一种采用螺旋耦合环的同轴腔可调滤波器-易迪拓培训.PDF

第26卷第l期 电波科学学报 V01．26，No．1 oFRADIo 2011年2月 CHINESEJOURNAL SCIENCE February，2011 文章编号 1005一0388(2011)01一0118一06 一种采用螺旋耦合环的同轴腔可调滤波器 张忠海1’2官伯然2 (1．西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安710071； 2．杭州电子科技大学天线与微波技术研究所．浙江杭州310018) 摘 要提出了一种采用螺旋耦合环的小型化连续可调的同轴腔可调滤波器。对比 传统的单一窗口耦合结构，加入螺旋耦合环可以显著地减小可调滤波器在整个工作 频率范围内的带宽变化。采用螺旋耦合环可使可调滤波器插入损耗指标获得进一步 改善，并可利用它对滤波器带宽在一定范围内进行调节。基于这种耦舍结构设计了 一个3腔可调滤波器，并对其传输特性进行了测试。实验结果表明：利用这种结构可 以实现调谐范围56％，整个频带内的带宽差别在±1．5％内的性能。在230MHz到 406 MHz整个工作频段内，3dB带宽为6．4MHz，通带中心频点插入损耗小于1．1 dB． 关键词 螺旋耦合环；可调滤波器；同轴腔 中图分类号TN011 文献标志码A 大最终会导致滤波器的体积变大，从而不能满足小 1．引 言 型化可调滤波器的设计要求口]。可调电容加载的同 滤波器是通信设备中的关键部件，现代通信设 轴腔谐振器通常用来缩小可调滤波器的体积。但 备的便携性和高频谱利用率要求给滤波器设计带来 是，同轴腔谐振器尺寸的缩小也会导致耦合窗口轴 新的挑战n‘3]。对于可调滤波器，这种挑战包括小型 向尺寸的缩小，进而导致同轴腔滤波器的高低端带 化，在全部可调范围内带宽不变和高功率容量 宽差别变大。由以上的分析可知，仅采用耦合窗口 等[4m]。有多种技术可以设计实现可调滤波器，包 实现腔间耦合会导致可调滤波器的带宽随调谐频率 括可调电容加载的低温共烧陶瓷(LTCC)滤波发生变化，通带带宽随调谐频率的增加而变大。这 器‘¨，可调电容加载的微带滤波器[2q]，同轴腔滤波 种现象对可调频率范围比较宽的带通滤波器尤为严 重∞。 器陆73等。在文献[8]和[9]中，给出了两种设计基于 变容二极管的可调滤波器设计方法。基于这两种方 本文提出了一种采用新型腔间耦合结构的同轴 法的可调带通滤波器能够实现全工作频段内通带带 腔可调滤波器。该滤波器采用电容加载以缩小可调 宽的差别小于5％。但是，这两种滤波器的功率容 滤波器的体积，其长度仅为170mm，小于中心频率 (320 量有限，带外隔离特性也比较差。同轴谐振腔可调 MHz)的四分之一波长。文献[6]中的滤波器 滤波器由于其高功率容量和高Q值特性而引起人 长度大于二分之一波长。本文提出的可调滤波器腔 们的关注并获得广泛应用n’6’7’1引。 问耦合结构由矩形耦合窗口和螺旋耦合环组成，采 同轴腔滤波器通常采用四分之一波长同轴腔作 用这种腔间耦合结构的可调滤波器能够在整个工作 为基本谐振单元，其腔间耦合利用腔体之间的矩形 频段内(230～410MHz)具有几乎不变的带宽。此 或者圆形耦合窗口实现时]。通过调节耦合窗口的 外，螺旋耦合环的加入同时改善了可调滤波器的插 位置及轴向长度，能够减小可调滤波器在工作频段