專利名稱：具有介質(zhì)變抗器的電調(diào)諧濾波器的制作方法
本申請(qǐng)要求1998年12月11日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)60/111,888的優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明通常涉及電子濾波器，特別是涉及包括調(diào)諧變抗器的濾波器。
電子濾波器被廣泛使用于射頻(RF)和微波電路。調(diào)諧濾波器顯著改進(jìn)了電路的性能并簡(jiǎn)化電路。有兩種已知的模擬調(diào)諧濾波器用于RF應(yīng)用中，一種是通常通過(guò)變?nèi)荻O管電調(diào)諧，另一種是機(jī)械調(diào)諧。機(jī)械調(diào)諧濾波器具有體型大、低速和笨重的缺點(diǎn)。包括傳統(tǒng)半導(dǎo)體變?nèi)荻O管的二極管調(diào)諧濾波器具有低功率處理容量，其受到變抗器交叉調(diào)制的限制，使得在除期望頻率的其它頻率也生成信號(hào)。此交叉調(diào)制是由傳統(tǒng)半導(dǎo)體變抗器對(duì)電壓控制的高非線性響應(yīng)引起的。
用于射頻電路的調(diào)諧濾波器為人所熟知。在美國(guó)專利5,917,387、5,908,811、5,877,123、5,869,429、5,752,179、5,496,795和5,376,907中可以找到這種濾波器的例子。
變抗器可以用作調(diào)諧濾波器中的調(diào)諧電容器。目前常用的變抗器是基于硅和鎵化砷的二極管。這些變抗器的性能由指定頻率范圍內(nèi)的電容比Cmax/Cmin、頻率范圍和質(zhì)量因素，或Q因素(1/tanδ)來(lái)定義。對(duì)于高達(dá)2GHz的頻率這些半導(dǎo)體變抗器的Q因素通常非常好。但是在高于2GHz的頻率，這些變抗器的Q因素迅速惡化。在10GHz，這些變抗器的Q因素通常只有約30。
已經(jīng)描述了將薄膜鐵電陶瓷和一超導(dǎo)元件用作電壓調(diào)諧元件的變抗器。例如，美國(guó)專利5,640,042公開了一種薄膜鐵電變抗器，其具有承載襯底層、位于襯底上的高溫超導(dǎo)層、位于金屬層上的薄膜介質(zhì)和位于薄膜介質(zhì)上的多個(gè)金屬導(dǎo)電裝置，其與調(diào)諧裝置中的RF傳輸線電接觸。在美國(guó)專利5,721,194公開了另一種使用鐵電元件和超導(dǎo)元件的調(diào)諧電容器。
1999年10月15日提交的名稱為“電壓調(diào)諧變抗器和包含這種變抗器的調(diào)諧裝置”的美國(guó)專利申請(qǐng)09/149,126公開了工作在室溫的電壓調(diào)諧變抗器和各種包含這種變抗器的裝置。1999年11月4日提交的名稱為“具有內(nèi)裝隔直流的鐵電變抗器”的美國(guó)專利申請(qǐng)09/434,433公開了包含內(nèi)裝隔直流電容器的電壓調(diào)諧變抗器。這些變抗器工作在室溫以提供調(diào)諧電容。
需要能工作在具有較少交叉調(diào)制產(chǎn)物的射頻和高于超導(dǎo)所必須溫度的調(diào)諧濾波器。
本發(fā)明提供一種電壓調(diào)諧濾波器，包括一輸入連接點(diǎn)、輸出連接點(diǎn)和至少一個(gè)與輸入連接點(diǎn)和輸出連接點(diǎn)電連接的電路支路，還包括與一電感器電連接的電壓調(diào)諧的介質(zhì)變抗器。該電壓調(diào)諧濾波器可以是低通、高通、帶通或帶阻濾波器的一種。變抗器可以包括內(nèi)裝隔直流電容器。
在優(yōu)選實(shí)施例中，電壓調(diào)諧介質(zhì)變抗器包括具有第一介電常數(shù)和通常平面的襯底、位于襯底通常平面上的調(diào)諧介質(zhì)層，該調(diào)諧介質(zhì)層具有高于第一介電常數(shù)的第二介電常數(shù)、和位于與襯底通常平面相對(duì)的調(diào)諧介質(zhì)層表面上的第一和第二電極。第一和第二電極分開以在其間形成間隔。施加到電極上的偏置電壓改變了變抗器輸入和輸出間的電容。
