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双 通带到三通带到四通带的通带可重构滤波器

阅读：483发布：2020-05-13

专利汇可以提供双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于微带线的双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波器，主要解决通带可重构滤波器的通带可重构数量少，尺寸大和插损大的问题。其包括介质基板金属接地板、输入馈线、输出馈线、四个微波谐振器、四个二极管单元、四个开路枝节。通过调节二极管上的加载电压，可以获得双通带，三通带和四通带的带通滤波效果，从而实现双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波功能。本发明提高了通带可重构滤波器的通带可重构的数量，并实现尺寸的小型化和通带的低插入损耗。可用于多通道的无线通信系统。，下面是双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波器，包括介质基板（1）、金属接地板（2）、输入馈线（3）、输出馈线（4）、左外环谐振器（5）、右外环谐振器（6）、左内环谐振器（7）、右内环谐振器（8）、左外环二极管单元（9）、右外环二极管单元（10）、左内环二极管单元（11）、右内环二极管单元（12）、左外环开路枝节（13）、右外环开路枝节（14）、左内环开路枝节（15）、右内环开路枝节（16）、其特征在于：
所述的输入馈线（3），位于左外环谐振器（5）的左上侧;
所述的输出馈线（4），位于右外环谐振器（6）的右下侧;
所述的左外环谐振器（5）、右外环谐振器（6）、左内环谐振器（7）、右内环谐振器（8），位于整体结构的中间部分；左外环谐振器（5）和右外环谐振器（6）围成一个“中”字形的结构，左外环谐振器（5）位于“中”字形左侧，右外环谐振器（6）位于“中”字形右侧，左内环谐振器（7）和右内环谐振器（8）分别位于“中”字形内部的左右两侧；
所述的左外环二极管单元（9），位于左外环谐振器（5）的左侧；
所述的右外环二极管单元（10），位于右外环谐振器（6）的右侧；
所述的左内环二极管单元（11），位于左内环谐振器（7）的左侧；
所述的右内环二极管单元（12），位于右内环谐振器（8）的左侧；
所述的左外环开路枝节（13），位于左外环二极管单元（9）的左侧；
所述的右外环开路枝节（14），位于右外环二极管单元（10）的左侧；
所述的左内环开路枝节（15），位于左内环二极管单元（11）的左侧；
所述的右内环开路枝节（16），位于右聂环二极管单元（12）的左侧；
在输入馈线（3）给整体结构馈电，通过调节左外环二极管单元（9）、右外环二极管单元（10）、左内环二极管单元（11）和右内环二极管单元（12）的加载电压，可以在输出馈线（4）处获得双通带，三通带和四通带的带通滤波效果，从而实现双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波功能。
2.根据权利要求1所述的双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波器，其特征在于，左外环谐振器（5）、右外环谐振器（6）、左内环谐振器（7）和右内环谐振器（8）的整体长度相同,记为 ,满足 )，其中，为左外环谐振器（5）、右外环谐振器
（6）、左内环谐振器（7）和右内环谐振器（8）工作在频率时的波长,c为真空中的光速，为介质基板的有效介电常数，为第一个通带和第二个通带的中心频率的平均值。
3.根据权利要求1所述的双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波器，其特征在于，左外环二极管单元（9）、右外环二极管单元（10）、左内环二极管单元（11）和右内环二极管单元（12）电路结构相同，由直流馈电电源，一个PIN二极管，一个隔直电容，两个扼流电感构成。
4.根据权利要求1所述的双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波器，其特征在于，左外环开路枝节（13）、右外环开路枝节（14）、左内环开路枝节（15）和右内环开路枝节（16）的尺寸一致，宽度记为 ,满足 ,长度记为 ,满足
)，其中为左外环谐振器（5）、的整体长度，为左外环谐振器（5）、右外环谐振器（6）、左内环谐振器（7）和右内环谐振器（8）工作在频率时的工作波长，c为真空中的光速，为介质基板的有效介电常数，为第三通带和第四通带的中心频率的平均值。
5.根据权利要求1所述的双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波器，其特征在于，输入馈线（3）和输出馈线（4）的尺寸相同，宽度记为 ,满足 ,长度记为 ,满足
，其中为左外环谐振器（5）、右外环谐振器（6）、左内环谐振器（7）
和右内环谐振器（8）工作在频率时的波长，为第一个通带和第二个通带的中心频率的平均值。

