CN102751960B - 一种应用于lte的射频低通滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明属于无线通信领域，尤其涉及一种应用于LTE的射频低通滤波器。本发明实施例提供的一种应用于LTE的射频低通滤波器，包括依次连接的第一滤波电感L3、第一谐振电路100、第二滤波电感L4和第二谐振电路200，将谐振电路中的电容都用开路微带来代替，相应的形成两个传输零点，使得通带内的插入损耗很小、驻波好，而对阻带的抑制却很强，性能优良且成本低廉，能够灵活多用。

Description

一种应用于LTE的射频低通滤波器

技术领域

本发明属于无线通信领域，尤其涉及一种应用于LTE的射频低通滤波器。

背景技术

对于高速、高容量的无线通信，LTE(Long Term Evolution，长期演进)项目是3G的演进，也被通俗的称为3.9G。作为3.9G的全球标准，LTE改进并增强了3G的空中接入技术，具有100Mbps的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术。无线通信的个人化、微型化，对有源电路使用滤波器提出了小体积、高性能、低价格等更高的要求。

传统的小体积、轻重量的滤波器主要有如下几种：微带滤波器、SAW(Surface Acoustic Wave，声表面波)滤波器和LC滤波器。其中，微带滤波器的Q值大(Q值是滤波器的品质因数，定义为中心频率除以滤波器带宽)、选频好，但必须以四分之一波长为基础，并且要占用很大的面积；SAW滤波器体积小、Q值大，但它插损大、通带较窄、带内平坦度差(典型值为2dB)，很难在有源路上广泛使用；而LC滤波器占用面积小、带内平坦度好，但其Q值较低、在射频段使用时一致性极差，也很难批量生产。综上可知，现有的几种滤波器并不能满足射频有源电路的要求，有必要加以改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于LTE的射频低通滤波器，旨在解决现有的滤波器不适用于射频有源电路的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例是这样实现的：

一种应用于LTE的射频低通滤波器，包括依次连接的第一滤波电感L3和第二滤波电感L4，所述第一滤波电感L3的第一端为所述滤波器的输入端，所述第二滤波电感L4的第二端为所述滤波器的输出端，所述射频低通滤波器还包括：

第一谐振电路，连接在所述第一滤波电感和第二滤波电感的公共连接端，形成输入信号的第一个传输零点；

第二谐振电路，连接于所述第二滤波电感的第二端，形成输入信号的第二个传输零点。

其中，所述第一谐振电路包括绕线电感L1和开路微带T1，所述绕线电感L1的第一端连接在所述第一滤波电感和第二滤波电感的公共连接端，所述绕线电感L1的第二端接所述开路微带T1；

所述第二谐振电路包括绕线电感L2和开路微带T2，所述绕线电感L2的第一端连接于所述第二滤波电感的第二端，所述绕线电感L2的第二端接所述开路微带T2。

本发明实施例提供的一种应用于LTE的射频低通滤波器，在其工作过程中，通带内的插入损耗很小、驻波好，而对阻带的抑制很强，带内平坦度好，性能优良且一致性好，本身的占用面积小，成本低廉灵活多用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的射频低通滤波器的结构图；

图2是本发明实施例提供的射频低通滤波器的频率响应及传输零点、传输极点示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种应用于LTE的射频低通滤波器，将谐振电路中的电容用开路微带来代替，保证了产品批量生产的一致性。该射频低通滤波器的工作过程中，通带内的插入损耗很小、驻波好，而对阻带的抑制却很强，性能优良且成本低廉，能够灵活多用。

图1是本发明实施例提供的射频低通滤波器的结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，如图所示：

一种应用于LTE的射频低通滤波器，Port1为其输入端口，Port2为其输出端口，滤波器包括依次连接的第一滤波电感L3、第一谐振电路100、第二滤波电感L4和第二谐振电路200。

其中，第一滤波电感L3的第一端为滤波器的输入端Port1，第一滤波电感L3的第二端接第二滤波电感L4的第一端，第二滤波电感L4的第二端为滤波器的输出端Port2；

第一谐振电路100的输入端与第一滤波电感L3和第二滤波电感L4的公共连接端相连，用于形成输入信号的第一个传输零点；

第二谐振电路200的输入端连接于第二滤波电感L4的第二端，用于形成输入信号的第二个传输零点。

作为本发明的一实施例，第一谐振电路100包括串接的绕线电感L1和开路微带T1，绕线电感L1的第一端连接在第一滤波电感L3和第二滤波电感L4的公共连接端，绕线电感L1的第二端接开路微带T1。作为优选实施例，绕线电感L1为射频高Q电感，开路微带T1为标准50欧姆开路微带线。

作为本发明的一实施例，第二谐振电路200包括串接的绕线电感L2和开路微带T2，绕线电感L2的第一端连接于第二滤波电感L4的第二端，绕线电感L2的第二端接开路微带T2。作为优选实施例，绕线电感L2为射频高Q电感，开路微带T2为标准50欧姆开路微带线。

