[實用新型]一種磁電雙可調帶通濾波器

有效

• 申請號: 201320130220.7
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN203180032U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 朱鋒杰;周浩淼;陳晴;崔曉樂
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: H01P1/218
• 分類號: H01P1/218
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本實用新型涉及一種小型化可調微波器件，特別涉及一種磁電雙可調的帶通濾波器。

背景技術???????????????????????????????????

隨著無線通信技術的快速發展，用戶在2～40?GHz頻段內的需求變得更加多樣化和復雜化。如何根據用戶的要求改善和提高器件的可調性和靈活性，推導微波器件的小型化和多功能化，成為科學研究的一個熱點。基于多鐵性材料的磁電可調微波器件為新型可調器件設計提供了一種新的思路。

磁電層合材料，是通過環氧樹脂將鐵磁體與壓電體粘合到一起得以實現。通過以應變/應力為媒介的傳遞，利用鐵電、鐵磁材料之間的乘積相互作用來產生大磁電效應。由于復合材料中磁化和極化的耦合可以使能量在磁場和電場中自由轉換，因此它在高技術設備多功能化和集成化應用中具有很大的潛力，比如在中低頻下作為生物傳感器、磁場傳感器、電控磁振蕩器件以及磁電轉換元件等，在微波頻段利用鐵磁共振現象可以實現電可調、磁和電雙重可調微波器件。基于這類復合磁電多鐵性材料的磁電雙可調微波器件，即在傳統微帶結構的基礎上加入新型磁電復合材料，通過施加一個外加磁場在大頻段范圍內對其進行粗調，然后通過施加電場在小頻段范圍內進行精調，這既保留了傳統磁磁可調微波器件中調節范圍大的優點，又有效彌補了調節速度緩慢，能量損耗很大的缺點。

大量研究表明這類磁電可調微波器件在未來可能會有不可估量的應用前景。目前實驗中所使用的磁電復合材料大多選擇鐵氧體/鐵電復合材料，比如YIG/PZT、YIG/PMN-PT?等，研究證明，其鐵磁相與壓電相之間的彈性耦合均能產生巨大的磁電效應。總而言之，隨著復合磁電多鐵性材料的不斷發展及對其研究的不斷深入，由于其具備磁電雙可調的優越性能及易于集成的特點，基于此材料的磁電雙可調微波器件在未來幾年內具有巨大的商業價值和發展前景。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有濾波器的技術缺陷，提供一種磁電雙可調的帶通濾波器及其調節方法。

一種磁電雙可調的帶通濾波器，包括磁電層合材料基底，金屬微帶線，電磁鐵；磁電層合材料由上至下分別是，鐵磁相和壓電相，在壓電相的上下兩個表面面上分別鍍有一層金屬薄膜，金屬薄膜和鐵磁相通過環氧樹脂進行粘合；磁電層合材料基底的下表面接地，上表面通過薄膜工藝作出金屬微帶線，該微帶線輸入和輸出端口滿足50歐姆阻抗匹配；?同時在磁電層合材料基底的上下兩端放置一對電磁鐵。

所述的第一層金屬薄膜、第二層金屬薄膜為金薄膜或銀薄膜。

所述的鐵磁相為釔鐵石榴石YIG，壓電相為鋯鈦酸鉛PZT。

通過所述的第一層金屬薄膜、第二層金屬薄膜施加外部電場。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

首先，相對于傳統的磁可調與電可調微波器件，以磁電材料為核心的磁電雙可調微波器件具有速度更快，體積更小，能耗更低，噪聲更小等優點；其次，本實用新型克服了傳統微波器件工作頻段不可調或可調工作頻帶單一，無法在小頻段范圍內精確調節等缺點，在保證大頻段磁場粗調的前提下，可以通過電調進行小頻段的準確調節。磁場調節和電場調節之間工作獨立，不會相互干擾。并且，對于不同的鐵磁材料和壓電材料的組合，濾波器工作頻率偏移的方向和偏移量也會存在很大差異。總而言之，磁電多鐵性材料因其在新型多功能磁電器件和設備應用中的優越性能和技術保障，基于該材料的磁電微波器件有著非常良好的發展前景。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明：

圖1是磁電雙可調的帶通濾波器的俯視圖。

圖2是磁電雙可調的帶通濾波器的側視圖。

圖3是金屬微帶的尺寸示意圖。

圖4是本實用新型在外加偏置磁場為0時的插入損耗曲線。

圖5是本實用新型的工作頻段在2.9?~?4.2?GHz范圍內的磁可調性偏移示意圖。

圖6是本實用新型的工作頻段偏移量隨外加電場變化的示意圖。

圖中，1、磁電層合材料基底，2、金屬微帶線，3、電磁鐵，4、鐵磁相，5、壓電相，6、第一層金屬薄膜，7、第二層金屬薄膜。

具體實施方式

一種磁電雙可調的磁電雙可調的帶通濾波器，1、磁電層合材料基底，2、金屬微帶線，3、電磁鐵；磁電層合材料基底1由上至下分別是鐵磁相4，第一層金屬薄膜6，壓電相5，第二層金屬薄膜7，鐵磁相4和第一層金屬薄膜6通過環氧樹脂粘合；磁電層合材料基底1的下表面接地，磁電層合材料基底1的上表面通過薄膜工藝作出金屬微帶線2，輸入和輸出端口滿足50歐姆匹配，在磁電層合材料基板1的上下兩端放置一對電磁鐵3。