一种可重构双频段带阻滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种带阻滤波器，尤其是一种应用在双频前端系统的具有恒定绝 对带宽的可重构双频段带阻滤波器，属于微波通信技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着信息技术的快速发展，集成密度高同时功能多、小型、轻量、高稳定性、低成本 和低功耗的无线电终端成为了无线通信领域的主要研宄方向。在射频前端，多频或可调滤 波器作为多频/跳频收发机中的关键器件，可以有效滤除各频段的噪声和各种无用信号、 降低频道间干扰，实现高质量通信。实际应用中，恒定绝对带宽的可重构滤波器扮演着更为 重要角色。恒定绝对带宽的可重构双频带阻滤波器具有双阻带独立可重构、频率调谐时带 宽维持相对恒定的特点，与单频带阻滤波器相比，通信系统的频谱利用率大为提高，系统的 功耗、尺寸也大为降低。
[0003] 绝对带宽恒定的可重构带阻滤波器目前已经得到了一些学者的关注，也提出了几 种不同的设计方法：
[0004] 1) 2015 年 Ching-Wen Tang 等人在 IEEE Microw. Wireless Compon. Lett.上发表 了 "A Compact Tunable Notch Filter With Wide Constant Absolute Bandwidth"，文章 采用的是枝节加载的方式产生阻带，枝苄基本上完全用变容二极管和贴片电感代替，实现 了一个单阶的频率可调的带阻滤波器，其优点是尺寸很小，频率调节范围大，阻带绝对带宽 基本恒定。
[0005] 2) 2012年，国内学者章秀银等人在IEEE Trans. Ind. Electron.上发表了 "RF Tunable Bandstop Filters With Constant Bandwidth Based on a Doublet C o n f i gu r a t i o n "，文章提出一种绝对带宽恒定的带阻滤波模块，其频率可调且绝对带宽基 本恒定。采用多个这种滤波模块级联可以实现一个高阶的带阻滤波器。虽然级联可以获得 高阶的阻带，但体积随之成倍增大。
[0006] 3) 2009 年，Shao Ying Huang 等人在 IEEE Transaction on MTT 上发表的 "A Compact E-Shaped Patterned Ground Structure and Its Applications to Tunable Bandstop Resonator"文章中，基于改进型的缺陷地结构，使用了变容二极管加载设计了一 个单阶的可调带阻滤波器，其优点是尺寸比较小，目前有许多可调带阻滤波器的研宄成果 都是基于缺陷地结构设计的。
[0007] 已公开的现有技术多涉及可重构单频带阻滤波器，适用于双频通信系统的可重构 双频带阻滤波器极少，所提方法和结构以及所实现的性能有限。同样已公开的现有技术多 涉及一阶带阻滤波器，二阶和二阶以上的可重构带阻滤波器极少，所提方法和结构以及所 实现的性能有限。实际应用中更多的是恒定绝对带宽的可重构滤波器，即频率调谐时绝对 带宽保持相对恒定，目前已公开的现有技术基本没有实现两个频段绝对带宽都恒定的可重 构带阻滤波器。 【实用新型内容】
[0008] 本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种可重构双频段带 阻滤波器，该滤波器结构紧凑，实现了两个独立可重构的二阶阻带，并且在频率调谐时均保 持绝对带宽恒定，带外传输性良好。
[0009] 本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0010] 一种可重构双频段带阻滤波器，包括上层的微带线结构和有源电路、中层的介质 基板、下层的接地金属贴片以及金属通孔，所述金属通孔依次贯穿微带线结构、介质基板和 接地金属贴片，使微带线结构与接地金属贴片之间通过介质基板连接，所述微带线结构包 括主传输线、第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器和第四谐振器，所述主传输线弯曲折叠 成左右两边对称、中部向下凹的结构，所述第一谐振器和第二谐振器在弯曲折叠后，分别设 置在主传输线的左下方和右下方，并通过主传输线耦合形成一组谐振器；所述第三谐振器 和第四谐振器在弯曲折叠后，设置在主传输线中部向下凹的位置上，并通过主传输线耦合 形成另一组谐振器；两组谐振器和主传输线使微带线结构整体呈"凹"字型结构；每个谐振 器的短路端都加载有一个变容二极管。
[0011] 作为一种优选方案，所述主传输线的左端设置有输入端口，右端设置有输出端口； 所述第一谐振器、第三谐振器和输入端口分别与第二谐振器、第四谐振器和输出端口左右 对称。
