一種雙頻可調(diào)帶通濾波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種雙頻可調(diào)帶通濾波器，包括上層的微帶線結(jié)構(gòu)、中層的介質(zhì)基板、下層的接地金屬板以及金屬通孔，所述微帶線結(jié)構(gòu)包括一個(gè)多模諧振器和一對(duì)輸入/輸出饋電線，所述多模諧振器包括兩個(gè)左右對(duì)稱的開口環(huán)諧振器，每個(gè)開口環(huán)諧振器的開口處通過一組串聯(lián)的變?nèi)荻O管連接，兩個(gè)開口環(huán)諧振器的中心通過一組串聯(lián)的變?nèi)荻O管連接，該組變?nèi)荻O管的中間加載了一段末端有變?nèi)荻O管加載的短開路枝節(jié)微帶線，所述開口環(huán)諧振器之間引入了額外的枝節(jié)耦合，所述輸入/輸出饋電線為一端短路、另一端開路的微帶線。本實(shí)用新型的兩個(gè)通帶是獨(dú)立可調(diào)的，并且?guī)捯彩强煽氐?，由于僅采用一個(gè)多模諧振器，所以在小型化方面具有較大的優(yōu)勢。
【專利說明】
一種雙頻可調(diào)帶通濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種帶通濾波器，尤其是一種應(yīng)用于雙頻可重構(gòu)射頻前端系統(tǒng)的 雙頻可調(diào)帶通濾波器，屬于微波通信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展過程中，對(duì)能夠兼容多個(gè)頻段實(shí)現(xiàn)多個(gè)業(yè)務(wù)的系 統(tǒng)需求量越來越大。而射頻電調(diào)濾波器作為射頻前端系統(tǒng)的重要組成部分，并且具有體積 小、成本低以及靈活性等優(yōu)勢，日益受到重視。因此，同時(shí)兼容多個(gè)頻段，帶寬可控，并且中 心頻率可以靈活調(diào)節(jié)的帶通濾波器更具吸引力，對(duì)雙頻可調(diào)帶通濾波器的研究具有重大的 意義。
[0003] 單頻段可調(diào)濾波器當(dāng)前已得到了廣泛的研究，而有關(guān)雙頻可調(diào)帶通濾波器的報(bào)道 卻很少，因?yàn)殡p頻可調(diào)帶通濾波器的設(shè)計(jì)難度較大。但是，雙頻可調(diào)帶通濾波器具有較高的 靈活性以及能夠很好的兼容多個(gè)頻段，這引起了研究者的注意。目前，也提出了一些設(shè)計(jì)方 法：
[0004] 2008年，X ·-Y · Zhang等人在IEEE Transact ion on MTT上發(fā)表的 "Nove 1 centrally loaded resonators and their applications to bandpass filters"，提出 了基于中心加載變?nèi)荻O管的開口環(huán)諧振器的雙頻可調(diào)濾波器的設(shè)計(jì)方法，其利用的變?nèi)?二極管只影響偶模，不影響奇模的特性。該濾波器關(guān)注的是高通帶可調(diào)，而低通帶是固定不 變。
[0005] 2012年，G.Chaudhary等人在IEEE Transaction on MTT上發(fā)表的 "Harmonic suppression dual-band filter with tunable passbands"，提出了一個(gè)雙頻可調(diào)濾波 器，相較于前者，不僅在微帶線的中心加載變?nèi)荻O管，同時(shí)在微帶線的兩端也分別加載了 一個(gè)相同的二極管，實(shí)現(xiàn)了雙通帶可調(diào)。但是，低通帶的中心頻率在調(diào)節(jié)過程中會(huì)影響高通 帶。
