一种变容二极管调谐的可重构多功能微带滤波器制造技术

本发明专利技术涉及无线通信系统领域，具体涉及一种变容二极管调谐的可重构多功能微带滤波器，具有：低通滤波器、高通滤波器、开关1、开关2、开关3、开关4、输入传输线、输出传输线和微带连接线；所述开关2设置在低通滤波器的输出端，所述开关1设置在高通滤波器的输入端；所述微带连接线的一端设置有开关3，并且微带线通过开关3连接在开关1与高通滤波器之间；所述微带连接线的一端设置有开关4，并且微带线通过开关4连接在开关2与低通滤波器之间；通过开关1、开关2、开关3、开关4的开闭切换形成4种不同连接方式，实现五种不同滤波功能且滤波器功能的滤波特性是可重构，具有极强的应用前景。具有极强的应用前景。具有极强的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种变容二极管调谐的可重构多功能微带滤波器


[0001]本专利技术涉及无线通信系统
，尤其是一种变容二极管调谐的可重构多功能微带滤波器。

技术介绍

[0002]滤波器作为现代无线通信系统中的重要组成，被用来滤除通信系统中不被需要的信号，传输有用信号，而将变容二极管的调谐功能以及PIN二极管的开关功能引入滤波器设计中，实现基于变容二极管的可重构滤波器以及基于开关二极管的可切换多功能滤波器，以期极强的可重构特性满足对不同通讯场景的要求。这不仅实现了系统的高集成度，同样也使得系统更加灵活、小型化并降低了成本。
[0003]在现有的各类可切换多功能可重构滤波器中，基于PIN二极管以及变容二极管的微带滤波器因其具有强大的可重构性、低成本易集成的优点而备受青睐。然而，在已有的文献报道中的各类多功能可重构滤波器中，其利用开关二极管实现的滤波功能较少，大多维持在两个至三个的功能集成，且其大多采用了固定带宽固定中心频率的设计方法，缺少滤波器性能的可重构操作，极大的减弱滤波器的应用场景。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在：提供一种变容二极管调谐的可重构多功能微带滤波器，基于开关二极管和变容二极管，实现了五种不同滤波功能且每种滤波器功能的滤波特性是可重构的，通过调节变容二极管的偏置电压，可使其工作在多种模式，这些滤波器功能包括：
①
中心频率可重构低通滤波器；
②
中心频率可重构高通滤波器；
③
具有四种可重构方式的带通滤波器；
④
具有四种可重构方式的可重构带阻滤波器；
⑤
全阻状态。
[0005]为解决上述现有技术问题，本专利技术提供一种变容二极管调谐的可重构多功能微带滤波器，具有：
[0006]低通滤波器、高通滤波器、开关1、开关2、开关3、开关4、输入传输线、输出传输线和微带连接线；
[0007]所述低通滤波器的输入端连接输入传输线，所述低通滤波器的输出端通过开关2连接输出传输线，开关2闭合，低通滤波器通带内的射频信号经输入传输线、低通滤波器、输出传输线输出；
[0008]所述高通滤波器的输入端通过开关1连接输入传输线，所述高通滤波器的输出端连接输出传输线，开关1闭合、高通滤波器通带内的射频信号经输入传输线、高通滤波器、输出传输线输出；
[0009]所述微带连接线的一端设置有开关3，并且微带线通过开关3连接在开关1与高通滤波器之间；
[0010]所述微带连接线的一端设置有开关4，并且微带线通过开关4连接在开关2与低通滤波器之间；
[0011]通过开关1、开关2、开关3、开关4的开闭切换形成4种不同连接方式，实现4种信号传输路径。
[0012]进一步的，所述开关1、开关2、开关3、开关4的开闭切换形成4种不同连接方式，具体为：
[0013]方式一，开关1、开关3、开关4断开，且开关2闭合时，射频信号通过低通滤波器输出，整体响应为一个可重构低通滤波器；
[0014]方式二，开关2、开关3、开关4断开，且开关1闭合时，射频信号通过高通滤波器输出，整体响应为一个可重构高通滤波器；
