公開了無反射低通、高通、帶通、帶阻、全通和全阻濾波器以及用于設(shè)計(jì)這種濾波器的方法，連同通過使用子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步修改和改善頻率響應(yīng)來增強(qiáng)這種濾波器的性能的方法。這些濾波器優(yōu)選地通過吸收頻譜的阻帶部分而不是將其反射回源來起作用，這在許多不同的應(yīng)用中具有顯著優(yōu)點(diǎn)。子網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選地提供附加的自由度，通過該附加的自由度，通過父濾波器的泄漏可以被抵消或加強(qiáng)，以改變截止銳度、阻止抑制或其他性能度量。

本發(fā)明的權(quán)利

本發(fā)明是在國家科學(xué)基金和聯(lián)合大學(xué)公司之間的合作協(xié)議AST-0223851下以政府支持進(jìn)行的，并且相應(yīng)地美國政府享有本發(fā)明的某些權(quán)利。

相關(guān)申請的參考

本申請要求2014年6月25日提交的美國臨時(shí)申請?zhí)?2/016,715、2014年7月29日提交的申請?zhí)?2/030171、2014年8月26日提交的申請?zhí)?2/041,965和2014年11月3日提交的申請?zhí)?2/074,142的優(yōu)先權(quán)，這些申請的標(biāo)題全部為“Sub-Network EnhancedReflectionless Filter Topology（子網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)型無反射濾波器拓?fù)洌保⑶疫@些申請具體地和整體地通過引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子濾波器及其使用方法。具體地，本發(fā)明涉及無反射電子濾波器及其使用方法。

背景技術(shù)

實(shí)際上，所有電子系統(tǒng)都使用某種濾波來抑制不需要的頻率分量。在大多數(shù)常規(guī)濾波器中，被抑制的信號被反射回到源，從而最終耗散在生成器本身中或者在互連線/傳輸線中，或者通過被輻射到儀器外殼被耗散。這種抑制不需要的信號的方式有時(shí)可能由于非線性器件中的雜散混合、敏感有源組件的無意重新偏置或各種信號路徑之間的串?dāng)_而導(dǎo)致與系統(tǒng)中的其他組件的有害交互。尋求一種濾波器的解決方案，該濾波器將在其可能損害性能之前吸收這些不需要的信號。這導(dǎo)致一種新穎的吸收式濾波器拓?fù)洌摓V波器拓?fù)浔幻枋鲈贛organ的美國專利號8,392,495中，該專利的全部內(nèi)容通過引用合并于此。圖1描繪了現(xiàn)有技術(shù)的低通無反射濾波器的示例。吸收式濾波器解決了常規(guī)濾波器遇到的許多問題，諸如混合器對不良帶外終止的敏感性，有害的和難以預(yù)測的來自無功諧波負(fù)載的非線性效應(yīng)，由于在濾波器和其他不良匹配的組件之間的俘獲能而導(dǎo)致的泄漏或串?dāng)_，以及與帶外阻抗匹配相關(guān)聯(lián)的許多其他問題。與用于吸收式濾波器的其他方法（諸如，端接的雙工器和采用正交混合器的定向?yàn)V波器結(jié)構(gòu)）相比時(shí)，吸收式濾波器還實(shí)現(xiàn)了卓越的性能和可制造性。

然而，不論這些益處如何，一些應(yīng)用需要比先前展示的無反射濾波器可以提供的響應(yīng)更尖銳的截止響應(yīng)。最近為解決這個(gè)問題所作的努力已經(jīng)產(chǎn)生了增強(qiáng)版本的結(jié)構(gòu)，其可以具有更尖銳得多的截止響應(yīng)，并且因此在需要時(shí)在那些應(yīng)用中產(chǎn)生更大的選擇性，同時(shí)保持原始無反射濾波器拓?fù)涞乃幸嫣帯?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決了與常規(guī)濾波器以及與現(xiàn)有技術(shù)的無反射濾波器相關(guān)聯(lián)的若干問題和缺點(diǎn)，從而提供用于電子系統(tǒng)中的頻帶選擇和定義的新的資源。

本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種無反射電子濾波器。該濾波器包括對稱雙端口電路，其中，對稱性定義分別在端口被同相驅(qū)動(dòng)和180°異相驅(qū)動(dòng)時(shí)的偶模式等效電路和奇模式等效電路；至少一個(gè)無損元件和至少一個(gè)匹配的內(nèi)部子網(wǎng)絡(luò)，其被布置在對稱雙端口電路內(nèi)，使得：偶模式等效電路的歸一化輸入阻抗基本上等于奇模式等效電路的歸一化輸入導(dǎo)納，并且奇數(shù)模式等效電路的歸一化輸入阻抗基本上等于偶模式等效電路的歸一化輸入導(dǎo)納。以該方式，偶模式和奇模式等效電路被稱為彼此的對偶。每個(gè)匹配的內(nèi)部子網(wǎng)絡(luò)提供到無反射電子濾波器的阻帶信號路徑的匹配端接。

優(yōu)選地，每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)是對稱的或不對稱的。無反射濾波器優(yōu)選地還包括泄漏路徑，該路徑在不穿過子網(wǎng)絡(luò)的情況下將阻帶信號的一部分從輸入傳遞到輸出，并且每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)被適配為使具有下述幅度和相位的阻帶信號通過：該幅度和相位部分地抵消通過泄漏路徑的阻帶信號的一部分的幅度和相位。