CN104917479A - 低损耗可调谐的射频滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了低损耗可调谐的射频滤波器。射频(RF)滤波器包括：具有输入和输出的信号传输路径、沿着输入和输出之间的信号传输路径布置的多个谐振元件、以及多个非谐振元件，该多个非谐振元件将谐振元件耦接在一起以形成具有与谐振元件的各个频率对应的多个传输零点的阻带及传输零点之间的至少一个子带。该非谐振元件包括用于在阻带内选择性引入至少一个反射零点以在子带中的选定子带内创建通带的至少一个可变的非谐振元件。RF滤波器进一步包括电控制器，该电控制器被配置用于接收工作温度，并基于接收的工作温度调节可变的非谐振元件，从而沿着阻带选择性地移动反射零点以在选定子带内移动通带。

Description

低损耗可调谐的射频滤波器
相关申请的交叉引用
本申请是于2011年10月26日提交的美国专利申请序列号13/282,289的部分继续申请，美国专利申请序列号13/282,289是2010年12月2日提交的现发布为美国专利号8,063,714的美国专利申请序列号12/959,237的继续申请，美国专利申请序列号12/959,237是2009年11月17日提交的现发布为美国专利号7,863,999的美国专利申请序列号12/620,455的继续申请，美国专利申请序列号12/620,455是2008年6月27日提交的现发布为美国专利号7,639,101的美国专利申请序列号12/163,814的继续申请，美国专利申请序列号12/163,814要求2007年6月27日提交的美国临时专利申请序列号60/937,462的优先权并且是2006年11月17日提交的现发布为美国专利号7,719,382的美国专利申请序列号11/561,333的部分继续申请，该申请全部通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及微波电路，以及具体涉及微波带通滤波器。
背景技术
电滤波器已被长期用于电信号的处理。具体地，这种电滤波器被用来通过使期望的信号频率通过，同时阻断或衰减其他不期望的电信号频率，来从输入信号中选择期望的电信号频率。滤波器大体可被分成一些类别，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、和带阻滤波器，其指示被滤波器选择性通过的频率类型。此外，滤波器可按类型分为如巴特沃斯、切比雪夫、反切比雪夫和椭圆滤波器，其指示滤波器相对于理想的频率响应提供的带形频率响应(频率截止特性)的类型。
通常使用的滤波器的类型取决于预期用途。在通信应用中，带通滤波器通常被用在蜂窝基站和其他电信设备中，以滤除或阻断除了一个或多个预定义频带之外的所有频带中的RF信号。例如，通常将这种滤波器用在接收机的前端以滤除会损害基站或电信设备中的接收机组件的噪声和其他不需要的信号。在接收机天线输入处直接放置清晰界定的带通滤波器，将通常消除由期望的信号频率附近的频率处的强干扰信号导致的多种不利影响。因为该滤波器在接收机天线输入的放置，插入损耗必须非常低，以便不降低噪声系数。在大多数的滤波器技术中，实现低插入损耗需要滤波器陡度或选择性方面的相应折中。
在商业电信应用中，通常期望使用窄带滤波器来筛选出尽可能小的通带，以使固定的频谱能够被分割成尽可能大的数目的频带，从而增加能够适配在固定频谱中的实际用户的数目。随着无线通信的急剧上升，这种滤波应当在日益不利的频谱中提供高度的选择性(区分由小的频率差分离出的信号的能力)和敏感度(接收弱信号的能力)。最特别重要的是用于建模蜂窝通信的800MHz-900MHz范围和用于个人通信服务(PCS)的1,800MHz-2,200MHz范围的频率范围。
本发明最感兴趣的是在军事(例如，RADAR)、通信、和电子情报(ELINT)、与诸如在通信应用(包括蜂窝)的商业领域中，在宽范围的微波和RF应用中对于高品质因数Q(即，测量存储能量的能力，从而与它的功率消耗或损耗负相关)、低插入损耗、可调谐的滤波器的需求。在许多应用中，接收机滤波器必须可调谐以选择期望的频率或捕获干扰信号频率。因此，假如插入损耗非常低，在接收机天线和接收机中的第一非线性元件(通常是低噪声放大器或混频器)之间引入线性、可调谐的带通滤波器，提供了宽范围的RF微波系统的显著优点。
例如，在商业应用中，可以将PCS使用的1,800MHz-2,200MHz的频率范围分割成若干较窄的频带(A-F带)，在任何给定区域仅其子集可被电信运营商使用。因此，对于能够被重新配置以与这些频带中任何选定的子集操作的基站和手持单元是有益的。作为另一个实施例，在RADAR系统中，无论来自“友好地”附近源还是来自干扰器的高振幅干扰信号可以脱敏接收机或与高振幅杂波信号电平互调而给出假目标指示。因此，在高密度的信号环境中，RADAR报警系统经常变得完全不可用，在这种情况下，跳频将是有用的。
一般使用两个电路构建块构建微波滤波器：非常有效地存储一个频率f0处的能量的多个谐振器；以及耦合谐振器之间的电磁能以形成多阶或多极的耦合器。例如，四极滤波器可包括四个谐振器。给定耦合器的强度由它的电抗(即，电感和/或电容)决定。耦合器的相对强度决定滤波器的形状，以及耦合器的拓扑结构决定滤波器执行带通功能还是带阻功能。谐振频率f0大致上由各个谐振器的电感和电容决定。对于常规的滤波器设计，滤波器有效(active)的频率由构成滤波器的谐振器的谐振频率决定。每个谐振器必须具有非常低的内阻，以使滤波器的响应由于以上讨论的原因而尖锐且高选择性。对于低电阻的要求更多推动给定技术的谐振器的大小更小和成本更低。
典型地，由于常规滤波器的大小和成本将随着实现它所需的谐振器的数目线性增长，所以将固频滤波器设计为使实现一定形状所需的谐振器的数目最小化。如在用于半导体器件的情况中，光刻限定的滤波器结构(如高温超导体(HTS)、微电子机械系统(MEMS)、和薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器中的那些)对比常规的组合或介质滤波器缩放的这种大小和成本多不敏感。
现在用于设计可调谐滤波器的方法遵循以上关于固频滤波器描述的相同方法。因此，他们导致非常高效、有效且简单的电路，即，他们导致实现给定的滤波器响应所必须的最简单的电路。在现有的调谐技术中，调节滤波器的所有谐振频率以调谐滤波器的频率。例如，如果期望增加器件的工作频带50MHz，那么所有的窄带滤波器的谐振频率必须增加50MHz。虽然这种现有技术已经普遍成功地调节频带，但是它不可避免地将电阻引入至谐振器中，从而不利地增加滤波器的插入损耗。
尽管可以在不引入显著电阻至谐振器的情况下，通过机械移动滤波器中每个谐振器上的HTS板来调谐HTS滤波器以改变它的谐振频率，但是这种技术固有地慢(在秒的量级)并且需要相对大的三维调谐结构。在所谓的开关式滤波器设计中可以降低插入损耗；然而，这些设计在开关时间之间仍引入显著的损耗量并且需要附加的谐振器。例如，通过设置两个滤波器和一对在滤波器之间选择的单刀双掷开关(SP2T)可以降低滤波器系统的插入损耗，从而有效降低调谐范围需求，但是增加两个因子的谐振器数目并且从开关引入损耗。可以通过引入更多的开关和滤波器进一步降低滤波器系统的损耗，但是每个附加的滤波器将需要与原滤波器相同数目的谐振器，并且将由所需的开关引入更多的损耗。
因此，仍然需要提供可以在减少的插入损耗下快速调谐的带通滤波器。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种射频(RF)滤波器。RF滤波器包括具有输入和输出的信号传输路径、沿着输入和输出之间的信号传输路径布置的多个谐振元件、和将谐振元件耦合在一起的多个非谐振元件。将谐振元件耦合在一起以形成具有对应于谐振元件的各个频率的多个传输零点的阻带和传输零点之间的至少一个子带。非谐振元件具有位于阻带内的至少一个反射零点处的电纳值，以在至少一个子带中的子带内创建通带。
非谐振元件包括用于在阻带内选择性引入至少一个反射零点以在一个子带中创建通带的至少一个可变的非谐振元件。在一个实施方式中，提供了多个子带，在这种情况下，可变的非谐振元件可以用于沿着阻带移位反射零点以在子带中的选定子带内创建通带。通带在选定子带内可以具有显著不同的带宽。在另一个实施方式中，可变的非谐振元件用于在阻带内移位至少另一个反射零点，以在子带中的另一个子带内创建另一个通带。
例如，可变的非谐振元件可以具有例如可调节的电纳，并且可以包括一个或多个可变电容器、低损耗开关(loss-loss switch)、变容二极管和开关电容器。在一个实施方式中，尽管谐振元件可以采用以期望的频率谐振的任何结构的形式，但是每个谐振元件包括薄膜集总元件结构(如，例如，高温超导体(HTS))。
RF滤波器进一步包括配置为接收工作温度和基于接收的工作温度调节可变的非谐振元件的电控制器，从而沿着阻带选择性地移动反射零点以在子带中的选定子带内移动通带。在一个实施方式中，配置电控制器用于调节可变的非谐振元件以在阻带内选择性地引入反射零点，以在一个子带中创建通带。例如，每个非谐振元件可以具有彼此并联耦接以形成电容电路的多个电容器和耦接至至少一个电容器的至少一个开关。然后可以配置电控制器用于通过操作开关选择性地包括或排除电容电路的至少一个电容器来改变电容电路的电容而改变各个非谐振元件的电抗，从而在阻带内选择性地移动反射零点以在选定子带中移动通带。
可以将电控制器配置为调节可变的非谐振元件，从而沿着阻带选择性地移动反射零点，以使通带返回至频率范围内的标称设计位置(nominalas-designed location)。在这种情况下，可以将电控制器配置为基于接收的工作温度调节至少一个谐振元件，从而沿着阻带选择性地移动对应于谐振元件的每个频率的传输零点，以使通带返回至频率范围内的标称设计位置。
在一个实施方式中，RF滤波器进一步包括配置为测量工作温度的温度传感器，在这种情况下，将电控制器配置为接收温度传感器测量的工作温度。RF滤波器可以进一步包括存储器，其存储包括分别对应于不同的工作温度的多个参考工作温度和多个调节设置的组的查找表。在这种情况下，将电控制器配置为比较测得的工作温度与查找表中的多个参考工作温度，选择对应于最接近测量的工作温度的参考工作温度的调节设置的组，以及根据该调整设置的组调节可变的非谐振元件。
通过阅读优选实施方式的以下详细描述，本发明的其他和进一步的方面和特征将更加明显，该优选实施方式旨在示出而不是限制本发明。
附图说明
