一種高溫超導帶寬可調的濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明專利屬于微波工程技術領域，尤其涉及到一種高性能高溫超導電調諧濾波 器。
【背景技術】
[0002] 可調諧濾波器可用于個人通信系統(tǒng)，跳頻接收機，衛(wèi)星通信，雷達系統(tǒng)等，在微波 系統(tǒng)中起著越來越重要的作用。目前，電調諧濾波器因其結構簡單，調諧速度快，調諧范圍 大等優(yōu)點是目前比較常見的可調諧濾波器。
[0003] 通常，電調諧濾波器諧振器主要的結構是由兩段微帶線構成，其中微帶線的一端 連接有可變電容用于調諧濾波器頻率，另一端則與固定電容或與另一可變電容相連，作為 可變電容直流偏壓的隔離電容。由于電容材料本身具有一定的微波損耗，以及電極連接處 的接觸電阻，實際電容可以等效成理想電容和理想電阻串聯的簡化模型。另外，電容的串聯 電阻隨著頻率的增加而增大，因此在高頻下，由于電容串聯電阻的影響，濾波器諧振器很難 達到較高的品質因子，以至于無法制作窄帶可調諧濾波器。
[0004] 在電調諧濾波器的設計過程中，難點都在于在頻率調節(jié)過程中，相對帶寬的變化 引起諧振器間耦合系數的變化，而傳統(tǒng)調諧方法中基本未實現耦合系數的重構。

【發(fā)明內容】

[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提出一種高溫超導帶寬可調的濾波器，通過程控電 源的控制，改變相鄰諧振器間耦合系數以及濾波器外部品質因數，通過改變諧振器中加載 的可變電容器改變每個諧振器的諧振頻率，實現濾波器頻率可調、帶寬可調。
[0006] 本發(fā)明的技術解決方案是，提供一種高溫超導帶寬可調的濾波器，包括可變電容 器、高溫超導基片以及設置于其上的諧振器，其特征在于：在兩個相鄰諧振器之間任意位置 處引長度為1的微帶線，以插指電容的形式對這兩個諧振器引入相互間的耦合，同時在連 接相鄰諧振器插指電容的微帶線中間部位加載有一個可變電容器，基于以上形成兩個相鄰 諧振器之間耦合系數可變；所述濾波器的輸入和輸出端通過平行耦合的方式實現抽頭饋 電，同時，在抽頭的另一端通過插指電容的形式分別與第一個諧振器和最后一個諧振器間 引入耦合，在引入耦合的微帶線中間部位加載有一個可變電容器。
[0007] 進一步的，所述濾波器還連接有程控電源，通過程控電源的控制，改變所述可變電 容器的容值。
[0008] 進一步的，所述諧振器為半波長諧振器。
[0009] 進一步的，所述微帶線的長度I<X/4。
[0010] 進一步的，所述可變電容器為變容二極管或MEMS或壓電轉換器。
[0011] 本發(fā)明的有益效果體現在，通過程控電源的控制，改變相鄰諧振器間耦合系數，通 過改變諧振器中加載的可變電容器改變每個諧振器的諧振頻率，實現濾波器頻率可調、帶 寬可調，且在調諧過程中可實現濾波器的重構。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明中濾波器設計構造的模型示意圖；
[0013] 圖2為本發(fā)明中濾波器的具體實施例電路模型；
[0014] 圖3、圖4為圖2所示具體實施例的仿真結果。
[0015] 圖1、圖2中附圖標號的說明：
[0016] 1輸入端、2諧振器、3插指電容、4可變電容器、5輸出端。
【具體實施方式】
[0017] 下面將結合附圖和具體實施例，對本發(fā)明作進一步的說明。
[0018] 如圖1為發(fā)明中濾波器設計構造的模型示意圖，一種高溫超導帶寬可調的濾波 器，包括可變電容器4、高溫超導基片以及設置于其上的諧振器2,在兩個相鄰諧振器2之間 任意位置處引長度為1的微帶線，以插指電容3的形式對這兩個諧振器2引入相互間的耦 合，其中，采用插指電容可通過計算得到相對應的電容量，便于模型提取及精確計算。同時 在連接相鄰諧振器2插指電容3的微帶線中間部位加載有一個可變電容器4,基于以上形 成兩個相鄰諧振器2之間耦合系數可變；所述濾波器的輸入端1和輸出端5通過平行耦合 的方式實現抽頭饋電（相較于直接饋電方式，在帶寬調節(jié)的過程中對Qe的影響不大），同 時，在抽頭的另一端通過插指電容3的形式分別與第一個諧振器和最后一個諧振器間引入 耦合，在引入耦合的微帶線中間部位加載有一個可變電容器。
[0019] 優(yōu)選的，所述諧振器2為半波長諧振器。
[0020] 優(yōu)選的，所述可變電容器4為變容二極管或MEMS或壓電轉換器。
