[發明專利]低插損、絕對帶寬恒定的電調帶通濾波器

有效

• 申請號: 201210128828.6
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102664296A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 魏峰;王言義;史小衛;逄春輝;劉衛強
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞;王品華

技術領域

本發明屬于射頻電調帶通濾波器技術領域，主要涉及寬范圍中心頻率可調的電調帶通濾波器，具體是一種低插損、絕對帶寬恒定的電調帶通濾波器?？蓱迷谏漕l前端系統中，適應多種通信協議頻段，如全球微波互聯接入Wi-Fi，無線局域網WLAN。

背景技術

現代無線通信事業飛速發展，頻譜占用越來越密集，導致頻譜擁擠的問題日益突出。為了更高效地利用有限的頻譜資源，擴頻、跳頻、動態頻率分配等技術得到廣泛的應用，電調可重構濾波器作為這些技術的關鍵器件越來越受到重視。電調濾波器在收發信機中，起到控制有用信號頻率，抑制有害干擾頻率，支持多信道通信的作用。電調可重構濾波器相對于機械調諧濾波器，其響應時間短、易于控制、結構簡單。在現在通信系統中的應用日益廣泛。在實際應用中，電調濾波器在發射機中位于天線之前起到后級濾波的作用，在接收機中在天線的后端起到選頻的作用，將有用的信號頻率從天線接收的大量頻譜中選擇出來。由于電磁環境日益復雜，頻譜擁擠導致的干擾頻率大量增加，電調濾波器在收發信機中，可以起到控制有用信號頻率，抑制有害干擾頻率，支持多信道通信的作用。

根據研究報道，多種不同的調諧器件也已經被集成進無源濾波器結構中，例如半導體變容二極管、射頻微機電系統(RF?MEMS)電容管以及其他基于功能性材料的元件，包括鐵電薄膜材料變容管等。由于微帶線濾波器能夠以很小的尺寸來完成這類集成，因此，對于在微帶線的基礎上開發可調諧或可重構濾波器具有重要的應用價值。

目前，國內外進行了有關電調濾波器的一系列研究工作，并取得了一些成果。但是，射頻電調帶通濾波器普遍面臨著以下一些缺陷：

(1)現代通信系統中，許多無線信道的絕對帶寬是恒定不變的，因此，可調諧濾波器應用在這種場合時，需要在調諧中心頻率時通帶的絕對帶寬和波形保持恒定不變。然而，現有技術中，隨著中心頻率的改變，絕對帶寬往往劇烈變化。

(2)電調濾波器由于一般采用多階諧振器結構，并且有額外的隔直電容等，使得濾波器的插入損耗較大且不同頻率上的插入損耗差別較大，給系統設計中的鏈路增益分配帶來不便。

(3)由于現有技術往往采用：把每一階諧振器的一端通過接變容管接地，使得電調濾波器的調節范圍較小，無法實現中心頻率的大范圍調諧。

針對中心頻率調諧時通帶絕對帶寬改變這個問題，目前一些方法已經被提出來使中心頻率調諧時帶寬保持恒定。根據“Han-UI?Moon；Seung-Un?Choi；Young-Ho?Cho；and?Sang-Won?Yun；Size-Reduced?Tunable?Hairpin?Bandpass?Filter?using?Aperture?Coupling?with?Enhanced?Selectivity?and?Constant?Bandwidth，in?Microwave?Symposium?Digest，pp.747-750，2008”所提供的分析可知，利用一個可變電容器來控制不同頻率下的耦合量可以達到恒定的絕對帶寬。這種方法的缺點是需要使用額外的電容來控制級間的耦合強度，導致調諧復雜。根據“Yi-Chyun?Chiou；Rebeiz，G.M.；A?Tunable?Three-Pole?1.5-2.2-GHz?Bandpass?Filter?With?Bandwidth?and?Transmission?Zero?Control，IEEE?Trans?Microw.Theory?Tech.，pp.2214-2220，September?2011，59，(9)”所提出的結構，由于引入除控制電長度的變容二極管外，還引入了額外的兩個變容二極管和一段類似電感作用的微帶線，分別控制電耦合和磁耦合，從而控制帶寬。這將使實現過程中的插入損耗大為增大且調節非常繁瑣。

無論是工業應用還是集成化的需要，尤其是移動終端和衛星通信系統的需求，都急需一種設計簡單，低插損、絕對帶寬恒定可靠的電調帶通濾波器。

發明內容

本發明針對以上問題，提出了一種結構簡單、中心頻率調諧范圍寬、帶寬恒定、插入損耗很小、低成本、易加工的射頻微帶可調濾波器，以滿足移動終端和衛星通信系統的需求。

為實現上述目的，本發明的技術方案說明如下：