一种带宽可控的平面可调带通‑带阻滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带宽可控的平面可调带通‑带阻滤波器，主要由输入端口port1、输出端口port2、两个二分之一波长的开路谐振器，变容二极管，PIN二极管以及偏置直流电路等组成。通过控制PIN二极管可以便利地调节带通‑带阻特性的转换。通过调节变容管可以调节滤波器的中心频率。同时，通过调节谐振器两端变容管的电容值之比可以实现带宽可控的功能。本实用新型专利技术具有可在带通滤波器与带阻滤波器进行切换、中心频率可控、带宽可控、结构简单、尺寸小、成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高频器件的
，尤其是指一种带宽可控的平面可调带通-带阻滤波器。
技术介绍
近年来，随着无线电子产品在人民生活中的普及，小型化、成本低已经成为了电子产品的趋势。另一方面，随着电子信息的迅猛发展，日趋紧张的频谱资源更加匮乏，为提高通信容量及降低相邻信道间信号串扰，对滤波器的选择性及集成化等提出了更高的要求。而微带滤波器则满足了这一些要求。可调滤波器在减小系统体积、复杂性、成本方面起着重要的作用，因为其能在一个结构上实现多个频率范围。而可调滤波器可分为以下三个种类：(1)频率可调；(2)带宽可调而频率固定；(3)带宽和频率都可调。但随着电磁环境的越来越复杂，宽带无线系统经常需要接收处于动态干扰环境下所需的信号，这时可切换带通-带阻滤波器就具有重大的现实意义。因为对于一个高功率干扰电磁环境，带阻模式可以抑制所需信号附近的大功率干扰，而带通模式可以用在低功率干扰模式下。所以有必要对微带可切换带通-带阻滤波器进行进一步的研究。2014年3月，Young-Ho Cho和Gabriel M.Rebeiz在本
顶级期刊\IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES\上发表题为\Two-and Four-Pole Tunable 0.7–1.1-GHz Bandpass-to-Bandstop Filters With Bandwidth Control\的文章，该文章中提及的滤波器利用RF MEMS开关实现带通-带阻特性的转换，并且可以实现中心频率的可调，同时，其带宽也可控。2013年4月，William J.Chappell等在本
顶级期刊\IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES\发表了“New Bandstop Filter Circuit Topology and Its Application to Design of a Bandstop-to-Bandpass Switchable Filter”，该文章中提及的滤波器也是通过RF MEMS开关实现带通滤波器和带阻滤波器的切换，但是其带宽不能可控。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带宽可控的平面可调带通-带阻滤波器，能灵活控制带通滤波器与带阻滤波器的切换，带通模式和带阻模式的中心频率可以很方便的调节，且带通模式的带宽可控，能够满足小型化、低成本、特性好的设计要求。为实现上述目的，本技术所提供的技术方案为：一种带宽可控的平面可调带通-带阻滤波器，包括输入端口、输出端口、具有二分之一波长的第一开路谐振器、具有二分之一波长的第二开路谐振器、第一PIN二极管、第一直流电源、第二直流电源、第三直流电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一控制直流电压、第二控制直流电压、第三控制直流电压、第四控制直流电压，该输入端口与输出端口对称设置，该第一开路谐振器与第二开路谐振器对称设置；所述第一开路谐振器由第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一变容管、第二变容管、第二PIN二极管以及依次相接的第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线构成，所述第二开路谐振器由第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第三变容管、第四变容管、第三PIN二极管以及依次相接的第九微带线、第十