CN105432017A - 自适应滤波器响应系统和方法 - Google Patents

自适应滤波器响应系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105432017A
CN105432017A CN201480043297.8A CN201480043297A CN105432017A CN 105432017 A CN105432017 A CN 105432017A CN 201480043297 A CN201480043297 A CN 201480043297A CN 105432017 A CN105432017 A CN 105432017A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
tunable optic
band
tuning
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480043297.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105432017B (zh
Inventor
阿瑟·S·莫里斯
约尔延·博耶尔
彼得·达姆·马德森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wispry Inc
Original Assignee
Wispry Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wispry Inc filed Critical Wispry Inc
Publication of CN105432017A publication Critical patent/CN105432017A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105432017B publication Critical patent/CN105432017B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0115—Frequency selective two-port networks comprising only inductors and capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0138—Electrical filters or coupling circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0153—Electrical filters; Controlling thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/12—Bandpass or bandstop filters with adjustable bandwidth and fixed centre frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/46—Networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H7/463—Duplexers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H04L5/1461—Suppression of signals in the return path, i.e. bidirectional control circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H2210/00—Indexing scheme relating to details of tunable filters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H2210/00—Indexing scheme relating to details of tunable filters
    • H03H2210/01—Tuned parameter of filter characteristics
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/17—Structural details of sub-circuits of frequency selective networks
