CN103023458A - 有源滤波器和双工器及无线通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种有源滤波器和双工器及无线通信设备，有源滤波器包括：第一滤波器、第一放大器、第二滤波器、下变频器、第三中频滤波器和第二放大器、第四中频滤波器、上变频器和第五射频滤波器、及为下变频器和上变频器提供本振信号的压控振荡器。第一放大器的输入端与第一滤波器的输出端连接；第一放大器的输出端与第二滤波器的输入端连接；第二滤波器的输出端通过下变频器与第三中频滤波器的输入端连接；第三中频滤波器的输出端与第二放大器的输入端连接；第二放大器的输出端与第四中频滤波器的输入端连接；第四中频滤波器通过上变频器与第五射频滤波器的输入端连接。本发明方案有利于兼顾滤波器的多个优良性能指标。

Description

有源滤波器和双工器及无线通信设备

技术领域

本发明涉及通信电路技术领域，具体涉及有源滤波器和双工器及无线通信设备。

背景技术

目前，随着现代无线通信系统的高速发展，无线电的频谱资源也变得日趋紧张。日趋复杂的通信环境和日趋紧张的无线电频谱资源，使得无线电通信领域对滤波器的要求越来越高。业内对滤波器性能的追求可能主要涉及如下几个方面：更低带内插入损耗、更高带外抑制、更大功率容量、更小体积、更低成本等等。目前广泛使用的滤波器通常难以兼顾多个性能指标。例如现有腔体滤波器体积较大且价格昂贵。

发明内容

本发明实施例提供有源滤波器和双工器及无线通信设备，以期兼顾滤波器的多个优良性能指标。

本发明第一方面提供一种有源滤波器，包括：

第一滤波器、第一放大器、第二滤波器、下变频器、上变频器、第三中频滤波器、第二放大器、第四中频滤波器、第五射频滤波器、以及为所述下变频器和上变频器提供本振信号的压控振荡器；

其中，所述第一放大器的输入端与所述第一滤波器的输出端连接；

所述第一放大器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接；

所述第二滤波器的输出端通过所述下变频器与所述第三中频滤波器的输入端连接；

所述第三中频滤波器的输出端与所述第二放大器的输入端连接；

所述第二放大器的输出端与所述第四中频滤波器的输入端连接；

所述第四中频滤波器通过所述上变频器与所述第五射频滤波器的输入端连接。

结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，所述第三中频滤波器为晶体滤波器或LC滤波器或声表滤波器；

和/或，所述第四中频滤波器为晶体滤波器或LC滤波器或声表滤波器；

和/或，所述第五射频滤波器为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器；

和/或，所述第一滤波器为介质滤波器或LC滤波器或声表滤波器或腔体滤波器；

和/或，所述第二滤波器为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述有源滤波器还包括缓冲放大器，其中，压控振荡器的频率信号输出端与所述缓冲放大器的输入端连接，所述缓冲放大器的输出端与所述上变频器的本振信号输入端连接。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式或第一方面的第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，所述有源滤波器还包括第一衰减器，其中，所述第一放大器的输出端通过所述第一衰减器与所述第二滤波器的输入端连接；

或者，所述有源滤波设备还包括第一衰减器和选择电路，

其中，所述选择电路用于，当检测到所述第一滤波器或第一放大器输出信号的功率大于或等于设定阈值时，将所述第一放大器的输出端通过所述第一衰减器与所述第二滤波器的输入端连接，当检测到所述第一滤波器或第一放大器输出信号的功率小于所述设定阈值时，将所述第一放大器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式或第一方面的第二种可能的实施方式或第一方面的第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，所述有源滤波器还包括第二衰减器，其中，所述第四中频滤波器通过所述第二衰减器与所述上变频器连接。

结合第一方面的第三种可能的实施方式或第一方面的第四种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，所述第一衰减器为π衰减器；和/或，所述第二衰减器为π衰减器。

本发明第二方面提供一种双工器，包括：

连接器、有源滤波器、第六滤波器和天线；

其中，所述有源滤波器包括：

第一滤波器、第一放大器、第二滤波器、下变频器、上变频器、第三中频滤波器、第二放大器、第四中频滤波器、第五射频滤波器、以及为所述下变频器和上变频器提供本振信号的压控振荡器；

其中，所述第一放大器的输入端与所述第一滤波器的输出端连接；

所述第一放大器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接；

所述第二滤波器的输出端通过所述下变频器与所述第三中频滤波器的输入端连接；

所述第三中频滤波器的输出端与所述第二放大器的输入端连接；

所述第二放大器的输出端与所述第四中频滤波器的输入端连接；

所述第四中频滤波器通过所述上变频器与所述第五射频滤波器的输入端连接；

其中，所述连接器的公共端与天线连接、所述连接器的第二端与所述第六滤波器的输出端连接、所述连接器的第三端与所述第一滤波器的输入端连接。

结合第二方面，在第一种可能的实施方式中，所述连接器为环形连接器或T型连接器。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述第三中频滤波器为晶体滤波器或LC滤波器或声表滤波器；

