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1可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

吴 边

西安电子科技大学

AEMC GroupE-mail: bwu@mail.xidian.edu.cn

Tel: 029-88204068

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2可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

现代无线通信系统的发展日益受到频谱资源紧

缺等问题的制约，各种新兴的无线通信平台例如GPS、3G、WLAN、UWB等不断涌现，需要在有

限频谱范围内实现多种信号传输。而多通带、扩跳频和动态频率分配等频谱技术的应用，希望射频器件尤其是滤波器能满足快速电调或可重构的需要。

一、研究背景

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3可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

典型无线通信系统平台

Radio/TV广播电视系统 2G/3G移动通信系统

WLAN无线局域网系统 UWB超宽带系统

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4可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

可重构滤波器属于可调滤波器的范畴，它通

过不同的直流偏置控制电子开关的选通或变容二极管的容值，改变滤波器的元件特性与阻抗效应，获得不同的谐振频率和工作带宽，从而实现滤波器的结构重组和频率调谐。电可调或可重构微波滤波器满足自适应预选频和多信道传输，提升了无线通信系统的容量，已得到越来越多的关注和研究。

可重构滤波器=有源器件+无源滤波器

常用有源器件：PIN开关、变容二极管，射频微机电系统(MEMS)

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5可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

军事通信领域：采用电控机械调谐滤波器或可选滤波器组, 满足大功率和低损耗，但适应快速跳频体制的电调或可重构滤波器技术还不成熟；

民用领域：商业应用起步较晚，主要由于材料工

艺、体积重量以及损耗隔离等性能指标与国外尚有明显差距。

研究意义：研究各种可重构滤波器的设计原理、

结构特点和实现方法，解决低损耗、高抑制、多通带、恒定带宽、宽调谐范围等可重构滤波器的工程设计难题，加快可重构滤波器技术在无线通信领域的推广应用。

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6可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

二、可调滤波器分类

可调滤波器

机械调谐

电调谐

手调

电控

磁调谐

功率容量大，Q值高，插损低

调谐速度快，插损低

变容管PIN开关

铁氧体

调谐频带宽、线性好、可靠性高

YIG

MEMS

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7可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

三、国内外研究现状

K&L 2~32M分段电调 K&L V/UHF手调

K&L V/UHF电调 K&L 11G手调

美国K&L公司产品

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8可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

开关控制电调滤波器原理 梳状线电调滤波器原理

开关与变容电调滤波器原理

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9可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

0.5~1.0G

5~20G

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10可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

3级梳状线电调滤波器

750~900M

4级双模电调滤波器

860~960M

MEMS开关电调滤波器

25~75M

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11可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

500~1000M 1.2~2G

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12可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

0.5~1.0G2~3G

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13可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

1.4~1.9G0.6~1.0G

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14可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

11.5~12.2G1~1.6G

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15可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

220~400M

0.8~1.6G

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16可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

1.3~1.9G

220~400M

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17可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

400~600M4~6G

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18可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

4~7G2~2.5G

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19可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

SIW电调滤波器

1.2~1.6G

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20可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

MEMS-on-LTCC

18~26G

0.5~1G

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21可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

0.85~1.75G

MEMS开关电调滤波器

1.6~2.4G 1.6~2.4G

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22可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

4~6G 4.1~5.6G 3.76~5.17G

MEMS开关电调滤波器

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23可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

6.5~10G 12~18G 18.6~21.4G

MEMS开关电调滤波器

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24可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

1C1W

2W

g

1L

chokeL 2L

3L

1CchokeL

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

|S21

(dB

)|

Frequency(GHz)

1V 2V 2.5V 3V 4V 5V

1C1W

2Wg1L

chokeL

2L

3L

1C

2C2CR

RchokeL

portL

portL

0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

|S21

|(dB

)Frequency(GHz)

3V 4V 5V 7V 9V 13V

0.8~1.1G1.3~1.5G

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25可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

四、课题组研究方向

(1)多耦合高抑制可重构滤波器

(2)带隙加载超宽带可重构滤波器

(3)多模多通带可重构滤波器

(4)恒定带宽可重构滤波器

(5)多层LTCC可重构滤波器

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26可调滤波器研究概况可调滤波器研究概况

谢谢!