CN101997149A - 带通滤波功能的电磁干扰消除器 - Google Patents

带通滤波功能的电磁干扰消除器 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种带通滤波功能的电磁干扰消除器，设置于基板，包含信号线，具有输入端以及输出端，分别用以馈入以及馈出电磁波信号；接地线，一端连接于该信号线，另一端则为接地端；开路线，一端连接于信号线，另一端为开路端；第一线组，系由第一开路线以及第二开路线所组成，连接于信号线；第二线组，是由第三开路线以及第四开路线所组成，连接于信号线。通过将可抑制二次谐波以及三次谐波的带通滤波器整合于电磁干扰消除器，可大幅降低所需要的成本以及面积。

Description

带通滤波功能的电磁干扰消除器
技术领域
本发明是与无线通讯有关，特别是关于一种带通滤波功能的消除器。
背景技术
近年来，无线通讯技术的突破带给人类莫大的便利性，也带来了无限的商机。众多无线通讯技术中，最为人所知悉，也运用最广泛的就是IEEE制定的802.11b/g标准。IEEE 802.11b/g标准的工作频段为2.4GHz。在无线通讯电路中，滤波器为一不可或缺的重要组件。滤波器的主要功能在于保持主要频率信号的纯度，将主要频率以外的信号滤除，举例来说，以IEEE 802.11b/g的标准，主要频率即为2.4GHz。
理想滤波器特性应当是通带无衰减而在截止频率内衰减无穷大，通带与截止频率的跳变应当尽可能的陡峭。此外，主要频率的信号更带有频率为4.8GHz的二次谐波以及频率为7.2GHz的三次谐波。此二次谐波与三次谐波会造成无线通讯电路无法满足认证法规于这些频带的限制要求。
由于无线通讯产品的发展均朝向轻、薄短、小的方向发展，因此，如何在兼顾滤波器的效能的前提下，同时减少滤波器所占的面积，为现在滤波器设计的一大挑战。另一个问题是无线通讯产品往往于户外使用，因此电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)相当重要。为了防止雷击所造成的感应电流破坏无线通讯电路中的组件，无线通讯产品往往需要加入电磁干扰消除器(EMI Suppressor)来保护无线通讯电路中的组件。电磁干扰消除器往往需要很大的面积，方能有良好的抗电磁干扰效果。因此，如何保持电磁干扰消除器的良好效果，同时减少电磁干扰消除器的面积，亦为一亟待解决的议题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种带通滤波功能的消除器，设置于基板，包含信号线，具有输入端以及输出端，分别用以馈入以及馈出电磁波信号；接地线，一端连接于该信号线，另一端则为接地端；开路线，一端连接于信号线，另一端为开路端；第一线组，是由第一开路线以及第二开路线所组成，连接于信号线；第二线组，是由第三开路线以及第四开路线所组成，连接于信号线。
本发明是将可抑制二次谐波以及三次谐波的带通滤波器整合于电磁干扰消除器，可大幅降低所需要的成本以及面积。
附图说明
图1：本发明的具体实施例；
图2：本发明所具带通滤波功能的测试图。
符号说明
1 消除器                36 第二残段连接端
2 基板                  40 第一线组
10 信号线               41 第一开路线
11 输入端               42 第一开路端
12 输出端               43 第二开路线
20 接地线               44 第二开路端
22 接地端               50 第二线组
30 开路线               51 第三开路线
32 开路端               52 第三开路端
33 第一残段线           53 第四开路线
34 第二残段线           54 第四开路端
35 第一残段连接端
具体实施方式
请参照「图1」，该图为本发明的具体实施例，一种具带通滤波功能的消除器1，设置于基板2之上，包含信号线10、接地线20、开路线30、第一线组40以及第二线组50。
信号线10具有输入端11以及输出端12，分别用以馈入以及馈出电磁波信号，且输入端11以及输出端12阻抗为50奥姆。于此实施例中，接地线20的一端连接于信号线10的大约中心位置，而接地线20的另一端则为接地端22。接地线20为一螺纹式接地线，目的在于缩小所占的面积，且位于螺纹内的末端为接地端22。
