[發(fā)明專利]基于缺陷地加載的絕對帶寬恒定的頻率可調(diào)帶通濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011031424.6
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112164849B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁晨;劉云;林澤彬;張子錚;王小燕
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

本發(fā)明公開了基于缺陷地加載的絕對帶寬恒定的頻率可調(diào)帶通濾波器，屬于基本電氣元件的技術(shù)領(lǐng)域。該濾波器由上層微帶線、中間層介質(zhì)板、下層金屬層組成，上層微帶線集總有全耦合諧振器及饋電網(wǎng)絡(luò)，下層金屬層加載有缺陷地單元。該濾波器擁有較大的頻率調(diào)節(jié)范圍，絕對帶寬的浮動范圍較小，在上阻帶擁有一個傳輸零點，擴(kuò)大了其頻率選擇性。本發(fā)明具有良好的通帶特性，反射特性且傳輸特性良好，非常適合可調(diào)射頻前端的使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了基于缺陷地（DGS，Defected Ground Structures）加載的絕對帶寬恒定的頻率可調(diào)帶通濾波器，此濾波器具有結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)頻范圍較寬，調(diào)頻過程中帶寬恒定等特點，屬于基本電氣元件的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)前，多種通信標(biāo)準(zhǔn)的共存要求無線通信系統(tǒng)工作在不同頻段、不同帶寬。例如，早期的GSM、CDMA2000和WCDMA仍未退出歷史舞臺，TD-LTE 和 FDD-LTE 正蓬勃發(fā)展，5G國際標(biāo)準(zhǔn)也在緊鑼密鼓地推進(jìn)中，兼容多個通訊標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)對微波濾波器的設(shè)計提出了更高的要求。隨著要求支持的頻段變多，多頻濾波器的復(fù)雜度和設(shè)計難度也大大增加，可重構(gòu)濾波器件正是在此背景下應(yīng)運(yùn)而生的。可重構(gòu)濾波器件不僅僅能夠減少系統(tǒng)的體積和成本，而且擁有良好的電磁兼容性，因此可以滿足不同的系統(tǒng)需求。可調(diào)射頻前端技術(shù)的發(fā)展對各種應(yīng)用于可調(diào)射頻發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的器件提出了更高的要求，器件的高性能和小型化是必然趨勢。在軍事應(yīng)用上，電子偵察系統(tǒng)必須對戰(zhàn)場上所有雷達(dá)探測的信息進(jìn)行收集和分類，因此要求接收機(jī)具備相當(dāng)寬的工作頻帶；另一方面，電子反偵查系統(tǒng)為了有效對抗敵方電子偵察系統(tǒng)的干擾，也要求發(fā)射機(jī)能夠覆蓋較寬的頻段。可重構(gòu)濾波器對于軍事上這種分類多頻段的信息系統(tǒng)是必不可少的器件。再者，現(xiàn)代電子戰(zhàn)中，為了確保雷達(dá)系統(tǒng)的絕對安全，要求收發(fā)機(jī)的工作頻率能夠避免敵方干擾迅速跳變，電可重構(gòu)濾波器因其具備響應(yīng)時間短、中心頻率可連續(xù)或離散調(diào)諧等特點在軍事系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

在眾多絕對帶寬恒定的頻率可調(diào)帶通濾波器的研究與發(fā)明中，大部分都是通過諧振器某個區(qū)域的耦合使得其耦合系數(shù)k隨頻率增加而減小，因為只是耦合了某個部分，諧振器的其余部分被安置在多余的空間中，這無疑會影響濾波器的整體尺寸。在一些文獻(xiàn)中出現(xiàn)了λ_g/4諧振器接地傳輸線接電感與變?nèi)荻O管再接地或是靠近接地端采用階梯阻抗形式使得諧振器全耦合的絕對帶寬恒定的可調(diào)帶通濾波器，但是增加的器件和階梯阻抗的設(shè)計無疑會使得仿真設(shè)計耦合曲線的困難加大。也有的發(fā)明是將抽頭式的變?nèi)荻O管加載到諧振器上，這無疑會對濾波器的穩(wěn)定性造成影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是針對上述背景技術(shù)的不足，提供了基于缺陷地加載的絕對帶寬恒定的頻率可調(diào)帶通濾波器，實現(xiàn)了一種λ_g/4全耦合形式的絕對帶寬恒定頻率可調(diào)濾波器的，結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)頻范圍較大，解決了現(xiàn)有λ_g/4全耦合形式的可調(diào)帶通濾波器結(jié)構(gòu)較大且調(diào)頻范圍較小的技術(shù)問題。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：

一種基于缺陷地加載的絕對帶寬恒定的頻率可調(diào)帶通濾波器，由上層微帶層、中間層介質(zhì)板、具有DGS的下層金屬層組成；上層微帶層包括：第一輸入/輸出端口、第二輸入輸出/端口以及第一饋電網(wǎng)絡(luò)、耦合諧振器、第二饋電網(wǎng)絡(luò)組成的上層微帶結(jié)構(gòu)，耦合器包括平行耦合的第一微帶諧振器、第二微帶諧振器，第一微帶諧振器與第二微帶諧振器關(guān)于耦合縫隙中線對稱，第一饋電網(wǎng)絡(luò)的信號輸入端接第一輸入/輸出端口，第二饋電網(wǎng)絡(luò)的信號輸出端接第二輸入/輸出端口，第一饋電網(wǎng)絡(luò)位于第一諧振器的外側(cè)且與第一微帶諧振器平行耦合，第二饋電網(wǎng)絡(luò)位于第二諧振器的外側(cè)且與第二微帶諧振器平行耦合。

第一饋電網(wǎng)絡(luò)由第一傳輸線、第二傳輸線、第一電容組成，第一傳輸線的一端與第一輸入/輸出端口相連，第一傳輸線的另一端與第一電容的一極相連，第一電容的另一極與第二傳輸線的一端相連，第二傳輸線的末端經(jīng)過孔接地；第二饋電網(wǎng)絡(luò)由第三傳輸線、第四傳輸線、第二電容組成，第三傳輸線的一端與第二輸入/輸出端口相連，第三傳輸線的另一端與第二電容的一極相連，第二電容的另一極與第四傳輸線六的一端相連，第四傳輸線六的末端經(jīng)過孔接地。