CN105826641A

CN105826641A - 高选择性带通可调滤波器

Info

Publication number: CN105826641A
Application number: CN201610171093.3A
Authority: CN
Inventors: 程飞
Original assignee: Dfine Technology Co Ltd
Current assignee: Dfine Technology Co Ltd
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2016-08-03

Abstract

本发明为高选择性带通可调滤波器，解决现有可调滤波器选择性有限的缺点。该滤波器包括表层金属（1），介质层（2），金属地（3），金属化通孔（15），第一变容二极管（16），第二变容二极管（17），第一偏置电阻（19），第二偏置电阻（20），表层金属（1）包括第一耦合馈线（11），第二耦合馈线（12），第一谐振器（13），第二谐振器（14），偏置线（18）。

Description

高选择性带通可调滤波器

技术领域：

本发明属于微波毫米波器件技术领域，尤其涉及微波毫米波器件中的可调滤波器。

背景技术：

上世纪70年代中期，美国等西方发达国家开始研制跳频电台，并在80年代初，实现大规模生产并逐步装备部队。跳频电台使用的跳频通信是一种在通信收发两方同步改变频率的通信方式，具有抗干扰，抗截获能力强，保密性能好的优点。可调滤波器是跳频电台的重要组成部分。一般位于发射天线之前起到后级滤波的作用，或是位于接收天线与混频器之间作预选滤波器，从天线所收到的大量频谱中选出有用的信号频率，抑制有害的干扰频率，从而提高接收机的信噪比。

可调滤波器的实现方式主要包括半导体二极管、铁电材料、钇铁石榴石和铁氧体为代表的铁磁体以及微型电动机、压电体、微机电系统(MEMS)等机械系统。钇铁石榴石谐振器因为具有很高的Q值得到了广泛的应用，现今频谱分析仪和军用系统中的可调谐滤波器都基于该技术，但是，这种可调滤波器存在诸多缺点：它会消耗很多的电流，要求要有磁体，相对较重，无法与平面电路进行集成，并且需要在恒定的温度下工作。因此，基于钇铁石榴石的滤波器不适用于低成本便携式的解决方案。相比之下，半导体变容器二极管这类调谐元件很容易被集成到平面电路中，并且其调谐电压相对较低，调谐速度快，耗能小，因此被用到了本发明中。此外，常见的可调滤波器大多选择性有限，只能通过增加滤波器的阶数来提高选择性。但是，这样做会带来更多的损耗。本发明中的可调滤波器通过源和负载耦合技术，在可调滤波器通带附近引入零点，既能提高选择性又能不引入额外的损耗。

发明内容：

本发明的目的是提供一种成本低，装配方便，便于与其他的平面电路集成，选择性好，调谐速度快的高选择性带通可调滤波器。

本发明是这样实现的：

高选择性带通可调滤波器，包括表层金属1，介质层2，金属地3，金属化通孔15，第一变容二极管16，第二变容二极管17，第一偏置电阻19，第二偏置电阻20，表层金属1包括第一馈线11，第二馈线12，第一谐振器13，第二谐振器14，偏置线18。

进一步的，第一馈线11环绕第一谐振器13，通过缝隙与第一谐振器13耦合，第二馈线12环绕第二谐振器14，通过缝隙与第二谐振器14耦合，第一馈线11与第二馈线12的开路端相互靠近产生耦合；第一谐振器13呈L形，中间断开，第一变容二极管16焊接在第一谐振器13断开处两边，阴极在上，阳极在下；第二谐振器14呈L形，中间断开，第二变容二极管17焊接在第二谐振器14断开处两边，阴极在上，阳极在下；金属化通孔15位于第一谐振器13与第二谐振器14连接处的中间；第一偏置电阻19与第二偏置电阻20的一端分别焊接在第一谐振器13与第二谐振器14上，另一端均焊接在偏置线18上。

本发明技术方案的原理是：信号有两条通路，其中一条通路是由第一馈线11输入，经过第一谐振器13，第二谐振器14，从第二馈线12输出，另一条通路是由第一馈线11直接耦合到第二馈线12。在通带两侧，这两路信号等幅反向，因此，产生了两个零点。第一谐振器13和第二谐振器14均为可调谐振器，通过加载在上面的变容二极管来改变谐振频率。两个谐振器中间的金属化通孔15可以等效为电感，而电感两端连接微带线的结构可以等效为K变换器，所以两个谐振器是感性耦合。谐振器间耦合的大小可以由金属化通孔15的位置和半径来调节。金属化通孔15越偏离微带的中心，其半径越小，耦合就越强。

本发明的优点和有益效果：

（1）本发明中采用的变容二极管、电阻、印制电路板价格便宜，装配方便，适合大规模生产。

（2）本发明中的可调滤波器为平面电路，重量轻，体积小，便于与其他的平面电路集成。

（3）本发明采用了源和负载耦合技术，在滤波器通带两侧引入传输零点，提高了滤波器的选择性，能对通带附近的干扰信号产生更强的抑制效果，提高接收机的抗干扰能力。

（4）本发明的可调滤波器中心频率可调，能工作在多个频段，由于采用了变容二极管，调谐电压低，调谐速度快。

附图说明：

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的电路结构图。

图3为本发明在不同偏压下测试的频率响应曲线图。

图4为本发明测试的插入损耗和带宽随中心频率变化的曲线。

具体实施方式：

如图1和图2所示，高选择性带通可调滤波器，包括表层金属1，介质层2，金属地3，金属化通孔15，第一变容二极管16，第二变容二极管17，第一偏置电阻19，第二偏置电阻20，表层金属包括第一馈线11，第二馈线12，第一谐振器13，第二谐振器14，偏置线18。

滤波器所用的基片是国产的F4B基片，相对介电常数为2.65，基片厚度为0.8mm，整个滤波器的尺寸是30.1mm×32.1mm。图3是滤波器在不同偏压下的频率响应，可以看出，滤波器传输响应的通带两侧各有一个零点，提高了滤波器的选择性。随着变容二极管偏压的升高，等效电容变小，滤波器中心频率升高，带宽也变小。图4所示是测试的插入损耗和带宽随中心频率变化的曲线，随着偏置电压的升高，滤波器的中心频率从1.77GHz升高到2.1GHz，带宽从0.13GHz增加到0.2GHz，插入损耗从4.5dB降低到1.7dB。

Claims

1.高选择性带通可调滤波器，其特征在于，包括表层金属（1），介质层（2），金属地（3），金属化通孔（15），第一变容二极管（16），第二变容二极管（17），第一偏置电阻（19），第二偏置电阻（20），表层金属（1）包括第一馈线（11）、第二馈线（12）、第一谐振器（13）、第二谐振器（14）、偏置线（18），第一馈线（11）环绕第一谐振器（13），通过缝隙与第一谐振器（13）耦合，第二馈线（12）环绕第二谐振器（14），通过缝隙与第二谐振器（14）耦合，第一馈线（11）与第二馈线（12）的开路端相互靠近产生耦合；第一谐振器（13）呈L形，中间断开，第一变容二极管（16）焊接在第一谐振器（13）断开处两边，阴极在上，阳极在下；第二谐振器（14）呈L形，中间断开，第二变容二极管（17）焊接在第二谐振器（14）断开处两边，阴极在上，阳极在下；金属化通孔（15）位于第一谐振器（13）与第二谐振器（14）连接处的中间；第一偏置电阻（19）与第二偏置电阻（20）的一端分别焊接在第一谐振器（13）与第二谐振器（14）上，另一端均焊接在偏置线（18）上。