CN105470606B

CN105470606B - 零点可调的带通滤波器

Info

Publication number: CN105470606B
Application number: CN201511004485.2A
Authority: CN
Inventors: 程飞
Original assignee: Dfine Technology Co Ltd
Current assignee: Dfine Technology Co Ltd
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2018-07-03
Anticipated expiration: 2035-12-29
Also published as: CN105470606A

Abstract

本发明为零点可调的带通滤波器，解决现有带通滤波器零点频率固定的缺点。基片包括从上到下的上层金属(1)，介质(2)，金属地(3)，基片有上下贯穿基片的第一金属化通孔(111)，第二金属化通孔(112)，上层金属上焊接有第一变容二极管(121)、第二变容二极管(122)、第一偏置电阻(131)、第二偏置电阻(132)，上层金属有第一偏置线(141)，第二偏置线(142)，第一输入输出馈线(151)，第二输入输出馈线(152)，第一谐振器(161)，第二谐振器(162)，第三谐振器(163)，第四谐振器(164)。

Description

零点可调的带通滤波器

技术领域：

本发明属于微波毫米波器件技术领域，尤其涉及微波毫米波器件中的可调滤波器。

背景技术：

电磁频谱是非常珍贵的资源，目前开放的商用频段有限，不同的通信设备之间可能具有相近的工作频率，它们的信号之间很容易产生通信干扰。同一无线设备内部不同的部件之间，或是无线系统前端的收发天线之间，由于距离相隔较近，可能也存在干扰。此外，系统内的非线性器件则会产生二次或三次谐波，或是镜像频率，这些杂散信号会干扰系统的正常工作。因此，在无线系统中，特别是高频工作的系统中，需要使用带通滤波器来抑制这些干扰信号和杂散信号。在带通滤波器的阻带中引入传输零点，可以提高滤波器的选择性，增强对不需要信号的抑制效果。现有带通滤波器零点频率固定，不能动态地调节传输零点的频率，滤波器的选择性差。

发明内容：

本发明的目的是提出一种可动态地调节传输零点的频率，而又不影响滤波器的通带特性的零点可调的带通滤波器。

本发明的技术方案是：

包括从上到下的上层金属1，介质2，金属地3，基片有上下贯穿的第一金属化通孔111，第二金属化通孔112，上层金属上焊接有第一变容二极管121、第二变容二极管122、第一偏置电阻131、第二偏置电阻132、第一偏置线141、第二偏置线142、第三谐振器163、第四谐振器164，第三谐振器163、第四谐振器164相对侧分别有第一输入输出馈线151、第二输入输出馈线152，第一输入输出馈线151、第二输入输出馈线152相对侧分别有第一谐振器161，第二谐振器162，第一变容二极管121、第二变容二极管122分别连接第一金属化通孔111、第三谐振器163，第二金属化通孔112、第四谐振器164，第一偏置线141经第一偏置电阻131与第三谐振器163连接、第二偏置线142经第二偏置电阻132与第四谐振器164连接。

进一步的，第一输入输出馈线151为终端开路的50欧姆微带线，其右端和左端分别与第一谐振器161和第三谐振器163通过缝隙耦合，第二输入输出馈线152为终端开路的50欧姆微带线，其左端和右端分别与第二谐振器162和第三谐振器164通过缝隙耦合，第一谐振器161为开口向上的U形微带线，第二谐振器162为开口向下的U形微带线，第一谐振器161的右边与第二谐振器162的左边通过缝隙耦合。

进一步的，第三谐振器163为开口向上的U形微带线，第一变容二极管121的阴极焊接到第三谐振器163左边的开路端，阳极焊接到第一金属化通孔111上，第一偏置电阻131的一端焊接到第三谐振器163上，另一端焊接到第一偏置线141上，第一偏置线141为两端为正方形焊盘中间为细微带线的结构，第四谐振器164为开口向下的勾形微带线，第二变容二极管122的阴极焊接到第四谐振器164右边的开路端，阳极焊接到第二金属化通孔112上，第二偏置电阻132的一端焊接到第四谐振器164上，另一端焊接到第二偏置线142上，第二偏置线142为两端为正方形焊盘中间为细微带线的结构。

解决滤波器的选择性差的问题的方法就是在滤波器的阻带产生传输零点，而零点可调的带通滤波器能动态地调节传输零点的频率，而又不影响滤波器的通带特性，可以改变滤波器的选择性，或是对某些频率变化着的干扰信号能更加灵活地抑制。

