本发明涉及可重构滤波器技术领域，特别是一种基于sir加载pin二极管结构的双频段可重构滤波器。
背景技术
随着电子对抗的快速发展，为提高引信系统的抗干扰能力，现代的引信技术朝着多频段、多体制的趋势发展。不同的工作频段及工作模式，其收发前端需要采用多个不同中心频率组成的滤波器组来进行频率选择。滤波器组的缺点是使系统构架变得复杂，增加了系统尺寸，带来显著的损耗，不符合当前收发前端电路小型化、集成化、低能耗的主流趋势。因此希望用一个滤波器来实现多个滤波器的功能，利用射频可重构技术可以很好地弥补这一缺陷。但目前报道的可重构滤波器研究大多采用加载可调谐电容的方法，实现l、s波段内频率小范围调谐，远远无法满足多频段、多体制引信系统的要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述背景技术的不足，满足射频前端对大范围频率切换的需求，提出一种基于sir加载pin二极管结构的双频段可重构滤波器。
实现本发明的技术解决方案为：一种基于sir加载pin二极管结构的双频段可重构滤波器，包括介质基板，印刷的在质基板上的微带线电路，设置在介质基板下的金属敷铜，且金属敷铜接地；所述微带线电路包括sir谐振器一、sir谐振器二、sir谐振器三、信号耦合线、阻抗匹配线和滤波器输出端，其中谐振器一为对称结构的u型谐振器，包括u型谐振器双臂和u型谐振器横梁；所述sir谐振器二和sir谐振器三完全相同，均为非对称结构的u型谐振器，sir谐振器二和sir谐振器三位于u型谐振器横梁的外侧且sir谐振器二和sir谐振器三关于谐振器一的中线对称；所述信号耦合线沿u型谐振器横梁与sir谐振器二、sir谐振器三之间的缝隙设置且信号耦合线的两端分别与阻抗匹配线的一端连接，阻抗匹配线的另一端与滤波器输出端连接。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
(1)与当前一些可重构滤波器相比，通带频率跳变范围大。
(2)采用将滤波器下通带和上通带的谐振器分离的结构，滤波器两个通带
的中心频率、带宽和带内特性均可独立调节。
(3)采用sir谐振器技术使整体结构更紧凑并减少谐振器产生不希望出
现的杂散频率。
(4)基于耦合结构的巧妙设计，在调控pin开关二极管切换频率时两通带
的相互影响十分微小。
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
附图说明
图1是本发明采用的印刷电路板的结构示意图。
图2是本发明中微带线电路的俯视示意图。
图3是本发明双通带开启s参数仿真示意图，采用hfss和ads联合仿真。
图4是本发明下通带开启，上通带关闭s参数仿真示意图，采用hfss和ads联合仿真。
图5是本发明下通带关闭，上通带开启s参数仿真示意图，采用hfss和ads联合仿真。
图6是本发明双通带关闭s参数仿真示意图，采用hfss和ads联合仿真。
具体实施方式
本发明公开了一种基于sir加载pin二极管结构的双频段可重构滤波器，包括介质基板1，印刷的在质基板1上的微带线电路2，设置在介质基板1下的金属敷铜3，且金属敷铜3接地；所述微带线电路2包括sir谐振器一21、sir谐振器二22、sir谐振器三23、信号耦合线24、阻抗匹配线25和滤波器输出端26，其中谐振器一21为对称结构的u型谐振器，包括u型谐振器双臂211和u型谐振器横梁212；所述sir谐振器二22和sir谐振器三23完全相同，均为非对称结构的u型谐振器，sir谐振器二22和sir谐振器三23位于u型谐振器横梁212的外侧且sir谐振器二22和sir谐振器三23关于谐振器一21的中线对称；所述信号耦合线24沿u型谐振器横梁212与sir谐振器二22、sir谐振器三23之间的缝隙设置且信号耦合线24的两端分别与阻抗匹配线25的一端连接，阻抗匹配线25的另一端与滤波器输出端26连接。
进一步的实施例中，所述u型谐振器双臂211的端口设为开路，所述u型谐振器横梁212为高阻抗线，在u型谐振器横梁212两端沿其延伸方向分别连接一段耦合延长线213。
进一步的实施例中，耦合延长线213长度为2.6mm
进一步的实施例中，所述sir谐振器二22包括u型谐振器左臂221、u型谐振器右臂222和u型谐振器横梁223，所述u型谐振器横梁223为高阻抗线，所述u型谐振器左臂221、u型谐振器右臂222的端口设为开路。