[0015]方式三，开关1、开关2断开，且开关3、开关4闭合时，此时构成低通滤波器和高通滤波器的级联形式，射频信号依次通过低通滤波器、高通滤波器输出，整体响应为一个可重构带通滤波器；
[0016]方式四，开关3、开关4断开，且开关1、开关2闭合时，此时构成低通滤波器和高通滤波器的并联形式，射频信号通过低通滤波器或高通滤波器输出，整体响应为一个可重构带阻滤波器。
[0017]进一步的，所述方式三中，当高通滤波器的截止频率高于低通滤波器截止频率时，带通滤波器就会变成一个全阻滤波器，任何信号将不会通过。
[0018]进一步的，所述高通滤波器和低通滤波器的电路结构通过单层PCB电路实现，采用微带线技术，通过微带线等效高通滤波器和低通滤波器中的电容或电感，并且微带连接线设置在高通滤波器和低通滤波器之间，形成平面微带电路结构。
[0019]进一步的，所述低通滤波器包括：多个等效电感的微带线，多个等效电容的微带线，2个变容二极管CL1，2个变容二极管CL2和2个变容二极管CL3；
[0020]多个等效电感的微带线和多个等效电容的微带线相间连接；
[0021]2个变容二极管CL1阳极分别焊接在相邻等效电容的微带线上，2个变容二极管CL1的阴极连接在一个焊盘上，通过焊盘对变容二极管CL1施加偏执电压V9；
[0022]2个变容二极管CL2阳极分别焊接在相邻等效电容的微带线上，2个变容二极管CL2的阴极连接在一个焊盘上，通过焊盘对变容二极管CL2施加偏执电压V10；
[0023]2个变容二极管CL3阳极分别焊接在相邻等效电容的微带线上，2个变容二极管CL3的阴极连接在一个焊盘上，通过焊盘对变容二极管CL3施加偏执电压V11；
[0024]通过控制偏置电压V9，V10，V11的大小，控制对应的变容二极管CL1，CL2，CL3的电容值大小，实现传输零点的位置向高频或低频移动，以调节中心频率，形成中心频率可重构低通滤波器。
[0025]进一步的，所述低通滤波器的两侧分别加载了两个没有变容二极管的低通单元，即在低通滤波器的两侧分别焊接一个电阻，通过电阻接地。
[0026]进一步的，所述高通滤波器包括：2个变容二极管CH1，2个变容二极管CH2，2个变容二极管CH3，2个变容二极管CH4，2个变容二极管CH5和等效电感的微带线，2个变容二极管CH1，2个变容二极管CH3，2个变容二极管CH5通过等效电感的微带线依次连接；
[0027]2个变容二极管CH1的阴极连接同一等效电感的微带线，通过该微带线施加偏置电压V2；
[0028]2个变容二极管CH3的阴极连接同一等效电感的微带线，通过该微带线施加偏置电
压V4；
[0029]2个变容二极管CH5的阴极连接同一等效电感的微带线，通过该微带线施加偏置电压V6；
[0030]变容二极管CH1和变容二极管CH3的阳极连接在同一等效电感的微带线上，2个变容二极管CH2的阴极相对，通过微带线连接，并通过该微带线设置偏置电压V3对变容二极管CH2进行电容值控制，其中一个变容二极管CH2的阳极接入变容二极管CH1和变容二极管CH3之间微带线，另一个变容二极管CH2的阳极接地；
[0031]变容二极管CH3和变容二极管CH5的阳极连接在同一等效电感的微带线上，2个变容二极管CH4的阴极相对，通过微带线连接，并通过该微带线设置偏置电压V5对变容二极管CH4进行电容值控制，其中一个变容二极管CH4的阳极接入变容二极管CH3和变容二极管CH5之间的微带线，另一个变容二极管CH4的阳极接地；
[0032]上述变容二极管CH2和变容二极管CH4与等效电感的微带线构成一个串联电容电感网络，该网络会在高通滤波器的阻带形成两个传输零点，并且通过偏置电压V3和V5进行控制，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变容二极管调谐的可重构多功能微带滤波器，其特征在于，具有：低通滤波器、高通滤波器、开关1、开关2、开关3、开关4、输入传输线、输出传输线和微带连接线；所述低通滤波器的输入端连接输入传输线，所述低通滤波器的输出端通过开关2连接输出传输线，开关2闭合，低通滤波器通带内的射频信号经输入传输线、低通滤波器、输出传输线输出；所述高通滤波器的输入端通过开关1连接输入传输线，所述高通滤波器的输出端连接输出传输线，开关1闭合、高通滤波器通带内的射频信号经输入传输线、高通滤波器、输出传输线输出；所述微带连接线的一端设置有开关3，并且微带线通过开关3连接在开关1与高通滤波器之间；所述微带连接线的一端设置有开关4，并且微带线通过开关4连接在开关2与低通滤波器之间；通过开关1、开关2、开关3、开关4的开闭切换形成4种不同连接方式，实现4种信号传输路径。