[0006] 2013年，G. Chaudhary等人在IEEE Transaction on MTT上發(fā)表的 "Dual-band bandpass filter with independently tunable center frequencies and bandwidth''， 利用兩組雙模諧振器，實(shí)現(xiàn)了雙通帶的中心頻率可調(diào)與帶寬可控的帶通濾波器，但是由于 采用了組合諧振器，濾波器的尺寸較大。
[0007] 綜上所述，已發(fā)表的文章或?qū)＠嗌婕皢晤l段可調(diào)帶通濾波器，有關(guān)雙頻可調(diào)帶 通濾波器的報(bào)道較少，所提方法和結(jié)構(gòu)以及所實(shí)現(xiàn)的性能有限。實(shí)際應(yīng)用中不僅要求濾波 器的通帶的中心頻率可控的，也要求濾波器的帶寬也是可控。目前已發(fā)表的文章或者專利 涉及帶寬可控的雙頻可調(diào)帶通濾波器較少。隨著移動(dòng)通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展，對(duì)器件的小型 化的需求也越來越大。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 本實(shí)用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種雙頻可調(diào)帶通濾 波器，該濾波器的兩個(gè)通帶是獨(dú)立可調(diào)的，并且?guī)捯彩强煽氐模捎趦H采用一個(gè)多模諧振 器，所以在小型化方面具有較大的優(yōu)勢。
[0009] 本實(shí)用新型的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到：
[0010] -種雙頻可調(diào)帶通濾波器，包括上層的微帶線結(jié)構(gòu)、中層的介質(zhì)基板、下層的接地 金屬板以及金屬通孔，所述金屬通孔依次貫穿微帶線結(jié)構(gòu)、介質(zhì)基板和接地金屬板，使微帶 線結(jié)構(gòu)與接地金屬板之間通過介質(zhì)基板連接，所述微帶線結(jié)構(gòu)包括一個(gè)多模諧振器和一對(duì) 輸入/輸出饋電線，所述多模諧振器包括兩個(gè)左右對(duì)稱的開口環(huán)諧振器，每個(gè)開口環(huán)諧振器 的開口處通過一組串聯(lián)的變?nèi)荻O管連接，兩個(gè)開口環(huán)諧振器的中心通過一組串聯(lián)的變?nèi)?二極管連接。
[0011] 作為一種優(yōu)選方案，所述每個(gè)開口環(huán)諧振器開口處的一組串聯(lián)的變?nèi)荻O管中間 通過一個(gè)偏置電阻接第一直流電壓源。
[0012] 作為一種優(yōu)選方案，所述兩個(gè)開口環(huán)諧振器的中心所連接的一組串聯(lián)的變?nèi)荻O 管中間加載一段短開路枝節(jié)微帶線，所述短開路枝節(jié)微帶線的末端加載一個(gè)變?nèi)荻O管。
[0013] 作為一種優(yōu)選方案，所述短開路枝節(jié)微帶線的前端通過一個(gè)偏置電阻接第二直流 電壓源。
[0014] 作為一種優(yōu)選方案，所述短開路枝節(jié)微帶線的末端與短開路枝節(jié)微帶線末端加載 的變?nèi)荻O管之間串接一個(gè)固定電容。
[0015] 作為一種優(yōu)選方案，所述短開路枝節(jié)微帶線末端加載的變?nèi)荻O管與固定電容之 間通過一個(gè)偏置電阻接第三直流電壓源。
[0016] 作為一種優(yōu)選方案，所述每個(gè)開口環(huán)諧振器的開口處的變?nèi)荻O管選用Skyworks 公司的SMV1405-074型號(hào)的變?nèi)荻O管;所述兩個(gè)開口環(huán)諧振器的中心的一組串聯(lián)的變?nèi)?二極管均選用Skyworks公司的SMV1405-079LF型號(hào)的變?nèi)荻O管;所述短開路枝節(jié)微帶線 的末端加載的變?nèi)荻O管選用Skyworks公司的SMV1413-079LF型號(hào)的變?nèi)荻O管。
