一种可调可重构的带通滤波器制造技术

本发明专利技术提供了一种可调可重构的带通滤波器，包括基板，以及设置在所述基板上的第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元、第四谐振单元、输入端和输出端；所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元的谐振频率相同且依次耦合连接，所述输入端与所述第一谐振单元耦合连接，所述输出端与所述第四谐振单元耦合连接；所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元的一端分别设置有一变容电路；所述第二谐振单元和所述第三谐振单元的另一端分别设置有一开关电路。本发明专利技术的带通滤波器可实现谐振通带可调以及可重构特性，操作简单，使用方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波通信
，更具体地说，涉及一种可调可重构的带通滤波器。
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。同时，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。然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来实现频段的可调。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。同时，在使用这种方式的滤波器时，不需要使用某一个频段时，操作繁琐，无法立刻进行调节。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中的不足，提供一种可调可重构的带通滤波器。本专利技术解决上述问题的技术方案是提供了一种可调可重构的带通滤波器，包括：基板，以及设置在所述基板上的第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元、第四谐振单元、输入端和输出端；所述第一谐振单元与所述第三谐振单元呈左右对称设置，所述第二谐振单元与所述第四谐振单元呈左右对称设置，所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元的谐振频率相同且依次耦合连接，所述输入端与所述第一谐振单元耦合连接，所述输出端与所述第四谐振单元耦合连接；所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元的一端分别设置有一变容电路，所述变容电路根据输入的不同的偏置电压改变所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元的谐振频率，进而改变所述带通滤波器的中心频率；所述第二谐振单元和所述第三谐振单元的另一端分别设置有一开关电路，所述开关电路的两端分别与所述第二谐振单元或者所述第三谐振单元的另一端和参考地连接，所述开关电路控制所述第二谐振单元和所述第三谐振单元的谐振频率与所述第一谐振单元和第四谐振单元的谐振频率相同或者不同，以使所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元耦合形成一谐振通带或者耦合无法形成一谐振通带，进而实现可重构的谐振通带。其中，所述变容电路包括变容二极管、电容、第一电阻、连接端子、电压输入端子和第一接地端子，其中，所述电容的一端连接于所述第一谐振单元或者所述第二谐振单元或者所述第三谐振单元或者所述第四谐振单元的一端，所述电容的另一端、所述变容二极管的一端以及所述第一电阻的一端连接于所述连接端子，所述第一电阻的另一端连接于所述电压输入端子，所述变容二极管的另一端连接于所述第一接地端子；在所述电压输入端子外接不同的偏置电压时，所述变容二极管获得不同的电容值，进而改变所述第一谐振单元或者所述第二谐振单元或者所述第三谐振单元或者所述第四谐振单元的谐振频率。其中，所述带通滤波器还包括一第一接地面，所述第一接地面设置在所述基板上且与所述基板的侧边缘齐平，所述第一接地端子连接于所述第一接地面上。其中，所述开关电路包括MEMS开关、第二电阻和第二接地端子，所述MEMS开关的第一端子与所述第二谐振单元或者所述第三谐振单元的另一端连接、第二端子经过所述第二电阻连接于所述第二接地端子、控制端外接直流信号。其中，所述带通滤波器还包括一第二接地面，所述第二接地面设置在所述基板上且与所述基板的侧边缘齐平，所述第二接地端子连接于所述第二接地面上。其中，所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元均为螺旋型谐振器其中，所述螺旋型谐振器由半波长均匀阻抗微带线螺旋而成。其中，所述输入端设置有一输入边耦合线，所述输出端设置有一输出边耦合线，所述输入边耦合线与所述输出边耦合线呈左右对称设置，所述第一边耦合线与所述第一谐振单元耦合连接，所述第二边耦合线与所述第四谐振单元耦合连接。其中，所述基板为高温超导介质基板。本专利技术的有益效果为：本专利技术的可调可重构的带通滤波器通过在所有的谐振单元的一端设置变容电路来实现谐振单元的谐振频率的改变，进而实现带通滤波器的可调特性，且仅中心频率可调，在使用时，可输入不同的该变容电路的偏置电压即可改变通带滤波器的中心频率，结构简单且小型化。同时，通过在其中一些谐振单元的另一端设置开关电路，使得所有谐振单元的谐振频率不同或者相同，进而所有谐振单元之间失谐或者谐振，从而实现可重构特性，在应用时，闭合或者断开开关电路即可使相应的中心频率的电磁信号通过，操作简单，且在使用过程中，不需要或者需要使用某一个频段时立刻可进行调节。此外，采用高温超导介基板制作该可调可重构的带通滤波器，损耗小。附图说明图1是本专利技术实施例的可调可重构的带通滤波器的结构示意图。图2是开关电路处于闭合状态时改变变容二极管偏置电压得到的不同的反射系数曲线图。图3是开关电路处于闭合状态时改变变容二极管偏置电压得到的不同的传输系数曲线图。