中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器。该可调滤波器包括微带结构、介质基板和接地金属，微带结构包括输入端口、输入馈电电路、输入耦合匹配电路、E型双模可调谐振器、输出耦合匹配电路、输出馈电电路、输出端口；所述E型双模可调谐振器两侧的微带线枝节分别连接一个变容二极管，中间的微带线枝节通过一个隔直电容连接另一个变容二极管；输入馈电电路包括水平微带线和垂直微带线，该垂直微带线延伸至E型双模可调谐振器相邻两个微带线枝节的正中位置；输入耦合匹配电路包括两个耦合电容，分别将垂直微带线与两侧相邻的微带线枝节连接；整个滤波器结构镜像对称。本发明专利技术具有中心频率可调绝对带宽不变的性能，可用于可重构射频前端系统中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频电调带通滤波器
，特别是一种中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器。
技术介绍
随着现代无线通信系统的飞速发展，频谱拥挤的矛盾日益突出。为了提高频谱资源的可利用率，多通带、扩跳频和动态频率分配等频谱技术得到广泛应用，这大大促进了快速电调或电可重构滤波器的发展。现代无线通讯技术的飞速发展对无线电子设备的多功能、小型化提出了越来越高的设计要求。主要体现在两个方面：在民用上，现代无线通信系统宽带、多频段的迅速发展要求部分射频收发器需要在较大的频段范围内有频率选择性的工作，而传统的固定滤波器通常需要多个不同频段的滤波器组合使用才能实现频段的可调。但是这种方式不但使射频收发器的体积倍增,而且增加了它的功耗和成本，这不符合当前接收机射频前端电路小型化、低成本的主流趋势，所以许多研究者倾向于用单个尺寸较小的可调谐滤波器取代传统的滤波器组，因此这就大大促进了快速可调滤波器的发展。在军事上，在电子战雷达系统中，为了保证雷达系统不被敌方截获，要求接收机和发射机的中心频率应能在任何时候实现迅速改变，因而采用可调滤波器。由于调谐频率的不固定，从而很难被敌方截获。因此，基于这一背景，我们需要设计一种可调范围宽且性能稳定的可重构的滤波器。已有文献报道了可调滤波器结构：1、文献1(Yi-ChyunChiou,GabrielM.Rebeiz,ATunableThree-Pole1.5–2.2-GHzBandpassFilterWithBandwidthandTransmissionZeroControl,IEEETrans.onMicrowaveTheoryandTechniques,2011(11)：2872-2878.)中在梳状线滤波器结构中加载变容管实现滤波器的中心频率和传输零点可调，但是可调器件比较多，且中心频率可调的同时绝对带宽会变化。2、文献2(ArianaLacorteCaniatoSerrano,FatimaSaleteCorrera,Tan-PhuVuong,andPhilippeFerrari,SynthesisMethodologyAppliedtoaTunablePatchFilterWithIndependentFrequencyandBandwidthControl,IEEETrans.onMicrowaveTheoryandTechniques,2012(3)：484-493.)中在具有双模特性的三角形贴片中引入倒“T”微扰，并在微扰处引入可调器件，从而实现了带宽和中心频率的独立可调。这种方式可以实现频率和带宽的独立可调，但是由于微扰的尺寸比较小，导致可调器件的焊接比较困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种中心频率调节范围宽且绝对带宽不变的可调微带带通滤波器。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器，包括微带结构、介质基板和接地金属，其中微带结构设置在介质基板上表面，介质基板下表面为接地金属，所述微带结构包括输入端口、输入馈电电路、输入耦合匹配电路、E型双模可调谐振器、输出耦合匹配电路、输出馈电电路、输出端口；所述E型双模可调谐振器包括三个微带线枝节，其中两侧的微带线枝节末端分别连接一个变容二极管，中间的微带线枝节末端通过一个隔直电容连接另一个变容二极管，且中间微带线枝节上面设置金属通孔；输入馈电电路为一个L型阶梯阻抗微带线，包括水平微带线和垂直微带线，该垂直微带线延伸至E型双模可调谐振器相邻两个微带线枝节的正中位置；输入耦合匹配电路包括两个耦合电容，该两个耦合电容分别将垂直微带线与两侧相邻的微带线枝节连接；所述输出端口、输出馈电电路、输出耦合匹配电路分别与输入端口、输入馈电电路、输入耦合匹配电路呈镜像对称分布，即整个滤波器结构镜像对称；滤波器工作时，E型双模可调谐振器连接的三个变容二极管等效为一个可变电容，当变容二极管等效的电容值发生变化时，E型双模可调谐振器的谐振频率也相应的发生变化。本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：(1)本专利技术E型双模可调谐振器可以实现两个模式的频率独立可控，耦合匹配电路能在调节的过程中保证E型谐振器和馈电网络之间良好的阻抗匹配，从而实现中心频率调节范围宽且绝对带宽不变的可调带通滤波器；(2)微带E型双模谐振器具有能独立调节的两个带内极点，可以实现中心频率和带宽的对立可调，在绝对带宽保持250MHz不变的前提，中心频率可调范围大于20％；(3)需要较少的控制直流电源，结构设计简单、体积小。附图说明图1是本专利技术中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器结构示意图。图2是本专利技术中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器的实施例1的结构尺寸示意图。