具有广义切比雪夫响应的电调低通滤波器

摘要

本发明为具有广义切比雪夫响应的电调低通滤波器，解决已有的低通滤波器截止频率固定，选择性不高的问题。基片包括从上到下的上层金属(1)，介质(2)，金属地(3)，基片有上下贯穿基片的第一金属化通孔(111)，第二金属化通(112)，第三金属化通孔(113)，上层金属上焊接有第一变容二极管(121)、第二变容二极管(122)、第三变容二极管(123)、第一贴片电容(131)、第二贴片电容(132)、第三贴片电容(133)、第一偏置电阻(141)、第二偏置电阻(142)、第三偏置电阻(143)，上层金属有第一输入输出馈线(151)，第二输入输出馈线(152)，第一电感线(161)，第二电感线(162)，第三电感线(163)，第一偏置线(171)，第二偏置线(172)，第三偏置线(173)，第一输入输出馈线(151)为50欧姆的微带线，其右端与第一电感线(161)的左端相连。

说明书

技术领域：

本发明属于微波毫米波器件技术领域，尤其涉及微波毫米波器件中的电调低通滤波器。

背景技术：

高集成度的宽频带通用接收机可广泛应用在移动通信、民用航空、航天、海事通信、科考勘查等方面。滤波器是接收机前端的关键器件，通常接收机中会有大量的滤波器和开关组成频率预选单元。这种方式增加了系统复杂性，增大了系统的损耗和体积。可调滤波器可用来取代这些滤波器组，从而简化接收机结构。

可调滤波器一般分两种，一类是机械调谐的，一类是电调的。机械调谐需要使用电机来控制，因此调谐速度慢。另外，机械调谐的滤波器体积较大，较为笨重。而加载变容二极管的电调滤波器，使用平面结构，易于集成，尺寸小，调谐速度快，满足现代通信系统小型化，集成化的要求。

接收机通常要求滤波器具有良好的选择性，已有的具有切比雪夫响应的滤波器截止频率固定，选择性不高。

发明内容：

本发明的目的是提出一种体积小，重量轻，集成化程度高，成本低，选择性高的具有广义切比雪夫响应的可调低通滤波器。

本发明是这样实现的：

基片包括从上到下的上层金属1，介质2，金属地3，基片有上下贯穿基片的第一金属化通孔111，第二金属化通112，第三金属化通孔113，上层金属1上焊接有第一变容二极管121、第二变容二极管122、第三变容二极管123、第一贴片电容131、第二贴片电容132、第三贴片电容133、第一偏置电阻141、第二偏置电阻142、第三偏置电阻143，上层金属1有第一输入输出馈线151，第二输入输出馈线152，第一电感线161，第二电感线162，第三电感线163，第一偏置线171，第二偏置线172，第三偏置线173。

进一步的，第一输入输出馈线151为50欧姆的微带线，其右端与第一电感线161的左端相连，第一电感线161为细微带线，第一输入输出馈线一51的宽度逐渐过渡到与第一电感线161等宽，第二输入输出馈线152为50欧姆的微带线，其左端与第二电感线162的右端相连，第二电感线162为细微带线，第二输入输出馈线152的宽度逐渐过渡到与第二电感线162等宽，第一电感线161与第二电感线162长度和宽度均相等，第一电感线161的右端与第二电感线162的左端相连，第三电感线163为细微带线，其上端与第一电感线161、第二电感线162同时相连。

进一步的，第一贴片电容131的上端焊接在第一电感线161的左端，第一贴片电容131的下端与第一变容二极管121的阴极、第一偏置电阻141的一端焊接在一起，第一变容二极管121的阳极与第一金属化通孔111焊接在一起，第一偏置电阻141的另一端焊接到第一偏置线171上，第二贴片电容132的上端焊接在第二电感线162的左端，第二贴片电容132的下端与第二变容二极管122的阴极、第二偏置电阻142焊接在一起，第二变容二极管122的阳极与第一金属化通孔112焊接在一起，第一偏置电阻142的另一端焊接到第二偏置线172上，第三贴片电容133的上端与第三电感线163的下端焊接到一起，第三贴片电容133的下端与第三变容二极管123的阴极、第三偏置电阻143的一端焊接到一起，第三变容二极管123的阳极与第一金属化通孔113焊接在一起，第三偏置电阻143的另一端焊接到第三偏置线173上。

