本发明专利技术公开一种基于模块化结构的绝对带宽恒定的可调带阻滤波器，包括上层微带结构，中间层介质基板和下层接地金属板。滤波器可以由一个模块单元或者多个模块单元组成，每个模块单元中包括两个谐振器和主传输线；两个谐振器都是半波长谐振器，结构相同，关于微带结构的中心纵轴对称设置；主传输线包括耦合部分和非耦合部分；其耦合部分由第七微带线，第八微带线和第九微带线组成，依次连接构成ｎ形结构，位于谐振器耦合部分ｎ形结构的内侧；两个谐振器的变容二极管设置相同的偏置电压；本发明专利技术可用于各类可重构射频前端电路，具有频率调谐时绝对带宽恒定的特点。通过级联两个或多个模块单元，可得到频率选择性更高的绝对带宽恒定的可调带阻滤波器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种中心频率可调的带阻滤波器，特别是涉及一种基于模块化结构， 中心频率调谐时绝对带宽恒定，可应用于射频前端电路中的可调带阻滤波器。
技术介绍
现代超宽带雷达和无线通信的发展需要高性能的可重构射频子系统，例如移动通 信的发展要求小型化、多标准、多模式、多频带收发信机，为了适应该要求，射频前端需要根 据工作模式来调节其工作频率和带宽。这类射频前端需要各种各样的射频可调滤波器来 选择有用信号并抑制干扰信号，其中射频电调带阻滤波器是射频可调滤波器的一个重要类 别。在多波段宽带收发信机和软件无线电的射频前端电路中，中心频率可调的带阻滤波器 可用于抑制出现在强度较弱的有用信号频率附近的强干扰信号。目前已经有多种可调带阻滤波器的设计方法，其中有几种典型的方法。第一种方 法是通过调节与主传输线耦合的谐振器的谐振频率来调谐阻带的频率，如I. C. Hunter and J. D. Rhodes, "Electronically tunable microwave bandstop filters,，，IEEE Trans. Microw. Theory Tech.，vol.MTT-30, no. 9, pp. 1361-1367，Sep. 1982。第 二种方法是采 用集成了变容二极管的DGS(缺陷地)结构来设计可调带阻滤波器，如A.M.E.SafWat， F. Podevin, P.Ferrari and A. Vi lcot，"Tunable bandstop defected ground structure resonator using reconfigurable dumbbell—shaped coplanar waveguide,"IEEE Trans. Microw. Theory Tech.，vol. 54，no. 9，pp. 3559-3564，Sep. 2006。第三种方法是在阻带频率 范围内调节谐振器的阻抗使之与源/负载阻抗相匹配，从而使信号能量在有耗振荡器中被 吸收，如D. R. Jachowski,"Cascadable lossy passive biquad bandstop filter, "in IEEE MTT-S Int Microwave Symp. Dig. ，pp.513—516，2005。不管采用何种滤波器设计方法，电调带阻滤波器设计都面临着两个问题一是阻 带中心频率调谐时阻带的绝对带宽会发生改变；二是高阶电调滤波器的设计问题，在设计 高阶电调滤波器的时候必须调整每一级的设计参数而不能直接将两个低阶的带阻滤波器 级联起来，导致设计复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种基于模块化结构、中心频 率调谐时绝对带宽恒定的可调带阻滤波器；基于模块化结构的绝对带宽恒定的可调带阻滤 波器具有绝对带宽恒定的特性的；同时具有模块化设计特性，直接级联两个或两个以上可 调带阻滤波器模块单元，可以得到频率选择性更高的带阻滤波器；基于模块化结构的绝对 带宽恒定的可调带阻滤波器，可以解决中心频率调谐时阻带的绝对带宽发生改变的问题以 及高阶滤波器设计不能直接级联的问题。为实现本专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案如下基于模块化结构的绝对带宽恒定的可调带阻滤波器，包括上层的微带结构，中间3层的介质基板和下层的接地金属板；上层微带结构附着在中间层介质板上表面，中间层介 质板下表面为接地金属；上层的微带结构包括两个谐振器和主传输线；两个谐振器都是半 波长谐振器，结构相同，关于微带结构的中心纵轴对称设置；每个谐振器由微带线和变容二 极管构成；两个谐振器的变容二极管设置相同的偏置电压；谐振器的微带线分为耦合部分 与非耦合部分；谐振器的微带线耦合部分由第三微带线，第四微带线和第五微带线依次连 接成η形结构；谐振器的微带线非耦合部分包括第一微带线，第二微带线和第六微带线；第 一微带线的一端开路，另一端与第二微带线相连；第二微带线的另一端与第三微带线连接； 第六微带线一端与第五微带线连接，另一端与变容二极管相连；变容二极管的另一端经穿 过中间层介质基板的金属化过孔与下层接地金属相连；所述主传输线包括耦合部分和非耦 合部分；其耦合部分由第七微带线，第八微带线和第九微带线依次连接构成η形结构，位于 谐振器耦合部分η形结构的内侧；谐振器耦合部分和主传输线耦合部分之间设有宽度为0.lmm-0. 