CN108574130B - 微带滤波电路、微带双工器及相关电子器件 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种微带滤波电路、微带双工器及相关电子器件，其在实现双通带的同时，通过调节微带线末端串联的可变电容的电容值，不仅可以实现对双通带的中心频率的调节，还可以达到使得两个通带中的任意一个通带失效的效果，即实现双通带的独立可调及通带开关，进而可以结合相应的数字电路或数控器件等，实现对该微带滤波电路的智能控制，包括数控开关和数控选频等，从而轻松得到数码设备所需的信号，优化设备性能，提高设备效率。另外，相对于现有电路结构，除了具有独立可控开关外，本申请实施例还具有通带插入损耗小，信号功率损失小，系统的信号效率高等特点。

Description

微带滤波电路、微带双工器及相关电子器件
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种微带滤波电路、微带双工器及相关电子器件。
背景技术
随着无线通信设备功能和数量增多，收发多种不同频段的信号并处理的需求也越来越大。相对于在无线通信设备中配置多个工作频带不同的固定滤波器，应用同时具有多个独立可调工作频带(通带)并且通带可关闭的滤波器实现对多频段信号的选择接收，既可以选择同时通信的信道的数量，又可以选择信道的频带，进而可以节约成本、减少无线通信设备中滤波器的数量、减小滤波器在设备中所占空间。因此，多通带可调及通带可开关的滤波器已成为多数无线通信设备中必不可少的器件。
微带线是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线。现有技术中，使用微带线来代替电感和电容构成的微带滤波器，具有体积小，重量轻、频带宽等诸多优点，从而得到广泛应用。图1示出了一种常见的双通带微带滤波器的结构图，其包括4个由微带线构成的谐振器，每节微带线末端均串接可变电容，如图1中C1、C3和C4，可变电容C1、C3和C4的另一端通过过孔接地，同时谐振器1和谐振器4的两节微带线之间分别串联有可变电容C2；通过调节各个可变电容的电容值，即可达到调节该双通带滤波器的两个通带中心频率的效果。
以图1所示结构为代表的现有双通带滤波器，虽然可以实现两个通带中心频率可调的效果，但在滤波器工作过程中，两个通带都必须一直处于打开状态，无法选择性的关闭某一个通带，且通带内的插入损耗大，导致信号的功率损失较大(可达到四分之三)，系统效率过低。因此，有必要提供一种可以同时实现尺寸小、多通带、中心频率独立可调和通带可独立开关的滤波电路，以应用于相关器件或通信设备中，提高其信号处理效率。
发明内容
本申请实施例提供了微带滤波电路、微带双工器及相关电子器件，以解决现有双通带滤波器通带不可关闭、插入损耗大的问题。
第一方面，本申请提供了一种微带滤波电路，包括：结构相同的两个半波长谐振电路；
所述半波长谐振电路均包括依次串联的第一节微带线、第二节微带线和第三节微带线；所述第一节微带线末端通过第一可变电容Cb接地，所述第三节微带线末端通过第二可变电容Cr接地；
所述第一节微带线和第二节微带线的公共端设置有信号输入/输出端口；
所述第二节微带线和第三节微带线的公共端连接有作为开路线的第四节微带线，所述第四节微带线通过第三可变电容Cg接地；
其中，第一半波长谐振电路的第一节微带线和第二半波长谐振电路的第三节微带线耦合，形成第一组耦合微带线；所述第一半波长谐振电路的第三节微带线和第二半波长谐振电路的第一节微带线耦合，形成第二组耦合微带线；每组耦合微带线末端分别并联第四可变电容Ccp。
可选的，所述第一可变电容Cb和第二可变电容Cr的电容值，与所述微带滤波电路的第一通带中心频率负相关；
所述第三可变电容Cg的电容值，与所述微带滤波电路的第二通带中心频率负相关。