说明书全文

双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波器

技术领域

[0001] 本发明属于微波电子器件技术领域，特别涉及微带多通带滤波器，可用于多通道无线通信系统。

背景技术

[0002] 近年来，随着第四代移动通信和第五代移动通信的快速发展和研究，为了同时兼容前三代，第四代和第五代移动通信，对通信系统中的射频微波器件提出了多频和小型化的要求。微带通带可重构滤波器能够自主选择多个频带进行滤波，使得多通道通信系统能够共用一个滤波器，从而减小系统的滤波器的数量，对改善通信系统的性能有着重要影响。

[0003] 2015年，Xu J等人在IEEE on Microwave and Wireless Components Letters期刊（2015, 26(1):1-1.）上发表了“Compact Switchable Bandpass Filter and Its Application to Switchable Diplexer Design”，提出了双通带到三通带的通带可重构滤波器方案。但该方案构成的通带可重构滤波器的缺点在于通带可重构数量太少，只能实现双通带到三通带的可重构；并且整体尺寸过大，双通带和三通带的滤波的插损过高。

发明内容

[0004] 本发明目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波器,以增加通带可重构的数量，并实现尺寸的小型化和通带的低插入损耗。

[0005] 为实现上述目的，本发明通过控制加载在PIN 二极管上电压来控制谐振器与微带枝节的连接状态，从而实现双通带到三通带到四通带的通带可重构的滤波功能；整个可重构滤波器包括：介质基板、金属接地板、输入馈线、输出馈线、左外环谐振器、右外环谐振器、左内环谐振器、右内环谐振器、左外环二极管单元、右外环二极管单元、左内环二极管单元、右内环二极管单元、左外环开路枝节、右外环开路枝节、左内环开路枝节、右内环开路枝节，其特征在于：所诉的输入馈线（3），位于左外环谐振器（5）的左上侧。

[0006] 所述的输出馈线（4），位于右外环谐振器（6）的右下侧。

[0007] 所述的左外环谐振器（5）、右外环谐振器（6）、左内环谐振器（7）、右内环谐振器（8），位于整体结构的中间部分；左外环谐振器（5）和右外环谐振器（6）围成一个“中”字形的结构，左外环谐振器（5）位于“中”字形左侧，右外环谐振器（6）位于“中”字形右侧，左内环谐振器（7）和右内环谐振器（8）分别位于“中”字形内部的左右两侧。

[0008] 所述的左外环二极管单元（9），位于左外环谐振器（5）的左侧。

[0009] 所述的右外环二极管单元（10），位于右外环谐振器（6）的右侧。

[0010] 所述的左内环二极管单元（11），位于左内环谐振器（7）的左侧。

[0011] 所述的右内环二极管单元（12），位于右内环谐振器（8）的左侧。

[0012] 所述的左外环开路枝节（13），位于左外环二极管单元（9）的左侧。

[0013] 所述的右外环开路枝节（14），位于右外环二极管单元（10）的左侧。

[0014] 所述的左内环开路枝节（15），位于左内环二极管单元（11）的左侧。

[0015] 所述的右内环开路枝节（16），位于右聂环二极管单元（12）的左侧。

[0016] 在输入馈线（3）给整体结构馈电，通过调节左外环二极管单元（9）、右外环二极管单元（10）、左内环二极管单元（11）和右内环二极管单元（12）的馈电电压，可以在输出馈线（4）处获得双通带，三通带和四通带的带通滤波效果，从而实现双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波功能。

