一种频率和带宽均可重构的宽带带通滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种宽带带通滤波器，尤其是一种应用在宽带前端系统的频率和 带宽均可重构的宽带带通滤波器，属于微波通信技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着现代无线通信技术的不断发展，射频前端往往需要融合多种无线信道和通信 标准，这些无线信道和通信标准不仅中心频率不同，还有不同的带宽要求。这就要求一种同 时具有频率和带宽调节能力的可重构射频前端。传统的调谐滤波器无法自由调节带宽，不 能适应现代无线系统的要求。正因此，一种同时具有中心频率和带宽调节能力的滤波器被 提出，其英文名为fullytunablefilter，中文译为全可调滤波器。该种滤波器是电调滤波 器研宄的前沿和趋势之一，目前国际上只有少量文献报道。此外，目前对可重构滤波器的研 宄基本上是在窄带滤波器上开展，多模、宽带可重构滤波器的研宄仍存在许多空白，无法满 足宽带可重构通信系统的需求。多模、宽带同样是电调滤波器的另一个重要的发展趋势。
[0003] 根据当前已有的全可调带通滤波器研宄成果，比较典型的有以下两种的设计方 法：
[0004] 1)2011年Yi-ChyunChiou和GabrielM.Rebeiz在IEEETransactiononMTT 上发表了"ATunableThree-Pole1.5-2. 2_GHzBandpassFilterWithBandwidthand TransmissionZeroControl"，采用传统梳状线带通滤波器改进親合结构实现频率和带宽 的可重构，如图1、图2a~2b和图3a~3c所示，可调范围在1. 5~2. 2GHz之间，绝对带宽 是50~170MHz(相对带宽2. 2%~11. 2% )。文章详细讨论了如何通过控制D1改变电长 度调节中心频率，控制D2改变和W3,L3改变耦合强度调节带宽，为全可调滤波器的设计提 供了另外一种有效的方法。
[0005] 2) 2013 年TheunisS.Beukman和RianaH.Geschke在IEEEMicrow. WirelessCompon.Lett.上发表了"ATune-AllWidebandFilterBasedonPerturbed Ring-Resonators"，文章采用引入微扰使得环形谐振器模式分离，并用变容管分别控制两 个模式，得到频率和带宽全可调的特性，由奇偶模分析理论可以得知奇模由串联电容C1独 立控制，偶模由并联电容C2独立控制，滤波器结构如图4所示，设计出的滤波器拥有9%的 频率调节范围和25. 3%的带宽调节范围。
[0006] 已发表的现有技术多涉及频率可重构滤波器，带宽可重构的研宄成果相对较少。 现代无线通信系统的射频前端往往需要融合多种无线信道和通信标准，这些无线信道和通 信标准不仅中心频率不同，还有不同的带宽要求，这就要求一种同时具有频率和带宽调节 能力的可重构射频前端。目前已发表的现有技术绝大部分是基于窄带滤波器基础上设计 的，无法满足宽带可重构通信系统的需求，对于宽带可重构滤波器，所提方法和结构以及所 实现的性能有限。此外，在开路谐振器上加载有源器件，微带结构在和有源器件相结合时不 可避免地要引入接地过孔，对于短路谐振器而言，结合有源器件的设计直接简单，但有些时 候为实现更好性能和更小的体积，开路谐振器应该优先考虑，由于本身不具备接地点，设计 难度相对较大。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种频率和带宽均可 重构的宽带带通滤波器，该滤波器的频率和带宽独立可重构，并且在通带两侧各有一个传 输零点，提高了滤波器的矩形度和选择性，总体性能良好。
[0008] 本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0009] 一种频率和带宽均可重构的宽带带通滤波器，包括上层的微带线结构和有源电 路、中层的介质基板、下层的接地金属贴片以及金属通孔，所述金属通孔依次贯穿微带线结 构、介质基板和接地金属贴片，使微带线结构与接地金属贴片之间通过介质基板连接，所述 微带线结构包括第一端口馈电线、第二端口馈电线、第一谐振器和第二谐振器，所述第一端 口馈电线与第二端口馈电线左右对称，所述第一谐振器设置在第一端口馈电线和第二端口 馈电线的上方，所述第二谐振器设置在第一端口馈电线和第二端口馈电线的下方，整个微 带线结构呈"十"字型结构；
[0010] 所述第一谐振器包括第一传输线和短路枝节，所述短路枝节垂直设置在第一传输 线的中心，使第一谐振器呈倒T型结构；所述第一传输线的中心两侧分别加载有第一变容 二极管和第二变容二极管，所述短路枝节上加载有第三变容二极管，所述第一变容二极管 和第二变容二极管左右对称；
[0011] 所述第二谐振器包括第二传输线和开路枝节，所述开路枝节垂直设置在第二传输 线的中心，使第二谐振器呈T型结构；所述第二传输线的中心两侧分别加载有第四变容二 极管和第五变容二极管，所述开路枝节上加载有第六变容二极管，所述第四变容二极管和 第五变容二极管左右对称。
[0012] 作为一种优选方案，所述第三变容二极管串接有第一隔直电容，所述第六变容二 极管串接有第二隔直电容。
[0013] 作为一种优选方案，所述第三变容二极管与第一隔直电容之间的线路上连接第一 直流电压源，所述第六变容二极管与第二隔直电容之间的线路上连接第二直流电压源，所 述短路枝节在靠近第一传输线的位置上和开路枝节在靠近第二传输线的位置上均连接第 三直流电压源。
[0014] 作为一种优选方案，所述第三变容二极管与第一隔直电容之间的线路通过第一高 频扼流圈连接第一直流电压源，所述第六变容二极管与第二隔直电容之间的线路通过第二 高频扼流圈连接第二直流电压源，所述短路枝节在靠近第一传输线的位置上通过第三高频 扼流圈连接第三直流电压源，所述开路枝节在靠近第二传输线的位置上通过第四高频扼流 圈连接第三直流电压源。
[0015] 作为一种优选方案，所述金属通孔有六个，分别为第一金属通孔、第二金属通孔、 第三金属通孔、第四金属通孔、第五金属通孔和第六金属通孔，所述第一金属通孔设置在短 路枝节远离第一传输线的一端，所述第二金属通孔设置在第一谐振器的左上侧，并通过第 五高频扼流圈与第一传输线连接，所述第三金属通孔设置在第一谐振器的右上侧，并通过 第六高频扼流圈与第一传输线连接，所述第四金属通孔设置在第二谐振器的左下侧，并通 过第七高频扼流圈与第二传输线连接，所述第五金属通孔设置在第二谐振器的右下侧，并 通过第八高频扼流圈与第二传输线连接，所述第六金属通孔设置开路枝节的一侧，并通过 第九高频扼流圈与开路枝节连接。
[0016] 作为一种优选方案，所述第一端口馈电线的左端作为输入端口，所述第二端口馈 电线的右端作为输出端口。
[0017] 作为一种优选方案，所述第一端口馈电线与第一谐振器之间的间距、第二端口馈 电线与第一谐振器之间的间距、第一端口馈电线与第二谐振器之间的间距以及第二端口馈 电线与第二谐振器之间的间距都是相同的。
[0018] 作为一种优选方案，所述介质基板采用介电常数为2. 55、厚度为0. 8mm、损耗角正 切值为0.0029的介质基板。
[0019] 本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：
[0020] 1、本实用新型的宽带带通滤波器通过两个并联的中心加载短路/开路枝节T型谐 振器，对每个模式独