可选的，当所述第四可变电容Ccp的电容值改变时，所述微带滤波电路的第一通带的宽度改变。
可选的，当所述第一可变电容Cb和第二可变电容Cr的电容值对应的等效微带线长度满足如下条件时，所述微带滤波电路的第一通带关闭：每个半波长谐振电路中，第一节微带线长度与第一可变电容Cb的等效微带线长度之和，等于，第二节微带线长度、第三节微带线长度与第二可变电容Cr的等效微带线长度之和；
当调节第三可变电容Cg的电容值，使得所述微带滤波电路的第二通带中心频率到达第一通带和第二通带之间的零点处时，所述微带滤波电路的第二通带关闭。
可选的，所述第一可变电容Cb、第二可变电容Cr、第三可变电容Cg和第四可变电容Ccp中的任一个，可以采用变容二极管或机械可调电容。
可选的，所述第一可变电容Cb、第二可变电容Cr、第三可变电容Cg和第四可变电容Ccp中的至少一个，串联一用于隔交流的电阻。
可选的，所述第四节微带线末端和相应的第三可变电容Cg之间串联有第一固定电容；
所述第一节微带线末端和相应的第一可变电容Cb之间串联有第二固定电容；
所述第一可变电容Cb和相应的第四可变电容Ccp之间串联有第三固定电容；
所述第三节微带线末端和相应的第二可变电容Cr之间串联有第四固定电容；
通过上述各个固定电容，可以隔离直流电压。
可选的，所述信号输入/输出端口，包括：从所述第一节微带线和第二节微带线的公共端引出的阻抗为50Ω的第五节微带线。
采用本实现方式，在实现双通带的同时，通过调节微带线末端串联的可变电容的电容值，不仅可以实现对微带滤波电路双通带的中心频率的调节，还可以达到使得两个通带中的任意一个通带失效的效果，即实现双通带的独立可调及通带开关。基于这一特性，在实际应用中，可以结合相应的数字电路或数控器件，实现对该微带滤波电路所在设备的智能控制，包括智能控制该微带滤波电路的任一通带的打开及关闭，及智能控制所打开的通带的中心频率，以得到所需的信号。另外，由于相对于现有技术，本实施例提供的微带滤波电路中，两个谐振电路的耦合强度较大，故本实施例还具有通带插入损耗小，信号功率损失小，相应系统的信号效率高等特点。
第二方面，本申请还提供了一种电子器件，包括第一方面中任一实现方式提供的微带滤波电路；
所述电子器件包括但不限于天线、功率分配器和功率放大器。
第三方面，本申请还提供了一种微带双工器，包括：一个半波长谐振电路，以及两个四分之一波长谐振电路；
所述半波长谐振电路包括依次串联的第一节微带线、第二节微带线和第三节微带线；所述第一节微带线末端通过第一可变电容接地，第三节微带线末端通过第二可变电容接地；所述第一节微带线和第二节微带线的公共端设置有第一信号输入/输出端口；
所述第二节微带线和第三节微带线的公共端连接有作为开路线的第四节微带线，所述第四节微带线末端通过第三可变电容接地；
一个四分之一波长谐振电路包括串联连接的第五节微带线和第六节微带线；所述第五节微带线末端通过第四可变电容接地，所述第六节微带线末端接地；所述第五节微带线和第六节微带线的公共端设置有第二信号输入/输出端口；
所述第五节微带线和第一节微带线耦合，形成第一组耦合微带线；所述第一组耦合微带线末端并联有第六可变电容；
另一个四分之一波长谐振电路包括并联连接的第七节微带线和第八节微带线；所述第七节微带线末端通过第五可变电容接地，所述第八节微带线末端接地；所述第七节微带线和第八节微带线的公共端设置有第三信号输入/输出端口；
所述第七节微带线和第四节微带线耦合，形成第二组耦合微带线；所述第二组耦合微带线末端并联有第七可变电容。
可选的，所述第一可变电容、第二可变电容和第四可变电容的电容值，与所述微带双工器的第一通带中心频率负相关；
所述第三可变电容、第五可变电容的电容值，与所述微带双工器的第二通带中心频率负相关。
可选的，当所述第六可变电容和第七可变电容的电容值改变时，所述微带双工器的两个通带宽度改变。
