绝对带宽恒定的滤波器制造技术

本公开涉及一种绝对带宽恒定的滤波器。滤波器包括：源端电感阵列、m个耦合电感阵列、m+1个谐振器和负载端电感阵列，所述源端电感阵列、所述负载端电感阵列和每一所述耦合电感阵列均包括并联的多个电感支路；通过分别控制每一所述耦合电感阵列、所述源端电感阵列以及所述负载端电感阵列中的至少一个电感支路导通，以使所述滤波器满足绝对带宽恒定条件。如此，即可实现确保滤波器的绝对带宽恒定的目的，进而有效避免了带内插损随频率升高明显恶化的问题。此外，与相关技术相比，还简化了电路复杂度，减小了电路尺寸。

【技术实现步骤摘要】
绝对带宽恒定的滤波器
本公开涉及滤波器领域，具体地，涉及一种绝对带宽恒定的滤波器。
技术介绍
随着无线通信的快速发展，频谱资源的实场需求量急剧增加，频谱资源不可避免的出现了拥挤或者紧缺的现象。在此条件下，无线通信系统，特别是宽带无线通信系统需要更加有效的滤波器电路来减弱或者避免不同通信设备间的相互干扰，以便进行顺畅的通信。为了解决这一问题，相关技术中多是通过以下两种方式来减弱或避免不同通信设备间的相互干扰的。示例地，使用固定中心频率的滤波器组来滤除干扰信号。图1是相关技术中使用固定中心频率滤波器组的射频前端电路的示意图。如图1所示，接收天线10、第一单刀多掷开关20、多组第一滤波器30、第二单刀多掷开关40、低噪声放大器50、第三单刀多掷开关60、多组第二滤波器70、第四单刀多掷开关80、第一混频器90、第二混频器100、功率放大器110、第五单刀多掷开关120、多组第三滤波器130、第六单刀多掷开关140、发射天线150依次相连。利用图1所示的电路，虽然可实现减弱或者避免不同通信设备间的相互干扰，但是，电路复杂度高，电路尺寸较大，不能满足射频前端小型化的趋势。又示例地，利用可调滤波器来替代图1中的滤波器组，以降低电路复杂度和减小电路尺寸，尤其是在工作频率低于1GHz时，为了进一步减小电路尺寸通常使用集总元件来实现可调滤波器。经研究发现更适合实现集总可调滤波器的电路结构如图2所示。在图2中，以二阶集总可调滤波器为例，源端电感Ls和耦合电感Lc1之间连有谐振器1，耦合电感Lc1和负载端电感LI直接连有谐振器2。谐振器1包括并联的可调电容C1和电感L1，谐振器2包括并联的可调电容C2和电感L2。对图2所示的滤波器进行仿真，得到图3所示的相关技术中的集总可调滤波器插损频率响应。如图3所示，图2所示滤波器的绝对带宽(插损位于0dB和-3dB区间的带宽)随频率升高而显著增加，且随着绝对带宽增加滤波器的通带内插损明显恶化。因此，需要设计一种能够降低电路复杂度，减小电路尺寸，并且能够确保绝对带宽恒定的滤波器。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种绝对带宽恒定的滤波器，以解决相关技术中存在的问题。为了实现上述目的，本公开提供一种绝对带宽恒定的滤波器，所述滤波器包括：源端电感阵列、m个耦合电感阵列、m+1个谐振器和负载端电感阵列，所述源端电感阵列、所述负载端电感阵列和每一所述耦合电感阵列均包括并联的多个电感支路；其中，所述源端电感阵列、m个耦合电感阵列和负载端电感阵列依次串联，且第一个谐振器分别与所述源端电感阵列、第一个所述耦合电感阵列相连，第m+1个谐振器分别与第m个所述耦合电感阵列、所述负载端电感阵列相连，第i个谐振器分别与第i-1个耦合电感阵列、第i个耦合电感阵列相连，i的取值范围为2至m，m为大于或等于2的整数；通过分别控制每一所述耦合电感阵列、所述源端电感阵列以及所述负载端电感阵列中的至少一个电感支路导通，以使所述滤波器满足绝对带宽恒定条件。可选地，所述绝对带宽恒定条件包括：相邻两个所述谐振器之间的耦合系数均与所述滤波器的当前工作频率成反比，以及，所述滤波器的外部品质因数与所述滤波器的当前工作频率成正比；控制m个所述耦合电感阵列中每一所述耦合电感阵列中的至少一个电感支路导通，以使相邻两个所述谐振器之间的耦合系数均与所述滤波器的当前工作频率成反比；以及分别控制所述源端电感阵列和所述负载端电感阵列中的至少一个电感支路导通，以使所述滤波器的外部品质因数与所述滤波器的当前工作频率成正比。可选地，所述滤波器的工作频段被分割为n个子频段；且每一所述耦合电感阵列包括的电感支路的数量均为n，n为大于或等于2整数；所述每一耦合电感阵列包括的n个电感支路与所述n个子频段一一对应，并在所述滤波器工作在第j个子频段时，控制与所述第j个子频段对应的电感支路导通，j的取值范围为1至n。可选地，所述滤波器的工作频段被分割为n个子频段；且至少一个所述耦合电感阵列包括的电感支路的数量大于n；针对所述n个子频段中的至少一个目标子频段，包括的电感支路的数量大于n的每一所述耦合电感阵列中存在至少两个电感支路与所述目标子频段对应。可选地，所述滤波器的工作频段被分割为n个子频段，所述源端电感阵列、所述负载端电感阵列包括的电感支路的数量均为n，n为大于或等于2的整数；所述源端电感阵列、所述负载端电感阵列中包括的n个电感支路与所述n个子频段一一对应，并在所述滤波器工作在第j个子频段时，控制与所述j个子频段对应的电感支路导通，j的取值范围为1至n。可选地，所述滤波器的工作频段被分割为n个子频段；且所述源端电感阵列和/或所述负载端电感阵列包括的电感支路的数量大于n；针对所述n个子频段中的至少一个目标子频率，包括的电感支路的数量大于n的所述源端电感阵列和/或所述负载端电感阵列中存在至少两个电感支路与所述目标子频段对应。可选地，第j个子频段的起始频率为fj1，终止频率为fj2，且fj2与fj1的比值范围为1.5至2。可选地，所述电感支路包括开关和电感，且，所述开关和所述电感串联。可选地，所述开关为PIN二极管和/或MEMS开关。可选地，每一所述谐振器均包括电感和可变电容，且所述电感和所述可变电容并联。通过上述技术方案，通过分别控制每一耦合电感阵列、源端电感阵列以及负载端电感阵列中的至少一个电感支路导通，以使滤波器满足绝对带宽恒定条件，如此，即可实现确保滤波器的绝对带宽恒定的目的，进而有效避免了带内插损随频率升高明显恶化的问题。此外，与相关技术相比，还简化了电路复杂度，减小了电路尺寸。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是相关技术中使用固定中心频率滤波器组的射频前端电路的示意图。图2是相关技术中集总可调滤波器的电路结构示意图。图3是相关技术中的集总可调滤波器插损频率响应图。图4是根据一示例性实施例示出的一种绝对带宽恒定的滤波器的示意图。图5是根据另一示例性实施例示出的一种绝对带宽恒定的滤波器的示意图。图6是根据一示例性实施例示出的一种绝对带宽恒定的滤波器的插损频率响应图。具体实施方式如
技术介绍
所言，相关技术中集总可调滤波器虽然可以降低电路复杂度，减小电路尺寸，但是，该集总可调滤波器的绝对带宽不恒定，带内插损也随着频率升高而恶化严重。而导致绝对带宽不恒定且随频率变化剧烈增加、带内插损恶化的根本原因在于：该集总可调滤波器的电路结构中谐振腔间耦合系数和滤波器的外部品质因数不满足绝对带宽恒定的条件。即，谐振器间耦合系数与频率并非成反比关系，以及，外部品质因数与频率并非成正比关系。鉴于此，本公开提供一种绝对带宽恒定的滤波器，既可以降低电路复杂度减小电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝对带宽恒定的滤波器，其特征在于，所述滤波器包括：源端电感阵列、m个耦合电感阵列、m+1个谐振器和负载端电感阵列，所述源端电感阵列、所述负载端电感阵列和每一所述耦合电感阵列均包括并联的多个电感支路；/n其中，所述源端电感阵列、m个耦合电感阵列和负载端电感阵列依次串联，且第一个谐振器分别与所述源端电感阵列、第一个所述耦合电感阵列相连，第m+1个谐振器分别与第m个所述耦合电感阵列、所述负载端电感阵列相连，第i个谐振器分别与第i-1个耦合电感阵列、第i个耦合电感阵列相连，i的取值范围为2至m，m为大于或等于2的整数；/n通过分别控制每一所述耦合电感阵列、所述源端电感阵列以及所述负载端电感阵列中的至少一个电感支路导通，以使所述滤波器满足绝对带宽恒定条件。/n

