本發(fā)明涉及電子通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種PIN二極管與變?nèi)荻O管結(jié)合型跳頻濾波器。

背景技術(shù)：

在諧振型帶通濾波器的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)諧振電感或電容的變化來(lái)更改帶通濾波器的工作頻率就是通常的可調(diào)諧帶通濾波器。如果能快速改變調(diào)諧，就是常見(jiàn)定義的跳頻濾波器。跳頻濾波器因其可隨工作頻率變化同時(shí)良好抑制帶外信號(hào)，因此在需要快速改變工作頻率、適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境的軍用通信中得到廣泛應(yīng)用。

目前，跳頻濾波器通常都是靠改變帶通濾波器中的電容實(shí)現(xiàn)工作頻率調(diào)諧，一般常見(jiàn)二種實(shí)現(xiàn)方式：一是使用變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)可調(diào)電容，這種形式可以尺寸小，但是因?yàn)槭褂米內(nèi)荻O管需要大的電壓調(diào)節(jié)范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)可調(diào)電容的大范圍變化，而電壓低時(shí)自然功率能力弱，因此通常只能工作在幾個(gè)dBm以下。二是通過(guò)PIN二極管作為開(kāi)關(guān)電容實(shí)現(xiàn)調(diào)諧。通過(guò)改變PIN二極管種類、反壓高低和散熱形式等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)大中小功率能力的跳頻濾波器，因此使用更廣泛。

目前最常用的PIN管型小跳頻濾波器(1W不損壞，通?？晒ぷ鞯?0dBm不壓縮的類型)因?yàn)橐蟪叽缧?，不僅造成PIN二極管開(kāi)關(guān)電容組數(shù)少，而且對(duì)電容精度和兩邊對(duì)稱電容的成對(duì)匹配性要求高，不然會(huì)調(diào)諧不到要求的頻率或指標(biāo)較差。因此常用的PIN管型小跳頻濾波器需要預(yù)先挑選高精度配對(duì)電容，同時(shí)調(diào)試時(shí)還可能需要換補(bǔ)電容，使用這種PIN管型小跳頻濾波器不僅降低了可靠性，而且也使得生產(chǎn)調(diào)試比較麻煩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足，提供一種PIN二極管與變?nèi)荻O管結(jié)合型跳頻濾波器，該跳頻濾波器采用PIN二極管與變?nèi)荻O管結(jié)合的方式可實(shí)現(xiàn)在PIN二極管單元的電容容量存在偏差的情況下，通過(guò)變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)電容連續(xù)可調(diào)以補(bǔ)償電容偏差，從而降低了對(duì)PIN二極管單元電容的精度要求，避免需要挑選替換電容的問(wèn)題。本發(fā)明的另一目的提供一種可提高功率能力的PIN二極管與變?nèi)荻O管結(jié)合型跳頻濾波器。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種PIN二極管與變?nèi)荻O管結(jié)合型跳頻濾波器，分別與射頻輸入端和射頻輸出端連接，其特征在于：包括依次連接的匹配網(wǎng)絡(luò)一、諧振電感一、開(kāi)關(guān)電容陣列一、變?nèi)荻?jí)管組一、耦合器、變?nèi)荻?jí)管組二、開(kāi)關(guān)電容陣列二、諧振電感二和匹配網(wǎng)絡(luò)二；所述匹配網(wǎng)絡(luò)一與射頻輸入端連接，匹配網(wǎng)絡(luò)二與射頻輸出端連接；還包括變?nèi)荻O管驅(qū)動(dòng)電路，PIN二極管驅(qū)動(dòng)電路，以及分別與變?nèi)荻O管驅(qū)動(dòng)電路和PIN二極管驅(qū)動(dòng)電路連接的數(shù)字控制電路；所述變?nèi)荻O管驅(qū)動(dòng)電路分別與變?nèi)荻?jí)管組一和變?nèi)荻?jí)管組二連接；所述PIN二極管驅(qū)動(dòng)電路分別與開(kāi)關(guān)電容陣列一和開(kāi)關(guān)電容陣列二連接；

所述開(kāi)關(guān)電容陣列一和開(kāi)關(guān)電容陣列二均由兩組以上包括有電容的PIN二極管單元并聯(lián)組成；所述變?nèi)荻O管組一和變?nèi)荻O管組二均通過(guò)變?nèi)荻O管與外圍電路連接組成。

