一种耦合系数可重构的滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明专利属于微波工程技术领域，尤其涉及到一种便于实现耦合系数可重构的 滤波器。
【背景技术】
[0002] 微带带通滤波器设计通常是根据指标要求选取合适的低通原型进行综合，然后由 频率和阻抗变换后得到所需滤波器设计的具体元件值，最后将电路中各串联（或并联）谐 振器由微带线等效替代。于此同时，相邻谐振器间存在一个与设计频带带宽相关的耦合系 数矩阵。
[0003] 通常，中心频率为^，相对带宽确定的滤波器，根据其设计阶数N便唯一对应一个 耦合系数矩阵M，其相邻谐振器间的耦合系数Mu便唯一确定。随着频率可调滤波器的广泛 应用和调谐技术的迅速发展，电调滤波器被越来越广泛的应用到了个人通信系统、捷变频 接收系统、卫星通信、雷达系统等，在微波系统中起着越来越重要的作用。
[0004] 现有的电调滤波器通常设计为中心频率可调、可控，但很少有相关文献报道有对 滤波器设计过程中耦合系数可控及任意重构的技术。因此在现有技术下，通常电调滤波器 的调谐结果难以保证在整个频率变化过程中绝对带宽固定且带内性能优良，且调谐范围极 大的受耦合系数矩阵M限制而无法实现宽带调谐。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于解决上述技术问题，提出一种耦合系数可重构的滤波器，通过 引入叉值电容结构结合可变电容器这一构想实现对耦合系数可控部分的调整。
[0006] 本发明的技术解决方案是，提供一种耦合系数可重构的滤波器，包括谐振器、插指 电容、微带线和可变电容器，其特征在于：在两个相邻谐振器之间任意位置处引长度为1的 微带线，以插指电容的形式对这两个谐振器引入相互间的耦合，同时在长度为1的微带线 中间部位加载有一个可变电容器，基于以上形成两个相邻谐振器之间耦合系数可变。
[0007] 进一步的，所述微带线长度1满足1 <A/4或A/8。
[0008] 进一步的，所述谐振器采用长度A/2的开路线构造，或采用长度为X/4的短路线 实现。
[0009] 进一步的，所述可变电容器具体为变容二极管或MEMS或压电转换器。
[0010] 更进一步的，所述滤波器连接有程控电源，所述可变电容器的容值可程控改变。
[0011] 本发明的有益效果体现在：通过将传统滤波器设计过程中相邻两个谐振器间耦合 系数Ky设计为谐振器自身间距d为变量控制的耦合系数Mu以及由可变电容器控制的耦 合系数獲；一起实现，形成耦合系数的程控可重构。该方法较传统的仅由相邻谐振器自 身间距d为单一变量相比，极大的增加了对加工成型的电路实物调试的自由度，尤其对于 由特殊基片材料制成的滤波器（如：高温超导滤波器）。本发明的滤波器通过引入叉值电 容结构结合可变电容器这一构想实现对耦合系数可控部分爲;?的调整，而两者的电容量的 比例又可以根据设计需求任意设置，使得该滤波器对不同指标下的耦合系数都可以设计实 现所需要的重构量，即该滤波器具有一定范围内的普遍适用性。
【附图说明】
[0012] 图1为传统滤波器相邻谐振器间的结构示意图；
[0013] 图2为本发明中相邻谐振器间的结构示意图；
[0014]图3为本发明的具体实施例电路模型；
[0015] 图4为本发明具体实施例的仿真结果；
[0016]图5为本发明实施例仿真结果中所换算的耦合系数重构曲线。
【具体实施方式】
[0017] 下面将结合附图和具体实施例，对本发明作出进一步的阐述。
[0018] 如图1为传统滤波器相邻谐振器间的结构示意图，包括谐振器1和固定电容2。
[0019] 如图2所示为本发明滤波器中的相邻谐振器间的结构示意图，一种耦合系数可重 构的滤波器，包括谐振器1、插指电容（其中，采用插指电容可通过计算得到相对应的电容 量，便于模型提取及精确计算）、微带线和可变电容器3,在两个谐振器1之间任意位置处引 长度为1的微带线，以插指电容的形式对这两个谐振器1引入相互间的耦合，同时长度为1 的微带线中间部位加载有一个可变电容器3,基于以上形成两个相邻谐振器之间耦合系数 可变。