和/或，所述第四中频滤波器为晶体滤波器或LC滤波器或声表滤波器；

和/或，所述第五射频滤波器为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器；

和/或，所述第一滤波器为介质滤波器或LC滤波器或声表滤波器或腔体滤波器；

和/或，所述第二滤波器为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器；

和/或，所述第六滤波器为高通滤波器或低通滤波器。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实施方式或第二方面的第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，所述有源滤波器还包括缓冲放大器，其中，压控振荡器的频率信号输出端与所述缓冲放大器的输入端连接，所述缓冲放大器的输出端与所述上变频器的本振信号输入端连接。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实施方式或第二方面的第二种可能的实施方式或第二方面的第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，所述有源滤波器还包括第一衰减器，

其中，所述第一放大器的输出端通过所述第一衰减器与所述第二滤波器的输入端连接；

或者，所述有源滤波设备还包括第一衰减器和选择电路，

其中，所述选择电路用于，当检测到所述第一滤波器或第一放大器输出信号的功率大于或等于设定阈值时，将所述第一放大器的输出端通过所述第一衰减器与所述第二滤波器的输入端连接，当检测到所述第一滤波器或第一放大器输出信号的功率小于所述设定阈值时，将所述第一放大器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实施方式或第二方面的第二种可能的实施方式或第二方面的第三种可能的实施方式或第二方面的第四种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，所述有源滤波器还包括第二衰减器，其中，所述第四中频滤波器通过所述第二衰减器与所述上变频器连接。

结合第二方面的第四种可能的实施方式或第二方面的第五种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，所述第一衰减器为π衰减器；和/或，所述第二衰减器为π衰减器。

本发明第三方面还提供一种无线通信设备，包括：如上述实施例提供的有源滤波器，或者，如上述实施例提供的双工器。

由上可见，本发明实施例有源滤波器包括：第一滤波器、第一放大器、第二滤波器、下变频器、第三中频滤波器、第二放大器、第四中频滤波器、上变频器和第五射频滤波器、及为下变频器和上变频器提供本振信号的压控振荡器。其中，第一放大器的输入端与第一滤波器的输出端连接；第一放大器的输出端与第二滤波器的输入端连接；第二滤波器的输出端通过下变频器与第三中频滤波器的输入端连接；第三中频滤波器的输出端与第二放大器的输入端连接；第二放大器的输出端与第四中频滤波器的输入端连接；第四中频滤波器通过上变频器与第五射频滤波器的输入端连接。通过将滤波器等器件巧妙级联配合，形成具有高抑制特性、低插损影响和大功率容量的有源滤波器；通过将各器件的增益、三阶截取点（IP3，Third-Order Intercept Point）等指标进行合理均衡，使得整个有源滤波器在灵敏度的恶化和IP3都具有较好的表现，较小的带内插损，较高的带外抑制；有源滤波器所用元器件都可选用普通器件，这使得整个有源滤波器在产品小型化和成本控制上比普通腔体滤波器具有明显的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种有源滤波器的示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种有源滤波器的示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种有源滤波器的示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种有源滤波器的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种压控震荡器的示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种压控震荡器的示意图；

图7是本发明实施例提供的另一种压控震荡器的示意图；

图8是本发明实施例提供的另一种压控震荡器的示意图；

图9是本发明实施例提供的另一种压控震荡器的示意图；

图10是本发明实施例提供的另一种压控震荡器的示意图；

图11是本发明实施例提供的一种双工器的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供有源滤波器和双工器及无线通信设备，以期兼顾滤波器的多个优良性能指标。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以下通过实施例分别进行详细说明。

首先请参见图1，本发明实施例提供一种有源滤波器A100，可包括：

第一滤波器111、第一放大器112、第二滤波器113、下变频器114、第三中频滤波器115、第二放大器116、第四中频滤波器117、上变频器118、第五射频滤波器119、以及为下变频器114和上变频器118提供本振信号的压控振荡器120。

其中，第一放大器112的输入端与第一滤波器111的输出端连接；第一放大器112的输出端与第二滤波器113的输入端连接；第二滤波器113的输出端通过下变频器114与第三中频滤波器115的输入端连接；第三中频滤波器115的输出端与第二放大器116的输入端连接；第二放大器116的输出端与第四中频滤波器117的输入端连接；第四中频滤波器117通过上变频器118与第五射频滤波器119的输入端连接。压控振荡器120的本振信号输出端分别与下变频器114和上变频器118的本振信号输入端连接。

在本发明的一些实施例中，第三中频滤波器115可能为晶体滤波器或电容电感（LC）滤波器或声表滤波器或其它类型的中频滤波器；第四中频滤波器117可能为晶体滤波器或LC滤波器或声表滤波器或其它类型的中频滤波器。第五射频滤波器119可能为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器或其它类型的射频滤波器。第一滤波器111可能为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器或其它类型的射频滤波器或其它类型的具有较大功率容量的滤波器。第二滤波器可能为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器或其它类型的射频滤波器。

