CN110266286A - 一种绝对带宽恒定的lc电调滤波器 - Google Patents

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石玉
钟声越
尉旭波
钟慧
武凯璇
毛云山
徐瑞豪
刘文斌
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    • H03H11/04—Frequency selective two-port networks

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Abstract

本发明公开了一种绝对带宽恒定的LC电调滤波器，属于微波通信技术领域，包括输入馈线和输出馈线，所述输入馈线和输出馈线之间串联有一组或多组带通调谐选频电路，所述带通调谐选频电路包括谐振电路A和谐振电路B，所述谐振电路A和谐振电路B呈镜像对称分布，本发明易于调试，通过控制调谐电压的大小，进而控制变容二极管的电容值，从而控制中心频率，通过改变调谐电感相关参数可以有效控制通带宽度。

Description

一种绝对带宽恒定的LC电调滤波器
技术领域
本发明涉及微波通信技术领域，具体涉及一种绝对带宽恒定的LC电调滤波器。
背景技术
在日趋拥挤的频谱资源和复杂的电磁环境下，高性能的滤波器作为改善这种情况的有效手段，得到研究人员持续的关注与研究，常规的宽带通讯系统都是采用射频开关和多路带通滤波器组成射频系统的前端抗干扰技术手段，这种方法存在大体积、通带宽、抗干扰能力不强、线性一般、成本高昂等问题。而绝对带宽恒定的电调滤波器可以以相对较窄的带宽通过改变调谐电压或调谐码连续扫描覆盖一个较宽的频带，可以有效减小体积，提升抗干扰能力。
常规的电调滤波器都是基于切比雪夫或者谐振耦合理论设计电路模型，以LC或者微带线工艺制作实现电路。常见的电调滤波器结构有使用多个标称值电容和开关作为调谐元件，通过开关选通不同电容值进行调谐，这种方式制成的电调滤波器体积较大，带外抑制度不高，变频时间较长。使用微带线工艺制作的电调滤波器，体积大幅度减少，但在实际使用中不能调试，生产周期长，成本高。
发明内容
本发明的目的在于：本发明提供了一种绝对带宽恒定的LC电调滤波器，解决了目前的绝对带宽恒定的电调滤波器不便于调试的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种绝对带宽恒定的LC电调滤波器，包括输入馈线和输出馈线，所述输入馈线和输出馈线之间串联有一组或多组带通调谐选频电路，所述带通调谐选频电路包括谐振电路A和谐振电路B，所述谐振电路A和谐振电路B呈镜像对称分布。
进一步的，所述谐振电路A包括第一电感L1，所述第一电感L1的一端连接输入馈线或上一组带通调谐选频电路、第四电感L4的一端、第一变容二极管D1的负极，所述第一电感L1的另一端连接第二电感L2的一端和第五电感L5的一端，所述第二电感L2的另一端连接第三电感L3的一端和第六电感L6的一端，所述第三电感L3的另一端连接第二变容二极管D2的负极和谐振电路B，所述第四电感L4的另一端、第一变容二极管D1的正极、第五电感L5的另一端、第六电感L6的另一端和第二变容二极管D2的正极均接地；
所述谐振电路B包括第七电感L7，所述第七电感L7的一端连接谐振电路A的第六电感L6和第三变容二极管D3的负极，所述第七电感L7的另一端连接第八电感L8的一端和第十电感L10的一端，所述第八电感L8的另一端连接第九电感L9的一端和第十一电感L11的一端，所述第九电感L9的另一端连接第四变容二极管D4的负极、第十二电感L12的一端、输出馈线或下一组带通调谐选频电路，所述第十电感L10的另一端、第三变容二极管D3的正极、第十一电感L11的另一端、第十二电感L12的另一端和第四变容二极管D4的正极均接地。
进一步的，所述第一电感L1与第九电感L9的电感值相同，所述第二电感L2与第八电感L8的电感值相同，所述第三电感L3与第七电感L7的电感值相同，所述第四电感L4的与第十二电感L12的电感值相同，所述第五电感L5与第十一电感L11的电感值相同，所述第六电感L6与第十电感L10的电感值相同。
进一步的，所述第一变容二极管D1、第二变容二极管D2、第三变容二极管D3和第四变容二极管D4均由同一可变电压供电，输出相同的电容值。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明调试方便，成本低，本发明的电调滤波器在带外引入多个传输零点，具有较高的带外抑制度，并且结构设计更加紧凑，体积小巧。
2.本发明提出的绝对带宽恒定的LC电调滤波器的通带中心频率及带宽易于控制，通过控制调谐电压的大小，进而控制变容二极管的电容值，从而控制中心频率，通过改变调谐电感相关参数可以有效控制通带宽度。
3.本发明的LC电调滤波器中，变容二极管和电感之间形成耦合，使得调谐过程中滤波器3dB带宽保持恒定。
4.本发明的电调滤波器结构简单，易于加工。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明具体实施例中的电调滤波器的结构图；
图3为本发明实施例中电调滤波器的中心频率100MHz的频率响应曲线；
图4为本发明实施例中电调滤波器的中心频率200MHz的频率响应曲线；
图5为本发明实施例中电调滤波器的中心频率300MHz的频率响应曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
一种绝对带宽恒定的LC电调滤波器，包括输入馈线和输出馈线，所述输入馈线和输出馈线之间串联有一组或多组带通调谐选频电路，所述带通调谐选频电路包括谐振电路A和谐振电路B，所述谐振电路A和谐振电路B呈镜像对称分布。
所述谐振电路A包括第一电感L1，所述第一电感L1的一端连接输入馈线或上一组带通调谐选频电路、第四电感L4的一端、第一变容二极管D1的负极，所述第一电感L1的另一端连接第二电感L2的一端和第五电感L5的一端，所述第二电感L2的另一端连接第三电感L3的一端和第六电感L6的一端，所述第三电感L3的另一端连接第二变容二极管D2的负极和谐振电路B，所述第四电感L4的另一端、第一变容二极管D1的正极、第五电感L5的另一端、第六电感L6的另一端和第二变容二极管D2的正极均接地；
所述谐振电路B包括第七电感L7，所述第七电感L7的一端连接谐振电路A的第六电感L6和第三变容二极管D3的负极，所述第七电感L7的另一端连接第八电感L8的一端和第十电感L10的一端，所述第八电感L8的另一端连接第九电感L9的一端和第十一电感L11的一端，所述第九电感L9的另一端连接第四变容二极管D4的负极、第十二电感L12的一端、输出馈线或下一组带通调谐选频电路，所述第十电感L10的另一端、第三变容二极管D3的正极、第十一电感L11的另一端、第十二电感L12的另一端和第四变容二极管D4的正极均接地。
所述第一电感L1与第九电感L9的电感值相同，所述第二电感L2与第八电感L8的电感值相同，所述第三电感L3与第七电感L7的电感值相同，所述第四电感L4的与第十二电感L12的电感值相同，所述第五电感L5与第十一电感L11的电感值相同，所述第六电感L6与第十电感L10的电感值相同。
所述第一变容二极管D1、第二变容二极管D2、第三变容二极管D3和第四变容二极管D4均由同一可变电压供电，输出相同的电容值。
实施例
本实施例公开的电调滤波器中心频率可在100M-300MHz中变化，同时保持3dB带宽恒定。
本实施例所述输入馈线和输出馈线之间串联有一组带通调谐选频电路，所述带通调谐选频电路包括谐振电路A和谐振电路B，所述谐振电路A和谐振电路B呈镜像对称分布。
所述谐振电路A包括第一电感L1，所述第一电感L1的一端连接输入馈线、第四电感L4的一端、第一变容二极管D1的负极，所述第一电感L1的另一端连接第二电感L2的一端和第五电感L5的一端，所述第二电感L2的另一端连接第三电感L3的一端和第六电感L6的一端，所述第三电感L3的另一端连接第二变容二极管D2的负极和谐振电路B，所述第四电感L4的另一端、第一变容二极管D1的正极、第五电感L5的另一端、第六电感L6的另一端和第二变容二极管D2的正极均接地；
所述谐振电路B包括第七电感L7，所述第七电感L7的一端连接谐振电路A的第六电感L6和第三变容二极管D3的负极，所述第七电感L7的另一端连接第八电感L8的一端和第十电感L10的一端，所述第八电感L8的另一端连接第九电感L9的一端和第十一电感L11的一端，所述第九电感L9的另一端连接第四变容二极管D4的负极、第十二电感L12的一端、输出馈线，所述第十电感L10的另一端、第三变容二极管D3的正极、第十一电感L11的另一端、第十二电感L12的另一端和第四变容二极管D4的正极均接地。