[0012] 作为一种优选方案，所述第一谐振器和第二谐振器均连接第一直流电压源，所述 第三谐振器和第四谐振器均连接第二直流电压源，所述第一直流电压源用于为第一谐振器 和第二谐振器所加载的变容二极管提供反向偏置电压，所述第二直流电压源用于为第三谐 振器和第四谐振器所加载的变容二极管提供反向偏置电压。
[0013] 作为一种优选方案，所述第一谐振器与第一直流电压源之间、第二谐振器与第一 直流电压源之间、第三谐振器与第二直流电压源之间、第四谐振器与第二直流电压源之间 均串接有一个高频扼流圈。
[0014] 作为一种优选方案，所述高频扼流圈的电感值为100nH。
[0015] 作为一种优选方案，所述第一谐振器加载的变容二极管为第一变容二极管，所述 第二谐振器加载的变容二极管为第二变容二极管，所述第三谐振器加载的变容二极管为第 三变容二极管，所述第四谐振器加载的变容二极管为第四变容二极管；所述金属通孔有四 个，分别为第一金属通孔、第二金属通孔、第三金属通孔和第四金属通孔，所述第一金属通 孔与第二金属通孔左右对称，所述第三金属通孔与第四金属通孔左右对称；所述第一金属 通孔通过第一变容二极管与第一谐振器相连，所述第二金属通孔通过第二变容二极管与第 二谐振器相连，所述第三金属通孔通过第三变容二极管与第三谐振器相连，所述第四金属 通孔通过第四变容二极管与第四谐振器相连。
[0016] 作为一种优选方案，所述第一变容二极管、第二变容二极管、第三变容二极管和第 四变容二极管均采用SMV1413型变容二极管，其反向偏置电压从0~30V连续可调，电容值 在9. 24~1. 77pF之间非线性递减。
[0017] 作为一种优选方案，所述第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器和第四谐振器均采 用1/4波长短路谐振器。
[0018] 作为一种优选方案，所述第三谐振器和第四谐振器在弯曲折叠后均形成开口环结 构。
[0019] 作为一种优选方案，两组谐振器与主传输线之间的间距都是相同的。
[0020] 本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：
[0021] 1、本实用新型的可重构双频段带阻滤波器通过两组独立耦合的单端（短路端）加 载变容二极管（Varactor)谐振器实现两个独立可重构的阻带，使得设计更加灵活及小型 化，电磁兼容性更好。
[0022] 2、本实用新型的可重构双频段带阻滤波器通过两组独立耦合的单端（短路端）加 载变容二极管谐振器实现两个二阶阻带，并在整个频率调节范围内显示两个模式，提升了 阻带的矩形度，选择性更好。
[0023] 3、本实用新型的可重构双频段带阻滤波器采用两组独立磁耦合的谐振器实现两 个阻带，变容二极管控制磁耦合强度实现频率调谐范围内阻带的恒定绝对带宽，使得两个 阻带绝对带宽保持相对恒定，带外传输性能良好。
[0024] 4、本实用新型的可重构双频段带阻滤波器通过对两组谐振器和主传输线进行适 当的弯曲折叠，使滤波器结构更紧凑，减小了滤波器的体积，提高了集成度，而且主传输线 可以从两组谐振器之间馈电，将两个阻带隔离开来，实现独立调谐。
【附图说明】
[0025] 图1为本实用新型实施例1的可重构双频段带阻滤波器结构示意图。
[0026] 图2为本实用新型实施例1的采用平行耦合线馈电的谐振器等效电路图。
[0027] 图3为本实用新型实施例2的可重构双频段带阻滤波器在不同第一直流电压源的 S参数仿真和测试结果对比曲线图。
[0028] 图4为本实用新型实施例2的可重构双频段带阻滤波器在不同第二直流电压源的 S参数仿真和测试结果对比曲线图。
[0029] 其中，1-微带线结构，2-介质基板，3-主传输线，4-第一谐振器，5-第二谐振器， 6-第三谐振器，7-第四谐振器，8-第一变容二极管，9-第二变容二极管，10-第三变容二极 管，11-第四变容二极管，12-第一金属通孔，13-第二金属通孔，14-第三金属通孔，15-第四 金属通孔，Biasl-第一直流电压源，Bias2-第二直流电压源，L eMte-高频扼流圈，Portl-输 入端口，Port2-输出端口。
【具体实施方式】
[0030] 实施例1 :
[0031] 如图1所示，本实施例的可重构双频段带阻滤波器包括上层的微带线结构1和有 源电路、中层的介质基板2、下层的接地金属贴片（图中未示出）以及金属通孔，所述金属通 孔依次贯穿微带线结构1、介质基板2和接地金属贴片，使微带线结构1与接地金属贴片之 间通过介质基板2连接；所述微带线结构1包括主传输线3、第一谐振器4、第二谐振器5、 第三谐振器6和第四谐振器7,所述主传输线3弯曲折叠成左右两边对称、中部向下凹的结 构，所述第一谐振器4和第二谐振器5在弯曲折叠后，分别设置在主传输线3的左下方和右 下方，并通过主传输线3耦合形成一组谐振器；所述第三谐振器6和第四谐振器7在弯曲折 叠后均形成开口环结构，设置在主传输线3中部向下凹的位置上，