[發明專利]一種基于可調電容的可調諧振腔

有效

• 申請號: 201710086921.8
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106848514B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 張繼華;陳建男;鄭懿;陳宏偉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P1/209
• 分類號: H01P1/209
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

本發明屬于通信領域，提供一種基于可調電容的可調諧振腔，包括類同軸結構金屬腔體、絕緣介質環、鐵電薄膜、電容電極及調諧電極；類同軸結構金屬腔體的頂部帶有開口環，絕緣介質環填充入開口環處；鐵電薄膜設置于金屬腔體上方中心，且半徑大于等于絕緣介質環的內半徑；調諧電極設置于鐵電薄膜上方中心；電容電極為環繞調諧電極設置的環形電極，且電容電極外邊緣與金屬腔體連接，電容電極內邊緣與鐵電薄膜及金屬腔體形成平行電容板結構。本發明采用由鐵電薄膜制成的可調電容；首先避免了機械疲勞問題，延長了諧振腔的使用壽命；其次調諧電壓只需要達到三十伏特，使調諧更加簡便；最后，由于鐵電材料極快的反應速度，也增加了諧振腔的調諧速度。

技術領域

本發明屬于通信領域，設計可調濾波器，具體涉及一種基于可調電容的可調諧振腔。

背景技術

現代戰爭中的電子通訊設備所生存的電磁環境已變得越來越紛繁復雜，所面臨的干擾威脅也越來越嚴重，干擾與抗干擾的斗爭成為現代電子戰中研究的重點。由于通信技術的不斷快速發展以及電子對抗技術的迅速進步，使得無線電通訊的頻譜背景日趨復雜。而與以往的電子系統不同：高集成度、高智能化，數字與模擬信號相互結合成為現代電子系統的新特點。對電子系統的干擾分析及抗干擾技術的研究以逐漸成為關注的重點，是現代信息戰的重要研究目標。

壓控可調濾波器是軍事通信最重要的抗干擾措施之一，通過采用可調濾波器的通信鏈路可以有效濾除無論是本站的白干擾信號，還是敵方的干擾信號，并只允許己方的有用信號通過。由于其對通信設備的良好接收所起到的重要作用，使其成為對付電磁干擾的最佳手段，是軍用通信設備的關鍵組件。

而理想的可調濾波器應該具有較寬的可調范圍、較窄的通帶寬度、很小的插入損耗、很高的帶外抑制以及快速的反應速度；這就要求組成濾波器的微波諧振腔要同時具有較高的品質因數和較寬的可調范圍。基于這些要求普遍采用的方案為使用不同中心頻率的濾波器組成濾波器組，但該方案顯而易見的缺點為成本較為昂貴，并且由于使用了多個濾波器而造成體積龐大。而單一可調濾波器方案最為成熟的是基于YIG(釔鐵石榴石)技術的可調濾波器，但這種技術仍存在體積大、功耗高、不易集成等缺點。此外，又先后出現了基于變容二極管、鐵電薄膜、平面MEMS(微機電系統)等技術的可調濾波器，但這些濾波器都存在或者不能滿足寬可調范圍、或者不能實現較高的品質因數的問題。而近些年一種基于消逝模腔體的可調濾波器由于其良好的品質因數，較寬的可調范圍而備受關注；但由于其多采用基于靜電力或者壓電效應等電致形變的機械調節方式，使其存在使用壽命低、施加電壓高、中心頻率漂移等問題。基于上述問題，本發明提出了一種基于可調電容的可調諧振腔。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的缺陷，提供一種基于可調電容的可調諧振腔；本發明根據鐵電薄膜介電常數隨電場變化的性質制作出的可調電容，基于該可調電容設計實現可調諧振腔，使其具有可調范圍寬、品質因數高、使用壽命長、且調節便利等優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于可調電容的可調諧振腔，包括類同軸結構金屬腔體、絕緣介質環、鐵電薄膜、電容電極及調諧電極；其特征在于，所述類同軸結構金屬腔體的頂部帶有開口環，所述絕緣介質環填充入開口環處；所述鐵電薄膜設置于金屬腔體上方中心，且半徑大于等于絕緣介質環的內半徑；所述調諧電極設置于鐵電薄膜上方中心；所述電容電極為環繞調諧電極設置的環形電極，且電容電極外邊緣與金屬腔體連接，電容電極內邊緣與鐵電薄膜及金屬腔體形成平行電容板結構。

進一步的，所述電容電極的內半徑小于所述類同軸結構金屬腔體金屬腔頂部開口環的內半徑。

所述調諧電極為圓形電極、其半徑小于電容電極的內半徑數個微米。

所述電容電極厚度應大于電極所用材料的趨膚深度的3倍，以保證不出現大幅電磁損耗。

所述調諧電極用于施加調諧電壓。