[實用新型]一種具有恒定絕對帶寬的高選擇性電調同軸濾波器

有效

• 申請號: 201920192409.6
• 申請日: 2019-02-12
• 公開（公告）號: CN209515954U
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 章秀銀;楊蓮;徐金旭;趙小蘭
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01P1/205
• 分類號: H01P1/205
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本實用新型公開了一種具有恒定絕對帶寬的高選擇性電調同軸濾波器，包括金屬腔體及設置在金屬腔體內的同軸諧振桿、頻率調節電路、輸入端口、輸出端口和PCB板，所述PCB板的下表面設置金屬層與金屬腔體底面相連，其上表面設置金屬圓盤及頻率調節電路，所述同軸諧振桿一端與金屬腔體的頂面連接實現短路，其另一端通過金屬圓盤與頻率調節電路連接，構成頻率可調的諧振器，所述輸入端口及輸出端口與同軸諧振桿相連，實現對同軸諧振桿的饋電。本實用新型的電調濾波器適用于698?960MHz的LTE頻段，具有中心頻率調諧時絕對帶寬恒定、高選擇性和低損耗等特點，可用于無線通信的可重構射頻前端。

技術領域

本實用新型涉及同軸濾波器，具體涉及一種具有恒定絕對帶寬的高選擇性電調同軸濾波器。

背景技術

濾波器是無線通信系統中最常用的無源器件，特別是帶通濾波器，只允許通帶以內的信號通過，而濾除帶外無用的干擾信號，這對于確保通信設備的良好接收具有重要的意義。電調濾波器等價于多個不同頻率濾波器的組合，不但具有上述特點，而且可以在一定范圍內靈活地調節通帶中心頻率。例如在軟件自定義的數字射頻系統中，電調濾波器被用來取代大型的濾波器組，從而大大地節省安裝成本和空間；另外，為了提高重構信號的準確性和效率，對可調窄帶濾波器的選擇性、損耗以及恒定帶寬都提出了更高的研發要求。因此開展關于低損耗、高選擇性且絕對帶寬恒定的電調帶通濾波器的深入研究，具有重要的理論意義和應用價值。

目前已經有一些關于電調濾波器的研究報道，不同類型的濾波器結構和調諧裝置也已經被使用，例如微帶線、基片集成波導(SIW)、同軸腔體以及介質等結構，調諧元件中，半導體變容二極管、機械電機系統以及射頻微機電系統(RF-MEMS)器件應用較為廣泛。

不管采用何種結構以及調諧元件，射頻電調濾波器研究的主要目標是實現：更寬的頻率調諧范圍、更小的損耗和體積、調諧范圍內的波形保持和帶寬恒定、更高的通帶選擇性和帶外抑制性能、更快的調諧速度以及更低的成本等等。

微帶線以及基片集成波導結構具有設計制作簡單、成本低、且容易與調諧元件集成等優點，但因其Q值較低而常常引入較大的插入損耗，無法在大多數實際應用中使用。因此，在目前的無線基站和衛星系統中，主要采用三維同軸諧振器和介質諧振器來實現高Q值的可調濾波器。可調諧介質濾波器因其極高的Q值而引起了極大的關注，但是，由于場分布主要集中在介質內部，其調諧范圍一般限制在12％以下。調諧元件中，機械電機系統或者手動螺釘調節的方式有利于保持調諧范圍內較低的插入損耗水平，但都存在調速慢的問題，機械電機系統還存在體積過大和成本高等缺點；RF-MEMS器件調諧的一個主要挑戰是較難實現大量的調諧狀態，且MEMS開關與電容器的混合集成往往導致很高的插入損耗和成本。

實用新型內容

為了克服現有技術存在的缺點與不足，本實用新型提供一種具有恒定絕對帶寬的高選擇性電調同軸濾波器，本實用新型可應用在多頻帶、寬頻帶和可重構射頻前端系統中，采用變容管加載同軸諧振桿結構實現寬范圍內快速連續的頻率調諧，中心頻率調諧時保持絕對帶寬恒定和高選擇性的電調同軸濾波器。

本實用新型采用如下技術方案：

一種具有恒定絕對帶寬的高選擇性電調同軸濾波器，包括金屬腔體及設置在金屬腔體內的同軸諧振桿、頻率調節電路、輸入端口、輸出端口和PCB板，所述PCB板的下表面設置金屬層與金屬腔體底面相連，其上表面設置金屬圓盤及頻率調節電路，所述同軸諧振桿一端與金屬腔體的頂面連接實現短路，其另一端通過金屬圓盤與頻率調節電路連接，構成頻率可調的諧振器，所述輸入端口及輸出端口與同軸諧振桿相連，實現對同軸諧振桿的饋電。

所述同軸諧振桿至少為兩個，每個同軸諧振桿的電長度設置為1/8λ-1/4λ之間，其中λ為整個頻率調節范圍內的最低通帶中心頻率所對應的波導波長，使得在頻率調節過程中，耦合系數隨著頻率的增加而減小，有利于實現恒定帶寬。

本實用新型中相鄰的同軸諧振桿之間設置耦合窗口。