[发明专利]基于双层谐振器的电调四通带滤波器

说明书

技术领域

本发明属于微波器件技术领域，特别涉及微带电调四通带滤波器，可用于无线通信系统射频前端。

背景技术

现代通信技术的飞速发展，导致频谱资源拥挤的矛盾日益突出。为了高效利用有限的频谱资源，通常要求射频前端如滤波器等具有快速调谐的特点。电调滤波器通过控制直流偏压来改变变容二极管的容值，从而改变谐振频率，实现在不同的工作频率的快速切换。此外，无线通信系统为了在多个频段实现不同的业务需求，需要采用滤波器来选择带内工作信号且抑制带外干扰信号。如果将滤波器设计成多频段形式，可以大大降低系统的体积、成本及功耗，增强其可靠性，实现系统的小型化和集成化。目前的电调滤波器主要集中在单通带和双通带领域，三通带乃至四通带的电调滤波器由于结构复杂，实现起来较为困难。

2009年1月E.E.Djoumessi等人在IET Microwave AntennasPropagation期刊(Vol.3,no.1,pp.117–124,2009)上发表了“Varactor-tuned quarter-wavelength dual-bandpass filter”，提出一种电调双通带微带滤波器，该滤波器能实现两个通带的连续电调，但该结构很难扩展到更多通带；2009年Ko-Wen Hsu等人在Microwave symposium Digest会议(pp.1041-1044，2009.)上发表了“Design of a Novel Four-Band Microstrip Bandpass Filters using Double Layered substrate”，提出了一种基于双层结构的四通带微带滤波器，该滤波器能够实现四个通带，但是不能实现频率的快速可调。

发明内容

本发明目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于双层谐振器的电调四通带滤波器，以在保持带宽基本不变的情况下，减小四通带滤波器的插入损耗和体积，实现多个通带的独立连续可调。

为实现上述目的，本发明基于双层谐振器的电调四通带滤波器，包括一对平行耦合馈线、一对分别用于产生第四通带和第三通带的可调阶梯阻抗谐振器，一对用于产生第一通带和第二通带的枝节加载谐振器、两个直流偏置电路，两层微带介质基板和金属接地板；该对可调阶梯阻抗谐振器位于上层介质基板的上面，一对平行耦合馈线同时对所述的三个谐振器进行馈电，并通过馈线之间存在的缝隙电容耦合，产生多个带外传输零点，其特征在于：

一对可调阶梯阻抗谐振器均由两个沿AA’对称的开口谐振环组成，每个开口谐振环在内侧中部断开并加载变容二极管；

第一直流偏置电路连接在第一可调阶梯阻抗谐振器的一对开口谐振环的两端，通过改变该偏置电路的电压值实现对第四通带的连续可调；

第二直流偏置电路连接在第二可调阶梯阻抗谐振器的一对开口谐振环的两端，通过改变该偏置电路的电压值实现对第三通带的连续可调；

枝节加载谐振器位于第一微带介质基板与第二微带介质基板之间，其由两个沿BB’对称的枝节加载谐振环组成，且枝节加载部分开有布设传输线的线槽，通过改变传输线的长短调控两个枝节加载谐振环之间的耦合，实现对第一通带和第二通带频率的固定。

本发明具有以下技术优点：

1.本发明由于上层采用两对独立的可调阶梯阻抗谐振器和直流偏置电路，可以实现第三和第四通带的独立连续调谐。

2.本发明由于下层采用一对枝节加载阶梯阻抗谐振器与上层公共馈线进行外部耦合，可以减小四通带滤波器的体积，实现具有宽阻带特性的第一和第二通带。

3.本发明由于在下层阶梯阻抗谐振器枝节加载部分开槽增加了一段传输线，能够自由调节第一和第二通带的内部耦合强度。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图；

图2为图1中的第一微带介质基板的正面结构示意图；

图3为图1中的第二微带介质基板的正面结构示意图；

图4为本发明实施例的传输响应曲线图；

图5为本发明实施例的反射响应曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：

参照图1，本发明包括第一微带介质基板7，一对平行耦合馈线1，第一可调阶梯阻抗谐振器2，第二可调阶梯阻抗谐振器3，第一直流偏置电路5，第二直流偏置电路6，第二微带介质基板8，枝节加载谐振器4，传输线10和金属接地板9。其中：