8mm的电磁耦合间距；主传输线的非耦合部分包括端口微带线和连接微带线；连 接微带线为蛇形线；连接微带线两侧对称设置端口微带线、第七微带线、第八微带线、第九 微带线；端口微带线一端与第七微带线连接；连接微带线与第九微带线连接；所述连接微带线的长度k其中C为光速，ε r为介质基板的相对介电常数，,=/mi" ^^ ；ffflin和fmax分别为谐振器的谐振频率f可调范围的最小值与最大值；谐振器的电长度L+ △ L 为谐振频率f对应的波长λ的二分之一；其中，L为实际微带线长度，AL为变容二极管等 效微带线长度；实际微带线长度L为第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第 五微带线和第六微带线的长度之和；谐振器与主传输线之间的耦合方式是一种电耦合与磁 耦合混合的耦合方式，耦合区间的长度等于第三微带线，第四微带线和第五微带线的长度 总和；在最高谐振频率fmax和最低谐振频率fmin上谐振器总的等效微带线的中点落在耦合 区间内；该耦合区间内电磁耦合中磁耦合占主导地位，耦合强度随着频率的增加而减小。为进一步实现本专利技术目的，所述可调带阻滤波器的可调谐振频率范围为 1.73-2. 2GHz，其中，第一微带线和第三微带线的长度为5. 6mm，第二微带线的长度为1.88mm，第四微带线的长度为3. 75mm，第五微带线的长度为9. 8mm，第七微带线与第九微带 线之间的间距为2mm，第六微带线的长度为1. 7mm，谐振器与主传输线之间的耦合间距为 0. 12mm，第六微带线的宽度为0. 7mm，连接微带线的宽度为0. 3mm，第一微带线和第二微带 线的宽度为0. 7mm，第三微带线、第四微带线和第五微带线的宽度为0. 4mm，第七微带线、第 八微带线和第九微带线的宽度为0. 8mm，端口微带线的宽度为1.9mm，端口微带线的特性阻 抗为50 Ω。连接微带线的长度L12为25. 4mm。两个相同的可调带阻滤波器模块单元通过50 Ω传输线连接得到两级的可调带阻 滤波器，传输线的长度大于介质基板厚度的1. 5倍。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点(1)绝对带宽恒定。对于普通的可调带阻滤波器，当阻带的中心频率调谐时其绝对 带宽会发生改变，本专利技术的实施实例中的带阻滤波器的中心频率在调谐时绝对带宽保持恒 定，优于普通的可调带阻滤波器。(2)模块化结构。可以方便地级联多个模块单元形成高阶滤波器来提高频率选择 性。用普通的带阻滤波器结构来设计高阶电调滤波器时必须调整每一级的设计参数而不能4直接将两个普通的低阶带阻滤波器级联起来，导致设计复杂。本专利技术中的模块单元是模块 化对称结构，从两端口看进去的阻抗是相同的，当两端口的阻抗都调整到50 Ω时，就可以 直接把两个模块单元级联起来实现高阶滤波器，从而提高其频率选择性。本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于模块化结构的绝对带宽恒定的可调带阻滤波器，包括上层的微带结构，中间层的介质基板和下层的接地金属板；上层微带结构附着在中间层介质板上表面，中间层介质板下表面为接地金属；其特征在于：上层的微带结构包括两个谐振器和主传输线；两个谐振器都是半波长谐振器，结构相同，关于微带结构的中心纵轴对称设置；每个谐振器由微带线和变容二极管构成；两个谐振器的变容二极管设置相同的偏置电压；谐振器的微带线分为耦合部分与非耦合部分；谐振器的微带线耦合部分由第三微带线，第四微带线和第五微带线依次连接成ｎ形结构；谐振器的微带线非耦合部分包括第一微带线，第二微带线和第六微带线；第一微带线的一端开路，另一端与第二微带线相连；第二微带线的另一端与第三微带线连接；第六微带线一端与第五微带线连接，另一端与变容二极管相连；变容二极管的另一端经穿过中间层介质基板的金属化过孔与下层接地金属相连；所述主传输线包括耦合部分和非耦合部分；其耦合部分由第七微带线，第八微带线和第九微带线依次连接构成ｎ形结构，位于谐振器耦合部分ｎ形结构的内侧；谐振器耦合部分和主传输线耦合部分之间设有宽度为０．１ｍｍ－０．８ｍｍ的电磁耦合间距；主传输线的非耦合部分包括端口微带线和连接微带线；连接微带线为蛇形线；连接微带线两侧对称设置端口微带线、第七微带线、第八微带线、第九微带线；端口微带线一端与第七微带线连接；连接微带线与第九微带线连接；所述连接微带线的长度Ｌ↓［１２］＝ｃ／４ｆ↓［ｃ］＊，其中ｃ为光速，ε↓［ｒ］为介质基板的相对介电常数，ｆ↓［ｃ］＝ｆ↓［ｍｉｎ］＋ｆ↓［ｍａｘ］／２；ｆ↓［ｍｉｎ］和ｆ↓［ｍａｘ］分别为谐振器的谐振频率ｆ可调范围的最小值与最大值；谐振器的电长度Ｌ＋ΔＬ为谐振频率ｆ对应的波长λ的二分之一；其中，Ｌ为实际微带线长度，ΔＬ为变容二极管等效微带线长度；实际微带线长度Ｌ为第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线和第六微带线的长度之和；耦合区间的长度等于第三微带线，第四微带线和第五微带线的长度总和。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：章秀银，胡斌杰，周双，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81
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