2.根据权利要求1所述的一种变容二极管调谐的可重构多功能微带滤波器，其特征在于，所述开关1、开关2、开关3、开关4的开闭切换形成4种不同连接方式，具体为：方式一，开关1、开关3、开关4断开，且开关2闭合时，射频信号通过低通滤波器输出，整体响应为一个可重构低通滤波器；方式二，开关2、开关3、开关4断开，且开关1闭合时，射频信号通过高通滤波器输出，整体响应为一个可重构高通滤波器；方式三，开关1、开关2断开，且开关3、开关4闭合时，此时构成低通滤波器和高通滤波器的级联形式，射频信号依次通过低通滤波器、高通滤波器输出，整体响应为一个可重构带通滤波器；方式四，开关3、开关4断开，且开关1、开关2闭合时，此时构成低通滤波器和高通滤波器的并联形式，射频信号通过低通滤波器或高通滤波器输出，整体响应为一个可重构带阻滤波器。3.根据权利要求2所述的一种变容二极管调谐的可重构多功能微带滤波器，其特征在于：所述方式三中，当高通滤波器的截止频率高于低通滤波器截止频率时，带通滤波器就会变成一个全阻滤波器，任何信号将不会通过。4.根据权利要求2所述的一种变容二极管调谐的可重构多功能微带滤波器，其特征在于：所述高通滤波器和低通滤波器的电路结构通过单层PCB电路实现，采用微带线技术，通过微带线等效高通滤波器和低通滤波器中的电容或电感，并且微带连接线设置在高通滤波器和低通滤波器之间，形成平面微带电路结构。5.根据权利要求4所述的一种变容二极管调谐的可重构多功能微带滤波器，其特征在于，所述低通滤波器包括：多个等效电感的微带线，多个等效电容的微带线，2个变容二极管CL1，2个变容二极管CL2和2个变容二极管CL3；多个等效电感的微带线和多个等效电容的微带线相间连接；2个变容二极管CL1阳极分别焊接在相邻等效电容的微带线上，2个变容二极管CL1的阴
极连接在一个焊盘上，通过焊盘对变容二极管CL1施加偏执电压V9；2个变容二极管CL2阳极分别焊接在相邻等效电容的微带线上，2个变容二极管CL2的阴极连接在一个焊盘上，通过焊盘对变容二极管CL2施加偏执电压V10；2个变容二极管CL3阳极分别焊接在相邻等效电容的微带线上，2个变容二极管CL3的阴极连接在一个焊盘上，通过焊盘对变容二极管CL3施加偏执电压V11；通过控制偏置电压V9，V10，V11的大小，控制对应的变容二极管CL1，CL2，CL3的电容值大小，实现传输零点的位置向高频或低频移动，以调节中心频率，形成中心频率可重构低通滤波器。6.根据权利要求5所述的一种变容二极管调谐的可重构多功能微带滤波器，其特征在于：所述低通滤波器的两侧分别加载了两个没有变容二极管的低通单元，即在低通滤波器的两侧分别焊接一个电阻，通过电阻接地。7.根据权利要求5所述的一种变容二极管调谐的可重构多功能微带滤波器，其特征在于，所述高通滤波器包括：2个变容二极管CH1，2个变容二极管CH2，2个变容二极管CH3，2个变容二极管CH4，2个变容二极管CH5和等效电感的微带线，2个变容二极管CH1，2个变容二极管CH3，2个变容二极管CH5通过等效电感的微带线依次连接；2个变容二极管CH1的阴极连接同一等效电感的微带线，通过该微带线施加偏置电压V2；2个...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，宁宇航，魏治华，纪佩绫，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：