一种带通/带阻频率响应可重构滤波器的制作方法

本发明涉及一种适用于微波系统用的一种带通/带阻频率响应可重构滤波器。

背景技术：

滤波器一直以来都是微波通信系统中的重要无源器件之一。近几年来，微波通信系统被要求能适用于多标准、多频段的工作环境，为降低电路复杂度，对于具有频率、带宽、传输零点、滤波响应可重构功能的可重构滤波器的需求与日俱增。在具有多个频段同时工作的通信环境中，为了使接收机有效地工作，对于具有多种滤波响应的可重构滤波器有着越来越多的需求。当在开放环境同时存在多个低功率干扰信号时，则接收机只需要一个具有以接收频段为中心频率的窄带带通滤波器，用以最大化信噪比；当环境改变，若存在一个接近接收频段的高功率干扰信号，接收机可能无法很好地处理需要的信号，则接收机需要一个工作于高功率干扰信号中心频率处的带阻滤波器。

由于滤波器在微波系统中占据的物理尺寸往往很大，为减小电路尺寸、易于集成和增大灵活性，急需一种共享谐振器的同时可以在带通响应和带阻响应之间灵活切换的可重构滤波器。

技术实现要素：

本发明的目的针对以上存在的需求，提供一种带通到带阻频率响应可重构的滤波器。它具有频率响应可切换、每种频率响应下实现工作频率可重构、外部品质因数可重构、共享谐振器、电路结构简单、电路尺寸小等优点。适用于工作在存在高功率动态干扰信号的微波通信系统。

为了实现上述目的，本发明提出了一种带通/带阻频率响应可重构的滤波器，它采用变容二极管和pin二极管实现频率响应可重构。其具体技术方案如下：

一种带通/带阻频率响应可重构滤波器，包括输入输出微带端口、微带线、隔直电容、偏置电路、电感耦合t型网络、与端口相接的变容二极管、接地的变容二极管、pin二极管。其特征在于，所述可重构滤波器采用一个pin二极管连接输入输出端口，通过pin二极管的通断实现滤波器拓扑结构的改变，从而实现频率响应的切换，并在两种滤波响应下共享两个并联谐振器，实现电路小型化。两个谐振器由一对接地的变容二极管和电感耦合t型网络构成，所述的电感耦合t型网络由两条对称传输线和一条并联短路传输线构成，实现谐振器之间的电感耦合。输入输出微带端口与谐振器之间通过两个与端口相接的变容二极管相连，通过调节与端口相接的变容二极管的偏置电压来改变外部品质因数。

pin二极管正向偏压导通的时候等效为小电阻，此时滤波器处于带阻滤波响应状态，当pin二极管反向偏压截止的时候等效为小电容，此时滤波器处于带通滤波响应状态。在两种滤波响应下，通过调节与输入输出端口相接的变容二极管的偏压来实现外部品质因数可重构，所述的谐振器通过调节接地变容二极管的偏置电压来实现谐振频率的可重构。通过电感t型网络实现的电感耦合，在带阻滤波响应下可以使阻带产生两个极点；在带通滤波响应下，电感耦合在输入输出端口之间引入一条通路，从而引入传输零点，提高通带选择性。

本发明所提出的带通到带阻频率响应可重构滤波器，具有两种频率响应可灵活切换、每种响应下工作频率可重构、外部品质因数可调、谐振器在两种频率响应下共用、电路尺寸小等优点。本发明主要应用于具有高功率动态干扰信号的通信环境，器件在使中性能稳定、可靠性高，对干扰信号强度波动及信号频率波动的环境具有很强的适应性，在现代微波通信系统中有着良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明及实施例1带通到带阻频率响应可重构滤波器电路结构示意图；

图2为本发明实施例1在带阻滤波响应下，通过调节两组变容二极管偏压，得到三组不同偏压下的s参数仿真曲线。

图3为本发明实施例1在带通滤波响应下，通过调节两组变容二极管偏压，得到三组不同偏压下的s参数仿真曲线。

附图中标号对应名称为：

(1)微带输入输出端口(2)微带线(3)隔直电容(4)偏置电路(5)电感耦合t型网络(6)与端口相接的变容二极管(7)接地变容二极管(8)pin管。

具体实施方式

下面通过举例来说明本发明的优点。

例1：如图1所示，本发明提出的一种带通/带阻频率响应可重构滤波器，其包含以下几个部分。分别是：微带输入输出端口、微带线、隔直电容、偏置电路、电感耦合t型网络、与端口相接的变容二极管、接地变容二极管、pin管。

采用一个pin二极管连接输入输出端口，通过pin二极管的通断实现实现频率响应的切换，并在两种滤波响应下共享两个并联谐振器。两个谐振器由一对接地的变容二极管和电感耦合t型网络构成，通过改变变容二极管的偏置电压改变谐振频率。电感耦合t型网络由两条对称传输线和一条并联短路传输线构成，实现谐振器之间的电感耦合。输入输出微带端口与谐振器之间通过两个与端口相接的变容二极管相连，通过调节与端口相接的变容二极管的偏置电压来改变外部品质因数。

图2是例1在pin二极管反向偏压截止状态下的频率响应曲线，由图2可知此时滤波器处于带通滤波响应，当两组变容二极管采用不同的偏置电压，在0.78ghz-1.38ghz范围内实现频率可重构，带内回波损耗大于15db，带内插入损耗小于1.1db，通带高端和低端分别有一个传输零点。

图3是例1在pin二极管正偏压导通状态下的频率响应曲线，由图3可知此时滤波器处于带阻频率响应，当两组变容二极管采用不同的偏置电压，在1.03ghz-1.46ghz范围内频率可重构，带内均存在两个极点。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种适用于微波通信系统用的带通/带阻频率响应可重构滤波器。输入输出微带线端口之间通过PIN二极管连接，通过PIN二极管的通断实现频率响应的可重构。在两种滤波响应下，一对接地的变容二极管和电耦合T型网络构成两个并联的谐振器，电感耦合T型网络由两条对称传输线和一条并联短路传输线构成；通过调节与端口相接的变容二极管的偏压，调节谐振器与输入输出端口的外部品质因数；通过调节接地变容二极管的偏压实现频率改变。本发明具有滤波响应灵活切换、两种滤波频率响应共享谐振器、每种滤波响应下工作频率可重构、电路尺寸小等优点。本发明主要应用于具有高功率动态干扰信号的通信环境，在现代微波通信系统中有着良好的应用前景。

技术研发人员：宋开军;樊茂宇;周冶迪;郭松;朱宇;樊勇;程钰间
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：2018.07.24
技术公布日：2019.01.04