[0020] 优选的，所述微带线长度1满足1<A/4或X/8(此限制以避免微带线引入耦合 同时自身形成谐振频率远于2R)处，同时避免由于可变电容器的引入而带来的额外损耗）。
[0021] 优选的，所述谐振器1采用长度为A/2的开路线构造，或采用长度为X/4的短路 线实现。
[0022] 优选的，所述可变电容器3具体为变容二极管或MEMS或压电转换器。
[0023] 优选的，所述滤波器连接有程控电源，所述程控电源用于改变可变电容器3的容 值。
[0024] 作为一个优选的可实施方案，选用长度为X/2的开路线构造谐振器1。
[0025] 图3所示为本发明的具体实施例电路模型，包括插指电容、可变电容器以及两个 谐振器。
[0026] 图4所示为本发明具体实施例的仿真结果，实施例采用6组不同电容量的可变电 电容器进行试验，可变电容器的容值分别为1??、2??、3??、4??、5??和1(^。从图中可知， 当可变电容器容值越小，即为lpF时，谐振器间耦合最强；而当其容值为5pF时，谐振器间耦 合相对于之前有所减弱；最终将可变电容器容值调为10pF时，所实现耦合接近为最初的一 半。
[0027]图5所示为本发明实施例仿真结果中所换算的耦合系数重构曲线，可见，随着可 变电容器容值的变化，谐振器之间的耦合系数也随之改变。从图中可直观看出，谐振器间耦 合随接入的可变电容器容值增大而减小。当可变电容器容值变化为：lpF- 10pF时，谐振 器间耦合变化为〇. 010131 - 0. 005947。
[0028] 本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发 明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的 普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明的其它各种具 体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种耦合系数可重构的滤波器，包括谐振器、插指电容、微带线和可变电容器，其特 征在于：在两个相邻谐振器之间任意位置处引长度为1的微带线，以插指电容的形式对这 两个谐振器引入相互间的耦合，同时长度为1的微带线中间部位加载有一个可变电容器， 基于以上形成两个相邻谐振器之间一部分可变耦合。2. 根据权利要求1所述的耦合系数可重构的滤波器，其特征在于：所述微带线长度1 满足I < X /4或A /8。3. 根据权利要求1所述的耦合系数可重构的滤波器，其特征在于：所述谐振器为长度 为A/2的开路线构造谐振器，或采用长度为X/4的短路线实现。4. 根据权利要求1-3任一权利要求所述的耦合系数可重构的滤波器，其特征在于：所 述可变电容器具体为变容二极管或MEMS或压电转换器。
【专利摘要】一种耦合系数可重构的滤波器，包括谐振器、插指电容、微带线和可变电容器，其特征在于：在两个相邻谐振器之间任意位置处引长度为l的微带线，以插指电容的形式对这两个谐振器引入相互间的耦合，同时长度为l的微带线中间部位加载有一个可变电容器，基于以上形成两个相邻谐振器之间耦合系数可变。本发明的滤波器通过引入插值电容结构结合可变电容器这一构想实现对耦合系数可控部分的调整，而两者的电容量的比例又可以根据设计需求任意设置，使得该滤波器对不同指标下的耦合系数都可以设计实现所需要的重构量，即该滤波器具有一定范围内的普遍适用性。
【IPC分类】H01P1/20, H01P1/203
【公开号】CN104979605
【申请号】CN201510426561
【发明人】羊恺, 杨超伟, 文伟, 罗显虎, 袁圆, 任向阳
【申请人】成都顺为超导科技股份有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年7月20日