[發明專利]具有恒定相對帶寬的平衡式射頻電調帶通濾波器

有效

• 申請號: 201110142337.2
• 申請日: 2011-05-27
• 公開（公告）號: CN102280678A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 章秀銀;胡斌杰;李園春;黃勛
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203;H01P7/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及中心頻率可調的平衡式射頻電調帶通濾波器，具體涉及一種可應用在多頻帶、寬頻帶和可重構射頻前端系統中的具有恒定相對帶寬的平衡式射頻電調帶通濾波器。

背景技術

現代超寬帶雷達和無線通信要求采用高性能的可重構射頻前端。例如在認知無線電體系中，為了充分利用和融合各種不同的無線信道和標準，射頻前端需要工作在不同的頻率上，這就需要中心頻率可調諧的可重構射頻前端。射頻電調帶通濾波器是可重構射頻前端的重要組成部分，因此日益受到重視。在這個方面，目前已經有一些研究報道，多種不同的調諧器件也已經被使用，例如半導體變容二極管、射頻微機電系統（RF?MEMS）電容管以及鐵電薄膜材料變容管等。

不管采用哪種調諧器件，射頻電調帶通濾波器所面臨的問題，主要包括：

（1）例如當調諧通帶的中心頻率時，通帶的相對帶寬也會隨之發生變化，而在很多應用中無線信道的相對帶寬是恒定不變的，因此我們需要在調諧中心頻率的時候使通帶的相對帶寬保持恒定不變。

（2）系統周圍環境噪聲的干擾。環境噪聲的存在導致濾波器的性能下降，從而影響到射頻前端的整體性能。因此必須采取一些抑制環境噪聲的方法。

針對中心頻率調諧時帶寬恒定的問題，目前已經提出了一些方法。根據“M.?Sanchez-Renedo,?R.?Gomez-Garcia,?J.?I.?Alonso,?and?C.?Briso-Rodriguez,?Tunable?combline?filter?with?continuous?control?of?center?frequency?and?bandwidth,?IEEE?Trans.?Microw.?Theory?Tech.,?vol.?53,?no.?1,?pp.?191-199,?Jan,?2005.”所提供的分析可知，通過在諧振器之間插入介質來控制耦合系數，從而能夠滿足帶寬恒定。根據“S.?J.?Park,?and?G.?M.?Rebeiz,?Low-loss?two-pole?tunable?filters?with?three?different?predefined?bandwidth?characteristics,?IEEE?Trans.?Microw.?Theory?Tech.,?vol.?56,?no.?5,?pp.?1137-1148,?May,?2008.”所提供的分析可知，采用獨立的電耦合和磁耦合機制來控制耦合系數的變化，能夠實現特定的帶寬特性。根據“M.?A.?El-Tanani,?and?G.?M.?Rebeiz,?High-Performance?1.5-2.5-GHz?RF-MEMS?Tunable?Filters?for?Wireless?Applications,?IEEE?Trans.?Microw.?Theory?Tech.,?vol.?58,?no.?6,?pp.?1629-1637,?Jun,?2010.”所提供的分析可知，采用電磁混合耦合機制同樣能夠滿足帶寬恒定。然而上面所提出的方法都是單端口電路，對于環境噪聲的抑制基本無能為力。

平衡結構電路對環境噪聲有較好的抑制效果，因此平衡電路在現代通信系統中得到廣泛應用。當前大部分的研究主要集中在阻帶擴展、共模抑制、拓寬通帶或者使用差模響應獲得雙頻帶。根據“J.?Shi,?and?Q.?Xue,?Balanced?Bandpass?Filters?Using?Center-Loaded?Half-Wavelength?Resonators,?IEEE?Trans.?Microw.?Theory?Tech.,?vol.?58,?no.?4,?pp.?970-977,?Apr,?2010.”所提供的分析可知，中間加載電阻的方式可以吸收共模信號。但上面所述的平衡式濾波器設計都是頻率不可調的。到目前為止還沒有任何研究報告是關于具有相對帶寬控制和共模抑制特性的平衡式射頻電調濾波器。

發明內容

為了達到恒定相對帶寬，并對環境噪聲這類共模信號進行抑制，本發明提供了一種具有恒定相對帶寬的平衡式射頻電調帶通濾波器，該平衡式帶通濾波器不僅中心頻率調諧時相對帶寬恒定，而且對共模信號具有很好的抑制作用。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括：