本發(fā)明涉及射頻無線通信系統(tǒng)中前端無源電路領(lǐng)域，特別涉及到一種三通帶帶通濾波器。

背景技術(shù)：

隨著4g通信技術(shù)的商用，移動互聯(lián)網(wǎng)的涌現(xiàn)，以及5g通信的迅速發(fā)展，gsm、td-scdma、cdma2000、wcdma、td-lte和fdd-lte等多制式、多標準、多頻率的通信系統(tǒng)將在未來相當長的一段時間內(nèi)共存。多頻多模終端和接入設(shè)備必然是無線通信市場的選擇，這使得底層的通信設(shè)備面臨巨大考驗，特別是現(xiàn)階段能適應(yīng)不同制式，工作在不同頻段的多頻多模無線收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)亟待加強。為滿足不同頻段和不同制式的移動通信需求，傳統(tǒng)做法是設(shè)計多個接收機，同時讓他們共用一副天線，每部接收機通過濾波器來選擇有用信號，然后通過開關(guān)進行頻段切換。但是，該設(shè)計的缺陷是需要較多的開關(guān)和濾波器，這與現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的低成本、小型化和降低系統(tǒng)復雜度的設(shè)計理念相悖。多頻多模接收機為解決該問題提供了一種方法，通過天線后級的電調(diào)諧濾波器來選擇接收不同頻段的信號。因此，多頻段電調(diào)諧濾波器作為多頻多模接收機的關(guān)鍵器件，可提供更多的頻段靈活性，能適應(yīng)不用頻段的有用信號接收。基于變?nèi)荻O管的電調(diào)諧濾波器具有成本低、調(diào)諧速度快、工藝成熟等優(yōu)點，線性度雖相對于yig磁調(diào)濾波器和mems電調(diào)諧濾波器較差，但是可以通過電路進行修正和改善。

現(xiàn)有的三通帶帶通濾波器可以采用枝節(jié)加載的諧振器、階梯阻抗諧振器、方環(huán)加載的諧振器、枝節(jié)加載的開環(huán)諧振器等結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，但是多枝節(jié)加載的諧振器由于不易同步控制奇偶模諧振頻率，因而不方便加載變?nèi)荻O管；枝節(jié)加載的階梯阻抗諧振器由于緊湊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)導致不易加載變?nèi)荻O管；方環(huán)加載的諧振器由于結(jié)構(gòu)閉合性也不易加載變?nèi)荻O管。盡管枝節(jié)加載的開環(huán)諧振器可實現(xiàn)三通帶頻率響應(yīng)，但是在加載變?nèi)荻O管的條件下難以對各個諧振模式進行獨立控制。因此提供一種電調(diào)諧的三通帶帶通濾波器就很有必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是不能在三通帶帶通濾波器中實現(xiàn)高選擇性可調(diào)通帶的技術(shù)問題。提供一種新的三通帶帶通濾波器，該三通帶帶通濾波器具有第二頻帶可電調(diào)諧、具有高選擇性以及結(jié)構(gòu)尺寸緊湊的特點。

為解決上述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案如下：

一種三通帶帶通濾波器，包括印制基板，所述印制基板底面為接地面，所述印制基板頂面為諧振器結(jié)構(gòu)單元及饋電單元，所述諧振器結(jié)構(gòu)單元包括兩個分裂方環(huán)諧振器，開路微帶線及單端短路的閉合環(huán)諧振器4，所述分裂方環(huán)諧振器包括加載變?nèi)荻O管，所述變?nèi)荻O管與外置偏壓電路連接；所述兩個分裂方環(huán)諧振器為對稱分布的第一分裂方環(huán)諧振器1及第二分裂方環(huán)諧振器2；所述開路微帶線位于第一分裂方環(huán)諧振器1與第二分裂方環(huán)諧振器2之間，所述第一分裂方環(huán)諧振器1、第二分裂方環(huán)諧振器2及開路微帶線共同連接于所述單端短路的閉合環(huán)諧振器4。

