[發(fā)明專利]濾波器和使用該濾波器的無線電通信設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680033158.2
• 申請(qǐng)日: 2006-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN101263630A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 加屋野博幸;鹽川教次;山崎六月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類號(hào): H01P1/203
• 分類號(hào): H01P1/203
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 王英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及濾波器和使用該濾波器的無線電通信設(shè)備。

背景技術(shù)

通常，由級(jí)聯(lián)連接的共振單元來構(gòu)造用于為無線電通信系統(tǒng)限制頻帶的濾波器。共振單元中設(shè)置的每個(gè)共振器包括電感器和電容器，并且為了考慮到損耗的影響而添加了電阻器。這種濾波器通過適當(dāng)?shù)卮_定共振器之間的共振器間耦合系數(shù)和確定用于指示在輸入單元和輸出單元中激勵(lì)該共振器的量的外部Q值，能夠確定通帶的頻率范圍和阻帶的衰減量。

另一方面，通過共振器的介電損耗、導(dǎo)體損耗、輻射損耗確定的Q(空載Q)是用于實(shí)現(xiàn)具有帶通濾波器等所需要的陡裙(steep-skirt)特性的濾波器特性的一個(gè)重要參數(shù)。介電損耗依賴于介電襯底的損耗特性，導(dǎo)體損耗依賴于導(dǎo)體的損耗特性，輻射損耗依賴于共振器布局。在導(dǎo)體損耗占主導(dǎo)的相對(duì)低頻，甚至當(dāng)每個(gè)共振器以任意方式耦合時(shí)，輻射損耗的影響也是很小的。相反，在輻射損耗占主導(dǎo)的相對(duì)高頻，如果導(dǎo)體位于共振器的電流最大點(diǎn)附近，那么該導(dǎo)體變成輻射的主導(dǎo)因素，并且最終變成惡化濾波器特性的因素。

至于最一般濾波器的一個(gè)例子，使用由微帶線形成的共振器的濾波器是廣泛已知的。在微帶線上傳播的電磁波在其開口端部分重復(fù)反射的同時(shí)進(jìn)行傳播。相應(yīng)地，在由其電長(zhǎng)度是半波長(zhǎng)(180°)的微帶線形成的半波長(zhǎng)共振器中，電流分布的駐波在微帶線的兩端具有波節(jié)，并且在其中心只有一個(gè)波腹。

在G.L.Matthaei等人的“Hairpin?Comb?Filters?for?HTS?and?OtherNarrow-Band?Applications”IEEE?MTT?Trans.，Vol.45，No.8，Aug.1997(文檔1)中公開了一種濾波器，該濾波器包括級(jí)聯(lián)的由發(fā)夾式微帶線形成的半波長(zhǎng)發(fā)夾式共振器，以最小化其尺寸。

另一方面，在日本專利申請(qǐng)KOKAI公開No.2003-46304(文檔2)中公開了一種半波長(zhǎng)共振器和一種使用該共振器的濾波器，該半波長(zhǎng)共振器使用兩條直線和一條微帶線，該微帶線具有設(shè)置在兩條直線之間的圓形部分的弧。

在每個(gè)半波長(zhǎng)共振器中，共振器的微帶線的中心是電流分布的波腹，即電流最大點(diǎn)。相應(yīng)地，在其中設(shè)置了多個(gè)半波長(zhǎng)共振器并通過將它們移位四分之一波長(zhǎng)(90°)進(jìn)行設(shè)置的濾波器中，下一個(gè)共振器的微帶線的端部分接近電流最大點(diǎn)，使得最大點(diǎn)處的輻射變得更大。根據(jù)文檔1中公開的其中級(jí)聯(lián)布置多個(gè)半波長(zhǎng)發(fā)夾式共振器的濾波器布局，電流最大點(diǎn)是每個(gè)共振器的微帶線的折疊部分，在相鄰的共振器之間電流最大點(diǎn)是彼此靠近的。因此，來自該折疊部分的輻射增加。這樣，當(dāng)共振器的輻射損耗變大時(shí)，很難通過提高共振器的Q值來實(shí)現(xiàn)具有陡裙特性的濾波器特性。

另一方面，導(dǎo)體損耗和輻射損耗之間的相對(duì)幅度關(guān)系依賴于在微帶線上傳播的電磁波的頻率。如上所述，在低頻帶，雖然導(dǎo)體損耗占主導(dǎo)，但是相對(duì)幅度關(guān)系隨著頻率變高而逐漸逆轉(zhuǎn)，并且在高頻帶，輻射損耗往往占主導(dǎo)。由于導(dǎo)體損耗是微帶線的導(dǎo)體(形成條帶和接地平面的導(dǎo)體)的電阻成分導(dǎo)致的能量損耗，所以導(dǎo)體損耗傾向于隨著其電阻成分的提高而變得更占主導(dǎo)。

使用傳統(tǒng)微帶線的共振器具有在例如不高于3GHz的頻帶內(nèi)的共振頻率，并且其導(dǎo)體損耗占主導(dǎo)，因?yàn)閷?dǎo)體的電阻成分相對(duì)大。通過在微帶線中給出盡可能均勻的電流密度分布，可以相對(duì)容易地減小導(dǎo)體損耗。然而，提供在具有高于3GHz的高頻的頻帶中使用的共振器的意圖使得輻射損耗占主導(dǎo)。使用傳統(tǒng)微帶線的共振器不能降低這樣的輻射損耗，那么，不能在高頻頻帶中獲得高Q值的這個(gè)事實(shí)是要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種通過即使在高頻區(qū)也減小輻射損耗來提高共振器的Q的濾波器，以及提供一種使用上述濾波器的無線電通信設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面的濾波器的特征在于包括：共振單元，該共振單元具有多個(gè)分別由每個(gè)微帶線形成并且彼此級(jí)聯(lián)連接的共振器；以及耦合單元，該耦合單元在電長(zhǎng)度中從微帶線中間處的電壓最大點(diǎn)開始的±45°(1/8波長(zhǎng))范圍內(nèi)的區(qū)域中，具有共振單元的至少一個(gè)共振器間耦合。