在上述方案中，本發(fā)明采用PIN二極管與變?nèi)荻O管結(jié)合實(shí)現(xiàn)小跳頻濾波器，其主要的電容部分采用開(kāi)關(guān)電容陣列一和開(kāi)關(guān)電容陣列二中兩組以上的PIN二極管單元中的電容來(lái)實(shí)現(xiàn)，剩余的小電容(通常0.5-3pf)采用變?nèi)荻O管組一和變?nèi)荻O管組二中的變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)。在PIN二極管單元的電容容量存在偏差的情況下，變?nèi)荻O管因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)電容連續(xù)可調(diào)，因此可以補(bǔ)償PIN二極管單元中電容的偏差，從而降低了對(duì)PIN二極管單元電容的精度要求，避免需要挑選替換電容的問(wèn)題。

另外，變?nèi)荻O管因?yàn)榇藭r(shí)只需要實(shí)現(xiàn)小電容，所以只需要使用電壓比較高的小電容范圍，同時(shí)再選用高壓的變?nèi)荻O管，這樣就大大提高變?nèi)荻O管的功率能力。

具體地說(shuō)，每組所述PIN二極管單元由PIN二極管、電容、電感和外圍電路連接組成。

或者，每組所述PIN二極管單元由雙PIN二極管直流串聯(lián)射頻并聯(lián)后，再通過(guò)電容和外圍電路連接組成；每個(gè)所述PIN二極管分別與用于分壓并阻值高的電阻一并聯(lián)。該方式的PIN二極管單元是需要兩個(gè)饋電，每個(gè)PIN二極管分別與高阻值的電阻一并聯(lián)是為了分壓均勻。

所述變?nèi)荻O管組一和變?nèi)荻O管組二均由變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)后，再與外圍電路連接組成。本發(fā)明的變?nèi)荻O管組一和變?nèi)荻O管組二均由變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)，可進(jìn)一步提升功率能力。串聯(lián)方式使得射頻電壓被串聯(lián)的變?nèi)荻O管均分，這樣每個(gè)變?nèi)荻O管承受的射頻電壓會(huì)減半，功率能力提升為4倍；而背對(duì)背串聯(lián)方式則通過(guò)相位相反抵消大大減弱了偶次失真。如果需要進(jìn)一步提高功率還可以加多串聯(lián)。采用以上方式后，功率能力可以達(dá)到PIN管型小跳頻濾波器的功率能力，即1W不損壞，可工作到20dBm不壓縮的類型。

本發(fā)明變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)的方式如下：

第一種，所述變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)是指：包括四個(gè)變?nèi)荻O管，其中，每?jī)蓚€(gè)變?nèi)荻O管并聯(lián)后成為一組變?nèi)荻O管單元，兩組變?nèi)荻O管單元再以背對(duì)背的方式串聯(lián)；其中，兩組變?nèi)荻O管單元背對(duì)背的方式是指：一組變?nèi)荻O管單元中每個(gè)變?nèi)荻O管的負(fù)極與另一組變?nèi)荻O管單元中每個(gè)變?nèi)荻O管的負(fù)極相對(duì)設(shè)置。

第二種，所述變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)是指：包括兩個(gè)變?nèi)荻O管，每個(gè)變?nèi)荻O管以負(fù)極相對(duì)的方式串聯(lián)。

第三種，所述變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)是指：包括兩個(gè)變?nèi)荻O管，每個(gè)變?nèi)荻O管以正極相對(duì)的方式串聯(lián)。其中，第二種和第三種方式的饋電極性是不相同的。

第四種，所述變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)是指：包括十二個(gè)變?nèi)荻O管，其中，每三個(gè)變?nèi)荻O管并聯(lián)后成為一組變?nèi)荻O管單元；在四組變?nèi)荻O管單元中，每?jī)山M變?nèi)荻O管單元串聯(lián)后形成變?nèi)荻O管陣列，兩個(gè)變?nèi)荻O管陣列再以背對(duì)背的方式串聯(lián)；其中，兩個(gè)變?nèi)荻O管陣列背對(duì)背的方式是指：一個(gè)變?nèi)荻O管陣列中每個(gè)變?nèi)荻O管的負(fù)極與另一個(gè)變?nèi)荻O管陣列中每個(gè)變?nèi)荻O管的負(fù)極相對(duì)設(shè)置；

