[发明专利]一种用于全可调带通滤波器的耦合结构

说明书

一种用于全可调带通滤波器的耦合结构，属于射频器件领域。耦合结构包括左右对称设置的两个环形结构的谐振器，谐振器包括接地金属结构、介质结构和微带结构，微带结构包括第一可调电容、第二可调电容、接在第一可调电容一端和第二可调电容一端的第一微带线、接在第一可调电容另一端和第二可调电容另一端的第二微带线；两个谐振器的第二微带线相互靠近形成磁耦合区域。通过动态调节第一可调电容、第二可调电容的容值能够调控耦合结构构成的可调滤波器的通带中心频率；通过动态调节第一可调电容和第二可调电容的比例可以调控耦合结构构成的可调滤波器在特定通带频率下的通带带宽，实现的全可调滤波器具有较低的损耗以及较小的设计布局难度。

技术领域

本发明属于射频器件领域，具体涉及到一种能够用于全可调滤波器的微带谐振器耦合结构。

背景技术

射频可调微带滤波器作为一种射频信号处理的基本器件，广泛应用于无线通信系统中。当前大多数可调滤波器只能调谐中心频率或者带宽之一，迫切需要发展通带中心频率和带宽全可调的滤波器。

全可调滤波器能够同时调谐中心频率与带宽。一些文献中也提供了相应的全可调滤波器的设计方法。在[1]Y.C.Chiou and G.M.Rebeiz,Tunable 1.55-2.1GHz 4-PoleElliptic Bandpass Filter With Bandwidth Control and>50dB Rejection forWireless Systems,IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,vol.61,pp.117-124,2013.与[2]A.Anand and X.Liu,Reconfigurable PlanarCapacitive Coupling in Substrate-Integrated Coaxial-Cavity Filters,IEEETransactions on Microwave Theory and Techniques,vol.64,pp.2548-2560,2016.与[3]C.Chen,et al.,Microstrip Switchable and Fully Tunable Bandpass FilterWith Continuous Frequency Tuning Range,IEEE Microwave and WirelessComponents Letters,vol.28,pp.500-502,2018.中，均通过在谐振器之间直接加载可调电容，使得耦合系数可以通过调节电容值而改变，从而达到调控带宽的目的，然而，这种通过在谐振器之间的耦合区域加载电容的方式极可能大大增加滤波器整体的损耗。并且在设计高阶的、交叉耦合的全可调滤波器时，由于电容需要偏置电路，布局的难度也会增加。

一些文献也提供了新型谐振器用于解决这一问题。例如[4]Z.Chen and Q.Chu,Wideband Fully Tunable Bandpass Filter Based on Flexibly Multi-Mode Tuning,IEEE Microwave and Wireless Components Letters,vol.26,pp.789-791,2016.等中就使用了多模谐振器。多模谐振器本身结构较为复杂，并且不易于用高阶、交叉耦合滤波器的设计。

在国家自然科学基金项目(61771408)资助研究下，本发明提供一种新型带谐振器耦合结构，基于此的全可调滤波器可避免使用多模谐振器、避免谐振器之间直接加载耦合电容，减小了滤波器的损耗，降低了设计、布线难度。

发明内容

针对上述全可调滤波器由于在谐振器之间加载电容导致的滤波器损耗增加和布局难度增大、以及使用多模谐振器时存在的结构复杂、不易于高阶交叉耦合滤波器的设计的问题，本发明提出一种微带谐振器构成的耦合结构，基于本发明提出的耦合结构的全可调滤波器的耦合谐振器之间不需要加载耦合电容，能够降低滤波器的损耗、设计与布线难度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：