    • H03H7/1741—Comprising typical LC combinations, irrespective of presence and location of additional resistors
    • H03H7/175—Series LC in series path
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/17—Structural details of sub-circuits of frequency selective networks
    • H03H7/1741—Comprising typical LC combinations, irrespective of presence and location of additional resistors
    • H03H7/1758—Series LC in shunt or branch path
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/17—Structural details of sub-circuits of frequency selective networks
    • H03H7/1741—Comprising typical LC combinations, irrespective of presence and location of additional resistors
    • H03H7/1766—Parallel LC in series path
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Abstract

本主题涉及用于自适应地调谐天线元件和/或关联滤波器元件以便支持多频带的系统、设备和方法。例如，具有输入节点和输出节点的可调谐滤波器可以选择性地能调谐，以限定与一个或多个第一信号带关联的一个或多个通带，并且限定与一个或多个第二信号带关联的一个或多个阻带。所述可调谐滤波器可被配置为使具有在第一信号带内的频率的信号在输入节点和输出节点之间通过，并且被配置为阻止具有在第二信号带内的频率的信号。此外，可调谐滤波器被配置为选择性地调谐通带，以便在包括大于和小于在阻带内的频率的各种频率中的任何频率上具有最小通带插入损耗。

Description

自适应滤波器响应系统和方法
优先权声明
本申请要求于2013年7月29日提交的美国临时专利申请No.61/859,621的权益，在此通过引用将其全部公开内容结合于本文中。
技术领域
在本文公开的本主题总体涉及滤波器和配置为用于发射和接收无线电频率信号的天线元件。更具体而言，在本文公开的主题涉及能调谐以支持多频带的滤波器和天线元件。
背景技术
在用于蜂窝通信系统(例如，3GPP)的现代手持设备中，有支持多频带(例如3GPPLTE频带1、2、3、5、7、8和13)的期望。进一步就这一点而言，无线电通信的一个特定关注领域是在发射器和接收器在固定或可变的频率分离上操作的情况下如何处理发射器和接收器双工。对于这样的分频双工，一种被称为双工自干扰的难题会在这样的系统的设计中呈现问题。该问题起因于发射器的高功率挑战接收器的线性，所述接收器可被设置为具有高增益以处理低功率接收电平。
对于小的手持设备，由于技术和尺寸限制，已经通常使用被称为双工滤波器(例如介质同轴谐振器、SAW、BAW、FBAR)的固定频率滤波器达到双工操作，所述双工滤波器使用半导体(例如为了多频带操作)在操作频率之间切换。这些固定频率滤波器和天线展示了特定的局限性，因为，对于每一个操作的频带，必须引进一组新的硬件(例如在增加频带支持时增加天线谐振器耦合元件、滤波器和开关)。结果，在减少在一系列频率上操作所要求的硬件的数量方面，可调谐的系统是有益的，但是很难制造出有成本效益的、小的同时又满足系统要求的(例如3GPP标准)可调谐系统。另外，尽管多数蜂窝频带(例如3GPP标准LTEFDD频带1到25)具有高于发射频率的接收频率(也就是“正”双工间隔)，却有具有相反顺序的操作频带(例如LTE频带13、14、20和24)(也就是“负”双工间隔)，这样接收频率就低于发射频率。结果，设计出能够在两个任意一种间隔中操作的系统呈现出对于减少所要求的硬件的数量的进一步阻碍。
因此，有一种改变滤波器的特性来适应正负两种双工间隔而不是在不同的硬件或滤波器之间切换，从而允许滤波器谐振器在正反两种双工间隔上重新使用的解决方案是有利的。另外，使可调谐方案尺寸变小、使之具有成本效益并且同时利用合适的设计解决移除(例如来自在无线通信终端的发射器的)不需要的干扰的问题的解决方案是进一步有利的。
发明内容
