[发明专利]对称型功能可选空间平行耦合磁电可调微波滤波器及方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种具有两种独立性能的小型化磁电可调微波滤波器，特别涉及了一种对称型功能可选空间平行耦合磁电可调微波滤波器及方法。

背景技术                                                                     

随着无线通信行业的迅猛发展与进步，业界对微波滤波器的小型化和多功能化有了更高的要求。

近年来，引入压电材料，结合铁氧体材料进行滤波器的设计，不仅可以实现器件的小型化，还可以通过调节外加磁场和电场改变器件工作频段从而实现器件的多功能化，因而成为新型器件设计的热点。利用铁氧体介质相对高的介电常数可以有效地减小微波滤波器的尺寸；利用铁氧体介质在外加偏置磁场的条件下，会发生铁磁共振效应，对传输线中能量的变化产生影响，从而影响滤波器原有性能的特点可以有效地提高器件的灵活性；同时，由于压电材料在电场作用下会产生形变从而牵动相连的铁磁相薄膜形变，即将其所产生的影响等效为对铁磁相薄膜施加一个磁场，那么改变外加电场的强度即可实现滤波器工作频段的漂移。但现有滤波器，滤波性能普遍单一，即当器件成型，其滤波性能也就固定了，没有办法更为灵活地应用在实际中。

发明内容

    本发明的目的是克服传统微波滤波器滤波性能单一，提供对称型功能可选空间平行耦合磁电可调微波滤波器及方法。 

    对称型功能可选性空间平行耦合磁电可调微波滤波器，它包括二个压电相，二个铁磁相薄膜，二个GGG基底以及二条金属微带线；

GGG基底的两端分别通过压电相与另外一个GGG基底的两端相连，所述的GGG基底上生长有铁磁相薄膜，采用镀膜技术在铁磁相薄膜的上表面中间作出金属微带线，所述的两个GGG基底平行相对布置；所述的压电相的上下两个表面分别镀有金属薄膜；所述的二条金属微带线具有四个端口，其中一侧的一个端口为输入端口，另外一侧的二个端口为输出端口。

    所述的压电相，通过环氧树脂胶与铁磁相薄膜粘合。

    所述的金属薄膜为银膜，压电相采用PZT材料，铁磁相薄膜采用YIG薄膜材料。

    当选择在同一条金属微带线上的两个端口分别作为输入、输出端时，所述的磁电可调微波滤波器具有带阻性能；当选择不在同一条金属微带线上的两个端口分别作为输入、输出端时，所述的磁电可调微波滤波器具有带通性能。

    一种所述的微波滤波器的功能选择和磁电调节方法，向所述的磁电可调微波滤波器施加外部偏置磁场时，铁磁相薄膜会发生铁磁共振效应，当选择在同一条微带线上的两个端口分别作为输入、输出端时，铁磁相薄膜从端口所在的金属微带线中吸收能量，频段能量被吸收因而器件具有带阻性能，而当选择在不同微带线上的两个端口分别作为输入、输出端时，铁磁相薄膜从输入端所在的金属微带线上吸收频段的能量，能量通过铁磁相薄膜和压电相与输出端所在的金属微带线耦合并输出此频段信号，故而滤波器具有带通性能；通过调节偏置磁场的强度，从而实现对不同的工作频率范围或者频点G赫兹数量级的粗调；在压电相两个表面的金属薄膜上施加外部电压，通过两个金属薄膜之间的电容效应，产生均匀的电场，通过所述电场，导致压电相产生形变从而牵动铁磁相薄膜形变，即将产生的影响等效为对铁磁相薄膜施加一个磁场，那么改变外加电场的强度即可实现滤波器工作频率在兆赫兹数量级的精确调节；通过改变电压的正负方向，实现所述滤波器工作频率的左右偏移。

   与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

首先本发明采用了压电相PZT和铁磁相薄膜YIG，存在高介电常数和高磁导率的优点，并且本发明采用了铁磁相薄膜YIG所生长的GGG基底作为滤波器的基底，简化了结构，有益于实现滤波器的小型化。本发明选取不同的端口可使滤波器产生带阻和带通不同的滤波性能，并且通过调节施加的偏置磁场的强度，实现对微波滤波器工作频率的粗调。通过改变施加在压电相上下两个表面金属薄膜上的外部电压可以实现工作频率的精确调节。选择不同端口所产生的滤波性能之间，以及磁场调节和电场调节之间工作独立，不会相互干扰。本发明不仅克服了传统微波器件工作频段不可调或可调工作频带单一的缺点，传统磁可调微波器件工作时损耗大，响应时间长等缺点，以及传统磁电可调滤波器性能单一等缺点，在实现磁电场可调谐工作频段的基础上，将带阻和带通两种性能的滤波器合为一体，提高了器件的灵活性以及多功能可用性，更适合无线通信中有关频段可调方面的应用，具有很大的创新性，在我国的移动以及卫星通信等领域有很大的应用前景。