[發(fā)明專利]自匹配的帶通濾波器及其相關(guān)降頻器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910143956.6
• 申請日: 2009-06-04
• 公開（公告）號: CN101908663A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王則閔;蔡文才
• 申請（專利權(quán)）人: 啟碁科技股份有限公司
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203;H01P1/18
• 代理公司: 北京嘉和天工知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11269
• 代理人: 嚴(yán)慎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶通濾波器及其相關(guān)降頻器，尤其涉及一種自匹配的帶通濾波器及其相關(guān)降頻器。

背景技術(shù)

衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有寬頻及大覆蓋范圍的特性，廣泛地應(yīng)用于探測、軍事、電信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)及移動通信等領(lǐng)域。對于衛(wèi)星通信系統(tǒng)的地面用戶而言，必須具備天線、衛(wèi)星降頻器(Low-noise?Block?Down-converter，LNB)及解調(diào)器，才能接收衛(wèi)星信號。衛(wèi)星信號由天線接收后，經(jīng)衛(wèi)星降頻器降頻為中頻信號，最后通過解調(diào)器解調(diào)產(chǎn)生播放信號，輸出至用戶裝置，如電視。

請參考圖1，圖1為公知的一衛(wèi)星降頻器10的功能方框圖。衛(wèi)星降頻器10包含有一低噪聲放大器100、一帶通濾波器(Band-pass?Filter)102、一匹配(Matching)電路104、一混頻器(Mixer)106及一本地振蕩器(Local?Oscillator)108。射頻信號V_RF由天線接收后進(jìn)入衛(wèi)星降頻器10，經(jīng)低噪聲放大器100放大后，由帶通濾波器102濾除射頻信號中的鏡像頻率(Image?Frequency)信號以產(chǎn)生濾波信號VF_RF，再經(jīng)混頻器106降頻至中頻頻段，輸出中頻信號V_IF。帶通濾波器102為一微帶(Microstrip)帶通濾波器，其實現(xiàn)方式主要有以下幾種：發(fā)夾式(Hairpin)帶通濾波器、末端耦合(End-coupled)帶通濾波器及平行耦合(Parallel-coupled)帶通濾波器，依序簡示于圖2A至圖2C。

請參考圖2A，圖2A為公知的一發(fā)夾式帶通濾波器20的示意圖。發(fā)夾式帶通濾波器20包含有一輸入端口PI_A、一輸出端口PO_A及共振器(Resonator)RN_{A_1}～RN_{A_n}。輸入端口PI_A及輸出端口PO_A分別連接于前級及后級電路，用以接收及輸出信號。共振器RN_{A_1}～RN_{A_n}的每一共振器的線寬W相同，每一共振器的總線長約為接收信號的波長λ的二分之一。圖2B為公知的一末端耦合帶通濾波器22的示意圖。末端耦合帶通濾波器22包含有一輸入端口PI_B、一輸出端口PO_B及共振器RN_{B_1}～RN_{B_n}。共振器RN_{B_1}～RN_{B_n}為相互平行且線寬W相同的導(dǎo)線，每一共振器的線長L為λ/2。圖2C為公知的一平行耦合帶通濾波器24的示意圖。平行耦合帶通濾波器24包含有一輸入端口PI_C、一輸出端口PO_C及共振器RN_{C_1}～RN_{C_n}。共振器RN_{C_1}～RN_{C_n}為相互平行且線寬W相同的導(dǎo)線，每一共振器的線長L為λ/2，并且每一共振器與相鄰的共振器跨接的導(dǎo)線長度為λ/4。上述各種帶通濾波器的共振器的數(shù)量與濾波性能有關(guān)。

為配合量測儀器的同軸電纜的特性，帶通濾波器102通常設(shè)計為輸入阻抗對輸出阻抗等于50Ω∶50Ω。另一方面，混頻器106由場效應(yīng)晶體管(Field?Effect?Transistor)或雙極結(jié)型晶體管(Bipolar?Junction?Transistor)等有源元件所構(gòu)成，其輸入阻抗與帶通濾波器102的輸出阻抗不同，通常較低。匹配電路104即用來控制帶通濾波器102與混頻器106之間的阻抗匹配，以降低射頻信號在傳輸過程中的損耗。

以公知技術(shù)而言，帶通濾波器的輸出及輸入阻抗在設(shè)計時，不會特別考慮其后級電路組件為何。因此，不論在衛(wèi)星降頻器10或其他降頻器中，帶通濾波器的輸出端口必須先連結(jié)至匹配電路，與后級電路進(jìn)行阻抗匹配。然而，在匹配電路存在的情形下，傳輸線效應(yīng)無法降至最低，由帶通濾波器輸出至混頻器的射頻信號的損耗因而無法更有效地改善。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的主要目的即在于提供一種帶通濾波器及其相關(guān)降頻器，該帶通濾波器自身的輸出阻抗可與后級電路的輸入阻抗匹配。