[發明專利]可重構濾波器及實現0dB交叉耦合濾波和濾波功分的方法

在審

• 申請號: 202010950928.1
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112216938A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 楊濤;賴俊辰;徐銳敏
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P1/208
• 分類號: H01P1/208
• 代理公司: 成都拓荒者知識產權代理有限公司 51254
• 代理人: 楊爭華

1.一種可重構濾波器，包括一方形介質基板，其特征在于，所述介質基板上端面設置有四個諧振器，分別為第一諧振器、第二諧振器、第三諧振器及第四諧振器，每個諧振器各有兩個枝節，所述諧振器以介質基板上端面的中心點為原點中心對稱設置，并且相鄰諧振器之間的單個枝節通過變容二極管相連，四個諧振器與方形介質基板的四條邊之間分別設置有一端口，分別為第一端口、第二端口、第三端口及第四端口，信號可從任一端口輸入。

2.根據權利要求1所述的可重構濾波器，其特征在于，所述諧振器的每個枝節處均設置有通孔，所述介質基板下端面對應每個諧振器枝節處設置有一變容二極管，所述變容二極管通過通孔與諧振器枝節相連。

3.根據權利要求2所述的可重構濾波器，其特征在于，所述第一諧振器通過變容二極管C1和變容二極管C2連接第四諧振器，所述變容二極管C1和C2背靠背串聯；所述第四諧振器和第三諧振器之間通過變容二極管C3和變容二極管C4連接，所述變容二極管C3和C4背靠背串聯；所述第三諧振器和第二諧振器之間通過變容二極管C5和變容二極管C6連接，所述變容二極管C5和C6背靠背串聯；所述第二諧振器和第一諧振器之間通過變容二極管C7和變容二極管C8連接，所述變容二極管C7和C8背靠背串聯。

4.根據權利要求3所述的可重構濾波器，其特征在于，所述變容二極管C1和C2的陰極、C3和C4的陰極、C5和C6的陰極、C7和C8的陰極均加載有反向偏置電壓源，反向偏置電壓源與各變容二極管陰極之間分別連接有100kΩ貼片電阻。

5.根據權利要求1所述的可重構濾波器，其特征在于，所述第一端口、第二端口、第三端口和第四端口分別連接特性阻抗50Ω共面波導，且特性阻抗50Ω共面波導一側連接兩個背靠背串聯的變容二極管，所述的兩個變容二極管的陰極加載直流偏置電壓源，直流偏置電壓源與變容二極管陰極之間連接有100kΩ貼片電阻。

6.根據權利要求1所述的可重構濾波器，其特征在于，所述介質基板上端面上覆有一層銅箔，在銅箔上方與介質基板四個諧振器對應的位置分別設置有四個壓電致動器，分別為第一壓電致動器、第二壓電致動器、第三壓電致動器及第四壓電致動器，在每個壓電致動器上方加偏執電壓以實現對壓電致動器上下制動控制。

7.一種實現獨立通道可控濾波0dB交叉耦合功能的方法，其特征在于，基于權利要求1-6任一項所述的可重構濾波器實施，實施步驟包括：通過調節電壓值，使得第一諧振器與第二諧振器、第二諧振器和第三諧振器、第三諧振器和第四諧振器、第四諧振器和第一諧振器之間產生零耦合，從而使通過第一端口輸入的信號一路通過第一諧振器到第三諧振器的耦合并由第三端口輸出，另一路通過第二諧振器到第四諧振器的耦合并由第四端口輸出，兩路信號輸出帶通濾波性能，并且通帶工作頻率獨立可調，相鄰端口之間為隔離狀態，實現獨立通道可控濾波0dB交叉耦合功能。

8.一種實現濾波功分網絡功能的方法，其特征在于，基于權利要求1-6任一項所述的可重構濾波器實施，實施步驟包括：通過調節電壓值，使得第二諧振器與第三諧振器、第三諧振器與第四諧振器、第一諧振器與第四諧振器之間產生零耦合；且第四諧振器諧振頻率遠離第二諧振器諧振頻率，使其為失諧狀態，即使得第四諧振器與第二諧振器之間的耦合系數K₂₄＝0；另外，使得第一諧振器和第二諧振器之間的耦合系數K₁₂與第一諧振器和第三諧振器之間的耦合系數K₁₃相等，滿足二階濾波器狀態，使得通過第一端口輸入的信號一路通過第一諧振器到第二諧振器的耦合由第二端口輸出，另一路依次經過第一諧振器到第三諧振器的耦合由第三端口輸出，兩路信號輸出等幅同相帶通濾波性能，實現濾波功分網絡功能。