本發(fā)明提供用介質(zhì)可變電壓電容器調(diào)諧的射頻(RF)電調(diào)諧濾波器。該濾波器可以更低交叉調(diào)制失真處理高功率。
從下面結(jié)合附圖閱讀優(yōu)選實(shí)施例的描述時(shí)可以完全理解本發(fā)明，其中

圖1是在美國(guó)專利申請(qǐng)09/149,126中描述的可用于本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的平面型電壓調(diào)諧變抗器的頂視圖；圖2是圖1變抗器沿線2-2的剖視圖；圖3a、3b和3c是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的電壓調(diào)諧變抗器在各操作頻率和間隙寬度的電容和損耗因數(shù)的圖4是在美國(guó)專利申請(qǐng)09/434,433描述的具有內(nèi)裝隔直流電容器的平面型變抗器組件的頂視圖；圖5是圖4變抗器組件沿線5-5的剖視圖；圖6是圖4和圖5變抗器的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的契比雪夫(Chebyshev)帶通濾波器例子的示意圖；圖8是工作在變抗器上各個(gè)偏置電壓的圖7所示濾波器的衰減圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的低通濾波器的示意圖；圖10是工作在變抗器上各個(gè)偏置電壓的圖9所示濾波器的損耗圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的高通濾波器的示意圖；圖12是工作在變抗器上各個(gè)偏置電壓的圖11所示濾波器的損耗圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的帶阻濾波器的示意圖；圖14是工作在變抗器上各個(gè)偏置電壓的圖13所示濾波器的損耗圖；參見(jiàn)附圖，圖1和2是在上述美國(guó)專利申請(qǐng)09/149,126中描述的變抗器10的頂視圖和剖視圖。變抗器10包括通常具有平頂表面14的襯底12。調(diào)諧介質(zhì)層16與襯底的頂表面相鄰。一對(duì)金屬電極18和20位于介質(zhì)層頂部。襯底12由具有較低介電常數(shù)的材料構(gòu)成，諸如氧化鎂、氧化鋁、鋁酸鑭(LaAlO3)、藍(lán)寶石、或陶瓷。為了本發(fā)明目的，低介電常數(shù)是大約低于30的介電常數(shù)。調(diào)諧介質(zhì)層16由介電常數(shù)約在20到2000范圍內(nèi)，并且約在10V/μm的偏置電壓下可調(diào)諧性約在10％到80％范圍內(nèi)的材料構(gòu)成。在優(yōu)選實(shí)施例中，該層最好包括鋇鍶鈦酸鹽，BaxSr1-xTiO3(BSTO)，其中x的范圍可以是從0到1，或者包括BSTO復(fù)合陶瓷。這種BSTO化合物的例子包括(但不是窮舉)BSTO-MgO、BSTO-MgAl2O4、BSTO-CaTiO3、BSTO-MgTiO3、BSTO-MgSrZrTiO6和其組合。當(dāng)承受典型的DC偏置電壓，例如從大約5伏到大約300伏電壓時(shí)，一優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)諧層具有大于100的介電常數(shù)。在電極18和20之間形成寬度為g的間隙22。必須優(yōu)化間隙寬度以增加最大電容Cmax和最低電容Cmin的比率(Cmax/Cmin)和增加裝置的質(zhì)量因數(shù)(Q)。此間隙寬度對(duì)變抗器參數(shù)的影響最大。將由裝置具有最大Cmax/Cmin和最小損耗因數(shù)的寬度確定最佳寬度g。
一可控電壓源24通過(guò)線26和28連接到電極18和20。此電壓源用于對(duì)介質(zhì)層施加DC偏置電壓，由此控制該層的介電常數(shù)。變抗器還包括RF輸入30和RF輸出32。RF輸入和輸出分別通過(guò)焊接或粘接連接到電極18和20。
