[發明專利]一種新型可重構濾波器

在審

• 申請號: 202110928767.0
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113810021A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 馬凱學;楊卓君;王勇強;閆寧寧
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H03H11/04
• 分類號: H03H11/04
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 韓新城

本發明公開一種新型可重構濾波器，包括以級聯方式連接的兩個濾波器單元，一個為無源濾波單元控制上邊帶濾波特性，一個為有源濾波單元控制下邊帶濾波特性，濾波器單元配置在介質集成懸置線上。本發明基于介質集成懸置線平臺，通過級聯有源高通和無源低通濾波器，可以選擇不同低通響應和高通結構，實現電路可重構、極點零點可控，使得濾波響應充分貼合系統需求，靈活可變；同時有源高通和無源低通濾波器組合可充分利用有源電路集成度高及無源電路工作在高頻時體積小的特點來縮小整體電路體積，有源模組還可額外提供功率補償。

技術領域

本發明涉及濾波器技術領域，特別是涉及一種新型可重構濾波器。

背景技術

隨著現代通信技術的快速發展和信息源的多樣化，單一的窄帶工作頻段模式已經無法滿足軍事和民用的需求。同時，5G通信出現也對無線通信系統提出了大帶寬和多頻帶等更苛刻的要求。濾波器作為射頻收發機的關鍵元件，承擔著頻率選擇或者頻率抑制作用。若在射頻收發機中采用多組濾波器，不但成本高而且也不利于小型化。因此，可重構濾波器就成為解決以上問題的有效手段。

隨著可重構濾波器的發展以及實際應用的需要，學者們已經提出了多種可重構濾波器的設計思路。列舉部分文獻已經提出的解決方案，第一種方法是采用微帶線結構，通過在諧振器上和諧振器之間分別引入可變電容實現了一種頻率和帶寬可重構濾波器；第二種方法是采用多模諧振器結構，通過調節各個諧振模的頻率及諧振摸之間的頻率差來實現頻率和帶寬可重構濾波器。第三種方法是采用有源濾波結構，通過切換電容電阻網絡來實現不同的帶寬、中心頻率和增益。以上控制策略存在原理復雜，通帶插入損耗較大，或者工作頻段比較受限的問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種頻率、帶寬和增益均可重構的新型可重構濾波器。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

一種新型可重構濾波器，包括以級聯方式連接的兩個濾波器單元，一個為無源濾波單元控制上邊帶濾波特性，一個為有源濾波單元控制下邊帶濾波特性，所述濾波器單元配置在介質集成懸置線上。

其中，有源濾波單元采用有源RC濾波器，無源濾波單元采用低通頻響濾波特性單元或帶阻頻響濾波特性單元。

其中，無源濾波單元采用無源LC諧振網絡。

其中，所述濾波器單元配置在介質集成懸置線的G5和G6層。

其中，所述無源濾波單元由電感L1,電容C1、C2、C3、C4構成，所述有源濾波單元由電阻R1、R2、R3、R4、Rc、電容Cc、C5以及一個運算放大器構成；電容C1、C2并聯在電感L1的兩端，另一端的均接地，電容C3接在電感L1的兩端之間，電容C4的一端與電容C2、電感L1的連接端相接，電容C4的另一端接電容C5、電阻R2的連接端，電容C5的另一端接接電阻R1的一端、電阻Rc的一端以及運算放大器的正相輸入端，電阻R1另一端接地，電阻Rc的另一端與電容Cc的一端相接形成串聯，電容Cc的另一端與電阻R2的另一端、電阻R4的一端以及運算放大器的輸出端相接，運算放大器的負相輸入端與電阻R3一端相接，電阻R3的另一端接地，電阻R4的另一端與運算放大器負相輸入端相接。

本發明的新型可重構濾波器，基于介質集成懸置線平臺，通過級聯有源高通和無源低通濾波器，可以選擇不同低通響應和高通結構，實現電路可重構、極點零點可控，使得濾波響應充分貼合系統需求，靈活可變；同時有源高通和無源低通濾波器組合可以充分利用有源電路集成度高以及無源電路工作在高頻時體積小的特點來縮小整體電路體積，有源模組還可額外提供功率補償。

附圖說明

圖1是壓控電壓源式(VCVS)二階有源RC濾波器示意圖。

圖2為本發明的新型可重構濾波器的結構示意圖。