CN104362422A - 一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器 - Google Patents
一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104362422A CN104362422A CN201410682120.4A CN201410682120A CN104362422A CN 104362422 A CN104362422 A CN 104362422A CN 201410682120 A CN201410682120 A CN 201410682120A CN 104362422 A CN104362422 A CN 104362422A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resonant element
- top layer
- slab
- power splitter
- nematic liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 title abstract 4
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 14
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000012769 display material Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器，其主要包括顶层介质板、带通功分器的功率分配谐振单元、输入输出馈线、底层介质板、金属地和液晶。其特征在于：所述的顶层介质板呈矩型，是一种印刷电路PCB板，主要承载带通功分器的功率分配谐振单元，以及输入输出馈线；所述的底层介质板呈矩型，中间区域挖空形成凹槽，用于容纳向列型液晶；所述的金属地，贴于所述顶层和底层印刷电路板的背面下方，为一块方形金属，用于承载上述印制电路板以及向列型液晶材料，并接地。本发明连续可调、损耗低、多功能、小型化、成本低、设计简单。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器，该器件可应用于微波电子系统中。
背景技术
随着电子技术的快速发展和频谱资源的日益拥挤，现代电子信息系统除了具备高性能而且向着多频带、多功能、成本低、重量轻、体积小、可靠性高等目标迅猛发展。小型化、高性能、低成本且具有可调谐特性的微波无源器件作为电子系统中的重要组成部分，对微波子系统实现小型化可调谐起到了重要作用。因此，可调谐技术、可重构技术的研究成为当今微波学科研究的热点、难点。现有的可调无源器件实现技术大部分采用的是在电路结构中引入可调装置，比如：PIN二极管开关、铁氧体以及微机电系统器件。以上的可调无源器件设计技术或多或少的都存在一些缺点，例如：PIN二极管开关只能实现非连续可调，铁氧体的可调带宽较窄，MEMS器件的调谐电压高并且价格昂贵。
由于液晶具有流动性，在某些模式下，液晶可能发生不稳定的流动，这种不稳定的状态完全由外加电场强度的变化而控制，进而导致液晶盒内部光散射现象、双折射性改变以及偏振光传输功能改变等，即液晶在盒内的光学性质发生了改变，这个现象被称为液晶的电光效应。采用液晶作为电光材料，利用液晶折射率随外加电场改变而改变的特性，从而改变液晶材料等效介电常数。通过调节液晶移相器偏置电压，改变液晶分子的折射率，即通过调节电压调节液晶材料的折射率，折射率的改变直接等同于液晶等效介电常数的改变，即利用液晶在不加偏压和加偏压所产生的介电各向异性变化，从而可实现调谐的目的。基于这一思路，设计了液晶微波可调功分器。
基于可调无源器件在现代电子系统中的重要作用，以及现有的设计技术存在的一些问题，研究基于液晶材料的可调无源器件设计技术具有非常巨大的意义和应用价值。电场作用下的向列型液晶调谐作为一种新型的连续调谐方式，具有良好线性度、成本低廉、控制方便、重量轻等优点，将其应用于功分器这一关键微波器件的研究，不仅能够有效克服传统调谐技术的缺点，而且可以明显提高电子系统性能。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决上述问题，本发明提出了一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器，该器件可应用于微波电子系统中，并且连续可调、损耗低、多功能、小型化、成本低、设计简单等优点。
(二)技术方案
一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器，其主要包括顶层介质板、带通功分器的功率分配谐振单元、输入输出馈线、底层介质板、金属地和液晶；其特征在于：所述的顶层介质板呈矩型，是一种印刷电路PCB板，主要承载带通功分器的功率分配谐振单元，以及输入输出馈线；所述的底层介质板呈矩型，中间区域挖空形成凹槽，用于容纳向列型液晶；所述的金属地，贴于所述顶层和底层印刷电路板的背面下方，为一块方形金属，用于承载上述印制电路板以及向列型液晶材料，并接地。
进一步的，所述的带通功分器的功率分配谐振单元包括方形开口双模谐振单元，功分T型结和两个端口位置的折叠型传输线。
进一步的，所述的方形开口双模谐振单元，一共两个，分别位于两个功分支路上，该谐振单元蚀刻在顶层介质板的背面；所述的方形开口双模谐振单元，一共两个，分别位于两个功分支路上，该谐振单元蚀刻在顶层介质板的背面；所述的两个端口位置的折叠型传输线，蚀刻在顶层介质板背面，用于输出端口的匹配。
进一步的，所述的输入输出馈线，蚀刻在顶层介质板的正面，并通过金属化通孔与顶层介质板背面的双模谐振单元连接，用于微波信号的传输以及调制电压信号的馈入。
进一步的，其特征在于：在调试时，当调制信号电压为0V时，向列型液晶材料分子呈现垂直于顶层金属背面的金属区域排列，介电常数为初始值并且较小；当调制信号电压升高到一定程度时，向列型液晶材料分子呈现垂直于顶层金属背面的金属区域排列，在此过程中其介电常数随之增大并达到一个最大值。由于向列型液晶材料的介电常数在调制信号电场作用下，随着电压的连续变化，使得两个功分支路上的方形开口双模谐振单元的谐振频率连续变化，实现连续可调的滤波器功能。
(三)有益效果
本发明与现有技术相比较，其具有以下有益效果：本发明采用平面结构，结构紧凑，方便集成、便于小型化设计；将功分滤波功能集成于一体，小型化效果；该带通功分器中心频率可以工作在连续可调状态；而且采用普通印制电路板材料，以及液晶材料，成本低。
附图说明
图1是本发明的顶层介质板正面示意图。
图2是本发明的顶层介质板背面示意图。
图3是本发明的底层介质板示意图。
图4是本发明的金属板示意图。
具体实施方式
