一种新型微带可重构多模滤波器的制作方法

本发明属于毫米波与微波器件
技术领域：
，具体涉及一种新型微带可重构多模滤波器。
背景技术：
：进入21世纪后，无线通信技术有了飞速的发展，无线通信设备也随处可见。4g(fdd-lte、tdd-lte)已经得到全面普及，为了满足日益增长的连接需求，并伴随着虚拟现实、增强现实和物联网云计算等技术的发展，人们又开始了5g的研发。未来对无线设备提出了更低的价格、更轻的重量、更大的容量等一系列新要求。滤波器是无线通信设备不可或缺的一部分，具有频率选择特性，能筛选出有用的信号，而对不需要的信号进行抑制，在雷达、移动通信等诸多电子设备中广泛使用。其性能的优劣对整个通信设备的性能有着重要的影响。在同一个通信系统会有多个通信频段，为了实现该功能，比较成熟的采用多组收发技术，但是这种技术对器件的投资很大。采用可重构多模滤波器技术就能用单个滤波器，来实现多个频率特性。通过在滤波器中加入可调元件，就可以实现对通带中心频率、带宽和带外抑制等参数的调节。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种新型微带可重构多模滤波器，该滤波器采用的pin二极管实现通带频率的切换，设计的滤波器具有尺寸小，结构简单等优点。为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型微带可重构多模滤波器，包括介质基板，在介质基板的底面设有金属地板，在介质基板的上表面刻蚀有微波电路，其特征是，微波电路包括依次连接的第一馈电网络、多模环形谐振器和第二馈电网络，第一馈电网络、多模环形谐振器和第二馈电网络构成以多模环形谐振器的竖直中心处为对称中心线的对称结构；其中第一馈电网络由传输线四构成，第二馈电网络由传输线五构成，传输线四与传输线五均为双指结构且对称设置；传输线四的左端口作为输入端口，传输线五的右端口作为输出端口；多模环形谐振器包括传输线六、传输线七、传输线八、传输线九、传输线十、传输线十一、传输线十二、传输线十三以及pin二极管，传输线九、传输线八和传输线十依次相连构成开口向上的直角∪形，传输线八的左右两侧分别水平连接传输线六和传输线七，传输线六位于传输线四的双指之间，传输线七位于传输线五的双指之间，传输线九一端垂直连接传输线十一，传输线十一端垂直连接传输线十二，且传输线十一与传输线十二为相对朝向，位于传输线十一和传输线十二的中间位置水平设置有传输线十三，传输线十一与传输线十三之间以及传输线十二与传输线十三之间串联了二极管，传输线十三串联电感后接地；二极管的两端由bias电路提供直流偏置电压。本发明滤波器的工作过程为：当直流偏置电压加上正向电压时，此时二极管导通，传输线十一与传输线十三之间以及传输线十二与传输线十三之间导通，滤波器通带中心频率在高频处；当直流偏置电压加上反向电压时，此时二极管截止，传输线十一与传输线十三之间以及传输线十二与传输线十三之间断开，滤波器通带中心频率在低频处。通过pin二极管的通断实现通带频率的切换。进一步的，传输线四与传输线五两者尺寸相同。进一步的，传输线六与传输线四的双指上下缝隙的宽度相同，传输线七与传输线五的双指上下缝隙的宽度相同。进一步的，所述滤波器的对称中心与传输线十三和传输线八的竖直中心重合。进一步的，bias电路包括电阻r、电容c和电感l，直流电源输入端一路直接连接电容c后接地，另一路串联电阻r和电感l后连接二极管的阳极。进一步的，介质基板的厚度为0.508mm，介电常数为3.38，损耗角正切为0.0027。与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该滤波器采用的pin二极管实现通带频率的切换，此滤波器结构简单。附图说明图1为微带可重构多模滤波器的侧视图；图2为微带可重构多模滤波器的结构示意图；图3为微带可重构多模滤波器pin二极管导通时，频段在1-6ghz时仿真与实测s参数示意图；图4为微带可重构多模滤波器pin二极管截止时，频段在1-6ghz时仿真与实测s参数示意图。附图标记：1、微波电路；2、介质基板；3、金属地板；4、传输线四；5、传输线五；6、传输线六；7、传输线七；8、传输线八；9、传输线九；10、传输线十；11、传输线十一；12、传输线十二；13、传输线十三。