可选的，调节所述第一可变电容、第二可变电容和第四可变电容中的至少一个，以控制所述微带双工器的第一通带关闭；
调节所述第三可变电容和第五可变电容中的至少一个，以控制所述微带双工器的第二通带关闭。
可选的，所述微带双工器中的各个可变电容中的至少一个，可以采用变容二极管或机械可调电容。
本申请实施例提供的微带双工器，在实现双通带的同时，通过调节微带线末端串联的可变电容的电容值，不仅可以实现对双通带的中心频率的调节，还可以达到使得两个通带中的任意一个通带失效的效果，即实现双通带的独立可调及通带开关，进而在实际应用中，可以结合相应的数字电路或数控器件，实现对该微带双工器的智能控制，轻松得到其所在设备、系统所需的信号或信号处理效果。同时，由于相对于现有技术，本实施例提供的微带双工器中谐振电路之间的耦合强度较大，故本实施例还具有通带插入损耗小，信号功率损失小，相应系统的信号效率高等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有一种双通带微带滤波器的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种微带滤波电路的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的微带滤波电路的六种工作模式下S参数的测试结果；
图4为本申请实施例提供的另一种微带滤波电路的结构示意图；
图5为图4所示微带滤波电路对应的一种实物图；
图6为本申请实施例提供的一种微带双工器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例提供的微带滤波电路、微带双工器及相关电子器件的结构进行详细阐述。
参见图2，为本申请实施例提供的一种微带滤波电路的结构示意图，该微带滤波电路主要包括结构相同的两个半波长(λ/2)谐振电路和开路线。
其中，每个半波长谐振电路均包括依次串联的第一节微带线、第二节微带线和第三节微带线；所述第一节微带线末端通过第一可变电容Cb接地，所述第三节微带线末端通过第二可变电容Cr接地；所述第一节微带线和第二节微带线的公共端设置有信号输入/输出端口；所述第二节微带线和第三节微带线的公共端连接有作为开路线的第四节微带线，所述第四节微带线通过第三可变电容Cg接地。两个半波长谐振电路之间互相耦合。
具体的，如图2所示，一个λ/2谐振电路(以下称第一λ/2谐振电路)包括：依次串联的三节微带线L11、L12和L13。其中，微带线L11末端通过可变电容Cb1接地，微带线L13末端通过可变电容Cr1接地。微带线L11和L12的公共端(即两节微带线的串接点处)第一信号输入/输出端口P1。微带线L12和L13的公共端连接有作为开路线的微带线L41，微带线L41通过可变电容Cg1接地。
与上述第一λ/2谐振电路类似的，另一个λ/2谐振电路(以下称第二λ/2谐振电路)包括：依次串联的三节微带线L21、L22和L23。其中，微带线L21末端通过可变电容Cb2接地，微带线L23末端通过可变电容Cr2接地。微带线L21和L22的公共端第二信号输入/输出端口P2。微带线L22和L23的公共端连接有作为开路线的微带线L42，微带线L42通过可变电容Cg2接地。
同时，上述第一λ/2谐振电路和第二λ/2谐振电路之间存在如下耦合关系：第一λ/2谐振电路中的微带线L11和第二λ/2谐振电路中的微带线L23耦合，形成一组耦合微带线，且该耦合微带线末端并联一可变电容Ccp1；第一λ/2谐振电路中的微带线L13和第二λ/2谐振电路中的微带线L21耦合，形成另一组耦合微带线，且该耦合微带线末端也并联一可变电容Ccp2。
在本申请一个可行的实施方式中，可以在微带线L11和L12的公共端，及微带线L21和L22的公共端，分别引出一节微带线，作为上述第一信号输入/输出端口P1及第二信号输入/输出端口P2；该作为信号输入/输出端口的微带线的阻抗为50Ω。
