紧凑型带通滤波器制造技术

一种紧凑型带通滤波器(BPF)，其包括第一传输线，该第一传输线电磁耦合到第二传输线；以及隔离表面，该隔离表面位于所述第一传输线和所述第二传输线之间，其中，所述隔离表面包括被设计为在所述第一传输线和所述第二传输线之间产生期望的电磁耦合的至少一个孔，其中，所述耦合产生通带，使得输入传输信号内的特定频率被滤除。

Compact bandpass filter

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】紧凑型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，并且更具体地涉及具有紧凑尺寸并且以陡峭的抑制斜率提供最小插入损耗的带通滤波器。
技术介绍
带通滤波器(BPF)是用于为所连接的设备滤除不想要的频率的电子组件。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。例如，图1示出了通过理想BPF的频率的曲线图。允许通过的带宽，即曲线图上所示的通带，是从最小频率f1延伸到最大频率f2的频率范围。如曲线图的垂直轴上所示，通带的振幅以分贝为单位测量，并且指示传输频率的插入损耗或信号损耗的量。理想的BPF包含零插入损耗。该曲线图指示完美垂直的抑制曲线，其允许所有期望的频率或通带成功地通过滤波器，同时防止所有不期望的频率或阻带通过。完美的理想垂直曲线在阻带和通带之间产生明显的截止点。所需BPF的要求包括低插入损耗和陡峭的抑制曲线。然而，与理想BPF不同，实际BPF不能产生完美的垂直抑制曲线或零插入损耗。图2示出了实际的、非理想BPF的频率的曲线图。在最小频率和通带之间以及最大频率和通带之间，抑制曲线都很浅(shallow)。另外，在通带内存在允许频率的插入损耗，例如3分贝。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，电流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3A示出了使用几个连接的电感器(L1、L2、L3和L8)和电容器(C1、C2、C3、C8和C9)的基于LC谐振器的BPF的图。连接的组件C1和L1以及其他类似的电容器和电感器是LC谐振器的基本组件。这些BPF通常采用耦合在一起的多个LC谐振器，因为一个谐振器通常不足以提供所需的或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。然而，如图3B中所示的曲线图所示，由这种谐振器产生的抑制曲线较浅，导致阻带和通带之间的逐渐过渡，允许一些不期望的频率通过，同时还阻挡一些期望的频率，导致不准确的BPF。图4A和图4B分别示出SAW和BAW类型的BPF。这些滤波器是现代无线通信设备中使用的流行设计，因为它们对不需要的频率具有高的抑制率(在接近通带～50MHz处～30-50dB)。即，如图4C所示，它们产生陡峭的抑制曲线。然而，SAW滤波器和BAW滤波器产生的插入损耗通常不期望地高。此外，还存在其他限制。具体地，SAW型滤波器仅对于高达～3.5GHz的频率有效，但是对于当前正在开发的用于许多移动设备的较高频率带(例如，6GHz、28GHz等)不可用。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(在70MHz-100MHz之间或类似)并且不能被调整。第三种类型的BPF基于介电材料中的空腔，如图5A所示。这些滤波器允许陡峭的抑制曲线和低的插入损耗。然而，由于最优性能所需的物理结构，这种滤波器的尺寸较大。显然，如图5B所示，第三种BPF通常太大而不能用在许多应用中，例如智能手机、平板设备、可佩戴设备等。除了物理尺寸之外，窄带宽是在移动电话或智能电话中使用传统BPF的限制因素。移动电话应当在被设计为通过电话发送和接收的射频(RF)信号的整个频带中操作。在现代通信标准中，移动(蜂窝)电话的频带(带宽)可以包括宽的频率范围。典型地，这样的频率范围在1GHz与7GHz之间，同时工作在多频带频率。如上所述，传统的BPF不能满足这种需求。另外，插入损耗引起RF信号的不良发送和接收。因此，期望具有低插入损耗、宽通带和陡峭抑制曲线的BPF的较小版本。