CN110289831A - 一种高低通组合lc带通电调滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高低通组合LC带通电调滤波器，属于微波通信技术领域，包括高通调谐选频电路和低通调谐选频电路，所述高通选频电路一端连接输入馈线，所述高通选频电路另一端连接所述低通调谐选频电路一端，所述低通调谐选频电路另一端连接输出馈线，所述高通调谐选频电路和低通调谐选频电路均与控制电压输入端连接；本发明带宽可达几百兆赫兹，通带中心频率及带宽易于控制。

Description

一种高低通组合LC带通电调滤波器

技术领域

本发明涉及微波通信技术领域，具体涉及一种高低通组合LC带通电调滤波器。

背景技术

随着无线通信领域的快速发展及5G通信地快速崛起，在日趋拥挤的频谱资源和复杂的电磁环境下，高性能的滤波器作为有效选择所需频率的手段，得到研究人员持续的关注与研究，目前常用的宽带通信系统均采用开关滤波器组件作为射频通信系统前端的抗干扰手段，但是这种方法存在体积大、抗干扰能力不强、成本高等问题。电调滤波器可以以相对较窄的带宽通过改变调谐电压或调谐码连续扫描覆盖一个较宽的频带，可以有效减小体积，提升抗干扰能力。而普通的电感或电容耦合电调滤波器无法将通带做宽，无法满足目前宽带通信的要求。

常规的电调滤波器都是基于切比雪夫或者谐振耦合理论设计电路模型，以LC或者微带线工艺制作实现电路。常见的电调滤波器结构有以谐振耦合理论为基础仿真得到的电调滤波器，但是带宽不能做宽；有使用多个标称值电容和开关作为调谐元件，通过开关选通不同电容值进行调谐的数字调谐滤波器，但是这种滤波器体积较大，带外抑制度不高，变频时间较长；还有使用微带线工艺制作的电调滤波器，虽然体积少，但在实际使用中表现出不能调试，生产周期长，成本高的特点。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种高低通组合LC带通电调滤波器，解决了目前的电调滤波器带宽窄的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种高低通组合LC带通电调滤波器，包括高通调谐选频电路和低通调谐选频电路，所述高通选频电路一端连接输入馈线，所述高通选频电路另一端连接所述低通调谐选频电路一端，所述低通调谐选频电路另一端连接输出馈线，所述高通调谐选频电路和低通调谐选频电路均与控制电压输入端连接。

进一步的，所述高通调谐选频电路包括一组或多组高通部分串联到地谐振电路，所述高通部分串联到地谐振电路包括依次连接的第一电容、第一电感、第二电容和第一可调变容二极管，所述第一电容连接所述输入馈线，所述第一可调变容二极管的正极接地，所述第二电容与第一可调变容二极管的负极间连接所述控制电压输入端，前一组高通部分串联到地谐振电路的第一电容与第一电感间连接后一组的第一电容，最后一组高通部分串联到地谐振电路的第一电容与第一电感间连接第三电容，所述第三电容连接所述低通调谐选频电路。

进一步的，所述低通调谐选频电路包括一组或多组低通部分串联到地谐振电路，所述低通部分串联到地谐振电路包括依次连接的第二电感、第三电感、第四电容和第二可调变容二极管，所述第二电感连接输出馈线，所述第二可调变容二极管的正极接地，第四电容与第二可调变容二极管的负极间连接所述控制电压输入端，前一组低通部分串联到地谐振电路的第二电感与第三电感间连接后一组的第二电感，最后一组低通部分串联到地谐振电路的第二电感与第三电感间连接第四电感，所述第四电感连接所述高通调谐选频电路。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明调试方便，成本低，可生成性高，本发明的电调滤波器在带外引入多个传输零点，具有较高的带外抑制度，并且结构设计更加紧凑，体积小巧。

2.本发明提出的高低通组合LC电调滤波器的带宽可达几百兆赫兹，通带中心频率及带宽易于控制，通过控制调谐电压的大小，进而控制变容二极管的电容值，从而控制滤波器中心频率，通过改变调谐电感、电容相关参数可以有效调节通带宽度。

3.本发明的电调滤波器电容、电感均采用标称值，结构简单，易于生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明LC电调滤波器的整体结构图；

图2为本发明具体实施例中三阶LC电调滤波器的结构图；

图3为本发明三阶LC电调滤波器的中心频率675MHz的频率响应曲线；

图4为本发明三阶LC电调滤波器的中心频率750MHz的频率响应曲线；

图5为本发明三阶LC电调滤波器的中心频率850MHz的频率响应曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

一种高低通组合LC带通电调滤波器，包括高通调谐选频电路和低通调谐选频电路，所述高通选频电路一端连接输入馈线，所述高通选频电路另一端连接所述低通调谐选频电路一端，所述低通调谐选频电路另一端连接输出馈线，所述高通调谐选频电路和低通调谐选频电路均与控制电压输入端连接。

所述高通调谐选频电路包括一组或多组高通部分串联到地谐振电路，所述高通部分串联到地谐振电路包括依次连接的第一电容、第一电感、第二电容和第一可调变容二极管，所述第一电容连接所述输入馈线，所述第一可调变容二极管的正极接地，所述第二电容与第一可调变容二极管的负极间连接所述控制电压输入端，前一组高通部分串联到地谐振电路的第一电容与第一电感间连接后一组的第一电容，最后一组高通部分串联到地谐振电路的第一电容与第一电感间连接第三电容，所述第三电容连接所述低通调谐选频电路。

