专利名称：带通滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高频组件，尤其涉及一种滤波器。
背景技术：
近年来，由于移动通信产品的市场需求大增，使得无线通信的发展更为迅速，在众多无线通信标准中，最引人注目的为美国电子电机工程师协会(以下简称IEEE)制定的802.11无线局域网络(Wireless Local AreaNetwork)协议。所述协议制定于1997年，其不仅提供了无线通信上许多前所未有的功能，而且提供了可令各种不同品牌的无线通信产品得以相互沟通的解决方案。无线局域网络协议的制定无疑为无线通信发展开启了一个新的里程碑。在IEEE所制定的许多标准中IEEE 802.11b/g为当前较常用的标准，其工作频段为2.45GHz。
同时滤波器为移动通信产品中之一必备高频组件，其主要功能是用来分隔频率，即，通过一些频率的信号而阻断另一些频率的信号。理想的滤波器特性应当是通带频段无衰减而在衰减频段内衰减无穷大，通带到衰减频段的过渡应当尽可能的陡峭。在IEEE 802.11b/g产品的射频模块(RadioFrequency Module)中，部分组件在2.45GHz外，尤其在倍频处(5GHz附近)，具有产生或接收不必要的信号(称为谐波)的能力。此谐波易对于通信产品产生许多负面的影响。对产品外部而言，会产生如电磁干扰的问题，对产品内部而言，则会造成发射/接收的信号质量不佳，产品的性能因此大受影响。
此外，由于许多无线通信产品均朝向轻、薄、短、小的方向发展，所以要求滤波器所占面积亦应相应较小。如何在兼顾滤波器的效能的前提下，同时将滤波器所占的面积减小乃当今滤波器设计的一大挑战。
发明内容为解决上述现有技术存在的不足，需要提供一种带通滤波器，以应用于移动通信产品中。
一种带通滤波器，设置在一基板上，所述带通滤波器包括一输入端、一输出端、至少一第一传输线以及至少一第二传输线。输入端用于馈入电磁波信号，输出端用于馈出电磁波信号。第一传输线包括一电性连接于输入端的第一接地端，以及一第一开路端。第二传输线包括一电性连接于输出端的第二接地端，以及一第二开路端，第二开路端与第一开路端平行设置。
所述带通滤波器，不仅所占的面积小，且在通带频段内具有低损耗，在衰减频段具有高损耗，进而使得通带频段与衰减频段范围间形成很陡的“过渡坡”。
图1为本发明一实施方式中带通滤波器的示意图。
图2为本发明另一实施方式中带通滤波器的示意图。
图3为本发明又一实施方式中带通滤波器的示意图。
图4为经电磁模拟所得本发明实施方式中带通滤波器的测试图。
具体实施方式请参阅图1，所示为本发明一实施方式中带通滤波器10的示意图。
带通滤波器10设置在基板20上，其包括一输入端100、一输出端120、一第一传输线140以及一第二传输线160。
输入端100用于馈入电磁波信号，输出端120用于馈出电磁波信号。输入端100以及输出端120同时为带通滤波器10的50欧姆(ohm)匹配阻抗。
第一传输线140为一微带传输线，其包括一第一接地端141及一第一开路端142。第一接地端141电性连接于输入端100，第一开路端142悬空。第一传输线140还包括一第一外带143、一第一连接部144、一第一公共带145、一第二连接部146以及一第一内带147。第一连接部144与第一公共带145及第一外带143垂直相连，且第一开路端142设置于第一外带143与第一公共带145之间。第二连接部146与第一公共带145及第一内带147垂直相连。第一外带143与第一公共带145的长度大致上相等，且二者相互平行。第一内带147设置于第一外带143与第一公共带145之间，且与第一外带143及第一公共带145平行。第一开路端142位于第一内带147的自由末端，第一接地端141位于第一外带143的自由末端。在本实施方式中，第一传输线140形成一多折式传输线，本实施方式可在不影响滤波器10性能的前提下缩小其所占面积。