其中，在过去几十年里高介电常数介质材料得到令人瞩目发展。在材料的介电常数、损耗和温度稳定性等方面都有了很大提高、价格也不断降低。所以目前，介质滤波器逐渐被应用。由于具有高介电常数，故介质滤波器的体积可以做得比腔体滤波器小很多，且其具有与腔体滤波器相当的插损、抑制度和功率容量等等指标。其中，声表面波滤波器是利用压电材料的压电效应和声特性来工作的。具有压电效应的材料能起到换能器的作用，它可以将电能转换成机械能，反之亦然。声表滤波器在插损和抑制度都具有不错的表现，而且其体积小和成本低。

参见图2，在本发明的一些实施例中，有源滤波器A100还可包括：

缓冲放大器121，其中，压控振荡器120的频率信号输出端可与缓冲放大器121的输入端连接，缓冲放大器121的输出端与上变频器118的本振信号输入端连接。在其它实施例中，上变频器118可采用分立器件无源混频方式。当主要不考虑成本因素的情况下，可采用带内部放大的上变频器118，此时可省略缓冲放大器121。

参见图3，在本发明的一些实施例中，有源滤波器A100还可包括：

第一衰减器122，其中，第一放大器112的输出端可通过第一衰减器122与第二滤波器113的输入端连接。在其它实施例中，若第一放大器112选用带自动增益控制的低噪声放大器，则亦可省略第一衰减器122。

参见图3，在本发明的另一些实施例中，有源滤波器A100还可包括：

第一衰减器122和选择电路123，

其中，选择电路123用于，当检测到第一滤波器111或第一放大器112输出信号的功率大于或等于设定阈值时，将第一放大器112的输出端通过第一衰减器122与第二滤波器113的输入端连接，当检测到第一滤波器111或第一放大器112输出信号的功率小于设定阈值时，将第一放大器112的输出端与第二滤波器113的输入端连接。其中，选择电路123亦可集成在第一衰减器122中。在其它实施例中，若第一放大器112选用带自动增益控制的低噪声放大器，则亦可省略第一衰减器122和选择电路123。

参见图4，在本发明的另一些实施例中，有源滤波器A100还包括：

第二衰减器124，其中，第四中频滤波器117通过第二衰减器124与上变频器118连接。在其它实施例中，上变频器118亦可选用具有内部放大功能的上变频器，此时可省略第二衰减器124。

在本发明的一些实施例中，第一衰减器122可为集总参数衰减器（如π衰减器或T型衰减器等）或其它类型的衰减器。第二衰减器124可为集总参数衰减器（如π衰减器或T型衰减器等）或其它类型的衰减器。其中，衰减器通过衰减输入信号的强度而起到保护滤波器的作用。

参见图5，在本发明的一些实施例中，压控振荡器120可包括：选频反馈网络10、第一放大电路20和第二放大电路30，其中，第一放大电路20可为共集电极放大电路或共漏极放大电路，第二放大电路30可为共基极放大电路或共栅极放大电路。

其中，选频反馈网络10用于从上电脉冲中选频出振荡频率信号。

第一放大电路20，用于将选频反馈网络10选出的振荡频率信号进行放大后输出；

第二放大电路20，用于第一放大电路输出的信号进行放大后输出。

选频反馈网络10还用于，将第二放大电路30输出的信号反馈给第一放大电路20进行放大后输出。

在本发明的一些实施例中，选频反馈网络10可为LC选频反馈网络或其它类型的选频反馈网络。其中，第一放大电路20的输出端可与第二放大电路20的输入端连接，其中，第一放大电路20的输出端可与第二放大电路20的输入端可直接连接或也可通过其它元器件（如可调谐选频移相网络等）连接，图5中以第一放大电路20的输出端与第二放大电路20的输入端直接连接为例；选频反馈网络10的一端可与第二放大电路20的输出端直接连接或通过其它的元器件连接，图5中以选频反馈网络10的一端可与第二放大电路20的输出端直接连接为例；选频反馈网络10的另一端可与第一放大电路20的输入端直接连接或通过其它元器件连接，图5中以选频反馈网络10的一端与第一放大电路20的输入端直接连接为例。

参见图6，在本发明的一些实施例中，压控振荡器100还可包括：可调谐选频移相网络40，其中，第一放大电路20的输出端和第二放大电路的输入端可通过可调谐选频移相网络40连接。

可调谐选频移相网络40，用于将第一放大电路20输出的信号进行相位补偿后输出。第二放大电路30可具体用于，将可调谐选频移相网络40输出的信号进行放大后输出。

在本发明的一些实施例中，可调谐选频移相网络40可为LC选频移相网络或其它类型的选频移相网络。

为便于更好的实施本发明实施例的上述方案，下面通过图7~图10举例给出压控振荡器100中的选频反馈网络10、第一放大电路20、可调谐选频移相网络40和第二放大电路30的一种具体电路结构。

参见图9，在本发明的一些实施例中，选频反馈网络10可包括：

第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3、

第一变容二极管D1和第三变容二极管D3、

第一电容C1、第二电容C2、第四电容C4、第五电容C5、第七电容C7和第八电容C8。

其中，第一变容二极管D1的阳极接地、第一变容二极管D1的阴极通过第一电感L1与选频反馈网络10的调谐电压输入端P1连接；选频反馈网络10的调谐电压输入端P1还通过第一电容C1接地；

