专利名称：应用于uhf和vhf频段的电调lc滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线通信技术领域，特别涉及一种应用于UHF和VHF频段的微波通信器件，可用于无线电监测设备。
背景技术：
现代无线通信技术发展迅速，相关应用产品日新月异，但是带来的问题也越来越突出，频谱占用越来越密集，导致频谱拥挤的问题日益突出。为了更高效地利用有限的频谱资源，扩频、跳频、动态频率分配等技术得到广泛的应用，电调可重构滤波器作为这些技术的关键器件越来越受到重视。电调滤波器在收发信机中，起到控制有用信号频率，抑制有害干扰频率，支持多信道通信的作用。电调可重构滤波器相对于机械调谐滤波器，其响应时间短、易于控制、结构简单。在现在通信系统中的应用日益广泛。在实际应用中，电调滤波器在发射机中位于天线之前起到后级滤波的作用，在接收机中在天线的后端起到选频的作用，将有用的信号频率从天线接收的大量频谱中选择出来。由于电磁环境日益复杂，频谱拥挤导致的干扰频率大量增加，电调滤波器在收发信机中，可以起到控制有用信号频率，抑制有害干扰频率，支持多信道通信的作用。根据研究报道，多种不同的调谐器件也已经被集成进无源滤波器结构中，例如半导体变容二极管、射频微机电系统RF MEMS电容管以及其他基于功能性材料的元件，包括铁电薄膜材料变容二极管。由于微带线滤波器能够以很小的尺寸来完成这类集成，因此，对于在微带线的基础上开发可调谐或可重构滤波器具有重要的应用价值。目前，国内外进行了有关电调滤波器的一系列研究工作，并取得了一些成果。但是，射频电调带通滤波器普遍面临着以下一些缺陷:(I)现代通信系统中，由于许多无线信道的绝对带宽是恒定不变的，因此，可调谐滤波器应用在这种场合时，需要在调谐中心频率时通带的绝对带宽和波形保持恒定不变。然而，现有技术中，随着中心频率的改变，绝对带宽往往剧烈变化。(2)电调滤波器由于一般采用多阶谐振器结构，并且有额外的隔直电容，使得滤波器的插入损耗较大且不同频率上的插入损耗差别较大，给系统设计中的链路增益分配带来不便。(3)由于现有技术往往采用把每一阶谐振器的一端通过接变容二极管接地，使得电调滤波器的调节范围较小，无法实现中心频率的大范围调谐。针对可调滤波器在调谐中心频率时绝对带宽改变剧烈这个问题，目前一些方法已经被提出来改善这个问题，可以使中心频率调谐时带宽保持恒定。一种方法是根据“Han-UIMoon ；Seung-Un Choi ;Young_Ho Cho ；and Sang-Won Yun ;Size_Reduced TunableHairpinBandpass Filter using Aperture Coupling with Enhanced Selectivity andConstantBandwidth, in Microwave Symposium Digest，pp.747-750，2008” 中的分析，利用一个可变电容器来控制不同频率下的耦合量可以达到恒定的绝对带宽。这种方法的缺点是需要使用额外的电容来控制级间的耦合强度，导致调谐复杂。另一种改善这个问题的方法是根据 “Yi_Chyun Chiou ；Rebeiz, G.Μ.；Α Tunable Three-Pole 1.5_2.2-GHzBandpassFilter With Bandwidth and Transmission Zero Control, IEEE Trans Microw.TheoryTech.，pp.2214-2220，September 2011,59, (9) ”所提出的结构，引入除了控制电长度的变容二极管，同时引入了额外的两个变容二极管，以及一段类似电感作用的微带线共同来控制耦合电耦合和磁耦合，从而控制带宽。这种方法使实现过程中的插入损耗大为增大，且调节非常繁琐。无论是工业应用还是集成化的需要，尤其是移动终端和卫星通信系统的需求，都急需一种设计简单，低插损、绝对带宽变化小或者恒定可靠的电调带通滤波器。
