CN110492207B - 旋磁滤波器环球多耦合切换谐振电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋磁滤波器环球多耦合切换谐振电路，包括谐振电路，所述谐振电路包括数个谐振小球，信号输入端到信号输出端依次为输入谐振小球、多个级间谐振小球、输出谐振小球，每个谐振小球外部设有与之匹配的耦合环部，耦合环部包括N个并排设置且尺寸不同的耦合环，且N个耦合环从小到大依次为第一耦合环到第N耦合环，耦合环部一端设有一微波开关，另一端接信号输入端、信号输出端、或接地。本发明对谐振电路的结构进行了改进，在一个谐振小球外设计多个不同尺寸的耦合环，利用微波开关对耦合环进行切换以实现带宽切换，在具备同样功能下，体积和功耗均减小为原来的1/N，实现产品的功耗低、体积小、带宽可调的需求。

Description

旋磁滤波器环球多耦合切换谐振电路

技术领域

本发明涉及一种谐振电路，尤其涉及一种旋磁滤波器环球多耦合切换谐振电路。

背景技术

传统旋磁滤波器满足谐振条件下可利用磁场对谐振频率进行频率调谐，也就是中心频率可调，无带宽可调功能，要实现带宽可调则需将多个不同带宽的旋磁滤波器组合应用，并在外围电路中设计开关方可实现不同带宽间的切换，造成产品的体积和功耗成倍增加。

已有环球耦合谐振电路结构是一个小球谐振子上只有一种耦合结构，在满足谐振条件下可利用磁场对谐振频率进行频率调谐，也就是中心频率可调。

若要实现带宽可调，则需要按说明书附图的图1所示，设计两个独立的滤波器1和滤波器2，分别通过外围电路的开关进行不同带宽间的切换。例如，输入端输出端分别设有一单刀双掷开关，滤波器1和滤波器2位于两个单刀双掷开关中间，两端分别连接两个单刀双掷开关。这样，当开关均打向滤波器1时，实现的是带宽1的滤波功能；当开关均打向滤波器2时，实现的是带宽2的滤波功能。

所以，已有谐振电路结构的缺点是功能单一，只能实现频率调谐，现有可实现频率与带宽可调方案缺点是体积大、功耗高。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，体积小、功耗低、带宽可调的旋磁滤波器环球多耦合切换谐振电路。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种旋磁滤波器环球多耦合切换谐振电路，包括旋磁带通滤波器，所述旋磁带通滤波器包括信号输入端、信号输出端和位于磁路中的谐振电路，所述谐振电路包括数个谐振小球，信号输入端到信号输出端依次为输入谐振小球、多个级间谐振小球、输出谐振小球，每个谐振小球外部设有与之匹配的耦合环部，分别为输入耦合环部、级间耦合环部、输出耦合环部，输入耦合环部、级间耦合环部、输出耦合环部均包括N个并排设置且尺寸不同的耦合环，且N个耦合环从小到大依次为第一耦合环到第N耦合环；

输入耦合环部前端接信号输入端、后端接地；

级间耦合环部两端接地；

输出耦合环部前端接地，后端接信号输出端；

每个耦合环部一端设有一微波开关，所述微波开关包括一射频输入端和N个射频输出端，其中，N个射频输出端与对应耦合环部的N个耦合环一一对应连接；

级间耦合环部对应的微波开关，射频输入端接地；

输入耦合环部对应的微波开关，若位于输入耦合环部前端，则射频输入端接信号输入端，否则接地；

输出耦合环部对应的微波开关，若位于输出耦合环部后端，则射频输入端接信号输出端，否则接地。

作为优选：所述微波开关位于耦合环部两端中的任意一端。

作为优选：所述N≥2。

实际工作时，假设所有微波开关均选通第一耦合环，则所有的第一耦合环与谐振小球匹配，并联通在信号输入端、信号输出端之间，提供一种带宽，而当所有微波开关均选通第二耦合环时，所有的第二耦合环与谐振小球匹配，并联通在信号输入端、信号输出端之间，提供另一种带宽，依此类推。可通过微波开关来实现多种不同的带宽切换功能。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明对谐振电路的结构进行了改进，在一个谐振小球外设计多个不同尺寸的耦合环，利用微波开关对耦合环进行切换以实现带宽切换，在具备同样功能下，体积小，N等于几，则现有方案为传统方案的1/N；功耗低，N等于几，则现有方案为传统方案的1/N；同时具有成本低、带宽可调、可靠性高的优点。

