CN106785261B - 一种窄带陷波可调的带通滤波器 - Google Patents
一种窄带陷波可调的带通滤波器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种窄带陷波可调的带通滤波器，包括：主谐振器；用于产生一通带；左右对称设置的第一陷波单元和第二陷波单元，分别与所述主谐振器缝隙耦合，用于在所述通带内产生所述窄带陷波；左右对称设置的输入馈线和输出馈线，分别与所述主谐振器的两侧缝隙耦合；其中，所述第一陷波单元和所述第二陷波单元的两侧分别设置有一变容电路；所述变容电路用于改变所述第一陷波单元和所述第二陷波单元的谐振频率以可调所述窄带陷波。应用于射频收发机内抑制特定频段，无需额外增加陷波滤波器，减小射频收发机的体积，并且，通带内的窄带陷波可调，抑制不同频段的干扰信号，操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及微波通信技术领域，更具体地说，涉及一种窄带陷波可调的带通滤波器。
背景技术
随着通信产业的快速发展，频谱资源变得越来越紧张，进而频谱利用也变得越来越密集，因而，对应射频收发机来说，抑制环境中各种射频干扰也就变得越来越重要，目前，抑制干扰频率的方法是在位于调频收发机前端的低噪放大器之前插入一陷波滤波器，以达到抑制环境中特定频段的干扰信号，但是，在保证射频收发机正常工作的同时，增加的陷波滤波器，不但使射频收发器的体积倍增，而且增加了其功耗和成本，并且，在抑制不同的特定频段的干扰信号，操作繁琐，无法立刻进行调节。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的上述不足，提供一种窄带陷波可调的带通滤波器。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是提供了一种窄带陷波可调的带通滤波器，包括：主谐振器；用于产生一通带；左右对称设置的第一陷波单元和第二陷波单元，分别与所述主谐振器缝隙耦合，用于在所述通带内产生所述窄带陷波；左右对称设置的输入馈线和输出馈线，分别与所述主谐振器的两侧缝隙耦合；其中，所述第一陷波单元和所述第二陷波单元的两侧分别设置有一变容电路；所述变容电路用于改变所述第一陷波单元和所述第二陷波单元的谐振频率以可调所述窄带陷波。
其中，所述变容电路包括变容二极管、电阻、电压输入端子和接地端子，其中，所述变容二极管的阴极和所述电阻的一端分别与所述第一陷波单元或者所述第二陷波单元的两侧连接，所述电压输入端子与所述电阻的另一端连接，所述接地端子与所述变容二极管的阳极连接。
其中，所述主谐振器呈左右对称设置，包括第一传输线以及加载在所述第一传输线中点处的第一开路枝节和第二开路枝节，其中，所述第一开路枝节和所述第二开路枝节分别位于所述第一传输线的上下两侧。
其中，所述第一陷波单元和所述第二陷波单元分别与所述第一开路枝节缝隙耦合。
其中，所述第一陷波单元和所述第二陷波单元均呈上下对称设置，分别包括第二传输线，所述第二传输线的两端分别作为所述第一陷波单元或者所述第二陷波单元的两侧。
其中，所述第二传输线为弯折的均匀阻抗微带线。
其中，所述第二传输线包括第一传输主体、第二传输主体以及连接部，其中，所述第一传输主体与所述第二传输主体上下对称设置，并通过所述连接部连接；所述第一传输主体和所述第二传输主体分别包括依次连接的第一弯折部、第二弯折部、第三弯折部以及第四弯折部，其中，所述第二弯折部、第三弯折部以及第四弯折部相互嵌套设置，且间隔相同距离，所述第一弯折部为一呈直线的均匀阻抗微带线，第二弯折部为经弯折成L型的均匀阻抗微带线，第三弯折部和第四弯折部均为经过弯折成U型的均匀阻抗微带线。
其中，所述第一传输线为经弯折成U型的微带线，包括依次连接的第一传输部、第二传输部和第三传输部；所述第一开路枝节呈T型，包括第一枝节部和第二枝节部，所述第一枝节部的一端加载于所述第一传输线中点处、另一端连接于所述第二枝节部的中点处；所述第二开路枝节呈弯折的T型，包括第三枝节部和第四枝节部，所述第三枝节部的一端加载于所述第一传输线中点处、另一端连接于所述第四枝节部的中点处，所述第四枝节部为弯折的微带线。
其中，所述输入馈线和所述输出馈线分别对应于所述第一传输线设置。
本发明的有益效果有：应用于射频收发机内抑制特定频段，无需额外增加陷波滤波器，减小射频收发机的体积，并且，通带内的窄带陷波可调，抑制不同频段的干扰信号，操作简单。
附图说明
下面将结合附图及实施方式对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的窄带陷波可调的带通滤波器一实施例的结构示意图；
图2是本发明上述实施例中的第一陷波单元或者第二陷波单元的放大示意图；
