CN104966872B - 一种传输零点可控的高温超导滤波器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种传输零点可控的高温超导滤波器装置，其特征在于：包括高温超导基片以及设置于该基片上的谐振器，所述谐振器按照CQ结构的电路形式进行排列；所述高温超导滤波器装置还包括交叉耦合线以及可变电容器，交叉耦合线对所述任意两个谐振器之间引入交叉耦合，可变电容器接入到交叉耦合线的中间位置。本发明的传输零点可控的高温超导滤波器装置，通过程控改变可变电容器的容值，在实现CQ结构高带外抑制带通滤波器性能的同时，实现了带外传输零点的电调可控。

Description

一种传输零点可控的高温超导滤波器装置
技术领域
本发明属于微波工程技术领域，尤其涉及到一种可控传输零点的高温超导滤波器。
背景技术
由于无线电通信频率资源的日益紧张，分配到各类通信系统的频率间隔越来越密，这对无源器件，尤其是微波、毫米波收发信机中前端无源器件的性能指标提出了更高的要求以降低前端系统对信号的衰减并抑制各种干扰信号。这就需要高性能的选频器件，而传统的选频器件(滤波器)比如巴特沃斯、切比雪夫滤波器只有通过增加滤波器的阶数来满足要求，为了得到较好得选择性，就需要很多阶的滤波器才能满足要求，生产出来的滤波器的重量和体积都非常大，不满足现代通讯的需求；而椭圆函数滤波器虽然具有很好的选择性，实现起来比较的困难。与传统滤波器结构相比，通过交叉耦合方式在微带滤波器电路的带外引入传输零点，可以极大的提升滤波器带外的抑制、提高滤波器边带陡度，实现良好的矩形系数，而不用增加滤波器阶数来提高通道的选择性，并且实现起来也很容易，从而可以用较少阶数的滤波器来实现很高的选择性。同时可以减小系统的体积和重量，可以满足现代通讯的需求。
但通常受加工精度的影响，我们所引入的交叉耦合的强度总会难免有些偏差，这就使得在滤波器通带外某些我们尤其关注的频点出可能无法实现所需的抑制，无法满足抗干扰的要求而需要人为调谐。对于普通的常规基片材料我们尚可通过现有的调谐方式进行修正，但对于高温超导滤波器手动调谐方法显得不太方便。
发明内容
为解决上述问题，本发明将提供一种传输零点可控的高温超导滤波器装置，具有体积小，高选择性的特点，可通过程控改变可变电容器的容值，在实现CQ结构高带外抑制带通滤波器性能的同时，实现了带外传输零点的电调可控。
本发明的技术解决方案是，提供一种传输零点可控的高温超导滤波器装置，其特征在于：包括高温超导基片以及设置于该基片上的谐振器，所述谐振器按照CQ滤波器(Cascade Quadraplets，该滤波器是以四个谐振器为一组，通过谐振器间特定的耦合方式，再在第1和4谐振器间额外引入交叉耦合，即构成CQ滤波器结构)的电路形式进行排列；所述高温超导滤波器装置还包括交叉耦合线以及可变电容器，交叉耦合线对所述任意两个谐振器之间引入交叉耦合，可变电容器接入到交叉耦合线的中间位置。
进一步的，所述谐振器由长度为λ/2的开路线构造。
进一步的，所述可变电容器包括变容二极管、MEMS以及压电转换器。
更进一步的，所述高温超导滤波器装置连接程控电源，所述可变电容器的容值可程控改变。
本发明的有益效果体现在，提供的一种传输零点可控的高温超导滤波器装置，对带有传输零点滤波器中的交叉耦合线部分引入可变电容器，可通过程控改变可变电容器的容值，在实现CQ结构高带外抑制带通滤波器性能的同时，实现了带外传输零点的电调可控。尤其对于高温超导滤波器，并且针对滤波器带外某些固定频点处的干扰抑制实现准确可控。
附图说明
图1为传统CQ电路的结构示意图；
图2为本发明中的CQ电路的结构示意图；
图3为本发明的一个具体实施例电路模型图；
图4为本发明具体实施例的仿真结果图。
图1-4中的附图标号说明：
1输入端、2谐振器、3交叉耦合线、4输出端、5固定电容、6可变电容器