这种中心频率与带宽均可调的带通滤波器可广泛应用于综合一体化电子系统、遥感遥测、通信等领域。

附图说明

图1为实施例1中带宽可调的传统方案示意图；

图2为实施例2中现有技术中1/2耦合环，3级带通旋磁滤波器示意图；

图3为图2所示信号输入端的耦合结构正视图；

图4为图2所示级间耦合结构正视图；

图5为实施例3结构示意图；

图6为图5中微波开关位于信号输入端和输入耦合环部间的结构示意图；

图7为图5中级间耦合环部连接微波开关的结构示意图；

图8为实施例4中，微波开关位于输入耦合环部远离信号输入端一端时的结构示意图。

图中：1、信号输入端；2、信号输出端；3、谐振小球；4、单一耦合环；5、单一级间耦合环；6、输入谐振小球；7、级间谐振小球；8、输出谐振小球；9、第一耦合环；10、第二耦合环；11、微波开关。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：参见图1，本实施例为带宽可调的传统方案，需要设计两个独立的滤波器，分别通过外围电路的开关进行不同带宽间的切换。例如，左边为信号输入端1，右边为信号输出端2，中间为滤波器组，滤波器组为上下并排设置的滤波器，上面的为第一滤波器，下面的为第二滤波器，在信号输入端1和滤波器组之间设置一个单刀双掷开关，用于选通两个滤波器，在滤波器组和信号输出端2之间也设置一个单刀双掷开关，用于选通两个滤波器。这样，当开关均打向第一滤波器，也就是第一滤波器两端选通时，实现的是与第一滤波器对应的一个带宽的滤波功能；当开关均打向第二滤波器，也就是第二滤波器两端选通时，实现的是与第二滤波器对应的一个带宽的滤波功能。

该结构可以实现带宽可调，但是成本高，且体积大，功耗高。

实施例2：参见图2到图4，其中图2为现有技术中1/2耦合环，3级带通旋磁滤波器示意图，其中3个谐振小球3从左到右依次为输入谐振小球6、级间谐振小球7、输出谐振小球8，每一级谐振小球3上只有一种尺寸的耦合环，在外加磁场下的每一个频率点仅能形成一种通带带宽。

图3为图2所示信号输入端1耦合结构正视图，信号输出端2耦合结构与图3相同；输入谐振小球6、输出谐振小球8对应的耦合环为单一耦合环4。图4为图2所示级间耦合结构正视图；级间谐振小球7对应的耦合环为单一级间耦合环5。而本发明就是基于这种结构进行改进的。

实施例3：参见图5到图7，一种旋磁滤波器环球多耦合切换谐振电路，包括旋磁带通滤波器，所述旋磁带通滤波器包括信号输入端1、信号输出端2和位于磁路中的谐振电路，所述谐振电路包括数个谐振小球3，信号输入端1到信号输出端2依次为输入谐振小球6、多个级间谐振小球7、输出谐振小球8，每个谐振小球3外部设有与之匹配的耦合环部，分别为输入耦合环部、级间耦合环部、输出耦合环部，输入耦合环部、级间耦合环部、输出耦合环部结构能相同或不相同，本实施例中，我们设其结构相同，包括N个并排设置且尺寸不同的耦合环，且N个耦合环从小到大依次为第一耦合环9到第N耦合环；

