基于信号干扰理论的多功能可重构滤波器制造技术

阅读:23 留言:0更新日期:2017-04-20 15:19
本发明专利技术公开了一种新型的基于信号干扰理论的多功能可重构滤波器,包括上层微带结果,中间层介质板和下层接地金属,上层微带结构包括两条输入/输出馈线、五条微带线、一对平行耦合线、六个隔直电容、五个偏置电阻、五个PIN 管和四个短路接地通孔组成。通过在传输线加入控制通断的开关,控制传输线路径的选择,从而实现多个可切换的滤波模式。实现的三个滤波模式分别为:超宽带带通滤波器模式(UWB‑BPF),窄带带通滤波器模式(NB‑BPF),超宽带带阻滤波器模式(UWB‑BSF)。通带模式的形成是通过终端短路谐振器引入传输零点所形成的;阻带模式的形成是通过信号干扰原理,两路信号的叠加相减形成了一个宽阻带。三种模式具可实现并可调节,结构简单,特性良好,易于实现电路集成和系统封装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可重构电路理论领域,尤其涉及一种基于信号干扰理论的多功能可重构滤波器。
技术介绍
现代无线通信系统倾向于开放越来越多的频谱资源,这导致更宽的工作带宽和更多的频带。因此,对于可以在有限的空间内实现更多功能的器件的需求变大很。对于多频带无线系统,可调谐和可切换滤波器可以实现重新配置以适应变化的电磁环境的功能,留下所需的信号,同时消除不想要的干扰。滤波器的可调谐性或可切换性可以通过控制耦合谐振器的固有频率来实现。在平面滤波器中,这可以通过在谐振线路中插入可变电抗元件来实现,例如PIN管,肖特基管,变容二极管或微机电系统(MEMS)。近年来,信号干扰电路已成为高性能滤波器的不错选择。在该理论中,来自不同信号传播信道的信号在滤波器的输出节点处被叠加或抵消,以产生传输零点,并实现高选择性滤波和抑制谐波的效果。近年来,许多学者都在致力于研究具有良好稳定性能的可重构滤波器,如文献1“DengPH,TsaiJT,LiuRC.DesignofaSwitchableMicrostripDual-BandLowpass-BandpassFilter.IEEEMicrowave&WirelessComponentsLetters,vol.24,no.9,pp.599–601,Sep.2014.”),以及文献2“Y.-H.Cho,G.-M.Rebeiz0.7–1.0-GHzreconfigurablebandpassto-bandstopfilterwithselectable2-and4-poleresponses,IEEETrans.Microw.TheoryTechn.,vol.62,no.11,pp.2626–2632,Nov.2014”)中都比较详细地介绍了几种可重构滤波器的结构,以往设计的可重构滤波器结构存在的缺点有:1)电路复杂,体积较大;2)有源器件的影响使得性能不够稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于信号干扰理论的多功能可重构滤波器。实现本专利技术目的的理论解决方案为:一种基于信号干扰理论的多功能可重构滤波器,包括上层微带结构,中间层介质板和下层接地金属;上层微带结构附着在中间层介质基板上表面,接地金属附着在中间层介质基板的下表面;该可重构的第一端口和第二端口位于介质基板的上层,所述第一端口位于介质基板一侧,所述第二端口位于介质基板的另外一侧;两条50欧姆的微带线分别与对应的两个端口相连,这两条50欧姆的微带线分别为第一微带线与第二微带线,所述两条微带线相互平行。第一端口通过第一微带线与第一开路耦合线的一端相连,所述第一开路耦合线的另一端与第二微带线相连,第一传输线的一端与第一微带线的一端相连,另一端通过第一电容与第一PIN管的一端相连,第一PIN管另一端与第二传输线的一端相连,所述第二传输线另一端通过第二PIN管与第二电容的一端相连,第二电容的另一端与第三传输线的一端相连,第三传输线另一端与第二微带线的一端相连。第一电阻一端接在第二传输线的中点,第三电容的一端与第一传输线上的一端相连,第三电容另一端与第三PIN管的一端相连,第三PIN管的另一端与第一短路接地通孔相连,第二电阻一端接在第一电容和第三PIN管连接处,第四电容的一端与第三传输线的一端相连,第四电容20的另一端与第四PIN管相连,第四PIN管的另一端与第二短路接地通孔相连,第三电阻一端接在第四电容和第四PIN管连接处。