[发明专利]一种可重构带通滤波器

说明书

本发明涉及一种可重构带通滤波器。该可重构带通滤波器由多个级联的可重构上/下边带滤波单元组成。可重构下边带滤波单元控制带通滤波器频响的下边带特性和下阻带频响特性，可重构上边带滤波单元控制带通滤波器频响的上边带特性和上阻带频响特性。通过分别调节可重构下边带滤波单元和可重构上边带滤波单元的频响特性，就可控制整个带通滤波频响的上下边带特性以及上下阻带的频响特性，从而实现带通滤波器的通带工作频率和工作带宽的可重构。由于各个滤波单元的独立性，所述可重构带通滤波器电路设计简单,通带工作频率和工作带宽的可重构范围大。本发明具有超宽可调工作频率、超宽可调带宽、工作频率和带宽同时调节、可根据设计需要进行频响赋形等优势。本发明主要用于微波射频前端，在通信、雷达、测控等微波系统中有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种可重构带通滤波器。

背景技术

随着现代通信技术的快速发展和信息源的多样化，单一的窄带工作频段模式已经无法满足军事和民用的需求。同时，5G通信的出现也对无线通信系统提出了大带宽和多频带等更苛刻的技术要求。而滤波器是射频前端频谱信号分离的关键部件，对整个系统性能指标的好坏有着举足轻重的作用。常用的射频前端系统集成多个不同频带的滤波器组和开关网络来满足不同频带的工作需求。但大量滤波器组的使用不仅增加了系统体积和成本，而且其电路设计也相对复杂。普通的可重构滤波器则采用在电路中加载不同类型可变电抗元件(如PIN二极管、肖特基管、变容二极管或微机电系统(MEMS))来实现滤波器工作频带/工作带宽的可调谐性和可切换性。该类型可重构滤波器虽然具有工作频率可调、带宽可调、小型化、低成本和响应快等优点，但存在调整范围小、工作频率和带宽同时调节时电路设计复杂等缺陷。因此，具有超宽可调工作频率、超宽可调带宽、工作频率和带宽同时调节特性的可重构滤波器的实现对于现代通信系统的发展具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种可重构带通滤波器，它具有超宽可调工作频率、超宽可调带宽、工作频率和带宽同时调节、低插损、小体积、低成本、以及易于与有源器件集成等优良特性，适用于小型化射频综合一体化收发系统。

为了实现上述目的，本发明提出了一种可重构带通滤波器。其具体技术方案如下：

可重构带通滤波器，包括可重构下边带滤波单元和可重构上边带滤波单元；相邻的滤波单元间采用级联方式连接；所有的滤波单元均为频率可重构滤波单元；

优选的，可重构下边带滤波单元可采用高通频响滤波特性单元或带阻频响滤波特性单元，可重构上边带滤波单元可采用低通频响滤波特性单元或带阻频响滤波特性单元；

优选的，每一个滤波单元至少含有一个用于改变滤波单元频率的可重构元件；

优选的，第一个可重构滤波单元与输入连接器相连，最后一个可重构滤波单元与输出连接器相连；

优选的，所述的改变频率的可重构元件包括PIN二极管、变容二极管以及MEMS开关等；

优选的，每个可重构滤波单元的频率都可独立改变。

本发明所提出的一种可重构带通滤波器工作原理如下：

该可重构带通滤波器由多个级联的可重构上/下边带滤波单元组成。其中，可重构下边带滤波单元控制带通滤波器频响的下边带特性和下阻带频响特性，可重构上边带滤波单元控制带通滤波器频响的上边带特性和上阻带频响特性。通过分别调节可重构下边带滤波单元和可重构上边带滤波单元的频响特性，就可控制整个带通滤波频响的上下边带特性以及上下阻带的频响特性，从而实现带通滤波器的通带工作频率和工作带宽的可重构。由于滤波单元的独立性，所述可重构带通滤波器电路设计简单,通带工作频率和工作带宽的可重构范围大。