几种微带可重构带通滤波器设计

• 作 者: 王星
• 出 处: 西安电子科技大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 全可重构带通滤波器 变容二极管 多模谐振器 电调

滤波器作为无线通信系统中的关键部件,其性能的优劣程度极大地影响着系统的性能。随着无线通信技术不断更新换代,在提升无线通信系统各方面性能的同时也将系统的复杂度带到了一个新的高度。可重构滤波器作为可重构系统中最重要的器件之一,具有降低系统复杂度的优势,引起了国内外研究人员的广泛关注。由于变容二极管调谐速度快、偏置电路简单、成本低等优点,论文采用变容二极管作为可调元件来实现可重构滤波器。论文的研究工作和成果可以归纳为以下几个方面:1.设计了一款双频独立可重构的带通滤波器。该可重构滤波器由两组谐振单元组成,高频段为一对四分之一波长的均匀阻抗谐振器,低频段为一个多模谐振器,通过在谐振单元上添加变容二极管,实现了双通带的中心频率独立可调,低频通带在频率调节范围内可保持恒定的相对带宽。最后将两组谐振单元进行了一定程度的折叠,使其结构更加紧凑,实现小型化。实测结果表明,该滤波器的第一个通带中心频率可调范围为1.5 GHz~1.8 GHz,相对带宽基本保持恒定为9.41%,第二个通带中心频率可调范围为2.37 GHz~3.05 GHz,3 dB相对带宽从11.67%降至9.72%。2.设计了一款基于U形谐振器的全可重构带通滤波器。该滤波器由一组终端加载变容二极管的U形谐振器组成。还设计了一种T形耦合网络,通过调节该网络中的变容二极管容值,来控制谐振单元之间的耦合系数,实现对带宽的调节。仿真和实测结果表明,该全可重构滤波器中心工作频率的调节范围为1.57 GHz~2.4 GHz,带宽可调范围为160 MHz~300 MHz。当工作频率为1.7 GHz~2.3 GHz时,该滤波器可以保持210 MHz左右的绝对带宽。在整个电调过程中,该全可重构滤波器的回波损耗大于11 dB,插入损耗在5.4 dB到2.4 dB之间。3.设计了一款基于工字形结构的全可重构平衡带通滤波器。该平衡滤波器由两个加载变容二极管的工字形的多模谐振器组成,对其结构进行分析可以看出,共模谐振频率和差模谐振频率不同,因此可以在不添加任何多余的集总元件的情况下实现共模抑制。差模激励下,利用加载在两臂的变容二极管来分别调节双模谐振器的奇偶模谐振频点,实现该全可重构平衡滤波器频率和带宽的调节。还在输入和输出端口之间的地板上开槽,增强了输入和输出端口之间的耦合,提高了差模工作频段内的共模抑制。该滤波器的中心工作频率调节范围为0.99 GHz~1.87 GHz,工作带宽的调节范围为70 MHz~230 MHz。在整个电调过程中,回波损耗均大于15 dB,插入损耗在5.1 dB到2.3 dB之间,共模抑制可以达到25 dB以上。