變抗器可以使用低于5-50μm的間隙寬度。介質(zhì)層厚度的范圍是約從0.1μm到20μm。密封劑34位于間隙內(nèi)并可以是任何具有高介質(zhì)擊穿強(qiáng)度的非導(dǎo)電材料，以允許施加高電壓而沒(méi)有電弧擊穿該間隙。在該優(yōu)選實(shí)施例中，該密封劑可以是環(huán)氧樹脂或聚氨酯。
間隙L的長(zhǎng)度可以通過(guò)改變電極端部36和38的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整。長(zhǎng)度的改變對(duì)變抗器的電容影響很大。間隙長(zhǎng)度可以用此參數(shù)來(lái)優(yōu)化。一旦已經(jīng)選定間隙寬度，電容變成長(zhǎng)度L的線性函數(shù)。為得到期望的電容量，可以通過(guò)試驗(yàn)或計(jì)算機(jī)模擬來(lái)確定長(zhǎng)度L。
調(diào)諧介質(zhì)層的厚度還對(duì)Cmax/Cmin的影響很大。鐵電層的最佳厚度可由出現(xiàn)最大Cmax/Cmin的厚度確定。圖1和圖2變抗器的鐵電層可以包括薄膜、厚膜或塊(bulk)介質(zhì)材料，諸如鋇鍶鈦酸鹽，BaxSr1-xTiO3(BSTO)、BSTO和各種氧化物或BSTO與加入的各種摻雜劑材料的復(fù)合。所有的這些材料都呈現(xiàn)出低的損耗因數(shù)。為了描述的目的，對(duì)于在大約1.0GHz到大約10GHz的頻率范圍內(nèi)工作，損耗因數(shù)的范圍是從大約0.0001到大約0.001。對(duì)于在大約10GHz到大約20GHz的頻率范圍內(nèi)工作，損耗因數(shù)的范圍是從大約0.001到大約0.01。對(duì)于在大約20GHz到大約30GHz的頻率范圍內(nèi)工作，損耗因數(shù)的范圍是從大約0.005到大約0.02。
電極可以包含預(yù)定寬度間隙的任何幾何體或形狀制造。本發(fā)明公開的變抗器的操作電容所需的電流一般小于1μA。在優(yōu)選實(shí)施例中，電極材料是金。但是，也可以使用諸如銅、銀或鋁的其它導(dǎo)體。金抗腐蝕并易于粘接到RF輸入和輸出。銅提供高的導(dǎo)電性，并且一般涂敷有金以用于粘接或鎳以用于焊接。圖1和圖2的變抗器可以利用塊、厚膜和薄膜技術(shù)來(lái)制造。
圖1和圖2表示了一種電壓調(diào)諧平面變抗器，其在單層調(diào)諧塊、厚膜或薄膜介質(zhì)層上具有預(yù)定間隙距離的平面電極。所施加的電壓產(chǎn)生一電場(chǎng)穿過(guò)調(diào)諧介質(zhì)間隙，這整個(gè)改變了變抗器的電容。根據(jù)性能要求，間隙寬度的范圍可以是從5到50μm。
該變抗器在室溫下操作并在大約1GHz到大約40GHz的頻率范圍內(nèi)工作時(shí)可以具有大約50到大約10,000的Q因數(shù)。在圖3a、3b和3c中表示了間隙距離為10和20μm時(shí)在3、10和20GHz測(cè)量的變抗器的電容量(pF)和損耗因數(shù)(tanδ)。根據(jù)圖3a、3b和3c所示的數(shù)據(jù)，變抗器的Q因數(shù)大致如下在3GHz為200，在10GHz為80，在20GHz為45-55。相比之下，GaAs半導(dǎo)體變?nèi)荻O管的典型Q因數(shù)如下在2GHz為175、在10 GHz為35，在更高的頻率更低。因此，在大于或等于10GHz的頻率，本發(fā)明的變抗器具有更好的Q因數(shù)。
參照附圖，圖4和圖5是在上述美國(guó)專利申請(qǐng)09/434,433中描述的具有內(nèi)裝隔直流電容器的變抗器組件40的頂視圖和剖視圖。變抗器組件40包括通常具有平頂表面44的襯底42。調(diào)諧介質(zhì)層46與襯底的頂表面相鄰。金屬電極48和50位于介質(zhì)層頂部。電極48和50的形狀具有凸起52和54。這些突起的末端在調(diào)諧介質(zhì)層表面上形成間隙56。電極48和50以及調(diào)諧介質(zhì)層合起來(lái)形成調(diào)諧電容器84。調(diào)諧電容器的電容量可以通過(guò)對(duì)電極48和50施加偏置電壓來(lái)改變。
