一種耦合系數(shù)可重構(gòu)的濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明專利屬于微波工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種便于實現(xiàn)耦合系數(shù)可重構(gòu)的 濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 微帶帶通濾波器設(shè)計通常是根據(jù)指標(biāo)要求選取合適的低通原型進(jìn)行綜合，然后由 頻率和阻抗變換后得到所需濾波器設(shè)計的具體元件值，最后將電路中各串聯(lián)（或并聯(lián)）諧 振器由微帶線等效替代。于此同時，相鄰諧振器間存在一個與設(shè)計頻帶帶寬相關(guān)的耦合系 數(shù)矩陣。
[0003] 通常，中心頻率為^，相對帶寬確定的濾波器，根據(jù)其設(shè)計階數(shù)N便唯一對應(yīng)一個 耦合系數(shù)矩陣M，其相鄰諧振器間的耦合系數(shù)Mu便唯一確定。隨著頻率可調(diào)濾波器的廣泛 應(yīng)用和調(diào)諧技術(shù)的迅速發(fā)展，電調(diào)濾波器被越來越廣泛的應(yīng)用到了個人通信系統(tǒng)、捷變頻 接收系統(tǒng)、衛(wèi)星通信、雷達(dá)系統(tǒng)等，在微波系統(tǒng)中起著越來越重要的作用。
[0004] 現(xiàn)有的電調(diào)濾波器通常設(shè)計為中心頻率可調(diào)、可控，但很少有相關(guān)文獻(xiàn)報道有對 濾波器設(shè)計過程中耦合系數(shù)可控及任意重構(gòu)的技術(shù)。因此在現(xiàn)有技術(shù)下，通常電調(diào)濾波器 的調(diào)諧結(jié)果難以保證在整個頻率變化過程中絕對帶寬固定且?guī)?nèi)性能優(yōu)良，且調(diào)諧范圍極 大的受耦合系數(shù)矩陣M限制而無法實現(xiàn)寬帶調(diào)諧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題，提出一種耦合系數(shù)可重構(gòu)的濾波器，通過 引入叉值電容結(jié)構(gòu)結(jié)合可變電容器這一構(gòu)想實現(xiàn)對耦合系數(shù)可控部分的調(diào)整。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種耦合系數(shù)可重構(gòu)的濾波器，包括諧振器、插指 電容、微帶線和可變電容器，其特征在于：在兩個相鄰諧振器之間任意位置處引長度為1的 微帶線，以插指電容的形式對這兩個諧振器引入相互間的耦合，同時在長度為1的微帶線 中間部位加載有一個可變電容器，基于以上形成兩個相鄰諧振器之間耦合系數(shù)可變。
[0007] 進(jìn)一步的，所述微帶線長度1滿足1 <A/4或A/8。
[0008] 進(jìn)一步的，所述諧振器采用長度A/2的開路線構(gòu)造，或采用長度為X/4的短路線 實現(xiàn)。
[0009] 進(jìn)一步的，所述可變電容器具體為變?nèi)荻O管或MEMS或壓電轉(zhuǎn)換器。
[0010] 更進(jìn)一步的，所述濾波器連接有程控電源，所述可變電容器的容值可程控改變。
[0011] 本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：通過將傳統(tǒng)濾波器設(shè)計過程中相鄰兩個諧振器間耦合 系數(shù)Ky設(shè)計為諧振器自身間距d為變量控制的耦合系數(shù)Mu以及由可變電容器控制的耦 合系數(shù)獲；一起實現(xiàn)，形成耦合系數(shù)的程控可重構(gòu)。該方法較傳統(tǒng)的僅由相鄰諧振器自 身間距d為單一變量相比，極大的增加了對加工成型的電路實物調(diào)試的自由度，尤其對于 由特殊基片材料制成的濾波器（如：高溫超導(dǎo)濾波器）。本發(fā)明的濾波器通過引入叉值電 容結(jié)構(gòu)結(jié)合可變電容器這一構(gòu)想實現(xiàn)對耦合系數(shù)可控部分爲(wèi);?的調(diào)整，而兩者的電容量的 比例又可以根據(jù)設(shè)計需求任意設(shè)置，使得該濾波器對不同指標(biāo)下的耦合系數(shù)都可以設(shè)計實 現(xiàn)所需要的重構(gòu)量，即該濾波器具有一定范圍內(nèi)的普遍適用性。
【附圖說明】
[0012] 圖1為傳統(tǒng)濾波器相鄰諧振器間的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2為本發(fā)明中相鄰諧振器間的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明的具體實施例電路模型；
[0015] 圖4為本發(fā)明具體實施例的仿真結(jié)果；
[0016]圖5為本發(fā)明實施例仿真結(jié)果中所換算的耦合系數(shù)重構(gòu)曲線。
【具體實施方式】
[0017] 下面將結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明作出進(jìn)一步的闡述。
