一种基于开路枝节加载的可调带通-带阻滤波器的制造方法_2

文档序号:9767092阅读:来源:国知局
MHz-1000MHz。
[0025] 3、由于滤波器为微带结构,体积小、重量轻、成本低、适合工业批量生产,所以滤波 器具备结构简单、生产成本低的优点。
【附图说明】
[0026] 图1是现有技术中带通-带阻滤波器的结构示意图;
[0027] 图2是本发明中公开的一种基于开路枝节加载的可调带通-带阻滤波器的结构示 意图;
[0028]图3是本发明中使用的变容二极管的ADS模型;
[0029] 图4(a)是PIN二极管处于隔离状态时滤波器的散射参数Sn仿真结果图;
[0030] 图4(b)是PIN二极管处于隔离状态时滤波器的散射参数S21仿真结果图;
[0031] 图5(a)是PIN二极管处于闭合状态时滤波器的散射参数Sn仿真结果图;
[0032] 图5(b)是PIN二极管处于闭合状态时滤波器的散射参数S21仿真结果图;
[0033] 1-双面覆铜微带板,21-第一微带线,22-第二微带线,3-第一开路枝节,31-微带 线,32-微带线,4-第二开路枝节,41-微带线,42-微带线,5-第三开路枝节,51-微带线,52-微带线,6-第四开路枝节,61-微带线,62-微带线,7-第五开路枝节,71-微带线,72-微带线, 8_第六开路枝节,81-微带线,82-微带线。
【具体实施方式】
[0034] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对 本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用 于限定本发明。
[0035] 实施例
[0036]如附图2所示的一种基于开路枝节加载的可调带通-带阻滤波器的结构示意图,本 实施例公开的一种基于开路枝节加载的可调带通-带阻滤波器,以印刷电路板的方式制作 在双面覆铜微带板1上,所述双面覆铜微带板1的同一面上分别制作有用于输入或者输出电 磁波信号的馈线端口 portl和馈线端口 port2、第一微带线21、第二微带线22、第一多模加载 谐振器以及第二多模加载谐振器,该双面覆铜微带板1的另一面为覆铜接地板。
[0037] 第一微带线21与第二微带线22在滤波器的带通模式为输入与输出端口之间的馈 线,同时也是在滤波器的带阻模式下两个端口间的连接线。
[0038] 其中,所述馈线端口 portl、所述馈线端口 port2、所述第一微带线21、所述第二微 带线22位于同一直线上,所述第一多模加载谐振器以及所述第二多模加载谐振器分别位于 直线的两侧。
[0039] 所述馈线端口 portl通过串联隔直电容C7与所述第一微带线21的第一端连接,所 述馈线端口 P〇rt2通过串联隔直电容C8与所述第二微带线22的第二端连接,所述第一微带 线21的第二端与所述第二微带线22的第一端通过串联PIN二极管D7连接;同时外接直流电 源V3通过串联高频扼流圈RF choke以及限流电阻R后接入所述第一微带线21的第一端,所 述第二微带线22的第二端通过串联高频扼流圈RF choke接地。
[0040] 通过控制所述外接直流电源V3的电压进而控制所述PIN二极管D7的两端电压,实 现所述PIN二极管D7开闭状态的控制,当所述PIN二极管D7闭合状态时,其两端导通,所述滤 波器处于带阻模式,所述第一微带线21与所述第二微带线22为输入与输出端口之间的连接 线;当所述PIN二极管D7隔离状态时,其两端断开,所述滤波器处于带通模式,所述第一微带 线21与所述第二微带线22为输入与输出端口之间的馈线。
[0041] D7为PIN二极管,可以通过控制外接直流电源V3进而控制其两端电压进而控制其 开闭状态,当其两端导通时,开关处于闭合状态,滤波器处于带阻模式,当其两端压降为零 时,PIN二极管处于隔离状态,滤波器处于带通模式。R为电阻,用于限制PIN二极管上的电流 大小以保护PIN二极管不被烧坏。输入/输出端口均为50欧姆的匹配阻抗。