本发明的技术方案的原理是：图2中，信号由输入输出馈线进入和流出，电感线可以等效为电感，而贴片电容和变容二极管串联的结构用来等效滤波器中的可调电容。使用贴片电容的目的是使交流信号和直流信号隔开。该结构的滤波器能实现广义切比雪夫响应，即带外会有传输零点产生，相较于普通的滤波器，选择性得到了提高。当加到偏置线上的偏置电压改变时，可以改变变容二极管的等效电容值，从而达到改变滤波器截止频率的目的。而传输零点的频率由中间的变容二极管来控制，十分方便。偏置电阻的作用是只能让直流电压加到变容二极管上，同时保证交流信号不会通过隔离电阻泄漏到电压源上。

本发明提出的电调低通滤波器，由于采用了广义切比雪夫响应，因此在带外具有传输零点，提高了滤波器的选择性。

本发明的优点和有益效果：

（1）本发明中的电调低通滤波器的截止频率可以随着偏置电压改变，具有实时的可调性，能动态满足不同工作环境的需求。

（2）本发明的调谐元件为变容二极管，技术成熟，易于获得，成本较低，相对与YIG滤波器来讲，调谐速度快，损耗小。

（3）本发明中的电调低通滤波器采用了广义切比雪夫响应，靠近通带的传输零点能提高滤波器的选择性。

（4）本发明采用平面结构，能满足大批量生产的要求，体积小，重量轻，集成化程度高。

附图说明：

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的电路结构图。

图3为本发明的反射系数测试曲线图。

图4为本发明的传输系数测试曲线图。

具体实施方式：

具有广义切比雪夫响应的电调低通滤波器，基片包括从上到下的上层金属1，介质2，金属地3，上下贯穿基片的金属化通孔111，金属化通孔112，金属化通孔113，以及基片上方焊接的变容二极管121，变容二极管122，变容二极管123，贴片电容131，贴片电容132，贴片电容133，偏置电阻141，偏置电阻142，偏置电阻143；上层金属1包括输入输出馈线151，输入输出馈线152，电感线161，电感线162，电感线163，偏置线171，偏置线172，偏置线173。

输入输出馈线151为50欧姆的微带线，其右端与电感线161的左端相连，电感线161为细微带线，输入输出馈线151的宽度逐渐过渡到与电感线161等宽；输入输出馈线152为50欧姆的微带线，其左端与电感线162的右端相连，电感线162为细微带线，输入输出馈线152的宽度逐渐过渡到与电感线162等宽；电感线161与电感线162长度和宽度均相等，电感线161的右端与电感线162的左端相连；电感线163为细微带线，其上端与电感线161，电感线162同时相连。

贴片电容131的上端焊接在电感线161的左端，贴片电容131的下端与变容二极管121的阴极以及偏置电阻141焊接在一起，变容二极管121的阳极与金属化通孔111焊接在一起，偏置电阻141的另一端焊接到偏置线171上；贴片电容132的上端焊接在电感线162的左端，贴片电容132的下端与变容二极管122的阴极以及偏置电阻142焊接在一起，变容二极管122的阳极与金属化通孔112焊接在一起，偏置电阻142的另一端焊接到偏置线172上；贴片电容133的上端与电感线163的下端焊接到一起，贴片电容133的下端与变容二极管123的阴极以及偏置电阻143焊接到一起，变容二极管三123的阳极与金属化通孔113焊接在一起，偏置电阻143的另一端焊接到偏置线173上。

基片使用国产F4B介质基片，相对介电常数为2.65，基片厚度为0.8mm。测试结果如图3和图4所示，当偏置电压变化时，该低通滤波器的截止频率的可调范围是1.613GHz到2.218GHz，整个可调范围内回波损耗始终大于10dB，电路的整体尺寸为32.2mm×26mm。