在優(yōu)選實(shí)施例中，襯底42包括具有較低介電常數(shù)的材料，諸如MgO、氧化鋁、LaAlO3、藍(lán)寶石、或陶瓷。為了描述的目的，低介電常數(shù)是大約低于30的介電常數(shù)。在優(yōu)選實(shí)施例中，調(diào)諧介質(zhì)層16包括介電常數(shù)在大約20到大約2000范圍內(nèi)，并且在大約10V/μm的偏置電壓下可調(diào)諧性在大約10％到80％范圍內(nèi)的材料。該調(diào)諧介質(zhì)層可以包括鋇鍶鈦酸鹽，BaxSr1-xTiO3(BSTO)，其中x的范圍可以是從0到1，或者包括BSTO復(fù)合陶瓷。這種BSTO復(fù)合的例子包括(但不是窮舉)BSTO-MgO、BSTO-MgAl2O4、BSTO-CaTiO3、BSTO-MgTiO3、BSTO-MgSrZrTiO6和其組合。介質(zhì)電容器的介質(zhì)膜可以通過(guò)絲網(wǎng)印刷、激光燒蝕、有機(jī)金屬溶液沉淀、濺射或化學(xué)蒸汽沉淀技術(shù)來(lái)沉淀。當(dāng)承受典型的DC偏置電壓，例如從大約5伏到大約300伏電壓時(shí)，一優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)諧層具有大于100的介電常數(shù)。必須優(yōu)化間隙寬度以增加最大電容量Cmax和最低電容量Cmin的比率(Cmax/Cmin)和增加裝置的質(zhì)量因數(shù)(Q)。此間隙寬度對(duì)變抗器參數(shù)的影響最大。將由裝置具有最大Cmax/Cmin和最小損耗因數(shù)的寬度確定最佳寬度g。
一可控電壓源58通過(guò)線60和62連接到電極48和50。此電壓源用于對(duì)介質(zhì)層施加DC偏置電壓，由此控制該層的介電常數(shù)。該變抗器組件還包括第一和第二非調(diào)諧介質(zhì)層64和66，該介質(zhì)層64和66與襯底42的通常平面相鄰并位于調(diào)諧介質(zhì)層46的相對(duì)側(cè)。電極48伸出非調(diào)諧材料64一部分頂表面。電極68與非調(diào)諧層64的頂表面相鄰，使得在電極48和68之間形成間隙70。電極48和68以及非調(diào)諧層64合起來(lái)形成第一隔直流電容器72。該變抗器組件還包括RF輸入80和RF輸出82。
電極74與非調(diào)諧層66的頂表面相鄰，使得在電極50和74之間形成間隙76。電極50和74以及非調(diào)諧層66合起來(lái)形成第二隔直流電容器78。隔直流電容器的介質(zhì)膜可以通過(guò)絲網(wǎng)印刷、激光燒蝕、有機(jī)金屬溶液沉淀、濺射或化學(xué)蒸汽沉淀技術(shù)來(lái)沉淀。
RF輸入80連接到電極68。RF輸出82連接到電極74。RF輸入和輸出分別通過(guò)焊接或粘接連接到電極68和74。隔直流電容器72和78中的非調(diào)諧介質(zhì)層64和66包括諸如BSTO復(fù)合的高介電常數(shù)的材料。隔直流電容器72和78與調(diào)諧電容器84串聯(lián)以便對(duì)來(lái)自變抗器組件40外部的直流偏置電壓隔離。為了增加兩個(gè)隔直流電容器72和78的電容量，電極具有圖4所示的交叉指型結(jié)構(gòu)。圖6是具有圖4和圖5所示結(jié)構(gòu)形成的三個(gè)電容器的變抗器的示意圖。
在優(yōu)選實(shí)施例中，變抗器可以使用低于5-50μm的間隙寬度。調(diào)諧介質(zhì)層厚度的范圍是從大約0.1μm到大約20μm。密封劑可以插入間隙以增加擊穿電壓。該密封劑可以是任何具有高介質(zhì)擊穿強(qiáng)度的非導(dǎo)電材料，例如環(huán)氧樹脂或聚氨酯，以允許施加高電壓而沒(méi)有電弧擊穿該間隙。
本發(fā)明在電調(diào)諧RF濾波器中利用諸如圖1、2、4和5所示的室溫調(diào)諧介質(zhì)變抗器。本發(fā)明的集總元件濾波器可以是用貝塞耳(Bessel)、巴特沃茲(Butterworth)、契比雪夫、橢圓(Elliptical)或其它方法設(shè)計(jì)的低通、高通、帶通或帶阻濾波器。