优选地，所述sir谐振器二22的u型谐振器右臂222与pin二极管三283连接，pin二极管三283另一端连接终端开路线263；sir谐振器三23的u型谐振器左臂232与pin二极管四284连接，pin二极管四284另一端连接阻抗线二262，阻抗线二262另一端与匹配负载二272连接。
优选地，所述终端开路线263为四分之波长，所述阻抗线二262特性阻抗为50欧姆，所述匹配负载二272阻抗为50欧姆。
进一步的实施例中，u型谐振器双臂211的端口分别与pin二极管一281的一端连接，pin二极管一281的另一端与阻抗线一261的一端连接，阻抗线一261的另一端与匹配负载一271连接。
优选地，阻抗线一261的特性阻抗为50欧姆，所述匹配负载一271的阻抗为50欧姆。
优选地，所述sir谐振器一21与信号耦合线24耦合间距和sir谐振器二22、sir谐振器三23与信号耦合线24耦合间距相同。
优选地，所述信号耦合线24包括左信号耦合线241和右信号耦合线242，左信号耦合线241和右信号耦合线242关于谐振器一21中线对称。
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1所示，本实施例的基于sir加载pin二极管结构的双频段可重构滤波器，包括介质基板，此处可采用rogers4350基板，其相对介电常数为3.66，厚度为1.524mm，也可以采用其他规格的基板。所述介质基板上印刷有微带线电路，微带线电路采用导电性良好的材料，此处材料采用厚度为1盎司的铜，并采用镀金工艺。所述介质基板下的金属敷铜作为整个滤波器地。
如图2所示，微带线电路包括三个u型sir谐振器、两段信号耦合线、阻抗匹配线、四个pin开关二极管、终端开路线、三条阻抗线和三个匹配负载。其中sir谐振器一是对称的u型结构，位于信号耦合线正中间的上方，耦合间距为0.2mm；u谐振器双臂长度为3.8mm，宽度为4.16mm；u谐振器横梁长度为8mm，宽度为1.1mm；同样的，两段耦合延长线长度为2.6mm，宽度为1.1mm。sir谐振器二与sir谐振器三关于y轴对称分布，为非对称u型结构，位于信号耦合线下方，耦合间距为0.2mm；u型谐振器左臂为长度3.6mm，宽度为1.9mm；u型谐振器右臂长度为3.6mm，宽度为1.26mm；u型谐振器横梁长度为3.7mm，宽度为0.86mm。两段信号耦合线关于y轴对称分布，耦合间距为0.9mm，长度13.5mm，宽度1.1mm。阻抗匹配线与信号耦合线相连接，为了减小滤波器尺寸，往y轴方向拐去，进一步的在拐角处做切角，减小反射从而更好地调节匹配，阻抗匹配线长度为19mm，宽度为1.5mm。
sir谐振器一的u谐振器双臂开路端连接pin二极管一和开关二极管二，pin开关二极管另一端连接阻抗为50欧姆微带线，宽度为3.3mm，再连接到50欧姆匹配负载。通过控制pin开关二极管的偏置电压来控制开关的闭合，当pin二极管一和pin二极管二关闭时，滤波器下通带开启；当pin二极管一和pin二极管二打开时，滤波器下通带关闭。
sir谐振器二的u谐振器右臂连接pin二极管三，pin二极管三另一端连接四分之波长终端开路线，长度为7mm，宽度为1.26mm。sir谐振器三的u谐振器左臂连接pin二极管四，pin开关二极管另一端连接阻抗为50欧姆微带线，宽度为3.3mm，再连接到50欧姆匹配负载。通过控制pin开关二极管的偏置电压来控制开关的闭合，当pin二极管三和pin二极管四关闭时，滤波器上通带开启；当pin二极管三和pin二极管四打开时，滤波器上通带关闭。
如图3、4、5、6所示，分别为本发明可重构滤波器四种开关情况下的带通散射参量仿真结果。从仿真结果上来看，当两通带都开启时，下通带中心频率为2.5ghz，3db带宽为230mhz，相对带宽为9.2％，带内插损小于0.6db；上通带中心频率为5.7ghz，3db带宽为440mhz，相对带宽为7.2％，带内插损小于1db。当下通带开启上通带关闭，下通带中心频率为2.5ghz，3db带宽为240mhz，相对带宽为9.2％，带内插损小于1.5db。当下通带关闭上通带开启时，上通带中心频率为5.7ghz，3db带宽为410mhz，相对带宽为7.2％，带内插损小于1db。当上下通带都关闭，滤波器在1-7ghz频带内最小衰减-18db。可以得出结论：基于sir加载pin二极管结构的双频段可重构滤波器在进行频率切换前后，通带滤波器性能基本保持不变，并且上下通带相互影响十分微小。