[0017] 作為一種優(yōu)選方案，所述每個(gè)開口環(huán)諧振器都加載一個(gè)接地射頻扼流圈。
[0018] 作為一種優(yōu)選方案，所述一對(duì)輸入/輸出饋電線具有兩段輸入/輸出饋電線，兩段 輸入/輸出饋電線分別為第一輸入/輸出饋電線和第二輸入/輸出饋電線，所述第一輸入/輸 出饋電線和第二輸入/輸出饋電線均為一端短路、另一端開路的微帶線，第一輸入/輸出饋 電線的短路端位于左邊的開口環(huán)諧振器上方，開路端位于左邊的開口環(huán)諧振器下方，第二 輸入/輸出饋電線的短路端位于右邊的開口環(huán)諧振器上方，開路端位于右邊的開口環(huán)諧振 器下方。
[0019] 作為一種優(yōu)選方案，所述第一輸入/輸出饋電線連接第一 50歐姆微帶線，所述第二 輸入/輸出饋電線連接第二50歐姆微帶線，所述第一 50歐姆微帶線的左端作為輸入/輸出端 口，右端搭在第一輸入/輸出饋電線上，所述第二50歐姆微帶線的右端作為輸入/輸出端口， 左端搭在第二輸入/輸出饋電線上。
[0020] 本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果：
[0021] 1、本實(shí)用新型通過兩個(gè)開口環(huán)諧振器以及多個(gè)加載的變?nèi)荻O管構(gòu)成一個(gè)多模 諧振器，并通過一個(gè)多模諧振器實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)通帶的中心頻率獨(dú)立可調(diào)，帶寬可控的雙頻可 調(diào)帶通濾波器，解決了現(xiàn)有技術(shù)多涉及可重構(gòu)單頻帶通濾波器，涉及應(yīng)用于雙頻系統(tǒng)的雙 頻可調(diào)帶通濾波器相對(duì)較少，所提方法和結(jié)構(gòu)以及所實(shí)現(xiàn)的性能有限。
[0022] 2、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的雙頻可調(diào)帶通濾波器，僅僅是利用了一個(gè)多模單諧振器，在 尺寸方面具有較大的優(yōu)勢，滿足了實(shí)際應(yīng)用中無線通信系統(tǒng)對(duì)器件小型化的要求。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的三模諧振器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的三模諧振器的奇模等效電路圖。
[0025]圖3為圖2電路的奇模等效電路圖。
[0026]圖4為圖2電路的偶模等效電路圖。
[0027]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1的三模諧振器的偶模等效電路圖。
[0028]圖6為圖5電路的奇模等效電路圖。
[0029]圖7為圖5電路的偶模等效電路圖。
[0030]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例2的四模諧振器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031 ]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例3的雙頻可調(diào)帶通濾波器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例4的雙頻可調(diào)帶通濾波器高通帶固定，低通帶可調(diào)的Sn 仿真曲線圖。
[0033] 圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例4的雙頻可調(diào)帶通濾波器高通帶固定，低通帶可調(diào)的S21 仿真曲線圖。
[0034] 圖12為本實(shí)用新型實(shí)施例4的雙頻可調(diào)帶通濾波器低通帶固定，高通帶可調(diào)的Sn 仿真曲線圖。