实用新型内容本实用新型针对以上问题，提出一种结构简单、中心频率调节范围宽，带宽窄，插入损耗小，成本低，易于加工和调试、应用于UHF和VHF频段的电调LC滤波器。为实现上述目的，本实用新型技术方案为:一种应用于UHF和VHF频段的电调LC滤波器，包括:包括金属地板(I)、介质基板
(2)、第一微带连接电路(3)、第二微带连接电路(4)、第三微带连接电路(5)、第四微带连接电路(6)、第五微带连接电路(7)、第六微带连接电路(8)、第一T形节(9)、第二T形节(10)、第三T形节(11)、变容二极管(13)和隔直电容(14)，所述第二微带连接电路(4)、第五微带连接电路(7)、第六微带连接电路(8)通过金属化过孔与金属地板(I)连接，偏置电压通过微带连接电路(5)加到变容二极管(13)负极上，通过第三T形节(11)流到第六微带连接电路(8)，第六微带连接电路(8)接地，偏置电压与第二微带连接电路(4)之间由隔直电容(14)隔断，第二微带连接电路(4)接地。所述的电调LC滤波器，所述变容二极管(13)变容比为9。所述的电调LC滤波器，所述介质基板(2)的尺寸小于20mm*20mm。所述的电调LC滤波器，介质基板⑵的介电常数介于1-10之间。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:1.本实用新型采用集总器件，提高电感Q值，降低插损。2.本实结构简单。3.本实用新型设计灵活，可以根据自己选用的电感需要自行调节微带连接电路位置，改变滤波器形状。4.本实用新型由于变容二极管直接构成谐振器的C，故变容二极管的变容范围直接影响频率的调节范围，可以实现很大范围的频率调节。5.本实用新型性能良好，具有结构简单，可调节范围宽，插入损耗小，带宽窄的特点。6.本实用新型能根据实际需求自行改进。
图1是本实用新型实施例1的结构示意图；图2是图1的侧视图；图3是本实用新型实施例1的回波损耗示意图；[0026]图4是本实用新型实施例1的插入损耗示意图；图5是本实用新型实施例2的回波损耗示意图；图6是本实用新型实施例2的插入损耗示意图；图7是本实用新型实施例3的回波损耗示意图；图8是本实用新型实施例3的插入损耗示意具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。实施例1:参见图1和图2，以图1中右侧为例，应用于UHF和VHF频段的电调LC滤波器包括:包括金属地板1，介质基板2 (为正方形)，微带连接电路3、微带连接电路4、微带连接电路5、微带连接电路6、微带连接电路7、微带连接电路8 (均为50 Ω阻抗)，T形节9(由电感线圈L11、电感线圈L12、电感线圈L13构成)、T形节10 (由电感线圈L21、电感线圈L22、电感线圈L23构成)、Τ形节11 (由电感线圈L31、电感线圈L32、电感线圈L33构成)，变容二极管13和隔直电容14，所述微带连接电路4、微带连接电路7、微带连接电路8通过金属化过孔与金属地板I连接，偏置电压通过微带连接电路5加到变容二极管13负极上，通过T形节11流到微带连接电路8，微带连接电路8接地，偏置电压与微带连接电路4之间由隔直电容14隔断，微带连接电路4接地(即金属地板I)，所述变容二极管和隔直电容与T形节中电感构成谐振器，从而通过改变偏置电压控制变容二极管13容值，改变谐振频率。本实用新型的电调LC滤波器结构除了外加的分压网络16、分压网络17、分压网络18夕卜，其余部分左右对称分布。所述微带连接电路5、微带连接电路6、微带连接电路7、微带连接电路8的尺寸及相互间的位置距离可以根据所使用电感线圈粗细及电感长短自行调节，有相当大的可实现范围，本实施例中所采用的电感线圈直径约为3mm,长度从2mm到IOmm不等,故连接电路之间的距离大概是2mm，可以使结构更加紧凑。其他部分的连接电路根据所选用的变容二极管和隔直电容封装进行调节。所述各个T形节中电感线圈的感值分别为电感线圈Lll = 270nH,电感线圈L12 =80nH，电感线圈L13 = IOOnH,电感线圈L21 = 270nH,电感线圈L22 = 80nH,电感线圈L23=IOOnH,电感线圈 L31 = 535nH,电感线圈 L32 = 137nH,电感线圈 L33 = 535nH。