第五电容一端与第一传输线的一端相连,另一端通过第五PIN管与第四传输线相连,第四传输线另一端接第三短路接地通孔,第四电阻一端接在第五电容和第五PIN管连接处,第六电容一端与第三传输线的一端相连,另一端通过第六PIN管与第五传输线的一端相连,第五传输线另一端接第四短路接地通孔,第五电阻一端接在第六电容和第六PIN管连接处。与现有的技术相比,本专利技术具有以下优点:1)本专利技术基于信号干扰理论,通过两路信号互相叠加,引入传输零点,实现不同的滤波模式,无需引入额外的电路结构,结构简单;2)三种滤波模式都可实现良好的性能,且相互之间没有影响,独立切换。附图说明图1为本专利技术基于信号干扰理论的多功能可重构滤波器的原理图。图2为理想等效电路图,其中,图2(a)为多功能可重构滤波器的理想等效电路,图2(b)为多功能可重构滤波器中超宽带带通模式的理想等效电路,图2(c)为多功能可重构滤波器中窄带带通模式的理想等效电路,图2(d)为多功能可重构滤波器中超宽带带阻模式的理想等效电路。图3为多功能可重构滤波器中超宽带带通模式的S参数和群延时仿真曲线,其中图3(a)为超宽带带通模式的S参数曲线,图3(b)为群延时仿真曲线。图4为多功能可重构滤波器中超宽带带通模式的S参数和群延时仿真曲线,其中图4(a)为超宽带带通模式的S参数曲线,图4(b)为群延时仿真曲线。图5为多功能可重构滤波器中超宽带带通模式的S参数和群延时仿真曲线,其中图5(a)为超宽带带通模式的S参数曲线,图5(b)为群延时仿真曲线。具体实施方式结合附图,本专利技术公开了一种基于信号干扰理论的多功能可重构滤波器,包括上层微带结构,中间层介质板和下层接地金属;上层微带结构附着在中间层介质基板上表面,接地金属附着在中间层介质基板的下表面;该可重构的第一端口P1和第二端口P2位于介质基板的上层,所述第一端口位于介质基板一侧,所述第二端口位于介质基板的另外一侧;两条50欧姆的微带线分别与对应的两个端口相连,这两条50欧姆的微带线分别为第一微带线1与第二微带线2,所述两条微带线相互平行。第一端口P1通过第一微带线1与第一开路耦合线3的一端相连,所述第一开路耦合线3的另一端与第二微带线2相连,第一传输线4的一端与第一微带线1的一端相连,另一端通过第一电容5与第一PIN管6的一端相连,第一PIN管6另一端与第二传输线7的一端相连,所述第二传输线7另一端通过第二PIN管9与第二电容10的一端相连,第二电容10的另一端与第三传输线11的一端相连,第三传输线11另一端与第二微带线2的一端相连。第一电阻8一端接在第二传输线7的中点,第三电容14的一端与第一传输线上4的一端相连,第三电容14另一端与第三PIN管13的一端相连,第三PIN管13的另一端与第一短路接地通孔26相连,第二电阻12一端接在第一电容14和第三PIN管13连接处,第四电容20的一端与第三传输线11的一端相连,第四电容20的另一端与第四PIN管19相连,第四PIN管19的另一端与第二短路接地通孔27相连,第三电阻18一端接在第四电容20和第四PIN管19连接处。第五电容15一端与第一传输线4的一端相连,另一端通过第五PIN管16与第四传输线24相连,第四传输线24另一端接第三短路接地通孔28,第四电阻17一端接在第五电容15和第五PIN管16连接处,第六电容21一端与第三传输线11的一端相连,另一端通过第六PIN管22与第五传输线25的一端相连,第五传输线25另一端接第四短路接地通孔29,第五电阻23一端接在第六电容21和第六PIN管22连接处。第一开路耦合线3包含第一窄传输线3-1和第二窄传输线3-2,第一窄传输线3-1和第二窄传输线3-2宽边平行,第一窄传输线3-1的一端与第一微带线1相连,第一窄传输线3-1的另一端开路,第本文档来自技高网
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基于信号干扰理论的多功能可重构滤波器

【技术保护点】
一种基于信号干扰理论的多功能可重构滤波器,其特征在于,包括上层微带结构,中间层介质板和下层接地金属;上层微带结构附着在中间层介质基板上表面,接地金属附着在中间层介质基板的下表面;该可重构的第一端口(P1)和第二端口(P2)位于介质基板的上层,所述第一端口位于介质基板一侧,所述第二端口位于介质基板的另外一侧;两条50欧姆的微带线分别与对应的两个端口相连,这两条50欧姆的微带线分别为第一微带线(1)与第二微带线(2),所述两条微带线相互平行;第一端口(P1)通过第一微带线(1)与第一开路耦合线(3)的一端相连,所述第一开路耦合线(3)的另一端与第二微带线(2)相连,第一传输线(4)的一端与第一微带线(1)的一端相连,另一端通过第