其中，第三变容二极管D3的阴极与第一变容二极管D1的阴极连接；第三变容二极管D3的阳极还通过第二电感L2接地；第三变容二极管D3的阳极还通过第二电容C2和第四电容C4接地；第三变容二极管D3的阳极还通过第二电容C2和第三电感L3接地，第三变容二极管D3的阳极还通过第二电容C2、第五电容C5、第七电容C7和第八电容C8接地。

可以理解，图7所示选频反馈网络10的结构仅为举例，其中的一些元器件是可以省略或或替换的。

例如参见图8，与图7所示压控振荡器的主要区别在于，图8所示压控振荡器中的选频反馈网络10，第一电感L1被替换为了第八电阻R8。

参见图7，在本发明的一些实施例中，选频反馈网络10也可包括：

第八电阻R8、

第二电感L2和第三电感L3、

第一变容二极管D1和第三变容二极管D3、

第一电容C1、第二电容C2、第四电容C4、第五电容C5、第七电容C7和第八电容C8。

其中，第一变容二极管D1的阳极接地、第一变容二极管D1的阴极通过第八电阻R8与选频反馈网络10的调谐电压输入端P1连接；选频反馈网络10的调谐电压输入端P1还通过第一电容C1接地；

其中，第三变容二极管D3的阴极与第一变容二极管D1的阴极连接；第三变容二极管D3的阳极还通过第二电感L2接地；第三变容二极管D3的阳极还通过第二电容C2和第四电容C4接地；第三变容二极管D3的阳极还通过第二电容C2和第三电感L3接地，第三变容二极管D3的阳极还通过第二电容C2、第五电容C5、第七电容C7和第八电容C8接地。

进一步的，为增强完善选频反馈网络10的功能，还可在图7或图8所示的选频反馈网络10中增加一些电路器件。

例如参见图9或图10，图9所示的选频反馈网络10，在图9所示的选频反馈网络10的基础上，增加了第二变容二极管D2、第四变容二极管D4、第三电容C2和第六电容C6。类似的，图10所示的选频反馈网络10，在图8所示的选频反馈网络10的基础上，增加了第二变容二极管D2、第四变容二极管D4、第三电容C2和第六电容C6。可以理解，图9和图10中是以同时在选频反馈网络10中增加第二变容二极管D2、第四变容二极管D4、第三电容C2和第六电容C6为例进行说明的，当然也可根据需要选择性的增加如下部件中的一个或多个：第二变容二极管D2、第四变容二极管D4、第三电容C2和第六电容C6。

如图9或图10所示，选频反馈网络10还可包括：

第二变容二极管D2和第四变容二极管D4；其中，第二变容二极管D2的阳极与第一变容二极管D1的阳极连接；第二变容二极管D2的阴极与第一变容二极管D1的阴极连接；第四变容二极管D4的阳极与第三变容二极管D3的阳极连接；第四变容二极管D4的阴极与第三变容二极管D3的阴极连接。

如图9或图10所示，选频反馈网络10还可包括：

第三电容C3和第六电容C6。

其中，第三电容C3和第二电容C2并联；第六电容C6和第五电容C5并联；

第三电容C3的电容大小与第二电容C2的电容大小相同或不同；第六电容C6的电容大小与第五电容C5的电容大小相同或不同。

如图7或图8所示，共集电极放大电路20可包括：

第一三极管Q1、

第一电阻R1、第二电阻R2和第七电阻R7；

第四电感L4和第五电感L5；

第九电容C9和第十一电容C11；

其中，第一三极管Q1的基极通过第五电感L5、第七电容C7和第八电容C8接地；第一三极管Q1的基极还通过第五电感L5、第四电感L4和第九电容C9接地；第一三极管Q1的集电极与电源电压输入端P4连接，其中电源电压输入端P4还通过第十一电容C11接地；第一三极管Q1的集电极还通串联的第一电阻R1和第九电容C9接地；第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2接地；第七电阻R7和第九电容C9并联。

进一步的，为增强完善共集电极放大电路20的功能，还可在图7或图8所示的共集电极放大电路20中增加一些电路器件。例如参见图5或图6，与图3所示压控振荡器的主要区别在于，图9所示压控振荡器中的共集电极放大电路20，还增加了第十电容C10和第六电感L6；与图8所示压控振荡器的主要区别在于，图10所示压控振荡器中的共集电极放大电路20中还增加了第十电容C10和第六电感L6。可以理解，图9和图10中是以同时在共集电极放大电路20中增加第十电容C10和第六电感L6为例进行说明的，当然也可根据需要选择性的增加如下部件中的一个或多个：第十电容C10和第六电感L6。

如图9或图10所示，共集电极放大电路20还可包括：

第六电感L6，其中，第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2和第六电感R6接地。

如图9或图10所示，共集电极放大电路20还可包括：

第十电容C10，其中，第十电容C10与第九电容C9并联；第十电容C10的电容大小与第九电容C9的电容大小相同或不同。

可以理解，图7~图10所示共集电极放大电路20的结构仅为举例，其中的一些元器件是可以省略或或替换的，例如还可以将第一三极管Q1替换为场效应三极管，替换为场效应三极管的电路此处不再赘述。

