一種可調(diào)的平面帶通-帶阻濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及平面微帶濾波器的技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種可調(diào)的平面帶通-帶阻濾 波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，無(wú)線通信的高速發(fā)展、3G技術(shù)的普及、4G的到來(lái)，都標(biāo)志著無(wú)線技術(shù)將迎 來(lái)一個(gè)蓬勃發(fā)展的高峰期。同時(shí)隨著無(wú)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(shì)。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 匿乏，為提高通信容量及降低相鄰信道間信號(hào)串?dāng)_，對(duì)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運(yùn)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IE邸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(hào)自由通過(guò)而讓帶通外的信息盡 量衰減地通過(guò)。帶阻濾波器則相反，目的是讓阻帶內(nèi)的信號(hào)盡量衰減的通過(guò)，而讓帶外的信 號(hào)自由地通過(guò)，運(yùn)點(diǎn)對(duì)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(lái)越復(fù)雜，寬帶無(wú)線系統(tǒng)經(jīng)常需要接收處于動(dòng)態(tài)干擾環(huán)境下 所需的信號(hào)，運(yùn)時(shí)可切換帶通-帶阻濾波器就具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。因?yàn)閷?duì)于一個(gè)高功率干 擾電磁環(huán)境，帶阻模式可W抑制所需信號(hào)附近的大功率干擾，而帶通模式可W用在低功率 干擾模式下。所W有必要對(duì)微帶可切換帶通-帶阻濾波器進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
[0005] 資料顯示在2014年3月，Young-Ho化〇和6曰131'161 M.Rebeiz在本技術(shù)領(lǐng)域頂級(jí)期 刊"I邸E TRANSACTIONS ON MICROWAVE T皿ORY AND TECHNIQUES"上發(fā)表題為"Two-and Four-Pole Tunable 0.7-1.l-GHzBandpass-to-Bandstop Filters With Bandwidth Control"的文章。該濾波器使用了射頻開(kāi)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(kāi)關(guān)是RF MEMS開(kāi)關(guān)，運(yùn)種開(kāi)關(guān)雖然特性?xún)?yōu)良，但是其昂貴的成本限制了其推廣應(yīng) 用，而本專(zhuān)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(yīng)用廣泛，技術(shù) 成熟，便宜易得。
[0006] 同時(shí)，資料還顯示在2013年4月，William J.化appell等在本技術(shù)領(lǐng)域頂級(jí)期刊" IE趾 TRANSACTIONS ON MICROWAVE T皿ORY 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(shè)計(jì)的濾波器如圖I所示。該濾波器也是通過(guò)RF MEMS開(kāi)關(guān)實(shí)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)明基于二分之一波長(zhǎng)開(kāi)路枝節(jié)和四分之一波長(zhǎng)短路枝節(jié)的開(kāi)路端末端加載 變?nèi)莨茉O(shè)計(jì)了一種可調(diào)的平面帶通-帶阻濾波器。該濾波器在開(kāi)路枝節(jié)末端和短路枝節(jié)的 開(kāi)路端末端加載變?nèi)莨?，通過(guò)控制變?nèi)莨艿碾妷簭亩{(diào)節(jié)變?nèi)莨艿娜葜?，進(jìn)而調(diào)節(jié)濾波器 的中屯、頻率，而帶通-帶阻特性的調(diào)節(jié)由PIN二極管管控制。
[0008] 本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0009] -種可調(diào)的平面帶通-帶阻濾波器，W印刷電路板的方式制作在雙面覆銅微帶板1 上，W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(hào)的饋線端口 POdl和饋線端口 P〇d2、第一微帶線 21、第二微帶線22、第=微帶線25、第四微帶線26、第一諧振器、第二諧振器W及第=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，所述第一諧振器、第二諧振器W及第S諧振器位于輸入輸出端口POdl和 ports所構(gòu)成的直線的同一側(cè)；