附图示出了本发明的优选实施方式的设计和实用性，其中，相同的参考标号指代相同的元件。为了更好地理解如何获得本发明的上文所列举的及其他优点和目的，将通过参考本发明的特定实施方式给出上面简要描述的本发明的更具体描述，特定实施方式示出在附图中。应当理解，这些附图仅描绘本发明的典型实施方式，因此不应被认为限制本发明的范围，将通过使用附图，利用附加的特征和细节来描述以及解释本发明，在附图中：
图1是根据本发明的一个实施方式构造的可调谐射频(RF)滤波器的框图。
图2是使用8个谐振元件的示例性宽阻带的建模频率响应的曲线图。
图3是图2的频率响应的曲线图，其中，已经在阻带的子带内引入了通带。
图4a至图4g是图2的频率响应的曲线图，其中，已经在阻带的选定子带内引入了通带。
图5a至图5d是图2的频率响应的曲线图，其中，阻带已经频移并且已经在移位的阻带的子带的各个位置处引入了通带
图6是示出了同时移位图2的频率响应的传输零点以延长在图4a至图4g的阻带的选定子带内引入的通带的范围的曲线图。
图7a至图7f是使用9个谐振元件的示例性宽阻带的建模频率响应的曲线图，其中，已经在阻带的选定子带内引入了通带以覆盖个人通信服务(PCS)的频率范围；
图8是示出了独立移位图7a至图7f的频率响应的传输零点以适应在阻带的选定子带内引入的通带的曲线图；
图9a至图9f是图2的建模频率响应的曲线图，其中，已经在阻带的选定子带内引入了多个通带；
图10是根据本发明的另一个实施方式构造的可调谐RF滤波器的框图。
图11是图10的滤波器的建模频率响应的曲线图，其中，已经在移位的阻带的子带的各个位置处引入了通带；
图12是示出了用于图10的可调谐RF滤波器中的非谐振元件的耦合值相对于图11的通带的频移的变化的曲线图；
图13a至图13d示出了图1的可调谐RF滤波器的电路表示；
图14是示出了在三种滤波器状态下用于建模图14的RF滤波器的组件值的表格；
图15a至图15c是图1的可调谐RF滤波器的电路实现图，具体示出了各种滤波器状态和对应的频率响应；
图16a至图16c是图14的RF滤波器在三个状态下的频率响应的曲线图；
图17是示出了图14的RF滤波器的调谐相对于滤波器的插入损耗的曲线图；
图18是比较当调谐至相同的频率范围时图14的RF滤波器的插入损耗相对于常规滤波器的插入损耗的曲线图；
图19是比较当调谐至相同的频率范围时图1的滤波器的插入损耗相对于开关式滤波器的插入损耗的曲线图；
图20是比较根据本发明构造的二谐振器、四谐振器和六谐振器可调谐滤波器的频率响应和标准带通滤波器的频率响应的曲线图；
图21示出了图1的可调谐RF滤波器的另一种电路表示；
图22示出了图21的电路表示的耦合矩阵；
图23a至图23c是图21的RF滤波器的频率响应的曲线图和对应的耦合矩阵；
图24是以图形方式示出了在用于调谐图21的RF滤波器的图23a至图23c的耦合矩阵中的耦合值的曲线图；
图25是图形方式示出了可用于调谐图21的RF滤波器的另一组耦合值的曲线图；
图26是图形方式示出了可用于调谐图21的RF滤波器的又一组耦合值的曲线图；
图27是图1的可调谐RF滤波器中的一个谐振器的平面图布局，具体示出了用于调谐谐振器的音叉；
图28是图1的可调谐RF滤波器中的一个谐振器的平面图布局，具体示出了用于调谐谐振器的配平片；以及
图29是根据本发明的一个实施方式构造的可调谐RF滤波器的框图。
具体实施方式
参考图1，现将描述根据本发明构造的可调谐射频(RF)滤波器10。在示出的实施方式中，RF滤波器10是具有在期望的频率范围，例如800MHz-900MHz或1,800MHz-2,220MHz内可调谐的通带的带通滤波器。在一个典型的场景中，将RF滤波器10放置在拒绝期望的频率范围外的能量的宽的通带滤波器后的接收机(未示出)的前端内。RF滤波器10一般包括具有输入14和输出16的信号传输路径12、沿着信号传输路径12布置的多个节点17、分别从节点17延伸的多个谐振分支19、和分别从节点17延伸的多个非谐振分支21。该RF滤波器10进一步包括输入14和输出16之间并且具体耦接在谐振分支19和接地之间的多个(在这种情况下，四个)谐振元件18、用于调节谐振元件18的频率的多个调谐元件20、将谐振元件18耦接在一起的多个非谐振元件22，其中的四个非谐振元件22耦接在非谐振分支21和接地之间。RF滤波器10进一步包括被配置为调谐RF滤波器10至频率范围内的选定窄带的电控制器24。
信号传输路径12可以包括非谐振元件22直接或间接耦接的物理传输线路，但是在可替代的实施方式中，不使用物理传输线路。在示出的实施方式中，谐振元件18包括集总元件电组件，如电感器和电容器，并且特别地，包括薄膜集总结构，如平面螺旋结构、锯齿状蛇形结构、单线圈结构、以及双线圈结构。这种结构可包括薄膜外延高温超导体(HTS)，该薄膜外延高温超导体被图案化以在低损耗基板上形成电容器和电感器。美国专利号5,616,539阐述了讨论高温超导体集总元件滤波器的进一步细节，通过引用将其全部结合于此。
在示出的实施方式中，谐振元件18由电纳BR表示，以及非谐振元件22由电纳BN表示，非谐振元件22与谐振元件18并联耦接，并且导纳变换器J耦接在谐振元件18之间。非谐振元件22中的选定非谐振元件可以改变，而非谐振元件22中的任何剩余非谐振元件仍然固定。
如将在以下更详细地描述的，可以改变非谐振元件22以基本上在整个频率范围内调谐通带，如果需要，只略作调整，以适应和/或移动频率范围的相对部分中的通带。以这种方式，由于是将非谐振元件22而不是谐振元件18用作调谐滤波器10的主要装置，所以滤波器10的插入损耗显著降低。即，因为调节非谐振元件22比调节显著损耗灵敏的谐振元件18对滤波器10的损耗的贡献更少，所以相比现有技术中采用谐振元件作为用于调谐滤波器10的主要装置的滤波器，滤波器10将具有更少的损耗。此外，由于非常轻微地调节谐振元件18的频率，如果有的话，滤波器10的调谐速度变快。
RF滤波器10通过引入具有宽阻带的选定区域的窄通带实现以上所述。即，尽管采用RF滤波器10用作带通滤波器，但是实际上通过非谐振元件22将谐振元件18耦接在一起(不是创建通带)，而是创建具有对应于谐振元件18的各个频率的传输零点(在这种情况下，是四个)的宽阻带响应。然后电控制器24调节非谐振元件22以沿着阻带引入并且移位反射零点以在期望的频率范围内移动窄通带。电控制器24也可以通过调谐元件20调节谐振元件18的频率，以沿着频率范围移动传输零点来优化滤波器响应。在示出的实施方式中，包括用于存储非谐振元件22的值的存储器(未示出)的电控制器24对于实现通带在频率范围的期望位置是必要的。
现将参考根据以下等式建模的各种示例性滤波器响应来描述这种技术： S 11 ( s ) = F ( s ) E ( s ) , S 21 ( s ) = P ( s ) ϵE ( s ) , | E | 2 = | F | 2 + | P | 2 ϵ 2 , 其中，S11是滤波器的输入反射系数，S21是正向传输系数，s是归一化频率，F和P是广义复频率s的N阶多项式(其中，N是谐振元件的数目)，并且ε是定义等于回波损耗的常数。由于分子具有N阶，所以系数S11和S21中的每个能够具有高达N个零点。当系数S11、S21都具有所有N个零点时，认为滤波器响应是完全的椭圆。在“Microstrip Filters for RF/Microwave Application,”Jia-Shen G.Hong and M.J.Lancaster,Wiley-Interscience 2001中阐述了讨论滤波器建模的进一步细节。根据以下等式可以将归一化频率s＝iw映射到实际频率：其中，f是实际频率，fc是中心频率，以及BW是滤波器的带宽。在“Microwave Filters,Impedance-Matching Networks,and CouplingStructures,”G.Matthaei,L.Young and E.M.T.Jones,McGraw-Hill(1964)中阐述了讨论归一化频率转换至实际频率的进一步细节。
图2示出了示例性的宽的带阻滤波器响应，其使用8个谐振元件建模，从而在各个谐振元件频率处创建8个(仅示出了6个)对应的传输零点30(如在图2的右侧视图最佳示出)以形成阻带32，并且创建8个(仅示出了6个)落在该阻带32外的反射零点34(如在图2的左侧视图中最佳示出)。在这个具体的实例中，传输零点30位于归一化频率范围中的-1.05、-0.75、-0.45、-0.15、0.15、0.45、0.75和1.05处，从而创建具有在-1.05和1.05之间的归一化频率范围的阻带。如图2的右侧视图所示，滤波器响应包括在传输零点30之间的区域36中分别位于-0.90、-0.60、-0.30、0.0、0.30、0.60、和0.90处的7个“跳动”。因此，一般而言，带阻滤波器包括N个传输零点(对应于N个谐振元件)、至多N个反射零点、和N-1个跳动区域36。
值得注意的是，通过将至少一个反射零点34移位至阻带32(即，通过调节非谐振元件的值)可以由图2所示的区域36中的任何一个跳动(下文中称作“子带”)形成通带。例如，图3示出了示例性的滤波器响应，其中，已经将4个反射零点34引入至图2的阻带中，以在中心子带36(4)内(即，在0处)创建通带38。可以沿着阻带32移位反射零点34(即，通过调节非谐振元件的值)，从而在选定的一个子带36内创建通带38。即，可以沿着阻带32移位反射零点34以“跳跃”子带36之间的通带38。
例如，图4a至图4g示出了示例性的滤波器响应，其中，已经在阻带32内移位4个反射零点34以在所有7个子带36的中心选择性地创建通带38。即，依次参考图4a至图4g，通带38从第一子带36(1)(图4a)跳跃至第二子带36(2)(图4b)，跳跃至第三子带36(3)(图4c)，跳跃至第四子带36(4)(图4d)，跳跃至第五子带36(5)(图4e)，跳跃至第六子带36(6)(图4f)，以及最后跳跃至第七子带36(7)(图4g)。因此，在示出的实施方式中，通带38的中心可以在-0.90、-0.60、-0.30、0.0、0.30、0.60、和0.90之间跳跃。应当注意的是，虽然图4a至图4g的顺序意味着通带38在相邻的子带36之间跳跃，但是通带38可以在非相邻的子带36之间跳跃，例如，从第二子带36(2)跳跃至第五子带36(5)。
当通带38可以在子带36之间跳跃以离散地覆盖期望的频率范围时，传输零点30可以从它们的标称位置同时一致移动(即，通过调节谐振元件的频率)以移位整个阻带32，并且因此通带38在归一化的频率范围内。因此，可以从子带36的中心(即，-0.90、-0.60、-0.30、0.0、0.30、0.60、和0.90)移动通带38以使其覆盖期望频率范围的连续区。因此，如果所有传输零点可以从它们的标称位置移位+/-0.15(即，谐振元件一起调谐+/-0.15的频率范围)，那么图4a至图4g所示的每个通带38将覆盖从-1.05至1.05的归一化频率范围的15％。
