' =度-1/X) (11) 阳06UQe=VQn^Yn)(。）
[0062]其中，b是谐振器的斜率参数。
[006引由（7)可得：为了达到恒定的绝对带宽，外部品质因数要随着中心频率的增大而 增大。如图2所示，输入输出微带线与谐振器间的输入输出匹配调谐网络是通过变容二极 管Cyi、C。来实现的，其等效电路图如图3所示，变容二极管C。等效为导纳为Y1、电长度为0 1 的一段微带线串联一个可变电纳巧，变容二极管Cyi等效为一个可变电抗巧并联一段导纳 为Y2、电长度为0 2的微带线；可变电纳巧和可变电抗巧组成可变电纳巧'，根据公式（8) (。）可W得出，变化的jB'对应变化的Jm,从而得到变化的Q。，W满足调谐过程中对外部品 质因数的需要。结合公式巧）（10)可W得出和02的取值，而电长度为01和02的两 段微带线分别被输入输出微带线和谐振器所吸收。当谐振器的频率调谐范围确定后，就可 W选择合适的电容值，运种可调谐网络会实现给定的带宽所要求的外部品质因数Q。。
[0064]如图4所示，本发明实施例是一种基于SLR结构的频率和带宽全可调带通滤波器， 该频率和带宽全可调带通滤波器包括上层的微带结构、中间层介质基板和下层的接地板； 上层的微带结构由输入微带线、输入匹配调谐网络、谐振器、输出匹配调谐网络、输出微带 线顺次连接而成，具体由金属地板1，介质基板2,谐振器3,输入微带线4,输出微带线5,第 一变容二极管6,第二变容二极管7,第=变容二极管8,第四变容二极管9,第五变容二极管 10,第六变容二极管11，第一隔直电容12,第二隔直电容13,第一直流偏置电路14,第二直 流偏置电路15,第=直流偏置电路16,第四直流偏置电路17,第五直流偏置电路18,第一接 地孔19,第二接地孔20,第=接地孔21组成。输入微带线4和输出微带线5均为50Q微 带线；谐振器3由二分之一波长微带线加载T型开路枝节，其中二分之一波长微带线两端分 别加载第一变容二极管6和第二变容二极管7,T型开路枝节的水平微带线的两端分别加载 第S变容二极管8和第四变容二极管9 ;输入微带线4和谐振器3之间设置输入匹配调谐 网络，输入匹配调谐网络是由第一变容二极管6和第五变容二极管10组成；谐振器3和输 出微带线5之间设置输出匹配调谐网络，输出匹配调谐网络是由第二变容二极管7和第六 变容二极管11组成。上述变容二极管处均设置偏置电路，第一变容二极管6处设置第一偏 置电路14,第二变容二极管7处设置第二偏置电路15,第=变容二极管8和第四变容二极 管9处设置第=偏置电路16,第五变容二极管10处设置第四偏置电路16,第六变容二极管 11处设置第五偏置电路17,外接电压通过大电阻供电给变容二极管，变容二极管的空置端 穿过中间层介质基板连接下层接地板，电阻值为IOKQ，偏置电路连接外部直流电源； 阳〇化]金属地板1设置在介质基板2的底面，谐振器3、输入微带线4,输出微带线5、第一 偏置电路14,第二偏置电路15,第立偏置电路16,第四偏置电路17,第五偏置电路18均印 制在介质基板上，侧视图参见图5。
[0066] 变容二极管共有=组，每组至少有两个。加载在二分之一波长微带线的两端的第 一变容二极管6和第二变容二极管7为Cd,分别通过第一接地孔19和第二接地孔接地20， 加载在T型开路枝节的两端的第=变容二极管8和第四变容二极管9为(；2,通过第=接地 孔21接地，加载在谐振器3与第一隔直电容12之间的第五变容二极管10和加载在谐振器 3与第二隔直电容13之间的第六变容二极管11为C。。
[0067]变容二极管Cvi和Ce选用的SMV1405-074LF，CV2选用的SMV1405-079LF。电容的 变化范围均为0. 63-2. 67pF。电压Vi和V2分别控制变容二极管Cd和C的调谐，电压V3用 于变容二极管C。的调谐。同步改变两个变容二极管C的电容大小，相当于改变双模谐振 器的偶模谐振频率，实现对带宽的调谐；同时改变两组变容二极管Cyi和C的容值大小，实 现对频率的可调；在整个调谐过程中，适当调谐变容二极管C。的大小，实现输入输出馈电网 络与谐振器的匹配，提供合适的外部品质因数Q。，保证频率可调时带宽恒定不变、滤波特性 稳定。
[0068] 本发明实例中用的介质板材料为RTAluroid5880,相对介电常数为2. 2,介质板厚 度为0.787mm，覆铜厚度为0.018mm，损耗角正切为0.0009。如图6所示，其中Li= 3. 7mm， Lz= 5. 5mm,L3= 16.8mm，L4= 2. 4mm.L5= 7mm,Lg= 10mm，L7= 3. 25mm，W。= 2. 4mm.W^ =0.8mm，W2=I. 5mm，W3= 1.5mm。禪合器总面积尺寸为 0.09X0.20(AgXAg),明显小于 已有可调滤波器。