[0018] 如圖1為傳統(tǒng)濾波器相鄰諧振器間的結(jié)構(gòu)示意圖，包括諧振器1和固定電容2。
[0019] 如圖2所示為本發(fā)明濾波器中的相鄰諧振器間的結(jié)構(gòu)示意圖，一種耦合系數(shù)可重 構(gòu)的濾波器，包括諧振器1、插指電容（其中，采用插指電容可通過計算得到相對應(yīng)的電容 量，便于模型提取及精確計算）、微帶線和可變電容器3,在兩個諧振器1之間任意位置處引 長度為1的微帶線，以插指電容的形式對這兩個諧振器1引入相互間的耦合，同時長度為1 的微帶線中間部位加載有一個可變電容器3,基于以上形成兩個相鄰諧振器之間耦合系數(shù) 可變。
[0020] 優(yōu)選的，所述微帶線長度1滿足1<A/4或X/8(此限制以避免微帶線引入耦合 同時自身形成諧振頻率遠(yuǎn)于2R)處，同時避免由于可變電容器的引入而帶來的額外損耗）。
[0021] 優(yōu)選的，所述諧振器1采用長度為A/2的開路線構(gòu)造，或采用長度為X/4的短路 線實現(xiàn)。
[0022] 優(yōu)選的，所述可變電容器3具體為變?nèi)荻O管或MEMS或壓電轉(zhuǎn)換器。
[0023] 優(yōu)選的，所述濾波器連接有程控電源，所述程控電源用于改變可變電容器3的容 值。
[0024] 作為一個優(yōu)選的可實施方案，選用長度為X/2的開路線構(gòu)造諧振器1。
[0025] 圖3所示為本發(fā)明的具體實施例電路模型，包括插指電容、可變電容器以及兩個 諧振器。
[0026] 圖4所示為本發(fā)明具體實施例的仿真結(jié)果，實施例采用6組不同電容量的可變電 電容器進(jìn)行試驗，可變電容器的容值分別為1??、2??、3??、4??、5??和1(^。從圖中可知， 當(dāng)可變電容器容值越小，即為lpF時，諧振器間耦合最強(qiáng)；而當(dāng)其容值為5pF時，諧振器間耦 合相對于之前有所減弱；最終將可變電容器容值調(diào)為10pF時，所實現(xiàn)耦合接近為最初的一 半。
[0027]圖5所示為本發(fā)明實施例仿真結(jié)果中所換算的耦合系數(shù)重構(gòu)曲線，可見，隨著可 變電容器容值的變化，諧振器之間的耦合系數(shù)也隨之改變。從圖中可直觀看出，諧振器間耦 合隨接入的可變電容器容值增大而減小。當(dāng)可變電容器容值變化為：lpF- 10pF時，諧振 器間耦合變化為〇. 010131 - 0. 005947。
[0028] 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā) 明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明的其它各種具 體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種耦合系數(shù)可重構(gòu)的濾波器，包括諧振器、插指電容、微帶線和可變電容器，其特 征在于：在兩個相鄰諧振器之間任意位置處引長度為1的微帶線，以插指電容的形式對這 兩個諧振器引入相互間的耦合，同時長度為1的微帶線中間部位加載有一個可變電容器， 基于以上形成兩個相鄰諧振器之間一部分可變耦合。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合系數(shù)可重構(gòu)的濾波器，其特征在于：所述微帶線長度1 滿足I < X /4或A /8。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合系數(shù)可重構(gòu)的濾波器，其特征在于：所述諧振器為長度 為A/2的開路線構(gòu)造諧振器，或采用長度為X/4的短路線實現(xiàn)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的耦合系數(shù)可重構(gòu)的濾波器，其特征在于：所 述可變電容器具體為變?nèi)荻O管或MEMS或壓電轉(zhuǎn)換器。
【專利摘要】一種耦合系數(shù)可重構(gòu)的濾波器，包括諧振器、插指電容、微帶線和可變電容器，其特征在于：在兩個相鄰諧振器之間任意位置處引長度為l的微帶線，以插指電容的形式對這兩個諧振器引入相互間的耦合，同時長度為l的微帶線中間部位加載有一個可變電容器，基于以上形成兩個相鄰諧振器之間耦合系數(shù)可變。本發(fā)明的濾波器通過引入插值電容結(jié)構(gòu)結(jié)合可變電容器這一構(gòu)想實現(xiàn)對耦合系數(shù)可控部分的調(diào)整，而兩者的電容量的比例又可以根據(jù)設(shè)計需求任意設(shè)置，使得該濾波器對不同指標(biāo)下的耦合系數(shù)都可以設(shè)計實現(xiàn)所需要的重構(gòu)量，即該濾波器具有一定范圍內(nèi)的普遍適用性。
【IPC分類】H01P1/20, H01P1/203
【公開號】CN104979605
【申請?zhí)枴緾N201510426561
【發(fā)明人】羊愷, 楊超偉, 文偉, 羅顯虎, 袁圓, 任向陽
【申請人】成都順為超導(dǎo)科技股份有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年7月20日