一種基于開路枝節(jié)加載的可調(diào)帶通-帶阻濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及平面微帶濾波器的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于開路枝節(jié)加載的可調(diào) 帶通-帶阻濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，無線通信的高速發(fā)展、3G技術(shù)的普及、4G的到來，都標志著無線技術(shù)將迎 來一個蓬勃發(fā)展的高峰期。同時隨著無線電子產(chǎn)品在人民生活中的普及，小型化、成本低已 經(jīng)成為了電子產(chǎn)品的趨勢。另一方面，隨著電子信息的迅猛發(fā)展，日趨緊張的頻譜資源更加 匱乏，為提高通信容量及降低相鄰信道間信號串擾，對濾波器的選擇性及集成化等提出了 更高的要求。而微帶濾波器則滿足了這一些要求。
[0003] 在射頻濾波器中，屬帶通濾波器和帶阻濾波器的研究最為活躍，每一期的IEEE TMTT和IEEE MWCL都有大量的關(guān)于帶通濾波器和帶阻濾波器的文章。其中，帶通濾波器是現(xiàn) 代通信系統(tǒng)中最重要的元件之一，其作用為讓帶通內(nèi)的信號自由通過而讓帶通外的信息盡 量衰減地通過。帶阻濾波器則相反，目的是讓阻帶內(nèi)的信號盡量衰減的通過，而讓帶外的信 號自由地通過，這點對不需要的干擾及噪聲等的衰減具有重要的意義。
[0004] 但隨著電磁環(huán)境的越來越復雜，寬帶無線系統(tǒng)經(jīng)常需要接收處于動態(tài)干擾環(huán)境下 所需的信號，這時可切換帶通-帶阻濾波器就具有重大的現(xiàn)實意義。因為對于一個高功率干 擾電磁環(huán)境，帶阻模式可以抑制所需信號附近的大功率干擾，而帶通模式可以用在低功率 干擾模式下。所以有必要對微帶可切換帶通-帶阻濾波器進行進一步的研究。
[0005] 資料顯不在2014年3月，Young-Ho Cho和Gabriel M.Rebeiz在本技術(shù)領(lǐng)域頂級期 刊"IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES〃上發(fā)表題為〃Two-and Four-Pole Tunable 0.7-1.1-GHzBandpass-to-Bandstop Filters With Bandwidth Control"的文章。該濾波器使用了射頻開關(guān)，控制帶通濾波器與帶阻濾波器的切換。該濾波 器使用的開關(guān)是RF MEMS開關(guān)，這種開關(guān)雖然特性優(yōu)良，但是其昂貴的成本限制了其推廣應 用，而本專利使用的是PIN二極管控制帶通-帶阻特性的選擇，而PIN二極管應用廣泛，技術(shù) 成熟，便宜易得。
[0006] 同時，資料還顯示在2013年4月，William J.Chappell等在本技術(shù)領(lǐng)域頂級期刊〃 IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES〃發(fā)表了 "New Bandstop Filter Circuit Topology and Its Application to Design of a Bandstop-to- Bandpass Switchable Filter"，該文章設計的濾波器如圖1所示。該濾波器也是通過RF MEMS開關(guān)實現(xiàn)帶通濾波器和帶阻濾波器的切換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種基于開路枝節(jié)加載的可 調(diào)帶通-帶阻濾波器，該濾波器在開路枝節(jié)末端加載變?nèi)莨?，通過控制變?nèi)莨艿碾妷簭亩{(diào) 節(jié)變?nèi)莨艿娜葜担M而調(diào)節(jié)濾波器的中心頻率，而帶通-帶阻特性的調(diào)節(jié)由PIN二極管控制。
[0008] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0009] -種基于開路枝節(jié)加載的可調(diào)帶通-帶阻濾波器，以印刷電路板的方式制作在雙 面覆銅微帶板1上，所述雙面覆銅微帶板1的同一面上分別制作有用于輸入或者輸出電磁波 信號的饋線端口 portl和饋線端口 port2、第一微帶線21、第二微帶線22、第一多模加載諧振 器以及第二多模加載諧振器，該雙面覆銅微帶板1的另一面為覆銅接地板；
