LC电调带通滤波器的设计

·研究与设计·
ＬＣ电调带通滤波器的设计
杨赤如，刘亚宁，陈晓阳 （航天二院２３所，北京１００８５４） Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＬＣ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｂａｎｄｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ
ＹＡＮＧ Ｃｈｉ—ｒｕ，ＬＩＵ Ｙａ—ｎｉｎｇ，ＣＨＥＮ Ｘｉａｏ—ｙａｎｇ （Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｃｈａｎｇｆｅｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８５４，Ｃｈｉｎａ）
图２是一种可调滤波器的谐振单元原理图。Ｌ。 和Ｃ，，Ｌ。与Ｃｚ分别组成谐振节，它们决定着滤波 器的中心频率；Ｃ。是耦合电容，决定着滤波器的相 对带宽。如果希望滤波器相对带宽不变，只调节中 心频率，则Ｃ。可采用固定容值的电容器或微带实 现，Ｃ，与Ｃ：分别用变容管或ＹＩＧ小球实现。文献
万方数据
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另外，固定其它所有参数，通过只调节Ｃ¨Ｃ，：可得 到中心频率可调、带宽基本不变的结果，如图５所 示。
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LC电调带通滤波器的设计
作Biblioteka Baidu： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
杨赤如， 刘亚宁， 陈晓阳， YANG Chi-ru， LIU Ya-ning， CHEN Xiao-yang 航天二院23所,北京,100854
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收稿日期２００９一０５—２６
有机ＥＬ元件传喜讯低成本化又进一步
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图１梳状线司调滤波器
［２］对此已有深入研究。 综合考虑以上两种结构不便于在２５ ｍｍ×１３
ｍｍ×７ ｍｍ体积内实现１２０ ＭＨｚ左右的ＬＣ可调 滤波器，本文采用一种新的方法桥接网络法［３＿４］。 桥接网络法的椭圆类型滤波器原理图如图３所示， Ｌ，～Ｌ。、Ｃ。控制带宽，Ｃ，，，Ｃ，：控制中心频率。根据 可调滤波器性能的需要决定Ｃ。，ｃｖ，与Ｃ，。中哪些作 为可调元件及其调谐范围。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｉｇｎｓ ａ Ｌｕｍｐｅｄ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ（ＬＣ）ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｔｕｎａｂｌｅ ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ｂｙ ｅｍｐｌｏ— ｙｉｎｇ ａ ｎｏｖｅｌ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ—ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｍｅｔｈｏｄ．Ｉｔｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ａｒｅ ｔｕｎａｂｌｅ １ ｄＢ ｂａｎｄ— ｗｉｄｔｈ ｆｒｏｍ １１０—１２５ ＭＨｚ ｔｏ １１０—１５５ ＭＨｚ，ｓｍａｌｌ ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ ２５ ｍｍＸ １３ ｍｍＸ ７ ｍｍ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅ ｉＳ ｆｏｒｗａｒｄ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ ｅｌｌｉｐｔｉｃ ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ｏｆ ｔｈｉｓ ｎｏｖｅｌ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇ ａ ｔｕｎａｂｌｅ ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ｗｉｔｈ ｂｅｔｔｅｒ ｓｔｏｐｂａｎｄ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ．
真空电子技术 VACUUM ELECTRONICS 2009，""(6) 0次
参考文献(8条)
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ｆ／ＭＨｚ
图４带宽可调的设计结果
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图５ 中心频率可调的设计结果
图２可调滤波器的谐振单元原理图
图３桥接网络法的椭圆类型滤波器原理图
３仿真设计 为了实现１ ｄＢ通带连续可调范围从１１０～１２５
ＭＨｚ至１１０～１５５ ＭＨｚ、体积２５ ｍｍ Ｘ １３ ｍｍ Ｘ ７ ｍｍ的ＬＣ电调滤波器，本文采用如图３所示的电 路结构，用ＥＤＡ软件优化设计的结果如图４所示。
本文采用桥接网络的设计方法，结合ＥＤＡ软 件强大的优化功能，设计了一个ＬＣ电调带通滤波 器。采用变容二极管做为电调元件，１ ｄＢ通带连续 可调范围为：１１０～１２５ ＭＨｚ至１１０～１５５ ＭＨｚ，体 积为２５ ｍｍＸ １３ ｍｍＸ ７ ｍｍ。
ｌ 电调滤波器基本原理 电调滤波器通常把钇铁（ＹＩＧ）小球和变容二极
在少有好消息的有机ＥＩ。行业，最近从日本传来了两则喜讯。 一是卡西欧计算机与凸版印刷为量产有机ＥＬ显示器，将就中小尺寸显示器业务展开合作。卡西欧一 直致力于降低有机ＥＬ显示器成本，在２００４年的学会“ＳＩＤ”上，该公司发布了利用非晶硅（ａ—Ｓｉ）ＴＦＴ和喷墨 技术形成的高分子型有机ＥＬ显示器。如果采用该技术能够实现量产，将具有划时代意义。 二是柯尼卡美能达将投建有机ＥＬ照明产品试产线。该公司计划采用柔性底板，利用涂布型卷对卷方 式量产。虽然技术难度很大，但得以实现的话可大幅降低成本。如果能将该技术应用于显示器，有机ＥＬ显 示器的成本或许会更快降低。 另一方面，据韩国调查公司Ｄｉｓｐｌａｙｂａｎｋ表示，凭借有源矩阵型有机ＥＬ显示器独占鳌头的韩国移动显 示器（ＳＭＤ）已开始筹划下一条生产线。将采用５．５代（１３２０ｍｍ×１５００ｍｍ）尺寸的玻璃底板来生产３０英寸 电视。在扩大底板尺寸的同时提高生产能力并利用量产效应降低制约低成本化的瓶颈——有机ＥＬ材料价 格，这正是三星式制胜策略。 但如果届时采用的技术是原有技术的延伸，即使底板尺寸提高１代，恐怕在成本方面仍然无法与液晶显 示器正面较量。从１０月份召开的学会“ＩＭＩＤ”上公布的情况来看，ＴＦＴ底板技术方面“ＳＧＳ（Ｓｕｐｅｒ Ｇｒａｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）”ＴＦＴ和氧化物ＴＦＴ都切实取得了进步，但“ＬＩＴＩ（Ｌａｓｅｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ）”等有机ＥＬ元 件制造技术方面，大尺寸化道路仍然崎岖曲折。
［３３ Ｉｎｄｅｒ Ｂａｈｌ，Ｐｒａｋａｓｈ Ｂｈａｒｔｉａ．郑新，赵玉洁，刘永宁，等 译。微波固态电器设计［Ｍ］．北京：电子工业出版社，
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万方数据
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ｆ／ＭＨｚ
图８一个，两个，三个谐振单元的Ｓ：。幅频特性
图９两个谐振单元的电路原理图
参 考 文献
Ｉ－１－１袁建荣，曹桂兴，吴须大．电调微带滤波器的一种简单 设计方法［Ｊ３．空间电子技术，２００５，（３）：６０—６４．
逊竺竺型婴‘盈图圆
Ｅ２３张鹏飞，吴献忠．基于ＡＤＳ仿真的６７０～１３５０ ＭＨｚ电 调滤波器设计［Ｊ］．通信对抗．２００４，（４）：４ｌ一４４．