圖7是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的帶通濾波器100的示意圖。通常稱為電容耦合儲(chǔ)能電路的耦連LC濾波器電路的電容器包括多個(gè)諧振器102、104和106，這些諧振器之間具有電容耦合，輸入連接點(diǎn)108和110和輸出連接點(diǎn)112和114。特別是，包括電容器C2和電感器L1并聯(lián)連接的諧振器102與節(jié)點(diǎn)116、輸入連接點(diǎn)110和輸出連接點(diǎn)114相連，并通過(guò)電容器C1連接到輸入連接點(diǎn)108。類似的，包括電容器C4和電感器L2并聯(lián)連接的諧振器104與節(jié)點(diǎn)118、輸入連接點(diǎn)110和輸出連接點(diǎn)114相連，并通過(guò)電容器C3連接到節(jié)點(diǎn)116。包括電容器C6和電感器L3并聯(lián)連接的諧振器106與節(jié)點(diǎn)120、輸入連接點(diǎn)110和輸出連接點(diǎn)114相連，并通過(guò)電容器C5連接到節(jié)點(diǎn)118。另外，諧振器106通過(guò)電容器C7連接到輸出連接點(diǎn)112。濾波器通過(guò)在優(yōu)選實(shí)施例中根據(jù)圖1和圖2或圖4和圖5構(gòu)造的變抗器C2、C4和C6調(diào)諧。公共連接點(diǎn)110和114可接地。
在調(diào)諧電容器具有零偏置電壓的優(yōu)選實(shí)施例中，電容器C1和C7是5.6pF，電容器C3和C5是0.48pF，電容器C2和C6是8.0pF，C4是13.1pF，電感器L1、L2和L3是500nH。濾波器的輸入和輸出匹配到50Ω。圖8是圖7所示濾波器衰減圖122，其中電容器C2、C4和C6是工作在各個(gè)偏置電壓的電壓調(diào)諧變抗器。曲線124、126、128、130和132表示在表1所示偏置電壓的濾波器衰減。
表1變抗器的偏置電壓
圖9是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的低通濾波器的示意圖。圖9中，低通濾波器140包括一輸入連接點(diǎn)142、一輸出連接點(diǎn)144和一公共連接點(diǎn)146。RF源148向?yàn)V波器提供RF信號(hào)。電阻器RS表示濾波器的輸入阻抗。用電阻器RL表示的負(fù)載連接在輸出連接點(diǎn)144和公共連接點(diǎn)146之間。電感器L4和L5在輸入連接點(diǎn)142和輸出連接點(diǎn)144之間串聯(lián)。用電容器C8表示的調(diào)諧變抗器連接在公共連接點(diǎn)146和電感器L4和L5之間的節(jié)點(diǎn)150之間。
圖10是工作在變抗器上各個(gè)偏置電壓的圖9所示濾波器的損耗圖。在用于構(gòu)造圖10的實(shí)施例中，在零偏置，RS＝RL＝50Ω，L4＝L5＝217nH和C8＝133.8pF。曲線156和152分別表示零偏置電壓下的插入損耗和回程損耗。曲線158和154分別表示500伏偏置電壓下的插入損耗和回程損耗。
圖11是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的高通濾波器的示意圖。圖11中，高通濾波器160包括一輸入連接點(diǎn)162、一輸出連接點(diǎn)164和一公共連接點(diǎn)166。RF源168向?yàn)V波器提供RF信號(hào)。電阻器RS表示濾波器的輸入阻抗。用電阻器RL表示的負(fù)載連接在輸出連接點(diǎn)164和公共連接點(diǎn)166之間。用電容器C9和C10表示的調(diào)諧變抗器在輸入連接點(diǎn)162和輸出連接點(diǎn)164之間串聯(lián)。電感器L6連接在公共連接點(diǎn)166和電容器C9和C10之間的節(jié)點(diǎn)170之間。
