基于耦合传输线的带通滤波器制造技术

一种带通滤波器(BPF)。该BPF包括：实现为第一传输线的第一谐振器；实现为第二传输线的第二谐振器；以及位于第一谐振器线和第二谐振器之间的耦合器，其中，所述耦合器被设计成产生通带，使得输入传输信号内的特定频率被滤除。在一个实施方式中，所述耦合器是3分贝混合耦合器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于耦合传输线的带通滤波器相关申请的交叉引用本专利申请要求2017年5月11日提交的美国临时申请No.62/504,907的权益，其内容通过引用结合于此。
本公开总体上涉及带通滤波器，并且更具体地涉及基于适合于高频的耦合传输线的带通滤波器。
技术介绍
带通滤波器(BPF)是用于对所连接的设备的不想要的频率信号进行滤波的电子部件。也就是说，带通滤波器允许特定范围内的频率，并且抑制或衰减该范围外的频率。在图1中示出了BPF的典型传输函数，其显示了被允许通过BPF的带宽(即通带130)的曲线图100。如曲线图100所示，通带130是从最小频率f1100到最大频率f2120的允许频率的范围。如图1的曲线图100的垂直轴上所示，通带130的振幅140以分贝(dB)为单位测量，并且指示所传输的通带的功率。所指示的振幅的值与所传输的频率的插入损耗或信号损耗的量有关。另外，曲线图100指示相对陡峭的抑制曲线150，即，从衰减信号过渡到通带中的信号曲线的斜率。陡峭的抑制曲线允许BPF的最佳应用，因为越陡峭的抑制曲线允许更多的期望频率成功地通过滤波器，同时防止更多的不期望频率通过滤波器。期望的BPF的要求包括通带中的低信号损耗，以及当BPF安装在传输线内时的低插入损耗，即信号功率的损耗。另外，优选陡峭的抑制曲线以使被允许通过BPF的不想要的频率(包括接近通带的频率)的量最小化。许多当前可用的BPF采用具有特定频率的谐振的一个或多个谐振器。频率接近谐振频率的信号通过滤波器，而远离滤波器的信号被阻挡。在现有技术中，当前谐振器的三种主要设计包括：(a)基于电容器和电感器的谐振器；(b)基于表面和体声波滤波器(称为SAW和BAW滤波器)的谐振器；以及(c)基于介电材料中的腔的谐振器。图2示出了具有四个LC谐振器的BPF200的电路图，每个LC谐振器包括并联配置并耦合在一起的电感器(由L指示)和电容器(由C指示)。每个谐振器为衰减信号和通带之间的过渡提供附加精度。仅一个谐振器通常不足以提供期望的抑制曲线陡度。因此，几个连续且连接的谐振器经常一起使用。SAW类型和BAW类型的BPF(未示出)在现代无线通信设备中是流行的设计，因为它们除了具有～0.5-3.0dB的合理可接受的插入损耗之外，还具有对于不想要的频率(在接近通带～50MHz处～30-50dB)的高抑制率。然而，这种类型的BPF具有主要限制。具体地，SAW型滤波器仅对高达～3.5GHz的频率有效，但不能对目前正在开发并用于许多设备的较高频带(例如，6GHz、28GHz等)进行滤波。此外，BAW型滤波器制造起来可以非常昂贵，并且同样对28GHz频带无效。另外，SAW类型和BAW类型的BPF产生的通带相对较窄(大约在70MHz-100MHz之间)并且不能被调整。另外，SAW型和BAW型滤波器通常受限于通带的单个固定宽度，而现代电信技术需要可调整通带。标准BPF的其他限制来自于其结构。作为示例，可以使用传输线来构建简单的微波谐振器，其中传输线必须具有等于通带中心处的电磁波的波长的四分之一的特定长度。在这种情况下，设计以特定频率(即通带中心的频率)谐振。然而，这种单谐振器BPF虽然设计简单，但常常不能提供足够陡的抑制曲线。图3示出了具有几个连接的LC谐振器的标准BPF300。为了增加抑制曲线，可以将几个基于单个传输线的谐振器彼此耦合。每个附加谐振器允许增加抑制斜率的陡度，但同时增加插入损耗。因此，期望抑制曲线的陡度和最小化插入损耗之间的适当平衡。用于将几个谐振器连接在一起的标准方法是在它们之间建立电容性和/或电感性连接，如图3所示，其中各种电容器C1和C2连接到各种电感器L1和L2。在Pi(π)滤波器配置中，一个电感器被两个电容器围绕(形成希腊字母Pi(π))。在T型过滤器配置中，“T”几何形状由两个电感器和单个电容器形成。然而，当与非常高的频率一起使用时，这些设计是有问题的，其中对于期望的连接需要特别低的电容值。使用基于LC谐振器的BPF很难以足够的容限实现该低电容值。因此，提供一种将克服上述限制的带通滤波器将是有利的。
技术实现思路
