[發明專利]具有并聯諧振器的可調諧的高頻濾波器

在審

• 申請號: 201580050753.6
• 申請日: 2015-07-06
• 公開（公告）號: CN107078718A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 埃德加·施密德哈默
• 申請（專利權）人: 追蹤有限公司
• 主分類號: H03H9/54
• 分類號: H03H9/54;H03H9/64
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 章蕾

本發明涉及一種高頻濾波器，其例如可以應用在便攜式的通訊設備中。

便攜式的通訊設備，例如移動電話，可以在多個不同的頻段中以及在多個不同的傳輸系統中實現通訊。為此，它們通常包括多個高頻濾波器，分別針對相應的頻率和相應的傳輸系統而設置。雖然在此期間已制造出尺寸小巧的先進的高頻濾波器。但由于其電路繁多且復雜，濾波器所處的前端模塊相對較大，并且其制造過程繁復且昂貴。

作為改善措施，可采用可調諧的高頻濾波器。這種濾波器具有可調節的平均頻率，因此可調諧的濾波器原則上可以替代兩個或多個常規的濾波器。可調諧的高頻濾波器例如由文獻US 2012/0313731A1或EP 2530838A1已知。通過可調諧的阻抗元件改變借助聲波工作的諧振器的電聲特征。

由Lu等人著的《Reconfigurable Multiband SAW Filters for LTE Applications》(適用于LTE應用的可重配置的多頻段SAW濾波器)，IEEE SiRF 2013，第153-155頁中，已知一種可借助開關重配置的濾波器。

但已知的可調諧的高頻濾波器的主要問題在于，調諧本身會改變濾波器的重要特性。亦即，在調諧時會改變例如插入衰減、輸入阻抗和/或輸出阻抗。

因此本專利的目的是，提供一種高頻濾波器，其能夠在不改變其他重要參數的情況下實現調諧并且使專業人員在設計濾波器模塊時獲得更大的自由空間。

此目的通過根據獨立權利要求所述的高頻濾波器得以實現。從屬權利要求說明了額外的構造方案。

高頻濾波器包括串聯的基本單元，其分別具有一個電聲諧振器。該濾波器還包括串聯在這些基本單元之間的變阻器。變阻器是導納-逆變器。基本單元的諧振器只是并聯諧振器。這些諧振器中的至少一個是可調諧的。

高頻濾波器中的基本單元已知采用例如梯形結構，在這樣的結構中，一個基本單元包括一個串聯諧振器和一個并聯諧振器。如果串聯或并聯諧振器的諧振頻率和反諧振頻率適當地相互調諧，則多個這種依次聯接的基本單元就基本實現了濾波效果。

就此而言，這里所示的基本單元差不多可以理解為梯形電路的等分基本單元。

作為變阻器，考慮使用阻抗-逆變器或導納-逆變器。變阻器將負載-阻抗的任意轉換轉換到輸入阻抗中，明顯體現了阻抗-逆變器或導納-逆變器的效果。阻抗-逆變器或導納-逆變器可如下借助用于雙口的輔助措施進行描述。

具有矩陣元件A、B、C、D的鏈式矩陣描述了雙口的效果，其通過其輸出口連接到負載上，其方式是：它預先規定了施加到負載上的電壓U_L和通過負載流動的電流I_L如何轉換為施加在輸入口上的電壓U_IN和流入輸入口中的電流I_IN：

該阻抗Z在此定義為電壓和電流之間的比例：

因此，負載-阻抗Z_L轉換成輸入阻抗Z_IN：

該負載阻抗Z_L從外界看來和輸入阻抗Z_IN一樣。

阻抗-逆變器現在通過下面的鏈式矩陣表征：

從中得出：

該阻抗被倒轉。比例因子是K²。

導納-逆變器通過下面的鏈式矩陣表征：

從中針對導納Y得出：

該導納被倒轉。比例因子是J²。

從中已發現，在調諧高頻濾波器時并聯諧振器和串聯諧振器的共同存在對重要參數的可變更性具有明顯的影響。從中已發現，如果只存在一種諧振器，則所述調諧很少影響到這些參數。如果只存在串聯諧振器或只存在并聯諧振器，則該高頻濾波器在調諧時在插入衰減、輸入阻抗和/或輸出阻抗方面均表現得更穩定。從中還發現，上述變阻器適合讓串聯諧振器呈現出并聯諧振器的樣子，或反之。尤其，由其間具有一個串聯諧振器的兩個阻抗-逆變器構成的串聯電路，對于其電路環境而言，看起來和并聯諧振器一樣。而由其間具有一個并聯諧振器的兩個導納-逆變器構成的串聯電路，對于其電路環境而言，看起來和串聯諧振器一樣。

因此借助這些串聯電路，能設立可更好調諧的高頻濾波電路。

因此可行的是，這樣配置高頻濾波器，即變阻器是阻抗-逆變器，諧振器是串聯諧振器。