如图1-4所示，一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器，其主要包括顶层介质板、带通功分器的功率分配谐振单元、输入输出馈线、底层介质板、金属地和液晶；其特征在于：所述的顶层介质板呈矩型，是一种印刷电路PCB板，主要承载带通功分器的功率分配谐振单元，以及输入输出馈线；所述的底层介质板呈矩型，中间区域挖空形成凹槽，用于容纳向列型液晶；所述的金属地，贴于所述顶层和底层印刷电路板的背面下方，为一块方形金属，用于承载上述印制电路板以及向列型液晶材料，并接地。
其中，所述的带通功分器的功率分配谐振单元包括方形开口双模谐振单元，功分T型结和两个端口位置的折叠型传输线。
其中，所述的方形开口双模谐振单元，一共两个，分别位于两个功分支路上，该谐振单元蚀刻在顶层介质板的背面；所述的方形开口双模谐振单元，一共两个，分别位于两个功分支路上，该谐振单元蚀刻在顶层介质板的背面；所述的两个端口位置的折叠型传输线，蚀刻在顶层介质板背面，用于输出端口的匹配。
其中，所述的输入输出馈线，蚀刻在顶层介质板的正面，并通过金属化通孔与顶层介质板背面的双模谐振单元连接，用于微波信号的传输以及调制电压信号的馈入。
其中，其特征在于：在调试时，当调制信号电压为0V时，向列型液晶材料分子呈现垂直于顶层金属背面的金属区域排列，介电常数为初始值并且较小；当调制信号电压升高到一定程度时，向列型液晶材料分子呈现垂直于顶层金属背面的金属区域排列，在此过程中其介电常数随之增大并达到一个最大值。由于向列型液晶材料的介电常数在调制信号电场作用下，随着电压的连续变化，使得两个功分支路上的方形开口双模谐振单元的谐振频率连续变化，实现连续可调的滤波器功能。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (5)
1.一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器，其主要包括顶层介质板、带通功分器的功率分配谐振单元、输入输出馈线、底层介质板、金属地和液晶；其特征在于：所述的顶层介质板呈矩型，是一种印刷电路PCB板，主要承载带通功分器的功率分配谐振单元，以及输入输出馈线；所述的底层介质板呈矩型，中间区域挖空形成凹槽，用于容纳向列型液晶；所述的金属地，贴于所述顶层和底层印刷电路板的背面下方，为一块方形金属，用于承载上述印制电路板以及向列型液晶材料，并接地。
2.根据权利要求1所述的一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器，其特征在于：所述的带通功分器的功率分配谐振单元包括方形开口双模谐振单元，功分T型结和两个端口位置的折叠型传输线。
3.根据权利要求2所述的一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器，其特征在于：所述的方形开口双模谐振单元，一共两个，分别位于两个功分支路上，该谐振单元蚀刻在顶层介质板的背面；所述的方形开口双模谐振单元，一共两个，分别位于两个功分支路上，该谐振单元蚀刻在顶层介质板的背面；所述的两个端口位置的折叠型传输线，蚀刻在顶层介质板背面，用于输出端口的匹配。
4.根据权利要求1所述的一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器，其特征在于：所述的输入输出馈线，蚀刻在顶层介质板的正面，并通过金属化通孔与顶层介质板背面的双模谐振单元连接，用于微波信号的传输以及调制电压信号的馈入。
5.根据权利要求1所述的一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器，其特征在于：在调试时，当调制信号电压为0V时，向列型液晶材料分子呈现垂直于顶层金属背面的金属区域排列，介电常数为初始值并且较小；当调制信号电压升高到一定程度时，向列型液晶材料分子呈现垂直于顶层金属背面的金属区域排列，在此过程中其介电常数随之增大并达到一个最大值。由于向列型液晶材料的介电常数在调制信号电场作用下，随着电压的连续变化，使得两个功分支路上的方形开口双模谐振单元的谐振频率连续变化，实现连续可调的滤波器功能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410682120.4A CN104362422A (zh) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | 一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410682120.4A CN104362422A (zh) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | 一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104362422A true CN104362422A (zh) | 2015-02-18 |
Family
ID=52529662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410682120.4A Pending CN104362422A (zh) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | 一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104362422A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105140613A (zh) * | 2015-09-12 | 2015-12-09 | 电子科技大学 | 一种单频段电调滤波型功分器 |
| CN105375093A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-03-02 | 成都九洲迪飞科技有限责任公司 | 工作频率可调的微带功分器 |
| CN107579318A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-01-12 | 电子科技大学 | 毫米波可调滤波器 |
| CN111740200A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-02 | 南京星腾通信技术有限公司 | 一种基于液晶衬底可连续调相的功分器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201838701U (zh) * | 2010-09-20 | 2011-05-18 | 西北工业大学 | 基于液晶的电场可调负磁导率器件 |
-
2014