上述微带滤波电路可以产生两个通带，其中，微带线L11、L12、L13、L21、L22和L23，及可变电容Cb1、Cr1、Cb2和Cr2的等效微带线总长度，可以同时影响两个通带的中心频率，而微带线L41和L42；可变电容Cg1和Cg2的等效微带线总长度，只影响其中一个通带的中心频率。由于实际应用中，电路连接完成后，微带线的长度固定且不易更改，故本实施例通过调节微带线末端串联的可变电容的电容值，来改变其等效微带线长度，从而实现对两个通带中心频率的调节。
具体的，可变电容Cb1、Cb2和可变电容Cr1、Cr2的电容值，与该微带滤波电路的第一通带中心频率负相关，可变电容Cg1、Cg2的电容值，与该微带滤波电路的第二通带中心频率负相关。即：Cb1、Cb2、Cr1和Cr2的电容值越大，该微带滤波电路的第一通带中心频率越小；Cg1和Cg2的电容值越大，该微带滤波电路的第二通带中心频率越小。
图3示出了上述微带滤波电路六种工作模式下的参数S(单位为分贝dB)测试结果，其中，同一坐标系下的不同曲线表示微带滤波电路中各个可变电容的电容值不同；参数S11表示，端口P2匹配时，端口P1的反射系数；参数S21表示，端口P2匹配时，端口P1到端口P2的正向传输系数；图3中各曲线上椭圆框表示零点位置。
上述微带滤波电路，还可以通过调节微带线末端串联的可变电容的电容值，分别控制两个通带的打开和关闭。
具体的，当可变电容Cb1、Cb2和可变电容Cr1、Cr2的电容值满足预设条件时，可以实现该微带滤波电路的第一通带关闭；其中，所述预设条件为：第一λ/2谐振电路中，微带线L11的长度与可变电容Cb1的等效微带线长度之和，等于，微带线L12的长度、微带线L13的长度与可变电容Cr1的等效微带线长度之和；且，第二λ/2谐振电路中，微带线L21的长度与可变电容Cb2的等效微带线长度之和，等于，微带线L22的长度、微带线L23的长度与可变电容Cr2的等效微带线长度之和。
当上述预设条件满足时，相应λ/2谐振电路中两部分的能量相互抵消，导致能量无法在通过两个半波长谐振电路传输，从而达到第一通带关闭的效果。
另外，当调节可变电容Cg1和Cg2的电容值，使得该微带滤波电路的第二通带中心频率到达第一通带和第二通带之间的零点处时，该微带滤波电路的第二通带关闭。
如图3(c)对应的工作模式(双通带打开，第一通带固定)下参数S21的测试曲线，第二通带频率不断改变，而两个通带之间的零点(即图3(c)中参数S21的测试曲线上的椭圆框所示位置)不变，且第二通带中心频率越接近该零点，零点的效果越强，使得第二通带逐渐失效，变成图3(a)对应的仅第一通带打开时的效果。因此，当第二通带中心频率到达两个通带之间的零点处时，第二通带失效，等效于第二通带关闭。
由以上实施例可知，本申请提供的微带滤波电路，在实现双通带的同时，通过调节微带线末端串联的可变电容的电容值，不仅可以实现对双通带的中心频率的调节，还可以达到使得两个通带中的任意一个通带失效的效果，即实现双通带的独立可调及通带开关。基于这一特性，在实际应用中，可以结合相应的数字电路或数控器件，实现对该微带滤波电路所在设备的智能控制，包括智能控制该微带滤波电路的任一通带的打开及关闭，及智能控制所打开的通带的中心频率，以得到所需的信号。另外，本实施例提供的微带滤波电路，还具有通带插入损耗小，信号功率损失小，系统的信号效率高等优点。
在本申请一个可行的实施例中，通过调节耦合微带线末端并联的可变电容Ccp(包括Ccp1和Ccp2)的电容值，可以实现对上述微带滤波电路的第一通带宽度的调节。具体的，随着Ccp1和Ccp2的电容值的增大，第一通带的宽度先减小再增大；第一通带的最小宽度对应的Ccp电容值，与第一通带的中心频率有关。
有鉴于此，应用本申请实施例提供的微带滤波电路，可以根据实际应用需求调节Ccp，实现对第一通带宽度的调节，达到优化通带性能的目的。
本申请实施例中，上述各个可变电容具体可以采用品质因数(Q)高的变容二极管或机械可调电容等。
图4为本申请实施例提供的另一种微带滤波电路。该电路中，在图2所示电路基础上，当四对可变电容Cg1和Cg2、Cb1和Cb2、Cr1和Cr2、Ccp1和Ccp2，均采用变容二极管时，该变容二极管的阳极作为接地端，阴极施加相应的偏置电压，分别为V11和V12、V21和V22、V42和V41、V31和V32；通过调节各个偏置电压的大小，实现对相应变容二极管的电容值的调节。
其中，变容二极管Ccp1和Ccp2分别并联与相应的耦合微带线末端，其具体接线方式至少包括两种。以Ccp1为例，第一种接线方式为：Ccp1的阴极接于微带线L23末端，阳极接于微带线L11末端，如图4所示，此时，需保证偏置电压V31＞V41，使得施加在Ccp1两端的电压为反向偏置电压；第二种接线方式为：Ccp1的阴极接于微带线L11末端，阳极接于微带线L23末端，此时，需保证偏置电压V31＞V21。变容二极管Ccp2的两种接线方式可参照上述Ccp1，此处不再赘述。
如图3所示的本实施例提供的微带滤波电路的测试结果，通过调节四对偏置电压V11和V12(统一记为V1)、V21和V22(统一记为V2)、V42和V41(统一记为V4)、V31和V32(统一记为V3)，使得四对变容二极管的电容值变化，从而实现两个通带的独立开关控制及频率调节，得到在不同条件下的S参数曲线。如图3(a)所示的仅第一通带打开时中参数S21的四条测试结果曲线，以其中四对偏置电压分别为V1＝0.5V，V2＝3.1V，V3＝2.3V，V4＝0V(此处V3＞V4，对应于上述Ccp1和Ccp2的第一种接线方式)的曲线，与四对偏置电压分别为V1＝0.5V，V2＝6.4V，V3＝5.9V，V4＝1.1V的曲线为例，对比可知：同样在仅第一通带打开的情况下，偏置电压不同的两条曲线对应的第一通带中心频率不同。因此，基于图4所示微带滤波电路，可以通过调节四对偏置电压的大小，来调节两个通带的中心频率，并控制两个通带的独立开关。
在本申请一个可行的实施例中，各个可变电容还可以串联一大阻值的电阻，以达到隔交流的效果。如图4所示，该用于隔交流的电阻包括R11、R12、R21、R22、R42、R41、R31和R32，每个电阻两端分别接于变容二极管的阳极及该变容二极管的偏置电压。其中，上述各个电阻具体可以采用阻值为10kΩ的定值电阻。
在本申请其他可行的实施例中，还可以在上述微带滤波电路中增加固定电容，以达到隔直流电压的效果。具体的，仍参照图4，该微带滤波电路中共设置四对固定电容，其中三对C21和C22、C41和C42、C11和C12，分别串联至三对微带线L11和L21、L13和L23、L41和L42的末端；另一对C31和C32分别接于两个电阻之间，即两个变容二极管的阴极之间。可选的，上述固定电容的电容值具体可以设置为56pF。
其中，针对上述变容二极管Ccp1和Ccp2的第一种接线方式，固定电容C31接于电阻R21和R31之间，即变容二极管Cb1和Ccp1的阴极之间，固定电容C32接于电阻R22和R32之间，即变容二极管Cb2和Ccp2的阴极之间。针对上述Ccp1和Ccp2的第二种接线方式，固定电容C31的两端还可以分别接于变容二极管Ccp1的阴极和Cr2的阴极，固定电容C32的两端还可以分别接于变容二极管Ccp2的阴极和Cr1的阴极。
图5示出了图4所示电路图对应的实物图，并重点示出了虚线框A1、A2、B1和B2中所框出的元器件电路图。由图5可见，本实施例提供的微带滤波电路整体呈中心对称，且由于微带线可以弯曲(如图5中标号L11、L13、L21和L23所示的微带线)，使得实际电路形状多变，可以适应不同场合的应用需求。
