一种片上可重构滤波器

本发明属于微波通信，尤其涉及一种片上可重构滤波器。

背景技术：

1、在现代无线通信中，滤波器在收发系统中起着重要的作用。其中，可重构滤波器可以满足各种场景的需求，采用可重构滤波器取代不可调谐滤波器能够大大简化电路设计，并减小电路尺寸。可重构滤波器是一种具有可配置功能的滤波器，可以根据需要改变其滤波特性。可重构滤波器通常由可编程电路、开关和可变电容等元件组成，能够实现多种滤波器类型，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

2、根据现代通信系统的要求，可重构滤波器需要具备损耗小、集成度高、小型化、回波损耗优良以及调谐范围大等特性。现有的片上可重构滤波电路采用cmos工艺变容管作为调谐元件或采用gaas工艺梳妆线端接变容管等方法进行设计，设计得到的片上可重构滤波器能够满足小型化、高调谐速度等需求。然后，现有的片上可重构滤波器的调谐范围依然较小，不足以满足现代通信系统的需求。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术问题，本发明提供一种片上可重构滤波器，技术方案如下：

2、第一方面，本发明实施例提供了一种片上可重构滤波器，包括：至少一个第一变容单元；

3、第一变容单元包括第一片上变容管和与第一片上变容管并联的至少一个第一开关电容电路，第一片上变容管的第一端与第一电感的第一端连接，第一电感串联设置在片上可重构滤波器的第一主路上，第一片上变容管的第二端接地。

4、在一种实施方式中，第一片上变容管包括第一mos管、第二mos管、第一电阻和第一电源；

5、第一电源的负极接地，第一电源的正极与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与第一mos管的栅极连接，第一mos管的栅极与第二mos管的栅极连接，第二mos管的源极与第二mos管的漏极连接并且接地，第一mos管的源极与第一mos管的漏极连接并且与第一电感的第一端连接。

6、在一种实施方式中，第一开关电容电路包括第三mos管、第一电容、第二电阻和第二电源；

7、第二电源的负极接地，第二电源的正极与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第三mos管的栅极连接；

8、第三mos管的源极与第一片上变容管的第一端连接，第三mos管的漏极与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与第一片上变容管的第二端连接；或者

9、第三mos管的漏极与第一片上变容管的第一端连接，第三mos管的源极与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与第一片上变容管的第二端连接。

10、在一种实施方式中，第一变容单元还包括第二电感；

11、所述第一片上变容管的第二端与第二电感的第一端连接，第二电感的第二端接地。

12、在一种实施方式中，片上可重构滤波器还包括第一微带线和第三电感；

13、第一微带线和第三电感分别串联设置在第一主路上，并且位于所有的第一变容单元与第一主路的连接点远离第一电感的一侧，第一微带线的第一端用于输入信号，第一微带线的第二端与第三电感的第一端连接，第三电感的第二端与距离最近的第一电感的第一端连接。

14、第二方面，本发明实施例提供了一种片上可重构滤波器，包括：第四电感、第二电容和至少一个第二变容单元；

15、第二变容单元包括第二片上变容管和与第二片上变容管并联的至少一个第二开关电容电路，第二片上变容管串联设置在片上可重构滤波器的第二主路上，第二片上变容管的第一端与第五电感的第一端连接，第五电感的第二端接地；

16、第二电容和第四电感位于所有的第二变容单元远离第五电感的一侧，第二电容的第一端接地，第二电容的第二端与第四电感的第一端连接，第四电感的第二端与距离最近的第二片上变容管的第二端连接。

17、在一种实施方式中，第二片上变容管包括第四mos管、第五mos管、第三电阻和第三电源；

18、第三电源的负极接地，第三电源的正极与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与第四mos管的栅极连接，第四mos管的栅极与第五mos管的栅极连接，第五mos管的源极与第五mos管的漏极连接并且作为第二片上变容管的第二端，第四mos管的源极与第四mos管的漏极连接并且与第五电感的第一端连接。

