CN212257637U - 一种基于高频通信的带通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于高频通信的带通滤波器，涉及微波通信技术领域，包括上部微带线和下部微带线，所述上部微带线和所述下部微带线通过开关元件进行连接，所述开关元件连接于所述下部微带线上；所述上部微带线加载可变电容和电源，所述可变电容上分别施加电压进行频率调节。上部微带线和下部微带线通过开关元件进行连接，而上部微带线加载可变电容和电源，可变电容上分别施加电压进行频率调节，而上部微带线内第一微带线单元之间设有第三微带线单元，配合加载可变电容实现耦合控制，进而带宽控制，实现能在不同电压下进行中心频率和带宽的调节，进而实现了能在较宽频域之中进行中心频率的调节，同时也能进行带宽的调控。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波通信技术领域，具体来说，涉及一种基于高频通信的带通滤波器。
背景技术
滤波器在无线通信系统之中发挥的作用是充当一个“门槛”，即具有一定的频率选择性，不仅可以选择到特定的频率，还能消除一定的带外干扰，筛除那些接收端不需要的信号，不同性能的滤波器也发挥着不同的作用。而可重构滤波器的出现，则不仅在降低了射频部分的制造费用，而且还可以在工作过程之中重新进行配置，“量体裁衣”的达到接收信号的需求。
滤波器一般分为低通、高通、带通和带阻滤波器。而低通滤波器是最常用的选频元件，无论是带通、带阻还是高通滤波器，都可以通过对低通滤波器进行变换得到。在无线通信系统中，低通滤波器的作用是实现低频信号正常通过，高频信号被抑制，对通信系统中的干扰进行抑制，从而提高通信系统的性能。在无线通信系统中，带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带阻滤波器的概念相对。
而到目前为止，已经有几种不同的可调的滤波器被提出。最早是一款频率可重构的低频滤波器被提出，之后便有可调频带更宽的带通微带线电调滤波器的结构出现，但是其缺点是调节范围较小。直到后来又有学者提出了一种新型的结构实现更宽范围调节的可重构滤波器。根据这些我们可以看出，为了符合不同的通信环境，频率和带宽成为了新型可重构滤波器的切入点。同时由于这种滤波器拥有灵活性更好的特点，所以近些年来也越发的引起行业类的重视，可重构滤波器也成为了滤波器领域中的研究热门。
因此，亟需一种基于高频通信的带通滤波器。
实用新型内容
针对相关技术中的问题，本实用新型的目的是提出一种基于高频通信的带通滤波器，其上部微带线和下部微带线通过开关元件进行连接，而上部微带线加载可变电容和电源，可变电容上分别施加电压进行频率调节，通过开关元件导通时使之时处于低频状态，而断开时使之处于高频状态，而上部微带线内第一微带线单元之间设有第三微带线单元，配合加载可变电容实现耦合控制，进而带宽控制，实现能在不同电压下进行中心频率和带宽的调节，进而实现了能在较宽频域之中进行中心频率的调节，同时也能进行带宽的调控，不仅易于构造，调控范围较广，而且带宽较宽，具有良好的性能，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种基于高频通信的带通滤波器，带基片的介电常数为3.48，介质厚度为0.508mm，包括上部微带线和下部微带线，所述上部微带线和所述下部微带线通过开关元件进行连接，其中；
所述开关元件连接于所述下部微带线上；
所述上部微带线加载可变电容和电源，所述可变电容上分别施加电压进行频率调节；
所述上部微带线包括对称设置的第一微带线单元，所述第一微带线单元两侧设有对称设置的第二微带线单元，且所述第一微带线单元之间设有第三微带线单元。
进一步的，所述下部微带线包括对称设置的第四微带线单元，且所述第四微带线单元通过所述开关元件与所述第一微带线单元连接。
进一步的，所述第一微带线单元的线长L3为25mm，所述第二微带线单元的线长L1为9.5mm，所述第三微带线单元线长L2为35mm，所述第四微带线单元线长L4为6.7mm。
所述第一微带线单元和第二微带线单元的线宽W1分别为1mm，所述第三微带线单元的线宽W3为1mm，所述第四微带线单元W2为2mm。
