对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器及方法技术

本发明专利技术公开了一种对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器及其方法。它包括磁电层合材料基底，对称C型金属微带线，电磁铁；磁电层合材料由上至下分别是铁磁相和压电相，在压电相的上下两个表面上分别镀有一层金属薄膜，金属薄膜和铁磁相通过环氧树脂进行粘合；磁电层合材料基底的下表面接地，上表面腐蚀出金属微带线；并且在磁电层合材料基板的上下两端放置一对电磁铁。本发明专利技术通过调节磁场大小来实现大频段的粗调，同时可以利用电调进行小频段的准确调节。该磁电双可调超宽带带通滤波器不仅克服了传统滤波器无法实现工作频段可调节，损耗较大等缺点，而且还克服了一般磁电可调器件通带带宽较窄的缺点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器及其方法。它包括磁电层合材料基底，对称C型金属微带线，电磁铁；磁电层合材料由上至下分别是铁磁相和压电相，在压电相的上下两个表面上分别镀有一层金属薄膜，金属薄膜和铁磁相通过环氧树脂进行粘合；磁电层合材料基底的下表面接地，上表面腐蚀出金属微带线；并且在磁电层合材料基板的上下两端放置一对电磁铁。本专利技术通过调节磁场大小来实现大频段的粗调，同时可以利用电调进行小频段的准确调节。该磁电双可调超宽带带通滤波器不仅克服了传统滤波器无法实现工作频段可调节，损耗较大等缺点，而且还克服了一般磁电可调器件通带带宽较窄的缺点。【专利说明】对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器及方法
本专利技术涉及一种小型化可调微波器件，特别涉及一种基于对称C型微带结构的超宽带的磁电双可调带通滤波器。
技术介绍
近年来，无线通信技术发展迅猛，在军方雷达通信方面对通信精度的要求也越来越高，而对于微波器件的带宽特性与可调性也越来越成为研究的热点。微波器件与磁电层合相结合为该热点提供了一个新的发展思路。对于普通的微波滤波器，往往无法实现频带可调节的功能，而对于市场上见到的磁可调或者电可调微波器件，往往具有频带较窄，调节速度慢，功耗较大等缺点。对此引入磁电层合材料与传统微波滤波器相结合的方法来对可调节性能进行优化。目前市场上对于磁电层合材料与微波器件相结合的研究做的较少，现有的关于磁电双可调微波器件的研究也都无法实现频带超宽的特性，而现有的传统超宽带带通滤波器也无法实现频带可调节的效果。关于磁电双可调的超宽带器件的特性日益成为无线通信系统和军方平台下的电子战等领域所关注的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的是继承磁电可调微波器件工作频段可调谐的优点，同时克服现有磁电可调微波器件带宽较窄等缺陷，提供一种对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器及方法。对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器，它包括磁电层合材料基底，对称C型金属微带线，电磁铁；磁电层合材料基底包括相连的铁磁相、压电相，所述的压电相的上表面镀有第一层金属薄膜，下表面镀有第二层金属薄膜，第一层金属薄膜与铁磁相之间用环氧树脂粘合；磁电层合材料基底的下表面接地，上表面利用金属薄膜工艺腐蚀出对称C型金属微带线，在该滤波器的上下两端放置一对电磁铁；所述的对称C型金属微带线设有两个端口，即输入端口、输出端口。所述的铁磁相采用钇铁石榴石YIG，压电相采用锆钛酸铅PZT。所述的第一层金属薄膜、第二层金属薄膜为银薄膜。通过所述的电磁铁施加外部磁场。通过所述的第一层金属薄膜、第二层金属薄膜施加外部电场。所述的滤波器，微波信号通过输入端口输入，经过对称C型金属微带线的传输，通过输出端口输出。所述的滤波器的磁电调节方法，当电磁铁对磁电层合材料基底施加垂直方向的外部偏置磁场时，铁磁相的磁导率发生改变，从而导致了所述的滤波器的工作频段发生偏移，通过调节电磁铁上的电流以及南北极之间的距离可以对磁电层合材料施加不同的偏置磁场，实现滤波器工作频率的粗调；在压电相上下两个表面的金属薄膜施加一个外部电压，通过两个金属薄膜之间的电容效应，压电相内部会产生均匀分布的电场，通过所述电场可以实现该带通滤波器工作频率在几十兆赫兹内的精确调节，通过改变电场的正负方向，实现滤波器工作频率的左右偏移。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是: 首先，本专利技术利用对称C型微带线结构，通过两个C形状的金属微带线的传输耦合作用，实现了 -3dB带宽超宽的效果，克服了传统微波滤波器无法实现宽频带的缺点，并且该结构比较紧凑，尺寸较小，相对于传统微带线结构更加易于制作。