19、在一种实施方式中，第二开关电容电路包括第六mos管、第三电容、第四电阻和第四电源；

20、第四电源的负极接地，第四电源的正极与第四电阻的一端连接，第四电阻的另一端与第六mos管的栅极连接；

21、第六mos管的源极与第二片上变容管的第一端连接，第六mos管的漏极与第三电容的一端连接，第三电容的另一端与第二片上变容管的第二端连接；或者

22、第六mos管的漏极与第二片上变容管的第一端连接，第六mos管的源极与第三电容的一端连接，第三电容的另一端与第二片上变容管的第二端连接。

23、在一种实施方式中，片上可重构滤波器还包括第二微带线；

24、第二微带线串联设置在第二主路上，第二微带线的第一端用于输入信号，第二微带线的第二端与第四电感的第二端连接。

25、第三方面，本发明实施例提供了一种片上可重构滤波器，由第一方面的片上可重构滤波器和第二方面的片上可重构滤波器级联得到。

26、本发明的有益效果体现在，第一方面，本发明通过在片上可重构滤波器中设置至少一个第一变容单元，其中第一变容单元包括第一片上变容管和与第一片上变容管并联的至少一个第一开关电容电路，使得第一变容单元相较于传统的片上可重构滤波器中使用的变容管具有更大的变容范围；同时，第一片上变容管的第一端与第一电感的第一端连接，第一电感串联设置在片上可重构滤波器的第一主路上，第一片上变容管的第二端接地，通过调节第一变容单元的容值可以调节片上可重构滤波器的零点，从而改变该片上可重构滤波器的截止频率，因此本发明通过设计变容范围更大的变容单元拓宽了片上可重构滤波器的调谐范围。

27、第二方面，本发明通过在片上可重构滤波器中设置至少一个第二变容单元，其中第二变容单元包括第二片上变容管和与第二片上变容管并联的至少一个第二开关电容电路，使得第二变容单元相较于传统的片上可重构滤波器中使用的变容管具有更大的变容范围；同时，第二片上变容管串联设置在片上可重构滤波器的第二主路上，第二片上变容管的第一端与第五电感的第一端连接，第五电感的第二端接地，通过调节第二变容单元的容值可以调节片上可重构滤波器的极点位置，从而改变该片上可重构滤波器的截止频率，因此本发明通过设计变容范围更大的变容单元拓宽了片上可重构滤波器的调谐范围。

28、第三方面，本发明通过将第一方面的片上可重构滤波器(片上可重构低通滤波器)与第二方面的片上可重构滤波器(片上可重构高通滤波器)级联得到片上可重构滤波器(片上可重构带通滤波器)，该片上可重构滤波器相较于传统的片上可重构带通滤波器具有更大的调谐范围。

技术特征：

1.一种片上可重构滤波器，其特征在于，包括：至少一个第一变容单元；

2.根据权利要求1所述的片上可重构滤波器，其特征在于，所述第一片上变容管包括第一mos管、第二mos管、第一电阻和第一电源；

3.根据权利要求1所述的片上可重构滤波器，其特征在于，所述第一开关电容电路包括第三mos管、第一电容、第二电阻和第二电源；

4.根据权利要求1所述的片上可重构滤波器，其特征在于，所述第一变容单元还包括第二电感；

5.根据权利要求1所述的片上可重构滤波器，其特征在于，还包括第一微带线和第三电感；

6.一种片上可重构滤波器，其特征在于，包括：第四电感、第二电容和至少一个第二变容单元；

7.根据权利要求6所述的片上可重构滤波器，其特征在于，所述第二片上变容管包括第四mos管、第五mos管、第三电阻和第三电源；

8.根据权利要求6所述的片上可重构滤波器，其特征在于，所述第二开关电容电路包括第六mos管、第三电容、第四电阻和第四电源；

9.根据权利要求6所述的片上可重构滤波器，其特征在于，还包括第二微带线；

10.一种片上可重构滤波器，其特征在于，由权利要求1-5任一项所述的片上可重构滤波器与权利要求6-9任一项所述的片上可重构滤波器级联得到。

技术总结
本发明涉及微波通信技术领域，具体涉及一种片上可重构滤波器，通过在片上可重构滤波器中设置至少一个第一变容单元，其中第一变容单元包括第一片上变容管和与第一片上变容管并联的至少一个第一开关电容电路，使得第一变容单元相较于传统的片上可重构滤波器中使用的变容管具有更大的变容范围；同时，第一片上变容管的第一端与第一电感的第一端连接，第一电感串联设置在片上可重构滤波器的第一主路上，第一片上变容管的第二端接地，通过调节第一变容单元的容值可以调节片上可重构滤波器的零点，从而改变该片上可重构滤波器的截止频率，因此本发明通过设计变容范围更大的变容单元拓宽了片上可重构滤波器的调谐范围。

技术研发人员：杨涛,朱博远
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10