圖12是工作在變抗器上各個(gè)偏置電壓的圖11所示濾波器的損耗圖。在用于構(gòu)造圖10的實(shí)施例中，在零偏置，RS＝RL＝50Ω，L6＝52.6nH和C9＝C10＝32.4pF。曲線172和176分別表示零偏置電壓下的插入損耗和回程損耗。曲線174和178分別表示600伏偏置電壓下的插入損耗和回程損耗。
圖13是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的帶阻濾波器180的示意圖。圖13中，帶阻濾波器180包括一輸入連接點(diǎn)182、一輸出連接點(diǎn)184和一公共連接點(diǎn)186。RF源188向?yàn)V波器提供RF信號(hào)。電阻器RS表示濾波器的輸入阻抗。用電阻器RL表示的負(fù)載連接在輸出連接點(diǎn)184和公共連接點(diǎn)186之間。包括電感器L7和用電容器C11表示的變抗器并聯(lián)的第一電路支路192在輸入連接點(diǎn)182和節(jié)點(diǎn)190之間電連接。包括電感器L8和用電容器C12表示的變抗器并聯(lián)的第二電路支路194在輸出連接點(diǎn)184和節(jié)點(diǎn)190之間電連接。包括電感器L9和用電容器C13表示的變抗器串聯(lián)的第三電路支路196在公共連接點(diǎn)186和節(jié)點(diǎn)190之間電連接。
圖14是工作在變抗器上各個(gè)偏置電壓的圖13所示濾波器的損耗圖。在用于構(gòu)造圖13的實(shí)施例中，在零偏置電壓RS＝RL＝50Ω，L7＝L8＝7.83nH、L9＝1457nH，C11＝C12＝899pF和在零偏置C13＝4.83pF。曲線198和202分別表示零偏置電壓下的插入損耗和回程損耗。曲線200和204分別表示500伏偏置電壓下的插入損耗和回程損耗。
本發(fā)明的集總元件濾波器可以是用貝塞耳、巴特沃茲、契比雪夫、橢圓或其它方法設(shè)計(jì)。已經(jīng)舉出了帶通低通、高通、和帶阻濾波器的例子。在濾波器中可以將內(nèi)裝隔直流的介質(zhì)變抗器用作調(diào)諧元件。通過(guò)利用預(yù)定尺寸的低損耗(tanδ＜0.02)介質(zhì)，圖1、2、4和5的變抗器可在例如大于3GHz的高頻高電平工作。
圖1、2、4和5的介質(zhì)變抗器高速工作，具有高質(zhì)量因數(shù)(Q)、高功率處理能力和更低的交叉調(diào)制失真產(chǎn)物。利用介質(zhì)變抗器的濾波器具有比半導(dǎo)體二極管調(diào)諧的濾波器更好的性能，尤其是在高功率處理、低交叉調(diào)制失真和能覆蓋傳統(tǒng)變抗器不可能覆蓋的電容量范圍的能力。
在優(yōu)選實(shí)施例中，利用介質(zhì)材料的變抗器可以工作在比傳統(tǒng)變?nèi)荻O管高得多的電容量。這允許利用集總元件電容器構(gòu)造密集電調(diào)諧濾波器，并具有傳統(tǒng)變抗器不可能具有的性能。具有或不具有內(nèi)裝隔直流的低損耗、高調(diào)諧介質(zhì)變抗器可用于本發(fā)明，內(nèi)裝隔直流的介質(zhì)變抗器可以降低隔直流插入損耗，并使其更容易用于濾波器設(shè)計(jì)中。另外，本發(fā)明的調(diào)諧介質(zhì)變抗器能增加RF功率處理能力和降低功率消耗和成本。
相應(yīng)的通過(guò)利用介質(zhì)變抗器，本發(fā)明提供工作在RF頻率范圍的高性能電調(diào)諧濾波器。本發(fā)明具有許多實(shí)際的用途，而且所公開裝置的許多其它修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯，其不超出本發(fā)明的精神和范圍。