一种可调的平面带通-带阻滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及平面微带滤波器的技术领域，特别设及一种可调的平面带通-带阻滤 波器。
【背景技术】
[0002] 近年来，无线通信的高速发展、3G技术的普及、4G的到来，都标志着无线技术将迎 来一个蓬勃发展的高峰期。同时随着无线电子产品在人民生活中的普及，小型化、成本低已 经成为了电子产品的趋势。另一方面，随着电子信息的迅猛发展，日趋紧张的频谱资源更加 匿乏，为提高通信容量及降低相邻信道间信号串扰，对滤波器的选择性及集成化等提出了 更高的要求。而微带滤波器则满足了运一些要求。
[0003] 在射频滤波器中，属带通滤波器和带阻滤波器的研究最为活跃，每一期的IEEE TMTT和IE邸MWCL都有大量的关于带通滤波器和带阻滤波器的文章。其中，带通滤波器是现 代通信系统中最重要的元件之一，其作用为让带通内的信号自由通过而让带通外的信息尽 量衰减地通过。带阻滤波器则相反，目的是让阻带内的信号尽量衰减的通过，而让带外的信 号自由地通过，运点对不需要的干扰及噪声等的衰减具有重要的意义。
[0004] 但随着电磁环境的越来越复杂，宽带无线系统经常需要接收处于动态干扰环境下 所需的信号，运时可切换带通-带阻滤波器就具有重大的现实意义。因为对于一个高功率干 扰电磁环境，带阻模式可W抑制所需信号附近的大功率干扰，而带通模式可W用在低功率 干扰模式下。所W有必要对微带可切换带通-带阻滤波器进行进一步的研究。
[0005] 资料显示在2014年3月，Young-Ho化〇和6曰131'161 M.Rebeiz在本技术领域顶级期 刊"I邸E TRANSACTIONS ON MICROWAVE T皿ORY AND TECHNIQUES"上发表题为"Two-and Four-Pole Tunable 0.7-1.l-GHzBandpass-to-Bandstop Filters With Bandwidth Control"的文章。该滤波器使用了射频开关，控制带通滤波器与带阻滤波器的切换。该滤波 器使用的开关是RF MEMS开关，运种开关虽然特性优良，但是其昂贵的成本限制了其推广应 用，而本专利使用的是PIN二极管控制带通-带阻特性的选择，而PIN二极管应用广泛，技术 成熟，便宜易得。
[0006] 同时，资料还显示在2013年4月，William J.化appell等在本技术领域顶级期刊" IE趾 TRANSACTIONS ON MICROWAVE T皿ORY AND TECHNIQUES"发表了 "New Bandstop Filter Circuit Topology and Its Application to Design of a Bandstop-to-Bandpass Switchable Filter"，该文章设计的滤波器如图I所示。该滤波器也是通过RF MEMS开关实现带通滤波器和带阻滤波器的切换。
【发明内容】
[0007] 本发明基于二分之一波长开路枝节和四分之一波长短路枝节的开路端末端加载 变容管设计了一种可调的平面带通-带阻滤波器。该滤波器在开路枝节末端和短路枝节的 开路端末端加载变容管，通过控制变容管的电压从而调节变容管的容值，进而调节滤波器 的中屯、频率，而带通-带阻特性的调节由PIN二极管管控制。
[0008] 本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0009] -种可调的平面带通-带阻滤波器，W印刷电路板的方式制作在双面覆铜微带板1 上，W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 POdl和馈线端口 P〇d2、第一微带线 21、第二微带线22、第=微带线25、第四微带线26、第一谐振器、第二谐振器W及第=谐振 器，该双面覆铜微带板1的另一面为覆铜接地板；
[0010] 其中，所述第一谐振器、第二谐振器W及第S谐振器位于输入输出端口POdl和 ports所构成的直线的同一侧；