[0035] 圖13為本實(shí)用新型實(shí)施例4的雙頻可調(diào)帶通濾波器低通帶固定，高通帶可調(diào)的S21 仿真曲線圖。
[0036] 其中，1-微帶線結(jié)構(gòu)，2-第一開口環(huán)諧振器，3-第二開口環(huán)諧振器，4-接地射頻扼 流圈，5-短開路枝節(jié)微帶線，6-第一輸入/輸出饋電線，7-第二輸入/輸出饋電線，8-第一 50 歐姆微帶線，9-第二50歐姆微帶線。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施 方式不限于此。
[0038] 實(shí)施例1:
[0039]如圖1所示，本實(shí)施例提出了一種三模諧振器，該三模諧振器包括兩個(gè)背向設(shè)置的 開口環(huán)諧振器，兩個(gè)開口環(huán)諧振器分別為第一開口環(huán)諧振器2和第二開口環(huán)諧振器3，所述 第一開口環(huán)諧振器2和第二開口環(huán)諧振器3的開口處分別被一個(gè)變?nèi)荻O管C V1連接起來;緊 接著用一組串聯(lián)的變?nèi)荻O管CV2將第一開口環(huán)諧振器2和第二開口環(huán)諧振器3的中心連接 起來，在該組串聯(lián)的變?nèi)荻O管C V2中間加載一段短開路枝節(jié)微帶線5,并且在該短開路枝節(jié) 微帶線5的末端加載一個(gè)變?nèi)荻O管CV3;
[0040]所述三模諧振器整體呈現(xiàn)左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，因此，可以采用奇偶模分析方法對(duì)諧振 器進(jìn)行分析，圖2所示為三模諧振器的奇模等效電路，該等效電路包括一個(gè)開口處由變?nèi)荻?極管Cn連接的開口環(huán)諧振器，以及一個(gè)加載在開口環(huán)中心的變?nèi)荻O管C V2,可以看出，圖2 所示電路是上下對(duì)稱的，因此可以再做一次奇偶模分析;在奇模狀態(tài)下，圖2所示電路中間 等效接地，等效電路如圖3所示，開口環(huán)的一半一端短路接地，另一端接變?nèi)荻O管Cn，此時(shí) 的接變?nèi)荻O管Cn等效電容為原來的2倍，整體等效為一個(gè)一端加載有變?nèi)荻O管Cn的終 端短路的四分之一波長諧振器，諧振頻率f odd可以由變?nèi)莨蹸n的偏置電壓進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)，并 且不受變?nèi)荻O管Cv2和CV3的影響;在偶模狀態(tài)下，圖2所示電路中間等效開路，等效電路如 圖4所示，開口環(huán)的一半一端開路，一端連接到變?nèi)荻O管C V2,此時(shí)變?nèi)荻O管CV2的等效電 容值為原來的一半，整體等效為一個(gè)一端加載有變?nèi)荻O管C V2的半波長諧振器，諧振頻率 f_nl可以由變?nèi)荻O管CV2的偏置電壓進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)，并且不受變?nèi)荻O管Cn和C V3的影響。 [0041]圖5所示為三模諧振器的偶模等效電路，該等效電路包括一個(gè)開口處被變?nèi)荻O 管Cn連接起來的開口環(huán)諧振器，開口環(huán)諧振器的中心點(diǎn)連接到一個(gè)變?nèi)荻O管C V2，緊接著 變?nèi)荻O管CV2連接到一段開路微帶線，開路微帶線的末端加載了一個(gè)變?nèi)荻O管C V3;同樣 的，該等效電路由于是上下對(duì)稱的，所以可以進(jìn)一步采用奇偶模分析方法進(jìn)行分析，圖6和 圖7分別為圖5電路的奇模和偶模等效電路，可以看出，圖6和圖7中的電路是完全一致的，因 此諧振頻率也是一樣的，圖7所示電路等效為一個(gè)具有不同變?nèi)莨芗虞d的二分之一波長諧 振器，諧振頻率f _η2可以通過CV2和CV3調(diào)節(jié)。