下面是本公开的几个示例性实施方式的概述。提供本概述是为了方便读者提供对此类实施方式的基本理解，且并非完全界定本专利技术的广度。此概述并非对所有预期实施方式的广泛概述，其目的既不识别所有实施方式的关键或关键要素，也不描绘任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一个或多个实施方式的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。为方便起见，本文中可使用术语“一些实施方式”来指代本公开的单个实施方式或多个实施方式。本文公开的特定实施方式包括带通滤波器(BPF)，其包括：实现为第一传输线的第一谐振器；实现为第二传输线的第二谐振器；以及位于第一谐振器线和所述第二谐振器之间的耦合器，其中，所述耦合器被设计成产生通带，使得输入传输信号内的特定频率被滤除。本文所公开的特定实施方式还包括带通滤波器(BPF)，其包含：第一耦合器，该第一耦合器被配置为接收传入信号并将传入信号分割为第一信号和第二信号；至少两个谐振器，其中，第一谐振器被配置为接收所述第一信号并且所述第二谐振器被配置为接收所述第二信号；以及第二耦合器，该第二耦合器被配置为接收所述第一信号和所述第二信号，并且将所述第一信号和所述第二信号重新组合为重组信号。附图说明在说明书的结尾处，在权利要求中特别指出并清楚地要求本文公开的主题。从下面结合附图的详细描述中，所公开的实施方式的前述和其他目的、特征和优点将是显而易见的。图1是通过带通滤波器的频率的曲线图。图2是具有四个谐振器的基于LC谐振器的带通滤波器的示例图。图3是具有多个连接的LC谐振器的标准BPF。图4A是根据实施方式的具有两条传输线的谐振器的第一配置。图4B是根据实施方式的具有两条传输线的谐振器的第二配置。图4C是根据实施方式的具有两条传输线的谐振器的第三配置。图5A是根据实施方式的环形谐振器传输线的前视图。图5B是根据实施方式的环形谐振器传输线的顶视图。图6A是根据实施方式的连续耦合谐振器单元的框图。图6B是根据替代实施方式的连续耦合谐振器单元的框图。图7是根据实施方式的包括3dB耦合器的连续耦合谐振器单元的框图。图8是根据实施方式的耦合谐振器单元的替代示例的框图。图9是示出根据实施方式的带通滤波器的组合的所得传输信号的图。图10A是示出使用根据实施方式公开的带通滤波器的传输函数的曲线图。图10B是示出使用根据替代实施方式公开的带通滤波器的传输函数的曲线图。具体实施方式重要的是要注意，这里公开的实施方式仅仅是这里的创新教导的许多有利使用的示例。通常，在本申请的说明书中作出的陈述不一定限制所要求保护的各种实施方式中的任何一个。此外，一些陈述可适用于一些创造性特征，但不适用于其他特征。通常，除非另有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带通滤波器(BPF)，其包括：/n实现为第一传输线的第一谐振器；/n实现为第二传输线的第二谐振器；以及/n耦合器，该耦合器位于第一谐振器线和所述第二谐振器之间，其中，所述耦合器被设计成产生通带，使得输入传输信号内的特定频率被滤除。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170511 US 62/504,9071.一种带通滤波器(BPF)，其包括：
实现为第一传输线的第一谐振器；
实现为第二传输线的第二谐振器；以及
耦合器，该耦合器位于第一谐振器线和所述第二谐振器之间，其中，所述耦合器被设计成产生通带，使得输入传输信号内的特定频率被滤除。


2.根据权利要求1所述的BPF，所述BPF进一步包括：
在所述第一传输线和所述第二传输线之间的电容耦合链路。


3.根据权利要求1所述的BPF，所述BPF进一步包括：
在所述第一传输线和所述第二传输线之间的电感耦合链路。


4.根据权利要求1所述的BPF，其中，所述第一传输线和所述第二传输线各自形成环形谐振器。


5.根据权利要求4所述的BPF，其中，所述第一传输线与所述第二传输线同轴平行地定位。


6.根据权利要求4所述的BPF，其中，所述第一传输线平行于所述第二传输线定位并且沿着与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·达希亚，埃兰·沙克德，
申请(专利权)人：伊根图有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL