[发明专利]一种小型化宽带电调腔体滤波器

说明书

本发明公开了一种小型化宽带电调腔体滤波器，解决传统电调滤波器不能实现在宽频带内调谐，及尺寸大的问题。其结构包括五级级联谐振器，每级谐振器开路端设方形内腔，底部一侧开矩形切口，谐振器开路端加载L形枝节，减小了尺寸；调谐螺杆一端旋入方形内腔内部，另一端穿过介质基板上金属片的中心电连接，金属片与接地金属环间依次通过四个电容—焊盘—PIN开关连接；每级谐振器对四个电容选组加载实现谐振频率调谐，五谐振器中相同电容的PIN开关共用一个直流偏置电压源，控制四个电压源的通断，实现滤波器的快速调频。本发明实现了宽频带内可调。本发明小型化，宽带可调，作为微波电路的基础元件，应用于无线通信系统射频前段。

技术领域

本发明属于微波滤波器技术领域，特别涉及电调滤波器，具体是一种小型化宽带电调腔体滤波器，可用于无线通信系统射频前端。

背景技术

近年来，无线通信得到迅速发展，各种通信业务在不同频段应运而生,尤其在雷达、电子对抗等调频通信系统中，需要支持多带、多模的可重构射频前端来覆盖各种通信系统的数据传输。可调射频滤波器件是可重构射频前端的核心关键器件之一，承担着特定频率选择或特定频率抑制的作用。因此,研究高无载品质因数、宽可调范围、高调谐速度、高频选特性和小型化等特性的可调射频滤波器件具有重要的意义。

可调滤波器最早出现于20世纪40年代，作为电子对抗战中一种新型的微波器件，主要应用于微波通信系统中。然而可调滤波器最初的性能比较差，主要表现在可调范围小和体积大等。在整个调谐过程中，不能维持较好的通带性能，并且由于一直是采用机械或磁材料进行可调谐，所以滤波器存在调谐速度慢、调频不准确等问题。

2013年S.Fouladi,F.Huang等人在IEEE Trans.Microwave Theory Tech期刊(vol.61,pp.393-402,Feb.2013)上发表了“High-Q narrowband tunable comblinebandpass filters using MEMS capacitor banks and piezomotors”，提出了一种电调同轴腔体带通滤波器，采用在腔外加载射频微机电电容组，通过射频微机电系统 RF-MEMS控制电路，实现了一个六级窄带可调带通滤波器，具备结构紧凑，调谐速度快的特点，该滤波器工作在2.634GHz到2.59GHz频段，调谐范围只有44MHz，其存在调谐范围过小，体积仍然较大的缺点。

发明内容

本发明目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种高功率容量，高Q值，更宽的频率范围内可调的小型化宽带电调带通滤波器。

本发明是一种小型化宽带电调腔体滤波器，包括金属腔体，谐振器，调谐螺杆，介质基板，介质基板上打有金属过孔，馈电采用直接抽头，介质基板安装于金属腔体顶部外侧，介质基板上排列有五个电调控制单元，每个电调控制单元通过调谐螺杆连接金属腔体内部位于同一纵列上的谐振器，电调控制单元中，金属片与接地金属环之间依次连接电容，焊盘，PIN开关，通过直流偏置电路控制PIN开关通断，其特征在于：小型化宽带电调腔体滤波器为宽频段内可调滤波器，谐振器开路端设有方形内腔，方形内腔底部一侧开有矩形切口断面，调谐螺杆底端通过谐振器开路端顶部螺孔旋入方形内腔内部，调谐螺杆顶端穿过金属腔顶部外侧介质基板上的金属片的中心孔，并与之电连接，谐振器开路端底部加载了一个L形金属枝节。

本发明在谐振器开路端顶部设有一个底部一侧开矩形切口的方形内腔，通过将调谐螺杆底端螺孔旋入方形内腔的连接方式实现了宽频带调谐，同时在谐振器开路端底部加载L形枝节，对滤波器的尺寸进行缩减，实现小型化。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1，本发明采用腔体滤波器外部加载PCB可调电路结构，因为腔体结构，其介质损耗小，辐射损耗小，同时本发明的可调电路结构全部集成在腔外的介质基板5上，减少了腔体内结构的复杂度和额外的损耗，所以具备了高Q值、高功率容量、低插损等优点；