CN110071351A - 一种基于横跨耦合线的可调频带通滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于横跨耦合线的可调频带通滤波器，包括：介质基板；所述介质基板上设置有变容二极管加载平行耦合线、相位可调谐微带线和50Ω微带线；所述变容二极管加载平行耦合线包括第一微带线、第二微带线、第一变容二极管和第二变容二极管；所述第一变容二极管和第二变容二极管跨接在所述第一微带线和第二微带线之间；所述相位可调谐微带线包括第三微带线和第三变容二极管，所述第三微带线和第三变容二极管串联相接；所述50Ω微带线包括输入微带线和输出微带线。该结构能够实现工作频率随变容二极管的电容值不同而改变，实现频率可调谐的范围为60.9％且具有陡峭的过渡带和恒定的相对带宽。

Description

一种基于横跨耦合线的可调频带通滤波器
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种基于横跨耦合线的可调频带通滤波器。
背景技术
带通滤波器是射频电路中一种重要的部件，具有频率选择性的作用，使得在规定频率范围内的信号得以传输或被阻隔，分离出有用信号，抑制不需要的无用信号，带通滤波器在微波接收机、发射机和微波试验装备中具有广泛的应用。随着无线通信技术的发展，设计出具有高性能、低成本、小尺寸、易于集成等特点的平面带通滤波器具有重要的意义。由于通信频段的日益拥挤，对于能够实现多频段覆盖的可重构通信系统的需求越来越迫切，各种可重构和频率可调的微波元件得到了广泛的研究和开发，可调频带通滤波器也成为一个重要的研究热点。然而目前大部分可调频带通滤波器的调谐范围不高，因此有必要发明一种全新的可调频带通滤波器，能够实现陡峭的过渡带、恒定的相对带宽和宽频率可调谐范围。
发明内容
根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于横跨耦合线的可调频带通滤波器，包括：介质基板；所述介质基板上设置有变容二极管加载平行耦合线、相位可调谐微带线和50Ω微带线；所述变容二极管加载平行耦合线包括第一微带线、第二微带线、第一变容二极管和第二变容二极管；所述第一变容二极管和第二变容二极管跨接在所述第一微带线和第二微带线之间；所述相位可调谐微带线包括第三微带线和第三变容二极管，所述第三微带线和第三变容二极管串联相接；所述50Ω微带线包括输入微带线和输出微带线；所述第二变容二极管设置于第一变容二极管加载平行耦合线的中部。
进一步的，所述第一微带线的一端与输入微带线相连接、另一端与输出微带线相连接；所述第三微带线的一端与第二微带线连接，所述第三变容二极管一端接地。
所述第一微带线和第二微带线的电长度为可调频率范围内中间位置处频点对应波长的1/4；所述第一变容二极管和第二变容二极管间的距离为所述第一微带线长度的1/3。
所述第三微带线的电长度为可调频率范围内中间位置处频点对应波长的1/3；通过改变所述第三变容二极管的电容值保持第三微带线的电长度为所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器调谐频率对应波长的1/4。
通过改变所述第一变容二极管、第二变容二极管和第三变容二极管的电容值进行频率调谐。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种基于横跨耦合线的可调频带通滤波器，该结构能够实现工作频率随变容二极管的电容值不同而改变，实现频率可调谐的范围为60.9％且具有陡峭的过渡带和恒定的相对带宽，同时具有易加工、体积小和低成本的特点，适于广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器的结构示意图；
图2为本发明所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器在中心频率1.6GHz的S参数仿真结果图；
图3为本发明所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器在中心频率1.9GHz的S参数仿真结果图；
图4为本发明所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器在中心频率2.2GHz的S参数仿真结果图；
图5为本发明所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器在中心频率2.6GHz的S参数仿真结果图；
图6为本发明所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器在中心频率3.0GHz的S参数仿真结果图；
图中：1、介质基板，2、变容二极管加载平行耦合线，3、相位可调谐微带线，4、50Ω微带线，21、第一微带线，22、第二微带线，23、第一变容二极管，24、第二变容二极管，31、第三微带线，32、第三变容二极管，41、输入微带线，42、输出微带线。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