本申请实施例提供的微带滤波电路，通过调节微带线末端串联的可变电容的电容值，不仅可以实现对双通带的中心频率的调节，还可以控制两个通带中的任意一个通带失效，即实现双通带的独立可调及通带开关。基于这一特性，当应用于数码设备时，可以结合设备中的数字电路或数控器件等，实现对该微带滤波电路的智能控制，包括智能控制该微带滤波电路的任一通带的打开及关闭，即数控开关，和智能控制所打开的通带的中心频率，即数控选频，从而轻松得到数码设备所需的信号，优化设备性能，提高设备效率。
基于上述微带滤波电路，本申请实施例还提供一种电子器件，该电子器件包括上述任一实施例所述的微带滤波电路，使得该电子器件具有双通带滤波功能，且双通带独立可调、通带可开关。
该电子器件包括但不限于应用于无源电路中的天线、功率分配器等，以及应用于有源电路的匹配网络中的功率放大器等。
基于上述微带滤波电路的设计思路，本申请实施例还提供了一种微带双工器。参照图6，该微带双工器主要包括：一个半波长(λ/2)谐振电路，两个四分之一波长(λ/4)谐振电路，以及开路线。
其中，该λ/2谐振电路包括：依次串联的三节微带线L1、L2和L3；微带线L1末端通过可变电容C1接地，微带线L3末端通过可变电容C2接地，微带线L1和L2的公共端设置有第一信号输入/输出端口P1。
微带线L2和L3的公共端连接有微带线L4，该微带线L4作为开路线，并通过可变电容C3接地。
一个λ/4谐振电路包括：串联连接的微带线L5和L6；微带线L5末端通过可变电容C4接地，微带线L6末端直接接地。微带线L5和L6的公共端设置有第二信号输入/输出端口P2。
微带线L5和微带线L1耦合，形成第一组耦合微带线；所述第一组耦合微带线末端并联有可变电容C6。
另一个λ/4谐振电路包括：串联连接的微带线L7和L8；微带线L7末端通过可变电容C5接地，微带线L8末端直接接地。微带线L7和L8的公共端设置有第三信号输入/输出端口P3。
微带线L7和微带线L4耦合，形成第二组耦合微带线；所述第二组耦合微带线末端并联有可变电容C7。
上述实施例所述的微带双工器，可以产生两个通带，在实际应用中，分别谐振于发射频率和接收频率，保证相应设备或系统中的信号发射和接收功能正常；或者，该微带双工器的两个通带也可以分别谐振于不同的发射频率，保证两路不同频率的信号可以被同时发射出去，互不干扰；或者，微带双工器的两个通带还可以分别谐振于不同的接收频率，保证两路不同频率的信号可以被同时接收进来，互补干扰。为适应实际应用中的发射频率和接收频率，需要对双工器的两个通带中心频率进行调节。在本实施例提供的微带双工器中，可以通过调节各个可变电容的电容值，来改变其对应的等效微带线长度，从而达到调节通带中心频率的效果。
具体的，通过调节微带线L1、L3和L5末端串联的可变电容C1、C2和C4，可以调节该微带双工器的第一通带的中心频率，且C1、C2和C4的电容值越大，第一通带的中心频率越低。通过调节微带线L4和L7末端串联的可变电容C3和C5，可以调节该微带双工器的第二通带的中心频率，且C3和C5越大，第二通带的中心频率越低。
与上文所述的微带滤波电路的通带频率调节类似，在上述微带双工器中，也可以通过调节可变电容的电容值，实现两个通带独立打开和关闭。具体的，当C1、C2和C4的电容值满足一定条件时，可以使得微带双工器的端口P1两侧的等效微带线长度相等，从而使P1两侧的能量抵消，使得能量无法流出，达到该微带双工器的第一通带关闭的效果。当调节C3和C5的电容值，使得微带双工器的第二通带的中心频率达到两个通带之间的零点处时，第二通带被覆盖，达到第二通带关闭的效果。