根据本公开，提供了用于自适应地调谐天线元件和/或关联滤波器元件以便支持多频带的系统、设置和方法。在一个方面，提供了自适应滤波器，其中，具有输入节点和输出节点的可调谐滤波器选择性地能调谐，以限定与一个或多个第一信号带关联的一个或多个通带，并且限定与一个或多个第二信号带关联的一个或多个阻带。在这个方面，可调谐滤波器被配置为使具有在一个或多个第一信号带内的频率的信号在输入节点和输出节点之间通过，并且可调谐滤波器被配置为阻止具有在一个或多个第二信号带内的频率的信号。此外，可调谐滤波器被配置为选择性地调谐一个或多个通带，以便在包括大于和小于在一个或多个阻带内的频率的频率的各种频率中的任何频率上具有最小通带插入损耗。
在另一个方面，提供了用于无线广播天线的自适应滤波器响应系统。所述自适应滤波器响应系统可包括一个或多个与第一信号路径和第二信号路径通信的天线以及一个或多个与第一信号路径通信的第一可调谐滤波器。所述一个或多个第一可调谐滤波器可以选择性地能调谐，以限定与一个或多个第一信号带关联的一个或多个第一通带，并且限定与一个或多个第二信号带关联的一个或多个第一阻带，其中，一个或多个第一可调谐滤波器被配置为使具有在所述一个或多个第一信号带内的频率的信号在一个或多个天线和第一信号路径之间通过，并且其中，所述一个或多个第一可调谐滤波器被配置为阻止具有在所述一个或多个第二信号带内的频率的信号。另外，一个或多个第一可调谐滤波器被配置为选择性地调谐被一个或多个第一通带通过的频率到包括大于和小于在一个或多个第一阻带内的频率的频率的各种频率中的任何频率。
在又一个方面，提供了调谐自适应滤波器响应系统的方法。所述方法可包括在输入节点和输出节点之间连接可调谐滤波器，限定与一个或多个第一信号带关联的一个或多个通带，并且限定与一个或多个第二信号带关联的一个或多个阻带，并且选择性地调谐所述一个或多个通带，以便在包括大于和小于在所述一个或多个阻带内的频率的频率的各种频率中的任何频率上具有最小通带插入损耗。这样，具有在所述一个或多个第一信号带内的频率的信号在输入节点和输出节点之间通过，并且具有在所述一个或多个第二信号带内的频率的信号被阻止。
尽管在本文中公开的本主题的一些方面已经在上文陈述过，这些方面通过当前公开的主题全部或部分实现，在结合下文中最好地描述的附图时，随着描述的进行，其他方面将变得明显。
附图说明
从下面的详细的描述中，本主题的特征和优点将更加易于理解，所述详细地描述应结合附图解读，所述附图仅仅以解释性非限制性的实例的方式给出，并且在附图中：
图1为根据本主题的实施方式的用于无线广播天线的自适应滤波器响应系统的方框图；
图2为根据本主题的实施方式的用于无线广播天线的自适应滤波器响应系统的更具体的方框图；
图3A为示出用于在3GPPLTE频带12、5和8中的“正”双工间隔的可调谐接收频带滤波器响应的实例的曲线图；
图3B为示出用于“负”双工间隔的可调谐接收频带滤波器响应的实例的曲线图；
图3C为示出用于“正”(LTE频带5、8、12)、“负”(LTE频带13)两种双工的可调谐接收频带滤波器响应的实例的曲线图；
图4A为示出根据本主题的实施方式的用于调谐固定陷波频率设置的通带的实例的曲线图；
图4B为示出用于调谐固定陷波频率设置的通带的实例实施方式的曲线图；以及
图5A到图5D为根据本主题的实施方式的自适应滤波器响应系统的可调谐滤波器配置的电路原理图。
具体实施方式
本主题提供将滤波器响应自适应于无线电通信要求的无线分频双工系统、设备和方法。就这一点而言，在一个方面，本主题提供可将其滤波器特性自适应于正负两种接收-发射双工间隔的可编程滤波器。正如本文中所使用的，术语“滤波器”在此应广泛理解为任何生成频率选择频率响应以及能够区别接收-频率和发射-频率响应(例如大于约8dB)的硬件。
例如，如题1所示，天线双工系统(总体以100标出)可包括串联的天线元件110、信号传输元件120、可调谐滤波器130和信号处理链150。在这个布置中，可调谐滤波器130可被配置为在天线元件110和信号处理链150之间调谐信号路径频率响应。
天线元件110提供通过直接耦合(也就是自辐射天线)或通过与另外的金属表面(例如终端接地底盘)的耦合，使用远程无线通信单元的发射或接收信号的电磁耦合。它可以包含一个或多个信号路径输入/输出连接以及一个或多个用于负载调谐的连接点。另外，它可包括可选择地可以可调谐的匹配电路。在任何一个配置中，天线元件110可被配置为用于利用远程无线通信单元200的无线通信。例如，远程无线通信单元200可以是蜂窝基站(例如3GPPBTS、NB或eNB)，尽管本领域的技术人员将认识到远程无线通信单元200可以是任何使用位置固定的天线(例如基站)以便在位于网状或与其类似的网络中的一个区域或另一个移动设备内服务一个或多个用户或设备的转发单元。
在与天线单元110通信时，信号传输元件120可包括在天线元件110和可调谐滤波器130之间提供信号连接的各种组件中的任何组件。具体而言，例如，信号传输区块可包括一个或多个固定频率滤波器(例如谐波滤波器)、配置为放大输入端和输出端之间电平的放大器、电磁耦合路径(感应的或电容的)、使信号带宽最大化的电路、输入端和输出端之间的传导连接(例如短的或发射线类型)或者包括如要求的控制的以上的任意组合。