[0011] 所述饋線端口 POdl上半部分與微帶線23的第一端連接，微帶線23的第二端通過(guò) 串聯(lián)隔直電容Cii與所述第一微帶線21的第一端連接;所述饋線端口 POdl下半部分與微帶 線24的第一端連接，微帶線24的第二端通過(guò)串聯(lián)隔直電容Ci2與所述第二微帶線22的第一端 連接;所述饋線端口 P〇d2上半部分與微帶線27的第二端連接，微帶線27的第一端通過(guò)串聯(lián) 隔直電容Ci3與所述第S微帶線25的第二端連接;所述饋線端口 pod2下半部分與微帶線28 的第二端連接，微帶線28的第一端通過(guò)串聯(lián)隔直電容Ci4與所述第四微帶線26的第二端連 接;所述第一微帶線21的第二端通過(guò)串聯(lián)隔直電容C21與微帶線29的第一端連接，微帶線29 的第二端與所述第二微帶線22的第二端連接;所述第=微帶線25的第一端通過(guò)隔直電容C22 與微帶線210的第一端連接，微帶線210的第二端與所述第四微帶線26的第一端連接；同時(shí) 外接直流電源Vi通過(guò)串聯(lián)高頻扼流圈RF ChokeW及限流電阻Ri后接入所述第二微帶線22的 第一端，所述第四微帶線26的第二端通過(guò)串聯(lián)高頻扼流圈RF choke接地;所述第二微帶線 22的第二端與所述第四微帶線26的第一端通過(guò)串聯(lián)PIN二極管化連接。
[0012] 進(jìn)一步地，通過(guò)控制外接直流電源Vi的電壓進(jìn)而控制所述PIN二極管化的兩端電 壓，實(shí)現(xiàn)所述PIN二極管化開(kāi)閉狀態(tài)的控制，當(dāng)所述PIN二極管化的正向電壓大于5V時(shí)，PIN二 極管兩端完全導(dǎo)通，此時(shí)所述PIN二極管化處于閉合狀態(tài)，所述濾波器處于帶阻模式，所述 第二微帶線(22)與所述第四微帶線(26)為輸入與輸出端口之間的連接線；當(dāng)外接直流電源 Vl為零時(shí)，所述PIN二極管化斷開(kāi)處于隔離狀態(tài)，所述濾波器處于帶通模式，所述第二微帶 線(22)與所述第四微帶線(26)為輸入與輸出端口之間的饋線。
[0013] 進(jìn)一步地，所述第一諧振器包括第一開(kāi)路枝節(jié)31、微帶線32與接地微帶線33,并且 所述第一開(kāi)路枝節(jié)31、所述微帶線32與所述接地微帶線33構(gòu)成一個(gè)U型;所述第二諧振器包 括第二開(kāi)路枝節(jié)36、微帶線35與接地微帶線34,并且所述第二開(kāi)路枝節(jié)36、所述微帶線35與 所述接地微帶線34構(gòu)成一個(gè)U型;所述第=諧振器包括所述第=開(kāi)路枝節(jié)44、第四開(kāi)路枝節(jié) 45、微帶線41、42、43、46、47，其中所述微帶線41和所述第^開(kāi)路枝節(jié)44構(gòu)成一個(gè)1型，所述 微帶線46、42、47構(gòu)成一個(gè)U型，所述微帶線43與所述第四開(kāi)路枝節(jié)45構(gòu)成一個(gè)L型。
[0014] 進(jìn)一步地，所述第一、第二、第S諧振器W所述微帶線42的中垂線成左右對(duì)稱(chēng)關(guān) 系。
[0015] 進(jìn)一步地，所述微帶線23、21與所述微帶線25、27在同一直線上，所述微帶線24、22 與所述微帶線26、28在同一直線上，所述微帶線32、35在同一直線上，上述直線之間互相平 行;所述微帶線31、33、29、210、34、36、44、45、46、47分別所在的直線之間皆互相平行。
[0016] 進(jìn)一步地，所述第一開(kāi)路枝節(jié)31的開(kāi)路端口分別通過(guò)串聯(lián)隔直電容、高頻扼流圈 RF choke與外接直流電源V21連接，同時(shí)分別通過(guò)串聯(lián)隔直電容、變?nèi)荻O管接地；
[0017] 所述第二開(kāi)路枝節(jié)36的開(kāi)路端口分別通過(guò)串聯(lián)隔直電容、高頻扼流圈RF choke與 外接直流電源V22連接，同時(shí)分別通過(guò)串聯(lián)隔直電容、變?nèi)荻O管接地。
[0018] 進(jìn)一步地，所述第S開(kāi)路枝節(jié)44的開(kāi)路端口分別通過(guò)串聯(lián)隔直電容、高頻扼流圈 RF choke與外接直流電源V31連接，同時(shí)分別通過(guò)串聯(lián)隔直電容、變?nèi)荻O管接地；
[0019] 所述第S開(kāi)路枝節(jié)45的開(kāi)路端口分別通過(guò)串聯(lián)隔直電容、高頻扼流圈RF choke與 外接直流電源V32連接，同時(shí)分別通過(guò)串聯(lián)隔直電容、變?nèi)荻O管接地。
[0020] 進(jìn)一步地，所述第一開(kāi)路枝節(jié)31、所述微帶線32、所述微帶短路線33和變?nèi)荻O管 工作時(shí)等效的微帶線長(zhǎng)度之和等效為所述濾波器工作時(shí)中屯、頻率對(duì)應(yīng)的四分之一波長(zhǎng)；
[0021] 所述第二開(kāi)路枝節(jié)36、所述微帶線35、所述微帶短路線34和變?nèi)荻O管工作時(shí)等 效的微帶線長(zhǎng)度之和等效為所述濾波器工作時(shí)中屯、頻率對(duì)應(yīng)的四分之一波長(zhǎng)。
[0022] 進(jìn)一步地，所述第S開(kāi)路枝節(jié)44 W及所述第四開(kāi)路枝節(jié)45、微帶線41、42、43、46、 47和變?nèi)荻O管的工作時(shí)等效的微帶線長(zhǎng)度之和等效為所述濾波器工作時(shí)中屯、頻率對(duì)應(yīng) 的二分之一波長(zhǎng)。
[0023] 進(jìn)一步地，所述第一微帶線21、所述第二微帶線22、所述第二微帶線25、所述第二 微帶線26的長(zhǎng)度分別大于所述微帶線32和所述微帶線35的長(zhǎng)度。
[0024] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0025] 1、本發(fā)明在濾波器中使用PIN二極管，可W靈活控制濾波器在帶通模式和帶阻模 式之間進(jìn)行切換。