本发明专利技术提供了一种构建带阻滤波器的方法，包括：设计带阻滤波器，该带阻滤波器包括信号传输路径、沿着信号传输路径设置的多个谐振元件以及与谐振元件连接在一起以形成具有对应于谐振元件的各频率的多个传输零点的阻带的多个非谐振元件。该方法还包括改变其中沿着信号传输路径设置的谐振元件的顺序以创建多个滤波方案；计算每个滤波方案的性能参数；将性能参数进行互相比较；基于该比较选择一个滤波方案；以及使用所选择的滤波方案构建带阻滤波器。另一种ＲＦ带阻滤波器，包括连接在一起以形成阻带的多个谐振元件，其中至少两个谐振元件具有彼此不同的三阶ＩＭＤ分量，使得三阶ＩＭＤ分量关于阻带是非对称的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及微波电路，特别是微波滤波器。
技术介绍
电力滤波器一直用于电信号的处理。尤其是，这种电力滤波器 用于通过使需要的信号频率通过并阻止或衰减其他不需要的电信号 频率来从输入信号中选择需要的电信号频率。滤波器可以划分为若 干通常的种类，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻 滤波器，其表示由滤波器选择性通过的频率的类型。进一步，滤波 器可以按照类型分类，例如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、逆切比雪夫滤波器以及椭圆(Elliptic)滤波器，其表示滤波器4是供的 相对于理想频率响应的"i普带形频率响应(频率截止特性)的类型。通常使用两种电路组建块建立^f鼓波滤波器多个谐振器，用于 在一个频率fo上非常有效地存储能量；以及耦合器，用于耦合谐振 器之间的电》兹能量，/人而形成多个》及或才及。例如，四才及滤波器可以 包括四个谐振器。给定的耦合器的强度由它的电抗(即，感抗和/或容抗)决定。耦合器的相对强度决定了滤波器的形状，耦合器的 拓朴结构决定了滤波器执行带通功能还是执行带阻功能。谐振频率 f0主要耳又决于各个免4展器的感抗和容抗。对于传统的滤波器i殳计， 滤波器起作用的频率是由组成滤波器的谐振器的谐振频率决定的。 由于上述讨论的原因，每一个谐振器必须具有非常低的内部阻抗，6从而使滤波器的响应变灵敏并具有高度选择性。这种对低阻抗的需 求对于给定技术易于驱动谐振器的尺寸和成本。所4吏用的滤波器的类型常常耳又决于预期的用途。在通信应用中， 带通滤波器通常在蜂窝式基站和其他电信设备中使用，以滤除或者阻止近似的一个或多个预定义的频带的RF信号。例如，这种滤波 器典型地在接收器前端使用，以滤除噪音和损害基站或电信设备内 的接收器的元件的其他不需要的信号。直接在接收器天线输入端放 置边界清楚的(sharply defined )带通滤波器通常会消除由在靠近需 要的信号频率的频率处的强干扰信号导致的各种不良影响。由于滤 波器在接收器天线输入端的位置，插入损耗(insertion loss )必须很 低以便不降级噪声系数。在大多数滤波器冲支术中，实现低插入损寻毛 需要在滤波器陡度或选"^性上进行相应的折中。在商业电信应用中，常常需要使用窄带滤波器过滤出尽可能最 小的通带，以使固定频镨能够纟皮分成尽可能最大数量的频带，从而 增加能够适合该固定频谱的用户的实际数量。最重要的是用于模拟 蜂窝通信的800至900 MHz范围的频率范围和用于个人通信月良务 (PCS)的1,800至2,200 MHz范围的频率范围。伴随着无线通信 的显著上升，这种过滤应该在日益不适宜的频谱中才是供高度的选择 性(在按照小频率差分开的信号之间区分的能力)和灵敏度(接收 弱的信号的能力)。历史上， 一直以来使用常规导体(normal)制造滤波器；也就 是说，非超导导体。这些导体具有固有损耗，因此，由它们形成的 电路具有各种程度的损耗。对于谐振电^^,损耗是特别严重的。装 置的品质因数(Q)是其功率耗散或损耗的一种度量方式。例如， 具有较高Q的谐振器具有较低的损耗。在微波传输带或带状线配置 中，由常规金属制造的谐振器电路典型地具有四百量级的最好的Q。 随着1986年高温超导体的发现，人们进行了用高温超导(HTS)材7料来制造电子器件的尝试。由于该发现，HTS的微波特性得到了充分的改善。现在常^见地形成了外延(epitaxial)超导薄膜并且已经商用。当前，存在很多的应用，其中需要微波传输带窄带滤波器尽可能的小。这对于无线应用是特别地确切的，其中使用HTS技术，以便获得具有非常高Q的谐振器的小尺寸滤波器。所需要的滤波器通常是十分复杂的，可能具有十二个或者更多个的谐振器以及一些交叉耦合器。