进一步的，所述第一微带线单元和所述第二微带线单元的间距S1为1.5mm，所述第一微带线单元和所述第三微带线单元的间距S2为4mm，相邻所述第四微带线单元的间距S3为9mm。
进一步的，所述上部微带线和所述下部微带线的材质为铜箔。
本实用新型的有益效果：
本实用新型实现频率带宽可调的带通滤波器结构，其上部微带线和下部微带线通过开关元件进行连接，而上部微带线加载可变电容和电源，可变电容上分别施加电压进行频率调节，通过开关元件导通时使之时处于低频状态，而断开时使之处于高频状态，而上部微带线内第一微带线单元之间设有第三微带线单元，配合加载可变电容实现耦合控制，进而带宽控制，实现能在不同电压下进行中心频率和带宽的调节，进而实现了能在较宽频域之中进行中心频率的调节，同时也能进行带宽的调控，不仅易于构造，调控范围较广，而且带宽较宽，具有良好的性能。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是根据本实用新型实施例的基于高频通信的带通滤波器的结构拓扑图；
图2是根据本实用新型实施例的基于高频通信的带通滤波器的断开时高频拓扑结构图；
图3是根据本实用新型实施例的基于高频通信的带通滤波器的闭合时低频结构拓扑图；
图4是根据本实用新型实施例的基于高频通信的带通滤波器的频率可切换的带通滤波器初始仿真测试图。
图5是根据本实用新型实施例的基于高频通信的带通滤波器的频率带宽可调的带通滤波器开关断开高频时电压调控测试图。
图6是根据本实用新型实施例的基于高频通信的带通滤波器的频率带宽可调的带通滤波器开关断开高频时电压调控测试图。
图7是根据本实用新型实施例的基于高频通信的带通滤波器的频率带宽可调的带通滤波器开关断开高频时电压调控测试图。
图8是根据本实用新型实施例的基于高频通信的带通滤波器的频率带宽可调的带通滤波器开关闭合低频时电压调控测试图。
图9是根据本实用新型实施例的基于高频通信的带通滤波器的频率带宽可调的带通滤波器开关闭合低频时电压调控测试图。
图10是根据本实用新型实施例的基于高频通信的带通滤波器的频率带宽可调的带通滤波器开关闭合低频时电压调控测试图。
图中：
1、上部微带线；2、下部微带线；3、开关元件。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
根据本实用新型的实施例，提供了一种基于高频通信的带通滤波器。
如图1-图3所示，一种基于高频通信的带通滤波器，带基片的介电常数为3.48，介质厚度为0.508mm，包括上部微带线1和下部微带线2，所述上部微带线1和所述下部微带线2通过开关元件3进行连接，其中；
所述开关元件3连接于所述下部微带线2上；
所述上部微带线1加载可变电容和电源，所述可变电容上分别施加电压进行频率调节。
所述上部微带线1包括对称设置的第一微带线单元，所述第一微带线单元两侧设有对称设置的第二微带线单元，且所述第一微带线单元之间设有第三微带线单元。
如图1所示，上部微带线1采用滤波器谐振器和失谐谐振器以及加载可变电容以及电源结构，满足可通过电压进行耦合调控，通过耦合强度进而控制带宽。
如图2所示，此时的开关是处于断开的状态，此时状态可在较高频率区域通过电压进行调控进行中心频率的调节。
如图3所示，此时的开关部分是处于闭合状态，由于等效线长的变化，此时的带宽区间是低于开关断开的高频状态的。这时调控电压的大小可以在低频区域进行中心频率的调节。
借助于上述技术方案，其上部微带线1和下部微带线2通过开关元件3进行连接，而上部微带线1加载可变电容和电源，可变电容上分别施加电压进行频率调节，通过开关元件3导通时使之时处于低频状态，而断开时使之处于高频状态，而上部微带线1内第一微带线单元之间设有第三微带线单元，配合加载可变电容实现耦合控制，进而带宽控制，实现能在不同电压下进行中心频率和带宽的调节，进而实现了能在较宽频域之中进行中心频率的调节，同时也能进行带宽的调控，不仅易于构造，调控范围较广，而且带宽较宽，具有良好的性能。
其中，所述下部微带线2包括对称设置的第四微带线单元，且所述第四微带线单元通过所述开关元件3与所述第一微带线单元连接。
其中，所述第一微带线单元的线长L3为25mm，所述第二微带线单元的线长L1为9.5mm，所述第三微带线单元线长L2为35mm，所述第四微带线单元线长L4为6.7mm。
所述第一微带线单元和第二微带线单元的线宽W1分别为1mm，所述第三微带线单元的线宽W3为1mm，所述第四微带线单元W2为2mm。
其中，所述第一微带线单元和所述第二微带线单元的间距S1为1.5mm，所述第一微带线单元和所述第三微带线单元的间距S2为4mm，相邻所述第四微带线单元的间距S3为9mm。
其中，所述上部微带线1和所述下部微带线2的材质为铜箔。
另外，具体的，图4是初步不施加电压的仿真结果。
图5-图7为频率可调可切换的带通滤波器开关断开高频时电压调控测试图，此时分别施加10V、20V、30V电压的调控仿真测试结果。
图8-图10为频率可调可切换的带通滤波器开关闭合低频时电压调控测试图，此时分别施加0V、4V、8V电压调控的仿真测试结果。
借助于上述技术方案，滤波器整体性能较好，其带通滤波器的调节中心频率在1.0GHz到1.67GHz之间进行变换，有着670MHz的可调区间，总体相对带宽为50.2％。该滤波器不仅易于构造，调控范围较广，具有良好的性能。
综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，可实现如下效果：
实现上部微带线1和下部微带线2通过开关元件3进行连接，而上部微带线1加载可变电容和电源，可变电容上分别施加电压进行频率调节，通过开关元件3导通时使之时处于低频状态，而断开时使之处于高频状态，而上部微带线1内第一微带线单元之间设有第三微带线单元，配合加载可变电容实现耦合控制，进而带宽控制，实现能在不同电压下进行中心频率和带宽的调节，进而实现了能在较宽频域之中进行中心频率的调节，同时也能进行带宽的调控，不仅易于构造，调控范围较广，而且带宽较宽，具有良好的性能。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于高频通信的带通滤波器，带基片的介电常数为3.48，介质厚度为0.508mm，其特征在于，包括上部微带线(1)和下部微带线(2)，所述上部微带线(1)和所述下部微带线(2)通过开关元件(3)进行连接，其中；
所述开关元件(3)连接于所述下部微带线(2)上；
所述上部微带线(1)加载可变电容和电源，所述可变电容上分别施加电压进行频率调节；
所述上部微带线(1)包括对称设置的第一微带线单元，所述第一微带线单元两侧设有对称设置的第二微带线单元，且所述第一微带线单元之间设有第三微带线单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于高频通信的带通滤波器，其特征在于，所述下部微带线(2)包括对称设置的第四微带线单元，且所述第四微带线单元通过所述开关元件(3)与所述第一微带线单元连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于高频通信的带通滤波器，其特征在于，所述第一微带线单元的线长L3为25mm，所述第二微带线单元的线长L1为9.5mm，所述第三微带线单元线长L2为35mm，所述第四微带线单元线长L4为6.7mm；
所述第一微带线单元和第二微带线单元的线宽W1分别为1mm，所述第三微带线单元的线宽W3为1mm，所述第四微带线单元W2为2mm。
4.根据权利要求3所述的一种基于高频通信的带通滤波器，其特征在于，所述第一微带线单元和所述第二微带线单元的间距S1为1.5mm，所述第一微带线单元和所述第三微带线单元的间距S2为4mm，相邻所述第四微带线单元的间距S3为9mm。
5.根据权利要求4所述的一种基于高频通信的带通滤波器，其特征在于，所述上部微带线(1)和所述下部微带线(2)的材质为铜箔。
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|---|---|---|---|---|
| CN113889721A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-01-04 | 电子科技大学 | 工作频段可调的4通带滤波器 |
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