使用高通和低通滤波器区段的宽带阻抗匹配电路制造技术

本发明专利技术提供一种使用高通和低通滤波器区段的宽带阻抗匹配电路，所述高通和低通滤波器区段交替地级联在一起以产生比两个高通区段或两个低通滤波器区段宽得多的宽带匹配。通过使所述高通滤波器区段与所述低通滤波器区段交替，与非交替型现有技术级联滤波器区段相比，针对给定结果需要显著较少的元件。因而，根据本发明专利技术的所述交替型滤波器区段以增加的宽带显著改进了回程损耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及阻抗匹配。更明确地说，本专利技术涉及采用高通和低通滤波器的宽带阻抗 匹配。
技术介绍
当负载阻抗等于电源阻抗的复共扼时从电源到其负载发生最大电力传送。更明确地 说，当负载阻抗等于电源阻抗的复共扼时，任何电源电抗均与相等但相反的负载电抗谐 振，从而仅留下电源和负载电抗的相等电阻值。因此，从电源向负载传送最大电力，这 是因为电源电阻等于负载电阻。最简单的用于匹配两个真实阻抗的匹配电路是由连接成L网络的两个元件(电 感器和电容器)组成的网络。当分路元件是电容器时，所述L网络充当低通滤波器，因 为低频率流动穿过串联的电感器，而高频率被分路到接地。当分路元件是电感器时，L 网络充当高通滤波器，因为高频率流动穿过电容器，而低频率被分路到接地。实现了阻 抗匹配，因为分路元件将较大阻抗向下转换为较小值，其中实部等于另一终接阻抗的实 部。串联元件接着与任何电抗组件谐振或将其抵消，因而使得电源驱动表观上相等的负 载以实现最佳电力传送。简申.的L网络还可用于匹配两个含有电阻性和电容性电抗组件(例如传输线路、混 合器和天线)两者的复阻抗。用于匹配复阻抗的一种途径包括将任何杂散电抗吸收到阻 抗匹配网络本身屮。吸收通常是通过与杂散电容并联放置的电容器元件和与任何杂散电 感串联放置的电感器元件来完成。三元件匹配网络通常称为Pi网络和T网络，其每一者包含两个背对背的L网络， 所述L网络级联在一起以提供低通或高通匹配网络的多区段以用于匹配两个复阻抗。Pi 和T网络提供优于L网络的优点，即能够选择独立于电源和负载阻抗的电路Q，只要所 选择的Q大于可用L网络得到的Q。然而，遗憾的是，Pi和T网络是窄带的，且因此 不适用于宽带阻抗匹配。此外，Pi和T网络针对给定设计准则采用许多组件。不同于呈Pi或T网络形式的背对背L网络，串联连接的L网络提供增加的带宽。 可通过使额外L网络与每一网络之间的虚拟电阻级联来实现更宽的带宽。举例来说，图 1是与每一网络之间的虚拟电阻级联的三个网络的示意西。当两个雨后屯西中的每一者3的比率相等R,/R校小二R2/R产R3/R2 ... =R校大/R,，时获得最佳带宽，其中R较小=最小终接电 阻，R较f最大终接电阻，且R卜R2、 ...、 R^等于正被匹配的两个阻抗的几何平均数的 虚拟电阻器(即，(RsRl))。使用ADS的计算机程序有助于针对特定插入损耗、带宽 和回程损耗选择M络元件。目前，存在阻抗匹配级联L网络和其它实现较宽带宽的网络的许多变型。举例来说， 第4,003,005号美,专利(其揭示内容以引用的方式并入本文中)揭示了呈低通滤波器 形式的背对背级联的两个L网络，其中在其之间插入对称的全通网络，所述全通网络提 供低通滤波器区段之间的隔离，进而提供恒定的输入/输出阻抗以移除由所述滤波器造成 的阻抗变化。还揭示了采用高通滤波器的类似实施例。第4,612,571号美国专利(其揭 示内容以引用的方式并入本文中)揭示了一种低通滤波器、 一种高通滤波器和一种带通 滤波器，其经配置以提供平坦的输入阻抗。最后，第6，608，536号美国专利(其揭示内 容以引用的方式并入本文中)揭示了--种呈低通滤波器、高通滤波器或带通滤波器形式 的恒定阻抗滤波器，其针对处于滤波器通带内部和处于滤波器通带外部的频率维持恒定 的输入阻抗。遗憾的是，前述现冇技术阻抗匹配电路在设计上较为复杂且需要许多元件，这可观 地增加了回程损耗反射。
技术实现思路
因此，木专利技术的一目的是提供一种改进，其克服现有技术装置的前述不足且提供显 著作用于宽带阻抗匹配技术的进步的改进。本专利技术的另一目的是提供一种利用高通和低通滤波器区段的宽带阻抗匹配电路，所 述高通和低通滤波器区段交替地级 关、在一起以最小化所需要的元件的数目，同时实现高 达约2GHz或更大的宽频带上的经改进回程损耗。前述内容已经概述了本专利技术的 一 些相关目的。这些目的应理解为仅说明所期望专利技术 的一些较为突出的特征和应用。许多其它有益结果可通过以不同方式应用所揭示的专利技术 或在揭示内容的范围内修改本专利技术来实现。因此，可通过结合附图参看