图3是本发明上述实施例中的窄带陷波可调的带通滤波器的频率响应曲线图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明的窄带陷波可调的带通滤波器一实施例的结构示意图，该带通滤波器可应用于射频收发机内。该带通滤波器呈左右对称设置，包括主谐振器100，左右对称设置的第一陷波单元200和第二陷波单元300，以及左右对称设置的输入馈线400和输出馈线500，其中，第一陷波单元200和第二陷波单元300分别与主谐振器100缝隙耦合；输入馈线400和输出馈线500分别与主谐振器100的两侧缝隙耦合。
主谐振器100用于产生一通带；
左右对称设置的第一陷波单元200和第二陷波单元300用于在通带内产生窄带陷波；
其中，第一陷波单元200和第二陷波单元300的两侧分别设置有一变容电路600；变容电路600用于改变第一陷波单元200和第二陷波单元300的谐振频率以可调窄带陷波。
值得注意的是，输入馈线400的一端与输入端P1连接，输出馈线500的一端与输出端P2连接；由于输入馈线400和输出馈线500分别与主谐振器100的两侧缝隙耦合，进而通过输入馈线400和输出馈线500增强输入端P1与主谐振器100以及输出端P2与主谐振器100之间的耦合强度。
本实施例中，左右对称设置的第一陷波单元200和第二陷波单元300分别与主谐振器100耦合连接，在通带内形成一窄带陷波，设置于第一陷波单元200和第二陷波单元300的变容电路600使得该窄带陷波变得可调，应用于射频收发机内抑制特定频段，抑制不同频段的干扰信号，操作简单，并且，无需额外增加陷波滤波器，减小射频收发机的体积。
具体地，在本实施例中，如图1所示，变容电路600包括变容二极管D、电阻R、电压输入端子Vcc和接地端子G1，其中，变容二极管D的阴极和电阻R的一端分别与第一陷波单元200或者第二陷波单元300的两侧连接，电压输入端P1子与电阻R的另一端连接，接地端子G1与变容二极管D的阳极连接。
分别设置于第一陷波单元200和第二陷波单元300两侧的变容电路600根据输入的不同的偏置电压改变第一陷波单元200和第二陷波单元300的谐振频率。通过不同的偏置电压，变容电路600输出不同的电容值，不同的电容值与第一陷波单元200和第二陷波单元300一起作用进行谐振，相当于改变第一陷波单元200和第二陷波单元300的谐振频率，而，第一陷波单元200和第二陷波单元300用于产生一窄带陷波，在第一陷波单元200和第二陷波单元300的谐振频率改变时，该窄带陷波的中心频率也随之改变。本实施例中，变容电路600的电阻R的阻值为50KΩ，变容电路600的偏置电压的范围为0-30V，即电压输入端子Vcc输入的电压范围为0-30V，如图3所示，输入的偏置电压分别为1.5V、5V和30V时，窄带陷波的中心频率的变化，随着偏置电压增大，窄带陷波的中心频率增大，而主谐振器100所产生的通带不变，可以看出，窄带陷波的变化范围为0.25-0.28GHz，通带的中心频率为0.34GHz，可用于抑制调频收发信机频段内(225-450MHz)不需要的特定频段。需要说明的是，图3中，303为反射响应曲线S21，302为传输响应曲线S11，301为陷波阻带。
主谐振器100产生通带，同时如图3所示，该通带的中心频率为0.34，具体地，本实施例中，主谐振器100呈左右对称设置，包括第一传输线110以及加载在第一传输线110中点处的第一开路枝节120和第二开路枝节130，其中，第一开路枝节120和第二开路枝节130分别位于第一传输线110的上下两侧，可以看出，主谐振器100为一多枝节加载的谐振器。本实施例中，主谐振器100采用多枝节加载的谐振器，进而主谐振器100所产生的通带的两边各产生一传输零点，有效提高通带的选择性。
进一步地，如图1所示，为了使得该带通滤波器的尺寸小型化，第一传输线110为经弯折成U型的微带线，包括依次连接的第一传输部111、第二传输部112和第三传输部113。第一开路枝节120呈T型，包括第一枝节部121和第二枝节部122，第一枝节部121的一端加载于第一传输线110中点处、另一端连接于第二枝节部122的中点处。第二开路枝节130呈弯折的T型，包括第三枝节部131和第四枝节部132，第三枝节部131的一端加载于第一传输线110中点处、另一端连接于第四枝节部132的中点处，第四枝节部132为弯折的微带线。
进一步地，第一陷波单元200和第二陷波单元300分别与第一开路枝节120缝隙耦合，进而在输入端P1和输出端P2分别提供电磁激励时，第一陷波单元200和第二陷波单元300分别与第一开路枝节120之间耦合，进而形成窄带陷波，此时，第一陷波单元200和第二陷波单元300分别与第一开路枝节120之间的耦合缝隙分别标记为d1和d2。如图1所示，第一陷波单元200和第二陷波单元300分别设置于第一传输线110的第一传输部111与第一开路枝节120的第一枝节部121所围成的空间内和第一传输线110的第三传输部113与第一开路枝节120的第一枝节部121所围成的空间内，进一步实现该带通滤波器的尺寸小型化。
