射频滤波器的制造方法
【专利说明】射频滤波器
[0001]本申请是申请号为201080048680.4且发明名称为“射频滤波器”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种射频(RF)滤波器。
【背景技术】
[0003]滤波器是RF系统中用于通过或抑制预定频带的必不可少的部分。滤波器被分类为带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BRF)、高通滤波器(HPF)、低通滤波器(LPF)等。这些滤波器被设计为满足RF系统所需的频率通过或抑制特性。一旦安装了滤波器，它们的特性就难以改变，除非它们被替换。例如，当要将BRF重新安装在配备有BPF的RF系统中时，应当移除BPF，然后利用BRF来替换BPF。滤波器替换可能导致通信断开并增加成本。
[0004]同时，通过使用50欧姆(Ω )线将谐振器相连接来设计BRF。在这种情况下，由于未在谐振器之间进行耦合，因此不能抑制与预定带宽相等或比预定带宽更宽的频带。此外，随着谐振器的数目增加，50欧姆线的总长度也增加，从而增加路径损耗。BRF的另一缺点在于:关于具体频率，选择性地抑制低或高频带，因而难以改进带边特性。
【发明内容】
[0005]本发明的实施例的一方面是要至少解决这些问题和/或劣势并至少提供下述优势。相应地，本发明的实施例的一方面是要提供一种用于降低路径损耗的RF滤波器。
[0006]本发明的实施例的另一方面提供了一种用于改进带边特性的RF滤波器。
[0007]本发明的实施例的另一方面提供了一种用于容易地反转信号特性的RF滤波器。
[0008]本发明的实施例的另一方面提供了一种用于通过增加谐振器之间的耦合来抑制宽频带的RF滤波器。
[0009]本发明的实施例的又一方面提供了一种便于设计陷波(notch)特性的RF滤波器。
[0010]实现该目的的技术手段
根据本发明的实施例的一方面，提供了一种RF滤波器，其中耦合器通过第一端口来接收输入信号，对输入信号进行划分，通过第二和第三端口来输出划分后的信号，根据信号的相位将通过第二和第三端口接收的信号进行组合，并通过第一端口来输出组合后的信号或者通过第四端口将组合后的信号输出作为RF滤波器的输出信号，并且第一滤波器单元的第一端口连接至耦合器的第二端口而第一滤波器单元的第二端口连接至耦合器的第三端口，以具有预定频率滤波特性。
[0011]本发明的效果从本发明的实施例的以上描述显而易见，由于本发明提供了一种将滤波器与混合耦合器进行组合的新滤波器，它可以降低信号的路径损耗，改进带边特性，容易反转信号特性，通过增加谐振器之间的耦合来抑制宽频带，并且便于设计陷波特性。
【附图说明】
[0012]图1示意性地示出了根据本发明的实施例的可变(chameleon)滤波器的结构；
图2A至2D示意性地示出了根据本发明的另一实施例的可变滤波器的结构；
图3示意性地示出了根据本发明的第三实施例的可变滤波器的结构；
图4示意性地示出了根据本发明的第四实施例的可变滤波器的结构；以及图5A和5B是示出了一般滤波器和可变滤波器中的信号的波形的图。
【具体实施方式】
[0013]现在，将参照附图来描述本发明的优选实施例。尽管在以下描述中描述了诸如组件之类的具体细节，但是这些具体细节是为了有助于全面理解本发明而给出的。因此，本领域技术人员要清楚地理解，在本发明的范围和精神内可以对本发明进行改变或修改。
[0014]给出了所谓的可变滤波器的以下描述，该可变滤波器是通过将混合耦合器与滤波器进行组合来配置的，因而具有根据原始特性而修改的新特性。例如，在本发明中带通滤波器(BPF)和混合耦合器可以被组合为可变带阻滤波器(BRF)并且低通滤波器(LPF)和混合耦合器可以被组合为可变HPF，或者反之亦然。
[0015]现在，将利用附图来详细描述本发明。
[0016]图1示出了根据本发明的实施例的可变滤波器的结构。
[0017]参照图l，3_dB混合耦合器110连接至根据本发明的实施例的可变滤波器中的滤波器单元120。即，本发明的滤波器被配置为使得混合耦合器110的第一端口用作可变滤波器的输入端口，混合耦合器110的第四端口用作可变滤波器的输出端口，混合耦合器110的第二端口连接至滤波器单元120的第一端口(例如输入端口)，而混合耦合器110的第三端口连接至滤波器单元120的第二端口(例如输出端口)。滤波器单元120可以是利用各种类型的滤波器(诸如BPF、BRF、高通滤波器(HPF)、LPF等)来配置的。如果利用BPF来配置滤波器单元120，则可变滤波器具有BRF特性。
[0018]当利用BPF来配置滤波器单元120时，将参照图5A和5B来描述滤波器单元120的特性。图5A示出了经过一般BPF而通过的信号S21和从一般BPF返回的信号S η的波形。图5Β示出了本发明的可变滤波器中的信号的波形，其中在RF系统中将混合耦合器110与利用BPF配置的滤波器单元120进行组合。与图5Α相比，所通过的信号S21和所返回的信号S11的相位在图5Β中反转。因此，尽管在本发明的可变滤波器中利用BPF来配置滤波器单元120，但是其总体特性是BRF特性。