输入耦合环部前端接信号输入端1、后端接地；

级间耦合环部两端接地；

输出耦合环部前端接地，后端接信号输出端2；

每个耦合环部一端设有一微波开关11，所述微波开关11包括一射频输入端和N个射频输出端，其中，N个射频输出端与对应耦合环部的N个耦合环一一对应连接；

级间耦合环部对应的微波开关11，射频输入端接地；

输入耦合环部对应的微波开关11，若位于输入耦合环部前端，则射频输入端接信号输入端1，否则接地；

输出耦合环部对应的微波开关11，若位于输出耦合环部后端，则射频输入端接信号输出端2，否则接地。

本实施例中：所述微波开关11位于耦合环部两端中的任意一端，且所述N≥2，在这里，我们选用N=2作为一个具体数据。

实际上，微波开关11可以位于耦合环部的任意一端。但为了更好的说明本发明结构，我们具体针对N=2进行描述，如图5到图7所示，假设每个微波开关11左边为射频输入端，右边为射频输出端，且每个微波开关11位于对应的耦合环部的左边。

这样，对于输入耦合环部，参见图6，信号输入端1接微波开关11的射频输入端、微波开关11的两个射频输出端接输入耦合环部左边的第一耦合环9、第二耦合环10，输入耦合环部右边接地；

对于级间耦合环部，参见图7，左边接微波开关11，右边接地，而该微波开关11，左边射频输入端接地，右边两个射频输出端接耦合环部的第一耦合环9、第二耦合环10。

对于输出耦合环，左边接微波开关11，右边接信号输出端2，而该微波开关11，左边射频输入端接地，右边两个射频输出端接耦合环部的第一耦合环9、第二耦合环10。输出耦合环与信号输出端2的连接方式，实际与图6相同。

基于该结构，每个谐振小球3均设计多种不同尺寸的耦合环，每一种耦合环均通过所述微波开关11并联在信号输入端1、信号输出端2或接地端之间，即可实现带宽切换功能。

本实施例中，当开关均与第二耦合环10接通并外加磁场时，该谐振电路形成带宽小的带通滤波器；

当开关均与第一耦合环9接通并外加磁场时，该谐振电路形成带宽大的带通滤波器。

实施例4：在实施例3中，每个微波开关11位于对应的耦合环部的左边，实际上，微波开关11也可以位于对应的耦合环部的右边，具体结构如图8所示，从图8可知，信号输入端1先连接输入耦合环部一端的第一耦合环9、第二耦合环10，然后输入耦合环部的另一端连接微波开关11的两个射频输出端，接微波开关11的射频输入端接地。其余与实施例3相同。

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 (3)

1.一种旋磁滤波器环球多耦合切换谐振电路，包括旋磁带通滤波器，所述旋磁带通滤波器包括信号输入端、信号输出端和位于磁路中的谐振电路，所述谐振电路包括数个谐振小球，信号输入端到信号输出端依次为输入谐振小球、多个级间谐振小球、输出谐振小球，每个谐振小球外部设有与之匹配的耦合环部，分别为输入耦合环部、级间耦合环部、输出耦合环部，其特征在于：

输入耦合环部、级间耦合环部、输出耦合环部均包括N个并排设置且尺寸不同的耦合环，且N个耦合环从小到大依次为第一耦合环到第N耦合环；

输入耦合环部前端接信号输入端、后端接地；

级间耦合环部两端接地；

输出耦合环部前端接地，后端接信号输出端；

每个耦合环部一端设有一微波开关，所述微波开关包括一射频输入端和N个射频输出端，其中，N个射频输出端与对应耦合环部的N个耦合环一一对应连接；

级间耦合环部对应的微波开关，射频输入端接地；

输入耦合环部对应的微波开关，若位于输入耦合环部前端，则射频输入端接信号输入端，否则接地；

输出耦合环部对应的微波开关，若位于输出耦合环部后端，则射频输入端接信号输出端，否则接地。

2.根据权利要求1所述的旋磁滤波器环球多耦合切换谐振电路，其特征在于：所述微波开关位于耦合环部两端中的任意一端。

3.根据权利要求1所述的旋磁滤波器环球多耦合切换谐振电路，其特征在于：所述N≥2。