如图7或图8所示，可调谐选频移相网络40可包括：

第三电阻R3、

第五变容二极管D5、

第七电感L7和第八电感L8、

第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14和第十六电容C16。

其中，第一三极管Q1的发射极通过第十二电容C12和第七电感L7与第五变容二极管D5的阳极连接；第五变容二极管D5的阳极还通过第三电阻R3接地，其中，第三电阻R3还与第十四电容C14并联；第五变容二极管D5的阴极还通过第八电感L8和第十六电容C16接地；第五变容二极管D5的阴极还通过第八电感L8与选频移相网络30的调谐电压输入端P2连接。

进一步的，为增强完善可调谐选频移相网络40的功能，还可在图7或图8所示的可调谐选频移相网络40中增加一些电路器件。

例如参见图9或图10，与图7所示压控振荡器的主要区别在于，图9所示压控振荡器中的可调谐选频移相网络40，还增加了第十五电容C15；与图8所示压控振荡器的主要区别在于，图10所示压控振荡器中的可调谐选频移相网络40中还增加了第十五电容C15。

如图9或图10所示，可调谐选频移相网络40还可包括：

第十五电容C15，其中，第五变容二极管D5与第十五电容C15并联。

如图7或图8所示，共基极放大电路30包括：

第二三极管Q2、

第九电感L9和第十电感L10、

第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6、

第十七电容C17、第十八电容C18、第二十一电容C21和第二十二电容C22。

其中，第二三极管Q2的发射极通过第十七电容C17与第五变容二极管D5的阴极连接；第二三极管Q2的发射极还通过第六电阻R6和第十电感L10接地；第二三极管Q2的发射极还通过第六电阻R6和第二十二电容C22，与共基极放大电路30的第一输出端P3连接；共基极放大电路30的第一输出端P3还通过第十三电容C13与第一三极管Q1的发射极连接；第二三极管Q2的基极通过第五电阻R5与电源电压输入端P4连接；第二三极管Q2的基极还通过第四电阻R4接地，其中，第四电阻R4还与第十八电容C18并联；第二三极管Q2的集电极通过第九电感L9，与电源电压输入端P4连接；第二三极管Q2的集电极还通过第二十一电容C21和第八电容C8接地。

进一步的，为增强完善共基极放大电路30的功能，还可在图7或图8所示的共基极放大电路30中增加一些电路器件。例如参见图9或图10，与图7所示压控振荡器的主要区别在于，图9所示共基极放大电路30，还增加了第十九电容C19和第二十电容C20；与图8所示压控振荡器的主要区别在于，图10所示压控振荡器中的共基极放大电路30中还增加了第十九电容C19和第二十电容C20。可以理解，图9和图10中是以同时在共基极放大电路30中增加第十九电容C19和第二十电容C20为例进行说明的，当然，也可根据需要选择性的增加如下部件中的一个或多个：第十九电容C19和第二十电容C20。

如图9或图10所示，共基极放大电路30还包括：

第十九电容C19，其中，第十九电容C19与第十八电容C18并联，第十九电容C19的电容大小与第十八电容C18的电容大小相同或不同。

如图9或图10所示，共基极放大电路30还包括：

第二十电容C20，其中，电源电压输入端P4还通过第二十电容C20接地。

可以理解，图7~图10所示共基极放大电路30的结构仅为举例，其中的一些元器件是可以省略或或替换的，例如还可以将第二三极管Q2替换为场效应三极管，替换为场效应三极管的电路此处不再赘述。当然，本领域技术人员基于该思想，还可获得其它附图，而其它情况此处不在一一举例。

其中，有源滤波器中选用的压控振荡器若包括选频反馈网络、第一放大电路和第二放大电路，其中，第一放大电路可为共集电极放大电路或共漏极放大电路，第二放大电路可为共基极放大电路或共栅极放大电路，其中，选频反馈网络的一端与第一放大电路的输入端连接，选频反馈网络的另一端与第二放大电路的输出端连接，第一放大电路的输出端与第二放大电路的输入端连接，由于前级放大采用共集电极或共漏极放大方式，而后级放大采用共基极或共栅极放大方式，其两级放大电路级联后整体等效输入/输出阻抗较高，有利于提高正反馈网络的接入阻抗从而提高选频反馈网络的有载Q值，进而有利于降低压控振荡器的开环相噪，提升电路性能。进一步的，若在两级放大电路之间串联一级选频移相网络，选频移相网络有利于使得电路最高增益点与相位零点重合，进而有利于进一步的提高振荡频点处的有载Q值，而更高的有载Q值也就可以获得压控振荡器更高的开环相噪指标，进一步提升电路性能。

