一种频率可调差分双通带滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种频率可调差分双通带滤波器，采用单层且中心对称的微带结构，包括两个单端加载贴片电容的耦合微带线，四个中心加载变容二极管的耦合微带线以及调控所述变容二极管的偏置电路；所述中心加载变容二极管的耦合微带线两两级联，所述两个单端加载贴片电容的耦合微带线分别连接在两两级联的两组中心加载变容二极管的耦合微带线的两端。相比于现有的频率可调差分双通带滤波器，本发明专利技术采用简单的结构、较小的尺寸以及较少数量的变容二极管获得频率可调差分双通带滤波器，其频率调控范围可达900MHz。

A frequency adjustable differential dual pass band filter

The invention discloses a frequency adjustable differential dual pass band filter, which adopts a single-layer and center symmetrical microstrip structure, including two coupling microstrip lines with single end loaded chip capacitor, four coupling microstrip lines with center loaded varactor diode and a bias circuit for regulating the varactor diode; the coupling microstrip lines with center loaded varactor diode are in two cascades, and the two single The coupled microstrip lines with end loaded patch capacitors are connected to the two ends of the coupled microstrip lines with two groups of central loaded varactor diodes in two cascades. Compared with the existing frequency adjustable differential double-pass filter, the frequency adjustable differential double-pass filter is obtained by using simple structure, small size and a small number of varactor diodes, and the frequency regulation range can reach 900MHz.

