CN105655674B

CN105655674B - 零点可调的微带滤波器

Info

Publication number: CN105655674B
Application number: CN201610170529.7A
Authority: CN
Inventors: 程飞
Original assignee: Dfine Technology Co Ltd
Current assignee: Dfine Technology Co Ltd
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2018-11-30
Anticipated expiration: 2036-03-24
Also published as: CN105655674A

Abstract

本发明为零点可调的微带滤波器，解决现有滤波器带外抑制不能改变的缺点。包括表层金属（1），介质层（2），金属地（3），表层金属（1）包括第一输入输出馈线（11），第二输入输出馈线（12），U形谐振器（13），第一开路枝节（14），第二开路枝节（15），第一偏置线（16），第二偏置线（17），第一开关二级管（21），第二开关二极管（22），第一隔离电感（23），第二隔离电感（24），第三隔离电感（25），第四隔离电感（26），第一隔离电容（27），第二隔离电容（28），第一接地焊盘（31），第二接地焊盘（32），第三接地焊盘（33），第四接地焊盘（34）。

Description

零点可调的微带滤波器

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：

当前，信息产业飞速成长，无线业务持续增长，有力地促进了信息的交流，推动了工业、农业、商业的发展。为了获得更快的无线网络速度，就需要使用更大的带宽，占用更多的频谱资源，由此带来的频谱拥挤问题日益突出，电磁干扰也越来越严重。在收发前端中，克服电磁干扰的一个途径是使用高性能的滤波器。在发射端，滤波器一般位于天线之前起到后级滤波的作用。在接收端，滤波器位于天线后方，从天线接收的大量频谱中将有用的信号选择出来。目前的滤波器大多是固定式的，其主要指标包括中心频率，带宽，插入损耗，带外抑制等。滤波器传输零点的产生可以提高滤波器在带外某些频率的抑制水平。在固定式的滤波器中，这些指标性能，包括传输零点，基本是不会改变的。但是，电磁环境中的干扰信号其频率可能是变化着的，需要动态地改变对干扰信号的抑制，固定式滤波器是无法满足这种需求的，这就需要用到可调滤波器。现有的可调滤波器，大多是中心频率可调，或是带宽可调的滤波器。这些类型的可调滤波器对于工作频率和带宽固定的收发系统是不适用的。所以要采用零点可调的滤波器。这种滤波器既能保持通带内的性能不变，又能动态地改变带外抑制水平，增加对干扰信号的抑制。零点可调的滤波器实现方式主要是微带形式和腔体形式，由于微带形式属于平面电路，尺寸小、重量轻、成本低、加工周期短，是目前零点可调滤波器的发展趋势。

发明内容：

本发明的目的是提出一种成本低，质量轻，体积小，插入损耗，增加对干扰信号抑制的零点可调的微带滤波器。

本发明是这样实现的：

零点可调的微带滤波器包括从上到下的表层金属1，介质层2，金属地3，表层金属1包括左右对称的第一输入输出馈线11、第二输入输出馈线12，位于第一输入输出馈线11右侧，第二输入输出馈线12左侧，开口向上的U形谐振器13，位于U形谐振器13之中的第一开路枝节14、位于U形谐振器13之下的第二开路枝节15，有第一接地焊盘31，第二接地焊盘32分别通过第一隔离电感23、第二隔离电感24连接于U形谐振器13的两上端，有第三接地焊盘33通过串联的第一隔离电容27、第三隔离电感25、第一开路枝节14、第一开关二极管21连接到U形谐振器13中间，第一偏置线16与第一隔离电容27、第三隔离电感25连接，有第四接地焊盘34经串联的第二隔离电容28、第四隔离电感26、第二开路枝节15、第二开关二极管22连接到U形谐振器13中间，第二偏置线17与第二隔离电容28、第四隔离电感26连接。