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。本发明的一种新型微带可重构滤波，如图1所示，包括介质基板2，介质基板2采用现有技术中双面覆铜的基板，其厚度为0.508mm，介电常数为3.38，损耗角正切为0.0027。在介质基板2的底面设有金属地板3，在介质基板2的上表面刻蚀有微波电路1，微波电路1包括依次连接的第一馈电网络、多模环形谐振器和第二馈电网络，第一馈电网络、多模环形谐振器和第二馈电网络构成以多模环形谐振器的竖直中心处为对称中心线的对称结构。如图2所示，其中第一馈电网络由传输线四4构成，第二馈电网络由传输线五5构成，传输线四4与传输线五5均为双指结构，两者尺寸相同，且对称设置。以传输线四4为例，该双指结构馈电网络总长为l1,包含左侧的微带线与右侧的双指，左侧微带线宽度为w1,右侧双指的尺寸参数相同，长度为l2，宽度为w2。传输线四4的左端口作为输入端口port1，传输线五5的右端口作为输出端口port2。多模环形谐振器由传输线六6、传输线七7、传输线八8、传输线九9、传输线十10、传输线十一11、传输线十二12、传输线十三13以及pin二极管组成。传输线九9、传输线八8和传输线十10依次相连构成开口向上的直角∪形，传输线八8的左右两侧分别水平连接传输线六6和传输线七7，传输线六6位于传输线四4的双指之间，传输线七7位于传输线五5的双指之间，传输线九9一端继续垂直连接传输线十一11，传输线十10一端垂直连接传输线十二12，且传输线十一11与传输线十二12为相对朝向，位于传输线十一11和传输线十二12的中间位置水平设置有传输线十三13，传输线十一11与传输线十三13之间串联了smp1345-079型pin二极管，传输线十二12与传输线十三13之间也串联了smp1345-079型pin二极管，传输线十三13串联电感l后接地。该多模环行谐振器为对称结构，对称轴为图2中虚线，该虚线经过传输线十三13和传输线八8的中心。谐振器中各微带线的尺寸参数具体如表1所示。传输线七7插入到传输线五5的双指之间，传输线六6插入传输线四4的双指之间，与上下双指存在相同宽度的缝隙，缝隙使传输线六6(或传输线7)与传输线四4(或传输线五5)的双指产生耦合作用。表1：谐振器每段传输线的具体参数l1l2l3l4l5l6l712mm9.5mm10mm9.5mm7.23mm2.3mm3.0mmw1w2w3w4w5w61.16mm0.28mm0.30mm0.80mm0.80mm0.80mmpin二极管的两端由bias电路提供直流偏置电压，bias电路包括电阻r、电容c和电感l，直流电源输入端一路直接连接电容c后接地，另一路串联电阻r和电感l后连接二极管的阳极。bias电路中的电感l为50nh，串联电感能防止射频信号串扰到直流电源。电阻r为221ω，电阻用于控制电流大小，为二极管提供合适的工作电流，电容c为10pf，电容可以滤除电源中的杂波。本发明的滤波器的工作过程为：当滤波器直流偏置电压加上正向电压(如+3v)时，此时二极管导通，传输线十一11与传输线十三13之间以及传输线十二12与传输线十三13之间导通，滤波器通带中心频率在高频处。当滤波器直流偏置电压加上反向电压(如-3v)时，此时二极管截止，传输线十一11与传输线十三13之间以及传输线十二12与传输线十三13之间断开，滤波器通带中心频率在低频处。该滤波器通过控制二极管的导通与截止来实现通带频率的切换，此滤波器具有结构简单优点。滤波器的频率响应特性包括传输特性即|s21|幅度响应，反射特性即|s11|幅度响应。图3是直流偏置电压加上+3v时的仿真与实测s参数，此时二极管导通，实测表明滤波器的3db通带为频率为3.15-4.64ghz，中心频率处的插损为1db。滤波器通带中心频率在高频处。图4是直流偏置电压加上-3v时的仿真与实测s参数，此时二极管截止，实测表明滤波器3db通带为频率为2.4-2.9ghz，在中心频率处的插损为2.1db。滤波器通带中心频率在低频处。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。当前第1页12