具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的阐述说明，应该说明的是，本发明的实施方式并不限于所提供的实施例。

参阅图1为一种实施例的可调滤波模组的电路拓扑结构图，本实施例的可调滤波模组包含一个数字控制电路、N个可调滤波模块以及分别连接信号输入端(端口1)和输出端(端口2)的两个单刀多掷开关，N个可调滤波模块并行连接在两个单刀多掷开关之间，形成N条相互独立的滤波通路，且每条滤波通路均具有不同的工作频率调谐范围；数字控制电路向两个单刀多掷开关输出控制信号，选择确定所需频率范围对应的滤波通路，同时由数字控制电路向对应可调滤波模块输出控制电压，以改变滤波模块中变容二极管的工作状态，实现对滤波性能的调节。本实施例方案中，利用单刀多掷开关将N个具有不同工作频率范围的可调滤波模块并行连接，有效扩展了可调滤波模组的工作频率调谐范围，实现超宽频率范围的连续调节，显著增强了调节的灵活性。由数字控制电路控制单刀多掷开关接通过对应的滤波通路，并实现可调滤波模块的滤波性能调节，增强了调节的快捷性。

作为一种优选的，N个可调滤波模块的工作频率范围覆盖2GHz-18GHz，对于2GHz-7GHz范围，采用具有第一滤波电路的可调滤波模块，所述第一滤波电路为加载变容二极管的微带电路结构；对于7GHz-18GHz范围，采用具有第二滤波电路的可调滤波模块，所述第二滤波电路包括级联的高通滤波单元和低通滤波单元，低通滤波单元采用缺陷地结构，高通滤波单元采用微带结构。在本实施例中，分别采用二极管加载微带电路和缺陷地电路在低频范围和高频范围实现所需的可调滤波性能，具有针对性地解决了低频范围内电路尺寸大以及高频范围内插入损耗大的技术难题。

参阅图2所示，作为一种优选的，所述第一滤波电路采用50欧姆微带传输线作为输入(Port1)和输出(Port2)，输入和输出之间连接有两个相互级联的十字形微带谐振器，每个十字形微带谐振器包括相互垂直的水平微带线和垂直微带线，水平微带线的两端分别加载有一对背靠背形式连接的变容二极管。具体的，在两个十字形微带谐振器的水平微带线端部位置分别加载有变容二极管C4、C5、C6以及C7，变容二极管C4和C5的阴极分别通过电阻连接同一个直流偏置(DC Bias)，变容二极管C6和C7的阴极分别通过电阻连接同一个直流偏置。由此，可通过直流偏置改变十字形微带谐振器上加载的变容二极管C4、C5、C6、C7的容值，从而实现第一滤波电路中心频率的调节。

作为进一步的优选，垂直微带线的两端分别加载有一对背靠背形式连接的变容二极管，具体的，两个十字形微带谐振器的垂直微带线中的短支节上分别加载变容二极管C9和C11，垂直微带线中的长支节上分别加载变容二极管C8和C10，变容二极管C9和C11的阴极分别通过电阻连接同一个直流偏置，变容二极管C8和C10的阴极分别通过电阻连接同一个直流偏置。可以理解的是，十字形微带谐振器的垂直微带线用于产生传输零点，其中，短支节产生高频零点，长支节产生低频零点。进一步的，两个十字形微带谐振器的水平微带线之间通过一对背靠背形式连接的变容二极管C3连接，一个十字形微带谐振器的水平微带线通过顺次连接的变容二极管C1和定值电容连接到输入微带线，另一个十字形微带谐振器的水平微带线通过顺次连接的变容二极管C2和定值电容连接到输出微带线，变容二极管C1、C2和C3的阴极均通过电阻连接直流偏置。本实施例方案中，变容二极管C1-C3作为耦合电容主要用于调节带内回波，通过在支节上加载的变容二极管C8-C11以及连接在水平微带线上的变容二极管C1-C3一起配合具有调整滤波通带带宽的功能，也提高了滤波器的带外抑制性能。应该说明的是，以上变容二极管C1-C11中，变容二极管C1和C3均包含一个变容二极管；变容二极管C2、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11均包括一对背靠背形式连接的二极管，且连接结构均为：其中一个二极管的阳极连接在对应微带线上，另一个二极管的阳极进行接地。

作为优选的，参阅图3所示，图3中(a)图为第二滤波电路结构示意图，图3中(b)图为低通滤波单元设置在基板底层的电路结构示意图，低通滤波单元包括在基板底层的接地金属平面上刻蚀凹槽形成的多个缺陷地单元，该缺陷地单元会对接地金属平面上的电流产生扰动效果，从而产生一个衰减极点；多个缺陷地单元以固定间距进行周期性排列，以形成低通滤波响应，缺陷地单元的正上方为设置在基板顶层的微带传输线，微带传输线的一端连接高通滤波单元。更进一步的，每个缺陷地单元的内侧形成有金属条，金属条与缺陷地单元外侧的接地金属平面通过缺陷地单元实现隔离，在每个所述缺陷地单元上均加载有变容二极管,变容二极管的阴极连接金属条，阳极连接接地金属平面，基板顶层设置有偏置网络，偏置网络通过金属通孔连接所述金属条，以通过偏置网络改变加载在缺陷地单元的变容二极管的电容值，从而调节低通滤波单元的截止频率。作为一种具体的，在缺陷地单元上分别加载变容二极管CV11,CV12,CV13,CV14,CV15,CV16,CV17,CV18,CV19,每个缺陷地单元内侧的金属条通过电阻连接金属通孔，再通过所述金属通孔连接设置在基板顶层的另一电阻后连到偏置电压V1，通过调节偏置电压V1控制改变缺陷地单元上的变容二极管的电容值，从而有效改变低通滤波单元的截止频率。

