[发明专利]基于复合耦合结构的带宽恒定电可调滤波器

说明书

本发明公开基于复合耦合结构的带宽恒定电可调滤波器，属于基本电气元件的技术领域。该滤波器由上层微带结构、中间层介质板和下层金属板组成。上层微带结构包括若干个变容二极管加载的四分之一波长可调谐振器；相邻两个谐振器采用复合耦合结构，在特定位置引入电容耦合，通过调整电容耦合的位置、电容大小和谐振器之间的间距，调控耦合系数随频率变化的曲线，使耦合系数与频率成反比，从而满足恒定带宽的设计要求；在输入和输出端使用平行耦合结构，并通过在端口处串接电容，实现输入端品质因数与工作频率成正比。该滤波器采用全长度平行耦合的四分之一波长谐振器，结构简单紧凑，且具有恒定的绝对带宽以及良好的反射特性与传输特性。

技术领域

本发明公开基于复合耦合结构的带宽恒定电可调滤波器，此滤波器结构简单紧凑，具有恒定的绝对带宽以及良好的反射特性与传输特性，涉及微波器件技术，属于基本电气元件的技术领域。

背景技术

高性能微波滤波器在无线微波通信系统中得到了广泛的应用。改善滤波器的选通特性和灵活设计滤波器是有效利用有限频谱资源的可行途径，电可调滤波器是研究热点之一。电可调滤波器可以控制有用信号频率，抑制有害干扰频率，支持收发器中的多频多模通信，使通信系统更加紧凑。

谐振器是电可调滤波器的基本单元。为了使谐振器的谐振频率可调，我们需要在谐振器的一定位置加变容二极管，并通过直流电压控制其谐振频率，而变容二极管加载位置等物理因素都会影响谐振腔的品质因数等电学性能。大多数情况下，电可调滤波器在中心频率调整过程中，谐振器间耦合系数和输入/输出端的外界Q值的变化不大，因此绝对带宽往往发生变化，这就导致高频滤波器相较于中频滤波器有着更高的品质因数和更小的谐振器耦合系数，进而导致高频滤波器绝对带宽较窄。与中频滤波器相比，低频滤波器的品质因数更小，耦合系数更大，因此低频滤波器的绝对带宽更宽。因此, 实现绝对带宽恒定是可调滤波器的一个重要设计指标。

在众多绝对带宽恒定的频率可调带通滤波器的研究与发明中，大部分都是通过谐振器某个区域的耦合使得其耦合系数k随频率增加而减小，因为只是耦合了某个部分，谐振器的其余部分被安置在多余的空间中，这无疑会影响滤波器的整体尺寸。申请号为202011031424.6发明名称为基于缺陷地加载的绝对带宽恒定的频率可调带通滤波器的发明专利，实现了一种λ_g/4全耦合形式的绝对带宽恒定的频率可调滤波器，结构紧凑，调频范围较大，解决了现有λ_g/4全耦合形式的可调带通滤波器结构较大且调频范围较小的技术问题，但该带通滤波器使用缺陷地加载，在使用时需要在地板缺陷地部分下方留出空气腔，而不能直接将滤波器放置于金属腔体表面，因此，该滤波器在实际应用中向下占用了空间，增加了系统的体积。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术，提供基于复合耦合结构的带宽恒定电可调滤波器，以微带电路形式实现四分之一波长全长平行耦合谐振器的发明目的，具有远离二次谐波带的优点，并具有扩展到更高阶滤波器的可能性，能够运用于可重构收发信机的射频前端，解决了现有可调滤波器为实现绝对带宽恒定需要以增加系统体积为代价的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：