HF滤波器制造技术

本发明专利技术涉及一种HF滤波器，所述HF滤波器的滤波器特征变量与调谐的相关性有所减小。滤波器包括各自与电声谐振器串联的基本构件以及串联在所述基本构件之间的阻抗变换器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】HF滤波器本专利技术涉及一种HF滤波器，其例如能够应用在便携式的通信设备中。例如移动无线电设备的便携式通信设备能够同时在多个不同频带中以及多个不同传递系统中进行通信。对此，它们一般包括分别设置用于相应频段及相应传递系统的多个HF滤波器。虽然现代的HF滤波器已然能够制成很小的尺寸，但因其数目众多及其错接复杂，布置有滤波器的前端模块还是相对较大并且其制作过程繁复且成本高昂。作为改善措施，可能提出可调谐HF滤波器。这类滤波器具有可调整的中间频率，因此可调谐滤波器原则上能够替代两个或多个常规滤波器。可调谐HF滤波器例如参阅公开文献US2012/0313731A1或EP2530838A1。在此，通过可调谐阻抗元件改变利用声波工作的谐振器的电声特性。参阅文献《ReconfigurableMultibandSAWFiltersforLTEApplications》，IEEESiRF2013，第153-155页，Lu等人著，可知可借助开关重新配置的滤波器。然而，已知的可调谐HF滤波器的问题尤其在于，调谐本身会更改滤波器的重要特性。例如，在调谐过程中，插入衰减、输入阻抗和/或输出阻抗发生变化。因此，本专利技术的目的是，提供一种HF滤波器，其能够在不更改其他重要参数的情况下进行调谐，并且技术人员在设计滤波器模块时具有额外的自由度。本专利技术用以达成上述目的的解决方案为独立权利要求1所给出的HF滤波器。本专利技术的附加实施方案参阅从属权利要求。HF滤波器包括串联的基本构件，它们分别具有电声谐振器。滤波器还包括串联在这些基本构件之间的阻抗变换器。阻抗变换器是阻抗逆变器和/或导纳逆变器。基本构件的谐振器要么仅是串联谐振器，要么仅是并联谐振器。HF滤波器中的基本构件例如具有阶梯型结构，在此，基本构件包括串联谐振器及并联谐振器。倘若串联谐振器或并联谐振器的谐振频率与反谐振频率相互适配地调谐，多个这样的基本构件串联实质上就会产生滤波作用。就此而言，本文所述的基本构件可以大致视为阶梯型电路的等分基本构件。考虑将阻抗逆变器或导纳逆变器用作阻抗变换器。在阻抗变换器将负载阻抗变换成输入阻抗的任意变换期间，明确指定阻抗逆变器或导纳逆变器的作用。如下所述，阻抗逆变器或导纳逆变器能够在辅助下用于双端口。具有矩阵元件A、B、C、D的链矩阵描述以其输出端连接至负载的双端口的作用，具体方式是，其指定如何将负载处产生的电压UL及流过负载的电流IL变换成施加于输入端的电压UIN及流入输入端IIN的电流：在此，将阻抗Z定义成电压与电流之比：借此，将负载阻抗ZL变换成输入阻抗ZIN：这样负载阻抗ZL表面上就像输入阻抗ZIN。现通过下列链矩阵来表征阻抗逆变器：如下对阻抗求逆。比例系数为K2。通过下列链矩阵来表征导纳逆变器：关于导纳Y得出：对导纳求逆。比例系数为J2。业已发现，在调谐HF滤波器时，并联谐振器与串联谐振器的并存对重要参数的可更改性具有显著影响。另外还发现，如果仅存在一种类型的谐振器，则调谐对这些参数的影响较小。因此，倘若仅有串联谐振器或者仅有并联谐振器，则HF滤波器在调谐时在插入衰减、输入阻抗和/或输出阻抗方面表现更加稳定。此外还发现，上述阻抗变换器适用于使串联谐振器表现为并联谐振器，反之亦然。特别是，由两个阻抗逆变器与介于其间的串联谐振器组成的串联电路对于其电路环境来说就像并联谐振器一样。特别是，两个阻抗逆变器与介于其间的并联谐振器串联对于其电路环境来说就像串联谐振器一样。因此，通过这些串联电路能够建立可更好调谐的HF滤波电路。这样就能如此配置HF滤波器，即阻抗变换器是阻抗逆变器，且谐振器是串联谐振器。这种滤波器无需并联谐振器。倘若将所述滤波器配置成带通滤波器或带阻滤波器，则其一般包括陡峭的右信号沿。所述滤波器能够用于双工器中。由于陡峭的右信号沿，优选作为发射滤波器。亦即，发射频带位于接收频带之下。倘若调换发射频带与接收频带的相对布置，则所述具有串联谐振器的滤波器优选位于接收滤波器中。另外，还能如此配置HF滤波器，即阻抗变换器是导纳逆变器且谐振器是并联谐振器。这种滤波器无需串联谐振器。倘若将所述滤波器配置成带通滤波器或带阻滤波器，则其一般包括陡峭的左信号沿。所述滤波器也能够用于双工器中。由于陡峭的左信号沿，优选作为接收滤波器。亦即，接收频带位于发射频带之上。倘若调换发射频带与接收频带的相对布置，则所述具有串联谐振器的滤波器优选位于发射滤波器中。可行的是，所述阻抗变换器不仅包括电容性元件，而且包括电感性元件作为阻抗元件。然而，还可行的是，所述阻抗变换器仅包括电容性元件或者仅包括电感性元件。于是，所述阻抗变换器仅由无源的电路元件组成。