微带线、第十一微带线、第十二微带线、第十三微带线、第十四微带线、第十五微带线、第十六微带线构成；所述输入端口连接于第三微带线，所述第一变容管与第一微带线连接，所述第一控制直流电压经第一高频扼流圈连接于第一微带线，所述第一微带线与第二微带线之间通过第一电容连接，所述第三微带线与第四微带线之间通过第二电容连接，所述第一直流电源依次经第一电阻、第二高频扼流圈连接于第四微带线，所述第四微带线与第十三微带线之间连接有第一PIN二极管，所述第五微带线与第六微带线之间通过第三电容连接，所述第二直流电源依次经第二电阻、第三高频扼流圈连接于第六微带线，所述第六微带线与第七微带线之间通过第二PIN二极管连接，所述第七微带线连接有第四高频扼流圈，所述第七微带线与第八微带线之间通过第四电容连接，所述第二变容管与第八微带线连接，所述第二控制直流电压经第五高频扼流圈连接于第八微带线；所述第三变容管与第九微带线连接，所述第四控制直流电压经第七高频扼流圈连接于第九微带线，所述第九微带线与第十微带线之间通过第五电容连接，所述第十微带线连接有第八高频扼流圈，所述第十微带线与第十一微带线之间通过第三PIN二极管连接，所述第三直流电源依次经第三电阻、第九高频扼流圈连接于第十一微带线，所述第十一微带线与第十二微带线之间通过第六电容连接，第十三微带线与第十四微带线之间通过第七电容连接，所述第十三微带线连接有第十高频扼流圈，所述输出端口与第十四微带线连接，所述第十五微带线与第十六微带线之间通过第八电容连接，所述第三控制直流电压经第六高频扼流圈连接于第十六微带线，所述第四变容管与第十六微带线连接。所述第一开路谐振器和第二开路谐振器的等效长度对应于带通滤波器工作频率对应的波长的二分之一。所述第一变容管、第一微带线、第一电容、第二微带线构成具有四分之一波长的开路谐振器，所述第四变容管、十六微带线、第八电容、十五微带线构成具有四分之一波长的开路谐振器，其等效长度为带阻滤波器工作频率对应的波长的四分之一。所述输入端口由第十七微带线和第十八微带线构成，所述第十八微带线的一端与第十七微带线连接，另一端与第三微带线连接。所述输出端口由第十九微带线和第二十微带线构成，所述第十九微带线的一端与第二十微带线连接，另一端与第十四微带线连接。所述第一电阻、第二电阻、第三电阻均为10k阻值的电阻。本技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：1、本技术在滤波器中使用PIN二极管，可以灵活控制滤波器在带通模式和带阻模式之间进行切换。2、带通模式中心频率可以很方便地调节，其可调节范围为805MHz-1032MHz，且其带宽可控，在900MHz时，插入损耗|S21|的3dB测试带宽大小为92-166MHz；在1000MHz时，插入损耗|S21|的3dB测试带宽大小为52-85MHz。3、带阻模式中心频率可以很方便地大范围调节，其可调节范围为760-1228MHz。4、由于滤波器为微带结构，体积小、重量轻、成本低、适合工业批量生产，所以滤波器具备结构简单、生产成本低的优点。附图说明图1为本技术的平面可调带通-带阻滤波器制作在双面覆铜微带板上的结构示意图。图2为图1所示滤波器的原理图。图3a为ADS(Advanced Design System)仿真下带通滤波器的耦合系数曲线变化图。图3b为ADS(Advanced Design System)仿真下带通滤波器的外部品质因素曲线变化图。图4为本技术所使用的变容二极管的ADS模型。图5a为带通滤波器的回波损耗(|S11|)仿真与测试结果。图5b为带通滤波器的插入损耗(|S21|)仿真与测试结果。图6a为带阻滤波器的回波损耗(|S11|)仿真与测试结果。图6b为带阻滤波器的插入损耗(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带宽可控的平面可调带通‑带阻滤波器，其特征在于：包括输入端口、输出端口、具有二分之一波长的第一开路谐振器、具有二分之一波长的第二开路谐振器、第一PIN二极管、第一直流电源、第二直流电源、第三直流电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一控制直流电压、第二控制直流电压、第三控制直流电压、第四控制直流电压，该输入端口与输出端口对称设置，该第一开路谐振器与第二开路谐振器对称设置；所述第一开路谐振器由第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