然而，所用的基板的可用尺寸通常是有限的。例如，可用于HTS滤波器的衬底通常具有仅为二或三英寸的最大尺寸。因此，非常需要一种用于实现尽可能小的滤波器的同时保持高品质性能的装置。在窄带微波传输带滤波器(例如百分之2量级的带宽，而尤其是百分之l或更小)的情况下，这种尺寸问题会变得十分严重。除了尺寸和损耗的考虑之外，本专利技术尤其感兴趣的是，使互调失真(IMD)最小化，在微波和RF放大器i殳计中，互调失真变得曰益重要。IMD是当两个或者更多的不同频率的信号存在于非线性装置的输入端时发生的不良现象，从而在不同于滤波器的需要的谐波频率处产生,L真发射(spurious emissions )。互调产物的频率lt学上与初始输入信号的频率有关，并且可以通过等式计算得到m&士nf2,其中f,是第一信号的频率，f2是第二信号的频率，以及m,n^0，1,2,3,____。在各阶产生互调产物，其中失真产物的阶由m+n的和纟会出。如图1所示，f,和f2处的两个基础信号的二阶互调产物将在fi+f2、 f2-f,、 26以及&处发生，f，和f2处的两个信号的三阶互调产物卄夸在2f,+f2、 2f—f2、 f]+2f2、 f厂2fz (或2f± f2以及2f2 ± f, )、 3f,以及3f2处发生，其中2f,是f,的二次谐波，2f2是&的二次谐波，3f,是f的三次谐波，以及3&是6的三次谐波。当带通滤波是可以8消除大多H不需要的互调产物而不影响带内性能的有效方法时，如图1所示，三阶互调产物2f广f2、 2f2-f!通常距基础信号f,、 f2太近，以至于不能被滤除。如果互调产物是在通带内，则滤波变得不可能。作为一个实际的实例，当来自多于一个发射器的强信号存在于4妄收器的输入端时，如电话系统中常见的情况，将产生IMD产物。这些不需要的IMD产物的电平是所接收的功率和接收器/线性前置放大器的函数。作为通用原则，二阶互调产物将以输入信号的平方的速率增加，三阶互调产物将以输入信号的立方的速率增加。因此，二阶互调产物具有与输入信号的平方成比例的幅度，而三阶互调产物具有与*命入4言号的立方成比例的幅度。因此，如果两个输入信号，幅度相等，均上升ldB,那么二阶互调产物将上升2dB,三阶互调产物将上升3dB。因此，尽管最初三阶互调产物的电平与4交^f氐阶互调产物(通常占优势)的电平相比很小，但是三阶互调产物以较高的速率增长。因此当试图提高非线性装置(如方t大器)的功率管理(power handling )时，与感兴趣的通带(即2f广f2、 2f厂f,)最接近的三阶互调产物是最主要的关注点。只要装置处于线性区，互调产物的指凄t作用就是正确的。如图2所示。在装置的输出关于其输入变得非线性的点处，装置变得进入压缩状态(compression )。如果相对于1#入电平来对基础信号、二阶互调产物以及三阶互调产物的输出电平进行绘图，则理论上存在二阶和三阶互调产物的电平截取基础信号的点。这些点分别被称为二阶截点(SOI)和三阶截点(TOI;还被称为IP3)。值得注意的是，实际中，这是不切实际的条件，因为远在到达截点之前，装置;t尤会々包和。在截点发生的llr入功率电平称为IP <直。如果IMD产物的功率的相关性指数是n,则IP值由IPn表示。例如，对于二阶IMD产物，IP^直是IP2，对于三阶IMD产物，IP^f直是IP3。已经发展出了IMD截点的概念，以帮助量化装置的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种构建射频（ＲＦ）带阻滤波器的方法，包括： 设计带阻滤波器，所述带阻滤波器包括：信号传输路径，具有输入端和输出端；多个谐振元件，沿着所述信号传输路径设置在所述输入端与所述输出端之间；以及多个非谐振元件，与所述谐振元件连接在一起以形成 具有多个传输零点的阻带，所述多个传输零点对应于所述谐振元件的各自的频率； 改变沿着所述信号传输路径设置所述谐振元件的顺序，以产生多个滤波方案； 计算所述滤波方案的每一个的性能参数； 将所述性能参数进行相互比较； 基于 所算得的性能参数的所述比较，选择所述滤波方案中的一个；以及 使用所选的滤波方案构建所述带阻滤波器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：格尼希楚祖基，巴拉姆A威廉森，
申请(专利权)人：超导技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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