[0042] 實(shí)施例2:
[0043] 根據(jù)"L.Gao and X.Y.Zhang，〃High_selectivity dual-band bandpass filter using a quad-mode resonator with sorce-loading coupling"，IEEE Microw.Wireless Compon · Lett ·，vo 1 · 23，no · 9，pp · 474-476，Sep · 2013 · " 的分析，通過增加枝節(jié)與枝節(jié)之間的 耦合，能將一個(gè)諧振模式分裂成兩個(gè)模式，并且分裂出來的兩個(gè)模式在該諧振模式附近，兩 個(gè)模式之間的耦合系數(shù)可以通過耦合部分進(jìn)行調(diào)節(jié);本實(shí)施例將實(shí)施例1提出的三模諧振 器中兩個(gè)開口環(huán)諧振器的進(jìn)行部分耦合，如圖8所示，其中0 rl = 0studl+0stud2;通過前面的分 析可知，相比圖1中的諧振器，圖8中的諧振器不僅多出了一個(gè)諧振模式，形成了一個(gè)四模諧 振器，并且能夠減小諧振器的尺寸，有利于濾波器的小型化。
[0044] 實(shí)施例3:
[0045] 如圖9所示，本實(shí)施例的雙頻可調(diào)帶通濾波器是基于實(shí)施例2的四模諧振器實(shí)現(xiàn) 的，包括上層的微帶線結(jié)構(gòu)1、中層的介質(zhì)基板(圖中未示出）、下層的接地金屬板(圖中未示 出）以及金屬通孔（圖中未示出），微帶線結(jié)構(gòu)1和接地金屬板都附著在介質(zhì)基板上，所述金 屬通孔依次貫穿微帶線結(jié)構(gòu)1、介質(zhì)基板和接地金屬板，使微帶線結(jié)構(gòu)1與接地金屬板之間 通過介質(zhì)基板連接，所述微帶線結(jié)構(gòu)1包括一個(gè)多模諧振器和一對(duì)輸入/輸出饋電線，整個(gè) 微帶線結(jié)構(gòu)1呈現(xiàn)左右對(duì)稱；
[0046] 所述多模諧振器包括兩個(gè)開口環(huán)諧振器，兩個(gè)開口環(huán)諧振器分別為第一開口環(huán)諧 振器2和第二開口環(huán)諧振器3，第一開口環(huán)諧振器2與第二開口環(huán)諧振器3左右對(duì)稱，第一開 口環(huán)諧振器2和第二開口環(huán)諧振器3的開口處分別通過一組(兩個(gè)）串聯(lián)的變?nèi)荻O管Cn連 接，第一開口環(huán)諧振器2與第二開口環(huán)諧振器3的中心通過一組(兩個(gè)）串聯(lián)的變?nèi)荻O管C V2 連接，所述第一開口環(huán)諧振器2和第二開口環(huán)諧振器3都加載一個(gè)接地射頻扼流圈4，接地射 頻扼流圈4作為直流接地用，并且能夠防止射頻信號(hào)短路到直流電源的地；
[0047] 所述第一開口環(huán)諧振器2開口處的一組串聯(lián)的變?nèi)荻O管Cn中間，以及第二開口 環(huán)諧振器3開口處的一組串聯(lián)的變?nèi)荻O管CV1中間均通過一個(gè)偏置電阻接第一直流電壓源 Vcq，第一直流電壓源VCC1可以為變?nèi)荻O管Cn提供偏置電壓，同時(shí)該偏置電阻也起到射頻 扼流的作用；
[0048] 所述第一開口環(huán)諧振器2與第二開口環(huán)諧振器3的中心所連接的一組串聯(lián)的變?nèi)?二極管CV2中間加載一段短開路枝節(jié)微帶線5;所述短開路枝節(jié)微帶線5的前端通過一個(gè)偏置 電阻接第二直流電壓源V CC2，第二直流電壓源VCC2可以為變?nèi)荻O管CV2提供偏置電壓，同時(shí) 該偏置電阻也起到射頻扼流的作用;所述短開路枝節(jié)微帶線5的末端加載一個(gè)變?nèi)荻O管 C V3;所述短開路枝節(jié)微帶線5的末端與變?nèi)荻O管CV3之間串接一個(gè)固定電容Cd。，固定電容 Cd。起隔直作用；變?nèi)荻O管C V3與固定電容Cd。之間通過一個(gè)偏置電阻接第三直流電壓源 VCC3，第三直流電壓源V CC3可以為變?nèi)荻O管CV3提供偏置電壓，同時(shí)該偏置電阻也起到射頻 扼流的作用；