雖然已經(jīng)根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例中出現(xiàn)的元件描述了本發(fā)明，但是可以進(jìn)行該實(shí)施例的各種修改而不超出權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)諧濾波器包括一輸入連接點(diǎn)；一輸出連接點(diǎn)；和一第一電路支路，其電連接到所述輸入連接點(diǎn)和所述輸出連接點(diǎn)并包括與一電感器電連接的電壓調(diào)諧介質(zhì)變抗器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)諧濾波器，其中該濾波器包括低通、高通、帶通或帶阻濾波器中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)諧濾波器，其中所述變抗器包括內(nèi)裝隔直流電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)諧濾波器，其中該濾波器包括貝塞耳、巴特沃茲、契比雪夫、橢圓濾波器中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)諧濾波器，其中所述電壓調(diào)諧介質(zhì)變抗器包括具有第一介電常數(shù)和通常平面的襯底；位于襯底通常平面上的調(diào)諧介質(zhì)層，該調(diào)諧介質(zhì)層具有高于第一介電常數(shù)的第二介電常數(shù)；和位于與襯底通常平面相對(duì)的調(diào)諧介質(zhì)層表面上的第一和第二電極，所述第一和第二電極分開以在其間形成間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的調(diào)諧濾波器，其中所述電壓調(diào)諧介質(zhì)變抗器進(jìn)一步包括一所述間隙中的絕緣材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的調(diào)諧濾波器，其中調(diào)諧介質(zhì)層具有大于大約100的介電系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的調(diào)諧濾波器，其中該襯底具有小于大約30的介電系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的調(diào)諧濾波器，其中調(diào)諧介質(zhì)層具有范圍從大約20到大約2000的介電系數(shù)，和在大約10V/μm的偏置電壓范圍從大約10％到大約80％的可調(diào)諧性。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的調(diào)諧濾波器，其中該襯底包括MgO、氧化鋁、LaAlO3、藍(lán)寶石、和陶瓷中的一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的調(diào)諧濾波器，其中調(diào)諧介質(zhì)層包括調(diào)諧介質(zhì)厚膜、調(diào)諧介質(zhì)塊陶瓷、和調(diào)諧介質(zhì)薄膜中的一個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求5的調(diào)諧濾波器，其中調(diào)諧介質(zhì)包括一RF輸入和一RF輸出，其用于使RF信號(hào)沿第一方向通過(guò)調(diào)諧介質(zhì)層，和其中間隙沿大致與第一方向垂直的第二方向延伸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電壓調(diào)諧濾波器,包括一輸入連接點(diǎn)、輸出連接點(diǎn)和至少一個(gè)與輸入連接點(diǎn)和輸出連接點(diǎn)電連接的電路支路,還包括與一電感器電連接的電壓調(diào)諧的介質(zhì)變抗器。該電壓調(diào)諧濾波器可以是低通、高通、帶通或帶阻濾波器的一種。變抗器可以包括內(nèi)裝隔直流電容器。
文檔編號(hào)H01G7/06GK1329762SQ99814262
公開日2002年1月2日 申請(qǐng)日期1999年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月11日
發(fā)明者路易斯·C·森古塔, 斯蒂文·C·斯托維爾, 朱永飛, 桑姆納斯·森古塔, 邱路娜(音譯), 張?zhí)摪?申請(qǐng)人:帕拉泰克微波公司