[0021] 如圖2所示為本發(fā)明中濾波器的具體實施例電路模型。
[0022] 作為一個可行的具體實施例，一種高溫超導帶寬可調的濾波器，包括4個諧振器 2、5個可變電容器4以及10個插指電容3,所述諧振器2采用長度為A/2的開路線構造， 技術點在于，在兩個相鄰諧振器2之間任意位置處引長度為1的微帶線，所述I<A/4， 以避免微帶線引入耦合同時自身形成諧振頻率遠于2F0處，同時避免由于可變電容器的引 入而帶來的額外損耗，以插指電容3的形式對這兩個諧振器引入相互間的耦合，同時在連 接相鄰諧振器插指電容的微帶線中間部位加載有一個可變電容器4,基于以上形成兩個相 鄰諧振器之間耦合系數可變；所述濾波器的輸入和輸出端通過平行耦合的方式實現抽頭饋 電，同時，在抽頭的另一端通過插指電容的形式分別與第一個諧振器和最后一個諧振器間 引入耦合，在引入耦合的微帶線中間部位加載有一個可變電容器，所選用的微帶線電阻為 50Q〇
[0023] 圖3、圖4為圖2所示具體實施例的仿真結果，由仿真結果可見，通過改變諧振器中 加載的可變電容器的容值，諧振器的諧振頻率以及帶寬隨之發(fā)生了明顯的變化，從而實現 了濾波器頻率以及帶寬的調節(jié)。
[0024] 本發(fā)明的工作原理是，在相鄰兩個諧振器之間以插指電容的形式引入耦合， 在引入耦合的微帶線上加載一個可變電容器，基于以上形成兩個相鄰諧振器之間的可 變耦合系數為：3?. ^而兩個相鄰諧振器之間本身可形成一個與間距d相關的耦合， 其耦合系數為=M1,,。依此實現耦合系數矩陣中相鄰諧振器間的耦合系數K1,,，表示為：
在抽頭的另一端通過插指電容的形式分別與第一個諧振器和最后一個諧振器間引入耦合， 在引入耦合的微帶線中間部位加載有一個可變電容器，形成外部品質因數可調。
[0025] 本領域的普通技術人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā) 明的原理，應被理解為本發(fā)明的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領域的 普通技術人員可以根據本發(fā)明公開的這些技術啟示做出各種不脫離本發(fā)明的其它各種具 體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種高溫超導電調諧濾波器，包括可變電容器、高溫超導基片以及設置于其上的諧 振器，其特征在于：在兩個相鄰諧振器之間任意位置處引長度為1的微帶線，以叉指電容的 形式對這兩個諧振器引入相互間的耦合，同時在連接相鄰諧振器叉指電容的微帶線中間部 位加載有一個可變電容器，基于以上形成兩個相鄰諧振器之間耦合系數可變；所述濾波器 的輸入和輸出端通過平行耦合的方式實現抽頭饋電，同時，在抽頭的另一端通過叉指電容 的形式分別與第一個諧振器和最后一個諧振器間引入耦合，在引入耦合的微帶線中間部位 加載有一個可變電容器。2. 根據權利要求1所述的高溫超導電調諧濾波器，其特征在于：所述濾波器還連接有 程控電源，通過程控電源的控制，改變所述可變電容器的容值。3. 根據權利要求2所述的高溫超導電調諧濾波器，其特征在于：所述諧振器為半波長 諧振器。4. 根據權利要求1-3任一權利要求所述的高溫超導電調諧濾波器，其特征在于：所述 可變電容器為變容二極管或MEMS或壓電轉換器。5. 根據權利要求1-3任一權利要求所述的高溫超導電調諧濾波器，其特征在于：所述 微帶線的長度I < A/4。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高溫超導帶寬可調的濾波器，包括可變電容器、高溫超導基片以及設置于其上的諧振器，其特征在于：兩個相鄰諧振器之間任意位置處引長度為l的微帶線，以插指電容的形式對這兩個諧振器引入相互間的耦合，在連接相鄰諧振器插指電容的微帶線中間部位加載有一個可變電容器，基于以上形成兩個相鄰諧振器之間耦合系數可變。本發(fā)明的高溫超導帶寬可調的濾波器通過程控電源的控制，改變相鄰諧振器間耦合系數，通過改變諧振器中加載的可變電容器改變每個諧振器的諧振頻率，實現濾波器頻率可調、帶寬可調，且在調諧過程中可實現濾波器的重構。
【IPC分類】H01P1/203
【公開號】CN105024121
【申請?zhí)枴緾N201510427101
【發(fā)明人】羊愷, 楊超偉, 文偉, 羅顯虎, 袁圓, 任向陽
【申請人】成都順為超導科技股份有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月20日