[发明专利]一种基于可调电容的可调谐振腔

说明书

本发明属于通信领域，提供一种基于可调电容的可调谐振腔，包括类同轴结构金属腔体、绝缘介质环、铁电薄膜、电容电极及调谐电极；类同轴结构金属腔体的顶部带有开口环，绝缘介质环填充入开口环处；铁电薄膜设置于金属腔体上方中心，且半径大于等于绝缘介质环的内半径；调谐电极设置于铁电薄膜上方中心；电容电极为环绕调谐电极设置的环形电极，且电容电极外边缘与金属腔体连接，电容电极内边缘与铁电薄膜及金属腔体形成平行电容板结构。本发明采用由铁电薄膜制成的可调电容；首先避免了机械疲劳问题，延长了谐振腔的使用寿命；其次调谐电压只需要达到三十伏特，使调谐更加简便；最后，由于铁电材料极快的反应速度，也增加了谐振腔的调谐速度。

技术领域

本发明属于通信领域，设计可调滤波器，具体涉及一种基于可调电容的可调谐振腔。

背景技术

现代战争中的电子通讯设备所生存的电磁环境已变得越来越纷繁复杂，所面临的干扰威胁也越来越严重，干扰与抗干扰的斗争成为现代电子战中研究的重点。由于通信技术的不断快速发展以及电子对抗技术的迅速进步，使得无线电通讯的频谱背景日趋复杂。而与以往的电子系统不同：高集成度、高智能化，数字与模拟信号相互结合成为现代电子系统的新特点。对电子系统的干扰分析及抗干扰技术的研究以逐渐成为关注的重点，是现代信息战的重要研究目标。

压控可调滤波器是军事通信最重要的抗干扰措施之一，通过采用可调滤波器的通信链路可以有效滤除无论是本站的白干扰信号，还是敌方的干扰信号，并只允许己方的有用信号通过。由于其对通信设备的良好接收所起到的重要作用，使其成为对付电磁干扰的最佳手段，是军用通信设备的关键组件。

而理想的可调滤波器应该具有较宽的可调范围、较窄的通带宽度、很小的插入损耗、很高的带外抑制以及快速的反应速度；这就要求组成滤波器的微波谐振腔要同时具有较高的品质因数和较宽的可调范围。基于这些要求普遍采用的方案为使用不同中心频率的滤波器组成滤波器组，但该方案显而易见的缺点为成本较为昂贵，并且由于使用了多个滤波器而造成体积庞大。而单一可调滤波器方案最为成熟的是基于YIG(钇铁石榴石)技术的可调滤波器，但这种技术仍存在体积大、功耗高、不易集成等缺点。此外，又先后出现了基于变容二极管、铁电薄膜、平面MEMS(微机电系统)等技术的可调滤波器，但这些滤波器都存在或者不能满足宽可调范围、或者不能实现较高的品质因数的问题。而近些年一种基于消逝模腔体的可调滤波器由于其良好的品质因数，较宽的可调范围而备受关注；但由于其多采用基于静电力或者压电效应等电致形变的机械调节方式，使其存在使用寿命低、施加电压高、中心频率漂移等问题。基于上述问题，本发明提出了一种基于可调电容的可调谐振腔。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的缺陷，提供一种基于可调电容的可调谐振腔；本发明根据铁电薄膜介电常数随电场变化的性质制作出的可调电容，基于该可调电容设计实现可调谐振腔，使其具有可调范围宽、品质因数高、使用寿命长、且调节便利等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于可调电容的可调谐振腔，包括类同轴结构金属腔体、绝缘介质环、铁电薄膜、电容电极及调谐电极；其特征在于，所述类同轴结构金属腔体的顶部带有开口环，所述绝缘介质环填充入开口环处；所述铁电薄膜设置于金属腔体上方中心，且半径大于等于绝缘介质环的内半径；所述调谐电极设置于铁电薄膜上方中心；所述电容电极为环绕调谐电极设置的环形电极，且电容电极外边缘与金属腔体连接，电容电极内边缘与铁电薄膜及金属腔体形成平行电容板结构。

进一步的，所述电容电极的内半径小于所述类同轴结构金属腔体金属腔顶部开口环的内半径。

所述调谐电极为圆形电极、其半径小于电容电极的内半径数个微米。

所述电容电极厚度应大于电极所用材料的趋肤深度的3倍，以保证不出现大幅电磁损耗。

所述调谐电极用于施加调谐电压。