[0011] 所述馈线端口 POdl上半部分与微带线23的第一端连接，微带线23的第二端通过 串联隔直电容Cii与所述第一微带线21的第一端连接;所述馈线端口 POdl下半部分与微带 线24的第一端连接，微带线24的第二端通过串联隔直电容Ci2与所述第二微带线22的第一端 连接;所述馈线端口 P〇d2上半部分与微带线27的第二端连接，微带线27的第一端通过串联 隔直电容Ci3与所述第S微带线25的第二端连接;所述馈线端口 pod2下半部分与微带线28 的第二端连接，微带线28的第一端通过串联隔直电容Ci4与所述第四微带线26的第二端连 接;所述第一微带线21的第二端通过串联隔直电容C21与微带线29的第一端连接，微带线29 的第二端与所述第二微带线22的第二端连接;所述第=微带线25的第一端通过隔直电容C22 与微带线210的第一端连接，微带线210的第二端与所述第四微带线26的第一端连接；同时 外接直流电源Vi通过串联高频扼流圈RF ChokeW及限流电阻Ri后接入所述第二微带线22的 第一端，所述第四微带线26的第二端通过串联高频扼流圈RF choke接地;所述第二微带线 22的第二端与所述第四微带线26的第一端通过串联PIN二极管化连接。
[0012] 进一步地，通过控制外接直流电源Vi的电压进而控制所述PIN二极管化的两端电 压，实现所述PIN二极管化开闭状态的控制，当所述PIN二极管化的正向电压大于5V时，PIN二 极管两端完全导通，此时所述PIN二极管化处于闭合状态，所述滤波器处于带阻模式，所述 第二微带线(22)与所述第四微带线(26)为输入与输出端口之间的连接线；当外接直流电源 Vl为零时，所述PIN二极管化断开处于隔离状态，所述滤波器处于带通模式，所述第二微带 线(22)与所述第四微带线(26)为输入与输出端口之间的馈线。
[0013] 进一步地，所述第一谐振器包括第一开路枝节31、微带线32与接地微带线33,并且 所述第一开路枝节31、所述微带线32与所述接地微带线33构成一个U型;所述第二谐振器包 括第二开路枝节36、微带线35与接地微带线34,并且所述第二开路枝节36、所述微带线35与 所述接地微带线34构成一个U型;所述第=谐振器包括所述第=开路枝节44、第四开路枝节 45、微带线41、42、43、46、47，其中所述微带线41和所述第^开路枝节44构成一个1型，所述 微带线46、42、47构成一个U型，所述微带线43与所述第四开路枝节45构成一个L型。
[0014] 进一步地，所述第一、第二、第S谐振器W所述微带线42的中垂线成左右对称关 系。
[0015] 进一步地，所述微带线23、21与所述微带线25、27在同一直线上，所述微带线24、22 与所述微带线26、28在同一直线上，所述微带线32、35在同一直线上，上述直线之间互相平 行;所述微带线31、33、29、210、34、36、44、45、46、47分别所在的直线之间皆互相平行。
[0016] 进一步地，所述第一开路枝节31的开路端口分别通过串联隔直电容、高频扼流圈 RF choke与外接直流电源V21连接，同时分别通过串联隔直电容、变容二极管接地；
[0017] 所述第二开路枝节36的开路端口分别通过串联隔直电容、高频扼流圈RF choke与 外接直流电源V22连接，同时分别通过串联隔直电容、变容二极管接地。
[0018] 进一步地，所述第S开路枝节44的开路端口分别通过串联隔直电容、高频扼流圈 RF choke与外接直流电源V31连接，同时分别通过串联隔直电容、变容二极管接地；
[0019] 所述第S开路枝节45的开路端口分别通过串联隔直电容、高频扼流圈RF choke与 外接直流电源V32连接，同时分别通过串联隔直电容、变容二极管接地。
[0020] 进一步地，所述第一开路枝节31、所述微带线32、所述微带短路线33和变容二极管 工作时等效的微带线长度之和等效为所述滤波器工作时中屯、频率对应的四分之一波长；
[0021] 所述第二开路枝节36、所述微带线35、所述微带短路线34和变容二极管工作时等 效的微带线长度之和等效为所述滤波器工作时中屯、频率对应的四分之一波长。
[0022] 进一步地，所述第S开路枝节44 W及所述第四开路枝节45、微带线41、42、43、46、 47和变容二极管的工作时等效的微带线长度之和等效为所述滤波器工作时中屯、频率对应 的二分之一波长。
[0023] 进一步地，所述第一微带线21、所述第二微带线22、所述第二微带线25、所述第二 微带线26的长度分别大于所述微带线32和所述微带线35的长度。
[0024] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0025] 1、本发明在滤波器中使用PIN二极管，可W灵活控制滤波器在带通模式和带阻模 式之间进行切换。