[0042] 如附图2所示,第一多模加载谐振器与第二多模加载谐振器以第一微带线21与所 述第二微带线22所在直线为对称轴成镜像对称或者反向对称。
[0043]其中,第一多模加载谐振器包括第一开路枝节3、第二开路枝节4与第三开路枝节 5,其中第一开路枝节3包括微带线31、32,其中微带线31、32垂直连接构成L型,其中所述第 二开路枝节4包括微带线41、42,其中微带线41、42垂直连接构成L型,所述第三开路枝节5由 直线型微带线51与U型微带线52连接构成,所述微带线31的一端和所述微带线41 一端直线 连接,上述二者分别与所述微带线51的一端垂直连接。
[0044]其中,第二多模加载谐振器包括第四开路枝节6、第五开路枝节7与第六开路枝节 8,其中所述第四开路枝节6包括微带线61、62,其中微带线61、62垂直连接构成L型,其中所 述第五开路枝节7包括微带线71、72,其中微带线71、72垂直连接构成L型,所述第六开路枝 节8由直线型微带线81与U型微带线82连接构成,所述微带线61的一端和所述微带线71-端 直线连接,上述二者分别与所述微带线81的一端垂直连接。
[0045] 微带线61、71所在直线、微带线31、41所在直线分别与第一微带线21和第二微带线 22所在直线相互平行,并且相邻存在耦合间隙。
[0046] 如图2所示,第一开路枝节3、第二开路枝节4、第四开路枝节6与第五开路枝节7的 开路端口分别通过串联隔直电容C1-C2和C4-C5、高频扼流圈RF choke与外接直流电源VI连 接,同时分别通过串联相应的上述隔直电容、变容二极管D1-D2和D4-D5接地。
[0047]第三开路枝节5与第六开路枝节8的开路端口分别通过串联隔直电容C3与C6、高频 扼流圈RF choke与外接直流电源V2连接,同时分别通过串联相应的上述隔直电容、变容二 极管D3和D6接地。
[0048] 上述D1-D6都为变容管,外接直流电源VI和V2为变容管的控制直流电压,通过改变 控制直流电压改变变容管的容值从而改变谐振器的谐振频率,进而实现该滤波器的可调特 性。C1-C8都为隔直电容,外接直流电压对交流电路的影响或者影响端口外的电路。隔直电 容的作用是隔离各个外接直流电源对其他变容管或者PIN开关二极管的影响或者对于端口 外电路的影响,因为本实施例中采取了比较大且合适的容值,所以其对于射频信号而言是 短路的,并不会影响射频电路的频率或者性能,只起到了隔直的效果。RF choke为高频扼流 圈,防止射频信号对直流电源的影响。
[0049] 其中,第一开路枝节3、第二开路枝节4、第四开路枝节6、以及第五开路枝节7的微 带线分别和对应的变容二极管的长度之和等效为所述可调带通-带阻滤波器工作时中心频 率对应的四分之一波长。
[0050] 第三开路枝节5以及第六开路枝节8的微带线分别和变容二极管工作时等效的长 度之和等效为所述可调带通-带阻滤波器工作时中心频率对应的四分之一波长。
[0051] 第一微带线21与第二微带线22的长度分别大于微带线31和微带线41的长度。
[0052] 四分之一波长的开路线谐振器等效电路为串联LC谐振器,所以在其末端加载变容 管相当于在LC谐振器上并联了可调的电容,因而可以通过调节变容管的容值改变谐振器的 电容,进而由谐振条件~-1/#可以控制谐振频率,进而实现频率可调的目的。本专利采 用的是多模谐振器,其主传输线是由两个四分之一波长开路谐振器构成,在中间加载的开 路枝节也是四分之一波长开路线谐振器。由奇偶模分析法可以得到通过调节主谐振器末端 变容管容值可以改变谐振器的奇偶模谐振频率,改变中间加载的开路线末端的变容管容值 可以改变谐振器的偶模谐振频率,通过适当的调节可以实现滤波器的奇偶模谐振频率的重 叠,而通过改变变容管的容值我们可以很方便的实现谐振频率的调节。谐振器(即微带线与 其加载的变容管等效的谐振器)工作时对应波长的四分之一。
[0053] 使用仿真软件Advanced Design System对滤波器进行仿
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