[發(fā)明專利]一種5G毫米波可重構(gòu)波導(dǎo)濾波器及其通帶調(diào)節(jié)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210470030.3
• 申請(qǐng)日: 2022-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN114824707B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹鑫;王晨懿;李偉平;蔡強(qiáng)明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01P1/208
• 分類號(hào): H01P1/208
• 代理公司: 成都華風(fēng)專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 張巨箭

本發(fā)明公開了一種5G毫米波可重構(gòu)波導(dǎo)濾波器及其通帶調(diào)節(jié)方法，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，所述濾波器包括依次連接的光纖輸入端(1)、級(jí)聯(lián)的多個(gè)諧振器(2)以及光纖輸出端(3)，所述諧振器(2)的腔體依次聯(lián)通形成波導(dǎo)腔，所述波導(dǎo)腔中填充液態(tài)各向異性材料(22)，每個(gè)諧振器(2)上下兩側(cè)設(shè)置一對(duì)電壓控制電極(24)，通過(guò)控制電壓控制電極(24)的電壓值，可以將濾波器的通帶頻率從26.7Ghz調(diào)諧到28.8Ghz，該濾波器可應(yīng)用于5G?FR2毫米波段的n257、n258和n261三個(gè)子波段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種5G毫米波可重構(gòu)波導(dǎo)濾波器及其通帶調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，工作頻率越來(lái)越高，達(dá)到毫米波段。對(duì)于通信和雷達(dá)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，濾波器是一個(gè)至關(guān)重要的射頻設(shè)備。近年來(lái)，微波通信、微波導(dǎo)航、遙測(cè)遙控、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域?qū)V波器的需求不斷增加。研究人員開發(fā)了一些基于變?nèi)荻O管、MEMS開關(guān)或機(jī)械結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)濾波器。但在毫米波段，變?nèi)荻O管和MEMS開關(guān)的寄生效應(yīng)很高，無(wú)法應(yīng)用于這一高頻段，同時(shí)使用機(jī)械結(jié)構(gòu)控制濾波器的通帶非常困難，也可能引入摩擦損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服使用機(jī)械結(jié)構(gòu)控制濾波器通帶存在的問(wèn)題，提供了一種5G毫米波可重構(gòu)波導(dǎo)濾波器及其通帶調(diào)節(jié)方法，該濾波器易于制造，通過(guò)控制偏置電壓可以精確地調(diào)整通帶。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

主要提供一種5G毫米波可重構(gòu)波導(dǎo)濾波器，所述濾波器包括依次連接的光纖輸入端、級(jí)聯(lián)的多個(gè)諧振器以及光纖輸出端；所述光纖輸入端與所述光纖輸出端同軸設(shè)置；

相鄰兩個(gè)所述諧振器之間設(shè)置一對(duì)電感膜片進(jìn)行耦合，所述諧振器的腔體依次聯(lián)通形成波導(dǎo)腔，所述波導(dǎo)腔中填充液態(tài)各向異性材料，所述諧振器的內(nèi)壁上設(shè)置有直流絕緣層，每個(gè)諧振器上下兩側(cè)設(shè)置一對(duì)電壓控制電極，所述電壓控制電極穿過(guò)所述直流絕緣層延伸至波導(dǎo)腔中。

作為一優(yōu)選項(xiàng)，一種5G毫米波可重構(gòu)波導(dǎo)濾波器，所述電壓控制電極與諧振器連接處添加有橡膠顆粒。

作為一優(yōu)選項(xiàng)，一種5G毫米波可重構(gòu)波導(dǎo)濾波器，同一對(duì)電感膜片之間存在縫隙，所有電感膜片的厚度相同。

作為一優(yōu)選項(xiàng)，一種5G毫米波可重構(gòu)波導(dǎo)濾波器，所述電感膜片的厚度為1mm。

作為一優(yōu)選項(xiàng)，一種5G毫米波可重構(gòu)波導(dǎo)濾波器，包括四個(gè)諧振器，所述四個(gè)諧振器以紋波為0.5db的四階切比雪夫原型濾波器為原型。

本發(fā)明還提供一種通帶調(diào)節(jié)方法，用于調(diào)節(jié)所述波導(dǎo)濾波器的通帶，所述方法包括：

通過(guò)在所述電壓控制電極上施加不同的直流偏置電壓改變液態(tài)各向異性材料的介電常數(shù)；

根據(jù)所述介電常數(shù)的變化調(diào)節(jié)波導(dǎo)濾波器的諧振頻率。

作為一優(yōu)選項(xiàng)，一種通帶調(diào)節(jié)方法，所述通過(guò)在所述電壓控制電極上施加不同的直流偏置電壓改變液態(tài)各向異性材料的介電常數(shù)，包括：

當(dāng)直流偏置電壓低于閾值電壓時(shí)，分析液態(tài)各向異性材料的分子排列方向；

當(dāng)直流偏置電壓介于閾值電壓和飽和電壓之間時(shí)，分析液態(tài)各向異性材料的分子排列方向；

當(dāng)直流偏置電壓高于飽和電壓時(shí)，分析液態(tài)各向異性材料的分子排列方向。

作為一優(yōu)選項(xiàng)，一種通帶調(diào)節(jié)方法，所述根據(jù)所述介電常數(shù)的變化調(diào)節(jié)波導(dǎo)濾波器的諧振頻率，包括：

隨著介電常數(shù)的減小，增加諧振器的諧振頻率。

作為一優(yōu)選項(xiàng)，一種通帶調(diào)節(jié)方法，所述方法還包括：

調(diào)節(jié)電感膜片的厚度，使得電感膜片的厚度遠(yuǎn)小于諧振器的工作波長(zhǎng)。所述電感膜片等效于并聯(lián)電感。