每組所述變?nèi)荻O管單元分別與用于分壓并阻值高的電阻二并聯(lián)。

該方式中每組變?nèi)荻O管單元分別與高阻值的電阻二并聯(lián)是為了分壓均勻。

所述匹配網(wǎng)絡(luò)一和匹配網(wǎng)絡(luò)二均為一個(gè)電感。本發(fā)明的匹配網(wǎng)絡(luò)一和匹配網(wǎng)絡(luò)二也可以采用低通等多種形式實(shí)現(xiàn)。

所述耦合器由三個(gè)電感以星型的形式連接組成；或者耦合器為一個(gè)電感；或者耦合器采用諧振電感通過(guò)電感耦合的方式實(shí)現(xiàn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：

1、本發(fā)明PIN二極管與變?nèi)荻O管結(jié)合型跳頻濾波器是采用PIN二極管與變?nèi)荻O管結(jié)合的方式，可實(shí)現(xiàn)在PIN二極管單元的電容容量存在偏差的情況下，通過(guò)變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)電容連續(xù)可調(diào)以補(bǔ)償電容偏差，從而降低了對(duì)PIN二極管單元電容的精度要求，避免需要挑選替換電容的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的PIN二極管與變?nèi)荻O管結(jié)合型跳頻濾波器可提高功率能力。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明PIN二極管與變?nèi)荻O管結(jié)合型跳頻濾波器的示意圖；

圖2是本發(fā)明PIN二極管與變?nèi)荻O管結(jié)合型跳頻濾波器的電路圖；

圖3是實(shí)施例二中每個(gè)PIN二極管單元的示意圖；

圖4是實(shí)施例三中變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)形式是示意圖；

圖5是實(shí)施例四中變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)形式是示意圖；

圖6是實(shí)施例五中變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)形式是示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

實(shí)施例一

如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種PIN二極管與變?nèi)荻O管結(jié)合型跳頻濾波器，分別與射頻輸入端和射頻輸出端連接，該跳頻濾波器包括依次連接的匹配網(wǎng)絡(luò)一、諧振電感一、開(kāi)關(guān)電容陣列一、變?nèi)荻?jí)管組一、耦合器、變?nèi)荻?jí)管組二、開(kāi)關(guān)電容陣列二、諧振電感二和匹配網(wǎng)絡(luò)二；其中，匹配網(wǎng)絡(luò)一與射頻輸入端連接，匹配網(wǎng)絡(luò)二與射頻輸出端連接。

本發(fā)明跳頻濾波器還包括變?nèi)荻O管驅(qū)動(dòng)電路，PIN二極管驅(qū)動(dòng)電路，以及分別與變?nèi)荻O管驅(qū)動(dòng)電路和PIN二極管驅(qū)動(dòng)電路連接的數(shù)字控制電路，其中，變?nèi)荻O管驅(qū)動(dòng)電路分別與變?nèi)荻?jí)管組一和變?nèi)荻?jí)管組二連接，述PIN二極管驅(qū)動(dòng)電路分別與開(kāi)關(guān)電容陣列一和開(kāi)關(guān)電容陣列二連接；

該跳頻濾波器的開(kāi)關(guān)電容陣列一和開(kāi)關(guān)電容陣列二均由兩組包括有電容的PIN二極管單元并聯(lián)組成，變?nèi)荻O管組一和變?nèi)荻O管組二均通過(guò)變?nèi)荻O管與外圍電路連接組成。

其中，開(kāi)關(guān)電容陣列一中每組PIN二極管單元由PIN二極管(VD1或VD2、電容(C1或C2)、電感(L4或L5)和外圍電路連接組成。開(kāi)關(guān)電容陣列二中每組PIN二極管單元由PIN二極管(VD11或VD12、電容(C3或C4)、電感(L11或L12)和外圍電路連接組成。

