射频电调滤波器带宽调控方法研究

Radio frequency electrical tunable filters (RFETFs) with reconfigurable frequency responses will be the essential radio frequency (RF) devices for future multi-band wireless communication systems. In recent years, RFETFs with bandwidth control capability have become a hot topic in microwave/RF engineering. However, the traditional bandwidth control methods based on mixed coupling factor control cannot be used for the bandwidth control of filter topologies with pure electrical coupling. This research project aims at the research of novel central frequency and bandwidth control methodologies based on electrical coupling factor control, including the following two critical problems: (1) The co-control mechanisms of the resonant frequencies and the electrical coupling factors of RFETFs; Control methodologies for center frequency and bandwidth control of RFETFs. (2) The development of novel miniaturized planar RFETFs with bandwidth control, including the control form of 'constant fractional bandwidth', 'constant absolute bandwidth', 'tunable Bandwidth', 'continuous tunable' and 'switchable'.

射频电调滤波器具有频率响应可重构能力，是支撑未来无线通讯系统实现多频段覆盖的重要射频器件。近年来，具有带宽调控能力的射频电调滤波器成为了微波射频工程关注的热点之一。然而传统基于混合耦合实现带宽调控的方法缺乏对纯电耦合拓扑结构的调控能力。本课题拟致力于基于电耦合调控，研究新型射频电调滤波器中心频率与带宽协同调控方法。主要包括：（1）研究射频电调滤波器谐振频率与电耦合系数协同调控机制，开发新型射频电调滤波器中心频率与带宽协同调控方法；（2）研制具有带宽调控能力的新型平面小型化射频电调滤波器，包括“恒定相对带宽”、“恒定绝对带宽”、“带宽可控”、“连续可调”及“可切换”等调控形式。

射频电调滤波器具有频率响应可重构特性，是实现射频系统“宽频普适化”的核心器件之一。传统基于混合耦合实现带宽调控的方法缺乏对电耦合的调控能力，限制了交叉耦合等高级电调拓扑结构的发展。本课题致力于电耦合调控方法的研究，研究新型射频电调滤波器中心频率与带宽协同调控方法。. 该项目按计划要求顺利进行，并进一步展开了交叉耦合电调滤波器的研究，在电耦合系数调控、交叉耦合、数字化调谐等方面取得了丰硕的成果。1）提出了电耦合系数与谐振频率协同调控方法，分别设计了基于电耦合的集总式和分布式恒定带宽滤波器；2）提出了电、磁独立的双耦合谐振器及其耦合结构，研究了电、磁耦合系数与谐振频率的协同调控方法，设计了二阶、四阶交叉耦合恒定带宽电调滤波器，提升了电调滤波器的频率选择特性，为电调滤波器交叉耦合拓扑的进一步深入研究奠定了基础。3）研究了数字化调谐技术，设计了400MHz~800MHz 5bit纯数字化调谐的微带电调滤波器，在调谐范围内其输出三阶交调截取点平稳且不低于50dBm，优于现有变容二极管调谐技术的线性度，具有较好的实用前景。. 本项目相关研究成果已发表学术论文11篇，其中SCI收录5篇、EI收录6篇，申请中国发明专利3项。实现了项目预定的研究目标。.