本发明引入可调谐振器来产生可调的传输零点，这种方法的优点是各个零点可以通过不同的偏压来控制，零点调节范围宽，能实时改变滤波器的选择性。

本发明的技术方案的原理是：图2中，通带内的信号通过输入输出馈线进入，经第一谐振器和第二谐振器，由输入输出馈线流出。第三谐振器和第四谐振器为可调谐振器，其谐振频率可以通过改变第一和第二变容二极管的偏压来改变，因此。第一输入输出馈线与第三谐振器耦合，形成一个可调的传输零点，而第二输入输出馈线与第四谐振器耦合，形成第二个可调的传输零点。第三与第四谐振器分别由两个独立的偏压控制，因此两个传输零点的频率是不相关的，可以分别控制。

本发明的优点和有益效果：

（1）本发明中的带通滤波器的传输零点受偏置电压控制，两个传输零点能独立调节，调节范围宽，能动态地改变滤波器的选择性，及带外抑制。

（2）在零点的调节过程中，只会改变滤波器的带外性能，通带的中心频率和带宽都保持恒定。

（3）本发明使用变容二极管作为调谐元件，成本低，所需的偏置电压低。

（4）本发明是平面电路，便于与其他电路集成，大规模生产。

附图说明：

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的电路结构图。

图3为本发明在第一种工作状态下测试的S参数曲线图。

图4为本发明在第二种工作状态下测试的S参数曲线图。

具体实施方式：

零点可调的带通滤波器，基片包括从上到下的上层金属1，介质2，金属地3，基片有上下贯穿基片的第一金属化通孔111，第二金属化通孔112，上层金属上焊接有第一变容二极管121、第二变容二极管122、第一偏置电阻131、第二偏置电阻132，上层金属有第一偏置线141，第二偏置线142，第一输入输出馈线151，第二输入输出馈线152，第一谐振器161，第二谐振器162，第三谐振器163，第四谐振器164。

基片选用国产F4B介质基片，相对介电常数为2.65，基片厚度为0.8mm。测试结果如图3和图4所示，滤波器的中心频率和带宽在不同的偏压下均为1.98GHz和150MHz，插入损耗分别为1.13dB和1.31dB。第一种状态下，滤波器的两个零点频率为1.52GHz和2.65GHz，第二种状态下，滤波器的两个零点为1.75GHz和2.29GHz。在可调范围内回波损耗始终大于10dB，电路的整体尺寸为41.43mm×35mm。

Claims

1.零点可调的带通滤波器，其特征在于基片包括从上到下的上层金属(1)，介质(2)，金属地(3)，基片有上下贯穿的第一金属化通孔(111)，第二金属化通孔(112)，上层金属上焊接有第一变容二极管(121)、第二变容二极管(122)、第一偏置电阻(131)、第二偏置电阻(132)、第一偏置线(141)、第二偏置线(142)、第三谐振器(163)、第四谐振器(164)，第三谐振器(163)、第四谐振器(164)相对侧分别有第一输入输出馈线(151)、第二输入输出馈线(152)，第一输入输出馈线(151)、第二输入输出馈线(152)相对侧分别有第一谐振器(161)，第二谐振器(162)，第一变容二极管(121)、第二变容二极管(122)分别连接第一金属化通孔(111)、第三谐振器(163)，第二金属化通孔(112)、第四谐振器(164)，第一偏置线(141)经第一偏置电阻(131)与第三谐振器(163)连接、第二偏置线(142)经第二偏置电阻(132)与第四谐振器(164)连接，第一输入输出馈线(151)为终端开路的50欧姆微带线，其右端和左端分别与第一谐振器(161)和第三谐振器(163)通过缝隙耦合，第二输入输出馈线(152)为终端开路的50欧姆微带线，其左端和右端分别与第二谐振器(162)和第三谐振器(164)通过缝隙耦合，第一谐振器（161）为开口向上的U形微带线，第二谐振器（162）为开口向下的U形微带线，第一谐振器（161）的右边与第二谐振器（162）的左边通过缝隙耦合，第三谐振器（163）为开口向上的U形微带线，第一变容二极管(121)的阴极焊接到第三谐振器（163）左边的开路端，阳极焊接到第一金属化通孔（111）上，第一偏置电阻(131)的一端焊接到第三谐振器（163）上，另一端焊接到第一偏置线（141）上，第一偏置线（141）为两端为正方形焊盘中间为细微带线的结构，第四谐振器（164）为开口向下的勾形微带线，第二变容二极管(122)的阴极焊接到第四谐振器（164）右边的开路端，阳极焊接到第二金属化通孔（112）上，第二偏置电阻(132)的一端焊接到第四谐振器（164）上，另一端焊接到第二偏置线（142）上，第二偏置线（142）为两端为正方形焊盘中间为细微带线的结构。