图4是MEMS开关闭合与断开情况下的散射参数曲线图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术实施例的可调可重构的带通滤波器的结构示意图，可调可重构的带通滤波器呈左右对称设置，包括基板100，以及设置在基板100上的第一谐振单元1、第二谐振单元2、第三谐振单元3、第四谐振单元4、输入端5和输出端6。第一谐振单1、第二谐振单元2、第三谐振单元3和第四谐振单元4的一端分别设置有一变容电路7；第二谐振单元2和第三谐振单元3的另一端分别设置有一开关电路8。第一谐振单元1与第三谐振单元3呈左右对称设置，第二谐振单元2与第四谐振单元4呈左右对称设置，第一谐振单元1、第二谐振单元2、第三谐振单元3和第四谐振单元4的谐振频率相同且依次耦合连接，输入端5与第一谐振单元4耦合连接，输出端3与第四谐振单元4耦合连接。在本实施例中，第一谐振单元1与第二谐振单元2，第二谐振单元2与第三谐振单元3，以及第三谐振单元3与第四谐振单元4均采用缝隙耦合的方式进行耦合连接，其中，其耦合缝隙分别标记为d12、d23、d34。输入端5与第一谐振单元以及输出端6与第四谐振单元4也均采用缝隙耦合的方式进行耦合连接，其耦合缝隙分别标记为din和dout。输入端5馈入电磁信号，输出端6馈出电磁信号，此时，通过耦合缝隙d12、d23和d34将第一谐振单元1、第二谐振单元2、第三谐振单元3和第四谐振单元4进行谐振，以形成一个谐振通带。参考图1，变容电路7根据输入的不同的偏置电压改变第一谐振单元1、第二谐振单元2、第三谐振单元3和第四谐振单元4的谐振频率，进而改变带通滤波器的中心频率。在本实施例中，通过不同的偏置电压，变容电路7输出不同的电容值，不同的电容值与第一谐振单元1或者第二谐振单元2或者第三谐振单元3或者第四谐振单元4一起作用进行谐振，相当于改变第一谐振单元1或者第二谐振单元2或者第三谐振单元3或者第四谐振单元4的谐振频率，进而改变带通滤波器的中心频率，即实现了中心频率可调的特性。当输入的偏置电压为某一数值时，第一谐振单元1、第二谐振单元2、第三谐振单元3和第四谐振单元4的谐振频率一起变化，且变化的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调可重构的带通滤波器，其特征在于，包括：基板，以及设置在所述基板上的第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元、第四谐振单元、输入端和输出端；所述第一谐振单元与所述第三谐振单元呈左右对称设置，所述第二谐振单元与所述第四谐振单元呈左右对称设置，所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元的谐振频率相同且依次耦合连接，所述输入端与所述第一谐振单元耦合连接，所述输出端与所述第四谐振单元耦合连接；所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元的一端分别设置有一变容电路，所述变容电路根据输入的不同的偏置电压改变所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元的谐振频率，进而改变所述带通滤波器的中心频率；所述第二谐振单元和所述第三谐振单元的另一端分别设置有一开关电路，所述开关电路的两端分别与所述第二谐振单元或者所述第三谐振单元的另一端和参考地连接，所述开关电路控制所述第二谐振单元和所述第三谐振单元的谐振频率与所述第一谐振单元和第四谐振单元的谐振频率相同或者不同，以使所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元耦合形成一谐振通带或者耦合无法形成一谐振通带，进而实现可重构的谐振通带。...

【技术特征摘要】
1.一种可调可重构的带通滤波器，其特征在于，包括：基板，以及设置在所述基板上的第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元、第四谐振单元、输入端和输出端；所述第一谐振单元与所述第三谐振单元呈左右对称设置，所述第二谐振单元与所述第四谐振单元呈左右对称设置，所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元的谐振频率相同且依次耦合连接，所述输入端与所述第一谐振单元耦合连接，所述输出端与所述第四谐振单元耦合连接；所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元的一端分别设置有一变容电路，所述变容电路根据输入的不同的偏置电压改变所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元的谐振频率，进而改变所述带通滤波器的中心频率；所述第二谐振单元和所述第三谐振单元的另一端分别设置有一开关电路，所述开关电路的两端分别与所述第二谐振单元或者所述第三谐振单元的另一端和参考地连接，所述开关电路控制所述第二谐振单元和所述第三谐振单元的谐振频率与所述第一谐振单元和第四谐振单元的谐振频率相同或者不同，以使所述第一谐振单元、所述第二谐振单元、所述第三谐振单元和所述第四谐振单元耦合形成一谐振通带或者耦合无法形成一谐振通带，进而实现可重构的谐振通带。2.根据权利要求1中所述的带通滤波器，其特征在于，所述变容电路包括变容二极管、电容、第一电阻、连接端子、电压输入端子和第一接地端子，其中，所述电容的一端连接于所述第一谐振单元或者所述第二谐振单元或者所述第三谐振单元或者所述第四谐振单元的一端，所述电容的另一端、所述变容二极管的一端以及所述第一电阻的一端连接于所述连接端子，所述第一电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：文品，刘海文，朱爽爽，任宝平，官雪辉，季来运，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西;36