本专利技术利用磁电层合材料与微带结构相结合，通过两个电磁铁对铁磁相施加偏置磁场和通过对金属薄膜施加外部电压对超宽带的通带实现了 G赫兹范围的粗调与M赫兹范围的精调，克服了传统微波器件工作频段不可调或可调频带单一，无法在小频段范围内精确调节等缺点。本专利技术磁场粗略调节与电场精确调节之间工作独立，互不影响。将磁电层合材料与对称C型微带结构相结合，，不但实现了频带超宽的特切，而且还提高了可调微波器件的灵活性与调节精度，在无线通信领域具有很大的创新性，尤其在军方雷达通信应用方面具有良好的前景。【专利附图】【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器的俯视图； 图2是对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器的结构示意图； 图3是对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器的工作频段在4.2?5.2GHz范围内的磁可调性偏移示意图； 图4是对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器的工作频段偏移量与外加电场的关系不意图； 图中，磁电层合材料基底1，对称C型金属微带线2,电磁铁3,铁磁相4,压电相5,第一层金属薄膜6,第二层金属薄膜7。【具体实施方式】如图1、2所示，一种对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器，它包括磁电层合材料基底1，对称C型金属微带线2，电磁铁3 ;磁电层合材料基底I包括铁磁相4，压电相5,其中在压电相5的上下两个表面分别镀上一层金属薄膜，即第一层金属薄膜6,第二层金属薄膜7，第一层金属薄膜6与铁磁相4之间用环氧树脂粘合；磁电层合材料基底I的下表面接地，上表面利用金属薄膜工艺腐蚀出微带线2，在该滤波器的上下两端放置一对电磁铁3 ;所述的金属微带线有两个端口，即输入端口，输出端口。所述的铁磁相4为钇铁石榴石YIG，压电相5为锆钛酸铅PZT。所述的第一层金属薄膜6、第二层金属薄膜7为银薄膜。通过所述的电磁铁3施加外部磁场。通过所述的第一层金属薄膜5、第二层金属薄膜7施加外部电场。通过所述的输入端口 I输入,经过对称C型金属微带线的传输，通过输出端口 2输出。一种基于对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器的磁电调节方法，当电磁铁3对磁电层合材料基底I施加垂直方向的外部偏置磁场时，铁磁相4的磁导率发生改变，从而导致了以磁电层合材料为基底的磁电双可调超宽带带通滤波器的工作频段发生偏移，通过调节电磁铁3上的电流以及南北极之间的距离可以对磁电层合材料4施加不同的偏置磁场，实现滤波器工作频率的粗调；在压电相5上下两个侧面的金属薄膜施加一个外部电压，通过两个金属薄膜之间的电容效应，压电相5内部会产生均匀分布的电场，通过所述电场可以实现该带通滤波器工作频率在几十兆赫兹内的精确调节，通过改变电场的正负方向，实现滤波器工作频率的左右偏移。实施例基于对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器如图1、2所示。磁电层合材料的铁磁相和压电相分别选择YIG和PZT两种材料。其中YIG的尺寸为32.2_Χ20_Χ1.I謹；PZT的尺寸为32.2謹Χ20_Χ1.I謹。同时，在PZT层的上下两个面分别镀上一层银薄膜，其尺寸为:32.2mmX20mmX0.005mm。在磁电层合材料基底的上表面，通过金属薄膜工艺腐蚀出厚度为0.018mm的金属微带线。基于对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器工作时，微波信号从图1中的输入端口 I输入，通过观察输出端口 2的幅频特性来判断滤波器的特性。图3显示了当通过电磁铁给铁磁相YIG施加不同的偏置磁场时滤波器工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对称C型微带结构的磁电双可调超宽带带通滤波器，其特征在于，它包括磁电层合材料基底（1），对称C型金属微带线（2），电磁铁（3）；磁电层合材料基底（1）包括相连的铁磁相（4）、压电相（5），所述的压电相（5）的上表面镀有第一层金属薄膜（6），下表面镀有第二层金属薄膜（7），第一层金属薄膜（6）与铁磁相（4）之间用环氧树脂粘合；磁电层合材料基底（1）的下表面接地，上表面利用金属薄膜工艺腐蚀出对称C型金属微带线（2），在该滤波器的上下两端放置一对电磁铁（3）；所述的对称C型金属微带线（2）设有两个端口，即输入端口、输出端口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周浩淼，张秋实，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33