[发明专利]时空调制型频率可调无磁非互易带通滤波器

说明书

本发明提供一种时空调制型频率可调无磁非互易带通滤波器，所述滤波器包括：所述射频输入端口与第一耦合线中的一根传输线的一端相连，另一端与第一短路枝节相连；所述第一耦合线的另一根传输线的一端与第一可变电容的阳极相连，另一端与第一短路枝节相连；所述开路耦合线中一根传输线的一端同时连接第一可变电容的阴极和第一调制端口，另一端开路；另一根传输线的一端同时连接第二可变电容的阴极和第二调制端口，另一端开路；所述射频输出端口与第二耦合线中一根传输线的一端相连，另一端与第二短路枝节相连；所述第二耦合线的另一根传输线的一端与第二可变电容的阳极相连，另一端与第二短路枝节相连。

技术领域

本发明涉及电气技术领域，涉及一种射频微波器件，尤其涉及一种时空调制频率可调无磁非互易带通滤波器。

背景技术

非互易器件是雷达、移动通信和卫星通信等电子系统中的关键器件，在保护射频设备不受反射波的影响，实现全双工通信的同步传输和接收上具有重要意义。在传统设计中，通常使用铁氧体等磁性材料以及外加磁场偏置的方法实现电路的非互易特性。由于需要增加外部磁铁偏置，这些电路一般具有体积较大、造价昂贵和损耗较高的缺点，并且难以与其他电路器件集成。此外，有源和非线性电路可以在不使用磁性材料的情况下实现非互易性能。然而，这两种电路存在噪声系数差、功率处理有限、动态范围小等缺点。近年来，利用时变电路设计无磁非互易器件受到广大关注。该方法通过在位置(谐振器)和时间(交流信号)上对器件进行调制来打破时间反演对称性，从而实现信号只向一个方向传播的性能。

现代通信系统和雷达系统要求系统设备具有易于集成、尺寸小、重量轻等特点，这就要求微波电路朝着小型化、平面化、可重构化和多功能化的方向发展。此外，为了更好地利用有限的频谱资源，研制具有中心频率可调性能的器件对未来无线通信系统和传感系统也具有重要意义。现阶段射频前端尺寸仍然由天线和功率放大器之间所需的带通滤波器所支配，因此研制具有多功能集成的带通滤波器具有重大的应用价值。此外，具有频率可调无磁非互易性能的带通滤波器还具有以下两方面优势：一方面可以实现无线收发系统中非互易元件的单片集成，极大减少隔离器和滤波器的损耗。另一方面，可以在接收机中降低噪声，减轻通过天线的本振泄漏。为实现更好的正向插入损耗、回波损耗以及反向隔离等性能，现阶段基于时空调制方法的非互易器件一般需要使用至少三个具有渐进相移的时空调制谐振器，这种设计增加了调制信号电路的复杂性和尺寸。因此，实现频率可调无磁非互易带通滤波器小型化、低复杂度仍是一项现阶段急需解决的技术难题。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种时空调制频率可调无磁非互易带通滤波器，通过在两个时空调制谐振器上加载带直流偏置的具有渐进相移的低频时变调制信号，最终可以以较小电路复杂度以及较小尺寸实现具有中心频率连续可调以及非互易性能的带通滤波器。

本发明的一个方面提供了一种时空调制频率可调无磁非互易带通滤波器，所述滤波器集成于单层电路板上，该滤波器包括：射频输入端口、射频输出端口、第一调制端口、第二调制端口、第一耦合线、第二耦合线、第一短路枝节、第二短路枝节、开路耦合线、第一可变电容和第二可变电容；所述第一耦合线、开路耦合线和第二耦合线均由平行设置的两根传输线组成；

所述射频输入端口与第一耦合线中的一根传输线的一端相连，另一端与第一短路枝节相连；所述第一耦合线的另一根传输线的一端与第一可变电容的阳极相连，另一端与第一短路枝节相连；

所述开路耦合线中一根传输线的一端同时连接第一可变电容的阴极和第一调制端口，另一端开路；另一根传输线的一端同时连接第二可变电容的阴极和第二调制端口，另一端开路；

所述射频输出端口与第二耦合线中一根传输线的一端相连，另一端与第二短路枝节相连；所述第二耦合线的另一根传输线的一端与第二可变电容的阳极相连，另一端与第二短路枝节相连。

在本发明的一些实施例中，所述单层电路板的顶层为所述滤波器电路，中层为微波介质板，底层为接地金属平面。

在本发明的一些实施例中，所述滤波器还包括接地孔；