[0069] 通过下面的仿真实验对本发明的应用效果作详细的说明。
[0070] 对本发明实施实例的S参数进行仿真和测量，采用S维电磁仿真软件HFSS13.0和 ADS的联合仿真，测试仪器为N5230A矢量网络分析仪。图7是频率可调时插入损耗（Szi) 的仿真与实测结果，图8是频率可调时回波损耗（Sii)的仿真与实测结果；由仿真与实测结 果图7、8可见，本发明的工作中屯、频率范围为1. 3-1. 6GHz，工作带宽保持290MHz不变，回 波损耗稳定于23地左右（Sii)，仿真与实测的插入损耗工作频率范围内都稳定于0. 9地左 右（S21)，在工作频段内，实现了可调滤波器的滤波性能保持稳定的目标。图9是带宽可调 时插入损耗（Szi)的仿真结果，图10是带宽可调时回波损耗（Sii)的实测结果；由仿真与实 测结果图9、10可见，本发明的工作带宽可调范围为120-430MHZ，工作中屯、品保持1. 3GHz不 变，回波损耗优于20地(Sii)，仿真与实测的插入损耗在工作可调过程中在0. 5-1. 7地之间 (Szi)。而且仿真与实测结果吻合地非常好，充分说明了本发明设计的可行性。
[0071] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于SLR结构的频率和带宽全可调带通滤波器，其特征在于，所述基于SLR结构 的频率和带宽全可调带通滤波器设置有由输入微带线、输入匹配调谐网络、谐振器、输出匹 配调谐网络、输出微带线依次连接组成的上层微带结构； 通过输入微带线和输出微带线馈电给谐振器，输入匹配调谐网络和输出输入匹配调谐 网络实现与谐振器的匹配，满足所需的外部Q值，在可调过程中保证绝对带宽不变、滤波特 性稳定；输入匹配调谐网络和输出输入匹配调谐网络由变容二极管组成，分别连接输入输 出微带线与谐振器； 所述微带谐振器、输入微带线、输出微带线印制在带通滤波器中间层的介质基板上。2. 如权利要求1所述的基于SLR结构的频率和带宽全可调带通滤波器，其特征在于，所 述输入微带线和输出微带线均为50 Q微带线； 所述谐振器由二分之一波长微带线加载T型开路枝节，其中二分之一波长微带线两端 分别加载第一变容二极管和第二变容二极管；T型开路枝节的水平微带线的两端分别加载 第三变容二极管和第四变容二极管； 所述输入微带线和谐振器之间设置输入匹配调谐网络，输入匹配调谐网络是由第一变 容二极管和第五变容二极管组成； 所述谐振器和输出微带线之间设置输出匹配调谐网络，输出匹配调谐网络是由第二变 容二极管和第六变容二极管组成。3. 如权利要求2所述的基于SLR结构的频率和带宽全可调带通滤波器，其特征在于，所 述第一变容二极管、第二变容二极管、第三变容二极管、第四变容二极管、第五变容二极管 和第六变容二极管均设置偏置电路。4. 如权利要求1或2所述的基于SLR结构的频率和带宽全可调带通滤波器，其特征在 于，所述输入微带线与谐振器之间分别加载第一隔直电容和第五变容二极管；所述谐振器 与输出微带线之间分别加载第六变容二极管和第二隔直电容；五变容二极管和第一隔直电 容，第六变容二极管和第二隔直电容通过边长为〇. 7_的方形微带贴片级联而成。5. 如权利要求2所述的基于SLR结构的频率和带宽全可调带通滤波器，其特征在于，所 述谐振器的二分之一波长微带线和T型开路枝节进行一定的弯折，以减小尺寸，整体呈轴 对称结构。6. -种移动终端，其特征在于，使用权利要求1-5任意一项所述的基于SLR结构的频率 和带宽全可调带通滤波器。7. -种卫星通信系统，其特征在于，使用权利要求1-5任意一项所述的基于SLR结构的 频率和带宽全可调带通滤波器。
【专利摘要】本发明公开了一种基于SLR结构的频率和带宽全可调带通滤波器，通过调谐变容二极管，实现了对频率、带宽的宽范围调谐，解决了可调过程中插损大、绝对带宽改变、滤波特性不稳定的问题。包括上层的微带结构、中间层介质基板和下层的接地板；微带结构由输入微带线、输入匹配调谐网络、谐振器、输出匹配调谐网络、输出微带线顺次连接而成；谐振器由二分之一波长微带线加载T型开路枝节组成，二分之一波长微带线两端和T型开路枝节两端分别设有一组变容二极管，输入输出微带线与谐振器间设有一组变容二极管和一组隔直电容，在变容二极管位置设有偏置电路，偏置电路连接外部直流电源。本发明采用微带结构，设计紧凑，加工简单，成本低廉，易于集成。
【IPC分类】H01P1/203
【公开号】CN105140605
【申请号】CN201510575789
【发明人】吴秋逸, 赵小敏, 史小卫, 刘向军
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月10日