[發明專利]絕對帶寬恒定的濾波器

在審

• 申請號: 202011340326.0
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112543009A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 艾寶強
• 申請（專利權）人: 北京和峰科技有限公司
• 主分類號: H03H7/01
• 分類號: H03H7/01
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 李柯瑩

本公開涉及一種絕對帶寬恒定的濾波器。濾波器包括：源端電感陣列、m個耦合電感陣列、m+1個諧振器和負載端電感陣列，所述源端電感陣列、所述負載端電感陣列和每一所述耦合電感陣列均包括并聯的多個電感支路；通過分別控制每一所述耦合電感陣列、所述源端電感陣列以及所述負載端電感陣列中的至少一個電感支路導通，以使所述濾波器滿足絕對帶寬恒定條件。如此，即可實現確保濾波器的絕對帶寬恒定的目的，進而有效避免了帶內插損隨頻率升高明顯惡化的問題。此外，與相關技術相比，還簡化了電路復雜度，減小了電路尺寸。

技術領域

本公開涉及濾波器領域，具體地，涉及一種絕對帶寬恒定的濾波器。

背景技術

隨著無線通信的快速發展，頻譜資源的實場需求量急劇增加，頻譜資源不可避免的出現了擁擠或者緊缺的現象。在此條件下，無線通信系統，特別是寬帶無線通信系統需要更加有效的濾波器電路來減弱或者避免不同通信設備間的相互干擾，以便進行順暢的通信。

為了解決這一問題，相關技術中多是通過以下兩種方式來減弱或避免不同通信設備間的相互干擾的。示例地，使用固定中心頻率的濾波器組來濾除干擾信號。圖1是相關技術中使用固定中心頻率濾波器組的射頻前端電路的示意圖。如圖1所示，接收天線10、第一單刀多擲開關20、多組第一濾波器30、第二單刀多擲開關40、低噪聲放大器50、第三單刀多擲開關60、多組第二濾波器70、第四單刀多擲開關80、第一混頻器90、第二混頻器100、功率放大器110、第五單刀多擲開關120、多組第三濾波器130、第六單刀多擲開關140、發射天線150依次相連。利用圖1所示的電路，雖然可實現減弱或者避免不同通信設備間的相互干擾，但是，電路復雜度高，電路尺寸較大，不能滿足射頻前端小型化的趨勢。

又示例地，利用可調濾波器來替代圖1中的濾波器組，以降低電路復雜度和減小電路尺寸，尤其是在工作頻率低于1GHz時，為了進一步減小電路尺寸通常使用集總元件來實現可調濾波器。經研究發現更適合實現集總可調濾波器的電路結構如圖2所示。在圖2中，以二階集總可調濾波器為例，源端電感Ls和耦合電感Lc1之間連有諧振器1，耦合電感Lc1和負載端電感LI直接連有諧振器2。諧振器1包括并聯的可調電容C1和電感L1，諧振器2包括并聯的可調電容C2和電感L2。對圖2所示的濾波器進行仿真，得到圖3所示的相關技術中的集總可調濾波器插損頻率響應。如圖3所示，圖2所示濾波器的絕對帶寬(插損位于0dB和-3dB區間的帶寬)隨頻率升高而顯著增加，且隨著絕對帶寬增加濾波器的通帶內插損明顯惡化。

因此，需要設計一種能夠降低電路復雜度，減小電路尺寸，并且能夠確保絕對帶寬恒定的濾波器。

發明內容

本公開的目的是提供一種絕對帶寬恒定的濾波器，以解決相關技術中存在的問題。

為了實現上述目的，本公開提供一種絕對帶寬恒定的濾波器，所述濾波器包括：源端電感陣列、m個耦合電感陣列、m+1個諧振器和負載端電感陣列，所述源端電感陣列、所述負載端電感陣列和每一所述耦合電感陣列均包括并聯的多個電感支路；

其中，所述源端電感陣列、m個耦合電感陣列和負載端電感陣列依次串聯，且第一個諧振器分別與所述源端電感陣列、第一個所述耦合電感陣列相連，第m+1個諧振器分別與第m個所述耦合電感陣列、所述負載端電感陣列相連，第i個諧振器分別與第i-1個耦合電感陣列、第i個耦合電感陣列相連，i的取值范圍為2至m，m為大于或等于2的整數；

通過分別控制每一所述耦合電感陣列、所述源端電感陣列以及所述負載端電感陣列中的至少一個電感支路導通，以使所述濾波器滿足絕對帶寬恒定條件。

可選地，所述絕對帶寬恒定條件包括：相鄰兩個所述諧振器之間的耦合系數均與所述濾波器的當前工作頻率成反比，以及，所述濾波器的外部品質因數與所述濾波器的當前工作頻率成正比；

控制m個所述耦合電感陣列中每一所述耦合電感陣列中的至少一個電感支路導通，以使相鄰兩個所述諧振器之間的耦合系數均與所述濾波器的當前工作頻率成反比；以及