[发明专利]一种微带可调谐射频滤波器

说明书

本发明公开了一种微带可调谐射频滤波器，本发明涉及可调谐射频带通滤波器领域。本发明包括：下表面为接地金属背板的衬底以及位于衬底上表面的微带结构；所述微带结构包括相互平行设置的两段磁耦合馈线(2)，在两段磁耦合馈线(2)之间设置有左右对称的半波长可调谐谐振器；两个半波长可调谐谐振器之间通过两段第三微带线(7)相互耦合，两个半波长可调谐谐振器的第一微带线(5)分别与其靠近的磁耦合馈线(2)相互耦合；两段磁耦合馈线(2)的一端经过孔接地点(3)接地，另一端分别接输入或输出微带线(1)。本发明提供一种电耦合为主、耦合系数随谐振频率减小而增大、能实现稳定带宽的微带可调谐射频滤波器。本发明器件结构为未来研制、构建高性能交叉耦合等复杂可调滤波器奠定了基础。

技术领域

本发明涉及可调谐射频带通滤波器，更具体的说，一种具有恒定绝对带宽的微带可调谐射频滤波电路。

背景技术

在信息技术飞速发展的今天，微波通信频率资源变得日益紧张，对微波滤波器的应用指标提出了更高的要求。因此在短时期内研制出高性能的滤波器成为关键技术的要求。这势必要求对微波滤波器进入更深入研究。

可调谐射频滤波器是多频、跳频、可重构射频前端的核心器件，其关键性能之一是调谐过程中通带特性的稳定。可调谐射频滤波器普遍面临着缺陷：尤其体现在现代通信系统中，许多无线信道的绝对带宽是恒定不变的，因此，可调谐滤波器应用在这种场合时，需要在调谐中心频率时通带的绝对带宽和波形保持恒定不变。然而，现有技术中，随着中心频率的改变，绝对带宽往往剧烈变化。

根据传统(固定频率响应)滤波器综合理论，滤波器的归一化频率响应特性可由其归一化单位变换矩阵(M矩阵)确定，而M矩阵可由各级谐振器间的耦合矩阵(k矩阵)确定：

其中，ABW是通带绝对带宽，f₀是通带中心频率；k_i,j(i,j＝1,2,...)代表从源看去第i级和j级谐振器间的耦合系数。若要获得调谐过程中稳定的ABW，则需要稳定的k_i,j，f₀。为此需要实现耦合系数k_i,j随通带中心频率f₀的下降而增加。

以基本的LC耦合谐振回路为例，其耦合通道整体耦合系数k可写为：

|k|＝|MC-EC| (2)

其中，MC＝L_m/L为磁耦合系数(L_m表示谐振器间等效耦合电感、L为谐振器等效谐振电感)，EC＝C_m/C为电耦合系数(C_m表示谐振器间等效耦合电容、C为谐振器等效谐振电容)。LC谐振回路的谐振频率可近似写为：

所以，可以通过L、C来实现调谐，再通过L_m和C_m来进一步实现耦合系数调控。但目前射频微电子工艺所支持的高性能、易于集成的电调器件主要还是半导体变容器件。而耦合电容C_m较小，难以直接调控。故现有大部分可调滤波器主要采用磁耦合为主、电耦合为辅的混合耦合方式。