通过示例的方式，如果期望通带38的中心在-0.20处，那么可以将通带38定位在第三子带36(3)中(在图4c的中心-0.30处)，并且可以使传输零点30从它们的的标称位置移位0.10，以使通带38从-0.30移动至-0.20。如果期望通带38的中心在0.85处，那么可以将通带38定位在第七子带36(7)中(在图4g的中心0.90处)，并且可以使传输零点30从它们的标称位置移位-0.05，以使通带38从0.90移动至0.85。
虽然通带38定位为子带36内的中心在图4a至图4g中示出，但是可以在阻带32内移位反射零点34(即，通过调节非谐振元件的值)，以选择性地在选定的子带36内移动通带38。在这种情况下，可以使通带38在子带36之间跳跃，并且在子带36内移动，从而减少用于调节通带38覆盖期望的频率范围的连续区所需的传输零点30的量。例如，图5a至图5d示出了关于中心子带36(4)的示例性的滤波器响应，其中，使所有的传输零点30从它们的标称位置移位0.05(即，通过使谐振元件18的频率增加0.05)，并且使反射零点从它们的标称位置递增移位0.05(即，通过调节非谐振元件22)。
具体地，依次参考图5a至图5d，使传输零点从它们的标称位置移位0.05，从而将通带38从0(图5a)移位至0.05(图5b)。然后，在固定传输零点30之后，使反射零点34从它们的标称位置递增移位0.05，以将通带38从子带36(4)的中心(图5b中的0.05))移动至子带36(4)的中心右侧0.05(图5c中的0.10)的位置，然后移动至子带36(4)的中心右侧0.10(图5d中的0.15)的位置。
虽然这种方式可能破坏带通滤波器的衰减斜率的对称性，但是在这种情况中，它降低所需的传输零点30的位移，因此，谐振元件的调谐范围从15％降低至5％，以得到与在反射零点34未在子带36内移位的情况相同的调谐范围。结果，进一步降低滤波器的损耗。
注意，虽然理论上可以在子带36的整体内移位传输零点30，在这种情况中，在无需调谐谐振元件下，每个通带38可以大约覆盖整个阻带32的15％，但是实际上，由于反射零点34紧密接近传输零点30，从而滤波器的损耗显著增加。为此，优选的是与反射零点34一起移位传输零点30，以在无显著损耗的情况下允许通带38在整个频率范围内移动。
例如，参考图6，在相对于它们的标称位置(通过水平虚线示出)+/-0.05的范围内移位传输零点30，以将通带38定位在-1.05至1.05的标称频率范围内的任何位置(如通过斜虚线所表示)。当通带38的频率从-1.05移动至1.05，反射零点34从一个子带36跳跃至下一个子带36，反射零点34沿着子带36在+/-0.10的范围内移位，并且传输零点30在+/-0.05的范围内移位，跳跃之间的总范围是0.30。
具体地，在调谐范围的开始，将传输零点30初始定位在相对于它们的标称位置的-0.05(即，-1.05、-0.75、-0.45、-0.15、0.15、0.45、0.75、1.05)处，其将第一子带36(1)的中心置于-0.95处，在这种情况下，将反射零点34初始定位在相对于第一子带36(1)中的它们的标称位置-0.10处，以将通带38置于-1.05处。在将传输零点30固定的同时，可以将第一子带36(1)中的反射零点34移位至它们的标称位置，以使通带38从-1.05移动至-0.95。在将反射零点34固定的同时，则可以使传输零点30相对于它们的标称位置移位0.05，其使第一子带36(1)的中心移动至-0.85，从而使通带从-0.95移动至-0.85。在将传输零点再次固定的同时，可以使反射零点34相对于它们的标称位置移位0.10，以使通带从-0.85移位至-0.75。
一旦通带38到达-0.75，那么反射零点34将从第一子带36(1)跳跃至第二子带36(2)，并且那么传输零点30将相对于它们的标称位置再次移位-0.05，其使第二子带36(2)的中心移动至-0.65，在这种情况下，反射零点34将被初始定位在相对于它们的标称位置-0.10处，以保持通带38在-0.75处。然后传输零点30和反射零点34以以上关于第一子带36(1)描述的相同方式彼此协调移动，以使通带38从-0.75移动至-0.45。一旦通带38到达-0.45，那么反射零点34将从第二子带36(2)跳跃至第三子带36(3)，如此等等，直到通带38到达1.05。
虽然在以上将RF滤波器10描述为在期望的频率范围的连续区内能够调谐窄通带(即，可以以连续的方式重新配置RF滤波器)，但是可以以离散的方式重新配置RF滤波器10，使得可以将通带38离散地定位在选定的频带区域的中心。例如，在PCS应用中，通过将窄通带定位在这些频带中选定的频带处，可以将RF滤波器10重新配置为以六个A-F频带中的任一个操作。
图7a至图7f示出了对应于RF滤波器的六种不同的重新配置状态的示例性滤波器响应。在这种情况下，建模的滤波器具有九个传输零点30(仅示出七个)以创建具有位于各个传输零点30之间的八个子带36的阻带32，和具有可以移位至阻带32中以在六个子带36中的选定的子带内创建通带38的七个反射零点34。因此，可以将RF滤波器重新配置为在PCS通信协议的A带(图7a)、D带(图7b)、B带(图7c)、E带(图7d)、F带(图7e)、或C带(图7f)操作。如图所示，在子带36内的通带38的宽度不同，其由相邻传输零点30的间隔决定。具体地，A、B、和C带的宽度大约是D、E、和F带的宽度的2.5倍。
注意，因为在这个可重新配置的实施方式中，不需要在期望的频率范围的连续区内移动通带38，而是将通带38设计的足够宽以覆盖期望的频率范围，所以没有移位传输零点30来延长通带38的范围。而且，如图8所示，使传输零点30从它们的标称位置独立移位以为通带38腾出空间或另外改善衰减性能。例如，使第二和第三传输零点30(2)、30(3)彼此远离移动以为A带上的反射零点34腾出空间；使第四和第五传输零点30(4)、30(5)彼此远离移动以为B带上的反射零点腾出空间，使第七和第八传输零点30(7)、30(8)彼此远离移动以为C带上的反射零点34腾出空间；使第三和第四传输零点30(3)、30(4)彼此远离移动以为D带上的反射零点34腾出空间，使第五和第六传输零点30(5)、30(6)彼此远离移动以为E带上的反射零点34腾出空间；并且使第六和第七传输零点30(6)、30(7)彼此远离移动以为F带上的反射零点34腾出空间。
尽管将上述技术描述为在阻带32内引入单个通带38(即，一次一个通带)，但是可以在阻带32内引入多个通带。例如，图9a至图9f示出了示例性的滤波器响应，其中，已经在阻带32内移位两组四个反射零点34，以在选定的一对子带36的中心选择性地创建两个通带38(1)、38(2)。即，依次参考图9a至图9f，通带38(1)、38(2)被引入至第二和第三子带36(2)、36(3)中(图9a)，引入至第三和第五子带36(3)、36(5)中(图9b)，引入至第三和第四子带36(3)、36(4)中(图9c)，引入至第二和第四子带36(2)、36(4)中(图9d)，引入至第二和第六子带36(2)、36(6)中(图9e)，以及引入至第二和第五子带36(2)、36(5)中(图9f)。
现参考图10和图11，出于解释可变的非谐振元件(就耦合值而言)和所得到的窄通带在宽阻带内的移动的值之间的相关性的目的，将描述基本的可调谐滤波器50。如图10所示，RF滤波器50一般包括具有输入54和输出56的信号传输路径52、输入54和输出56之间的多个(在该情况中，两个)谐振元件58、和将谐振元件58耦接在一起的多个非谐振元件62。可以将调谐元件用于调节谐振元件58的频率，以及可以将电控制器(未示出)用于调谐RF滤波器50至频率范围内选定的窄带。与图1所示的滤波器10相同，滤波器50的谐振元件58由电纳BR表示，以及非谐振元件62由电纳BN表示、与谐振元件58并联耦接，和导纳变换器J并联耦接在谐振元件58之间。非谐振元件22中的选定非谐振元件(在该情况中，电纳BN)可以改变，而非谐振元件22中的剩余非谐振元件(在该情况中，导纳变换器J)保持固定。
建模滤波器50以创建如图11所示的示例性滤波器响应。将两个谐振元件58的频率和因此的两个传输零点70设定在0.95GHz和1.05GHz，从而创建具有在0.95GHz与1.05GHz之间的归一化频率范围的阻带(未示出)。在这种情况中，因为只有两个谐振元件58，所以单个子带76定位在传输零点70之间的中心1.00GHz处。因此，仅引入并且沿着阻带移位反射零点(未示出)以在单个子带76内移动通带78(示出了通带78的五个位置)。
如图11和图12进一步所示，可以调节可变的非谐振元件66(在图12中指代为BN(L)和BN(S))以通过改变它们的耦合值来移动通带78大约1.00GHz的标称频率。具体地，通带78的频率将随负载侧的非谐振元件BN(L)的百分率耦合值增大以及电源侧的非谐振元件的BN(S)的百分率耦合值减小而减小(左移)，以及随负载侧的非谐振元件BN(L)的百分率耦合值减小以及电源侧的非谐振元件BN(S)的百分率耦合值增大而增大。
参考图13a至图13c，可以用实际的组件替换图1的滤波器10的非谐振元件22，使得可以建模和实现滤波器10。如图13a所示，首先将电路简化为仅使用非谐振元件22重新配置滤波器10必需的构成组件。在这种情况下，调谐元件20不是模拟(建模)滤波器10的重新配置所必需的，因此将其从图13a的电路表示中移除。如图13b所示，已经用实际的电路组件替换了图13a的电路表示的分块组件。用电容器替换由BN表示的非谐振元件22，用电容性π型网络替换由J表示的非谐振元件22，并且用并联的电容器-电感器组合替换由BR表示的谐振元件20。进一步将图13b的电路表示简化至图13c的电路表示，可以改变其的非谐振元件22以实现滤波器10的重新配置。
使用实际的电路组件值仿真图13c的滤波器10。根据以上讨论的多项式方程建模图13c的电路，所不同的是组件值涉及多项式的系数。如以上讨论的，滤波器10具有四个谐振元件18，因此，在它的频率响应中具有四个传输零点与形成于它们之间的三个子带。因此，可以根据图14所示的三组值中的一组调节在图13c的电路表示中的电容器非谐振元件22的值，以在三个子带之间跳跃通带，将滤波器10置于三种状态中选定的一种。根据图13d的电路表示建模图13c的电路表示中的每个电容器。具体地，将每个电容器C表示为具有与可变电容器Cd并联的固定电容器C0和与可变电容器Cd串联的电阻器R(表示开关)的电路。
