[發明專利]一種小型化液晶可調微波窄帶帶阻濾波器及其加工方法

有效

• 申請號: 201810668891.6
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108963396B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 蔡龍珠;洪偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203;H01P11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 饒欣

本發明公開了一種小型化液晶可調微波窄帶帶阻濾波器，包括介質基板、介質基板底部設有微帶線，微帶線形成雙諧振結構；還包括接地板，介質基板底部與接地板頂部之間設有液晶層，接地板頂部的兩端通過蝕刻使得SMA接頭能夠插入接地板兩端并且實現50歐姆阻抗匹配。本發明還公開了濾波器的加工方法。本發明通過對接地板兩端進行蝕刻，在不需要對介質基板鉆孔的情況下，也能夠實現SMA接頭的插入以及阻抗匹配；本發明采用雙諧振結構，結合液晶材料的各向異性，能夠實現具有優良性能的小型化液晶可調微波窄帶帶阻濾波器；本發明能夠解決超寬帶通信中的WiMAX信號干擾問題，具有插入損耗較低、連續可調、結構緊湊、制備簡單、成本低和方便集成等優點。

技術領域

本發明涉及微波器件，特別是涉及液晶可調微波窄帶帶阻濾波器及其加工方法。

背景技術

帶阻濾波器作為一種頻率選擇器件被廣泛應用于通信技術領域，是現代無線通信系統中的關鍵器件之一。但目前傳統的帶阻濾波器實現可調功能比較困難，而且會增加生產應用和系統的成本及復雜度。可調帶阻濾波器作為一種性能靈活的新型濾波器，不僅能夠隔離和衰減不需要的信號，還能根據實際需求和環境調節選頻特性。

在現階段，常用于實現可調帶阻濾波器的技術主要有以下四種，分別為：電方法，如PIN二極管、變容二極管、微機電系統(MEMS)等；光方法，如光敏開關等；機械方法，如機械改變器件物理結構等；可調材料方法，如鐵電體材料等。以上可調技術或多或少存在著一些缺陷和不足，如只能離散調節，調控電壓大，成本高，損耗大等。基于液晶材料的可調微波器件具有低損耗、高調諧、連續可調、小型化、低偏壓、易于集成等優點，正逐漸成為微波技術的熱點。然而，目前利用液晶技術實現的可調微波帶阻濾波器并不多，而且阻帶帶寬均較大，不適合隔離窄帶信號。此外，液晶材料與傳統固態電介質不一樣，它具有可流動性，現有技術通常對上層基板鉆孔以實現SMA與器件微帶結構的連通，這種方法工藝較復雜且增加了制作成本，而且很容易出現阻抗不匹配問題，增大微波反射信號。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種無需上層基板鉆孔的、能實現窄阻帶的小型化液晶可調微波窄帶帶阻濾波器及其加工方法。

技術方案：為達到此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明所述的小型化液晶可調微波窄帶帶阻濾波器，包括介質基板、介質基板底部設有微帶線，微帶線形成雙諧振結構；還包括接地板，介質基板底部與接地板頂部之間設有液晶層，接地板頂部的兩端通過蝕刻使得SMA接頭能夠插入接地板兩端并且實現50歐姆阻抗匹配，接地板頂部兩端蝕刻的部分不與液晶層接觸。

進一步，所述雙諧振結構包括開路支節，開路支節的長度為四分之一波長。

進一步，所述介質基板采用Rogers 4003C，介電常數為3.55，尺寸為41mm×13mm×1.524mm，微帶線的厚度為0.017mm；液晶層的厚度為0.13mm。

進一步，所述接地板兩端蝕刻了長方體結構，長方體的長度為10mm，寬度為3mm，高度為0.517mm，且長方體的長度方向與介質基板的長度方向平行。

本發明所述的小型化液晶可調微波窄帶帶阻濾波器的加工方法，包括以下步驟：

S1：通過光刻的方法，在介質基板的底部形成微帶線；

S2：對接地板頂部的兩端進行蝕刻，使得SMA接頭能夠插入接地板兩端并且實現50歐姆阻抗匹配；

S3：對介質基板底部和接地板頂部進行表面處理；

S4：通過膠水粘合介質基板底部和接地板頂部，形成一個空腔，使得微帶線位于空腔內，然后將液晶材料注入空腔內，并進行密封固定。

進一步，所述表面處理包括清洗、取向膜制備、取向膜軟化以及取向膜摩擦這四個步驟。