图5~10举例了几种可能的压控振荡器结构。当然，本发明实施例的有源滤波器中亦可选用现有各种压控振荡器。

下面简单介绍一下参见图4所示结构的有源滤波器的工作过程：

当夹杂了强干扰的信号s1从第一滤波器111的输入端输入后，第一滤波器111滤除信号s1中的带外强干扰信号以得到信号s2，第一滤波器111将信号s2从其输出端输出；第一放大器112对从第一滤波器111的输出端输出的信号s2进行放大以得到信号s3，第一放大器112将信号s2从其输出端输出。假设选择电路123检测到第一放大器112输出的信号的功率大于或等于设定阈值，故将第一放大器112的输出端通过第一衰减器122与第二滤波器113的输入端连接，此时第一衰减器122将第一放大器112输出端输出的信号s3衰减为信号s4（此外，若选择电路检测到第一放大器112输出信号s2的功率小于设定阈值时，将第一放大器112的输出端与第二滤波器113的输入端连接，此时第一放大器112输出端输出的信号s3未经过第一衰减器122衰减而直接输入第二滤波器113，下面的举例过程主要以第一放大器112输出的信号s3经第一衰减器122衰减为信号s4为例进行描述）。第二滤波器113滤除信号s4中的带外干扰信号以得到信号s5，第二滤波器113将信号s5从其输出端输出。由于第一滤波器111已经将大部分的强干扰信号滤除，故第二滤波器113只需较低的功率容量即可。下变频器114将第二滤波器113输出的信号s5变换为中频信号s6，下变频器114将中频信号s6从其输出端输出。第三中频滤波器115（中频滤波器通常具有非常高的抑制度）对下变频器114输出的中频信号s6进行中频滤波处理以得到中频信号s7，第三中频滤波器115将中频信号s7从其输出端输出。第二放大器116对第三中频滤波器115输出的中频信号s7进行放大处理以得到中频信号s8（其中，中频信号s7经第二放大器116放大后可能产生相关谐波成分），第二放大器116将中频信号s8从其输出端输出。第四中频滤波器117对第二放大器116输出的中频信号s8进行中频滤波处理以得到中频信号s9，第四中频滤波器117将中频信号s9从其输出端输出。第二衰减器124将第四中频滤波器117输出的中频信号s9衰减为中频信号s10，第二衰减器124将中频信号s10从其输出端输出。上变频器118将第二衰减器124输出的中频信号s10变换为射频信号s11，上变频器118将射频信号s11从其输出端输出。第五射频滤波器119对上变频器118输出的射频信号s11进行射频滤波处理以得到射频信号s12（第五射频滤波器119可滤除射频信号s11中无用的中频分量及其相关杂散分量），第五射频滤波器119将射频信号s12从其输出端输出。

实践中按照本发明实施例的上述实施方案制作有源滤波器样品，假设样品的通带频率范围为400-405MHz，阻带频率范围为410-415MHz。测试样品的等效插入损耗和带外抑制度发现，样品能将全通带（400-405MHz）的等效插损控制在1dB以内；使用信号源和频谱仪对此样品进行带外抑制度测试，测试结果表明其抑制度基本可达到95dB以上。样品对带外大功率场合表现出很高抑制度，对于带内小信号输入同样表现出很好的选择特性，将样品直接用于普通接收机的前端，可有效的提高接收机本身的领道选择性指标，滤除无用信号的干扰，能有效的保障通信的质量。并且，对接收机的领道选择性进行样品使用前后的测试对比发现，使用上述样品可使得接收机的领道选择性得到至少5dB左右的提高。

由上可见，本实施例有源滤波器包括第一滤波器、第一放大器、第二滤波器、下变频器、第三中频滤波器、第二放大器、第四中频滤波器、上变频器和第五射频滤波器、及为下变频器和上变频器提供本振信号的压控振荡器。其中第一放大器的输入端与第一滤波器的输出端连接；第一放大器的输出端与第二滤波器的输入端连接；第二滤波器的输出端通过下变频器与第三中频滤波器的输入端连接；第三中频滤波器的输出端与第二放大器的输入端连接；第二放大器的输出端与第四中频滤波器的输入端连接；第四中频滤波器通过上变频器与第五射频滤波器的输入端连接。通过将滤波器等器件巧妙级联配合，形成具有高抑制特性、低插损影响和大功率容量的有源滤波器；通过各器件的增益、三阶截取点等指标的合理均衡，使得整个有源滤波器在灵敏度的恶化和IP3都具有较好的表现，较小的带内插损，较高的带外抑制；有源滤波器使用的元器件都可选用比较普通的，这使得整个有源滤波器在产品小型化和成本控制上比普通腔体滤波器具有明显的优势。

请参见图11，本发明实施例提供一种双工器A200，可包括：

连接器1110、第六滤波器1120、天线1130和有源滤波器A100。

其中，有源滤波器A100可包括：

第一滤波器、第一放大器、第二滤波器、下变频器、第三中频滤波器、第二放大器、第四中频滤波器、上变频器、第五射频滤波器、以及为下变频器和上变频器提供本振信号的压控振荡器。

其中，第一放大器的输入端与第一滤波器的输出端连接；第一放大器的输出端与第二滤波器的输入端连接；第二滤波器的输出端通过下变频器与第三中频滤波器的输入端连接；第三中频滤波器的输出端与第二放大器的输入端连接；第二放大器的输出端与第四中频滤波器的输入端连接；第四中频滤波器通过上变频器与第五射频滤波器的输入端连接。压控振荡器的本振信号输出端分别与下变频器和上变频器的本振信号输入端连接。其中，连接器1110的公共端与天线1130连接、连接器1110的第二端与第六滤波器1120的输出端连接、连接器1110的第三端与第一滤波器的输入端连接。