现参考图15a至图15c，可以通过调节非谐振元件22中选定的非谐振元件将使用图13c所示的基本架构的滤波器10被重新配置在三种状态的一种之间。如图所示，滤波器10的所有频率响应具有对应于四个谐振元件18的频率的四个传输零点30以及形成于传输零点30之间的三个子带36。因此，在三个子带36的每个中可以创建通带38以支持总计三种不同的状态：将通带38创建在第一子带36(1)中的左状态；将通带38创建在第二子带36(2)中的中间状态；和将通带38创建在第三子带36(3)中的右状态。
如图所示，每个非谐振元件22具有三个并联的电容器C1-C3，其中具有各自切换的电容的外面的两个电容器C1和C2与促进开关S1和S2的电阻损耗的电阻器R1和R2串联。因此，通过闭合开关S2和S3可以将电容器C1和C2包括在电路中，以及通过独立打开开关S1和S2从电路中排除电容器C1和C2。因此，假设电容器C1-C3具有相等的值，每个非谐振元件22可以具有三个值中选定的一个：C1(S1、S2都没有闭合)、C2+C3(开关S1、S2中的一个闭合)、或C1+C2+C3(开关S1、S2都闭合)。开关S1和S2可以是任何合适的低损耗开关，例如，低损耗GaAs开关。可替代地，可以使用能够调节电容值的其他可变元件，如可变电容器、GaAs变容二极管、或开关电容器。
已经确定的是，当非谐振元件22具有由图15a所示的开关状态决定的值时，通带38可以被置入在第一子带36(1)中(左状态)；当非谐振元件22具有由图15b所示的开关状态决定的值时，被置入在第二子带36(2)中(中间状态)；以及当非谐振元件22具有由图15c所示的开关状态决定的值时，被置入在第三子带36(3)中(中间状态)。可以使用在美国专利申请序列号11/289,463，题目为“Systems and Methods for TuningFilters”中公开的参数提取和分析技术来调谐滤波器10，通过引用将其明确地结合于此。出于说明的目的，与闭合状态的开关相邻的灯泡已经示出点亮(着色)，并且与打开状态的开关相邻的灯泡已经示出熄灭(没有着色)。虽然对于图15a至图15c已经将滤波器10描述为仅具有在子带36之间跳跃通带38的能力，但是为了通带38能够在选定的子带36内移动，通过添加更多的开关电容器，可以增加电路的精度(resolution)。而且，因为将通带38定位在子带36的中心，所以没有调谐元件示出与谐振元件18耦接。
现参考图17，其示出沿着770MHz至890MHz的频率范围调谐图13c所示的仿真滤波器10以最小化插入损耗。在这种情境中，通过调节非谐振元件22以使通带38在子带36的中心之间跳跃(如图16a至图16c所示)以及改变谐振元件18的频率以在子带36内移动通带38(即，覆盖子带36的中心之间的频率范围)来调谐滤波器10。如图所示，从第三子带36(3)的中心(在图15c中示出)890MHz处将通带38移动至第三子带36(3)的左侧850MHz处，滤波器10的插入损耗从大约-0.2dB升高至大约-1.5dB。一旦达到850MHz，通带38从第三子带36(3)跳跃至第二子带36(2)的中心(在图15b中示出)，从而插入损耗从大约-1.5dB降低至大约-0.25dB。然后从第二子带36(2)的中心850MHz处将通带38移动至第二子带36(2)的左侧810MHz处，滤波器10的插入损耗从大约-0.25dB升高至大约-1.5dB。一旦达到810MHz，通带38从第二子带36(2)跳跃至第一子带36(1)的中心(在图15a中示出)，插入损耗从大约-1.5dB降低至大约-0.7dB。然后从第一子带36(1)的中心810MHz处将通带38移动至第一子带36(1)的左侧770MHz处，滤波器10的插入损耗从大约-0.7dB升高至大约-1.9dB。因此，可以了解的是，通过沿着频率范围移动通带，滤波器10可以覆盖770MHz至890MHz频率范围的全部范围，同时在子带36之间跳跃以最小化插入损耗。
使用图15中所示的建模参数，已经证实，与仅使用谐振元件18相比，当使用非谐振元件22来调谐滤波器时，插入损耗在某一频率范围内显著降低。例如，如图18所示，当调节非谐振元件22与谐振元件18的频率以在频率范围770MHz至890MHz内调谐滤波器10时，滤波器10的最坏情况的插入损耗比仅调节谐振元件的频率以在相同的频率范围内调谐滤波器10时的滤波器10的插入损耗大约低8dB。
而且已经证实，如根据图15所示的参数建模的滤波器10具有显著低于现有技术中的开关式滤波器调谐技术的插入损耗。例如，如图19所示，当调节可变的非谐振元件与谐振元件的频率以在770MHz至890MHz的频率范围内调谐滤波器10时，滤波器10的插入损耗显著低于在相同频率范围内调谐的开关式滤波器的插入损耗(假定小的插入损耗来自于添加开关，并且调节谐振元件的频率以覆盖切换之间总调谐范围的一半)。
注意，虽然常规认为带通滤波器的插入损耗随谐振元件数目的增加而增大，但是已经证实插入损耗不随在采用本文描述的设计技术的滤波器中使用的谐振元件的数目的增加而增大。例如，如图20所示，对750GHz至950GHz的频率范围绘制了使用本文描述的技术的2谐振器、4谐振器和6谐振器滤波器设计和标准地滤波器设计。如图所示，最接近的谐振元件的Q-而非谐振元件的数目-导致最多的插入损耗。
应当注意的是，改变串联耦接至谐振元件18的非谐振元件22的值可以稍微改变传输零点。为了提供滤波器最佳的性能，优选的是这些传输零点不会无意地移动。
具体地，如图21所示，再次将电路简化至仅使用非谐振元件22重新配置滤波器10所必需的构成组件。在这种情况下，调谐元件20不是建模滤波器10的重新配置所必需的，因此将其从图21的电路表示中除去。
在示出的实施方式中，存在四个由电纳BR(具体地，B1 R、B2 R、B3 R、和B4 R)表示的谐振元件18和十五个非谐振元件22，可以将其布置为由电纳BN(具体地，BS N、B1 N、B2 N、B3 N、B4 N和BL N)表示的六个非谐振元件22(1)(也称为NRN-接地(分流非谐振元件))，由导纳变换器J(具体地，J01、J12、J23、J34、和J45)表示的五个非谐振元件22(2)(也称为NRN-NRN(串联的非谐振元件))，和四个由导纳变换器J(具体地，J1、J2、J3、和J4)表示的非谐振元件22(3)(也称为NRN-谐振器(谐振器耦合)。非谐振元件22(1)、22(2)并联耦接至各个谐振元件18，同时非谐振元件22(3)串联耦接至各个谐振元件18。选定的非谐振元件22可以改变，同时任何剩余的非谐振元件22保持固定。在示出的实施方式中，串联耦接至谐振元件18的非谐振元件22(即，非谐振元件22(3))(当在实际的解决方案中实现时，其倾向于“升高”谐振频率)保持固定。
应当注意的是，在使用声波谐振器如表面声波(SAW)、薄膜体声波谐振器(FBAR)、微机电系统(MEMS)谐振器实现谐振元件18的设计中，可以作为电气或机械耦接元件实现非谐振元件22。在这种情况下，可以有利的是，实现非谐振元件22(3)用作机电式换能器以允许电路的非谐振元件22(3)和声波谐振元件18保持固定，同时还允许仅使用非谐振元件22(1)、22(2)用于电子调谐。
图22示出了滤波器10的耦合矩阵表示。如图所示，节点S、1-4、L、和5-8(图20所示)在矩阵表示的左侧，以及节点S、NRN1-NRN4(非谐振节点)、L、和谐振节点R1-R4在矩阵表示的上侧。同样如图22所示，节点之间的耦合值是谐振元件18和非谐振元件22的电纳值和导纳变换器值。
使用不同组的耦合系数以在子带36的中心之间跳跃通带38来仿真图21所示的滤波器表示。具体地，图23a至图23c示出了示例性的滤波器响应(和它们对应的耦合矩阵表示)，其中，四个反射零点34已经在阻带32内移位以在所有三个子带36的中心选择性地创建通带38。即，依次参考图23a至图23c，通带38从第一子带36(1)(图23a)跳跃至第二子带36(2)(图23b)，然后跳跃至第三子带36(3)(图23c)。因此，通带38的中心在标称频率-0.80、0.0、和0.80之间跳跃。从对应的图23a至图23c的矩阵表示可以了解，串联耦合的非谐振元件22(3)(即，J1-J4)的电纳值固定在-1，同时并联耦合的非谐振元件22(1)、22(2)的导纳变换器值改变以在子带36之间跳跃通带。这些值随通带38在三个标称频率之间跳跃的变化(和无变化)在图24中图解示出。如图所示，并联耦合的非谐振元件22(1)、22(2)(即，J01、J12、J23、J34、J45、B1 N、B2 N、B3 N、和B4 N)的值改变，而串联耦合的非谐振元件23(3)(即，J1、J2、J3、和J4)的值保持恒定。
如以上关于图4a至图4g所讨论的，在通带38可以在子带36之间跳跃以离散地覆盖期望的频率范围的同时，可以使传输零点同时从它们的标称位置移动(即，通过调节谐振元件的频率)以移位整个阻带32，因此在归一化频率范围内移位通带38。因此，关于图23a至图23c，可以使通带38从子带36的中心(即，-0.80、0.0、和0.80)移动以覆盖期望频率范围的连续区。因此，如果可以使所有传输零点30从它们的标称位置移位+/-0.40(即，使谐振元件一起调谐+/-0.40的频率范围)，那么图23a至图23c所示的每个通带38将覆盖从-1.20至1.20的归一化频率范围的33％。
在将通带38在图23a至图23g中所示定位在子带36的中心的同时，可以使反射零点34在阻带32内移位(即，通过调节非谐振元件的值)，以选择性地在选定的子带36内移动通带38。在这种情况下，可以使通带38在子带36之间跳跃，以及在每个子带36内移动，从而减少调节通带38以覆盖期望的频率范围的连续区所需的传输零点30的量。例如，图25图解示出了非谐振元件22的值随通带38在-1.0至1.0的标称频率范围的连续区内移动的变化(无变化)。
注意，图25列出的耦合值与图24列出的耦合值完全不同，以及因此，应当了解的是对于每个滤波器存在多于一个的耦合矩阵(即，耦合矩阵不具有唯一解)。例如，图26图解示出了非谐振元件22的值随通带38在-1.0至1.0的标称频率范围的连续区内移动的另一组变化(无变化)。