一电容(5)与第一PIN管(6)的一端相连,第一PIN管(6)另一端与第二传输线(7)的一端相连,所述第二传输线(7)另一端通过第二PIN管(9)与第二电容(10)的一端相连,第二电容(10)的另一端与第三传输线(11)的一端相连,第三传输线(11)另一端与第二微带线(2)的一端相连;第一电阻(8)一端接在第二传输线(7)的中点,第三电容(14)的一端与第一传输线上(4)的一端相连,第三电容(14)另一端与第三PIN管(13)的一端相连,第三PIN管(13)的另一端与第一短路接地通孔(26)相连,第二电阻(12)一端接在第一电容(14)和第三PIN管(13)连接处;第四电容(20)的一端与第三传输线(11)的一端相连,第四电容(20)的另一端与第四PIN管(19)相连,第四PIN管(19)的另一端与第二短路接地通孔(27)相连,第三电阻(18)一端接在第四电容(20)和第四PIN管(19)连接处;第五电容(15)一端与第一传输线(4)的一端相连,另一端通过第五PIN管(16)与第四传输线(24)相连,第四传输线(24)另一端接第三短路接地通孔(28),第四电阻(17)一端接在第五电容(15)和第五PIN管(16)连接处,第六电容(21)一端与第三传输线(11)的一端相连,另一端通过第六PIN管(22)与第五传输线(25)的一端相连,第五传输线(25)另一端接第四短路接地通孔(29),第五电阻(23)一端接在第六电容(21)和第六PIN管(22)连接处。...

【技术特征摘要】
1.一种基于信号干扰理论的多功能可重构滤波器,其特征在于,包括上层微带结构,中间层介质板和下层接地金属;上层微带结构附着在中间层介质基板上表面,接地金属附着在中间层介质基板的下表面;该可重构的第一端口(P1)和第二端口(P2)位于介质基板的上层,所述第一端口位于介质基板一侧,所述第二端口位于介质基板的另外一侧;两条50欧姆的微带线分别与对应的两个端口相连,这两条50欧姆的微带线分别为第一微带线(1)与第二微带线(2),所述两条微带线相互平行;第一端口(P1)通过第一微带线(1)与第一开路耦合线(3)的一端相连,所述第一开路耦合线(3)的另一端与第二微带线(2)相连,第一传输线(4)的一端与第一微带线(1)的一端相连,另一端通过第一电容(5)与第一PIN管(6)的一端相连,第一PIN管(6)另一端与第二传输线(7)的一端相连,所述第二传输线(7)另一端通过第二PIN管(9)与第二电容(10)的一端相连,第二电容(10)的另一端与第三传输线(11)的一端相连,第三传输线(11)另一端与第二微带线(2)的一端相连;第一电阻(8)一端接在第二传输线(7)的中点,第三电容(14)的一端与第一传输线上(4)的一端相连,第三电容(14)另一端与第三PIN管(13)的一端相连,第三PIN管(13)的另一端与第一短路接地通孔(26)相连,第二电阻(12)一端接在第一电容(14)和第三PIN管(13)连接处;第四电容(20)的一端与第三传输线(11)的一端相连,第四电容(20)的另一端与第四PIN管(19)相连,第四PIN管(19)的另一端与第二短路接地通孔(27)相连,第三电阻(18)一端接在第四电容(20)和第四PIN管(19)连接处;第五电容(15)一端与第一传输线(4)的一端相连,另一端通过第五PIN管(16)与第四传输线(24)相连,第四传输线(24)另一端接第三短路接地通孔(28),第四电阻(17)一端接在第五电容(15)和第五PIN管(16)连接处,第六电容(21)一端与第三传输线(11)的一端相连,另一端通过第六PIN管(22)与第五传输线(25)的一端相连,第五传输线(25)另一端接第四短路接地通孔(29),第五电阻(23)一端接在第六电容(21)和第六PIN管(22)连接处。2.根据权利要求1中所述的基于信号干扰理论的多功能可重构滤波器,其特征在于,第一开路耦合线(3)包含第一窄传输线(3-1)和第二窄传输线(3-2),第一窄传输线(3-1)和第二窄传输线(3-2)相互平行,第一窄传输线(3-1)的一端与第一微带线(1)相连,第...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯文杰商玉霞车文荃杨琬琛尹蕊赵宇
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
编号:201611000729
国别省市:江苏;32

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