在本发明的一些实施例中，连接器为环形连接器或T型连接器或其它类型的连接器。假设双工器中的连接器选用环形连接器，则环形连接器的射频输入口可称第一端（或第二端）、环形连接器的射频公共口可称公共端、环形连接器的射频隔离口可称第二端（或第一端）。

在本发明的一些实施例中，第六滤波器1120可为高通滤波器、带通滤波器或低通滤波器。

在本发明的一些实施例中，第三中频滤波器可能为晶体滤波器或LC滤波器或声表滤波器或其它类型的中频滤波器；第四中频滤波器可能为晶体滤波器或LC滤波器或声表滤波器或其它类型的中频滤波器。第五射频滤波器可能为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器或其它类型的射频滤波器。第一滤波器可能为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器或其它类型的射频滤波器或其它类型的具有较大功率容量的滤波器。第二滤波器可能为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器或其它类型的射频滤波器。

其中，在过去几十年里高介电常数介质材料得到令人瞩目发展。在材料的介电常数、损耗和温度稳定性等方面都有了很大提高、价格也不断降低。所以目前，介质滤波器逐渐被应用。由于具有高介电常数，故介质滤波器的体积可以做得比腔体滤波器小很多，且其具有与腔体滤波器相当的插损、抑制度和功率容量等等指标。其中，声表面波滤波器是利用压电材料的压电效应和声特性来工作的。具有压电效应的材料能起到换能器的作用，它可以将电能转换成机械能，反之亦然。声表滤波器在插损和抑制度都具有不错的表现，而且其体积小和成本低。

在本发明的一些实施例中，有源滤波器还可包括：缓冲放大器，其中，压控振荡器的频率信号输出端可与缓冲放大器的输入端连接，缓冲放大器的输出端与上变频器的本振信号输入端连接。在其它实施例中，上变频器可采用分立器件无源混频方式。当主要不考虑成本因素的情况下，可采用带内部放大的上变频器，此时可省略缓冲放大器。

在本发明的一些实施例中，有源滤波器还可包括：

第一衰减器，其中，第一放大器的输出端可通过第一衰减器与第二滤波器的输入端连接。在其它实施例中，若第一放大器选用带自动增益控制的低噪声放大器，则亦可省略第一衰减器。

在本发明的另一些实施例中，有源滤波器还可包括：

第一衰减器和选择电路，其中，选择电路用于，当检测到第一滤波器或第一放大器输出信号的功率大于或等于设定阈值时，将第一放大器的输出端通过第一衰减器与第二滤波器的输入端连接，当检测到第一滤波器或第一放大器输出信号的功率小于设定阈值时，将第一放大器的输出端与第二滤波器的输入端连接。其中，选择电路亦可集成在第一衰减器中。在其它实施例中，若第一放大器选用带自动增益控制的低噪声放大器，则亦可省略第一衰减器和选择电路。

在本发明的另一些实施例中，有源滤波器还包括：

第二衰减器，其中，第四中频滤波器通过第二衰减器与上变频器连接。在其它实施例中，上变频器亦可选用具有内部放大功能的上变频器，此时可省略第二衰减器。

在本发明一些实施例中，第一衰减器可为集总参数衰减器（如π衰减器或T型衰减器等）或其它类型的衰减器。第二衰减器可为集总参数衰减器（如π衰减器或T型衰减器等）或其它类型的衰减器。其中，衰减器通过衰减输入信号的强度而起到保护滤波器的作用。

实践中按照本发明实施例的上述实施方案制作有源滤波器样品，假设样品的通带频率范围为400-405MHz，阻带频率范围为410-415MHz。测试样品的等效插入损耗和带外抑制度发现，样品能将全通带（400-405MHz）的等效插损控制在1dB以内；使用信号源和频谱仪对此样品进行带外抑制度测试，测试结果表明其抑制度基本可达到95dB以上。样品对带外大功率场合表现出很高抑制度，对于带内小信号输入同样表现出很好的选择特性，将样品直接用于普通接收机的前端，可有效的提高接收机本身的领道选择性指标，滤除无用信号的干扰，能有效的保障通信的质量。并且，对接收机的领道选择性进行样品使用前后的测试对比发现，使用上述样品可使得接收机的领道选择性得到至少5dB左右的提高。

由上可见，本实施例双工器包括：连接器、第六滤波器、天线和有源滤波器，其中，连接器的公共端与天线连接、连接器的第二端与第六滤波器的输出端连接、连接器的第三端与第一滤波器的输入端连接。其中，有源滤波器包括第一滤波器、第一放大器、第二滤波器、下变频器、第三中频滤波器、第二放大器、第四中频滤波器、上变频器和第五射频滤波器、及为下变频器和上变频器提供本振信号的压控振荡器。其中，第一放大器的输入端与第一滤波器的输出端连接；第一放大器的输出端与第二滤波器的输入端连接；第二滤波器的输出端通过下变频器与第三中频滤波器的输入端连接；第三中频滤波器的输出端与第二放大器的输入端连接；第二放大器的输出端与第四中频滤波器的输入端连接；第四中频滤波器通过上变频器与第五射频滤波器的输入端连接。通过将滤波器等器件巧妙级联配合，形成具有高抑制特性、低插损影响和大功率容量的有源滤波器；通过各器件的增益、三阶截取点等指标的合理均衡，使得整个有源滤波器在灵敏度的恶化和IP3都具有较好的表现，较小的带内插损，较高的带外抑制；有源滤波器使用的元器件都可选用比较普通的，这使得整个有源滤波器在产品小型化和成本控制上比普通腔体滤波器具有明显的优势。

