[发明专利]一种带耦合功能的宽带频率重组滤波电路

说明书

本发明公开了一种带耦合功能的宽带频率重组滤波电路，主要包括输入端口、输入匹配、传输线、LC开关陷波结构、控制线、输出匹配、输出端口、耦合线、基板。所述LC开关陷波结构由电容、开关、到地电感串联而成，彼此间隔1/4工作波长并联在传输线上。本发明通过控制LC开关陷波结构是否并入传输线实现频率重组，从而实现宽频带器件的通带内谐波抑制功能。本发明具有损耗小、阻带抑制度高、能耦合参考信号、尺寸小、易于和功放芯片集成等特点，值得在业内推广。

技术领域：

本发明属于微波集成电路技术领域，涉及的是一种滤波电路，具体的说是一种带耦合功能的宽带频率重组滤波电路。

背景技术：

随着微波器件一体化、通用化、小型化进展，宽带收发系统覆盖频率达到几个倍频程。发射电路末端微波固态功率放大器具有强非线性，工作时会产生多种谐波频率，若器件本身谐波分量过大，或得不到有效抑制，经放大后会产生严重干扰。对于覆盖2-6GHz、6-18GHz等超宽频段的发射组件，部分低端频率的二次谐波落在通带内(如8GHz信号的二次谐波16GHz仍处在通带内)，固定频率的滤波电路在滤除二次谐波的同时必然会滤掉需要的同频率信号。因此，滤波电路的“重叠频段”要具有不同的滤波特性，工作频率决定此时是“通”还是“阻”；宽带系统决定了滤波电路覆盖的频带必须足够宽；滤波电路级联在系统中使用难以拆开，需要比较直接的方式反映引入滤波电路的效果，以便自检。

目前处理频带内谐波的滤波电路主要方式有：1、将谐波信号反向相消。它通过独立出来一个支路对谐波信号单独进行处理，需经过信号谐波提取-滤除有用信号-谐波信号放大—180°反向-再放大-与主路信号合成等步骤，结构复杂且成本高昂；2、采用连续可调滤波器，它通过分布参数元件加载PIN二极管、YIG或MEMS开关进行频率微调，但是引入的可变电容不理想，寄生参数大，导致高频特性差，且通频带窄；3、采用开关滤波器组进行分段滤波，它是将信号分两路或多路单独进行处理，通过开关进行选择，插损大，体积大，且通道间容易产生干扰。

申请公布号为CN110611487A，申请公布日为2019年12月24日的中国发明专利《一种可重构超宽带功放谐波抑制电路》中，公开了一种谐波抑制电路。它是在多个50欧姆传输线上依次并联多个第一FET开关管、第一开路短截线、第二FET开关、第二开路短截线。通过开路短截线产生谐振，一路开关控制一路微带线长度，从而控制谐振频率。此种结构的缺点在于：1、用纯开路短截线谐振，需要的短截线很长，频率低时更长(频率低于2G时将很难接受)，并且需要串联两组，Q值低边频滚降特性差；2、每个谐振结构上串联两个开关，引入的插损大；3、端口未做匹配，在进行功能切换时，驻波会急剧恶化。

为了能满足雷达及通信系统工程化应用，最好能提供一种频率可重组、带宽宽、且插损小、驻波好的能够给出参考信号的滤波电路。

发明内容：

发明目的：本发明的目的是通过设计宽带频率重组滤波电路，用便于集成、便于控制的小尺寸电路，实现多倍频程宽带放大器或放大系统频带内谐波抑制功能，具有高频带内谐波抑制度、低插损、低驻波的特性；同时集成信号耦合功能，用于耦合出参考信号。

技术方案:本发明采用如下技术手段加以实现:

一种带耦合功能的宽带频率重组滤波电路，所述滤波电路包括输入端口、输入匹配、传输线、LC开关陷波结构、控制线、输出匹配、输出端口、耦合线、基板，所述输入端口、输入匹配、传输线、LC开关陷波结构、控制线、输出匹配、输出端口、耦合线设置在基板表面或部分埋置在基板内部，所述输入端口、输入匹配、传输线、输出匹配、输出端口依次串联，所述LC开关陷波结构由电容、开关、到地电感串联而成，彼此间隔1/4工作波长并联在传输线上，所述控制线连接LC开关陷波结构并控制其是否并入传输线，所述耦合线与传输线并行排布，与传输线构成耦合器；