关键词：ＬＣ滤波器；电调滤波器；桥接网络法；椭圆类型带通滤波器 中图分类号：ＴＮ７１３＋５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－－８９３５（２００９）０６－－００４４－－０４
滤波器是一种二端口网络，它具有频率选择特 性。目前由于在雷达、微波通讯中，多频率工作越来 越普遍，对频率的分隔要求也相应提高，系统要求滤 波器具有高的Ｑ值和宽的可调带宽，且通带性能恶 化量很小。因此，可调滤波器作为一种新型的滤波 器，越来越受到重视。按调谐方式分，可调滤波器可 分为机械调谐式、磁调谐式和电调谐式。电调滤波 器因为其调谐速度快、工作频带宽、体积小、易于集 成和成本低等优点，在通信、电子战和电子支援措施 等系统中有着广泛应用。
万方数据
４实测结果 图３中Ｃ。采用的东芝１ＳＶ３２５变容二极管，
Ｃ。，，Ｃ，：采用固定容值的电容器，带宽可调的ＬＣ可 调带通滤波器实测结果如图６所示，１ ｄＢ通带连续 可调范围满足要求（１１０～１２５ ＭＨｚ至１１０～１５５ ＭＨｚ），其中最大插损为５．７ ｄＢ、最小插损为１．８
ｄＢ。
５ 讨论 如图３所示的电路结构可以实现几ＭＨｚ至几
管用做电调滤波器的调谐元件，通过改变滤波器谐 振器上ＹＩＧ小球或变容管的电压达到所要求的电 容值，从而实现调节滤波器的带宽及中心频率等性 能，满足系统需要。变容管Ｑ值比ＹＩＧ小球的Ｑ 值低得多，因此１０ ＧＨｚ以上一般不用变容管做电 调滤波器的调谐元件。
梳状线可调滤波器如图ｌ所示［１］，微带谐振器 １～ｎ一端接地，另一端加载电容参与谐振，微带线０ 与竹＋１为滤波器的输入输出阻抗变换器。通过Ｇ． ……Ｃ，的改变，滤波器中心频率将在一定范围内平 移，达到调谐目的，从而实现可调滤波器。１ ＧＨｚ 以下的滤波器如果采用梳状线滤波器体积比较大。
ＧＨｚ的可调滤波器，频率越高，元件值越小、元件值 精度越高。几百ＭＨｚ以内仍可以采用ＬＣ滤波器 形式，但频率上８ ＧＨｚ以后，Ｌｔ～Ｌｚ小于０．１ ｎＨ， Ｌ。～Ｌ。小于０．５ ｎＨ。这时Ｌ。～Ｌ。采用微带线实 现很方便。８ ＧＨｚ可调滤波器设计图７所示，图（ａ） 与（ｂ）所对应的Ｌ１～Ｉ。５均相同，在￡，一１２．９，ｈ＝ ０．２ ｍｍ，ｔ＝４．５“ｍ的基片上尺寸如表１所示。
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Ｈ譬＝、：∞ Ｎ王＝、．订
ｆ／ＭＨｚ （ａ）仁反向偏置电压２４Ｖ的＆。幅频特性
ｆ／ＭＨｚ （ｂ）ｑ反向偏置电压２４Ｖ的ｓ。．幅频特性
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ｆｌＭＨｚ （ｃ）ｃｂ偏置电压４．５￣６．５Ｖ的Ｓ２ｌ幅频特性
ｆ／ＭＨｚ （ｄ）ｑ反向偏置电压４．５－，６．５Ｖ的ｓ。幅频特性
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＬＣ ｆｉｌｔｅｒ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｔｕｎａｂｌｅ ｆｉｌｔｅｒ；Ｂｒｉｄｇｅ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｍｅｔｈｏｄ；Ｅｌｌｉｐｔｉｃ ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ
摘要：本文采用桥接网络法设计了一个ＬＣ电调带通滤波器，１ ｄＢ通带连续可调范围为：１１０～１２５ ＭＨｚ至１１０～１５５ ＭＨｚ、体积为２５ ｍｍＸ １３ ｍｍＸ７ ｍｍ。对桥接网络法的椭圆类型滤波器做了深一层研究，找到了提高其矩形系数及带外抑制 的改进方法。
注：图中曲线０～１０分别对应反向偏置电压２～７ Ｖ，间隔为０．５ Ｖ的实测幅频特性
图６ ＬＣ电调滤波器实测结果
∞
罩
∞ｐ，，心
汀
ｆ／ＧＨｚ
图７ ８ ＧＨｚ可调滤波器设计结果
表１ Ｌ。～Ｌ５尺寸
另外，如果滤波器要求高矩形度及高阻带抑制， 可以将图３所示的电路结构作为一个可调滤波器的 谐振单元，例如上述１１０ ＭＨｚ可调滤波器再级联一 阶、两阶谐振单元的结果如图８中曲线２，３所示，其 中曲线１为单个谐振单元的情况。两级谐振单元的 原理图如图９所示。