通过进一步分析滤波器的性能特征，如功率处理、互调、或插入损耗，可以驱使从实现相同滤波器功能的耦合矩阵组中选择理想的耦合矩阵。如在共同未决专利申请序列号12/163,837(代理人案卷号STI-008)，题目为“Electrical Filters with Improved Intermodulation Distortion,”中所证实的，如从测量的输入/输出终端处的S参数可以看出，滤波器内部结构的微小变化可以在不改变滤波器功能的情况下产生滤波器终端性能特征的增强，通过引用将其全部明确结合于此。可以将美国专利申请序列号12/163,837中公开的技术，包括改变传输零点的顺序应用至本申请公开的滤波器电路中。
如以上简洁描述的，使用参数提取和分析技术，然后改变一个非谐振元件22以在选定的子带36内选择性移位通带38可以调谐滤波器10。具体地，可以在预期的工作温度下操作滤波器10以确定多种初始或预调谐性能特征。例如，可以在77度K下操作HTS滤波器，并且进行测量。例如，然后可以通过网络分析仪进行参数提取。例如，可以使用测量的S参数响应(例如，回波损耗)确定与滤波器相关的多种参数(例如，谐振器频率和/或谐振器与谐振器的耦合值)。接下来，例如，可以通过计算机优化滤波器响应。然后，提取的滤波器特性和优化的滤波器特征之间的不同可以被确定并且被用于提供调谐方案。然后可以根据该调谐方案调谐滤波器。在多种实施方式中，例如，可以通过选择打开或闭合的电容器进行该调谐，以使用电控制器24在选定的子带36内调节通带38。一旦已经调谐滤波器，就可以检查滤波器。例如，可以再次在它的工作温度下操作滤波器并且测量其，以确定滤波器的新性能特征。如果新调谐的性能特征如频率响应和/或S参数响应是可接受的，那么可以包装该滤波器以用于操作。
用于高性能平面滤波器的另一种调谐技术涉及使用一种或多种能够调谐滤波器的调谐元件。例如，参考图27，可以将以音叉40、42形式的调谐元件布置在与谐振元件18相同的基板44上，在示出的情况中，调谐元件采用螺旋进-螺旋出形状的半波长结构的形式。出于说明的目的，如图1所示，尽管完整的滤波器可以包括多个谐振元件18，但是在图27中仅示出了一个谐振元件18。在多谐振器平面滤波器中，每个谐振元件18可以具有音叉40、42。例如，通过划线修改耦接至音叉40、42的谐振元件18的频率可以从基板44除去音叉40、42的部分，从而相对于反射零点34沿着阻带32显示与谐振元件18的频率对应的传输零点。在调谐多个谐振元件18的情况中，可以修改谐振元件18的频率以沿着频率范围同时移位阻带32与通带38。音叉40、42通过一系列互成角度配置的电容器46耦接至谐振元件18的一端。
可替代地，可以将音叉40、42直接耦接至谐振元件18。然而，如果音叉直接连接至谐振器，可以将串联电容器设计为降低调谐灵敏度至可以看出的灵敏度的大约10％。该降低的灵敏度能够支持通过手利用例如机械装置(如金刚石划线笔)调谐。可以在显微镜下用金刚石划线笔进行该手动划线。也可以使用可替代的划线音叉40、42的装置，如激光划线工具、聚焦离子束、或光刻。在任何情况下，为了改变滤波器电路的电容，可以通过物理断开(例如，划线)部分音叉40、42来调谐谐振器18。
为了精确度和易于调谐，音叉40、42可以分别包括粗略刻度尺48和精密刻度尺50以提供划线的方便，用于粗略和精密调谐。该刻度尺48、50可以与调谐方案相关。尽管示出了两个音叉40、42，但是根据期望的调谐范围和调谐分辨率，可以使用任何数目的音叉。
基于参数提取的技术可以用于判断滤波器的耦合和谐振频率，以及用于提供划线音叉的方案。这样，在无需任何昂贵工具的情况下，提供了实现非常精确的调谐的滤波器设计。
作为另一个实施例，如图28所示，可以将以配平片52的形式的调谐元件与谐振元件18布置在相同的基板44上。配平片52位于例如被配平(即，与电路断开)的谐振器边缘上以降低谐振元件18的旁路电容。配平片52可以具有使滤波器的谐振频率移位不同的已知量的离散值，并且可以将该量配置成二进制数列。
例如，在每个谐振元件18上，滤波器可以具有四个可以使谐振频率以二进制数列(如1500KHz、800KHz、400KHz、200kHz、和100KHz)移位的配平片52。在示出的实施方式中，提供了具有不同大小的七个配平片52。具体地，当配平(trimming)时，配平片52(1)导致谐振元件18的1500KHz的频移；当配平时，配平片52(2)导致谐振元件18的800KHz的频移；当配平时，配平片52(3)导致谐振元件18的400KHz的频移；当配平时配平，片52(4)导致谐振元件18的200KHz的频移；并且当配平时，每个配平片52(5)-56(7)导致谐振元件18的100KHz的频移。因此，作为一个实施例，如果根据一个调谐方案谐振元件18需要670KHz的频移，那么可以从基板44除去配平片52(2)、配平片52(3)(200KHz)、和配平片52(5)-56(7)中的一个。
在美国专利申请书序号12/330,510，题目为“Systems and Methods forTuning Filters”中描述了使用音叉和配平片调谐谐振器的进一步详细讨论，通过引用将其全部结合于此。
可以使用基于参数提取的技术来判断滤波器的耦合和谐振频率，以及提供指示需要从谐振器边缘断开或配平的配平片52，以便产生正确的调谐滤波器。
现参考图29，现将描述根据本发明构造的另一种可调谐RF滤波器。RF滤波器100能够被动态调谐以补偿工作温度的变化，否则该温度变化可以造成通带38以类似于图11所示的通带78的移动方式从它的标称设计位置在频率范围内无意地移动。即，工作温度的变化造成谐振元件18和非谐振元件22的耦合值从它们的标称值(即，在RF滤波器100被初始调谐的温度下，元件的电抗)变化。例如，在工作温度下，非谐振元件22的电抗每变化10°可以变化±1％。因此，RF滤波器100可以动态调节谐振元件18和非谐振元件22的电抗以使通带38返回至它在频率范围内的标称位置。
RF滤波器100与图13a所示的RF滤波器10类似，除了RF滤波器100另外包括电控制器124、温度传感器126、和存储器128。与图1所示的电控制器24相同，将电控制器124配置为调节非谐振元件22以引入反射零点并且使其沿着阻带32移位以在期望的频率范围内移动窄通带38，并且可以通过调谐元件(未示出)进一步调节谐振元件18的频率以沿着频率范围移动传输零点以优化滤波器响应。与电控制器24不同，将电控制器124配置用于动态调节谐振元件18和非谐振元件22以补偿工作温度的变化。
为此，电控制器124从温度传感器126得到当前工作温度的测量，从存储器128访问查找表，并且基于查找表调节谐振元件18和非谐振元件22。具体地，查找表包含多个参考工作温度(例如，其可以以10°的增量从-20°K至100°K分布)和对应于每个参考工作温度的一组调节设置。每组调节设置控制一个谐振元件18或一个非谐振元件22的电抗。一组典型的调节设置将包括控制多个谐振元件18和非谐振元件22的调节设置。
电控制器124通过电信号将调节设置应用至谐振元件18和非谐振元件22，以使通带38返回至频率范围内它的标称位置的方式调节它们的电抗。具体地，电控制器比较测得的工作温度与查找表中的参考工作温度，选择对应于最佳匹配测得的工作温度的参考工作温度的一组调节设置，以及根据选定的一组调节设置调节谐振元件18和非谐振元件22的电抗。
在优选的实施方式中，与图5a至图5d所示的调谐技术类似，以使选定的子带36返回至频率范围内它的标称位置的方式调节谐振元件18，并且以使通带38返回至选定的子带36内它的标称位置的方法调节非谐振元件22。可替代地，可以以不使子带36返回至频率范围内它的标称位置的方式调节谐振元件18或根本不调节，在这种情况下，可以以不使通带38返回至选定的子带36内它的标称位置的方式调节非谐振元件22。在任何的情况下，将使通带38返回至频率范围内它的标称位置。
调节设置的性质将取决于用于调节谐振元件18和非谐振元件22的机制。例如，如果每个谐振元件18和非谐振元件22都包括并联的电容器与开关，以形成可变的电容电路，为了以将通带38定位在频率范围内它的标称位置或尽可能接近查找表给出的分辨率的频率范围内的标称位置的方式，改变各个谐振元件18或非谐振元件22的电抗，那么每组调节设置可以包括指示打开哪个开关以在电容电路内包括各个电容器或闭合哪个开关以排除电路中的各个电容器的数据。因此，在这种情况下，对于每个测得的工作温度，查找表将具有用于每个谐振元件18和非谐振元件22的开关电容器的开-关状态设置。通过将滤波器100暴露于每个参考工作温度下以及使用上述的参数提取和分析技术来确定对于谐振元件18和非谐振元件22的调节设置，可以确定查找表中的调节设置。
注意，如图15a至图15c所示，打开或闭合补偿非谐振元件18的工作温度变化的并联电容器可以包括用于在不同的子带36之间移动通带38的至少一些并联电容器。进一步地，尽管已经将查找表描述为包括仅对于一个子带36的调节设置，但是查找表可以包括对于多个子带36的调节设置。在这种情况下，对于通带38当前位于其中的特定子带36的调节设置可以被用于响应于工作温度变化而将通带38在频率范围内移动至它的标称位置。
尽管已经示出并且描述了本发明的具体实施方式，但是应当理解的是，以上讨论不旨在限制本发明于这些实施方式。对本领域的技术人员显然的是，在不偏离本发明的精神和范围的条件下，可以做出多种变化和修改。例如，本发明具有远远超出具有输入和输出的滤波器的应用，并且本发明的具体实施方式可以被用于形成双工器、多工器、信道器、电抗开关等，其中，使用了低损耗的选择性电路。因此，本发明旨在涵盖落在由权利要求限定的本发明的精神和范围内的替代、修改和等同物。

Claims (18)

1.一种射频(RF)滤波器(10)，包括：
具有输入(14)和输出(16)的信号传输路径(12)；
多个谐振元件(18)，所述多个谐振元件沿着所述输入(14)和所述输出(16)之间的所述信号传输路径(12)布置；
多个非谐振元件(22)，所述多个非谐振元件将所述谐振元件(18)耦接在一起以形成具有与所述谐振元件(18)的各个频率对应的多个传输零点(30)、和所述传输零点(30)之间的至少一个子带(36)的阻带(32)，其中所述非谐振元件(22)包括至少一个可变的非谐振元件，所述至少一个可变的非谐振元件用于在所述阻带(32)内选择性地引入至少一个反射零点(34)以在所述至少一个子带(36)中的选定子带中创建通带(38)；及
电控制器(124)，所述电控制器被配置用于接收工作温度并且基于接收的所述工作温度调节所述至少一个可变的非谐振元件(22)，从而沿着所述阻带(32)选择性地移动所述至少一个反射零点(34)以在所述选定子带(36)内移动所述通带(38)。
2.根据权利要求1所述的RF滤波器(10)，进一步包括温度传感器(126)，所述温度传感器被配置用于测量所述工作温度，其中所述电控制器(124)被配置用于从所述温度传感器(126)接收测量的所述工作温度。
