一种二维调谐带通滤波器制造技术

本发明专利技术涉及通信技术领域，公开了一种二维调谐带通滤波器，包括滤波电路，所述滤波电路包括输入端口、输出端口、两个阶跃阻抗谐振器，每个所述阶跃阻抗谐振器连接有一个金属圆环，每个所述金属圆环连接有一个液态金属柱，两个阶跃阻抗谐振器与所述输入端口、所述输出端口分别耦合，所述液态金属柱内装有液态金属，液态金属的高度可调。本发明专利技术解决了现有技术存在的调谐精度差、调谐范围窄等问题。的调谐精度差、调谐范围窄等问题。的调谐精度差、调谐范围窄等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种二维调谐带通滤波器


[0001]本专利技术涉及通信
，具体是一种二维调谐带通滤波器。

技术介绍

[0002]软件定义无线电(Software Defined Radio，SDR)是本世纪新型的高效率低成本无线通信技术，其基本理念为通过软件编程和控制实现无线通信系统的通用化复用。构成无线通信接收系统的硬件电路包括天线、滤波器和混频器，其中大多数天线和滤波器都是通过微带线谐振器进行构建，工作带宽较窄，并且一经生产制造，再也无法更改。为了解决这个问题，人们在谐振器上添加各种可调谐元件，尝试利用可调谐元件实现滤波器的中心频率软件编程和控制，从而满足SDR对频率可变器件的需求。
[0003]滤波器最为常见的可调谐实现方法包括两种，方案一是电路基板可调谐，常见的方式为液晶电路基板可调谐和磁控YIG可调谐；液晶基板调谐范围较窄，YIG调谐的速度较慢并且存在磁滞现象，无法实现线性调谐。方案二是谐振器可调谐，通过将可调谐器件连接在谐振器上，通过改变谐振器的长度或特定进行调谐，常见的调谐器件包括二极管、可变电容、铁电薄膜和液态金属。二极管调谐滤波器插入损耗较低，但是只能在几个固定频点进行调节，无法做到连续可调；可变电容调谐滤波调节速度快，但是调谐范围较窄；铁电薄膜的插入损耗比可变电容小，但是调谐范围也更窄；液态金属是近几年新型的调节方式，通过控制液态金属的长度调节滤波器的中心频率，调谐范围广，可以达到几个倍频程，但是液态金属的长度精确控制难度高，很难精准调节到所需要的频率，调节精度为几十MHz。
[0004]综上所述，目前尚未有调谐精细程度高、线性度高且调谐范围宽的多维度可调谐电子滤波器的相关技术报道。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种二维调谐带通滤波器，解决现有技术存在的调谐精度差、调谐范围窄等问题。
[0006]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：
[0007]一种二维调谐带通滤波器，包括滤波电路，所述滤波电路包括输入端口、输出端口、两个阶跃阻抗谐振器，每个所述阶跃阻抗谐振器连接有一个金属圆环，每个所述金属圆环连接有一个液态金属柱，两个阶跃阻抗谐振器与所述输入端口、所述输出端口分别耦合，所述液态金属柱内装有液态金属，液态金属的高度可调。
[0008]作为一种优选的技术方案，还包括液态金属驱动泵、塑料软管，所述液态金属柱包括顶部开口的金属套筒、套设于所述金属套筒外的中空的塑料套筒、设于金属套筒内的液态金属，所述金属套筒底部设有通孔，所述液态金属驱动泵与所述通孔通过所述塑料软管连通，所述金属套筒的顶端位于所述塑料套筒的内壁，所述液态金属驱动泵能控制液态金属的高度变化。
[0009]作为一种优选的技术方案，所述液态金属柱还包括设于液态金属上层的的NaOH溶
液层。
[0010]作为一种优选的技术方案，液态金属由镓、铟和锡三种金属混合组成。
[0011]作为一种优选的技术方案，还包括与所述金属圆环连接的可调电容。
[0012]作为一种优选的技术方案，还包括固定电容C1、固定电容C3、隔直电阻R1、隔直电阻R2、第一金属片、第二金属片、第三金属片、第四金属片、第五金属片、第六金属片，可调电容包括可调电容、可调电容，第五金属片上设有第一金属过孔，第六金属片上设有第二金属过孔，与输入端口连接的金属圆环、C1、第一金属片、C2、第五金属片依次电连接，第一金属片、R1、第二金属片依次电连接；与输出端口连接的金属圆环、C3、第三金属片、C4、第六金属片依次电连接，第三金属片、R2、第四金属片依次电连接。
[0013]作为一种优选的技术方案，C2、C4的调节范围均为0.3pF～1.5pF。
[0014]作为一种优选的技术方案，阶跃阻抗谐振器包括依次连接的第一微带线、第二微带线、第三微带线，第一微带线、第三微带线相互平行，第二微带线的两端分别与第一微带线、第三微带线连接，第一微带线的另一端、第三微带线的另一端沿远离第二微带线的同一个方向延伸，第一微带线的长度小于第三微带线的长度，所述第三微带线与所述金属圆环连接。