另外，本申请实施例中，还可以通过调节耦合微带线末端并联的可变电容C6和C7的电容值，来改变该微带双工器的两个通带的宽度；其中，随着C6和C7的电容值的增大越大，相应谐振电路的耦合强度越大，两个通带宽度先减小再增大；最小通带宽度对应的电容值与该通带的中心频率有关(中心频率越大，最小通带宽度对应电容值越小)。有鉴于此，应用本申请实施例提供的微带双工器，可以根据实际应用需求调节微带线末端并联的可变电容，实现对通带宽度的调节，达到优化通带性能的目的。
在本申请一个可行的实施例中，上述微带双工器中的可变电容具体可采用品质因数高的变容二极管或机械可调电容等；通过改变相应的外界条件来改变电容值，最终达到调节微带双工器通带频率、通带宽度，及控制通带开关等目的。
由以上实施例可知，本申请实施例提供的微带双工器，在实现双通带的同时，通过调节微带线末端串联的可变电容的电容值，不仅可以实现对双通带的中心频率的调节，还可以达到使得两个通带中的任意一个通带失效的效果，即实现双通带的独立可调及通带开关，进而在实际应用中，可以结合相应的数字电路或数控器件，实现对该微带双工器的智能控制，轻松得到其所在设备、系统所需的信号或信号处理效果。同时，该微带双工器通带插入损耗小，信号功率损失小，相应系统的信号处理效率高。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于微带双工器的实施例而言，由于其基本相似于微带滤波电路的实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见微带滤波电路的实施例中的说明即可。
以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (14)

1.一种微带滤波电路，其特征在于，包括：结构相同的两个半波长谐振电路；
所述半波长谐振电路均包括依次串联的第一节微带线、第二节微带线和第三节微带线；所述第一节微带线末端通过第一可变电容Cb接地，所述第三节微带线末端通过第二可变电容Cr接地；
所述第一节微带线和第二节微带线的公共端设置有信号输入/输出端口；
所述第二节微带线和第三节微带线的公共端连接有作为开路线的第四节微带线，所述第四节微带线通过第三可变电容Cg接地；
其中，第一半波长谐振电路的第一节微带线和第二半波长谐振电路的第三节微带线耦合，形成第一组耦合微带线；所述第一半波长谐振电路的第三节微带线和第二半波长谐振电路的第一节微带线耦合，形成第二组耦合微带线；每组耦合微带线末端分别并联第四可变电容Ccp。
2.根据权利要求1所述的微带滤波电路，其特征在于，所述第一可变电容Cb和第二可变电容Cr的电容值，与所述微带滤波电路的第一通带中心频率负相关；
所述第三可变电容Cg的电容值，与所述微带滤波电路的第二通带中心频率负相关。
3.根据权利要求1所述的微带滤波电路，其特征在于，当所述第四可变电容Ccp的电容值改变时，所述微带滤波电路的第一通带的宽度改变。
4.根据权利要求1所述的微带滤波电路，其特征在于，当所述第一可变电容Cb和第二可变电容Cr的电容值对应的等效微带线长度满足如下条件时，所述微带滤波电路的第一通带关闭：每个半波长谐振电路中，第一节微带线长度与第一可变电容Cb的等效微带线长度之和，等于，第二节微带线长度、第三节微带线长度与第二可变电容Cr的等效微带线长度之和；
当调节第三可变电容Cg的电容值，使得所述微带滤波电路的第二通带中心频率到达第一通带和第二通带之间的零点处时，所述微带滤波电路的第二通带关闭。
5.根据权利要求1至4任一项所述的微带滤波电路，其特征在于，所述第一可变电容Cb、第二可变电容Cr、第三可变电容Cg和第四可变电容Ccp中的任一个，可以采用变容二极管或机械可调电容。
6.根据权利要求1至4任一项所述的微带滤波电路，其特征在于，所述第一可变电容Cb、第二可变电容Cr、第三可变电容Cg和第四可变电容Ccp中的至少一个，串联一用于隔交流的电阻。