[0049] 所述一對(duì)輸入/輸出饋電線具有兩段輸入/輸出饋電線，兩段輸入/輸出饋電線分 別為第一輸入/輸出饋電線6和第二輸入/輸出饋電線7,所述第一輸入/輸出饋電線6和第二 輸入/輸出饋電線7均為一端短路、另一端開路的微帶線，第一輸入/輸出饋電線6的短路端 位于第一開口環(huán)諧振器2上方，開路端位于第一開口環(huán)諧振器2下方，第二輸入/輸出饋電線 7的短路端位于第二開口環(huán)諧振器3上方，開路端位于第二開口環(huán)諧振器3下方;所述第一輸 入/輸出饋電線6連接第一 50歐姆微帶線8,所述第二輸入/輸出饋電線7連接第二50歐姆微 帶線9,所述第一50歐姆微帶線8的左端作為輸入/輸出端口，右端搭在第一輸入/輸出饋電 線6上，所述第二50歐姆微帶線9的右端作為輸入/輸出端口，左端搭在第二輸入/輸出饋電 線7上；第一50歐姆微帶線8和第二50歐姆微帶線9放置的位置可以調(diào)節(jié)濾波器的外部耦合 系數(shù)；
[0050] 本實(shí)施例的濾波器的低通帶由圖3中的等效四分之一波長諧振器的諧振頻率fodd 形成，因此，低通帶的中心頻率可以由變?nèi)荻O管Cn的偏置電壓％^進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于引入了 枝節(jié)耦合，fcKld分裂形成了兩個(gè)模式，所以低通帶的耦合系數(shù)可由耦合部分(耦合長度0 stual 以及耦合間隙G)進(jìn)行控制。高通帶的兩個(gè)模式分別由圖4和圖7的等效二分之一波長諧振電 路的諧振頻率匕％^和形成，因此，高通帶的中心頻率可以由變?nèi)荻O管C V2的偏置電壓 (第二直流電壓源VCC2為變?nèi)荻O管CV2提供偏置電壓)和變?nèi)荻O管C V3的偏置電壓(第三直 流電壓源VCC3為變?nèi)荻O管CV3提供偏置電壓)進(jìn)行調(diào)節(jié)；由于通帶的帶寬與兩個(gè)模式之間的 間距成一定的比例關(guān)系，并且變?nèi)荻O管C V3只影響諧振頻率feven2，所以高通帶的帶寬可以 通過變?nèi)荻O管CV3的偏置電壓進(jìn)行控制。綜上，濾波器的兩個(gè)通帶的中心頻率是獨(dú)立可調(diào) 的，帶寬也是可控的。
[0051] 通過以上分析可知，本實(shí)用新型通過實(shí)施一個(gè)新型多模諧振器，采用合適的饋電 結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)通帶的中心頻率獨(dú)立可調(diào)，并且?guī)捒煽氐碾p頻帶通濾波器，通帶和帶外 性能均良好。本實(shí)用新型所包含的是具有兩個(gè)通帶的中心頻率獨(dú)立可電調(diào)，帶寬可控的雙 頻帶通濾波器的設(shè)計(jì)原理，所述設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以是微帶、同軸線或其他結(jié)構(gòu)。
[0052] 實(shí)施例4:
[0053]雙頻可調(diào)帶通濾波器的結(jié)構(gòu)如圖9所示，本實(shí)施例中使用的商業(yè)電磁仿真軟件為 安捷倫公司的Advanced Design System(ADS)。雙頻可調(diào)帶通濾波器選擇加工在介電常數(shù) 為2.55、厚度為0.8mm、損耗角正切為0.0029的介質(zhì)基板上，圖9所示濾波器結(jié)構(gòu)的具體物理 尺寸如下表1所示，變?nèi)荻O管C V3前面串接的固定電容Cd。起隔直作用，在本實(shí)施例中固定 電容Cdc選用村田公司的產(chǎn)品，C dc = 2.2pF;變?nèi)荻O管Cn選用Skyworks公司的SMV1405-074 型號(hào)的變?nèi)荻O管，變?nèi)荻O管CV2選用Skyworks公司的SMV1405-079LF型號(hào)的變?nèi)荻O管， 變?nèi)荻O管CV3選用Skyworks公司的SMV1413-079LF型號(hào)的變?nèi)荻O管。
