[发明专利]一种基于VO2的多功能滤波器

说明书

本发明属于微波频段滤波器设计技术领域，具体提供一种基于VO₂的多功能滤波器，包括：基板1，设置于基板上依次连接的输入50欧姆微带线2、第一级阻抗匹配结构至第N级阻抗匹配结构、以及输出阻抗匹配结构10，以及分别连接于其尾端的可调VO₂枝节对，可调VO₂枝节对包括尺寸相同的可调VO₂上枝节与可调VO₂下枝节。所有可调VO₂上枝节工作于第一工作温度，所有可调VO₂下枝节工作于第二工作温度；第一工作温度与第二工作温度分别决定了所有可调VO₂上枝节与所有可调VO₂下枝节的电导率，电导率的变化进一步决定了该滤波器的传输性质，即实现滤波器的多功能调节：既可作为宽带范围内的阻抗匹配过渡结构，也可实现低通滤波、带阻滤波的性质。

技术领域

本发明属于微波频段滤波器设计技术领域，具体涉及一种基于VO₂的多功能滤波器。

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。为了适应多频段的通信要求，同时又要减少滤波器的数量，多功能滤波器成果一个有效解决方法，多功能滤波器可以在不增加谐振器数量和微带枝节的前提下满足通信系统多方面的要求。

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，它的相变过程是可逆的。

基于此，本发明基于二氧化钒(VO₂)的相变特性设计得到一种基于VO₂的多功能滤波器。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种基于VO₂的多功能滤波器，该多功能滤波器通过分别控制上下VO₂可调枝节温度来使器件处于不同的工作状态，当上下枝节温度均低于相变温度68度时，滤波器处于阻抗匹配工作状态，当上下枝节温度一侧低于相变温度68度，一侧高于相变温度68度时，滤波器处于带阻滤波器工作状态，当上下枝节温度均高于相变温度68度时，滤波器处于低通滤波器工作状态。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于VO₂的多功能滤波器，包括：基板1，以及设置于基板上的输入50欧姆微带线 2、输入可调VO₂枝节对3、N级阻抗匹配结构、N级可调VO₂枝节对、及输出阻抗匹配结构10；其中，所述输入50欧姆微带线2、第一级阻抗匹配结构至第N级阻抗匹配结构、以及输出阻抗匹配结构10依次连接，且位于基板的中心线上；所述输入可调VO₂枝节对由尺寸相同的输入可调VO₂上枝节与输入可调VO₂下枝节构成，且输入可调VO₂上枝节与输入可调 VO₂下枝节分别垂直连接于输入50欧姆微带线的尾端；所述第n级可调VO₂枝节对由尺寸相同的第n级可调VO₂上枝节与第n级可调VO₂下枝节构成，且第n级可调VO₂上枝节与第n 级可调VO₂下枝节分别垂直连接于第n级阻抗匹配结构的尾端；n＝1、2、...、N(N≥4)。

进一步的，所述输入50欧姆微带线2、第一级阻抗匹配结构至第N级阻抗匹配结构的宽度依次递增。