第一输入输出馈线11和第二输入输出馈线12是对称的L形，第一输入输出馈线11的一条边与U形谐振器13左边的一条边平行，第二输入输出馈线12的一条边与U形谐振器13右边的一条边平行，第一开路枝节14为长方形，第二开路枝节15为勾状的细微带线，第一开路枝节14、第二开路枝节15分别位于U形谐振器13的上方和下方，第一、第二、第三、第四接地焊盘31、32、33、34均为中心带有金属化通孔的正方形焊盘，第一隔离电感23的一端焊接在U形谐振器13左边的开路端，另一端焊接在第一接地焊盘31上，第二隔离电感24的一端焊接在U形谐振器13右边的开路端，另一端焊接在第二接地焊盘32上，第一开关二极管21、第二开关二极管22的阴极均焊接在U形谐振器13的中间，第一开关二极管21的阳极焊接在第一开路枝节14下方的开路端，第二开关二极管22的阳极焊接在第二开路枝节15上方的开路端，第三隔离电感25两端分别焊接在第一开路枝节14上方的开路端和第一偏置线16上，第一隔离电容27的两端分别焊接在第一偏置线16和第三接地焊盘33上，第四隔离电感26的两端分别焊接在第二开路枝节15下方的边上以及第二偏置线17上，第二隔离电容28的两端分别焊接在第二偏置线17和第四接地焊盘34上。

本发明既能保持通带内的性能不变，又能动态地改变带外抑制水平，增加对干扰信号的抑制。本发明的实现方式是微带形式，由于微带形式属于平面电路，尺寸小、重量轻、成本低、加工周期短。

本发明技术方案的原理是：在半波长微带线的中心加载一个开路枝节来形成双模谐振器，双模谐振器能产生奇模谐振和偶模谐振。通过控制开路枝节的特性阻抗与长度，可以改变偶模谐振，同时，奇模谐振不会改变。另外，中央的开路枝节还可以产生一个零点，零点的位置只与开路枝节的长度相关。由此，可以构造两种不同的开路枝节，即第一开路枝节14与第二开路枝节15，使它们具有不同的特性导纳，相同的偶模谐振频率和奇模谐振频率，它们的长度也将不同，然后用开关二极管在它们之间切换，使前后两种状态具有相同的中心频率和带宽，不同的传输零点频率。

本发明的优点和有益效果：

（1）本发明在不同的工作状态下，中心频率和带宽不会改变，只有传输零点的频率会改变，具有动态改变滤波器带外抑制的特性。滤波器的插入损耗小。

（2）本发明使用开关二极管，价格便宜，所需的控制电压低。

（3）本发明中的微带电路加工方便，适合于大批量生产，并且成本低，质量轻，体积也小。

附图说明：

图1为本发明的层状结构图。

图2为本发明的电路结构图。

图3为本发明在两种工作状态下仿真的频率响应曲线图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明：如图1和图2所示，高选择性带通可调滤波器，包括表层金属1，介质层2，金属地3，表层金属1包括第一输入输出馈线11，第二输入输出馈线12，U形谐振器13，第一开路枝节14，第二开路枝节15，第一偏置线16，第二偏置线17，第一开关二级管21，第二开关二极管22，第一隔离电感23，第二隔离电感24，第三隔离电感25，第四隔离电感26，第一隔离电容27，第二隔离电容28，第一接地焊盘31，第二接地焊盘32，第三接地焊盘33，第四接地焊盘34。

进一步的，第一输入输出馈线11和第二输入输出馈线12都是L形，第一输入输出馈线11的一条边与U形谐振器13左边的一条边平行，第二输入输出馈线12的一条边与U形谐振器13右边的一条边平行，第一开路枝节14为长方形，第二开路枝节15为勾状的细微带线，第一开路枝节14和第二开路枝节15分别位于U形谐振器13的上方和下方，第一、第二、第三、第四接地焊盘31、32、33、34均为中心带有金属化通孔的正方形焊盘，第一隔离电感23的一端焊接在U形谐振器13左边的开路端，另一端焊接在第一接地焊盘31上，第二隔离电感24的一端焊接在U形谐振器13右边的开路端，另一端焊接在第二接地焊盘32上，第一开关二极管21、第二开关二极管22的阴极均焊接在U形谐振器13的中间，第一开关二极管21的阳极焊接在第一开路枝节14下方的开路端，第二开关二极管22的阳极焊接在第二开路枝节15上方的开路端，第三隔离电感25的两端分别焊接在第一开路枝节14上方的开路端和第一偏置线16上，第一隔离电容27的两端分别焊接在第一偏置线16和第三接地焊盘33，第四隔离电感26的两端分别焊接在第二开路枝节15下方的边上以及第二偏置线17上，第二隔离电容28的两端分别焊接在第二偏置线17和第四接地焊盘34上。

