMS)調(diào)諧。鐵氧體器件的調(diào)諧速度慢、體積大，從而限制其應(yīng)用；鐵電材料如BST調(diào)諧技術(shù)一方面是線性度較差，同時(shí)Baa45Sra55T13材料的密度為5.9-6.0g/cm3，而采用液晶材料的密度為1.0096g/cm3,故相同條件下，采用BST鐵電薄膜的重量要遠(yuǎn)大于液晶，采用液晶材料更加有利于輕重量的應(yīng)用環(huán)境如移動(dòng)設(shè)備、航空航天設(shè)備等，另外，采用BST鐵電薄膜技術(shù)所需要的調(diào)諧電壓最高為30V，也遠(yuǎn)大于采用液晶調(diào)諧時(shí)所使用的調(diào)諧電壓(最高約為10V);變?nèi)荻O管的調(diào)諧速度快，該技術(shù)的偏置電壓電路比較復(fù)雜，同時(shí)線性度不佳；RF MEMS性能指標(biāo)比較好，但該技術(shù)的損耗比較大，同時(shí)其偏置電壓電路比較復(fù)雜，而且成本較高。
[0004]基于傳統(tǒng)技術(shù)的微波可調(diào)濾波器的性能指標(biāo)已不能完全滿足技術(shù)發(fā)展的要求，所以運(yùn)用新材料、新技術(shù)、新工藝、新方法制備性能更優(yōu)良的微波可調(diào)濾波器是發(fā)展的趨勢(shì)。最近出現(xiàn)的場(chǎng)致液晶調(diào)諧作為一種新型調(diào)諧實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)具有造價(jià)低廉和小型化、工作電壓較低以及制作方便等優(yōu)勢(shì)，利用其介電常數(shù)電場(chǎng)可調(diào)諧的特點(diǎn)制作可調(diào)諧濾波器能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不足，同時(shí)其重量輕、調(diào)諧電壓低，更加能夠適應(yīng)現(xiàn)代工程應(yīng)用中的要求。
[0005]但是現(xiàn)有的封裝技術(shù)存在液晶固定與泄露的問(wèn)題，同時(shí)還有阻抗失配的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型的目的是提供一種基于液晶材料的微波可調(diào)濾波器，解決現(xiàn)有的封裝技術(shù)中液晶固定與泄露的問(wèn)題和阻抗失配的問(wèn)題。
[0007]具體技術(shù)方案為:
[0008]微波可調(diào)濾波器，包括介質(zhì)基板、金屬載板、雙模諧振器，所述的金屬載板上表面粘結(jié)在介質(zhì)基板下表面，金屬載板上表面有凹槽，凹槽內(nèi)填充液晶材料，介質(zhì)基板上留有第一小孔和第二小孔用于向凹槽內(nèi)灌注液晶材料；金屬載板安裝在介質(zhì)基板下表面，介質(zhì)基板下表面有十字結(jié)構(gòu)的雙模諧振器，雙模諧振器的末端連接枝節(jié)線，介質(zhì)基板相鄰兩邊分別有雙模諧振器第一輸入輸出饋線和雙模諧振器第二輸入輸出饋線；介質(zhì)基板的上表面安裝有第一饋線和第二饋線，第一饋線和第二饋線上分別有第一梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)和第二梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)，雙模諧振器第一輸入輸出饋線通過(guò)介質(zhì)基板上的第一金屬化過(guò)孔、第一金屬化過(guò)孔焊盤與第一梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接；雙模諧振器第二輸入輸出饋線通過(guò)介質(zhì)基板上的第二金屬化過(guò)孔、第二金屬化過(guò)孔焊盤與第二梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接。
[0009]介質(zhì)基板和金屬載板在裝配時(shí)，通過(guò)導(dǎo)電膠粘在一起實(shí)現(xiàn)了對(duì)液晶材料的封裝。
[0010]通過(guò)Bias-T將外部調(diào)制電壓加載到射頻信號(hào)上后，經(jīng)由介質(zhì)基板的雙模諧振器第一輸入輸出饋線和雙模諧振器第二輸入輸出饋線輸入；當(dāng)調(diào)制信號(hào)幅度為O時(shí)，液晶材料分子的長(zhǎng)軸之間彼此平行，且平行于介質(zhì)基板，此時(shí)的介電常數(shù)較小。當(dāng)調(diào)制信號(hào)幅度增加時(shí)，倒置微帶結(jié)構(gòu)中液晶材料分子的指向會(huì)逐漸向電場(chǎng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)偏置電壓足夠高且達(dá)到液晶材料的飽和電壓時(shí)，向列型液晶的極化達(dá)到飽和，在此過(guò)程中其介電常數(shù)隨之增大并達(dá)到一個(gè)最大值。