【技术特征摘要】
1.一种绝对带宽恒定的滤波器，其特征在于，所述滤波器包括：源端电感阵列、m个耦合电感阵列、m+1个谐振器和负载端电感阵列，所述源端电感阵列、所述负载端电感阵列和每一所述耦合电感阵列均包括并联的多个电感支路；
其中，所述源端电感阵列、m个耦合电感阵列和负载端电感阵列依次串联，且第一个谐振器分别与所述源端电感阵列、第一个所述耦合电感阵列相连，第m+1个谐振器分别与第m个所述耦合电感阵列、所述负载端电感阵列相连，第i个谐振器分别与第i-1个耦合电感阵列、第i个耦合电感阵列相连，i的取值范围为2至m，m为大于或等于2的整数；
通过分别控制每一所述耦合电感阵列、所述源端电感阵列以及所述负载端电感阵列中的至少一个电感支路导通，以使所述滤波器满足绝对带宽恒定条件。


2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述绝对带宽恒定条件包括：相邻两个所述谐振器之间的耦合系数均与所述滤波器的当前工作频率成反比，以及，所述滤波器的外部品质因数与所述滤波器的当前工作频率成正比；
控制m个所述耦合电感阵列中每一所述耦合电感阵列中的至少一个电感支路导通，以使相邻两个所述谐振器之间的耦合系数均与所述滤波器的当前工作频率成反比；以及
分别控制所述源端电感阵列和所述负载端电感阵列中的至少一个电感支路导通，以使所述滤波器的外部品质因数与所述滤波器的当前工作频率成正比。


3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述滤波器的工作频段被分割为n个子频段；且每一所述耦合电感阵列包括的电感支路的数量均为n，n为大于或等于2整数；
所述每一耦合电感阵列包括的n个电感支路与所述n个子频段一一对应，并在所述滤波器工作在第j个子频段时，控制与所述第j个子频段对应的电感支路导通，j的取值范围为1至n。

【专利技术属性】
技术研发人员：艾宝强，
申请(专利权)人：北京和峰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11