一种带宽可重构带通滤波器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带宽可重构带通滤波器，由输入传输线、输出传输线、谐振器、开关二极管S11~S34组成。其中S11~S14是第一组开关，S21~S24是第二组开关，S31~S34是第三组开关，每组开关分别由一个电压控制通断。每组开关加载的位置不同会影响谐振器间的耦合带宽，最终决定滤波器的带宽。通过控制3组开关通断可以在3个带宽间进行切换，实现滤波器的带宽可重构。
【专利说明】一种带宽可重构带通滤波器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及可调带通滤波器领域，尤其涉及一种带宽可重构带通滤波器。
【背景技术】
[0002]现有带通滤波器要实现电调的话，一般有以下四种方式:
[0003]1.采用YIG实现电调
[0004]HG，为钇铁石榴体的缩写，它是一种具有多项磁特性的氧化铁合成晶体。YIG滤波器是利用其中单晶小球的铁磁共振特性原理，其调谐的原理是通过电流控制偏置磁场的大小来改变谐振频率。YIG电调滤波器，频率可调范围比较宽，线性度高，电调过程中绝对带宽可保持不变。同时YIG电调滤波器的Q值很高，可应用于带宽很窄的情况。
[0005]2.采用变容二极管实现电调
[0006]变容二极管是一种结电容随着反偏电压变化而变化的二极管。在电调滤波器中，靠改变偏置电压来改变电容，进而改变谐振器的谐振频率。变容二极管是目前电调滤波器中最常用的元件。
[0007]3.采用RF MEMS实现电调
[0008]MEMS技术在RF领域的应用称为RF MEMS,通常是指用MEMS技术加工的器件替换射频微波系统中的器件，进而显著地改善微波射频系统的性能。RF MEMS器件，不仅可以进行圆片级生产、产品批量化，而且具有价格便宜、体积小、重量轻、可靠性高等优点。RF MEMS在微波射频中最常见的是MEMS开关，可以用在电调滤波器、移相器、收发隔离组件、可重构天线等方面中。用RF MEMS技术制作的可变电容在电调滤波器中有很大的应用，MEMS可变电容具有很高的Q值，可以减小滤波器的差损，适合窄带高频应用，拥有变容二极管无法相比的优点。
[0009]4.采用PIN开关实现电调
[0010]利用PIN 二极管来实现电调滤波器的基本原理为，通过PIN 二极管的开关特性来改变谐振器的长度或者延迟线的延迟相位来改变谐振频率，进而实现滤波器的电调。采用PIN开关的电调滤波器通常是进行离散地在特定频率上调谐，这是同变容二极管连续调谐相区别的地方。
[0011]这四种方式中，采用YIG实现电调的主要缺点是只能调谐频率且电调响应时间比较长，频率容易受温度变化的影响；采用变容二极管实现电调的缺点是绝对带宽会随着频率的变化而发生变化，且不适用于高频段；采用RF MEMS实现电调和采用PIN开关实现电调目前都主要实现的是频率可调谐，带宽可调谐的成果较少。
实用新型内容
[0012]本实用新型所要解决的技术问题是针对【背景技术】中涉及的缺陷，提供一种带宽可重构带通滤波器。
[0013]本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案:
[0014]一种带宽可重构带通滤波器，包含输入传输线、输出传输线、第一至第三谐振器、
以及第一至第三开关二极管组；
[0015]所述第一至第三谐振器均为一端接地的长条形谐振器、长度等于所述带宽可重构带通滤波器中心频率的四分之一波长；
[0016]所述第一至第三开关二极管组均包含四个开关二极管；
[0017]所述第一开关二极管组中的开关二极管均由第一控制电压控制通断；
[0018]所述第二开关二极管组中的开关二极管均由第二控制电压控制通断；
[0019]所述第三开关二极管组中的开关二极管均由第三控制电压控制通断；
[0020]所述第一至第四开关二极管组中的第一个开关二极管均用于连接输入传输线和第一谐振器、第二个开关二极管均用于连接第一谐振器和第二谐振器、第三个开关二极管均用于连接第二谐振器和第三谐振器、第四个开关二极管均用于连接第三谐振器和输出传输线；
[0021]所述开关二极管包含PIN 二极管、隔直电容和限流电阻，所述限流电阻的一端分别和PIN 二极管的正极、隔直电容的一端相连、另一端与开关二极管对应的控制电压相连；
[0022]所述第一谐振器分别与第一至第四开关二极管组中第一个开关二极管的PIN 二极管的阴极相连；
[0023]所述第三谐振器分别与第一至第四开关二极管组中第四个开关二极管的PIN 二极管的阴极相连。
[0024]本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
[0025]1.控制外加偏置电压，电调响应时间快；
[0026]2.控制PIN 二极管开关通断实现带通滤波器的带宽可重构；
[0027]3.结构紧凑简单、尺寸微小,可与传统pcb工艺结合,工艺成熟,成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本实用新型的结构示意图；