如图1所示的一种基于横跨耦合线的可调频带通滤波器，包括介质基板1；所述介质基板1上设置有变容二极管加载平行耦合线2、相位可调谐微带线3和50Ω微带线4；所述变容二极管加载平行耦合线2包括第一微带线21、第二微带线22、第一变容二极管23、和第二变容二极管24；所述相位可调谐微带线3包括第三微带线31和第三变容二极管32；所述50Ω微带线4包括输入微带线41和输出微带线42。进一步地，所述第一微带线21的一端与50Ω微带线41连接，另一端与50Ω微带线42连接；所述第三微带线31和第三变容二极管32串联相接，第三微带线31的另一端与第二微带线22连接，第三变容二极管32的另一端接地。进一步地，所述第一微带线21和第二微带线22的电长度为所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器中心频率对应波长的1/4；所述第一变容二极管23、和第二变容二极管24跨接在所述第一微带线21和第二微带线22之间；所述第二变容二极管24置于第一变容二极管加载平行耦合线2的中部；所述第一变容二极管23和第二变容二极管24间的距离为所述第一微带线21长度的1/3。进一步地，所述第三微带线31的电长度为所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器中心频率对应波长的1/3；通过改变所述第三变容二极管32的电容值保持第三微带线31的电长度为所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器调谐频率对应波长的1/4。进一步地，通过改变所述第一变容二极管23、、第二变容二极管24和第三变容二极管32的电容值实现频率可调谐。
本发明所述介质基板1用于支撑变容二极管加载平行耦合线2、相位可调谐微带线3和50Ω微带线4；所述第一变容二极管23电容值为C1，第二变容二极管24的电容值为C2，第三变容二极管32的电容值为C3；所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器能够实现工作频率随变容二极管的电容值不同而改变，实现频率可调谐，同时具有易加工、体积小和低成本的特点，适于广泛推广。
下面描述本发明的具体实施例。
本实施例基于横跨耦合线的可调频带通滤波器的频率可调范围为1.6～3.0GHz，平行耦合微带线的偶模阻抗为120.7Ω、奇模阻抗为77.3Ω，第三微带线的特性阻抗为50Ω。
通过调节第一变容二极管、第二变容二极管、第三变容二极管的电容值C1、C2、C3实现频率可调谐，变容二极管的电容值和调谐的中心频率对应关系如下表所示：
图2示出了本发明所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器在中心频率1.6GHz的S参数仿真结果图，其3dB通带相对带宽为60.4％，在中心频率处的回波损耗小于20dB。
图3示出了本发明所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器在中心频率1.9GHz的S参数仿真结果图，其3dB通带相对带宽为56.2％，在中心频率处的回波损耗小于20dB。
图4示出了本发明所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器在中心频率2.2GHz的S参数仿真结果图，其3dB通带相对带宽为54％，在中心频率处的回波损耗小于20dB。
图5示出了本发明所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器在中心频率2.6GHz的S参数仿真结果图，其3dB通带相对带宽为53.2％，在中心频率处的回波损耗小于25dB。
图6示出了本发明所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器在中心频率3.0GHz的S参数仿真结果图，其3dB通带相对带宽为54.4％，在中心频率处的回波损耗小于30dB。
以上所述，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于横跨耦合线的可调频带通滤波器，其特征在于包括：介质基板(1)；所述介质基板(1)上设置有变容二极管加载平行耦合线(2)、相位可调谐微带线(3)和50Ω微带线(4)；所述变容二极管加载平行耦合线(2)包括第一微带线(21)、第二微带线(22)、第一变容二极管(23)和第二变容二极管(24)；所述第一变容二极管(23)和第二变容二极管(24)跨接在所述第一微带线(21)和第二微带线(22)之间；所述相位可调谐微带线(3)包括第三微带线(31)和第三变容二极管(32)，所述第三微带线(31)和第三变容二极管(32)串联相接；所述50Ω微带线(4)包括输入微带线(41)和输出微带线(42)；所述第二变容二极管(24)设置于第一变容二极管加载平行耦合线(2)的中部。
2.根据权利要求1所述的一种基于横跨耦合线的可调频带通滤波器，其特征还在于：所述第一微带线(21)的一端与输入微带线(41)相连接、另一端与输出微带线(42)相连接；所述第三微带线(31)的一端与第二微带线(22)连接，所述第三变容二极管(32)一端接地。
3.根据权利要求1所述的一种基于横跨耦合线的可调频带通滤波器，其特征还在于：所述第一微带线(21)和第二微带线(22)的电长度为可调频率范围内中间位置处频点对应波长的1/4；所述第一变容二极管(23)和第二变容二极管(24)间的距离为所述第一微带线(21)长度的1/3。
4.根据权利要求1所述的一种基于横跨耦合线的可调频带通滤波器，其特征还在于：所述第三微带线(31)的电长度为可调频率范围内中间位置处频点对应波长的1/3；通过改变所述第三变容二极管(32)的电容值保持第三微带线(31)的电长度为所述基于横跨耦合线的可调频带通滤波器调谐频率对应波长的1/4。
5.根据权利要求1所述的一种基于横跨耦合线的可调频带通滤波器，其特征还在于：通过改变所述第一变容二极管(23)、第二变容二极管(24)和第三变容二极管(32)的电容值进行频率调谐。
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