因此，提供一种将克服上述限制的BPF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“特定实施方式”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紧凑型带通滤波器(BPF)，其包括第一传输线，该第一传输线电磁耦合到第二传输线；以及隔离表面，该隔离表面位于第一传输线和第二传输线之间，其中，隔离表面包括被设计为在第一传输线和第二传输线之间产生期望的电磁耦合的至少一个孔，其中，所述耦合产生通带，使得输入传输信号内的特定频率被滤除。本文公开的特定实施方式还包括紧凑型带通滤波器(BPF)，其包括：第一传输线；以及第二传输线，其中，第一传输线电磁耦合到第二传输线，其中，所述耦合产生通带，使得输入传输信号内的特定频率被滤除。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、特征和优点将是清楚的。图1是通过理想带通滤波器的频率的曲线图。图2是通过非理想带通滤波器的示例的频率的曲线图。图3A是LC谐振器带通滤波器的示例图。图3B是通过示例性非理想LC带通滤波器的频率的曲线图。图4A是表面声波带通滤波器的示例图。图4B是体声波带通滤波器的示例图。图4C是通过示例性声波带通滤波器的频率的曲线图。图5A是基于腔的带通滤波器的示例图。图5B是根据实施方式的基于腔的带通滤波器的示例。图6A是根据实施方式的电磁耦合带通滤波器。图6B是根据实施方式的包括多条传输线的带通滤波器的示例谐振器。图7A是示出寄生耦合的影响的示例的带通滤波器的频率的曲线图。图7B是具有强电磁耦合的带通滤波器的频率的曲线图。图7C是具有弱电磁耦合的带通滤波器的频率的曲线图。图8是根据实施方式的在两个传输线之间具有隔离表面的带通滤波器。图9是根据实施方式的在多条传输线之间具有多个隔离表面的带通滤波器。图10是根据实施方式的具有带多个孔的隔离表面的带通滤波器。图11A和图11B是根据实施方式的具有非对称孔的示例性隔离表面的图。图12A和图12B是显示根据实施方式具有隔离表面的带通滤波器的频率的曲线图，其中的隔离表面具有非对称孔。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】
1.一种紧凑型带通滤波器(BPF)，其包括：/n第一传输线，该第一传输线电磁耦合到第二传输线；以及/n隔离表面，该隔离表面位于所述第一传输线和所述第二传输线之间，其中，所述隔离表面包括被设计为在所述第一传输线和所述第二传输线之间产生期望的电磁耦合的至少一个孔，其中，所述耦合产生通带，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 62/504,9071.一种紧凑型带通滤波器(BPF)，其包括：
第一传输线，该第一传输线电磁耦合到第二传输线；以及
隔离表面，该隔离表面位于所述第一传输线和所述第二传输线之间，其中，所述隔离表面包括被设计为在所述第一传输线和所述第二传输线之间产生期望的电磁耦合的至少一个孔，其中，所述耦合产生通带，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，其中，所述隔离表面包括相对于所述第一传输线和所述第二传输线非对称的至少一个非对称孔。


3.根据权利要求1所述的BPF，其中，所述孔在所述隔离表面内的放置限定所述BPF的所述通带和阻带之间的陡峭抑制曲线。


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还包括U形部分。


5.根据权利要求1所述的BPF，其中，所述第一传输线的所述U形部分与所述第二传输线的所述U形部分对准。


6.根据权利要求4所述的BPF，其中，所述第一传输线的所述U形部分和所述第二传输线的所述U形部分在方向上交替。


7.根据权利要求1所述的BPF，所述BPF还包括放置在所述第一传输线和所述第二传输线之间的至少一条中间传输线。


8.根据权利要求7所述的BPF，所述BPF还包括中间隔离表面，使得在每条传输线之间存在隔离表面。


9.根据权利要求8所述的BPF，其中，所述隔离表面和中间隔离表面中的每一个隔离表面在其中包括孔。


10.根据权利要求9所述的BPF，其中，所述隔离表面和中间隔离表面的每...

【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