所述低通调谐选频电路包括一组或多组低通部分串联到地谐振电路，所述低通部分串联到地谐振电路包括依次连接的第二电感、第三电感、第四电容和第二可调变容二极管，所述第二电感连接输出馈线，所述第二可调变容二极管的正极接地，第四电容与第二可调变容二极管的负极间连接所述控制电压输入端，前一组低通部分串联到地谐振电路的第二电感与第三电感间连接后一组的第二电感，最后一组低通部分串联到地谐振电路的第二电感与第三电感间连接第四电感，所述第四电感连接所述高通调谐选频电路。

实施例

本实施例公开的电调滤波器中心频率可在675M-850MHz中变化，同时保持3dB带宽大于300MHz。

该电调滤波器包括高通调谐选频电路和低通调谐选频电路，所述高通调谐选频电路包括3组高通部分串联到地谐振电路，所述低通调谐选频电路包括3组低通部分串联到地谐振电路，具体连接关系如下：

电容C1一端连接输入馈线，另一端连接电感L1的一端和电容C2的一端，所述电感L1的另一端连接电容C5的一端，所述电容C5的另一端连接可调变容二极管D1的负极，所述可调变容二极管D1的正极接地，所述电容C2的另一端连接电感L2的一端和电容C3的一端，所述电感L2的另一端连接电容C6的一端，所述电容C6的另一端连接可调变容二极管D2的负极，所述可调变容二极管D2的正极接地，所述电容C3的另一端连接电感L3的一端和电容C7的一端，所述电感L3的另一端连接电容C7的一端，所述电容C7的另一端连接可调变容二极管D3的负极，所述可调变容二极管D3的正极接地，所述电容C4的另一端连接电感L4的一端，所述电感L4的另一端连接电感L5的一端和电感L8的一端，所述电感L8的另一端连接电容C8的一端，所述电容C8的另一端连接可调变容二极管D4的负极，所述可调变容二极管D4的正极接地，所述电感L5的另一端连接电感L9的一端和电感L6的一端，所述电感L9的另一端连接电容C9的一端，所述电容C9的另一端连接可调变容二极管D5的负极，所述可调变容二极管D5的正极接地，所述电感L6的另一端连接电感L10的一端和电感L7的一端，所述电感L10的另一端连接电容C10的一端，所述电容C10的另一端连接可调变容二极管D6的负极，所述可调变容二极管D6的正极接地，所述可调变容二极管D1-D6的负极均连接控制电压输入端，由同一可变电压供电，输出相同的电容值，同时所有的电容和电感均为高Q标称值。

在本实施例中改变电容C1、电容C2、电容C3、电容C4的电容值，可调节通带的插入损耗以及驻波；改变电感L4、电感L5、电感L6、电感L7的电感值，可调节通带的插入损耗以及驻波；改变电感L1和电容C5的值，或者改变电感L2和电容C6的值，或者改变电感L3和电容C7的值，或者改变电感L8和电容C8的值，或者改变电感L9和电容C9的值，或者改变电感L10和电容C10的值，可调节通带的起止频率、矩形系数、带外抑制以及驻波，其中前三组调节高通滤波器的性能指标，后三组调节低通滤波器的性能指标。

调节除变容二极管以外的电容电感值以达到675M--850MHz中心频率的可变范围，通过改变调谐电压，中心频率可变的电调滤波器的频率响应曲线如图3、图4、图5所示。图中的曲线DB(|S2，1|)为信号的传输特性曲线，曲线VSWR(1)与VSWR(2)为信号端口反射的特性曲线。由图3可知，变容二极管容值为20pF时，电调滤波器的中心频率为675MHz，带内插损小于0.9dB，通带带宽大于350MHz，带外抑制均大于22dBc；由图4可知，变容二极管容值为10pF时，电调滤波器的中心频率为750MHz，带内插损小于0.9dB，通带带宽大于380MHz，带外抑制均大于30dBc；由图5可知，变容二极管容值为5pF时，电调滤波器的中心频率为850MHz，带内插损小于0.8dB，通带带宽大于340MHz，带外抑制均大于35dBc。在该实施例中，调谐电压的改变使得滤波器中心频率在675-850MHz可调，通带带宽均大于300MHz。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高低通组合LC带通电调滤波器，其特征在于：包括高通调谐选频电路和低通调谐选频电路，所述高通选频电路一端连接输入馈线，所述高通选频电路另一端连接所述低通调谐选频电路一端，所述低通调谐选频电路另一端连接输出馈线，所述高通调谐选频电路和低通调谐选频电路均与控制电压输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种高低通组合LC带通电调滤波器，其特征在于：所述高通调谐选频电路包括一组或多组高通部分串联到地谐振电路，所述高通部分串联到地谐振电路包括依次连接的第一电容、第一电感、第二电容和第一可调变容二极管，所述第一电容连接所述输入馈线，所述第一可调变容二极管的正极接地，所述第二电容与第一可调变容二极管的负极间连接所述控制电压输入端，前一组高通部分串联到地谐振电路的第一电容与第一电感间连接后一组的第一电容，最后一组高通部分串联到地谐振电路的第一电容与第一电感间连接第三电容，所述第三电容连接所述低通调谐选频电路。

3.根据权利要求1所述的一种高低通组合LC带通电调滤波器，其特征在于：所述低通调谐选频电路包括一组或多组低通部分串联到地谐振电路，所述低通部分串联到地谐振电路包括依次连接的第二电感、第三电感、第四电容和第二可调变容二极管，所述第二电感连接输出馈线，所述第二可调变容二极管的正极接地，第四电容与第二可调变容二极管的负极间连接所述控制电压输入端，前一组低通部分串联到地谐振电路的第二电感与第三电感间连接后一组的第二电感，最后一组低通部分串联到地谐振电路的第二电感与第三电感间连接第四电感，所述第四电感连接所述高通调谐选频电路。