[0054]
[0055] 表1雙頻可調(diào)帶通濾波器尺寸
[0056] 圖10~圖13分別為雙頻可調(diào)帶通濾波器的仿真曲線。圖10和圖11所示的，分別為 高通帶固定，低通帶可調(diào)的Sn(Sn表示輸入端口的回波損耗)和S 21(S21表示輸入端口到輸出 端口的正向傳輸系數(shù))仿真曲線，可以看出，高通帶的中心頻率固定在2.4GHz處，低通帶的 中心頻率可以由1. 1GHz調(diào)節(jié)到1.4GHz，相對(duì)可調(diào)范圍為24%，插入損耗為1.95-1.5dB，回波 損耗大于lldB，低通帶的3dB絕對(duì)帶寬為70 ±2MHz;圖12和圖13所示的，分別為低通帶固定， 高通帶可調(diào)的Sn和S21仿真曲線，可以看出，低通帶的的中心頻率固定在1.3GHz處，高通帶 的中心頻率可以從2.2GHz調(diào)節(jié)到2.65GHz，相對(duì)調(diào)節(jié)范圍為18.5 %，插入損耗為1.5dB-2.3dB，回波損耗大于15dB，高通帶的3dB絕對(duì)帶寬為113 ± 2MHz;在頻率調(diào)節(jié)過程中，通帶之 間的隔離度保持在40dB以上。從圖11和圖13可以看出，有四個(gè)傳輸零點(diǎn)形成，并且有些傳輸 零點(diǎn)隨著頻率的移動(dòng)而移動(dòng)，保持較好的帶外選擇性，其中零點(diǎn)TZ2和TZ4是由多路徑產(chǎn)生， 可從圖11和圖13看出，無論是調(diào)節(jié)低通帶或者高通帶，它們都在變化，零點(diǎn)TZ1是由奇模產(chǎn) 生，隨著低通帶中心頻率的變化而變化，零點(diǎn)TZ3是由偶模產(chǎn)生，隨著高通帶中心頻率的變 化而變化，濾波器整體表現(xiàn)出較好的性能。
[0057] 綜上所述，本實(shí)用新型創(chuàng)新性的提出了雙頻獨(dú)立可調(diào)帶通濾波器，填補(bǔ)了目前可 重構(gòu)濾波器技術(shù)研究的一部分空白，提升了系統(tǒng)的集成度和抗干擾性，兩個(gè)通帶不僅中心 頻率獨(dú)立可調(diào)，其帶寬也是可控的，更具靈活性，可以更好地滿足現(xiàn)有的雙頻可重構(gòu)無線通 信系統(tǒng)的應(yīng)用。
[0058] 以上所述，僅為本實(shí)用新型專利較佳的實(shí)施例，但本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍并 不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型專利所公開的范圍內(nèi)，根據(jù)本 實(shí)用新型專利的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本實(shí)用新型專利 的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙頻可調(diào)帶通濾波器，包括上層的微帶線結(jié)構(gòu)、中層的介質(zhì)基板、下層的接地金 屬板以及金屬通孔，所述金屬通孔依次貫穿微帶線結(jié)構(gòu)、介質(zhì)基板和接地金屬板，使微帶線 結(jié)構(gòu)與接地金屬板之間通過介質(zhì)基板連接，其特征在于:所述微帶線結(jié)構(gòu)包括一個(gè)多模諧 振器和一對(duì)輸入/輸出饋電線，所述多模諧振器包括兩個(gè)左右對(duì)稱的開口環(huán)諧振器，每個(gè)開 口環(huán)諧振器的開口處通過一組串聯(lián)的變?nèi)荻O管連接，兩個(gè)開口環(huán)諧振器的中心通過一組 串聯(lián)的變?nèi)荻O管連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙頻可調(diào)帶通濾波器，其特征在于:所述每個(gè)開口環(huán)諧振 器開口處的一組串聯(lián)的變?nèi)荻O管中間通過一個(gè)偏置電阻接第一直流電壓源。