[0011]由于液晶材料的介電常數(shù)能夠隨著調(diào)制電壓信號(hào)的變化而變化，諧振器的電長(zhǎng)度也隨著改變，從而其諧振頻率跟著發(fā)生改變，并最終實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)的濾波器頻率響應(yīng)。
[0012]本實(shí)用新型提供的微波可調(diào)濾波器，在金屬載板上蝕刻一定厚度的凹槽，能夠有效封裝液晶；采用打孔的方式將液晶材料接觸部分的倒置微帶線過(guò)渡到上層固定阻抗的微帶線結(jié)構(gòu)，并在中間過(guò)渡的部分采用梯形阻抗過(guò)渡的方法來(lái)達(dá)到阻抗匹配的目的，從而解決了阻抗不連續(xù)性問(wèn)題；雙模諧振器，并采用加載十字開(kāi)路短節(jié)線的方法使兩個(gè)模式分離，輸入輸出的饋線采用直接接觸式饋電的方式，從而保持了整個(gè)濾波器的低頻通路，用以加載低頻調(diào)制電壓從而解決了傳統(tǒng)耦合由于不連續(xù)性無(wú)法加載調(diào)制電壓的問(wèn)題；采用外置電場(chǎng)調(diào)制液晶的方法，使得液晶的介電常數(shù)在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)了該濾波器頻率響應(yīng)的連續(xù)可調(diào)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型介質(zhì)基板下表面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型介質(zhì)基板上表面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型金屬載板上表面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]結(jié)合【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案。
[0017]如圖1、圖2和圖3所示，微波可調(diào)濾波器，包括介質(zhì)基板1、金屬載板13、雙模諧振器17，所述的金屬載板13上表面粘結(jié)在介質(zhì)基板I下表面，金屬載板13上表面有凹槽，凹槽內(nèi)填充液晶材料16，介質(zhì)基板I上留有第一小孔7和第二小孔12用于向凹槽內(nèi)灌注液晶材料16 ;
[0018]金屬載板13安裝在介質(zhì)基板I下表面，介質(zhì)基板I下表面有十字結(jié)構(gòu)的雙模諧振器17，雙模諧振器17的末端連接枝節(jié)線15，介質(zhì)基板I相鄰兩邊分別有雙模諧振器第一輸入輸出饋線6和雙模諧振器第二輸入輸出饋線8 ；
[0019]介質(zhì)基板I的上表面安裝有第一饋線2和第二饋線14，第一饋線2和第二饋線14上分別有第一梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)3和第二梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)11，雙模諧振器第一輸入輸出饋線6通過(guò)介質(zhì)基板I上的第一金屬化過(guò)孔5、第一金屬化過(guò)孔焊盤4與第一梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)3連接；雙模諧振器第二輸入輸出饋線8通過(guò)介質(zhì)基板I上的第二金屬化過(guò)孔9、第二金屬化過(guò)孔焊盤10與第二梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)11連接。
[0020]該微波可調(diào)濾波器，在金屬載板13上蝕刻一定厚度的凹槽，然后將介質(zhì)基板I與金屬載板13通過(guò)導(dǎo)電膠粘和一起，再通過(guò)第一小孔7和第二小孔12用于向凹槽內(nèi)灌注液晶材料16 ;在介質(zhì)基板I下表面采用十字結(jié)構(gòu)的雙模諧振器17目的是實(shí)現(xiàn)小型化；雙模諧振器17的模式分離采用加載開(kāi)路枝節(jié)線15的方式實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)模式，即TM.模與TMm。模之間的耦合量靠枝節(jié)線15的長(zhǎng)度控制。雙模諧振器17以及雙模諧振器第一輸入輸出饋線6和雙模諧振器第二輸入輸出饋線8位于介質(zhì)基板I下表面，并與液晶材料16接觸，形成倒置微帶結(jié)構(gòu)。