所述滤波器的调节范围为30M-90M，所用变容二极管13变容比为9，所以频率变化范围最大为3倍，证明该结构可以实现大范围的频率变化。所述介质基板2的尺寸小于20mm*20mm。实施例2:本实施例中的LC电调滤波器，其结构设计与电路分部与实施例1中相同，根据调谐范围改变其电感值和电容值(电感线圈Lll = 31nH，电感线圈L12 = 76nH，电感线圈L13=22nH，电感线圈L21 = 31nH，电感线圈L22 = 76nH，电感线圈L23 = 22nH，电感线圈L31=88nH，电感线圈L32 = 5nH，电感线圈L33 = 88nH。)，可以实现调谐范围从100M-300M。实施例3:本实施例中的LC电调滤波器，其结构设计与电路分部与实施例1中相同，根据调谐范围改变其电感值和电容值(电感线圈Lll = 24nH，电感线圈L12 = 78nH，电感线圈L13=21nH，电感线圈L21 = 24nH，电感线圈L22 = 78nH，电感线圈L23 = 21nH，电感线圈L31 =105nH，电感线圈L32 = 6.5nH，电感线圈L33 = 105nH。)，可以实现调谐范围从300M-840M。以上是本实用新型的三个具体实例并不构成对本实用新型的任何限制。本实用新型的实例效果可通过以下结果图进一步说明:对本实用新型实施例中的滤波器进行测量，其回波损耗和插入损耗的结果如图3-8所示，其中图3，图44为实施例1的测试结果，图5，图6为实施例2的测试结果，图7，图8为实施例3的测试结果。由测试结果可以看出，本实用新型可以覆盖很大的变频范围，而且变化范围内效果良好。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求1.一种应用于UHF和VHF频段的电调LC滤波器，其特征在于，包括:包括金属地板(I)、介质基板(2)、第一微带连接电路(3)、第二微带连接电路(4)、第三微带连接电路(5)、第四微带连接电路出)、第五微带连接电路(7)、第六微带连接电路(8)、第一 T形节(9)、第二T形节(10)、第三T形节(11)、变容二极管(13)和隔直电容(14)，所述第二微带连接电路(4)、第五微带连接电路(7)、第六微带连接电路(8)通过金属化过孔与金属地板(I)连接，偏置电压通过微带连接电路(5)加到变容二极管(13)负极上，通过第三T形节(11)流到第六微带连接电路(8)，第六微带连接电路(8)接地，偏置电压与第二微带连接电路(4)之间由隔直电容(14)隔断，第二微带连接电路⑷接地。
2.根据权利要求1所述的电调LC滤波器，其特征在于，所述变容二极管(13)变容比为9。
3.根据权利要求1所述的电调LC滤波器，其特征在于，所述介质基板(2)的尺寸小于20mm*20mm。
4.根据权利要求1所述的电调LC滤波器，其特征在于，介质基板⑵的介电常数介于1-1O之间。
专利摘要本实用新型公开了一种应用于UHF和VHF频段的电调LC滤波器，包括金属地板(1)、介质基板(2)、微带连接电路、T形节(9)、第二T形节(10)、第三T形节(11)、变容二极管(13)和隔直电容(14)，所述第二微带连接电路(4)、第五微带连接电路(7)、第六微带连接电路(8)通过金属化过孔与金属地板(1)连接，偏置电压通过微带连接电路(5)加到变容二极管(13)负极上，通过第三T形节(11)流到第六微带连接电路(8)，第六微带连接电路(8)接地，偏置电压与第二微带连接电路(4)之间由隔直电容(14)隔断，第二微带连接电路(4)接地。本实用新型能实现具有非常大的调谐范围，可应用于无线电监测。
文档编号H01P1/203GK202997013SQ20122061471
公开日2013年6月12日 申请日期2012年11月10日 优先权日2012年11月10日
发明者吴秋逸, 逄春辉, 史小卫, 魏峰 申请人:西安电子科技大学