[发明专利]一种滤波器装置及实现滤波功分和双工器功能的方法

权利要求书

1.一种滤波器装置，包括一方形介质基板，其特征在于，所述介质基板上设置有四个谐振器，分别为第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器及第四谐振器，所述谐振器以介质基板的板面中心点为原点中心对称设置；每个所述谐振器通过电容性负载加入两个枝节，相邻谐振器之间的单个枝节通过变容二极管连接。

2.根据权利要求1所述的一种滤波器装置，其特征在于，所述介质基板上还设置有三个端口，分别为第一端口、第二端口和第三端口，其中第一端口为一Y形输入端口，所述Y形输入端口的两枝丫分别连接第一谐振器和第二谐振器；

所述第二端口和第三端口为输出端口，分别连接第三谐振器和第四谐振器。

3.根据权利要求2所述的一种滤波器装置，其特征在于，所述Y形输入端口与第一谐振器的连接段背靠背串联有变容二极管C1和变容二极管C2，所述C1和C2阴极加载直流偏置电压源，所述直流偏置电压源与变容二极管C1、C2之间由100kΩ贴片电阻R1连接；

所述Y形输入端口与第二谐振器的连接段背靠背串联有变容二极管C3和变容二极管C4，所述C3和C4阴极加载直流偏置电压源，所述直流偏置电压源与变容二极管C3、C4之间由100kΩ贴片电阻R2连接。

4.根据权利要求2所述的一种滤波器装置，其特征在于，所述第二端口连接特性阻抗50Ω共面波导，50Ω共面波导一侧背靠背串联有变容二极管C5和变容二极管C6，所述C5、C6阴极加载直流偏置电压源，直流偏置电压源与变容二极管C5、C6之间由100kΩ贴片电阻R3连接；

所述第三端口连接特性阻抗50Ω共面波导，50Ω共面波导一侧背靠背串联有变容二极管C7和变容二极管C8，所述C7、C8阴极加载直流偏置电压源，直流偏置电压源与变容二极管C7、C8之间由100kΩ贴片电阻R4连接。

5.根据权利要求1所述的一种滤波器装置，其特征在于，所述第一谐振器和第二谐振器相邻的枝节处通过一通孔连接到所述介质基板的背面加载变容二极管C9和变容二极管C10，所述C9、C10背靠背串联，C9、C10阴极加载反向偏置电压源，直流偏置电压源与C9、C10之间由100kΩ贴片电阻R5连接；所述第二谐振器和第三谐振器相邻的枝节处通过一通孔连接到所述介质基板的背面加载变容二极管C11和变容二极管C12，所述C11、C12背靠背串联，C11、C12阴极加载反向偏置电压源，直流偏置电压源与C11、C12之间由100kΩ贴片电阻R6连接；所述第三谐振器和第四谐振器相邻的枝节处通过一通孔连接到所述介质基板的背面加载变容二极管C13和变容二极管C14，所述C13、C14背靠背串联，C13、C14阴极加载直流偏置电压源，电压源与C13、C14之间由100kΩ贴片电阻R7连接；所述第四谐振器和第一谐振器相邻的枝节处通过一通孔连接到所述介质基板的背面加载变容二极管C15和变容二极管C16，所述C15、C16背靠背串联，C15、C16阴极加载直流偏置电压源，电压源与C15、C16之间由100kΩ贴片电阻R8连接。

6.根据权利要求1所述的一种滤波器装置，其特征在于，所述介质基板上覆有一层铜箔，铜箔上对应介质基板的四个谐振器位置设置有四个压电致动器，分别为第一压电致动器、第二压电致动器、第三压电致动器及第四压电致动器，在压电致动器上方加偏执电压使压电致动器上下致动。

7.一种滤波功分功能的实现方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的滤波器装置实施，实施步骤包括：

通过调节电压值，使得第二谐振器与第三谐振器之间的耦合相等且第一谐振器与第四谐振器之间的耦合相等，由于对称拓扑，产生功分输出；通过调节电压值，使得第一谐振器与第二谐振器之间产生零耦合，第三谐振器与第四谐振器之间产生零耦合，即耦合系数关系为：K₁₂＝K₃₄＝0，实现第二端口和第三端口良好隔离，第二端口和第三端口输出带通滤波性能，而且通带频率独立可调，此时第二端口和第三端口为隔离状态，实现滤波功分功能。

8.一种独立通道可控双工器功能的实现方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的滤波器装置实施，实施步骤包括：

通过调节电压值，使得第一谐振器与第二谐振器之间、第二谐振器与第三谐振器之间、第三谐振器和第四谐振器之间、第一谐振器和第四谐振器之间均产生零耦合，即耦合系数关系为：K12＝K23＝K34＝K14＝0，从而使第一端口输入的信号一路通过第一谐振器到第三谐振器的耦合，并由第二端口输出，另一路通过第二谐振器到第四谐振器的耦合，并由第三端口输出，两路信号输出带通滤波性能，且通带工作频率独立可调，实现独立通道可控双工器功能。