第二传输线160为一微带传输线，其包括一第二接地端161及一第二开路端162。第二接地端161电性连接于输出端120，第二开路端162悬空。第二传输线160还包括一第二外带163、一第二连接部164、一第二公共带165、一第三连接部166以及一第二内带167。第二连接部164与第二公共带165及第二外带163垂直相连，且第二开路端162设置于第二外带163与第二公共带165之间。第三连接部166与第二公共带165及第二内带167垂直相连。第二外带163与第二公共带165的长度大致上相等，且二者相互平行。第二内带167设置于第二外带163与第二公共带165之间，且与第二外带163及第二公共带165平行。第二开路端162位于第二内带167的自由末端，第二接地端161位于第二外带163的自由末端。在本实施方式中，第二传输线160形成一多折式传输线，本实施方式可在不影响滤波器10性能的前提下缩小其所占面积。
在本实施方式中，第一传输线140与第二传输线160并行设置，且二者的形状、长度以及宽度相同。第一传输线140的第一接地端141与第二传输线160的第二接地端161为朝同一方向设置。
在本实施方式中，第一传输线140的第一公共带145邻近于第二传输线160的第二公共带165设置。输入端100连接于第一外带143，输出端120连接于第二外带163。第一传输线140与第二传输线160由于都具有一接地端，所以二者的长度均为其共振波长的四分之一，以进一步缩小带通滤波器10所占的面积。
在本实施方式中，输入端100以及输出端120为系统阻抗，其长度可在设计时自由选取，其宽度为0.53mm，第一传输线140的长度为17.8mm、宽度为0.2mm，第二传输线160的长度为17.8mm、宽度为0.2mm。整个带通滤波器10的面积为15.6mm2。
请参阅图2，所示为本发明另一实施方式中带通滤波器12的示意图。在本实施方式中，带通滤波器12与图1所示的带通滤波器10相比，其包括多个并行设置的第一传输线140，其中第一个第一传输线140电性连接于输入端120，第N个第一传输线140靠近且并行于第二传输线160。在本实施方式中，所增加的第一传输线140愈多，则带通滤波器12的性能愈好，但是其所占的面积也会更大。所以，在实际设计中应在其所占面积允许的情况下，适当增加第一传输线140的数量。
请参阅图3，所示为本发明又一实施方式中带通滤波器14的示意图。在本实施方式中，带通滤波器14与图1所示的带通滤波器10相比，其包括多个并行设置的第二传输线160，其中第一个第二传输线160靠近且并行于第一传输线140，第N个第二传输线160电性连接于输出端120。在本实施方式中，所增加的第二传输线160愈多，则带通滤波器14的性能愈好，但是其所占的面积也会更大。所以，在实际设计中应在其所占面积允许的情况下，适当增加第二传输线160的数量。
请参阅图4，所示为经电磁模拟所得本发明实施方式中带通滤波器10的测试图。图中横轴表示通过本发明实施方式中带通滤波器10的信号的频率(单位GHz)，纵轴表示幅度(单位dB)，象限区包括透射的散射参数(S-parameterS21)的幅度以及反射的散射参数(S-parameterS11)的幅度。透射的散射参数(S21)表示通过本发明一实施方式中带通滤波器10的信号的输入功率与信号的输出功率之间的关系，其相应的数学函数为输出功率/输入功率(dB)＝20×Log|S21|。
在本发明实施方式中带通滤波器10的信号传输过程中，信号的部分功率被反射回信号源。被反射回信号源的功率称为反射功率。通过本发明实施方式中带通滤波器10的信号的输入功率与信号的反射功率之间的关系为反射功率/入射功率(dB)＝20×Log|S11|。
由图4可知，本发明实施方式中带通滤波器10具有良好的带通滤波器性能。从曲线|S21|可观察到，通带频段与衰减频段间形成陡的“过渡坡”，并且在通带频率范围内的信号的插入损耗接近0。同时从曲线|S11|可观察到，在通带频率范围内的信号反射损耗绝对值大于10，而在通带频段外，则信号反射损耗绝对值小于10。
