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可重构或可调谐微波滤波器技术

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图20、测量得到的可调谐滤波器的性能与仿真结果的比较。(a)S21?和(b)

S11?[36]。

结论

本文介绍了若干种电子可重构或可调谐微带线滤波器。通过采用不同的电子控制技术,包括射频微机电系统和铁电体,梳状滤波器结构已经被广泛地用来开发可调谐或可重构滤波器,虽然这类滤波器的带宽通常都很小。本文所展示的UWB?滤波器采用的是p-i-n?二极管,但人们还实施了其它可切换元件,如金属半导体场效应管(MESFET)开关。MESFET?开关具有较低的直流功耗,但都有较大的非线性失真。人们同样还可以考虑使用射频微机电系统[13]-[14]或PET[18]。

BST?变容器已被用于具有槽线接地结构的电调微带线带阻滤波器中。这些结构可以很方便地实施调谐元件和直流偏置电路,使之与基片另一面的主要射频信号路径具有更

好的隔离性。铁电体薄膜调谐器件,如BST?变容器在较高频率应用中是很有吸引力的,虽然其损耗需要被减到最小程度。

我们已经展示出一个可以通过控制奇模和偶模的谐振频率这种简单方式来调谐或者说进行电子重构的双模微带线开环谐振器滤波器,因为这两种操作模式彼此之间不存在耦合。

除了半导体变容器外,人们还实施了其它类型的变容器和技术,如铁电体薄膜和射频微机电系统变容器。一个类似的调谐技术可以被应用于较高阶数的滤波器中,在一个具有准椭圆函数响应的电调四极点双模微带线开环谐振器滤波器中已经演示了这种技术。通过选择合适的变容二极管并且合理地设计输入和输出馈电结构,便可以提高频率调谐范围。采用额外的调谐元件来控制输入和输出耦合,对滤波器带宽进行调谐也同样是可行的。

总的来说,带宽的调谐或控制比频率的调谐更加具有挑战性,具有较大带宽的电调滤波器的设计就调谐范围和带宽控制来说比窄带宽的更加困难。文献[48]-[51]中报道了一些在可调谐滤波器中进行带宽控制的技术。

电子可重构滤波器的非线性行为非常依赖于所使用的调谐元件。采用射频微机电系统和PET?通常会产生一个较好的线性特性。可重构滤波器设计中的创新同样可以改善性能并且能增加功能。调谐元件相对较低的Q?值会限制较高阶数和窄带可调谐滤波器的实施。这是因为,对于给定Q?值的调谐元件和其它与电路相关联的损耗来说,滤波器的插入损耗是随着其阶数的增高和带宽的降低而增加的。因此,高阶可调谐窄带滤波器的插入损耗对于实际应用来说是太大了。此外,调谐范围在高阶滤波器的限制比低阶滤波器的限制更大[4]。

可重构滤波器的开发涉及到一些折衷之处,例如滤波器的尺寸和偏置电路的复杂性,这些都增加了挑战性。可以设想在开发电子可重构微带线滤波器方面将会有更多的研究和开发活动。有众多文献都涉及到这个论题,其中一些被列入参考文献之中,感兴趣的读者可以参考这些文献以获取跟多的资讯。

可重构或可调谐微波滤波器技术

图20、测量得到的可调谐滤波器的性能与仿真结果的比较。(a)S21?和(b)S11?[36]。结论本文介绍了若干种电子可重构或可调谐微带线滤波器。通过采用不同的电子控制技术,包括射频微机电系统和铁电体,梳状滤波器结构已经被广泛地用来开发可调谐或可重构滤波器,虽然这类滤波器的带宽通常都很小。本文所展示的UWB?滤波器采用的是p-i-n?二极管,但人们还
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