上述方案中，為優(yōu)化，進一步地，所述饋電單元與諧振器結(jié)構(gòu)單元耦合連接，所述饋電單元包括源負載耦合結(jié)構(gòu)，與源負載耦合結(jié)構(gòu)連接的輸入微帶及輸出微帶。

進一步地，所述源負載耦合結(jié)構(gòu)通過階梯阻抗微帶與輸入微帶及輸出微帶連接。

進一步地，所述輸入微帶阻抗及輸出微帶阻抗均為50歐姆。

進一步地，所述開路微帶線長度為λ/4@feven1，所述feven1為第一偶模諧振頻率。

進一步地，所述印制基板為rogersrt/duroid6006，厚度為1.016mm，介電常數(shù)為6.15，損耗角正切為0.0019。

進一步地，所述單端短路的閉合環(huán)諧振器4的接地孔半徑為0.2mm。

進一步地，所述外置偏壓電路輸出電壓范圍為2.3v～12.5v。

進一步地，所述第二通頻帶中心頻率調(diào)諧范圍為360mhz。

如圖2及圖5，為諧振器結(jié)構(gòu)單元的奇偶模分析過程。諧振器結(jié)構(gòu)單元具有對稱性，包含三個諧振模式，可獨立控制這三個諧振模式。其中，開路微帶線引入的耦合效應(yīng)可將奇模諧振模式分裂為兩個奇模諧振模式，并形成第二通頻帶，另兩個偶模諧振模式分別形成第一通頻帶和第三通頻帶。諧振器結(jié)構(gòu)單元通過加載變?nèi)荻O管，改變其外置電壓就調(diào)諧該結(jié)構(gòu)單元的奇模諧振頻率。開路微帶線在緊靠第二通頻帶的兩側(cè)引入兩個傳輸零點，形成具有高選擇性的可調(diào)通頻帶，提高了第二通頻帶的選擇性，明顯改善了帶外抑制度，同時具有成本低、調(diào)諧速度快和降低系統(tǒng)復雜度以及制作方便等優(yōu)勢。圖1中l(wèi)3開路微帶線3的電長度為λ/4@feven1，feven1為第一偶模諧振頻率。l3開路微帶線3將諧振器結(jié)構(gòu)單元的諧振模式簡化為三個諧振模式，奇模諧振頻率fodd，偶模諧振頻率feven1和feven2。這三個諧振頻率可以分別控制，變?nèi)荻O管控制fodd、l2微帶線枝節(jié)5控制feven1和微帶線枝節(jié)l5控制feven2。圖1中l(wèi)3開路微帶線3在兩個分裂方環(huán)諧振器之間引入了耦合效應(yīng)，可將奇模諧振頻率fodd分裂為fodd1和fodd2，共同形成第二通頻帶，同時在緊靠第二通頻帶的兩側(cè)引入兩個傳輸零點，這可改善第二通帶的帶外抑制和提高通頻帶的選擇性。第一偶模諧振頻率feven1形成第三通頻帶，第二偶模諧振頻率feven2形成第一通頻帶。單端短路的閉合環(huán)諧振器4的主要作用為：第一，為第二諧振頻率提供獨立控制變量即微帶線枝節(jié)l5；第二，為變?nèi)荻O管提供接地效應(yīng)。所述的結(jié)構(gòu)單元采用源負載耦合結(jié)構(gòu)進行饋電，可引入額外的傳輸零點，最終在每個通帶的上邊帶或者下邊帶產(chǎn)生傳輸零點，改善帶外抑制，提高通頻帶之間的隔離度。本發(fā)明通過在輸入微帶及輸出微帶與源負載耦合結(jié)構(gòu)之間加入階梯阻抗微帶線結(jié)構(gòu)，能夠增加輸入/輸出與諧振器之間的耦合，減小通帶內(nèi)損耗。

本發(fā)明的有益效果：

效果一，降低成本；

效果二，提高了調(diào)諧速度；

效果三，系統(tǒng)復雜度降低。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1，諧振器結(jié)構(gòu)單元示意圖；