滤波器制作在相对介电常数为2.65，厚度为0.8mm，损耗角正切为0.001的F4B基片上。开关二极管选用MACOM公司生产的MA4P789-1141T，偏置电路使用的隔离电感为3.5uH，隔离电容为33pF。图3是滤波器的仿真结果，虚线是第一开关二极管导通时的频率响应，实线是第二开关二极管导通时的频率响应。两种状态下，滤波器的中心频率为2GHz，3dB带宽为0.43GHz左右，插入损耗在0.85dB左右，零点的频率分别在2.47GHz和2.3GHz。

Claims

1.零点可调的微带滤波器，其特征在于，包括从上到下的表层金属（1），介质层（2），金属地（3），表层金属（1）包括左右对称的第一输入输出馈线（11）、第二输入输出馈线（12），位于第一输入输出馈线（11）右侧，第二输入输出馈线（12）左侧，开口向上的U形谐振器（13），位于U形谐振器（13）之中的第一开路枝节（14）、位于U形谐振器（13）之下的第二开路枝节（15），有第一接地焊盘（31），第二接地焊盘（32）分别通过第一隔离电感（23）、第二隔离电感（24）连接于U形谐振器（13）的两上端，有第三接地焊盘（33）通过串联的第一隔离电容（27）、第三隔离电感（25）、第一开路枝节（14）、第一开关二极管（21）连接到U形谐振器（13）中间，第一偏置线（16）与第一隔离电容（27）、第三隔离电感（25）连接，有第四接地焊盘（34）经串联的第二隔离电容（28）、第四隔离电感（26）、第二开路枝节（15）、第二开关二极管（22）连接到U形谐振器（13）中间，第二偏置线（17）与第二隔离电容（28）、第四隔离电感（26）连接。

2.根据权利要求1所述的零点可调的微带滤波器，其特征在于，第一输入输出馈线（11）和第二输入输出馈线（12）都是对称的L形，第一输入输出馈线（11）的一条边与U形谐振器（13）左边的一条边平行，第二输入输出馈线（12）的一条边与U形谐振器（13）右边的一条边平行，第一开路枝节（14）为长方形，第二开路枝节（15）为勾状的细微带线，第一开路枝节（14）和第二开路枝节（15）分别位于U形谐振器（13）的上方和下方，第一、第二、第三、第四接地焊盘（31、32、33、34）均为中心带有金属化通孔的正方形焊盘，第一隔离电感（23）的一端焊接在U形谐振器（13）左边的开路端，另一端焊接在第一接地焊盘（31）上，第二隔离电感（24）的一端焊接在U形谐振器（13）右边的开路端，另一端焊接在第二接地焊盘（32）上，第一开关二极管（21）、第二开关二极管（22）的阴极均焊接在U形谐振器（13）的中间，第一开关二极管（21）的阳极焊接在第一开路枝节（14）下方的开路端，第二开关二极管（22）的阳极焊接在第二开路枝节（15）上方的开路端，第三隔离电感（25）的两端分别焊接在第一开路枝节（14）上方的开路端和第一偏置线（16）上，第一隔离电容（27）的两端分别焊接在第一偏置线（16）和第三接地焊盘（33）上，第四隔离电感（26）的两端分别焊接在第二开路枝节（15）下方的边上以及第二偏置线（17）上，第二隔离电容（28）的两端分别焊接在第二偏置线（17）和第四接地焊盘（34）上。