[发明专利]一种电调微波有源滤波器

说明书

本发明公开了一种由输入端（1）、输出端（2）、n个损耗补偿型电调有源谐振器、n+1个耦合电容器级联而成的电调微波有源滤波器，其中心频率、通带宽度可通过各有源谐振器和耦合电容器的直流偏置电压进行调整，由于采用了损耗补偿电路，其带内插入损耗较小；本发明可用砷化镓、硅等集成电路工艺实现。

技术领域

本发明涉及微波耦合谐振器滤波器领域，尤其涉及一种由若干个损耗补偿型电调有源谐振器和若干个耦合电容器组成的耦合谐振器滤波器。

背景技术

现有微波耦合谐振器滤波器如同轴腔体滤波器和立体螺旋滤波器、平面螺旋滤波器、介质滤波器等大都是中心频率和通带宽度不可调整或仅机械可调的无源滤波器，这大大降低了单款滤波器的使用范围。

发明内容

本发明目的是克服和解决现有耦合谐振器滤波器中心频率和通带宽度不可电调整的缺点和技术问题，提供一种中心频率和通带宽度均可通过直流电压调整的电调微波有源滤波器（以下简称“滤波器”），它由一个输入端、一个输出端、n个损耗补偿型电调有源谐振器（以下简称“有源谐振器”）（n为大于1、小于10的正整数）与n+1个耦合电容器级联而成，其连接关系为：输入端与输入耦合电容器相电气连接，输入耦合电容器另一端与第一有源谐振器、第一级间耦合电容器相电气连接，第一级间耦合电容器的另一端与第二有源谐振器、第二级间耦合电容器相电气连接，第二级间耦合电容器的另一端与第三有源谐振器、下一级间耦合电容器相电气连接，以此类推，第n-1级间耦合电容器与第n有源谐振器、和输出耦合电容器相电气连接，第一有源谐振器、第二有源谐振器、第三有源谐振器、...、第n有源谐振器的接地端接地；为了产生一对传输零点，还应设置一条电气连接于两相隔较远的非相邻有源谐振器接地过孔开路端比如第一有源谐振器接地过孔开路端和第n有源谐振器接地过孔开路端的交叉耦合微带线；滤波器输入端和输出端与有源谐振器之间、相邻两有源谐振器之间的信号耦合分别通过耦合电容器实现，故属于容性耦合型耦合谐振器滤波器。

所述损耗补偿型电调有源谐振器由一个微带菱形线圈、一个接地过孔、一个补偿放大器、一个可变电容器组成，其中微带菱形线圈和接地过孔组成有源谐振器的并联谐振体，微带菱形线圈包含一个开路端、一个接地端、一个抽头，其接地端与接地过孔相电气连接，开路端与补偿放大器和可变电容器相电气连接。

以微带菱形线圈过其接地端的对角线为纵向对角线，另一对角线为横向对角线，则所述滤波器中所有微带菱形线圈排列成一个直线阵列且所有微带菱形线圈的横向对角线在同一直线上或接近于同一直线，这样对角排列的两微带菱形线圈在相同间距的情况下感性耦合最弱，对滤波器性能的影响最小，这种微弱的感性耦合可通过适度增加各耦合电容器的电容量来抵消，使其对滤波器性能的影响进一步降低；当滤波器的阶数较高即有源谐振器的数量较多时——比如超过五个——微调各耦合电容器不足以抵消线圈感性耦合的有害影响，此时，可将滤波器分成有源谐振器数量不多于四个的左、右俩部分，其间用金属隔墙隔开，隔墙要尽量薄，以免过多影响滤波器性能。以输入端为起始点，容性耦合谐振器滤波器对最前两个有源谐振器之间的容性耦合强度和最后两个有源谐振器之间的容性耦合强度的要求比对中间各级间容性耦合强度大，因此所需耦合电容量较大，为了减少最前两个有源谐振器之间耦合电容器和最后两个有源谐振器之间的耦合电容器因抵消感性耦合所需要增加的电容量，应将最前两个有源谐振器和最后两个有源谐振器相互反向排列，即两谐振器的相邻边为近开路边、相离边为近地边。