特别是，如果所述阻抗变换器仅包括几个或完全没有电感性元件，则其可能在多层基片的金属层中实现结构化的金属区。可行的是，所述阻抗变换器除电感性元件或电容性元件之外还包括相移线路。然而，还可行的是，所述阻抗变换器由相移线路组成。此外，相移线路也能够以简单紧凑的方式集成于多层基片中。可行的是，通过对称描述矩阵B来描述所述滤波器。现有完全通过描述矩阵来描述的滤波电路。矩阵B包含表征滤波器的各个电路组件的矩阵元件。包括三个串联的谐振器R1、R2、R3并且在输入侧与源阻抗ZS连接而在输出侧与负载阻抗ZL连接的滤波电路会具有下列形式：然而，该电路不会作为带通滤波器工作。倘若两个外侧的串联谐振器如此通过阻抗逆变器来屏蔽，即它们相应表现为并联谐振器，则获得一种就像阶梯型结构并通过下列描述矩阵来描述的结构。在此，KS1代表源阻抗ZS与第一谐振器之间的阻抗逆变器。K12代表第一谐振器与第二谐振器之间的阻抗逆变器。一般而言，逆变器变量的指数表示其间布置有相应逆变器的谐振器。Bij＝Bji，即矩阵关于其对角线对称。在图1中示出与方程式(9)相关的滤波电路。所述谐振器由矩阵对角线上的变量来描述。所述阻抗变换器由对角线正上方和正下方的次对角线上的变量来描述。可行的是，该滤波器包括第二阻抗变换器，其与滤波器的一段并联。该段包括具有一个基本构件与两个阻抗变换器的串联电路。于是，所述描述矩阵包含位于上方次对角线之上或下方次对角线之下的条目。可行的是，所述基本构件的谐振器中的至少一个可调谐。原则上，特别是当谐振器之一可调谐时，考虑使用BAW谐振器(BAW＝BulkAcousticWave＝体声波)、SAW谐振器(SAW＝SurfaceAcousticWave＝表面声波)、GBAW谐振器(GBAW＝GuidedBulkAcousticWave＝导行体声波)和/或LC谐振器。利用声波工作的谐振器元件基本上具有一方面由电容性元件C0组成的并联电路以及另一方面具有电感性元件L1和电容性元件C1的串联电路的等效电路图。这种谐振器元件具有其谐振频率：及其反谐振频率：倘若谐振器除谐振器元件之外还包括与谐振器元件串联和/或并联的可调谐元件，诸如可调谐的电感性元件或电容性元件，则构成具有可变的频率特性的谐振器。在此，谐振频率取决于L1和C1，而不取决于C0。反谐振频率还取决于C0。通过改变可调谐阻抗元件的阻抗，能够使等效电路图的C0与L1相互独立地变化。与此同时，能够相互独立地调整谐振频率与反谐振频率。作为具有能够借助可调谐阻抗元件来更改其特征频率的谐振器元件的谐振器的替代方案或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种HF滤波器(F)，其包括：‑串联的基本构件(GG)，其分别具有电声谐振器(R)，‑在所述基本构件(GG)之间串联的阻抗变换器(IW)，其中‑所述阻抗变换器(IW)是阻抗逆变器(K)和/或导纳逆变器(J)；以及‑所述基本构件(GG)的谐振器(R)要么仅是串联谐振器(S)，要么仅是并联谐振器(P)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.20 DE 102014111912.61.一种HF滤波器(F)，其包括：-串联的基本构件(GG)，其分别具有电声谐振器(R)，-在所述基本构件(GG)之间串联的阻抗变换器(IW)，其中-所述阻抗变换器(IW)是阻抗逆变器(K)和/或导纳逆变器(J)；以及-所述基本构件(GG)的谐振器(R)要么仅是串联谐振器(S)，要么仅是并联谐振器(P)。2.根据上述权利要求中任一项所述的HF滤波器，其中所述阻抗变换器(IW)是阻抗逆变器(K)并且所述谐振器(R)是串联谐振器(S)。3.根据权利要求1所述的HF滤波器，其中所述阻抗变换器(IW)是导纳逆变器(J)并且所述谐振器(R)是并联谐振器(P)。4.根据前述权利要求中任一项所述的HF滤波器，其中，作为阻抗元件，所述阻抗变换器(IW)包括：-电容性元件(CE)和电感性元件(IE)，或者-仅电容性元件(KE)，或者-仅电感性元件(IE)5.根据前述权利要求中任一项所述的HF滤波器，其中，所述阻抗变换器(IW)包括相移线路。6.根据前述权利要求中任一项所述的HF滤波器，其中，通过具有Bij＝Bji的对称描述矩阵B来描述所述HF滤波器。7.根据前述权利要求中任一项所述的HF滤波器，所述HF滤波器还包括与所述滤波器(F)的一段并联的第二阻抗变换器(IW)，其中该段包含具有基本构件(GG)与两个阻抗变换器(IW)的串联电路。8.根据前述权利要求中任一项所述的H...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃德加·施密德哈默，
申请(专利权)人：追踪有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US