3.根据权利要求1所述的RF滤波器(10)，进一步包括存储查找表的存储器(128)，所述查找表包含分别对应于不同的所述工作温度的多个参考工作温度和多个调节设置的组，其中所述电控制器(124)被配置用于将所述测量的工作温度与所述查找表中的所述多个参考工作温度进行比较，选择与最接近所述测量的工作温度的所述参考工作温度对应的所述调节设置的组，并且根据所述调节设置的组调节所述至少一个可变的非谐振元件。
4.根据权利要求1所述的RF滤波器(10)，其中，通过调节各个所述至少一个可变的非谐振元件的电抗来调节所述至少一个可变的非谐振元件。
5.根据权利要求1所述的RF滤波器(10)，其中，所述电控制器(124)被配置用于调节所述至少一个可变的非谐振元件(22)以在所述阻带(32)内选择性地引入所述至少一个反射零点(34)，从而在所述一个子带(36)中创建所述通带(38)。
6.根据权利要求5所述的RF滤波器(10)，其中，各个所述至少一个非谐振元件(22)具有彼此并联耦接以形成电容电路的多个电容器(C1-C3)和耦接到至少一个所述电容器(C1-C3)的至少一个开关(S1，S2)，其中所述电控制器(124)被配置用于通过操作所述至少一个开关(S1，S2)以选择性地使所述电容电路包括或不包括至少一个电容器(C1-C3)来改变所述电容电路的电容，从而改变各个所述非谐振元件(22)的电抗，由此在所述阻带(32)内选择性地移动所述反射零点(34)以在所述选定子带(36)中移动所述通带(38)。
7.根据权利要求1所述的RF滤波器(10)，其中，所述至少一个子带(36)包括多个子带。
8.根据权利要求7所述的RF滤波器(10)，其中，所述至少一个可变的非谐振元件(22)用于沿着所述阻带(32)移位所述至少一个反射零点(34)以在所述子带(36)中的选定子带内创建所述通带(38)。
9.根据权利要求8所述的RF滤波器(10)，其中，所述至少一个可变的非谐振元件(22)用于在所述阻带(32)内移位至少另一反射零点(34)以在所述子带(36)中的另一子带内创建另一通带(38)。
10.根据权利要求7所述的RF滤波器(10)，其中，所述通带(38)在所述选定子带(36)内具有显著不同的带宽。
11.根据权利要求1所述的RF滤波器(10)，其中，所述至少一个反射零点(34)包括多个反射零点(34)。
12.根据权利要求1所述的RF滤波器(10)，其中，所述至少一个可变的非谐振元件(22)包括多个可变的非谐振元件。
13.根据权利要求1所述的RF滤波器(10)，其中，所述电控制器(124)被配置用于调节所述至少一个可变的非谐振元件(22)，从而沿着所述阻带(32)选择性地移动所述至少一个反射零点(34)，以使所述通带(38)返回至频率范围内的标称设计位置。
14.根据权利要求13所述的RF滤波器(10)，其中，所述电控制器(124)被配置用于基于接收的工作温度调节至少一个所述谐振元件(18)，从而沿着所述阻带(32)选择性地移动与所述至少一个谐振元件(18)的各个频率对应的所述传输零点(30)，以使所述通带(38)返回至所述频率范围内的所述标称设计位置。
15.根据权利要求1所述的RF滤波器(10)，其中，所述至少一个可变的非谐振元件(22)具有可调节的电抗。
16.根据权利要求1所述的RF滤波器(10)，其中，所述至少一个可变的非谐振元件(22)包括以下各项中的一个：可变电容器、低损耗开关、变容二极管和开关电容器。
17.根据权利要求1所述的RF滤波器(10)，其中，各个所述谐振元件(18)包括薄膜集总元件结构。
18.根据权利要求17所述的RF滤波器(10)，其中，所述薄膜集总元件结构包括高温超导体(HTS)。
CN201410854568.XA 2007-06-27 2014-12-31 低损耗可调谐的射频滤波器 Active CN104917479B (zh)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107689803A (zh) * 2016-08-05 2018-02-13 株式会社村田制作所 高频电路以及通信装置

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5345851B2 (ja) 2005-11-18 2013-11-20 スーパーコンダクター テクノロジーズ，インク． 低損失チューナブル無線周波数フィルタ
JP5671717B2 (ja) 2007-06-27 2015-02-18 レゾナント インコーポレイテッド 低損失同調型無線周波数フィルタ
US8902020B2 (en) * 2009-07-27 2014-12-02 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Resonator filter with multiple cross-couplings
KR101391399B1 (ko) * 2010-06-29 2014-05-28 숭실대학교산학협력단 Ｃｒｌｈ 구조의 대역저지 여파기 및 그 제조 방법
WO2012025946A1 (en) * 2010-08-25 2012-03-01 Commscope Italy S.R.L. Tunable bandpass filter
US20130154913A1 (en) 2010-12-16 2013-06-20 Siemens Corporation Systems and methods for a gaze and gesture interface
EP2678946B1 (en) 2011-05-12 2017-03-01 BlackBerry Limited Method and apparatus for interference measurement and response
US8830011B2 (en) * 2011-10-27 2014-09-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Band-pass filter using LC resonators
RU2637398C2 (ru) * 2012-11-15 2017-12-04 Конинклейке Филипс Н.В. Мрт с участием распределенного датчика для контроля температуры и/или деформации кабелей катушки и фильтров
US8751993B1 (en) 2013-03-15 2014-06-10 Resonant Llc Element removal design in microwave filters
US9325294B2 (en) 2013-03-15 2016-04-26 Resonant Inc. Microwave acoustic wave filters
US8990742B2 (en) 2013-03-15 2015-03-24 Resonant Inc. Network synthesis design of microwave acoustic wave filters
US9208274B2 (en) 2013-03-15 2015-12-08 Resonant Inc. Network synthesis design of microwave acoustic wave filters
US9038005B2 (en) * 2013-03-15 2015-05-19 Resonant Inc. Network synthesis design of microwave acoustic wave filters
US9178487B2 (en) * 2013-06-28 2015-11-03 Nokia Technologies Oy Methods and apparatus for signal filtering
JP2015109174A (ja) * 2013-12-04 2015-06-11 セイコーエプソン株式会社 放電灯駆動装置、光源装置、プロジェクター、及び放電灯駆動方法
JP6158780B2 (ja) * 2014-03-14 2017-07-05 レゾナント インコーポレイテッドＲｅｓｏｎａｎｔ Ｉｎｃ． 低損失の可変無線周波数フィルタ
DE102014111909B3 (de) * 2014-08-20 2016-02-04 Epcos Ag Abstimmbares HF-Filter mit Serienresonatoren
DE102014111912B4 (de) * 2014-08-20 2024-06-13 Snaptrack, Inc. HF-Filter
DE102014111904A1 (de) * 2014-08-20 2016-02-25 Epcos Ag Abstimmbares HF-Filter mit Parallelresonatoren
TWI540850B (zh) * 2015-04-02 2016-07-01 啟碁科技股份有限公司 無線通訊裝置與其濾波器
CN106160689B (zh) * 2015-04-15 2018-09-04 启碁科技股份有限公司 无线通信装置与其滤波器
US10594355B2 (en) 2015-06-30 2020-03-17 Skyworks Solutions, Inc. Devices and methods related to radio-frequency filters on silicon-on-insulator substrate
CN105244572B (zh) * 2015-10-28 2019-07-09 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种基于切比雪夫阻抗变换网络技术的滤波器设计方法
US9405875B1 (en) * 2015-11-13 2016-08-02 Resonant Inc. Simulating effects of temperature on acoustic microwave filters
CN109314505B (zh) * 2015-11-23 2022-08-05 安乐泰克有限公司 可变滤波器
