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可重构平板滤波器因为电可重构或可调微波滤波器在提高现在或将来的无线系统中将发挥越来越大的作用,所以吸引了很多这方面的研究。比如,在新兴的超宽带技术中,需要很宽的频带。然而,频谱资源是非常珍贵有限的。所以,一定的频带宽度内,存在很多的应用目的。这样,就意味着在在例如的超宽带应用中存在很多不需要的信号。这些随着时间和地方不断变化的无用信号就可能干扰到超宽带系统。解决方法之一就是在超宽带滤波器的通带内引进一个电可控或可调的狭小阻带。这样的电可调滤波器也可以用于宽带雷达或电子战系统。试预想未来的能被认可的无线电和雷达的应用,毫无疑问,电可调滤波器将在无线系统中发挥至关重要的作用。一般情况下,制作一个电可重构滤波器,需要将有源开关或可调器件,如PIN管,变容二极管,射频(RF)微系统(MEMS)或其他以功能材料为基础的元件,包括铁电变容二极管集成在无源滤波结构中。因为微带滤波器具有小型化的特点,所以基于微带结构的可调或可重构滤波器已经成为了研究的热点。这些滤波器可以分为可调梳状带通滤波器,射频可调微机电系统(RFMEMS)滤波器,可调压电换能器(PET)滤波器,可调高温超导体(HTS)滤波器,可重构超宽带滤波器,可调双频滤波器,可调带阻滤波器,可重构/可调双模滤波器,和基于交换式延迟线方法的可重构带通滤波器。下面将介绍近期一些典型的电可重构微带滤波器。可调梳状滤波器微带梳状滤波器是可调或可重构带通滤波器最常用的结构。图1是一个三极可调梳状滤波器的示意图,其中每一个微带谐振器的长度都比在工作频率时的四分之一波长更短,并且一端短路,另一端接变容二极管。在这个例子中,偏置网络由基于铁电材料或钛酸锶钡薄膜的变容二极管和电容构成的各个隔直电路组成。通过改变变容二极管两端的直流偏置电压能够调整带通滤波器的中心频率。图二显示的是一个基于BST薄膜集成单片的可调梳状滤波器实物图和测试图。如[3]所述,直流偏置BST薄膜上附有一层具有阻性的氮化钽(TAN)薄膜。氮化钽薄膜的表面电阻约为1-10KΩ/㎡。它可以导通直流偏置信号,从而减小其对射频信号的影响。考虑到更复杂的射频微波电路,集成拥有氧化铝基板,铜电极,介质通孔的BST薄膜的电容器具有其优越性。图1可调梳状带通滤波器结构图2(a)X频段(8-12GHz)BST薄膜集成单片的可调梳状滤波器,(b)测试结果随着中心频率的偏移,带宽也会随之变化,这是一个常见的问题。通常来说,要想获得一个独立与频率变化的绝对通带带宽,耦合系数必须与调谐的频率成反比。已经有解决这个问题的一些技巧,例如[4]和[8]。在[8]中,变容调谐的梳状滤波器使用的是阶梯阻抗微带谐振器。这样,里面的谐振耦合能够很好的满足恒定带宽的要求,并且微带线拥有更短的电长度。同时,输出或输入端耦合网络的集总电感能够使外部的品质因数(Q)随着频率的变化而变化。事实上,一个这种类型的四级带通滤波器在2GHz点的3dB通带带宽在250MHz的调谐范围内变化了3.2%。在[4]中,理论研究表明,可调N级滤波器通带的中心频率的变化量与平均带宽的比值与损耗或调谐二极管的Q值和滤波器级数有关。其中,N是谐振器的个数。因为Q值得大小与功率损耗成反比,所以,损耗越大,Q值越小。一般来说,调谐范围随着Q值的减小,或N的增大而减小。源或负载的多谐振器耦合能够应用于设计可调梳状滤波器,而且多个传输零点,能够改善上阻带的性能。就像[9]中所述,通过在经典的梳状耦合线间增加两个新的耦合线就能够实现,如图(3)所示,在耦合线中的连接源和负载的两条很细的微带线。图3(b)是滤波器的测试结果,图中在滤波器的上阻带有五个传输零点。这个滤波器的中心频率在750-900MHz内可调。滤波器使用的是飞利浦公司的BB149变容二极管,当偏置电压在0-20V间变化时,该二极管的电容值在2-20pF内变化。变容二极管的偏置为6.8pF和22nH。图3(a)多级源/负载谐振耦合三极点可调梳状滤波器,(b)测试结果RFMEMS可重构滤波器在谐振器滤波器中使用RFMEMS开关代替变容二极管改变谐振器的长度或电路性能,这就构成了第二种可重构滤波器。这种情况下,电可调通常变为数字化,而且在一个很大的调谐范围内有良好的性能,包括低损耗和高线性度。图4所示就是这样的一个滤波器。如[11]所表述的那样,制作于高阻性硅介质上的拓扑结构基于分布式半波长谐振器。这是一个2谐振器带通滤波器,每个谐振器的末端都有一个电容,这样在低损耗情况下就有一个近似2位的中心频率偏移。该滤波器的测试结果如图4(b)所示,在四个中心频率点都重构出近似的通带宽度。关于不同的4位RFMEMS可调滤波器的前期工作在[13]中有提到。这个滤波器在其调谐范围6.5-10GHz内有16个邻近的滤波器响应曲线,