一变容管、第二变容管、第二PIN二极管以及依次相接的第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线构成，所述第二开路谐振器由第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第三变容管、第四变容管、第三PIN二极管以及依次相接的第九微带线、第十微带线、第十一微带线、第十二微带线、第十三微带线、第十四微带线、第十五微带线、第十六微带线构成；所述输入端口连接于第三微带线，所述第一变容管与第一微带线连接，所述第一控制直流电压经第一高频扼流圈连接于第一微带线，所述第一微带线与第二微带线之间通过第一电容连接，所述第三微带线与第四微带线之间通过第二电容连接，所述第一直流电源依次经第一电阻、第二高频扼流圈连接于第四微带线，所述第四微带线与第十三微带线之间连接有第一PIN二极管，所述第五微带线与第六微带线之间通过第三电容连接，所述第二直流电源依次经第二电阻、第三高频扼流圈连接于第六微带线，所述第六微带线与第七微带线之间通过第二PIN二极管连接，所述第七微带线连接有第四高频扼流圈，所述第七微带线与第八微带线之间通过第四电容连接，所述第二变容管与第八微带线连接，所述第二控制直流电压经第五高频扼流圈连接于第八微带线；所述第三变容管与第九微带线连接，所述第四控制直流电压经第七高频扼流圈连接于第九微带线，所述第九微带线与第十微带线之间通过第五电容连接，所述第十微带线连接有第八高频扼流圈，所述第十微带线与第十一微带线之间通过第三PIN二极管连接，所述第三直流电源依次经第三电阻、第九高频扼流圈连接于第十一微带线，所述第十一微带线与第十二微带线之间通过第六电容连接，第十三微带线与第十四微带线之间通过第七电容连接，所述第十三微带线连接有第十高频扼流圈，所述输出端口与第十四微带线连接，所述第十五微带线与第十六微带线之间通过第八电容连接，所述第三控制直流电压经第六高频扼流圈连接于第十六微带线，所述第四变容管与第十六微带线连接。...

【技术特征摘要】
1.一种带宽可控的平面可调带通-带阻滤波器，其特征在于：包括输入端口、输出端口、具有二分之一波长的第一开路谐振器、具有二分之一波长的第二开路谐振器、第一PIN二极管、第一直流电源、第二直流电源、第三直流电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一控制直流电压、第二控制直流电压、第三控制直流电压、第四控制直流电压，该输入端口与输出端口对称设置，该第一开路谐振器与第二开路谐振器对称设置；所述第一开路谐振器由第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一变容管、第二变容管、第二PIN二极管以及依次相接的第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线构成，所述第二开路谐振器由第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第三变容管、第四变容管、第三PIN二极管以及依次相接的第九微带线、第十微带线、第十一微带线、第十二微带线、第十三微带线、第十四微带线、第十五微带线、第十六微带线构成；所述输入端口连接于第三微带线，所述第一变容管与第一微带线连接，所述第一控制直流电压经第一高频扼流圈连接于第一微带线，所述第一微带线与第二微带线之间通过第一电容连接，所述第三微带线与第四微带线之间通过第二电容连接，所述第一直流电源依次经第一电阻、第二高频扼流圈连接于第四微带线，所述第四微带线与第十三微带线之间连接有第一PIN二极管，所述第五微带线与第六微带线之间通过第三电容连接，所述第二直流电源依次经第二电阻、第三高频扼流圈连接于第六微带线，所述第六微带线与第七微带线之间通过第二PIN二极管连接，所述第七微带线连接有第四高频扼流圈，所述第七微带线与第八微带线之间通过第四电容连接，所述第二变容管与第八微带线连接，所述第二控制直流电压经第五高频扼流圈连接于第八微带线；所述第三变容管与第九微带线连接，所述第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈付昌，李润铄，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44