[0029]图2是本实用新型中输入传输线和第一谐振器之间开关二极管的连接示意图；
[0030]图3是本实用新型中第三谐振器和输出传输线之间开关二极管的连接示意图。
[0031]图中，1、输入传输线；2、输出传输线；3、PIN 二极管；4、隔直电容；5、电阻；6，第一谐振器；7，第二谐振器；8第三谐振器。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明:
[0033]如图1所示，本实用新型公开了一种带宽可重构带通滤波器，包含输入传输线、输出传输线、第一至第三谐振器、以及第一至第三开关二极管组；
[0034]所述第一至第三谐振器均为一端接地的长条形谐振器、长度等于所述带宽可重构带通滤波器中心频率的四分之一波长；
[0035]所述第一至第三开关二极管组均包含四个开关二极管；
[0036]所述第一开关二极管组中的开关二极管均由第一控制电压控制通断；
[0037]所述第二开关二极管组中的开关二极管均由第二控制电压控制通断；
[0038]所述第三开关二极管组中的开关二极管均由第三控制电压控制通断；
[0039]所述第一至第四开关二极管组中的第一个开关二极管均用于连接输入传输线和第一谐振器、第二个开关二极管均用于连接第一谐振器和第二谐振器、第三个开关二极管均用于连接第二谐振器和第三谐振器、第四个开关二极管均用于连接第三谐振器和输出传输线；
[0040]所述开关二极管包含PIN 二极管、隔直电容和限流电阻，所述限流电阻的一端分别和PIN 二极管的正极、隔直电容的一端相连、另一端与开关二极管对应的控制电压相连；
[0041]如图2所示，所述第一谐振器分别与第一至第四开关二极管组中第一个开关二极管的PIN 二极管的阴极相连；
[0042]如图3所示，所述第三谐振器分别与第一至第四开关二极管组中第四个开关二极管的PIN 二极管的阴极相连。
[0043]如图1所示，谐振器I长度在某频率点处为四分之一波长，决定滤波器的频率。谐振器与谐振器之间以及谐振器与输入输出传输线之间加载开关二极管耦合。其中SlfS14是第一组开关，S21?S24是第二组开关，S31?S34是第三组开关，每组开关分别由一个电压控制通断。每组开关加载的位置不同，谐振器间的耦合带宽就不同，最终决定滤波器的带宽。
[0044]开关二极管具体是由PIN 二极管、隔直电容和限流电阻实现，在限流电阻的一端施加偏置电压，可控制PIN 二极管是否导通。其中隔直电容是为了在施加直流电压后保护微波电路和仪器，限流电阻的目的是防止电流过大。PIN 二极管连接时负端要接地，在谐振器之间连接时可通过谐振器连接底线，隔直电容和PIN 二极管无左右顺序要求。而谐振器与输入输出端连接时，贝1J要隔直电容与输入输出传输线相连，PIN 二极管接谐振器。
[0045]当一组开关导通时，其他组开关断开，实现一个通带。三组开关分别实现三个通带。控制三组开关的通断，可以在三个特定的通带间切换，实现带宽的可重构。
[0046]如果本实用新型的中心频率f0采用2.5GHz，带宽BW分别采用420MHz、520MHz、71OMHz，则可切换的三个特定通带依次为420MHz、520MHz、71OMHz，通带内回波损耗分别为-15dB, -40dB, _17dB。
[0047]以上所述的【具体实施方式】，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的【具体实施方式】而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种带宽可重构带通滤波器，其特征在于，包含输入传输线、输出传输线、第一至第三谐振器、以及第一至第三开关二极管组； 所述第一至第三谐振器均为一端接地的长条形谐振器、长度等于所述带宽可重构带通滤波器中心频率的四分之一波长； 所述第一至第三开关二极管组均包含四个开关二极管； 所述第一开关二极管组中的开关二极管均由第一控制电压控制通断； 所述第二开关二极管组中的开关二极管均由第二控制电压控制通断； 所述第三开关二极管组中的开关二极管均由第三控制电压控制通断； 所述第一至第四开关二极管组中的第一个开关二极管均用于连接输入传输线和第一谐振器、第二个开关二极管均用于连接第一谐振器和第二谐振器、第三个开关二极管均用于连接第二谐振器和第三谐振器、第四个开关二极管均用于连接第三谐振器和输出传输线.所述开关二极管包含？爪二极管、隔直电容和限流电阻，所述限流电阻的一端分别和 二极管的正极、隔直电容的一端相连、另一端与开关二极管对应的控制电压相连； 所述第一谐振器分别与第一至第四开关二极管组中第一个开关二极管的？爪二极管的阴极相连； 所述第三谐振器分别与第一至第四开关二极管组中第四个开关二极管的？爪二极管的阴极相连。
【文档编号】H01P1/203GK204205004SQ201420608471
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】崔晨炜, 刘云 申请人:南京航空航天大学