[实用新型]磁电可调微波带阻滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可调的微波器件，特别涉及一种磁电可调的微波带阻滤波器。

背景技术

微波带阻滤波器作为一种隔离信号频率的器件，其提供了微波频段下的频率选择特性，在长距离卫星通信领域、相控阵雷达系统以及信号处理设备中具有广泛的应用。磁电层合材料由于具有双相可调特性，其拥有快速电可调控制响应以及宽频带的磁可调性能。同时，由于其工作噪声低，能量损耗小，在可调微波器件中的应用具有广阔的前景。目前，利用单铁磁相制成的磁调微波带阻滤波器如YIG滤波器等存在着能量损耗大，不易于集成，响应时间慢等缺点，由于缺少了压电相，其无法实现小频带范围内的精确调节性能。同时，利用普通微带结构如单导带结构或耦合带结构制成磁电微波器件存在带宽小、阻带衰减性能差，无法达到产业应用指标等缺点。因此，现有的可调微波带阻滤波器普遍存在无法精确实现可调性能、损耗大，且带内衰减低，带宽小等不足。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种磁电可调微波带阻滤波器。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：该磁电可调微波带阻滤波器包括绝缘基底，在所述绝缘基底的上表面上，沿绝缘基底的长度方向由绝缘基底的一端到另一端粘合有金属导带，所述金属导带与绝缘基底的长度相同；所述金属导带沿信号源的传递方向依次为第一区段和第二区段，其中，第一区段呈阶跃型结构，第二区段呈梳状结构；在所述金属导带的上表面粘合有磁电层合结构单元，所述磁电层合结构单元由自下而上依次粘合的石榴石基底、铁磁体、第一金属电极、压电体和第二金属电极组成；所述磁电层合结构单元置于一对电磁铁的磁场内且所述电磁铁的两个磁铁分别置于金属导带的两端位置。

进一步地，本实用新型所述压电体替换为铁电体。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用金属导带以及磁电层合结构单元设计磁电可调微波带阻滤波器。由于磁电层合结构单元的双相可调特性，当电磁铁在磁电层合结构单元上施加特定磁场时，由于铁磁体的铁磁共振效应，磁电层合结构单元能在可预测频段上产生阻带吸收峰，该吸收峰能通过调节磁场的大小在较大范围内进行可预测的磁场调节。同时，该吸收峰也能通过施加在压电体两端的电压实现小范围频段内电压的精确调节。金属导带的第一区段呈阶跃型结构，可以提供有效的低通功能，保证了微波信号的可靠传输；金属导带的第二区段呈梳状结构可以通过有效的带通功能，有效地滤除由于金属导带结构复杂性在铁磁体内激励起的高次模以及其他混合模。同时，该金属导带结构能有效地增强偏置磁场在铁磁体内部的耦合作用，加强了铁磁共振的能量吸收，扩大了阻带内的衰减和带宽。通过示例可以发现，在10GHz频段内，本实用新型的金属导带沿信号源的传递方向依次设计为阶跃型结构和梳状结构，能有效地使插入损耗衰减降低到-30dB，-20dB内的有效带宽达到60M。本实用新型克服了传统可调微波器件可调性能低下，带宽小，阻带衰减性能差等缺点，适合无线通信中宽频带可调性应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明；

图1是本实用新型磁电可调微波带阻滤波器的一种实施方式的俯视图；

图2是图1中的I-I放大图；

图3是图2中的金属导带的II-II剖视放大图；

图4是本实用新型磁电可调微波带阻滤波器的一种实施方式在8-11GHz内阻带吸收峰的磁可调线性偏移图。

图5是本实用新型磁电可调微波带阻滤波器的一种实施方式在10-11GHz内的电可调线性偏移图；

图中，1为绝缘基底，2为金属导带，3为信号输入端口，4为信号输出端口，5为磁电层合结构单元，6为电磁铁，71为第一金属电极，72为第二金属电极，8为压电体，9为铁磁体，10为石榴石基底。 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型磁电可调微波带阻滤波器由绝缘基底1、金属导带2、磁电层合结构单元5和一对电磁铁6组成。绝缘基底1可以选择氧化铝、GaAs和ROGERS等绝缘材料，为保证微波信号良好的传输性能，其相对介电常数最佳取值在8-12之间。同时，通过改变电磁铁6上的电流大小可以准确的调整电磁铁6内部磁场的大小以作用于磁电层合结构单元5。如图2所示，磁电层合结构单元5粘接在金属导带2的上表面。在磁电层合结构单元5中，由下至上依次为石榴石基底10、铁磁体9、第一金属电极71、压电体8、第二金属电极72，各层之间由环氧树脂粘合。磁电层合结构单元5置于电磁铁6的磁场内。