开路线30的一端连接于信号线10的大约中心位置，开路线30的另一端则为开路端32，且开路线30与接地线20是设置于信号线10的不同侧。开路线30还包含第一残段线33以及第二残段线34。第一残段线33的一端连接至信号线10，第一残段线33的另一端为第一残段连接端35。第二残段线34的一端为第二残段连接端36，连接至第一残段连接端35，第二残段线34的自由末端是为开路端32。其中第一残段线33的宽度不等于第二残段线34的宽度。
第一线组40是由第一开路线41以及第二开路线43所组成，并连接于信号线10。第一线组40与接地线20设置于信号线10的同一侧，并且第一开路线41以及第二开路线43的间隔的大约中心位置为接地线20的位置。其中第一开路线41为螺纹式开路线，且位于螺纹内的自由末端为第一开路端42，第二开路线43为螺纹式开路线，且位于螺纹内的自由末端为第二开路端44。第一开路线41以及第二开路线43的长度以及宽度大致相等。
第二线组50是由第三开路线51以及第四开路线53所组成，并连接至信号线10。第二线组50与开路线30设置于信号线10的同一侧，且第三开路线51以及第四开路线53的间隔的大约中心位置为开路线30的位置。第三开路线51为螺纹式开路线，且位于螺纹内的自由末端为第三开路端52，第四开路线53为螺纹式开路线，且位于螺纹内的自由末端为第四开路端54。第三开路线51以及第四开路线53的长度以及宽度大致相等。
第一开路线41、第二开路线43、第三开路线51、第四开路线53以及开路线30是为开路传输线，可依其特性抑制二次谐波及三次谐波。信号线10、第一开路线41、第二开路线43、第三开路线51、第四开路线53、接地线20以及开路线30组成具有带通滤波功能的消除器1。
其中带通滤波功能是依据信号线10、第一开路线41、第二开路线43、第三开路线51、第四开路线53、接地线20以及开路线30的长度以及宽度而决定。其中第一开路线41以及第二开路线43的长度以及宽度大致相等，第三开路线51以及第四开路线53的长度以及宽度大致相等。接地线20以及开路线30是设立于该信号线10的大致中心部位。
由于消除器1的带通滤波功能是依据信号线10、第一开路线41、第二开路线43、第三开路线51、第四开路线53、接地线20以及开路线30的长度以及宽度而决定，而第一开路线41、第二开路线43、第三开路线51、第四开路线53以及接地线20为可折式传输线的目的在于有效减少消除器1所占的面积，因此不论是顺时针方向绕折转向或是逆时针方向绕折转向，以及其绕折转向的角度，皆不影响消除器1的特性。接地线20可将电磁干扰造成的感应电流藉由接地端22导入地，避免与输出端12连接的后端电路受到强大的感应电流的破坏。
请参照「图2」，该图为本发明所具带通滤波功能的测试图。图中横轴表示由输入端11输入的信号频率(单位：GHz)，纵轴表示幅度(单位元：dB)，象限区包括透射的散射参数(S-parameter：S21)的幅度以及反射的散射参数(S-parameter：S11)的幅度。透射的散射参数(S21)表示经由输入端11所输入的信号的输入功率与经由输出端12所输出的信号的输出功率的关系，其相应的数学式为：输出功率/输入功率(dB)＝20×Log|S21|。信号传输过程中，信号的部份功率被反射回信号源。被反射回信号源的功率称为反射功率。输入功率与反射功率的间相应的数学式如下：反射功率/入射功率(dB)＝20×Log|S11|。
由图2可知，本发明具有良好的带通滤波功能，于此是设定通带频段为2.4GHz，若自输入端11输入一频率为2.4GHz的输入信号为例，在通带频率范围内的输入信号的耗损接近0dB，且于二倍频(4.8GHz)以及三倍频(7.2GHz)处，分别有一第一零点A以及一第二零点B可有效抑制二次谐波以及三次谐波的噪声。
同时从曲线|S11|可知，在通带频率范围内的信号反射损耗绝对值大于10dB，而在通带频段外，则信号反射损耗绝对值小于10dB。带通滤波功能是依据信号线10、第一开路线41、第二开路线43、第三开路线51、第四开路线53、接地线20以及开路线30的长度以及宽度而决定。第一开路线41、第二开路线43、第三开路线51、第四开路线53以及接地线20是为螺纹式开路线，藉此可减少本发明所占的面积，因此不论是以折角为90度的顺时针方向绕折转向或是逆时针方向绕折转向，皆不影响消除器1的特性。
虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，都应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当根据权利要求所界定的内容为准。