當(dāng)外部信號(hào)通過(guò)第一饋線2和第二饋線14進(jìn)入微波可調(diào)濾波器形成想要的頻率響應(yīng)，同時(shí)，與信號(hào)疊加一起的低頻調(diào)制信號(hào)也通過(guò)倒置微帶部分并調(diào)制液晶改變其介電常數(shù)，從而形成頻率響應(yīng)的可調(diào)。雙模諧振器第一輸入輸出饋線6和雙模諧振器第二輸入輸出饋線8分別通過(guò)第一金屬化過(guò)孔5、第二金屬化過(guò)孔9穿過(guò)介質(zhì)基板I過(guò)渡到介質(zhì)基板I上表面形成微帶模式，然后分別通過(guò)第一梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)3和第二梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)11與外部固定的50歐姆輸入輸出第一饋線2和第二饋線14相連，從而形成完整的濾波器。工作的時(shí)候，射頻信號(hào)和調(diào)制電壓信號(hào)輸入第一饋線2和第二饋線14，然后通過(guò)改變調(diào)制電壓的幅度來(lái)調(diào)制液晶材料16的介電常數(shù)，最終得到連續(xù)可調(diào)的頻率響應(yīng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.微波可調(diào)濾波器，其特征在于:包括介質(zhì)基板(I)、金屬載板(13)、雙模諧振器(17)，所述的金屬載板(13)上表面粘結(jié)在介質(zhì)基板(I)下表面，金屬載板(13)上表面有凹槽，凹槽內(nèi)填充液晶材料(16)，介質(zhì)基板(I)上留有第一小孔(7)和第二小孔(12)用于向凹槽內(nèi)灌注液晶材料(16); 介質(zhì)基板(I)下表面有十字結(jié)構(gòu)的雙模諧振器(17)，雙模諧振器(17)的末端連接枝節(jié)線(15)，介質(zhì)基板(I)相鄰兩邊分別有雙模諧振器第一輸入輸出饋線(6)和雙模諧振器第二輸入輸出饋線⑶； 介質(zhì)基板(I)的上表面安裝有第一饋線(2)和第二饋線(14)，第一饋線(2)和第二饋線(14)上分別有第一梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)(3)和第二梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)(11)，雙模諧振器第一輸入輸出饋線(6)通過(guò)介質(zhì)基板(I)上的第一金屬化過(guò)孔(5)、第一金屬化過(guò)孔焊盤(4)與第一梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)(3)連接；雙模諧振器第二輸入輸出饋線(8)通過(guò)介質(zhì)基板(I)上的第二金屬化過(guò)孔(9)、第二金屬化過(guò)孔焊盤(10)與第二梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)(11)連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電子元器件，具體為微波可調(diào)濾波器，金屬載板上表面粘結(jié)在介質(zhì)基板下表面，金屬載板上表面有凹槽，凹槽內(nèi)填充液晶材料，介質(zhì)基板下表面有十字結(jié)構(gòu)的雙模諧振器，雙模諧振器的末端連接枝節(jié)線，介質(zhì)基板相鄰兩邊分別有雙模諧振器第一輸入輸出饋線和雙模諧振器第二輸入輸出饋線；介質(zhì)基板的上表面安裝有第一饋線和第二饋線，第一饋線和第二饋線上分別有第一梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)和第二梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)，雙模諧振器第一輸入輸出饋線與第一梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接；雙模諧振器第二輸入輸出饋線與第二梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接。該微波可調(diào)濾波器，能夠有效封裝液晶，解決了阻抗不連續(xù)性問(wèn)題，頻率響應(yīng)連續(xù)可調(diào)。
【IPC分類】H01P1/207
【公開(kāi)號(hào)】CN204905393
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520647795
【發(fā)明人】蔣迪
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年8月25日