[0017] 本发明具有以下技术优点：1.通带可重构的数量可以由双通带转变到三通带和四通带，通带可重构的数量首次达到三个；
2.用嵌套结构的谐振器组合形式取代了传统的谐振器前后级联结构，减小了滤波器的尺寸，实现了可重构滤波器的小型化；
3.用微带线结构实现了可重构滤波器，减小了可重构滤波器通带的插入损耗。

具体实施方式

[0018]下面结合附图对本发明的实施作详细说明：
实施例1：通带可重构滤波器之双通带滤波器，中心频率位于1.71GHz和1.94GHz。

[0019] 参照图1和图2，本发明包括介质基板1、金属接地板2、输入馈线3、输出馈线4、左外环谐振器5、右外环谐振器6、左内环谐振器7、右内环谐振器8、左外环二极管单元9、右外环二极管单元10、左内环二极管单元11、右内环二极管单元12、左外环开路枝节13、右外环开路枝节14、左内环开路枝节15、右内环开路枝节16，其特征在于：所述介质基板1，采用的介电常数为2.45，厚度为0.8mm的覆铜接地板。

[0020] 所述金属接地板2为微带介质基板的覆铜面。

[0021] 所述的输入馈线3，位于左外环谐振器5的左上侧，馈线的宽度记为 ,满足 ,长度记为 ,满足。

[0022] 所述的输入馈线4，位于右外环谐振器6的右下侧，馈线的宽度记为 ,满足,长度记为 ,满足。

[0023] 所述的左外环谐振器5、右外环谐振器6、左内环谐振器7、右内环谐振器8，位于整体结构的中间部分；左外环谐振器）和右外环谐振器6围成一个“中”字形的结构，左外环谐振器5位于“中”字形左侧，右外环谐振器6位于“中”字形右侧，左内环谐振器7和右内环谐振器8分别位于“中”字形内部的左右两侧；左外环谐振器5、右外环谐振器6、左内环谐振器7和右内环谐振器8的整体长度相同,记为 ,满足，其中，为左外环谐振器5、右外环谐振器6、左内环谐振器7和右内环谐振器8工作在频率时的波长,满足 ,c为真空中的光速，满足 m/s，为介质基板的有效介电常
数，满足 =2.055，为第一个通带和第二个通带的中心频率的平均值，满足。

[0024] 所述的左外环二极管单元9，位于左外环谐振器5的左侧，其由直流馈电电源，一个PIN二极管，一个隔直电容，两个扼流电感构成，直流馈电电源的电压设置为0V。

[0025] 所述的右外环二极管单元10，位于右外环谐振器6的右，其由直流馈电电源，一个PIN二极管，一个隔直电容，两个扼流电感构成，直流馈电电源的电压设置为0V。

[0026] 所述的左内环二极管单元11，位于左内环谐振器7的左侧，其由直流馈电电源，一个PIN二极管，一个隔直电容，两个扼流电感构成，直流馈电电源的电压设置为0V。

[0027] 所述的右内环二极管单元12，位于右内环谐振器8的左侧，其由直流馈电电源，一个PIN二极管，一个隔直电容，两个扼流电感构成，直流馈电电源的电压设置为0V。

[0028] 所述的左外环开路枝节13，位于左外环二极管单元9的左侧；枝节的宽度记为 ,满足 ,长度记为 ,满足，其中为左外环谐振器5的整体长度，满足，为左外环谐振器5、右外环谐
振器6、左内环谐振器7和右内环谐振器8工作在频率时的工作波长，满足 ,c
为真空中的光速，满足 m/s，为介质基板的有效介电常数，满足 =2.055，为第三通带和第四通带的中心频率的平均值，满足。