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙頻可調(diào)帶通濾波器，其特征在于:所述兩個(gè)開口環(huán)諧振 器的中心所連接的一組串聯(lián)的變?nèi)荻O管中間加載一段短開路枝節(jié)微帶線，所述短開路枝 節(jié)微帶線的末端加載一個(gè)變?nèi)荻O管。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙頻可調(diào)帶通濾波器，其特征在于:所述短開路枝節(jié)微帶 線的前端通過一個(gè)偏置電阻接第二直流電壓源。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙頻可調(diào)帶通濾波器，其特征在于:所述短開路枝節(jié)微帶 線的末端與短開路枝節(jié)微帶線末端加載的變?nèi)荻O管之間串接一個(gè)固定電容。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雙頻可調(diào)帶通濾波器，其特征在于:所述短開路枝節(jié)微帶 線末端加載的變?nèi)荻O管與固定電容之間通過一個(gè)偏置電阻接第三直流電壓源。7. 根據(jù)權(quán)利要求3-6任一項(xiàng)所述的一種雙頻可調(diào)帶通濾波器，其特征在于:所述每個(gè)開 口環(huán)諧振器的開口處的變?nèi)荻O管選用Skyworks公司的SMV1405-074型號(hào)的變?nèi)荻O管； 所述兩個(gè)開口環(huán)諧振器的中心的一組串聯(lián)的變?nèi)荻O管均選用Skyworks公司的SMV1405-079LF型號(hào)的變?nèi)荻O管;所述短開路枝節(jié)微帶線的末端加載的變?nèi)荻O管選用Skyworks 公司的SMV1413-079LF型號(hào)的變?nèi)荻O管。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙頻可調(diào)帶通濾波器，其特征在于:所述每個(gè)開口環(huán)諧振 器都加載一個(gè)接地射頻扼流圈。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙頻可調(diào)帶通濾波器，其特征在于:所述一對(duì)輸入/輸出 饋電線具有兩段輸入/輸出饋電線，兩段輸入/輸出饋電線分別為第一輸入/輸出饋電線和 第二輸入/輸出饋電線，所述第一輸入/輸出饋電線和第二輸入/輸出饋電線均為一端短路、 另一端開路的微帶線，第一輸入/輸出饋電線的短路端位于左邊的開口環(huán)諧振器上方，開路 端位于左邊的開口環(huán)諧振器下方，第二輸入/輸出饋電線的短路端位于右邊的開口環(huán)諧振 器上方，開路端位于右邊的開口環(huán)諧振器下方。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種雙頻可調(diào)帶通濾波器，其特征在于:所述第一輸入/輸出 饋電線連接第一 50歐姆微帶線，所述第二輸入/輸出饋電線連接第二50歐姆微帶線，所述第 一50歐姆微帶線的左端作為輸入/輸出端口，右端搭在第一輸入/輸出饋電線上，所述第二 50歐姆微帶線的右端作為輸入/輸出端口，左端搭在第二輸入/輸出饋電線上。
【文檔編號(hào)】H01P1/207GK205621831SQ201620257387
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】褚慶昕, 張史軒
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)