【技术实现步骤摘要】
一种频率可调差分双通带滤波器
本专利技术涉及微波通信领域，尤其涉及一种频率可调差分双通带滤波器。
技术介绍
随着无线通信技术的迅速发展，频谱资源日益紧缺，无线通信系统正朝着多频、小型化、高性能以及高集成度的方向发展。微波滤波器是无线通信系统中的重要组成部分，广泛应用于雷达、测量、电子对抗以及卫星通信等多个领域，其性能的好坏直接影响着整个通信系统的质量。频率可调双通带滤波器作为微波滤波器的一种，可以充分利用有限的频谱资源，使得无线通信系统可以工作在多个频段，满足不同的应用要求，大大提高了系统的集成度，减小了系统的尺寸，符合当代无线通信系统的发展趋势。同时，无线系统集成度的提高加剧了信号串扰和环境噪声等问题，差分电路具有良好的抑制环境噪声和抗电磁干扰等能力，从而得到了广泛的应用。然而，目前频率可调差分双通带滤波器的设计仍然是一个重要的挑战。目前已报道了四种频率可调差分双通带滤波器的设计技术。第一种，采用加载集总元件的阶跃阻抗谐振器和变容管所设计的可调差分双通带滤波器，此设计的调控范围过小，仅能达到65MHz，采用了4个变容二极管，同时电路尺寸较大。第二种，采用级联多条枝节和变容管设计的可调差分双通带滤波器，此设计的调控范围增加到190MHz，然而采用了12个变容二极管，结构及控制复杂，同时电路尺寸过大。第三种，采用双端短路谐振器和变容二极管设计的可调差分双通带滤波器，此设计的调控范围达到了220MHz,同样采用了12个变容二极管，结构及控制复杂，同时电路尺寸同样过大。第四种，采用加载枝节的哑铃型谐振器和变容二极管设计的可调差分双通带滤波器，此设计的调控范围进一步增加到250MHz，采用了4个变容二极管，电路尺寸有所减小，然而此设计需要通过在金属地上开槽来实现共模抑制，电路结构过于复杂。因此提出一种频率可调差分双通带滤波器，使其进一步增加频率调控范围、减小尺寸，并具备结构简单、低成本等特点显得至关重要。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种频率可调差分双通带滤波器，实现宽频调控范围，且改善现有技术结构复杂及变容二极管较多的问题。技术方案：一种频率可调差分双通带滤波器，采用单层且中心对称的微带结构，包括两个单端加载贴片电容的耦合微带线，四个中心加载变容二极管的耦合微带线以及调控所述变容二极管的偏置电路；所述中心加载变容二极管的耦合微带线两两级联，所述两个单端加载贴片电容的耦合微带线分别连接在两两级联的两组中心加载变容二极管的耦合微带线的两端。进一步的，所述中心加载变容二极管的耦合微带线包括一对耦合的微带线，以及加载在耦合微带线中心处的变容二极管Cv；所述单端加载贴片电容的耦合微带线包括一对耦合的微带线，加载在耦合微带线内侧的贴片电容C1以及分别加载在一对耦合的微带线外侧的两个接地贴片电容C2；所述偏置电路包括外接偏置电压的金属贴片、以及四个电阻R1和四个接地电阻R2，所述金属贴片设置在四个中心加载变容二极管的耦合微带线的中央位置，所述四个电阻R1分别连接一个中心加载变容二极管的耦合微带线一端以及所述金属贴片，所述四个中心加载变容二极管的耦合微带线的另一端分别连接一个接地电阻R2。进一步的，还包括四条馈线以及四个隔直贴片电容Cb，所述馈线通过隔直贴片电容Cb分别与两个单端加载贴片电容的耦合微带线的一条微带线连接。进一步的，所述贴片电容C1和所述接地贴片电容C2设置在所述单端加载贴片电容的耦合微带线的同一端，并靠近级联的耦合微带线的连接处。进一步的，所述两个单端加载贴片电容的耦合微带线和四个中心加载变容二极管的耦合微带线为四分之一波长的耦合微带线。有益效果：本专利技术采用中心加载变容二极管的耦合微带线与单端加载贴片电容的耦合微带线相级联构成电压控制的频率可调差分双通带滤波器，相比于现有的频率可调差分双通带滤波器，本专利技术采用简单的结构、较小的尺寸以及较少数量的变容二极管获得频率可调差分双通带滤波器，其频率调控范围可达900MHz。具体优点包括：(1)四个中心加载变容二极管的耦合微带线与两个单端加载贴片电容的耦合微带线相级联，获得差模双通带滤波响应，且低频差模通带中心频率可以通过偏置电压调控，而高频差模通带保持不变。(2)变容二极管偏置电路中的电阻R1和接地电阻R2分别加载在四个中心加载变容二极管的耦合微带线的两端，大电阻R1与金属贴片相连，调控时只需一个外接偏置电压加在金属贴片即可，易于操作，控制简单。(3)隔直电容放置在馈线与耦合微带线的连接处，在保证隔直效果的同时，减少了隔直电容对滤波器整体性能的影响。(4)将贴片电容C1和接地贴片电容C2放置在耦合微带线的同一端，分别用于提高带外抑制和滤波器的频率选择性。附图说明图1为频率可调差分双通带滤波器结构示意图；图2为滤波器的差模响应(Sdd21)仿真结果图；图3为滤波器的差模响应(Sdd11)仿真结果图；图4为滤波器的共模响应(Scc21)仿真结果图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。如图1所示，一种频率可调差分双通带滤波器，采用单层且中心对称的微带结构，包括两个单端加载贴片电容的耦合微带线5、6四个中心加载变容二极管的耦合微带线7～10以及调控变容二极管的偏置电路。中心加载变容二极管的耦合微带线7～10两两级联，两个单端加载贴片电容的耦合微带线5、6分别连接在两两级联的两组中心加载变容二极管的耦合微带线的两端。其中，中心加载变容二极管的耦合微带线包括一对耦合的微带线，以及加载在耦合微带线中心处的变容二极管Cv。单端加载贴片电容的耦合微带线5、6包括一对耦合的微带线，加载在耦合微带线内侧的贴片电容C1以及分别加载在一对耦合的微带线外侧的两个接地贴片电容C2；贴片电容C1和接地贴片电容C2设置在单端加载贴片电容的耦合微带线5、6的同一端，并靠近级联的耦合微带线的连接处。两个单端加载贴片电容的耦合微带线5、6和四个中心加载变容二极管的耦合微带线7～10均为四分之一波长的耦合微带线。偏置电路包括外接偏置电压的金属贴片11、以及四个电阻R1和四个接地电阻R2，金属贴片11设置在四个中心加载变容二极管的耦合微带线7～10的中央位置，四个电阻R1分别连接一个中心加载变容二极管的耦合微带线7～10一端以及金属贴片11，四个中心加载变容二极管的耦合微带线7～10的另一端分别连接一个接地电阻R2。其中，电阻R1和接地电阻R2均约50千欧。频率可调差分双通带滤波器还包括四条馈线1～4以及四个隔直贴片电容Cb，馈线1～4通过隔直贴片电容Cb分别与两个单端加载贴片电容的耦合微带线5、6的一条微带线连接。馈线1和2外接一对差分端口，馈线3和4外接另一对差分端口。本专利技术的频率可调差分双通带滤波器，使用差模信号激励时，中心对称面等效为理想电壁，在耦合微带线及其连接处的贴片电容C1和接地贴片电容C2的共同作用下，本结构可获得四个差模传输极点和七个差模传输零点，四个差模传输极点的中间分布着两个差模传输零点，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种频率可调差分双通带滤波器，其特征在于：采用单层且中心对称的微带结构，包括两个单端加载贴片电容的耦合微带线(5、6)，四个中心加载变容二极管的耦合微带线(7～10)以及调控所述变容二极管的偏置电路；所述中心加载变容二极管的耦合微带线(7～10)两两级联，所述两个单端加载贴片电容的耦合微带线(5、6)分别连接在两两级联的两组中心加载变容二极管的耦合微带线的两端。/n

【技术特征摘要】
1.一种频率可调差分双通带滤波器，其特征在于：采用单层且中心对称的微带结构，包括两个单端加载贴片电容的耦合微带线(5、6)，四个中心加载变容二极管的耦合微带线(7～10)以及调控所述变容二极管的偏置电路；所述中心加载变容二极管的耦合微带线(7～10)两两级联，所述两个单端加载贴片电容的耦合微带线(5、6)分别连接在两两级联的两组中心加载变容二极管的耦合微带线的两端。


2.根据权利要求1所述的频率可调差分双通带滤波器，其特征在于：所述中心加载变容二极管的耦合微带线包括一对耦合的微带线，以及载在耦合微带线中心处的变容二极管Cv；所述单端加载贴片电容的耦合微带线(5、6)包括一对耦合的微带线，加载在耦合微带线内侧的贴片电容C1以及分别加载在一对耦合的微带线外侧的两个接地贴片电容C2；所述偏置电路包括外接偏置电压的金属贴片(11)、以及四个电阻R1和四个接地电阻R2，所述金属贴片(11)设置在四个中心加载变容二极管的耦合微带线(7～10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：施金，董建成，徐凯，张威，曹青华，杨永杰，
申请(专利权)人：南通大学，南通先进通信技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32