一种基于GaAs材料的可重构超宽带直通/高通滤波器电路制造技术

本发明专利技术涉及微波电路技术领域，公开了一种基于GaAs材料的可重构超宽带直通/高通滤波器电路，包括GaAs基FET、平板电容、平面电感或高阻抗传输线、微带传输线及接地金属通孔。所述GaAs基FET开关管起直通或高通滤波器选择的功能，通过控制信号实现其处于导通或截止的工作状态，从而实现直通或高通滤波等功能的可重构；所述平板电容、平面电感或高阻抗传输线、接地金属通孔等组成高通滤波电路的基本单元，起高通滤波的功能；所述控制信号为GaAs基FET开关管控制信号，起控制GaAs基FET开关工作状态的作用，从而实现超宽带直通/高通滤波器电路的可重构。本发明专利技术提供的电路具有结构简单、低插损、低功耗、小型化及可重构等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GaAs材料的可重构超宽带直通/高通滤波器电路
本专利技术涉及微波电路
，尤其涉及一种基于GaAs材料的可重构超宽带直通/高通滤波器电路。
技术介绍
宽带接收机一般具有瞬时宽开的技术特征，要求接收机具备超宽带、大动态和高灵敏度。在真实的电磁空间存在各种杂波干扰，存在手机通信、广播、导航、海事卫星通信等各种电磁信号，尤其是3GHz以下频段。由于各种杂波信号的存在，对于宽带电子战接收机易被杂波信号干扰，造成虚警或堵塞，影响接收机性能。为减小3GHz以下频段杂波对宽带接收机的影响，一般采用开关滤波器的方式提高接收机杂波抑制性能，原理框图如图1所示。具体工作原理是：当某一时空内3GHz以下频段杂波信号较多影响接收机性能时，通过开关切换到高通滤波器模式进行工作，完成对3GHz以下频段的杂波抑制，改善接收机性能；当某一时空内3GHz以下频段杂波较少不影响接收机性能时，通过开关切换到直通模式进行工作，提高接收机工作带宽。采用开关滤波器方案也能够解决超宽带接收机杂波抑制性能，但是也明显存在以下缺点：1)采用开关滤波器方案，存在插损较大，影响接收机噪声系数；2)采用开关滤波器方案，存在所用器件较多，体积较大，价格较高等缺点；基于以上分析，传统的开关滤波器，用在超宽带接收机中存在插损过大，体积和价格相对较高等缺点，不能够满足低噪声、小型化及低成本等新一代宽带接收机的技术要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种基于GaAs材料的可重构超宽带直通/高通滤波器电路，其开关电路和高通滤波器进行融合设计，具备插损低、体积小及可重构等技术特征。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于GaAs材料的可重构超宽带直通/高通滤波器电路，包括：基本单元和第一平板电容，所述基本单元以第一平板电容为中心，左右镜像对称级联，所述第一平板电容上并联有第一开关控制元件；其中，最左侧的基本单元连接有输入端口，最右侧的基本单元连接有输出端口；所述左侧的基本单元包括：第一微带传输线和第二微带传输线；所述第一微带传输线的一端连接有第二开关控制元件和第二平板电容，所述第二开关控制元件和第二平板电容并联连接；所述第一微带传输线的另一端与第二微带传输线串联；所述第一微带传输线和第二微带传输线之间并联有第三开关控制元件、感性元件及第二接地金属通孔；所述第三开关控制元件、感性元件及第二接地金属通孔之间串联连接；所述第三开关控制元件和感性元件之间并联有第四开关控制元件和第一接地金属通孔；所述第四开关控制元件和第一接地金属通孔串联连接。进一步的，所述第一开关控制元件、第二开关控制原件和第四开关控制元件连接有第一控制信号，所述第三开关控制元件连接有第二控制信号。进一步的，所述第一控制信号和第二控制信号的信号电平为0/-5V，当信号电平为0V时，开关控制元件导通，当信号电平为-5V时，开关控制元件截止；所述第一控制信号和第二控制信号的工作状态互补。第一控制信号和第二控制信号控制第一至第四开关控制元件处于导通或截止的工作状态，从而实现直通或高通滤波等功能的可重构。进一步的，所述感性元件选用平面电感或高阻抗传输线。进一步的，所述平面电感或高阻抗传输线集成在GaAs材料基板上，所述平面电感的电感量根据高通滤波器阶数、滤波器通带插损和带外抑制确定，所述高阻抗传输线的的线宽和长度根据高通滤波器阶数、滤波器通带插损和带外抑制确定。进一步的，所述第一开关控制元件、第二开关控制元件、第三开关控制元件和第四开关控制原件都选用GaAs基FET开关管。GaAs基FET开关管起直通或高通滤波器选择的功能。进一步的，所述GaAs基FET开关管的器件参数由构成电路的工作频段、承受功率及通带插损决定。进一步的，所述第一微带传输线和第二微带传输线的宽度按照50欧母特性阻抗设计，长度由可重构超宽带直通/高通滤波器电路工作频段的需求确定。进一步的，所述第一平板电容和第二平板电容采用平板电容器和插指电容结构集成在GaAs材料基板上；所述第一平板电容和第二平板电容的容值大小及结构尺寸根据高通滤波器阶数、滤波器通带插损及带外抑制确定。进一步的，所述超宽带直通/高通滤波器电路的滤波器阶数由基本单元的个数决定，所述滤波器阶数的计算公式如下：M＝2*N+1；其中，M表示可重构超宽带直通/高通滤波器电路的滤波器阶数，N表示该电路中基本单元的个数，N为大于等于2的自然数。