- 2014-11-24 CN CN201410682120.4A patent/CN104362422A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201838701U (zh) * | 2010-09-20 | 2011-05-18 | 西北工业大学 | 基于液晶的电场可调负磁导率器件 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| MANI YAZDANPANAHI: "《Millimeter-wave Liquid-Crystal-Based Tunable Bandpass Filter》", 《RADIO AND WIRELESS SYMPOSIUM(RWS) 2012 IEEE》 * |
| 蒋迪: "《基于开环谐振器的新型宽带功率分配器研究》", 《微波学报》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105140613A (zh) * | 2015-09-12 | 2015-12-09 | 电子科技大学 | 一种单频段电调滤波型功分器 |
| CN105140613B (zh) * | 2015-09-12 | 2018-02-13 | 电子科技大学 | 一种单频段电调滤波型功分器 |
| CN105375093A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-03-02 | 成都九洲迪飞科技有限责任公司 | 工作频率可调的微带功分器 |
| CN105375093B (zh) * | 2015-10-30 | 2018-07-06 | 成都九洲迪飞科技有限责任公司 | 工作频率可调的微带功分器 |
| CN107579318A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-01-12 | 电子科技大学 | 毫米波可调滤波器 |
| CN111740200A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-02 | 南京星腾通信技术有限公司 | 一种基于液晶衬底可连续调相的功分器 |
| CN111740200B (zh) * | 2020-07-30 | 2021-01-26 | 南京星腾通信技术有限公司 | 一种基于液晶衬底可连续调相的功分器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN208655852U (zh) | 一种移相器、天线、通信设备 | |
| CN104362422A (zh) | 一种基于向列型液晶的新型连续可调微波带通功分器 | |
| CN103430379B (zh) | 相移设备 | |
| CN104466307A (zh) | 移相器 | |
| WO2015030891A3 (en) | Inductance-tuned electro-optic modulators | |
| CN105489987A (zh) | 一种基于液晶材料的基片集成波导微波可调滤波器 | |
| CN103105686A (zh) | 反射式太赫兹可调谐偏振控制器 | |
| CN105549229A (zh) | 基于石墨烯-硫系玻璃微环谐振腔的中红外电光调制器 | |
| CN104393378A (zh) | 一种基于向列型液晶的连续可调带通滤波器 | |
| US10222675B2 (en) | Thin film plasmonic optical modulator | |
| Wu et al. | Wideband frequency tunable metamaterial absorber by splicing multiple tuning ranges | |
| CN108847517A (zh) | 一种可调频率的共面波导串联电容谐振器 | |
| Fu et al. | Traveling wave electrode design for ultra compact carrier-injection HBT-based electroabsorption modulator in a 130nm BiCMOS process | |
| CN103163664A (zh) | 基于微环谐振腔的选频滤波器 | |
| Dong et al. | Advances on silicon-based integrated microwave photonics | |
| Liu et al. | Tunable microwave bandpass filter integrated power divider based on the high anisotropy electro-optic nematic liquid crystal | |
| Guo et al. | A compact tunable microwave band-pass filter using liquid crystal material | |
| Cao et al. | A microwave tunable bandpass filter for liquid crystal applications | |
| CN204905393U (zh) | 微波可调滤波器 | |
| Zhang et al. | Non-reciprocal RF co-designed filtering phase shifters with continuously tunable phase shift | |
| CN105161799A (zh) | 微波可调滤波器 | |
| Tang et al. | Tunable microwave photonic filter based on silicon nitride MZI-assist micro-ring resonator | |
| Liu et al. | Frequency Reconfigurable SRR Filter Based on Nematic Liquid Crystal for Microwave Applications | |
| Li et al. | High selectivity tunable filtering power divider based on liquid crystal technology for microwave applications | |
| CN104407415A (zh) | 一种基于mzi硅基可切换偏振器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150218 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |