基于液晶材料的带宽可重构毫米波滤波器

发布时间：2021-07-31 23:23

　　根据液晶材料在毫米波段良好的介电特性和调谐能力,设计了一款基于液晶材料的毫米波带宽可重构宽带带通滤波器。滤波器使用一个高通滤波器和一个低通滤波器级联实现带通效果;在低通部分加载液晶材料,通过调谐液晶材料的等效介电常数改变低通滤波器的响应频率,实现带宽的可重构。仿真结果表明,当调谐液晶介电常数从2.4变化到3.8时,滤波器的高频截止频率从52 GHz下降至48 GHz,相对带宽从84.9%变为78.3%。 

【文章来源】：太赫兹科学与电子信息学报. 2020,18(01)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

高通仿真结果

馈?本文通过高、低通滤波器级联实现毫米波带通滤波器，使用液晶材料作为可调媒质加载于低通滤波器中。通过在射频端口添加偏置电压改变高频低通滤波器的响应频率，最终实现带通滤波器的相对带宽的调谐，使射频前端模块设计更灵活。1毫米波滤波器带宽可重构设计原理带通滤波器的一种实现方案是使用高通滤波器与低通滤波器级联，通过级联一个响应频率较低的高通滤波器和一个响应频率较高的低通滤波器，可实现级联带通效果[14]。当其中一个滤波器具有频率重构特性时，可实现滤波器总体的带宽可重构，其带宽重构示意图如图1所示。然而，由于可重构滤波器的级联匹配难以设计，使得高低通级联的带通滤波器在带宽重构时级联匹配变差，带内反射系数较差。高通滤波器的电路原型如图2(a)所示，可以看到高通效果由串联的电容和并联的电感组成。由于并联电感在微带工艺中常通过短路通孔实现，当设计液晶电路时，这种短路通孔会使偏置电路短路，无法调谐液晶，因此本文将低频响应的高通滤波器截止频率设计为定值。另一方面，本文将高通滤波器的串联电容设计为交指结构，可实现低通部分与高通部分的直流开路，从而避免短路通孔对低通部分的影响。最终高通部分的设计版图如图2(b)所示。(a)schematic(b)layoutFig.2High-passfiltermodel图2高通滤波器模型如图3所示，通过全波仿真软件仿真，频率响应具有较好的高通特性。本文为简化设计采用一阶高通滤波器实现，高通滤波器的选频特性可随着滤波器的级数的增加而提升。低频截止频率为21GHz(S21＜–3dB)。文献[15]提出了一种微带椭圆函数低通滤波器，该滤波器具有良好的低频选择特性，并且由于其低通原型的并联电感与地间级联了电容，如图4(a)所示，所以结构不存在直接的

高通滤


本文编号：3314374