专利名称：一种宽带频率可调环形谐振器的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通讯设备，更具体地说，涉及一种宽带频率可调环形谐振器。
背景技术：
近些年来，可调或可重构微波电路逐渐成为研究热点而受到越来越多研究者的关注，其主要原因在于它对提高当前和未来无线通信系统的性能和通讯能力方面将发挥至关重要的作用。在国内外，为了实现频率可调的功能，多种形式或多种工艺被深入研究，如射频微机电系统(RF MEMS)、半导体二极管、铁电材料等。其中变容二极管由于其高调谐速率和高可靠性而被广泛用于可调或可重构微波电路设计。
总所周知，可调传输线谐振器是构建微波可调电路和系统的核心部件。可调全波长环形谐振器是一种典型的例子，除了对它本身研究和应用外，由它衍生出来的终端开路或短路半波长谐振器也被广泛研究和工程应用，成为可调微波电路设计的关键部件。然而，根据国内外的文献报道，无论是全波长或半波长谐振器，其基波谐振频率的调谐范围总是从&到0 (& — 0) (f0为初始状态下谐振器的基波谐振频率)。其工作原理总是随着所加载的电容值的增加，基波谐振频率向下移动。显然，该类型谐振器的基波频率谐振范围非常有限，从而不能满足未来可调或可重构通讯系统的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述谐振器的基波谐振频率的可调范围小的缺陷，提供一种能克服上述缺陷的频率可调环形谐振器。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种宽带频率可调环形谐振器，包括闭合的半波长传输线和两个电容值可调的可变电容，且闭合的半波长传输线相对中心线呈轴对称，所述两个可变电容的第一端分别连接在半波长传输线与所述中心线的两个交点处，所述两个可变电容的第二端分别接地。在本发明所述的频率可调环形谐振器中，所述闭合的半波长传输线连接成方形。在本发明所述的频率可调环形谐振器中，所述闭合的半波长传输线连接成圆形。在本发明所述的频率可调环形谐振器中，所述可变电容包括串联的变容二极管和隔直电容。在本发明所述的频率可调环形谐振器中，所述可变电容为具有电容可变功能的半
导体二极管或三极管。在本发明所述的频率可调环形谐振器中，所述半波长传输线为半波长微波传输线。在本发明所述的频率可调环形谐振器中，所述半波长微波传输线为半波长微带线、半波长共面波导、半波长槽线。实施本发明的技术方案，具有以下有益效果I、通过控制所加载的可变电容取值，能够使环形谐振器的基波谐振频率产生两个方向调节，从而使基波谐振频率的调谐范围达到约是普通环形谐振器的调谐范围的两倍；2、尽管该谐振器的基波谐振频率可调范围很宽，但是在该可调频率范围内，不会有其他谐振频率存在，从而保证基波频率宽带可调范围的有效性；3、本发明采用电容加载技术，用加载电容的方式去改变谐振器的有效电长度，这样便于理论分析、设计和加工。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中
图I是本发明频率可调环形谐振器实施例一的逻辑图；图2是本发明频率可调环形谐振器实施例一的偶模等效电路图；图3是本发明频率可调环形谐振器实施例一的奇模等效电路图；图4a是本发明频率可调环形谐振器的第一电容C1在测试时的等效电路图；图4b是本发明频率可调环形谐振器的第二电容C2在测试时的等效电路图；图5是本发明频率可调微带环形谐振器的实测频率响应的曲线图。
具体实施例方式如图I所示，在本发明频率可调环形谐振器实施例一的逻辑图中，该谐振器包括闭合的半波长传输线10和两个电容值可调的可变电容C1X2，且闭合的半波长传输线10相对中心线呈轴对称，中心线两侧的传输线长度都为四分之一波长。在该实施例中，闭合的半波长传输线10连接成方形，应当说明的是，这只是本发明的一个实施例，并不用于限制本发明的范围，半波长传输线也可连接成圆形或其它呈轴对称的封闭图形，如正六边形、正八边形等。两个可变电容Cp C2的第一端分别连接在半波长传输线与所述中心线的两个交点处，即分别连接在半波长传输线的点A处和点B处，两个可变电容C1X2的第二端分别接地。下面详细说明该频率可调环形谐振器的工作原理首先对该频率可调环形谐振器进行奇偶模分析。A.偶模分析当偶模激励加到环形谐振器的馈点(Feed I和Feed 2)时，环形谐振器的中心线上没有电流。因此，我们可以把环形谐振器对称地分割成两部分，得到该环形谐振器的偶模等效电路，如图2所示，该环形谐振器的输入导纳为
一 y F -F < + JYc tan 6I , Jh2 + JYc tan G2、⑴^even ~ C \v r U \ ^ n V .,. ■、* a 5v /
Yc + J(A) tan Gx Yc + j(jb2) tan O2bt = , i = I 或者 2(2)其中，Y。是传输线的特征导纳；％(j = I或者2)是传输线的电长度。该环形谐振器的初始状态被定义成C1 =-,C2 = O。相应地，该环形谐振器可以当成终端短路的半波长环形谐振器来分析。此时，方程(I)变成 Yeven = Yc + jtanO2)(3)
tan从而我们可以得到初始状态下的基波谐振频率ffund，即&
权利要求
1.一种宽带频率可调环形谐振器，其特征在于，包括闭合的半波长传输线和两个电容值可调的可变电容，且闭合的半波长传输线相对中心线呈轴对称，所述两个可变电容的第一端分别连接在半波长传输线与所述中心线的两个交点处，所述两个可变电容的第二端分别接地。
2.根据权利要求I所述的频率可调环形谐振器，其特征在于，所述闭合的半波长传输线连接成方形。
3.根据权利要求I所述的频率可调环形谐振器，其特征在于，所述闭合的半波长传输线连接成圆形。
4.根据权利要求I所述的频率可调环形谐振器，其特征在于，所述可变电容包括串联的变容二极管和隔直电容。
5.根据权利要求I所述的频率可调环形谐振器，其特征在于，所述可变电容为具有电容可变功能的半导体二极管或三极管。
6.根据权利要求I所述的频率可调环形谐振器，其特征在于，所述半波长传输线为半波长微波传输线。
7.根据权利要求6所述的频率可调环形谐振器，其特征在于，所述半波长微波传输线为半波长微带线、半波长共面波导、半波长槽线。
全文摘要
本发明涉及一种宽带频率可调环形谐振器，该环形谐振器包括闭合的半波长传输线和两个电容值可调的可变电容，且闭合的半波长传输线相对中心线呈轴对称，所述两个可变电容的一端分别连接在半波长传输线上的中心线处，所述两个可变电容的另一端分别接地。实施本发明的技术方案，通过控制所加载的可变电容取值，能够使环形谐振器的基波谐振频率双向调节，从而使基波谐振频率的调谐范围可达到普通环形谐振器的调谐范围的两倍。而且在该可调频率范围内，不会有其他谐振频率存在，从而保证基波频率宽带可调范围的有效性。另外，采用电容加载技术，用加载电容的方式去改变谐振器的有效电长度进而调节谐振频率，这样便于理论分析、设计和加工。
文档编号H03B5/30GK102739161SQ20111009005
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者包志华, 周立衡, 唐慧, 杨永杰, 薛泉, 陈建新 申请人:南通大学微波通信研究所, 陈建新