[0015]作为一种优选的技术方案，输入端口、输出端口均由微带线构成。
[0016]本专利技术相比于现有技术，具有以下有益效果：
[0017](1)本专利技术利用液态金属和可变电容两种调谐相结合的方式，既解决了传统液态金属调谐滤波器的调谐精度差的问题，又解决了传统可变电容调谐滤波调谐范围窄的问题；
[0018](2)本专利技术通过液态金属柱实现带通滤波器的宽带可调谐，通过可变电容实现滤波器的频带参数精细化调谐，从而实现了调谐精细程度高、线性度高且调谐范围宽的多维度可调谐电子滤波器。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的滤波电路结构图；
[0020]图2为本专利技术可调谐液态金属柱结构图；
[0021]图3为本专利技术滤波器的耦合结构图；
[0022]图4为本专利技术滤波器在4GHz处的散射参数仿真图；
[0023]图5为本专利技术滤波器可调谐结果仿真图。
[0024]附图中标记及相应的零部件名称：11、输入端口，12、输出端口，13、阶跃阻抗谐振器，14、金属圆环，15、液态金属柱，16、液态金属驱动泵，17、塑料软管，21、第一金属片，22、第二金属片，23、第三金属片，24、第四金属片，25、第五金属片，26、第六金属片，131、第一微带线，132、第二微带线，133、第三微带线，151、金属套筒，152、塑料套筒，153、NaOH溶液层，154、通孔，155、液态金属，251、第一金属过孔，261、第二金属过孔。
具体实施方式
[0025]下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0026]实施例1
[0027]如图1至图5所示，主要应用于雷达通信系统、无线通信接收机和太赫兹辐射计。
[0028]本专利技术的目标是提出一种新型的基于微带同轴混合谐振器的二维调谐带通滤波器，其典型特点在于，通过液态金属柱实现带通滤波器的宽带可调谐，通过可变电容实现滤波器的频带参数精细化调谐。
[0029]一种二维调谐带通滤波器，包括：介质基板、设置在介质基板上的滤波电路、设置在介质基板下的接地金属板和液态金属驱动器(优选液态金属驱动泵16)。滤波器可以通过两种方式调节滤波器的中心频率，方式一是调节可变电容的电压，方式二是调节液态金属柱的高度。
[0030]优选的，设置在介质基板上的滤波电路包括输入端口11、输出端口12、阶跃阻抗(SIR)谐振器(阶跃阻抗谐振器13)、连接SIR谐振器的金属圆环14、通过金属圆环14连接的液态金属柱和连接金属圆环14边缘的可调电容构成。输入端口11和输出端口12由微带线构成，其特征阻抗为50欧姆。SIR谐振器由三节微带线(第一微带线131、第二微带线132、第三微带线133)首尾相连构成U型结构，SIR谐振器的长臂端连接一个中心圆环。
[0031]优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维调谐带通滤波器，其特征在于，包括滤波电路，所述滤波电路包括输入端口(11)、输出端口(12)、两个阶跃阻抗谐振器(13)，每个所述阶跃阻抗谐振器(13)连接有一个金属圆环(14)，每个所述金属圆环(14)连接有一个液态金属柱(15)，两个阶跃阻抗谐振器(13)与所述输入端口(11)、所述输出端口(12)分别耦合，所述液态金属柱(15)内装有液态金属(155)，液态金属(155)的高度可调。2.根据权利要求1所述的一种二维调谐带通滤波器，其特征在于，还包括液态金属驱动泵(16)、塑料软管(17)，所述液态金属柱(15)包括顶部开口的金属套筒(151)、套设于所述金属套筒(151)外的中空的塑料套筒(152)、设于金属套筒(151)内的液态金属(155)，所述金属套筒(151)底部设有通孔(154)，所述液态金属驱动泵(16)与所述通孔(154)通过所述塑料软管(17)连通，所述金属套筒(151)的顶端位于所述塑料套筒(152)的内壁，所述液态金属驱动泵(16)能控制液态金属(155)的高度变化。3.根据权利要求2所述的一种二维调谐带通滤波器，其特征在于，所述液态金属柱(15)还包括设于液态金属(155)上层的的NaOH溶液层(153)。4.根据权利要求3所述的一种二维调谐带通滤波器，其特征在于，液态金属(155)由镓、铟和锡三种金属混合组成。5.根据权利要求4所述的一种二维调谐带通滤波器，其特征在于，还包括与所述金属圆环(14)连接的可调电容。6.根据权利要求5所述的一种二维调谐带通滤波器，其特征在于，还包括固定电容C1、固定电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，戴伟，何川，
申请(专利权)人：成都众志天成科技有限公司，
类型：发明
国别省市：