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作出进一步的说明。
如图1为传统CQ电路的结构示意图，在输入端1和输出端4间连接谐振器2，通过交叉耦合线3在谐振器2之间引入交叉耦合。
如图2为本实施例滤波器中的CQ电路结构示意图，本实施例的传输零点可控的高温超导滤波器装置，包括高温超导基片以及设置于该基片上的谐振器2，所述谐振器2按照CQ结构的电路形式进行排列；所述高温超导滤波器装置还包括交叉耦合线3以及可变电容器6，交叉耦合线3对所述任意两个谐振器2之间引入交叉耦合，可变电容器6接入到交叉耦合线3的中间位置。
作为优选的，采用长度为λ/2的开路线构造所述谐振器2。
作为优选的，所述可变电容器6包括变容二极管、MEMS以及压电转换器。
优选的，所述高温超导滤波器装置连接程控电源，所述程控电源用于改变可变电容器6的容值。
如图2所示，在CQ电路结构中，交叉耦合线3对所述任意两个谐振器2之间引入交叉耦合，交叉耦合线3上通常会形成固定电容耦合，等效为电容5；传输信号由输入端1进入，经谐振器后由输出端4输出。通过调整可变电容器容值，形成对电容5所表示的交叉耦合量产生微扰，进而实现滤波器通带外的传输零点位置可控，实际表现为通带外抑制的可控。
如图3所示，作为一种可实施的方案，以包括4个谐振器2的高温超导滤波器为例，还包括一个交叉耦合线3以及一个可变电容器6。采用长度为λ/2的开路线来构造所述谐振器2，按照传统CQ结构的电路形式进行排列，并由所述交叉耦合线3对第一和第四谐振器间引入一定耦合强度的交叉耦合。同时，在交叉耦合线3的中间位置接入可变电容器6，形成传输零点可控的高温超导滤波器。其特征在于由交叉耦合线3结合可变电容器6形成第一谐振器和第四谐振器之间的交叉耦合系数可重构。如图4所示为基于本实施例的仿真结果，图4中，采用5组不同电容量的可变电容器进行试验，可变电容器电容量分别采用1pF、2pF、3pF、4pF、5pF，当可变电容器的容值变化时，滤波器在带宽不受影响的情况下传输零点变化明显。通过该方法，所引入的交叉耦合的强度可调，可实现消除在加工偏差等其他因素影响下，滤波器通带外某些我们尤其关注的频点处实现所需的抑制最优，满足抗干扰的要求。且特别针对于高温超导滤波器手动调谐方法不太方便这一缺点，本文提出的一种以高温超导为基片材料的传输零点可控的滤波器设计结构更有实际工程实用意义。
本发明的工作原理是，通过改变加载在交叉耦合线3的可变电容器6的容值，实现对整个电路的交叉耦合强弱的控制调节，在实现CQ结构高带外抑制带通滤波器性能的同时，实现了带外传输零点的电调可控。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种传输零点可控的高温超导滤波器装置，其特征在于：包括高温超导基片以及设置于该基片上的谐振器，所述谐振器按照CQ结构的电路形式进行排列；所述高温超导滤波器装置还包括交叉耦合线以及可变电容器，交叉耦合线对任意两个所述谐振器之间引入交叉耦合，可变电容器的一端连接到交叉耦合线的中间位置另一端连接到一段开路线使得可变电容器与交叉耦合线形成的耦合电容呈并联关系，其中交叉耦合线结合可变电容器形成所述两个谐振器间的耦合系数可重构。
2.根据权利要求1所述的传输零点可控的高温超导滤波器装置，其特征在于：所述谐振器由长度为λ/2的开路线构造。
3.根据权利要求1或2所述的传输零点可控的高温超导滤波器装置，其特征在于：所述可变电容器包括变容二极管、MEMS以及压电转换器。
4.根据权利要求3所述的传输零点可控的高温超导滤波器装置，其特征在于：高温超导滤波器装置还连接有程控电源，所述可变电容器的容值通过程控改变。
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