[发明专利]一种带隙可调微带超宽带滤波器

说明书

技术领域

本发明属于电子器件技术领域，特别涉及可调微带超宽带滤波器，可用于无线通信系统射频前端。

背景技术

随着无线通信技术的迅猛发展，人们对信息技术的要求越来越高，超宽带UWB技术兼有系统简单、功耗小、隐蔽性好、多径分辨能力强、数据传输速率快、成本低、安全性高等优点，使其成为无线通信领域的一个研究热点。超宽带系统通信频率范围为3.1GHz～10.6GHz，由于其频带较宽，其中的频段与一些窄带系统重叠，如频率为3.5GHz的WiMAX系统、频率范围为5.2GHz～5.8GHz的WLAN系统、频率为8.0GHz的卫星通信系统，这些窄带信号容易对超宽带系统通信产生干扰，因此，一些学者提出了具有带隙特性的超宽带滤波器，带隙加载的超宽带滤波器能有效抑制窄带信号的干扰，因而得到广泛关注。

2002年2月美国联邦通信委员会FCC宣布将超宽带技术民用化，由此超宽带技术迎来了一个飞速发展的时代。2008年3月H.R.Arachchige等人在Microwave Conference.2008（APMC2008）.Asia-Pacific（Dec.16-20,pp.1-4,2008）上发表了“UWB Bandpass Filter with Tunable Notch on Liquid Crystal Polymer Substrate”,提出了一种带隙可调超宽带滤波器，该滤波器能实现一个带隙的连续可调，但带隙宽度随着频率升高而增大，将会占用有效的通信频段；2011年1月Feng Wei等人在IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques期刊（vol.21,no.1,pp.28-30,2011）上发表了“Compact UWB Bandpass Filter With Dual Notched Bands Based on SCRLH Resonator”,提出一种新型双带隙超宽带滤波器，该滤波器具有两个固定频率的带隙，但两个带隙均不可调，且带宽较宽。

发明内容

本发明目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种新型带隙可调微带超宽带滤波器，实现第一带隙连续可调，第二带隙保持不变的双带隙超宽带特性，以增加频率选择性，缩减带隙宽度。

为实现上述目的，本发明的一种带隙可调微带超宽带滤波器，包括微带介质基板1，金属接地板2，多模谐振器3，一对输入输出交指微带馈线4和缺陷地结构5，其特征在于：多模谐振器3的中心加载有“T”形枝节6，以缩减滤波器尺寸；多模谐振器3下面加载有带隙谐振器7，该带隙谐振器由两个对称的阶梯阻抗谐振器71和72以及变容二极管10组成；两个阶梯阻抗谐振器中心连接有一组共地的直流偏置电路11，通过调节直流偏置电路11的偏置电压控制变容二极管10的电容大小，实现第一带隙连续可调，第二带隙不变的双带隙超宽带滤波器特性。

作为优选，所述的多模谐振器3由长度为L₁、宽度为w₁的第一微带线31和长度为L₂、宽度为w₂的第二微带线32组成，且L₁≈λ_g/2，L₂≈λ_g/4，w₁＜L₁/5，w₂＜L₁/5，w₂＜w₁，

其中，λ_g为多模谐振器工作在第一奇模谐振频率时的工作波长，c为真空中的光速，ε_e为多模谐振器的有效介电常数，ε_e≈2.1，f₀为多模谐振器的第一奇模谐振频率。

作为优选，所述的多模谐振器3中心加载的“T”形枝节6由长度为L₃、宽度为w₃的第一枝节61，长度为L₄、宽度为w₄的第二枝节62和长度为L₅、宽度为w₅的第三枝节63组成，且w₃＜L₃/10，w₄＝w₄，w₅＜L₃/5，

其中，为多模谐振器工作在第一偶模谐振频率时的工作波长，c为真空中的光速，为多模谐振器的有效介电常数，为多模谐振器的第一偶模谐振频率。