图3是本专利技术中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器的实施例1的S参数仿真图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器，包括微带结构、介质基板和接地金属，其中微带结构设置在介质基板上表面，介质基板下表面为接地金属，所述微带结构包括输入端口、输入馈电电路、输入耦合匹配电路、E型双模可调谐振器、输出耦合匹配电路、输出馈电电路、输出端口；所述E型双模可调谐振器包括三个微带线枝节，其中两侧的微带线枝节末端分别连接一个变容二极管，中间的微带线枝节末端通过一个隔直电容连接另一个变容二极管，且中间微带线枝节上面设置金属通孔；输入馈电电路为一个L型阶梯阻抗微带线，包括水平微带线和垂直微带线，该垂直微带线延伸至E型双模可调谐振器相邻两个微带线枝节的正中位置；输入耦合匹配电路包括两个耦合电容，该两个耦合电容分别将垂直微带线与两侧相邻的微带线枝节连接；所述输出端口、输出馈电电路、输出耦合匹配电路分别与输入端口、输入馈电电路、输入耦合匹配电路呈镜像对称分布，即整个滤波器结构镜像对称；滤波器工作时，E型双模可调谐振器连接的三个变容二极管等效为一个可变电容，当变容二极管等效的电容值发生变化时，E型双模可调谐振器的谐振频率也相应的发生变化。本专利技术中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器中，所述的E型双模可调谐振器可以实现两个模式的频率独立可控；所述的耦合匹配电路能在调节的过程中保证E型谐振器和馈电网络之间良好的阻抗匹配，从而实现中心频率可调的过程中绝对带宽不变的特性，解决了当前可调滤波器中心频率变化时绝对带宽变化的问题。进一步地，所述变容二极管的空置端均穿过中间层介质基板与下层接地金属相连。结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器，其特征在于，包括微带结构、介质基板和接地金属，其中微带结构设置在介质基板上表面，介质基板下表面为接地金属，所述微带结构包括输入端口、输入馈电电路、输入耦合匹配电路、E型双模可调谐振器、输出耦合匹配电路、输出馈电电路、输出端口；所述E型双模可调谐振器包括三个微带线枝节，其中两侧的微带线枝节末端分别连接一个变容二极管，中间的微带线枝节末端通过一个隔直电容连接另一个变容二极管，且中间微带线枝节上面设置金属通孔；输入馈电电路为一个L型阶梯阻抗微带线，包括水平微带线和垂直微带线，该垂直微带线延伸至E型双模可调谐振器相邻两个微带线枝节的正中位置；输入耦合匹配电路包括两个耦合电容，该两个耦合电容分别将垂直微带线与两侧相邻的微带线枝节连接；所述输出端口、输出馈电电路、输出耦合匹配电路分别与输入端口、输入馈电电路、输入耦合匹配电路呈镜像对称分布，即整个滤波器结构镜像对称；滤波器工作时，E型双模可调谐振器连接的三个变容二极管等效为一个可变电容，当变容二极管等效的电容值发生变化时，E型双模可调谐振器的谐振频率也相应的发生变化。

【技术特征摘要】
1.一种中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器，其特征在于，包括微
带结构、介质基板和接地金属，其中微带结构设置在介质基板上表面，介质基板下表面
为接地金属，所述微带结构包括输入端口、输入馈电电路、输入耦合匹配电路、E型双
模可调谐振器、输出耦合匹配电路、输出馈电电路、输出端口；所述E型双模可调谐振
器包括三个微带线枝节，其中两侧的微带线枝节末端分别连接一个变容二极管，中间的
微带线枝节末端通过一个隔直电容连接另一个变容二极管，且中间微带线枝节上面设置
金属通孔；输入馈电电路为一个L型阶梯阻抗微带线，包括水平微带线和垂直微带线，
该垂直微带线延伸至E型双模可调谐振器相邻两个微带线枝节的正中位置；输入耦合匹
配电路包括两个耦合电容，该两个耦合电容分别将垂直微带线与两侧相邻的微带线枝节
连接；
所述输出端口、输出馈电电路、输出耦合匹配电路分别与输入端口、输入馈电电路、
输入耦合匹配电路呈镜像对称分布，即整个滤波器结构镜像对称；滤波器工作时，E型
双模可调谐振器连接的三个变容二极管等效为一个可变电容，当变容二极管等效的电容
值发生变化时，E型双模可调谐振器的谐振频率也相应的发生变化。
2.根据权利要求1所述的中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器，其特
征在于，所述变容二极管的空置端均穿过中间层介质基板与下层接地金属相连。
3.根据权利要求1或2所述的中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器，
其特征在于，所述E型双模可调谐振器呈“山”字型，该“山”字外围部分为第一矩形
微带线(3)，“山”字中间部分为一条带有金属通孔(15)的第二矩形微带线(4)，
第一矩形微带线(3)的一端连接第一变容二极管(7)、另一端连接第二变容二极管(8)，
第二矩形微带线(4)的一端与第一矩形微带线(3)连接、另一端顺次连接隔直电容(14)
和第三变容二极管(9)。
4.根据权利要求3所述的中心频率可调绝对带宽不变的可调微带带通滤波器，其
特征在于，所述输入馈电电路为一个L型阶梯阻抗微带线，包括第一水平微带线(1)
和第一垂直微带线(2)，且第一垂直微带线(2)位于第一矩形微带线(3)的一个枝
节和第二矩形微带线(4)的正中位置；输出馈电电路包括一个L型阶梯阻抗微带线，
包括第二水平微带线(6)和第二垂直微带线(5)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡传涛，林善明，顾辉，黄烽，王建朋，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32