[发明专利]一种具有超宽变频范围的可调滤波模组

说明书

本发明公开了一种具有超宽变频范围的可调滤波模组，该滤波模组包含一个数字控制电路以及N个独立的可调滤波模块，N个可调滤波模块并行连接在两个单刀多掷开关上，形成N条相互独立的滤波通路，且每条滤波通路均具有不同的工作频率调谐范围，数字控制电路向两个单刀多掷开关输出控制信号，选择确定所需频率范围对应的滤波通路，同时由数字控制电路向对应可调滤波模块输出控制电压，改变滤波模块中变容二极管的工作状态，实现对滤波性能的调节。本发明的可调滤波模组可在2‑18GHz的超宽频率范围内实现对滤波器中心频率及相对带宽的灵活控制。

技术领域

本发明涉及微波通信技术，尤其涉及一种具有超宽变频范围的可调滤波模组。

背景技术

在无线通信系统中，滤波器被用于滤除杂波信号的干扰，从而保证通信质量。随着现代无线通信技术的飞速发展，系统通常需要支持不同工作频段下的多种应用，若全部使用固定性能的滤波器，不仅会提高系统成本，还会增大系统体积。可调滤波器是解决这一问题的有效途径，其可根据应用场景需求对滤波性能进行灵活调节，从而实现系统小型化，智能化。

然而，目前提出的各类可调滤波器件仍然存在频率调谐范围窄，工作频率低，且调谐方式复杂等缺点。同时，可工作在高频范围的中心频率与相对带宽全可调的滤波器方案仍然较少。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种可工作在高频范围的中心频率与相对带宽全可调的具有超宽变频范围的可调滤波模组。

本发明的目的是这样实现的，提供一种具有超宽变频范围的可调滤波模组，该滤波模组包含一个数字控制电路、N个可调滤波模块以及分别连接信号输入端和输出端的两个单刀多掷开关，N个可调滤波模块并行连接在两个单刀多掷开关之间，形成N条相互独立的滤波通路，且每条滤波通路均具有不同的工作频率调谐范围；数字控制电路向两个单刀多掷开关输出控制信号，选择确定所需频率范围对应的滤波通路，同时由数字控制电路向对应可调滤波模块输出控制电压，以改变滤波模块中变容二极管的工作状态，实现对滤波性能的调节。

优选的，N个可调滤波模块的工作频率范围覆盖2GHz-18GHz，对于2GHz-7GHz范围，采用具有第一滤波电路的可调滤波模块，所述第一滤波电路为加载变容二极管的微带电路结构；对于7GHz-18GHz范围，采用具有第二滤波电路的可调滤波模块，所述第二滤波电路包括级联的高通滤波单元和低通滤波单元，低通滤波单元采用缺陷地结构，高通滤波单元采用微带结构。

优选的，所述第一滤波电路包括连接在输入端和输出端之间的两个级联的十字形微带谐振器，每个十字形微带谐振器包括相互垂直的水平微带线和垂直微带线，水平微带线的两端分别加载有一对背靠背形式连接的变容二极管，变容二极管的阴极通过电阻连接到直流偏置。

优选的，垂直微带线的两端分别加载有一对背靠背形式连接的变容二极管，两个十字形微带谐振器的水平微带线之间通过一对背靠背形式连接的变容二极管连接，两个十字形微带谐振器的水平微带线通过依次连接的变容二极管和定值电容分别连接到输入微带线和输出微带线，所有变容二极管的阴极均通过电阻连接直流偏置。

优选的，低通滤波单元包括设置在基板顶层的微带传输线，以及在基板底层的接地金属平面上刻蚀凹槽形成的多个缺陷地单元，多个缺陷地单元以固定间距进行周期性排列，以形成低通滤波响应，所述微带传输线位于缺陷地单元的正上方，微带传输线的一端连接高通滤波单元。

优选的，每个缺陷地单元的内侧形成有金属条，金属条与缺陷地单元外侧的接地金属平面通过缺陷地单元实现隔离，在每个所述缺陷地单元上均加载有变容二极管,变容二极管的阴极连接金属条，阳极连接接地金属平面，基板顶层设置有偏置网络，偏置网络通过金属通孔连接所述金属条，以通过偏置网络改变变容二极管的电容值，从而调节低通滤波单元的截止频率。