本发明实施例还提供一种无线通信设备，可包括：

如上述实施例中的有源滤波器或双工器。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种有源滤波器，其特征在于，包括：

第一滤波器、第一放大器、第二滤波器、下变频器、上变频器、第三中频滤波器、第二放大器、第四中频滤波器、第五射频滤波器、以及为所述下变频器和上变频器提供本振信号的压控振荡器；

其中，所述第一放大器的输入端与所述第一滤波器的输出端连接；

所述第一放大器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接；

所述第二滤波器的输出端通过所述下变频器与所述第三中频滤波器的输入端连接；

所述第三中频滤波器的输出端与所述第二放大器的输入端连接；

所述第二放大器的输出端与所述第四中频滤波器的输入端连接；

所述第四中频滤波器通过所述上变频器与所述第五射频滤波器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的有源滤波器，其特征在于，

所述第三中频滤波器为晶体滤波器或LC滤波器或声表滤波器；

和/或，所述第四中频滤波器为晶体滤波器或LC滤波器或声表滤波器；

和/或，所述第五射频滤波器为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器；

和/或，所述第一滤波器为介质滤波器或LC滤波器或声表滤波器或腔体滤波器；

和/或，所述第二滤波器为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器。

3.根据权利要求1或2所述的有源滤波器，其特征在于，

所述有源滤波器还包括缓冲放大器，其中，压控振荡器的频率信号输出端与所述缓冲放大器的输入端连接，所述缓冲放大器的输出端与所述上变频器的本振信号输入端连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的有源滤波器，其特征在于，

所述有源滤波器还包括第一衰减器，

其中，所述第一放大器的输出端通过所述第一衰减器与所述第二滤波器的输入端连接；

或者，所述有源滤波设备还包括第一衰减器和选择电路，

其中，所述选择电路用于，当检测到所述第一滤波器或第一放大器输出信号的功率大于或等于设定阈值时，将所述第一放大器的输出端通过所述第一衰减器与所述第二滤波器的输入端连接，当检测到所述第一滤波器或第一放大器输出信号的功率小于所述设定阈值时，将所述第一放大器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的有源滤波器，其特征在于，

所述有源滤波器还包括第二衰减器，其中，所述第四中频滤波器通过所述第二衰减器与所述上变频器连接。

6.一种双工器，其特征在于，包括：

连接器、有源滤波器、第六滤波器和天线；

其中，所述有源滤波器包括：

第一滤波器、第一放大器、第二滤波器、下变频器、上变频器、第三中频滤波器、第二放大器、第四中频滤波器、第五射频滤波器、以及为所述下变频器和上变频器提供本振信号的压控振荡器；

其中，所述第一放大器的输入端与所述第一滤波器的输出端连接；

所述第一放大器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接；

所述第二滤波器的输出端通过所述下变频器与所述第三中频滤波器的输入端连接；

所述第三中频滤波器的输出端与所述第二放大器的输入端连接；

所述第二放大器的输出端与所述第四中频滤波器的输入端连接；

所述第四中频滤波器通过所述上变频器与所述第五射频滤波器的输入端连接；

其中，所述连接器的公共端与天线连接、所述连接器的第二端与所述第六滤波器的输出端连接、所述连接器的第三端与所述第一滤波器的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的双工器，其特征在于，

所述连接器为环形连接器或T型连接器。

8.根据权利要求6或7所述的双工器，其特征在于，

所述第三中频滤波器为晶体滤波器或LC滤波器或声表滤波器；

和/或，所述第四中频滤波器为晶体滤波器或LC滤波器或声表滤波器；

和/或，所述第五射频滤波器为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器；

和/或，所述第一滤波器为介质滤波器或LC滤波器或声表滤波器或腔体滤波器；

和/或，所述第二滤波器为声表滤波器或LC滤波器或腔体滤波器或介质滤波器；

和/或，所述第六滤波器为高通滤波器或低通滤波器。

9.根据权利要求6至8任一项所述的双工器，其特征在于，

所述有源滤波器还包括第一衰减器，

其中，所述第一放大器的输出端通过所述第一衰减器与所述第二滤波器的输入端连接；

或者，所述有源滤波设备还包括第一衰减器和选择电路，

其中，所述选择电路用于，当检测到所述第一滤波器或第一放大器输出信号的功率大于或等于设定阈值时，将所述第一放大器的输出端通过所述第一衰减器与所述第二滤波器的输入端连接，当检测到所述第一滤波器或第一放大器输出信号的功率小于所述设定阈值时，将所述第一放大器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接。

10.一种无线通信设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至5任一项所述的有源滤波器，

或者，如权利要求6至9任一项所述的双工器。

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