7.根据权利要求1至4任一项所述的微带滤波电路，其特征在于，所述第四节微带线末端和相应的第三可变电容Cg之间串联有第一固定电容；
所述第一节微带线末端和相应的第一可变电容Cb之间串联有第二固定电容；
所述第一可变电容Cb和相应的第四可变电容Ccp之间串联有第三固定电容；
所述第三节微带线末端和相应的第二可变电容Cr之间串联有第四固定电容。
8.根据权利要求1至4任一项所述的微带滤波电路，其特征在于，所述信号输入/输出端口，包括：从所述第一节微带线和第二节微带线的公共端引出的阻抗为50Ω的第五节微带线。
9.一种电子器件，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的微带滤波电路，以及所述电子器件应用于天线、功率分配器和功率放大器。
10.一种微带双工器，其特征在于，包括：一个半波长谐振电路，以及两个四分之一波长谐振电路；
所述半波长谐振电路包括依次串联的第一节微带线、第二节微带线和第三节微带线；所述第一节微带线末端通过第一可变电容接地，第三节微带线末端通过第二可变电容接地；所述第一节微带线和第二节微带线的公共端设置有第一信号输入/输出端口；
所述第二节微带线和第三节微带线的公共端连接有作为开路线的第四节微带线，所述第四节微带线末端通过第三可变电容接地；
一个四分之一波长谐振电路包括串联连接的第五节微带线和第六节微带线；所述第五节微带线末端通过第四可变电容接地，所述第六节微带线末端接地；所述第五节微带线和第六节微带线的公共端设置有第二信号输入/输出端口；
所述第五节微带线和第一节微带线耦合，形成第一组耦合微带线；所述第一组耦合微带线末端并联有第六可变电容；
另一个四分之一波长谐振电路包括并联连接的第七节微带线和第八节微带线；所述第七节微带线末端通过第五可变电容接地，所述第八节微带线末端接地；所述第七节微带线和第八节微带线的公共端设置有第三信号输入/输出端口；
所述第七节微带线和第四节微带线耦合，形成第二组耦合微带线；所述第二组耦合微带线末端并联有第七可变电容。
11.根据权利要求10所述的微带双工器，其特征在于，所述第一可变电容、第二可变电容和第四可变电容的电容值，与所述微带双工器的第一通带中心频率负相关；
所述第三可变电容、第五可变电容的电容值，与所述微带双工器的第二通带中心频率负相关。
12.根据权利要求10所述的微带双工器，其特征在于，当所述第六可变电容和第七可变电容的电容值改变时，所述微带双工器的两个通带宽度改变。
13.根据权利要求10所述的微带双工器，其特征在于，调节所述第一可变电容、第二可变电容和第四可变电容中的至少一个，以控制所述微带双工器的第一通带关闭；
调节所述第三可变电容和第五可变电容中的至少一个，以控制所述微带双工器的第二通带关闭。
14.根据权利要求10至13任一项所述的微带双工器，其特征在于，各个可变电容中的至少一个，可以采用变容二极管或机械可调电容。
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CN111146536B (zh) * 2019-12-25 2021-02-02 南通大学 一种低通道频率固定高通道频率可调的双工器及设计方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102280678B (zh) * 2011-05-27 2014-04-02 华南理工大学 具有恒定相对带宽的平衡式射频电调带通滤波器
FR2994028B1 (fr) * 2012-07-27 2015-06-19 Thales Sa Filtre passe bande accordable en frequence pour onde hyperfrequence
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