以本实施例提供的射频低通滤波器为例：

第一滤波电感L3和第二滤波电感L4的功能相同，它们的作用主要体现在如下两个方面：一是在通带频率f3点(f3为本实施例提供的射频低通滤波器的传输极点)附近，形成很好的阻抗匹配，其反射系数Г接近0，因此滤波器的插入损耗极小，形成了良好的滤波器通带；二是在高频段，第一滤波电感L3和第二滤波电感L4表现出高阻抗，对高频信号起到了一定的抑制。

第一谐振电路100使用标准50欧姆开路微带线代替传统LC滤波电路中的电容，使得开路微带和电感组成了串联谐振，在其谐振点f1处阻抗为零，形成第一个传输零点，并且有：

$f_1=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{L1C1}}$

其中，上式中的L1为绕线电感L1的值，C1为开路微带T1的等效电容值。

与第一谐振电路100相类似的，第二谐振电路200同样使用标准50欧姆开路微带线代替传统LC滤波电路中的电容，使得开路微带和电感组成了串联谐振，在其谐振点f2处阻抗为零，并且在f2点产生第二个传输零点，同样的，

$f_2=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{L2C2}}$

上式中的L2为绕线电感L2的值，C2为开路微带T2的等效电容值。

由上可知，两个串联谐振电路在频率f1和f2点处分别形成了传输零点，因此本实施例提供的滤波器在f1～f2频段起到了很好的抑制作用。作为优选实施例，可以选择微带的长度小于λ/4，为10mm的数量级，宽为1mm数量级，这样，普通的PCB板制造工艺就完全能达到其精度要求，并且可以保证批量生产的一致性。而且，本发明实施例仅用微带代替电容，而不代替电感；电感选用绕线高Q电感，否则滤波器的过渡带将会展宽，另一方面，一般选用的电感值也不宜太小，否则会降低产品的一致性。

综上所述，本发明实施例提供的射频低通滤波器，其包含两个传输零点和一个传输极点，两个传输零点落在滤波器阻带内，此时传输系数∣S21∣为极小值，对阻带信号起到了很好的抑制；传输极点(反射零点)落在滤波器通带内，此时反射系数Г接近0，传输系数∣S21∣为极大值，保证通带内很小的插入损耗。

作为本发明的一实施例，该射频低通滤波器所选用的元器件的值为：绕线电感L1为2.2nH，绕线电感L2为3.3nH，第一滤波电感L3为2.7nH，第二滤波电感L4为2.2nH，开路微带T1的参数为7.6×1.1mm，开路微带T2的参数为6.7×1.1mm。图2示出了采用上述元件参数的射频低通滤波器的频率响应及传输零点、传输极点示意图，其中传输零点为f1和f2，传输极点为f3，并且有f3＜f1＜f2。需要说明的是，实际应用中各元件值并不限于上述数值，其可以根据各个使用环境下的不同需求，采用不同参数值的电路元件。

本发明实施例提供的一种应用于LTE的射频低通滤波器，包括依次连接的第一滤波电感L3、第一谐振电路100、第二滤波电感L4和第二谐振电路200，将谐振电路中的电容都用开路微带来代替，相应的形成两个传输零点，使得通带内的插入损耗很小、驻波好，而对阻带的抑制却很强，性能优良且成本低廉，能够灵活多用。另外，本发明实施例提供的应用于LTE的射频低通滤波器主要应用在LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)级联的中间级或者末级，如果在射频双工器上使用，可以增强滤波器高频的带外抑制，减少整个系统的噪声。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种应用于LTE的射频低通滤波器，所述LTE为Long Term Evolution长期演进项目，包括依次连接的第一滤波电感L3和第二滤波电感L4，所述第一滤波电感L3的第一端为所述滤波器的输入端，所述第二滤波电感L4的第二端为所述滤波器的输出端，其特征在于，所述滤波器还包括：

第一谐振电路，连接在所述第一滤波电感和第二滤波电感的公共连接端，形成输入信号的第一个传输零点；

第二谐振电路，连接于所述第二滤波电感的第二端，形成输入信号的第二个传输零点；

其中，所述第一谐振电路包括绕线电感L1和开路微带T1，所述绕线电感L1的第一端连接在所述第一滤波电感和第二滤波电感的公共连接端，所述绕线电感L1的第二端接所述开路微带T1；

所述第二谐振电路包括绕线电感L2和开路微带T2，所述绕线电感L2的第一端连接于所述第二滤波电感的第二端，所述绕线电感L2的第二端接所述开路微带T2。

2.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述绕线电感L1为射频高Q电感，所述开路微带T1为标准50欧姆开路微带线。

3.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述绕线电感L2为射频高Q电感，所述开路微带T2为标准50欧姆开路微带线。