[0010] 其中，所述饋線端口 portl、所述饋線端口 port2、所述第一微帶線21、所述第二微 帶線22位于同一直線上，所述第一多模加載諧振器以及所述第二多模加載諧振器分別位于 直線的兩側(cè)；
[0011 ]所述饋線端口 portl通過串聯(lián)隔直電容C7與所述第一微帶線21的第一端連接，所 述饋線端口 P〇rt2通過串聯(lián)隔直電容C8與所述第二微帶線22的第二端連接，所述第一微帶 線21的第二端與所述第二微帶線22的第一端通過串聯(lián)PIN二極管D7連接；同時外接直流電 源V3通過串聯(lián)高頻扼流圈RF choke以及限流電阻R后接入所述第一微帶線21的第一端，所 述第二微帶線22的第二端通過串聯(lián)高頻扼流圈RF choke接地。
[0012] 進一步地，通過控制所述外接直流電源V3的電壓進而控制所述PIN二極管D7的兩 端電壓，實現(xiàn)所述PIN二極管D7開閉狀態(tài)的控制，當所述PIN二極管D7閉合狀態(tài)時，其兩端導 通，所述濾波器處于帶阻模式，所述第一微帶線21與所述第二微帶線22為輸入與輸出端口 之間的連接線；當所述PIN二極管D7隔離狀態(tài)時，其兩端斷開，所述濾波器處于帶通模式，所 述第一微帶線21與所述第二微帶線22為輸入與輸出端口之間的饋線。
[0013] 進一步地，所述第一多模加載諧振器與所述第二多模加載諧振器以所述第一微帶 線21與所述第二微帶線22所在直線為對稱軸成鏡像對稱或者反向?qū)ΨQ。
[0014] 進一步地，所述第一多模加載諧振器包括第一開路枝節(jié)3、第二開路枝節(jié)4與第三 開路枝節(jié)5,其中所述第一開路枝節(jié)3包括微帶線31、32,其中微帶線31、32垂直連接構(gòu)成L 型，其中所述第二開路枝節(jié)4包括微帶線41、42,其中微帶線41、42垂直連接構(gòu)成L型，所述第 三開路枝節(jié)5由直線型微帶線51與U型微帶線52連接構(gòu)成，所述微帶線31的一端和所述微帶 線41 一端直線連接，上述二者分別與所述微帶線51的一端垂直連接；
[0015] 所述第二多模加載諧振器包括第四開路枝節(jié)6、第五開路枝節(jié)7與第六開路枝節(jié)8， 其中所述第四開路枝節(jié)6包括微帶線61、62,其中微帶線61、62垂直連接構(gòu)成L型，其中所述 第五開路枝節(jié)7包括微帶線71、72,其中微帶線71、72垂直連接構(gòu)成L型，所述第六開路枝節(jié)8 由直線型微帶線81與U型微帶線82連接構(gòu)成，所述微帶線61的一端和所述微帶線71-端直 線連接，上述二者分別與所述微帶線81的一端垂直連接。
[0016] 進一步地，所述微帶線61、71所在直線、所述微帶線31、41所在直線分別與所述第 一微帶線21和所述第二微帶線22所在直線相互平行，并且相鄰存在耦合間隙。
[0017] 進一步地，所述第一開路枝節(jié)3、所述第二開路枝節(jié)4、所述第四開路枝節(jié)6與所述 第五開路枝節(jié)7的開路端口分別通過串聯(lián)隔直電容、高頻扼流圈RF choke與外接直流電源 VI連接，同時分別通過串聯(lián)隔直電容、變?nèi)荻O管接地。
[0018] 進一步地，所述第三開路枝節(jié)5與所述第六開路枝節(jié)8的開路端口分別通過串聯(lián)隔 直電容、高頻扼流圈RF choke與外接直流電源V2連接，同時分別通過串聯(lián)隔直電容、變?nèi)荻?極管接地。
[0019] 進一步地，所述第一開路枝節(jié)3、所述第二開路枝節(jié)4、所述第四開路枝節(jié)6、以及所 述第五開路枝節(jié)7的微帶線分別和變?nèi)荻O管工作時等效的微帶線長度之和等效為所述可 調(diào)帶通-帶阻濾波器工作時中心頻率對應的四分之一波長。
[0020] 進一步地，所述第三開路枝節(jié)5以及所述第六開路枝節(jié)8的微帶線分別和變?nèi)荻O 管工作時等效的長度之和等效為所述可調(diào)帶通-帶阻濾波器工作時中心頻率對應的四分之 一波長。
[0021] 進一步地，所述第一微帶線21與所述第二微帶線22的長度要求分別大于所述微帶 線31和所述微帶線41的長度。
[0022]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：
[0023] 1、本發(fā)明在濾波器中使用PIN二極管，可以靈活控制濾波器在帶通模式和帶阻模 式之間進行切換。
[0024] 2、帶通模式和帶阻模式的中心頻率可以很方便地調(diào)節(jié)，其中，帶通模式的可調(diào)節(jié) 范圍為675MHz-975MHz，帶阻模式的可調(diào)節(jié)范圍為695