[0019]更具体地，混合耦合器一般用于利用90度的相位差来均等地划分信号功率。例如，当信号被输入至混合耦合器I1的第一端口时，利用90度相位差将信号的功率均等地划分为两个部分，然后通过混合耦合器110的第二端口(O度)和第三端口(-90度)将其提供给滤波器单元120的第一和第二端口。滤波器单元120的通带中的信号通过滤波器单元120并被反馈至相对的端口，即混合耦合器110的第三和第二端口。然后，信号由于相位差而组合，并被输出至混合親合器I1的第一端口，其中没有信号被输出至混合親合器110的第四端口。同时，滤波器单元120的通带外的信号未通过滤波器单元120，从滤波器单元120的第一和第二端口返回，然后分别被反馈至混合耦合器110的第二和第三端口。这些信号由于相位差而组合，并被输出至混合耦合器110的第四端口。
[0020]总之，在整个滤波器结构中，将被输入至可变滤波器的输入端口(即，混合耦合器的第一端口)的信号中的、滤波器单元120的通带的信号反射给可变滤波器的输入端口，而将输入信号中的、滤波器单元120的通带外的信号输出至可变滤波器的输出端口(即，混合耦合器的第四端口)。
[0021]根据信号的相位差对信号的功率进行划分/组合的部分包括混合环、分支线定向耦合器、3-dB定向耦合器、魔T等。如果使用这种部分而不是混合耦合器110，则其可以被配置为另外使用相移器来调整信号的相位。例如，如果魔T替代混合耦合器110，则在魔T的第二端口(或第三端口)与滤波器单元之间的连接路径上提供相移器，从而将所通过的信号的相位偏移90度。
[0022]如果具有根据本发明的上述配置的可变滤波器被设计为大体上作为BRF进行操作(即，以‘混合耦合器+BPF’结构进行操作)，则其更有用。即，典型的BRF是通过经由50欧姆(Ω)线将谐振器彼此连接来设计的。该结构需要相对大的尺寸并且是复杂的。此外，由于在谐振器之间未进行大量耦合，因此BRF在抑制具有预定或更宽带宽的频带方面有限制。相比之下，本发明的可变滤波器相对容易实现，并且便于使用可以处理宽频带的BPF结构来实现BRF。本发明的可变滤波器可以显著地降低可能由于50欧姆线的总长度增加而导致的路径损耗。
[0023]此外，应当关于对应的频率来延长或缩短50欧姆线以便在一般BRF中实现陷波特性。因而，难以利用一般BRF来实现陷波特性。然而，本发明的可变滤波器在BPF中实现了陷波特性，因而使用陷波特性来大体上实现BRF。因此，容易实现BRF的陷波特性并且可以改进围裙(skirt)特性。
[0024]类似地，本发明的可变滤波器可以使用LPF结构来大体上实现HPF结构。在这种情况下，可以容易地实现相对难以制造的HPF。
[0025]图2A至2D示出了根据本发明的另一实施例的可变滤波器的结构。参照图2A至2D，根据本发明的第二实施例的可变滤波器包括混合耦合器210、滤波器单元220以及第一和第二开关单元240和230。混合耦合器210和滤波器单元220可以与图1所示的实施例中的其对应物相同。第一和第二开关单元240和230均可以具有一般单接通/关断开关的组合或者双刀双掷(DTOT)开关和一般单接通/关断开关的组合，这根据外部切换控制信号动态地建立信号连接路径，使得可变滤波器的输入和输出端口直接连接至滤波器单元(图2A)，可变滤波器的输入和输出端口经由混合耦合器210间接连接至滤波器单元(图2B)，信号通过混合耦合器210 (图2C)，并且信号绕过混合耦合器210和滤波器单元220 (图2D)。在下文中，参照图2A和2B，将在利用BPF来配置滤波器单元220的情况下详细描述滤波器单元220的结构和操作。
[0026]图2A示出了在可变滤波器作为BPF进行操作时根据本发明的可变滤波器的结构，而图2B示出了在可变滤波器作为BRF进行操作时根据本发明的可变滤波器的结构。
[0027]参照图2A，在本发明的可变滤波器作为BPF进行操作的情况下，当信号被输入至第一开关单元240的输入端口时，通过利用BPF配置的滤波器单元220以及第二开关单元230将信号输出至输出端口。因此，不存在向和从混合耦合器210输入和输出的信号，并且使用本发明的可变滤波器来使预定频带通过。
[0028]参照图2B，在本发明的可变滤波器作为BRF进行操作的情况下，第一和第二开关单元240和230以与图2A中不同的方式进行切换，使得建立路径以通过混合耦合器210传递输入和输出信号。
[0029]当信号被输入至第一开关单元240的输入端口时，将信号提供给混合耦合器210的第一端口，利用90度的相位差将其均等地划分为各具有一半功率的两个信号，然后通过混合耦合器210的第二和第三端口将其输出。划分后的两个信号中的、滤波器单元220的通带的信号通过滤波器单元220以及第一和第二开关240和230，而将划分后的两个信号中的、滤波器单元220的通带外的信号从滤波器单元220反射并反馈至混合耦合器210的第二和第三端口。通过混合耦合器210的第四端口来输出这些输入信号中的、滤波器单元220的通带的信号。经由第二开关230将从混合耦合器210的第四端口输出的信号输出至该输出端口。
[0030]参照图2C，将输入信号仅输入至混合耦合器210。在该结构中，输入信号绕过滤波器单元220。
[0031]更具体地，利用90度的相位差将被输入