而變?nèi)荻O管組一和變?nèi)荻O管組二均由變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)后，再與外圍電路連接組成。具體地說(shuō)，在變?nèi)荻O管組一中，上述變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)是指：包括四個(gè)變?nèi)荻O管(VD3、VD4、VD5和VD6)，其中，兩個(gè)變?nèi)荻O管(VD3和VD4)并聯(lián)后成為一組變?nèi)荻O管單元，另外兩個(gè)變?nèi)荻O管(VD5和VD6)并聯(lián)后成為另一組變?nèi)荻O管單元，兩組變?nèi)荻O管單元再以背對(duì)背的方式串聯(lián)。其中，兩組變?nèi)荻O管單元背對(duì)背的方式是指：一組變?nèi)荻O管單元(包括有變?nèi)荻O管VD3和變?nèi)荻O管VD4)中每個(gè)變?nèi)荻O管的負(fù)極與另一組變?nèi)荻O管單元(包括有變?nèi)荻O管VD5和變?nèi)荻O管VD6)中每個(gè)變?nèi)荻O管的負(fù)極相對(duì)設(shè)置。本發(fā)明的變?nèi)荻O管組一和變?nèi)荻O管組二均由變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)，可進(jìn)一步提升功率能力。串聯(lián)方式使得射頻電壓被串聯(lián)的變?nèi)荻O管均分，這樣每個(gè)變?nèi)荻O管承受的射頻電壓會(huì)減半，功率能力提升為4倍；而背對(duì)背串聯(lián)方式則通過(guò)相位相反抵消大大減弱了偶次失真。如果需要進(jìn)一步提高功率還可以加多串聯(lián)。采用以上方式后，功率能力可以達(dá)到PIN管型小跳頻濾波器的功率能力，即1W不損壞，可工作到20dBm不壓縮的類型。

本發(fā)明的匹配網(wǎng)絡(luò)一為一個(gè)電感L1，匹配網(wǎng)絡(luò)二為一個(gè)電感L15。而耦合器由三個(gè)電感(L7、L9和L8)以星型的形式連接組成。本實(shí)施例的耦合器可為一個(gè)電感；或者該耦合器采用諧振電感通過(guò)電感耦合的方式實(shí)現(xiàn)。

圖2中的VC1、VC2、VC5和VC6是連接PIN開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的輸出，VC3和VC4是連接變?nèi)荻O管驅(qū)動(dòng)電路的輸出。

實(shí)施例二

本實(shí)施例與實(shí)施例一不同之處僅在于：開(kāi)關(guān)電容陣列一和開(kāi)關(guān)電容陣列二由兩組以上包括有電容的PIN二極管單元并聯(lián)組成。如圖3所示，每組PIN二極管單元由雙PIN二極管直流串聯(lián)射頻并聯(lián)后，再通過(guò)電容和外圍電路連接組成，每個(gè)PIN二極管分別與用于分壓并阻值高的電阻一并聯(lián)。該方式的PIN二極管單元是需要兩個(gè)饋電，每個(gè)PIN二極管分別與高阻值的電阻一并聯(lián)是為了分壓均勻。

本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一一致。

實(shí)施例三

本實(shí)施例與實(shí)施例一不同之處僅在于：變?nèi)荻O管組一和變?nèi)荻O管組二均由變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)后，再與外圍電路連接組成。其中，變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)是指：如圖4所示，包括兩個(gè)變?nèi)荻O管，每個(gè)變?nèi)荻O管以負(fù)極相對(duì)的方式串聯(lián)。

本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一一致。

實(shí)施例四

本實(shí)施例與實(shí)施例一不同之處僅在于：變?nèi)荻O管組一和變?nèi)荻O管組二均由變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)后，再與外圍電路連接組成。其中，變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)是指：如圖5所示，包括兩個(gè)變?nèi)荻O管，每個(gè)變?nèi)荻O管以正極相對(duì)的方式串聯(lián)。

本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一一致。

實(shí)施例五

本實(shí)施例與實(shí)施例一不同之處僅在于：變?nèi)荻O管組一和變?nèi)荻O管組二均由變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)后，再與外圍電路連接組成。其中，變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)是指：變?nèi)荻?jí)管背對(duì)背串聯(lián)是指：如圖6所示，包括十二個(gè)變?nèi)荻O管，其中，每三個(gè)變?nèi)荻O管并聯(lián)后成為一組變?nèi)荻O管單元；在四組變?nèi)荻O管單元中，每?jī)山M變?nèi)荻O管單元串聯(lián)后形成變?nèi)荻O管陣列，兩個(gè)變?nèi)荻O管陣列再以背對(duì)背的方式串聯(lián)；其中，兩個(gè)變?nèi)荻O管陣列背對(duì)背的方式是指：一個(gè)變?nèi)荻O管陣列中每個(gè)變?nèi)荻O管的負(fù)極與另一個(gè)變?nèi)荻O管陣列中每個(gè)變?nèi)荻O管的負(fù)極相對(duì)設(shè)置；

每組變?nèi)荻O管單元分別與用于分壓并阻值高的電阻二并聯(lián)。該方式中每組變?nèi)荻O管單元分別與高阻值的電阻二并聯(lián)是為了分壓均勻。

本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一一致。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。