与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本专利技术以GaAs半导体材料为基础，其上集成设计GaAs基FET、平板电容、平面电感或高阻抗传输线、微带传输线及接地金属通孔等电路，实现可重构超宽带直通/高通滤波器电路。该电路结构简单、低插损、低功耗且小型化。附图说明图1是传统开关滤波器原理框图。图2是本专利技术5阶可重构的超宽带直通/高通滤波器电路结构示意图。图3是本专利技术所述可重构的超宽带直通/高通滤波器电路结构的左侧基本单元结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步描述。实施例1本专利技术提供一种基于GaAs半导体材料的可重构的超宽带直通/高通滤波器电路，该电路由多个基本单元组成和一个平板电容组成，平板电容上并联有一个GaAs基FET开关管。其中，多个基本单元以平板电容为中心，左右对称级联，左侧基本单元的电路结构和右边基本单元的电路结构成镜像关系，最左侧的基本单元连接有输入端口，最右侧的基本单元连接有输出端口，构成可重构的超宽带直通/高通滤波器电路。基本单元主要包括GaAs基FET开关管、平板电容、平面电感、控制信号、微带传输线及接地金属通孔。所述微带传输线对外起与外部应用电路互联互通的作用，同时对内实现各电路元件之间的互联作用；所述GaAs基FET开关管起直通或高通滤波器选择的功能，通过控制信号实现其处于导通或截止的工作状态，从而实现直通或高通滤波等功能的可重构；所述平板电容、平面电感、接地金属通孔等组成高通滤波电路的基本单元，起高通滤波的功能；所述控制信号为GaAs基FET开关管的控制信号，起控制GaAs基FET开关工作状态的作用，从而实现超宽带直通/高通滤波器电路的可重构。超宽带直通/高通滤波器电路的滤波器阶数主要由基本单元的个数决定，其阶数的计算公式如下，M＝2*N+1；其中，M表示滤波器的阶数，N表示基本单元的个数。下面以拓扑结构为5阶的可重构超宽带直通/高通滤波器电路为例进行说明，如图2所示，其电路主要由GaAs基FET、平板电容、平面电感、微带传输线及接地金属通孔等组成。其包括两个基本单元，左侧的基本单元包括：微带传输线2、微带传输线3、平板电容1、GaAs基FET1、GaAs基FET2、平面电感1、接地金属通孔2、GaAs基FET3和接地金属通孔1。右侧的基本单元包括：微带传输线4、微带传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于GaAs材料的可重构超宽带直通/高通滤波器电路，其特征在于，包括：基本单元和第一平板电容，所述基本单元以第一平板电容为中心，左右镜像对称级联，所述第一平板电容上并联有第一开关控制元件；/n所述左侧的基本单元包括：第一微带传输线和第二微带传输线；/n所述第一微带传输线的一端连接有第二开关控制元件和第二平板电容，所述第二开关控制元件和第二平板电容并联连接；所述第一微带传输线的另一端与第二微带传输线串联；/n所述第一微带传输线和第二微带传输线之间并联有第三开关控制元件、感性元件及第二接地金属通孔；/n所述第三开关控制元件、感性元件及第二接地金属通孔之间串联连接；/n所述第三开关控制元件和感性元件之间并联有第四开关控制元件和第一接地金属通孔；/n所述第四开关控制元件和第一接地金属通孔串联连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于GaAs材料的可重构超宽带直通/高通滤波器电路，其特征在于，包括：基本单元和第一平板电容，所述基本单元以第一平板电容为中心，左右镜像对称级联，所述第一平板电容上并联有第一开关控制元件；
所述左侧的基本单元包括：第一微带传输线和第二微带传输线；
所述第一微带传输线的一端连接有第二开关控制元件和第二平板电容，所述第二开关控制元件和第二平板电容并联连接；所述第一微带传输线的另一端与第二微带传输线串联；
所述第一微带传输线和第二微带传输线之间并联有第三开关控制元件、感性元件及第二接地金属通孔；
所述第三开关控制元件、感性元件及第二接地金属通孔之间串联连接；
所述第三开关控制元件和感性元件之间并联有第四开关控制元件和第一接地金属通孔；
所述第四开关控制元件和第一接地金属通孔串联连接。


2.根据权利要求1所述的一种基于GaAs材料的可重构超宽带直通/高通滤波器电路，其特征在于，所述第一开关控制元件、第二开关控制元件和第四开关控制元件连接有第一控制信号，所述第三开关控制元件连接有第二控制信号。


3.根据权利要求2所述的一种基于GaAs材料的可重构超宽带直通/高通滤波器电路，其特征在于，所述第一控制信号和第二控制信号的信号电平为0/-5V，当信号电平为0V时，开关控制元件导通，当信号电平为-5V时，开关控制元件截止；所述第一控制信号和第二控制信号的工作状态互补。


4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于GaAs材料的可重构超宽带直通/高通滤波器电路，其特征在于，所述感性元件选用平面电感或高阻抗传输线。


5.根据权利要求4所述的一种基于GaAs材料的可重构超宽带直通/高通滤波器电路，其特征在于，所述平...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超杰，王睿，蔡雪芳，卢子焱，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51