WO2017122052A1 (en) * 2016-01-15 2017-07-20 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Miniature tunable filters
US9939477B2 (en) * 2016-06-24 2018-04-10 International Business Machines Corporation On-demand detection of electromagnetic disturbances using mobile devices
US9882792B1 (en) * 2016-08-03 2018-01-30 Nokia Solutions And Networks Oy Filter component tuning method
US10218210B2 (en) * 2016-09-29 2019-02-26 Intel Corporation Adaptive impedance control for wireless charging
KR102626450B1 (ko) * 2017-05-24 2024-01-19 아늘로텍 리미티드 공진기 제어 장치 및 방법
CN109819299B (zh) * 2017-11-22 2021-03-05 华为技术有限公司 一种高通滤波电路及高通滤波器、数字电视接收终端
CN108170922B (zh) * 2017-12-21 2021-05-14 中国地质大学（武汉） 一种微波滤波器的辅助调试方法、设备及存储设备
DE102018101219A1 (de) * 2018-01-19 2019-07-25 RF360 Europe GmbH Adaptives HF-Filter und Verfahren zum Schalten eines adaptiven HF-Filters
KR101993141B1 (ko) 2018-05-17 2019-06-26 (주)에드모텍 반사손실 특성 및 주파수억제 특성을 개선한 가변필터
JP6889413B2 (ja) * 2018-12-25 2021-06-18 株式会社村田製作所 マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路、および通信装置
JP6939763B2 (ja) * 2018-12-25 2021-09-22 株式会社村田製作所 マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路、および通信装置
CN109687834B (zh) * 2019-01-25 2020-11-27 吉林大学 多阶传输线和短路线的切比雪夫滤波性阻抗变换器及方法
US11277110B2 (en) 2019-09-03 2022-03-15 Anlotek Limited Fast frequency switching in a resonant high-Q analog filter
US11646760B2 (en) 2019-09-23 2023-05-09 Ticona Llc RF filter for use at 5G frequencies
CN110661168A (zh) * 2019-10-18 2020-01-07 北方工业大学 通阻带可切换的射频光子滤波器
EP4070171A1 (en) 2019-12-05 2022-10-12 Anlotek Limited Use of stable tunable active feedback analog filters in frequency synthesis
US11323079B2 (en) 2020-02-28 2022-05-03 Qualcomm Incorporated Stability improvement circuit for radio frequency (RF) power amplifiers
US11876499B2 (en) 2020-06-15 2024-01-16 Anlotek Limited Tunable bandpass filter with high stability and orthogonal tuning
US11405017B2 (en) * 2020-10-05 2022-08-02 Resonant Inc. Acoustic matrix filters and radios using acoustic matrix filters
US11476834B2 (en) 2020-10-05 2022-10-18 Resonant Inc. Transversely-excited film bulk acoustic resonator matrix filters with switches in parallel with sub-filter shunt capacitors
US11728784B2 (en) 2020-10-05 2023-08-15 Murata Manufacturing Co., Ltd. Transversely-excited film bulk acoustic resonator matrix filters with split die sub-filters
US11405019B2 (en) 2020-10-05 2022-08-02 Resonant Inc. Transversely-excited film bulk acoustic resonator matrix filters
US11658639B2 (en) 2020-10-05 2023-05-23 Murata Manufacturing Co., Ltd. Transversely-excited film bulk acoustic resonator matrix filters with noncontiguous passband
US11929733B2 (en) 2020-10-05 2024-03-12 Murata Manufacturing Co., Ltd. Transversely-excited film bulk acoustic resonator matrix filters with input and output impedances matched to radio frequency front end elements
US11955942B2 (en) 2021-02-27 2024-04-09 Anlotek Limited Active multi-pole filter
US11626893B2 (en) 2021-03-26 2023-04-11 Harris Global Communications, Inc. Agile harmonic filtering
DE212022000032U1 (de) * 2021-06-25 2022-09-27 Southern University Of Science And Technology Automatisches Entwurfsvorrichtung für eine analoge Schaltung basierend auf einer Baumstruktur

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5410284A (en) * 1992-12-09 1995-04-25 Allen Telecom Group, Inc. Folded multiple bandpass filter with various couplings
US5616539A (en) * 1993-05-28 1997-04-01 Superconductor Technologies, Inc. High temperature superconductor lumped element band-reject filters
US20020050873A1 (en) * 1996-12-27 2002-05-02 Murata Manufacturing Co., Ltd. Filtering device
US20030125214A1 (en) * 1999-03-16 2003-07-03 Superconductor Technologies, Inc. High temperature superconducting tunable filter
CN1498441A (zh) * 2001-03-26 2004-05-19 非超导和超导滤波器组合的滤波器网络
US20060202775A1 (en) * 2004-11-30 2006-09-14 Superconductor Technologies, Inc. Systems and methods for tuning filters
CN101490898A (zh) * 2005-11-18 2009-07-22 超导技术公司 低损耗可调射频滤波器
CN101800522A (zh) * 2001-04-11 2010-08-11 京瓷无线公司 可调谐铁电滤波器
US20120313731A1 (en) * 2010-12-10 2012-12-13 Burgener Mark L Method, System, and Apparatus for Resonator Circuits and Modulating Resonators

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3525954A (en) * 1968-07-29 1970-08-25 Microwave Dev Lab Inc Stepped digital filter
US5144268A (en) 1987-12-14 1992-09-01 Motorola, Inc. Bandpass filter utilizing capacitively coupled stepped impedance resonators
FR2688955B1 (fr) * 1992-03-17 1996-11-15 Thomson Csf Filtre accordable haute frequence.