所述第一电感L1与第九电感L9的电感值相同，所述第二电感L2与第八电感L8的电感值相同，所述第三电感L3与第七电感L7的电感值相同，所述第四电感L4的与第十二电感L12的电感值相同，所述第五电感L5与第十一电感L11的电感值相同，所述第六电感L6与第十电感L10的电感值相同，均为标称值。
所述第一变容二极管D1、第二变容二极管D2、第三变容二极管D3和第四变容二极管D4均由同一可变电压供电，输出相同的电容值。
在本实施例中同时改变第一与第九电感L9值，可调节通带的插入损耗、通带宽度以及驻波；同时改变第二与第八电感L8值，可调节通带的插入损耗、通带宽度以及驻波；同时改变第三与第七电感L7值，可调节通带的矩形系数以及驻波；同时改变第四与第十二电感L12值，可调节通带的矩形系数以及驻波；同时改变第五与第十一电感L11值，可调节通带的中心频率以及矩形系数；同时改变第六与第十电感L10值，可调节通带的中心频率以及矩形系数。
调节电感值达到100-300MHz中心频率的可变范围，通过改变调谐电压，产生的带宽恒定、中心频率可变的电调滤波器的频率响应曲线如图3-5所示。图中的曲线DB(S21)为信号的传输特性曲线，曲线VSWR(1)与VSWR(2)为信号端口反射的特性曲线。由图3可知，变容二极管容值为53.8pF时，电调滤波器的中心频率为100MHz，带内插损为-1.79dB，3dB带宽为28.84MHz；由图4可知，变容二极管容值为13.8pF时，电调滤波器的中心频率为200MHz，带内插损为-1.426dB，3dB带宽为29.6MHz；由图5可知，变容二极管容值为6.1pF时，电调滤波器的中心频率为300MHz，带内插损为-1.356dB，3dB带宽为28.2MHz。在该实施例中，调谐电压的改变使得滤波器中心频率可调，绝对带宽满足29±1MHz恒定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种绝对带宽恒定的LC电调滤波器，其特征在于：包括输入馈线和输出馈线，所述输入馈线和输出馈线之间串联有一组或多组带通调谐选频电路，所述带通调谐选频电路包括谐振电路A和谐振电路B，所述谐振电路A和谐振电路B呈镜像对称分布。
2.根据权利要求1所述的一种绝对带宽恒定的LC电调滤波器，其特征在于：所述谐振电路A包括第一电感L1，所述第一电感L1的一端连接输入馈线或上一组带通调谐选频电路、第四电感L4的一端、第一变容二极管D1的负极，所述第一电感L1的另一端连接第二电感L2的一端和第五电感L5的一端，所述第二电感L2的另一端连接第三电感L3的一端和第六电感L6的一端，所述第三电感L3的另一端连接第二变容二极管D2的负极和谐振电路B，所述第四电感L4的另一端、第一变容二极管D1的正极、第五电感L5的另一端、第六电感L6的另一端和第二变容二极管D2的正极均接地；
所述谐振电路B包括第七电感L7，所述第七电感L7的一端连接谐振电路A的第六电感L6和第三变容二极管D3的负极，所述第七电感L7的另一端连接第八电感L8的一端和第十电感L10的一端，所述第八电感L8的另一端连接第九电感L9的一端和第十一电感L11的一端，所述第九电感L9的另一端连接第四变容二极管D4的负极、第十二电感L12的一端、输出馈线或下一组带通调谐选频电路，所述第十电感L10的另一端、第三变容二极管D3的正极、第十一电感L11的另一端、第十二电感L12的另一端和第四变容二极管D4的正极均接地。
3.根据权利要求2所述的一种绝对带宽恒定的LC电调滤波器，其特征在于：所述第一电感L1与第九电感L9的电感值相同，所述第二电感L2与第八电感L8的电感值相同，所述第三电感L3与第七电感L7的电感值相同，所述第四电感L4的与第十二电感L12的电感值相同，所述第五电感L5与第十一电感L11的电感值相同，所述第六电感L6与第十电感L10的电感值相同。
4.根据权利要求2所述的一种绝对带宽恒定的LC电调滤波器，其特征在于：所述第一变容二极管D1、第二变容二极管D2、第三变容二极管D3和第四变容二极管D4均由同一可变电压供电，输出相同的电容值。
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