本发明实施方式中带通滤波器10、12以及14，由于具有可同时作为阻抗匹配的输入端100以及输出端120，所以不需任何外加电容、电感等阻抗匹配组件。此举不但可有效缩减带通滤波器10、12以及14所占的面积，而且降低了成本。同时，本发明实施方式中带通滤波器10、12以及14，利用多折式传输线140、160、180、190的排列方式来缩小面积，所以其可利用较少的传输线来产生较大的衰减量。同时只要改变输入端100与接地端141之间的距离、以及输出端120与接地端161之间的距离，即可产生一传输零点，以增强带通滤波器10、12以及14对于衰减频段的噪声进行有效压抑的能力。
权利要求
1.一种带通滤波器，设置在一基板上，所述带通滤波器包括一用于馈入电磁波信号的输入端，一用于馈出电磁波信号的输出端；其特征在于所述带通滤波器还包括至少一第一传输线，包括一第一接地端，电性连接于所述输入端，以及一第一开路端；至少一第二传输线，包括一第二接地端，电性连接于所述输出端，以及一第二开路端，所述第二开路端与所述第一开路端平行设置。
2.如权利要求1所述的带通滤波器，其特征在于所述第一传输线与所述第二传输线并行设置。
3.如权利要求1所述的带通滤波器，其特征在于所述第一传输线还包括一第一外带、第一公共带，以及一第一连接部，所述第一连接部与所述第一外带及所述第一公共带垂直相连，且所述第一开路端设置于所述第一外带与所述第一公共带之间。
4.如权利要求3所述的带通滤波器，其特征在于所述第一传输线还包括一第一内带，以及一相对于所述第一连接部放置的第二连接部，所述第二连接部垂直连接于所述第一公共带以及所述第一内带。
5.如权利要求4所述的带通滤波器，其特征在于所述第一外带与所述第一公共带的长度大致上相等，且二者相互平行。
6.如权利要求5所述的带通滤波器，其特征在于所述第一内带平行设置于所述第一外带与所述第一公共带之间。
7.如权利要求4所述的带通滤波器，其特征在于所述第一开路端位于所述第一内带的自由末端，所述第一接地端位于所述第一外带的自由末端。
8.如权利要求7所述的带通滤波器，其特征在于所述第二传输线还包括一第二外带、第二公共带，以及一第三连接部，所述第三连接部与所述第二外带及所述第二公共带垂直相连，且所述第二开路端设置于所述第二外带与所述第二公共带之间。
9.如权利要求8所述的带通滤波器，其特征在于所述第二传输线还包括一第二内带，以及一相对于所述第三连接部放置的第四连接部，垂直连接于所述第二公共带以及所述第二内带。
10.如权利要求9所述的带通滤波器，其特征在于所述第二外带与所述第二公共带的长度大致上相等，且二者相互平行。
11.如权利要求10所述的带通滤波器，其特征在于所述第二内带平行设置于所述第二外带与所述第二公共带之间。
12.如权利要求11所述的带通滤波器，其特征在于所述第二开路端位于所述第二内带的自由末端，所述第二接地端位于所述第二外带的自由末端。
13.如权利要求12所述的带通滤波器，其特征在于所述第一公共带设置邻近于所述第二公共带。
14.如权利要求13所述的带通滤波器，其特征在于所述输入端连接于所述第一外带。
15.如权利要求13所述的带通滤波器，其特征在于所述输出端连接于所述第二外带。
16.如权利要求1所述的带通滤波器，其特征在于所述输入端以及输出端为所述带通滤波器的50欧姆匹配阻抗。
全文摘要
一种带通滤波器，设置在一基板上，所述带通滤波器包括一输入端、一输出端、至少一第一传输线以及至少一第二传输线。输入端用于馈入电磁波信号，输出端用于馈出电磁波信号。第一传输线包括一电性连接于输入端的第一接地端，以及一第一开路端。第二传输线包括一电性连接于输出端的第二接地端，以及一第二开路端。本发明实施方式中的低通滤波器，不仅所占的面积小，且在通带频段内具有低损耗，在衰减频段具有高损耗，进而使得带通频率与截止频率范围间形成很陡的“过渡坡”。
文档编号H01P1/20GK1956256SQ200510100770
公开日2007年5月2日 申请日期2005年10月27日 优先权日2005年10月27日
发明者施延宜 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司