US5392011A (en) * 1992-11-20 1995-02-21 Motorola, Inc. Tunable filter having capacitively coupled tuning elements
JPH06244756A (ja) * 1993-02-18 1994-09-02 Mitsubishi Electric Corp アンテナインピーダンス整合装置
US5375146A (en) 1993-05-06 1994-12-20 Comsat Corporation Digital frequency conversion and tuning scheme for microwave radio receivers and transmitters
US5737696A (en) * 1993-07-06 1998-04-07 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric filter having inductive coupling windows between resonators and transceiver using the dielectric filter
JP2899210B2 (ja) * 1994-05-20 1999-06-02 国際電気株式会社 周波数帯域可変フィルタ
US5543758A (en) 1994-10-07 1996-08-06 Allen Telecom Group, Inc. Asymmetric dual-band combine filter
US5841330A (en) * 1995-03-23 1998-11-24 Bartley Machines & Manufacturing Series coupled filters where the first filter is a dielectric resonator filter with cross-coupling
FI98872C (fi) * 1995-08-23 1997-08-25 Lk Products Oy Parannettu portaittain säädettävä suodatin
KR100209714B1 (ko) 1996-04-12 1999-07-15 구본준 반도체소자의 격리막 및 이의 형성방법
US5917387A (en) * 1996-09-27 1999-06-29 Lucent Technologies Inc. Filter having tunable center frequency and/or tunable bandwidth
JPH10209714A (ja) 1996-11-19 1998-08-07 Sharp Corp 電圧制御通過帯域可変フィルタおよびそれを用いる高周波回路モジュール
JPH10215102A (ja) * 1997-01-30 1998-08-11 Nec Corp マイクロストリップ帯域阻止フィルタ
EP1326333B1 (en) * 1997-02-12 2008-08-20 Oki Electric Industry Co., Ltd. Surface-acoustic-wave filters with poles of attenuation created by impedance circuits
JP3466079B2 (ja) * 1997-03-12 2003-11-10 松下電器産業株式会社 アンテナ共用器
US5910756A (en) * 1997-05-21 1999-06-08 Nokia Mobile Phones Limited Filters and duplexers utilizing thin film stacked crystal filter structures and thin film bulk acoustic wave resonators
EP1064723B1 (en) * 1998-03-18 2004-09-08 Conductus, Inc. Narrow-band band-reject filter apparatus and method
DE59913935D1 (de) * 1998-03-23 2006-11-30 Epcos Ag Akustisches oberflächenwellenfilter
US6107898A (en) * 1998-04-30 2000-08-22 The United State Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Microwave channelized bandpass filter having two channels
US6232853B1 (en) * 1999-03-12 2001-05-15 Com Dev Limited Waveguide filter having asymmetrically corrugated resonators
JP3929197B2 (ja) * 1999-03-17 2007-06-13 松下電器産業株式会社 高周波回路素子
US6317013B1 (en) * 1999-08-16 2001-11-13 K & L Microwave Incorporated Delay line filter
DE19941311C1 (de) 1999-08-31 2001-06-07 Cryoelectra Ges Fuer Kryoelek Bandfilter
JP3482958B2 (ja) * 2000-02-16 2004-01-06 株式会社村田製作所 高周波回路装置および通信装置
JP4442052B2 (ja) * 2001-05-11 2010-03-31 パナソニック株式会社 適応型高周波フィルタおよび適応型高周波アンテナ共用器およびそれらを用いた無線装置
JP3633476B2 (ja) * 2000-04-19 2005-03-30 株式会社村田製作所 フィルタ、アンテナ共用器および通信機装置
US6662026B1 (en) 2000-09-28 2003-12-09 International Business Machines Corporation Apparatus and method for detecting and handling accidental dialing on a mobile communications device
JP3759693B2 (ja) * 2000-12-11 2006-03-29 シャープ株式会社 ノイズフィルタおよびそれを用いた高周波送信機
US6686817B2 (en) 2000-12-12 2004-02-03 Paratek Microwave, Inc. Electronic tunable filters with dielectric varactors
US6690251B2 (en) 2001-04-11 2004-02-10 Kyocera Wireless Corporation Tunable ferro-electric filter
DE10123369A1 (de) * 2001-05-14 2002-12-05 Infineon Technologies Ag Filteranordnung für, symmetrische und unsymmetrische Leitungssysteme
US6633208B2 (en) 2001-06-19 2003-10-14 Superconductor Technologies, Inc. Filter with improved intermodulation distortion characteristics and methods of making the improved filter
US6791430B2 (en) 2001-12-31 2004-09-14 Conductus, Inc. Resonator tuning assembly and method
US7071797B2 (en) * 2002-02-19 2006-07-04 Conductus, Inc. Method and apparatus for minimizing intermodulation with an asymmetric resonator
US6674346B2 (en) * 2002-04-09 2004-01-06 New Jersey Institute Of Technology Evanescent resonators
US20030222732A1 (en) * 2002-05-29 2003-12-04 Superconductor Technologies, Inc. Narrow-band filters with zig-zag hairpin resonator
CN1495963A (zh) * 2002-08-30 2004-05-12 ���µ�����ҵ��ʽ���� 滤波器、高频模块、通信设备以及滤波方法
US6882246B2 (en) * 2003-01-02 2005-04-19 Harris Corporation System and method for an electronically tunable frequency filter having constant bandwidth and temperature compensation for center frequency, bandwidth and insertion loss
US7012483B2 (en) 2003-04-21 2006-03-14 Agile Materials And Technologies, Inc. Tunable bridge circuit
DE10320620B3 (de) * 2003-05-08 2004-11-04 Kathrein-Werke Kg Hochfrequenzweiche
JP4172784B2 (ja) * 2003-09-29 2008-10-29 京セラ株式会社 電圧制御可変フィルタおよび通信装置
JP4053504B2 (ja) 2004-01-30 2008-02-27 株式会社東芝 チューナブルフィルタ
US7330090B2 (en) * 2004-03-26 2008-02-12 The Regents Of The University Of California Zeroeth-order resonator
US7489215B2 (en) * 2004-11-18 2009-02-10 Kathrein-Werke Kg High frequency filter
CN101112007A (zh) * 2004-11-30 2008-01-23 超导技术公司 调谐滤波器的系统和方法
DE112005002968T5 (de) 2004-11-30 2008-01-17 Superconductor Technologies Inc., Santa Barbara Systeme und Verfahren zur Abstimmung von Filtern
EP1855348A1 (en) * 2006-05-11 2007-11-14 Seiko Epson Corporation Split ring resonator bandpass filter, electronic device including said bandpass filter, and method of producing said bandpass filter
US7825745B1 (en) * 2006-09-12 2010-11-02 Rf Magic Inc. Variable bandwidth tunable silicon duplexer
CN101689843A (zh) 2007-06-27 2010-03-31 超导技术公司 具有改善的互调失真的电力滤波器
JP5671717B2 (ja) * 2007-06-27 2015-02-18 レゾナント インコーポレイテッド 低損失同調型無線周波数フィルタ
US8981880B2 (en) * 2010-07-09 2015-03-17 Politecnico Di Milano Waveguide band-pass filter with pseudo-elliptic response
JP2012156881A (ja) * 2011-01-27 2012-08-16 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd フィルタ及び電子部品

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5410284A (en) * 1992-12-09 1995-04-25 Allen Telecom Group, Inc. Folded multiple bandpass filter with various couplings
US5616539A (en) * 1993-05-28 1997-04-01 Superconductor Technologies, Inc. High temperature superconductor lumped element band-reject filters
US20020050873A1 (en) * 1996-12-27 2002-05-02 Murata Manufacturing Co., Ltd. Filtering device
US20030125214A1 (en) * 1999-03-16 2003-07-03 Superconductor Technologies, Inc. High temperature superconducting tunable filter
CN1498441A (zh) * 2001-03-26 2004-05-19 非超导和超导滤波器组合的滤波器网络
CN101800522A (zh) * 2001-04-11 2010-08-11 京瓷无线公司 可调谐铁电滤波器
US20060202775A1 (en) * 2004-11-30 2006-09-14 Superconductor Technologies, Inc. Systems and methods for tuning filters
CN101490898A (zh) * 2005-11-18 2009-07-22 超导技术公司 低损耗可调射频滤波器
US20120313731A1 (en) * 2010-12-10 2012-12-13 Burgener Mark L Method, System, and Apparatus for Resonator Circuits and Modulating Resonators

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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