圖2，諧振器結(jié)構(gòu)單元的奇偶模分析過程中奇模示意圖；

圖3，實施例1中三通帶帶通濾波器結(jié)構(gòu)單元示意圖；

圖4，三通帶帶通濾波器測試結(jié)果示意圖。

圖5，諧振器結(jié)構(gòu)單元的奇偶模分析過程中偶模示意圖；

附圖中，

1-第一分裂方環(huán)諧振器，2-第二分裂方環(huán)諧振器，3-l3開路微帶線，4-單端短路的閉合環(huán)諧振器，5-l2微帶線枝節(jié)，6-l4微帶線。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1，

本實施例提供一種三通帶帶通濾波器，包括印制基板，所述印制基板底面為接地面，所述印制基板頂面為諧振器結(jié)構(gòu)單元及饋電單元，如圖1，所述諧振器結(jié)構(gòu)單元包括兩個分裂方環(huán)諧振器，l3開路微帶線3及單端短路的閉合環(huán)諧振器4，所述分裂方環(huán)諧振器包括加載變?nèi)荻O管d1，所述變?nèi)荻O管d1與外置偏壓電路連接；所述兩個分裂方環(huán)諧振器為對稱分布的第一分裂方環(huán)諧振器1及第二分裂方環(huán)諧振器2；所述l3開路微帶線3位于第一分裂方環(huán)諧振器1與第二分裂方環(huán)諧振器2之間；所述第一分裂方環(huán)諧振器1、第二分裂方環(huán)諧振器2及l(fā)3開路微帶線3共同連接于所述單端短路的閉合環(huán)諧振器4。如圖2及圖5，所述諧振器結(jié)構(gòu)根據(jù)奇偶模等效可得到每個諧振頻率對應(yīng)的簡化電路。

本實施例采用厚度為1.016mm的介質(zhì)基片rogersrt/duroid6006，其介電常數(shù)為6.15，損耗角正切為0.0019。結(jié)構(gòu)單元采用源負載耦合結(jié)構(gòu)進行饋電，該饋電方式具有如下優(yōu)勢：第一，引入額外的傳輸零點，可提高通頻帶之間的隔離度和改善帶外抑制；第二，當?shù)诙l帶的中心頻率在寬頻帶范圍內(nèi)調(diào)諧時，可維持第二通頻帶的絕對帶寬保持不變。如圖3，諧振器結(jié)構(gòu)單元及饋電單元電路尺寸為：w2＝0.3mm,w3＝0.4mm,w4＝0.9mm,w5＝0.2mm,w6＝0.2mm,w7＝0.8mm,w8＝0.2mm,l1＝4.9mm,l2＝7.14mm,l3＝6.5mm,l4＝4.64mm,l5＝4.64mm,l6＝6.74mm,l7＝8.14mm,l8＝1.0mm,l9＝13.3mm,l10＝2.0mm,l11＝7.6mm,s1＝0.2mm,s2＝0.3mm,s3＝0.2mm,s4＝0.5mm，單端短路的閉合環(huán)諧振器4的接地孔半徑為0.2mm。所述輸入微帶阻抗及輸出微帶阻抗均為50歐姆，因此w1＝1.47mm。

如圖4，三通帶帶通濾波器包含了一個具有高選擇性的通頻帶。本實施例中的三通帶帶通濾波器結(jié)構(gòu)單元所具有的優(yōu)點和特征是不僅實現(xiàn)了三通帶帶通濾波頻響特性，而且實現(xiàn)了第二通頻帶的電調(diào)諧性能，同時能夠維持其絕對帶寬在調(diào)諧過程中保持不變。第二通頻帶具有高選擇性，帶外抑制能力強。本發(fā)明的電調(diào)諧方式簡單，僅采用單電壓調(diào)諧，其調(diào)諧電壓范圍小，可在偏壓為2.3v～12.5v的范圍內(nèi)實現(xiàn)第二通頻帶的中心頻率在360mhz頻率范圍進行調(diào)諧。

盡管上面對本發(fā)明說明性的具體實施方式進行了描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明，但是本發(fā)明不僅限于具體實施方式的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，只要各種變化只要在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。