参阅图3中(c)图所示为高通滤波单元的电路结构示意图，作为进一步的优选，高通滤波单元包含设置在基板顶层金属层的主传输线和四个谐振支节，四个谐振支节可以产生四个传输零点，用以提高滤波器的选择性和带外抑制特性；每个谐振支节上分别加载有一对背靠背形式连接的变容二极管，背靠背形式连接的变容二极管中的一个变容二极管的阳极连接主传输线，另一个变容二极管的阳极通过连接到金属通孔进行接地，每对变容二极管的阴极通过电阻R连接偏置电压，通过调节偏置电压改变对应变容二极管的电容值，实现对高通滤波单元截止频率的重构。具体的，谐振支节上加载的变容二极管具体为:第一谐振支节上的变容二极管CV211和CV212，第二谐振支节上的变容二极管CV311和CV312，第三谐振支节上的变容二极管CV411和CV412，第四谐振支节上的变容二极管CV511和CV512，第一谐振支节上的变容二极管通过偏置电压V2控制，第二谐振支节上的变容二极管通过偏置电压V3控制，第三谐振支节上的变容二极管通过偏置电压V4控制，第四谐振支节上的变容二极管通过偏置电压V5控制。更进一步的，所述主传输线包括顺次连接的第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线和第五微带线，第一微带线通过定值电容CF11连接低通滤波单元的微带传输线，第一微带线与第二微带线之间通过变容二极管CV611连接，第二微带线与第三微带线之间通过变容二极管CV612连接，变容二极管CV611的阴极与变容二极管CV612的阴极均连接在第二微带线上；第三微带线与第四微带线之间连接有定值电容CF12，第四微带线与第五微带线之间连接有定值电容CF13，第五微带线与输出微带线之间连接有定值电容CF14；第一微带线、第三微带线、第四微带线和第五微带线上分别连接有一个所述的谐振支节，且第一微带线、第三微带线、第四微带线和第五微带线上均连接有一个接地电阻，第二微带线上通过电阻连接偏置电压V6。可以理解的是，变容二极管CV611与CV612的作用是为了实现高通滤波单元调谐过程中的匹配，其电容值由偏置电压V6控制，接地电阻的作用是为了给变容二极管对提供直流接地。

下面对本发明实施例的可调滤波模组进行滤波性能仿真，具体采用的设置包括：介质基板选用罗杰斯5880，5GHz--7GHz频段采用基板厚度为0.254mm，其它频段采用基板厚度为0.508mm。单刀多掷开关与可调滤波模块之间使用同轴传输线相连接，开关状态由数字控制电路输出的控制信号确定。工作频率范围在7GHz以下的可调滤波模块采用二极管加载的微带电路(第一滤波电路)，工作频率范围在7GHz以上的可调滤波模块采用二极管加载的缺陷地电路(第二滤波电路)。

通过仿真分析，首先将2GHz--7GHz的频率范围分为2GHz--3.5GHz，3.5GHz--5GHz，5GHz--7GHz这三段进行调节。具体地，在2GHz--3.5GHz频段，变容二极管选用MA46H202，定值电容选用0603系列，容值为8pF，直流偏置电压通过电阻R为100K欧姆。在3.5GHz--5GHz频段变容二极管选用MA46H201与MA46H202，直流偏置电压通过电阻为100K欧姆，变容管处均为一对变容二极管背靠背方式连接，且级联一个缺陷地低通滤波器抑制谐波。在5GHz--7GHz频段，变容二极管选用MA46H201，直流偏置电压通过电阻为100K欧姆，由于电路尺寸变小，为方便焊接，变容管处均为定值电容加变容二极管方式连接。

对于7GHz-18GHz的频率范围，将频率范围划分为7GHz-9GHz,9GHz-11GHz,11GHz-13.5GHz,13.5GHz-16GHz,16GHz-18GHz这五段进行调节。具体地，变容二极管CV11,CV12,CV13,CV14,CV15,CV16,CV17,CV18,CV19选用MACOM公司的MAVR-011020-1411型号变容二极管，二极管CV211,CV212,CV311,CV312,CV411,CV412,CV511,CV512,CV611,CV612选用MACOM公司的MAVR-000120-1411型号变容二极管。电容CF11,CF12,CF13,CF14选用ATC公司的定值贴片电容。电阻选用封装型号0402的贴片电阻，阻值均为100K欧姆。

图4和图5展示了本发明实施例的滤波模组在2GHz，4GHz，7GHz，12GHz以及18GHz的S参数响应曲线，其中实线对应相对带宽为30％，虚线对应相对带宽为20％。可以看出，通过调节开关状态和变容二极管偏置状态，该滤波模组可在2-18GHz频率范围内实现中心频率与带宽的连续可调，该结果表明本发明设计理念正确可行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。