技术实现思路
和具体 实施方式以及由权利要求书所界定的本专利技术范围来得到本专利技术的其它目的和更全面理 解。出于概述本专利技术的口的，本专利技术包含'种使用高通和低通滤波器区段的宽带阻抗匹 配电路，所述高通和低通滤波器区段交替地级联在一起以在多种应用(例如将50欧姆 匹配于RF功率放大器所需要的负载阻抗以产生所需要的输出)中匹配一频率范围上的不同阻抗(例如50欧姆到25欧姆)。如果电路的第一元件是分路元件且阻抗为电阻性 的，那么电路从高阻抗转换到低阻抗，而如果电路的第一元件为串联元件，那么转换将 为从低阻抗到较高阻抗。更明确地说，与两个高通区段或两个低通滤波器区段相比，后面跟随有低通滤波器 区段的高通滤波器区段产生宽得多的宽带匹配。此外，通过将高通滤波器区段与低通滤 波器区段交替，与非交替型现有技术级联滤波器区段相比，针对给定结果需要显著较少 的元件。因而，根据木专利技术的交替型滤波器区段以增加的带宽显著改进了回程损耗。前述内容已相当广义地概述了本专利技术的较为突出和重要的特征，以便可更好理解随 后的具体实施方式，使得可更全面地理解本专利技术对此项技术的贡献。下文将描述本专利技术 的额外特征，其将形成本专利技术的权利要求书的主题。所属领域的技术人员应了解，可易 于利用所揭示的概念和特定实施例作为基础来修改或设计用于实现本专利技术的相同目的 的其它电路和组合件。所属领域的技术人员还应认识到，此类等效电路和组合件不脱离 如所附权利要求书中所陈述的本专利技术的精神和范围。 附图说明为了更全面地理解本专利技术的性质和目的，应结合附图参看以下具体实施方式，在附图中图1是由级联L网络组成的现有技术阻抗匹配电路的示意图；以及图2A和图2B是根据本专利技术的由交替型低通和高通滤波器组成的宽带阻抗匹配电路的方框图。 具体实施例方式在附图的若千视图中，相似参考字符始终指代相似部分。参看图2，宽带阻抗匹配电路10的优选实施例包含多个低通滤波器12和多个高通 滤波器14，其在电源S之间交替地级联在一起，所述电源S的阻抗将与负载L的阻抗 进行匹配。交替型级联序列可以低通滤波器或高通滤波器开始或结束(图2A展示以低 通区段开始且随后跟随高通区段的序列，而图2B展示以高通区段开始且随后跟随低通 区段的序列)。更明确地说，在图2A中，第一低通滤波器12a的输出连接到第一高通滤波器12b 的输入。接着，第一高通滤波器12a的输出连接到第二低通滤波器12b的输入，第二低 通滤波器12b的输出连接到第二高通滤波器14b的输入。同样，第二高通滤波器14b的 输出连接到第二低通滤波器12c的输入，第三低通滤波器12c的输出连接到第三高通滤波器14c的输入。此交替型序列针对每一对低通滤波器12n和高通據波器Mn而重貧其自身。在图2B中，第一高通滤波器14a的输出连接到第一低通滤波器12a的输入。接着， 第一低通滤波器12a的输出连接到第二高通滤波器Mb的输入，第二高通滤波器14b的 输出连接到第二低通滤波器12b的输入。同样，第二低通滤波器12b的输出连接到第三 高通滤波器14c的输入，第三高通滤波器14c的输出连接到第三低通滤波器12c的输入。此交替型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带阻抗匹配电路，其以组合形式包含：　多个低通滤波器；　多个高通滤波器；　所述低通滤波器和所述高通滤波器通过交替级联的序列而串联连接在电源之间，所述电源的阻抗将与负载的阻抗进行匹配。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-8-21 11/507,4091. 一种宽带阻抗匹配电路，其以组合形式包含多个低通滤波器；多个高通滤波器；所述低通滤波器和所述高通滤波器通过交替级联的序列而串联连接在电源之间，所述电源的阻抗将与负载的阻抗进行匹配。2. 根据权利要求1所述的宽带阻抗匹配电路，其中所述交替级联的序列包含将第一低 通滤波器的输出连接到第一高通滤波器的输入，其中所述第一高通滤波器的输出连 接到第二低通滤波器的输入，所述第二低通滤波器的输出连接到第二高通滤波器的 输入，且其中所述第二高通滤波器的输出连接到第三低通滤波器的输入，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特D塔尔博特，
申请(专利权)人：贺利实公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]