[0029] 所述的右外环开路枝节14，位于右外环二极管单元10的左侧,其尺寸与左外环开路枝节13相同。

[0030] 所述的左内环开路枝节15，位于左内环二极管单元11的左侧，其尺寸与左外环开路枝节13相同。

[0031] 所述的右内环开路枝节16，位于右聂环二极管单元12的左侧，其尺寸与左外环开路枝节13相同。

[0032] 本实施例通过嵌套结构的谐振器组合形式取代传统的谐振器前后级联结构的形式，减小了滤波器的尺寸，实现了可重构滤波器的小型化，通过设置左外环二极管单元9、右外环二极管单元10、左内环二极管单元11和右内环二极管单元12的馈电电压为0V，实现了1.71GHz和1.94GHz的高频率选择性的双通带滤波功能。

[0033] 实施例2：通带可重构滤波器之双通带滤波器，中心频率位于1.71GHz，1.94GHz和2.8GHz。

[0034] 本实施例的结构与实施例1相同，以下给出不同于实施例1的结构参数：所述的左外环二极管单元9，位于左外环谐振器5的左侧，其由直流馈电电源，一个PIN二极管，一个隔直电容，两个扼流电感构成，直流馈电电源的电压设置为12V。

[0035] 所述的右外环二极管单元10，位于右外环谐振器6的右，其由直流馈电电源，一个PIN二极管，一个隔直电容，两个扼流电感构成，直流馈电电源的电压设置为12V。

[0036] 本实施例通过嵌套结构的谐振器组合形式取代传统的谐振器前后级联结构的形式，减小了滤波器的尺寸，实现了可重构滤波器的小型化，通过设置左外环二极管单元9、右外环二极管单元10为12V、左内环二极管单元11和右内环二极管单元12的馈电电压为0V，实现了1.71GHz, 1.94GHz和2.8GHz的高频率选择性的三通带滤波功能。

[0037] 实施例3：通带可重构滤波器之双通带滤波器，中心频率位于1.71GHz，1.94GHz，2.75GHz和2.85GHz。

[0038] 本实施例的结构与实施例1相同，以下给出不同于实施例1的结构参数：所述的左外环二极管单元9，位于左外环谐振器5的左侧，其由直流馈电电源，一个PIN二极管，一个隔直电容，两个扼流电感构成，直流馈电电源的电压设置为12V。

[0039] 所述的右外环二极管单元10，位于右外环谐振器6的右，其由直流馈电电源，一个PIN二极管，一个隔直电容，两个扼流电感构成，直流馈电电源的电压设置为12V。

[0040] 所述的左内环二极管单元11，位于左内环谐振器7的左侧，其由直流馈电电源，一个PIN二极管，一个隔直电容，两个扼流电感构成，直流馈电电源的电压设置为12V。

[0041] 所述的右内环二极管单元12，位于右内环谐振器8的左侧，其由直流馈电电源，一个PIN二极管，一个隔直电容，两个扼流电感构成，直流馈电电源的电压设置为12V。

[0042] 本发明的效果可以通过以下仿真结果进一步说明：仿真：对实施例中的双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波器的散射参数进行仿真，结果如图3所示，其中图3a为该可重构双通带滤波器的散射参数曲线，图3b为该可重构三通带滤波器的散射参数曲线，图3c为该可重构四通带滤波器的传输和反射特性散射参数曲线；
由图3可见，本实施例中的双通带到三通带到四通带的通带可重构滤波器，可以分别实现双通带，三通带和四通带的高选择性滤波功能；整体的尺寸为48.2mm*35.7mm,实现了可重构滤波器的小型化；四个通带的插入损耗均小于1dB,实现了低的插入损耗。

[0043] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
带通滤波器	2020-05-11	755
带通滤波器	2020-05-12	545
带通滤波器	2020-05-12	12
带通滤波器	2020-05-12	289
窄带带通滤波器	2020-05-11	92
带通滤波器	2020-05-12	291
带通滤波器	2020-05-12	337
带通滤波器	2020-05-12	417
宽带通信	2020-05-11	294
通信带宽	2020-05-11	273

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