进一步地，同时如图2所示，第一陷波单元200和第二陷波单元300均呈上下对称设置，分别包括第二传输线210，第二传输线210的两端分别作为第一陷波单元200或者第二陷波单元300的两侧。
进一步地，本实施例中，为了使得第一陷波单元200和第二陷波单元300分别与第一开路枝节120缝隙耦合以形成窄带陷波，同时使得第一陷波单元200和第二陷波单元300适应于经弯折成U型的第一传输线110以达到实现该带通滤波器的尺寸小型化的目的，第二传输线210为弯折的均匀阻抗微带线。
进一步地，如图2所示，第二传输线210包括第一传输主体211、第二传输主体212以及连接部213，其中，第一传输主体211与第二传输主体212上下对称设置，并通过连接部213连接；第一传输主体211和第二传输主体212分别包括依次连接的第一弯折部211a、第二弯折部211b、第三弯折部211c以及第四弯折部211d，其中，第二弯折部211b、第三弯折部211c以及第四弯折部211d相互嵌套设置，且间隔相同距离，第一弯折部211a为一呈直线的均匀阻抗微带线，第二弯折部211b为经弯折成L型的均匀阻抗微带线，第三弯折部211c和第四弯折部211d均为经过弯折成U型的均匀阻抗微带线。
进一步地，如图1所示，输入馈线400和输出馈线500分别对应于第一传输线110设置。
进一步地，在本实施例中，采用高温超导介质基板来制作该带通滤波器，该高温超导介质基板的介电常数为9.78，厚度为0.5mm，进而，该带通滤波器的损耗小。该高温超导介质基板由氧化镁制成，该高温超导介质基板的上下表面由钇钡铜氧超导薄膜制成。当然，在其他实施例中，在本领域技术人员的理解范围之内，还可以采用其他参数的介质基板来制作该带通滤波器，在此不作限定。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种窄带陷波可调的带通滤波器，其特征在于，包括：
主谐振器；用于产生一通带；
左右对称设置的第一陷波单元和第二陷波单元，分别与所述主谐振器缝隙耦合，用于在所述通带内产生所述窄带陷波；
左右对称设置的输入馈线和输出馈线，分别与所述主谐振器的两侧缝隙耦合；
其中，所述第一陷波单元和所述第二陷波单元的两侧分别设置有一变容电路；所述变容电路用于改变所述第一陷波单元和所述第二陷波单元的谐振频率以可调所述窄带陷波；所述变容电路包括变容二极管、电阻、电压输入端子和接地端子，其中，所述变容二极管的阴极和所述电阻的一端分别与所述第一陷波单元或者所述第二陷波单元的两侧连接，所述电压输入端子与所述电阻的另一端连接，所述接地端子与所述变容二极管的阳极连接；所述主谐振器呈左右对称设置，包括第一传输线以及加载在所述第一传输线中点处的第一开路枝节和第二开路枝节，其中，所述第一开路枝节和所述第二开路枝节分别位于所述第一传输线的上下两侧；所述第一陷波单元和所述第二陷波单元分别与所述第一开路枝节缝隙耦合；所述第一陷波单元和所述第二陷波单元均呈上下对称设置，分别包括第二传输线，所述第二传输线的两端分别作为所述第一陷波单元或者所述第二陷波单元的两侧；所述第二传输线为弯折的均匀阻抗微带线；所述第二传输线包括第一传输主体、第二传输主体以及连接部，其中，所述第一传输主体与所述第二传输主体上下对称设置，并通过所述连接部连接；所述第一传输主体和所述第二传输主体分别包括依次连接的第一弯折部、第二弯折部、第三弯折部以及第四弯折部，其中，所述第二弯折部、第三弯折部以及第四弯折部相互嵌套设置，且间隔相同距离，所述第一弯折部为一呈直线的均匀阻抗微带线，第二弯折部为经弯折成L型的均匀阻抗微带线，第三弯折部和第四弯折部均为经过弯折成U型的均匀阻抗微带线；所述第一传输线为经弯折成U型的微带线，包括依次连接的第一传输部、第二传输部和第三传输部；所述第一开路枝节呈T型，包括第一枝节部和第二枝节部，所述第一枝节部的一端加载于所述第一传输线中点处、另一端连接于所述第二枝节部的中点处；所述第二开路枝节呈弯折的T型，包括第三枝节部和第四枝节部，所述第三枝节部的一端加载于所述第一传输线中点处、另一端连接于所述第四枝节部的中点处，所述第四枝节部为弯折的微带线；所述输入馈线和所述输出馈线分别对应于所述第一传输线设置。
2.根据权利要求1中所述的窄带陷波可调的带通滤波器，其特征在于，所述输入馈线和所述输出馈线分别对应于所述第一传输线设置。
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