Claims (16)

1.一种具带通滤波功能的消除器，设置于一基板，其特征在于，包含：
一信号线，具有一输入端以及一输出端，分别用以馈入以及馈出电磁波信号；
一接地线，一端连接于该信号线，另一端则为一接地端；
一开路线，一端连接于该信号线，另一端为开路端；
一第一线组，是由一第一开路线以及一第二开路线所组成，连接于该信号线；及
一第二线组，是由一第三开路线以及一第四开路线所组成，连接于该信号线。
2.根据权利要求1所述的消除器，其特征在于，该第一开路线、该第二开路线、该第三开路线以及该第四开路线是为一螺纹式开路线，且位于螺纹内的自由末端分别为一第一开路端、一第二开路端、一第三开路端以及一第四开路端。
3.根据权利要求2所述的消除器，其特征在于，该螺纹式开路线是以逆时针方向绕折转向。
4.根据权利要求2所述的消除器，其特征在于，该螺纹式开路线是以顺时针方向绕折转向。
5.根据权利要求1所述的消除器，其特征在于，该接地线是为一螺纹式接地线，且位于螺纹内的末端为该接地端。
6.根据权利要求5所述的消除器，其特征在于，该螺纹式接地线是以逆时针方向绕折转向。
7.根据权利要求5所述的消除器，其特征在于，该螺纹式接地线是以顺时针方向绕折转向。
8.根据权利要求1所述的消除器，其特征在于，该开路线还包含：一第一残段线，一端连接至该信号线，另一端为一第一残段连接端；及
一第二残段线，一端为第二残段连接端，连接至该第一残段连接端，另一自由末端为该开路端。
9.根据权利要求8所述的消除器，其特征在于，该第一残段线的宽度不等于该第二残段线的宽度。
10.根据权利要求1所述的消除器，其特征在于，该第一开路线以及该第二开路线的长度以及宽度相等。
11.根据权利要求1所述的消除器，其特征在于，该第三开路线以及该第四开路线的长度以及宽度相等。
12.根据权利要求1所述的消除器，其特征在于，该输入端以及该输出端为50奥姆阻抗匹配。
13.根据权利要求1所述的消除器，其特征在于，该接地线，一端连接于该信号线的中心位置，另一端则为该接地端；
14.根据权利要求1所述的消除器，其特征在于，该开路线，一端连接于该信号线的中心位置，另一端为该开路端，且该开路线与该接地线是设置于该信号线的不同侧。
15.根据权利要求1所述的消除器，其特征在于，该第一线组，是由该第一开路线以及该第二开路线所组成，连接于该信号线，该第一线组与该接地线设置于该信号线的同一侧，且该第一开路线以及该第二开路线的中心位置为该接地线的位置。
16.根据权利要求1所述的消除器，其特征在于，该第二线组，是由该第三开路线以及该第四开路线所组成，连接于该信号线，该第二线组与该开路线设置于该信号线的同一侧，且该第三开路线以及该第四开路线的中心位置为该开路线的位置。
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