[发明专利]一种恒定带宽的可调带通滤波器

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及射频/微波电子技术中的可调带通滤波器，尤其是具有恒定带宽特性可调带通滤波器。

背景技术

在6GHz以下的黄金频段，已存在各种制式的移动通信系统(如GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、LTE)、无线局域网(WLAN)等，因此支持多种制式无线通信的多频多模射频技术成为研究和应用热点。滤波器作为射频收发机的一个重要元件，承担着频率选择或者频率抑制的作用。若在多频多模射频收发机中采用多个滤波器，则不但成本高而且也不利于小型化。因此，可调或频率可控带通滤波器就成为解决以上问题的有效手段。

随着可调带通滤波器的发展以及实际应用的需要，最近许多研究者还开始关注具有恒定带宽的滤波器设计。在一些应用中，需要可调带通滤波器具有恒定的带宽。目前有部分文献已经提出来相应的解决方案：第一种方法是基于独立的电耦合和磁耦合特性，通过独立调控电耦合特性而实现了一种恒定带宽滤波器，如S.J.Park and G.M.Rebeiz,“Low-loss two-pole tunable filters with three different predefined bandwidth characteristics,”IEEE Trans.Microw.Theory Tech.,vol.56,no.5,pp.1137-1148,May2008。第二种方法是采用谐振器间的分布式电容耦合效应补偿磁耦合，构建电磁混合耦合机制，从而实现恒定带宽可调滤波器，如M.A.El-Tanani and G.M.Rebeiz,“Corrugated microstrip coupled lines for constant absolute bandwidth tunable filters,”IEEE Trans.Microw.Theory Tech.,vol.58,no.4,pp.956-963,Apr.2010。第三中方法是利用对称谐振器奇模与偶模的独立调控特性成功构建了恒定带宽可调滤波器，如W.X.Tang and J.S.Hong,“Varactor-tuned dual-mode bandpass filters,”IEEE Trans.Microw.Theory Tech.,vol.58,no.8,pp.2213-2219,Aug.2010。但是以上这些结构复杂，设计方法只适合于二阶设计，无法扩展到三阶及以上的综合设计。为了解决这个问题，本发明提供一种具有恒定带宽的可调带通滤波器，可应用于高阶设计与综合。

发明内容

为了克服现有技术中恒定带宽带通滤波器存在的结构复杂，且只适合于二阶涉及，无法扩展到三阶以上的技术问题，本发明提供一种具有恒定带宽的可调带通滤波器。

本发明的技术方案是：

一种具有恒定带宽的可调带通滤波器，如图1所示，包括上层金属微带结构，中间层介质基板和下层金属接地板。上层金属微带结构包括输入端口馈电线10、输出端口馈电线12和六段二分之一波长微带线1～6，所述八段微带线组成一个方形环状结构；其中第一二分之一波长微带线1、第二二分之一波长微带线2、第五二分之一波长微带线5和第六二分之一波长微带线6组成方形环状结构的内环；输入端口馈电线10、第三二分之一波长微带线3、第四二分之一波长微带线4和输出端口馈电线12组成方形环状结构的外环。方形环状结构的三个角上具有三段接地微带线7～9，接地微带线通过各自的金属过孔穿过中间层介质基板与下层金属接地板相连；另一个角上具有50Ω特性阻抗的输入传输线和输出传输线，其中输入传输线与输入端口馈电线10相连，输出传输线与输出端口馈电线12相连。输入端口馈电线10与第一二分之一波长微带线1平行，第三二分之一波长微带线3与第二二分之一波长微带线2平行，第四二分之一波长微带线4与第五二分之一波长微带线5平行，输出端口馈电线12与第六二分之一波长微带线6平行。第一二分之一波长微带线1与第一接地微带线7之间连接有第一变容二极管14，第二二分之一波长微带线2与第一接地微带线7之间连接有第二变容二极管15，第三二分之一波长微带线3与第二接地微带线8之间连接有第三变容二极管16，第四二分之一波长微带线4与第二接地微带线8之间连接有第四变容二极管17，第五二分之一波长微带线5与第三接地微带线9之间连接有第五变容二极管18，第六二分之一波长微带线6与第三接地微带线9之间连接有第六变容二极管19；所有变容二极管的接入方式均为正极接接地微带线，负极接二分之一波长微带线。