[发明专利]一种S21传输矩阵可调的宽带带阻滤波器

说明书

本发明属于微波频段滤波器设计技术领域，具体提供一种S₂₁传输矩阵可调的宽带带阻滤波器；包括：基板1，设置于基板上的依次连接的输入50欧姆微带线2、输入阻抗渐变过渡结构3、枝节连接微带线4、输出阻抗渐变过渡结构5及输出50欧姆微带线6，以及依次连接于枝节连接微带线上的输入枝节、周期性枝节、输出枝节，所述输入枝节、周期性枝节、输出枝节分别由金属枝节与VO₂枝节连接构成。本发明利用输入枝节、周期性枝节、输出枝节中VO₂枝节的相变特征，通过滤波器工作温度的有效调节，实现滤波器的S₂₁传输矩阵可调；既可作为宽带范围内的直通器件，又可通过工作温度的精准控制来充当均衡器，还可作为带阻滤波器工作。

技术领域

本发明属于微波频段滤波器设计技术领域，具体涉及一种S₂₁传输矩阵可调的宽带带阻滤波器。

背景技术

在微波频段，滤波器被广泛应用于各种板级射频电路和收发组件中，在民用通信领域和军事应用中具有重大价值；其中，微带滤波器以其体积小、重量轻、频带宽等诸多优点应用尤其广泛。目前，大多数微带滤波器一经设计加工好，其传输矩阵也就得以确定，为了拓展滤波器在射频电路的应用宽度，有必要实现滤波器的S参数传输曲线可调。

为了适应多频段的通信要求，同时又要减少滤波器的数量，多频带滤波器是一个解决方法，但是多频带滤波器每增加一个频段，就需要增加谐振器的数量或者使用更加复杂的设计方法；然而，S₂₁传输矩阵可调的宽带带阻滤波器能够在不增加谐振器数量的前提下满足通信系统多频段的要求。相变材料二氧化钒(VO₂)是一种拥有非金属-金属的相变特性的氧化物，在加热、光照、电刺激等外界刺激下，其电阻将从0.1Ω至3×10^-6Ω变化，并伴随着电学、光学、磁性和晶格结构的变化，且相变过程可逆。

因此，本发明基于二氧化钒(VO₂)的相变特性设计得到一种S₂₁传输矩阵可调的宽带带阻滤波器，以满足通信系统多频段的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种S₂₁传输矩阵可调的宽带带阻滤波器，通过利用二氧化钒(VO₂)的相变特性来改变枝节的电导率进而实现在不同温度时不同的S₂₁传输矩阵。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种S₂₁传输矩阵可调的宽带带阻滤波器，包括：基板1，以及设置于基板上的输入50 欧姆微带线2、输入阻抗渐变过渡结构3、枝节连接微带线4、输出阻抗渐变过渡结构5、输出50欧姆微带线6、输入金属匹配枝节7、输入VO₂匹配枝节8、周期性金属枝节9、周期性VO₂枝节10、输出金属匹配枝节11、输出VO₂匹配枝节12；其特征在于，所述输入50 欧姆微带线2、输入阻抗渐变过渡结构3、枝节连接微带线4、输出阻抗渐变过渡结构5及输出50欧姆微带线6依次连接；所述输入金属匹配枝节7与输入VO₂匹配枝节8的宽度相同、且连接构成输入枝节，所述输出金属匹配枝节11与输出VO₂匹配枝节12的宽度相同、且连接构成输出枝节，所述周期性金属枝节9与周期性VO₂枝节10的宽度相同、且连接构成周期性枝节；所述输入金属枝节、输出金属枝节分别连接于枝节连接微带线的首端、尾端，且输入金属枝节与输出金属枝节之间等间距设置多个周期性枝节；所述输入金属匹配枝节7、周期性金属枝节9及输出金属匹配枝节11分别垂直连接于枝节连接微带线4。

进一步的，所述输入枝节与输出枝节结构、尺寸相同，所述输入阻抗渐变过渡结构3与输出阻抗渐变过渡结构5结构、尺寸相同，所述输入50欧姆微带线2与输出50欧姆微带线6结构、尺寸相同。