可调谐滤波器130可以是根据控制单元140(可连接至滤波器130)的设置在其输入和输出终端提供频率选择滤波响应的元件。例如，可调谐滤波器130可被配置为提供可调谐带阻特性，这样一个或多个初始拒绝频率能够选择性地移动(例如用于抑制双工自干扰的可移动陷波)。可替代地或另外，可调谐滤波器130可被配置为提供可调谐通带特性，这样通带频率可相对阻带频率移动。具体而言，在一些实施方式中，通带特性的调谐可允许在一个模式中的主通带在初始阻带频率之上，并且在另一个模式中，允许主通带在初始阻带频率之下。
对于可调谐滤波器130的的操作的控制，控制单元140可具有电子控制接口，该接口具有锁存寄存器和解码连接电路，该电路能够读取锁存寄存器信息并且应用该信息改变可调谐滤波器130的可变元件的阻抗。例如，这样的控制接口可包括串行总线的使用(例如SPI、RFFE、I2C)或者可编程寄存器，该寄存器可通过半导体设备(例如晶体管、门、ADC的)控制可调谐滤波器130内的元件的阻抗值。
信号处理链150是通向进一步处理接收信号的单元的信号路径的输入端，或者是处理发射信号的信号路径的输出端。如图2所示，例如，天线双工系统100可包括两个单独的信号路径——一个用于从远程无线通信单元200接收信号，第二个用于向远程无线通信单元200发射信号。进一步就这一点而言，本领域的技术人员将认识到如需要也可提供一个或多个额外的信号路径(例如以便改善发射器和接收器之间的链接质量、可靠性和吞吐量)。
参照图2示出的具体的示例性配置，天线双工系统100可包括与第一信号传输元件120a通信的第一天线元件110a、第一可调谐滤波器130a和第一信号处理链150a。在这个配置中，这个第一信号路径可充当接收信号路径，并且第一信号处理链150a可通常包括一个或多个低噪声放大器(LNA)151、频率选择下转换混频器152、可变增益放大器(VGA)153、信号选择滤波器系统154、模拟数字转换器(ADC)系统155和数字处理系统156(例如DSP)。
另外，天线双工系统100可包括与第二信号传输元件120b通信的第二天线元件110b、第二可调谐滤波器130b和第二信号处理链150b。这个第二信号路径可充当发射信号路径，并且第二信号处理链150b可通常包括预驱动放大器157和调制器158，其本身可包括电压控制振荡器(VCO)、锁相环(PLL)、一个或多个混频器和数字处理逻辑。
为了协调这些单独的信号路径的操作，可提供单一主控制单元145，该单元与第一控制单元140a和第二控制单元140b二者通信，以便控制向远程无线通信单元200的通信协议和从远程无线通信单元200的通信协议(也就是通过调节第一和第二可调谐滤波器130a和130b的调谐状态)。另外，多媒体控制器或应用处理器146可控制具有图形接口、用户应用等的用户操作系统。在一些实施方式中，数字处理系统156、主控制单元145和多媒体控制器146可具有共享的硬件和处理器。
不管具体的配置如何，天线双工系统100可以是可操作为不仅支持多操作频带，还可以支持具有相同滤波器的正双工间隔和负双工间隔的频带。就这一点而言，在各种将天线双工系统100调谐为期望的操作配置(例如在主控制单元145中执行为算法运行)的方法中，任何一种都可以执行。第一，例如，在搜索信号功率时，天线双工系统100可查找扫描频率。第一可调谐滤波器130a的阻带(也就是在接收信号路径中)可被移离PLL扫描频率，并且带通滤波器频带可编程为与PLL扫描频率一致。可在扫描频率上执行扫描，可查找下一个扫描频率。如果在扫描频率上的第一可调谐滤波器130a上的损耗太高，阻带和通带可以根据需要再次调节。
这样，在天线双工系统100没有下行链路协议链路或解码广播信息的情况下，天线双工系统100的频率响应可根据为功率扫描的信道、频率或频带设置(例如搜索高功率广播信道)。这个关于信道或频率的信息可以从分层UE协议栈(例如3GPP信道数量)获得或者从处理链中某个执行PLL设置的信道数量翻译的地方获得。因此，频率响应可根据布置为接收或发射的物理频率信道设置。
可替代地，如果已经建立了通向远程无线通信单元200信息的下行链路，可查找接收频带频率，并且可调谐第一可调谐滤波器130a以将其阻带移离接收频带频率(或可替代地移向发射频带频率)。第一可调谐滤波器130的通带可编程为与接收频带频率一致，并且可执行信号接收测试。这样，天线双工系统100可基于UE下行链路协议栈信息，响应由远程无线通信单元200给出的指令，以便根据被分配为接收或发射的频带或根据被分配为接收或发射的物理频率信道，建立天线双工系统100的频率响应。在又一个选择中，在FDD双工模式中操作时，可从远程无线通信单元200中接收信道和频带信息。
在任何配置中，可计算(或查找)双工间隔的“符号”。在双工间隔是“负”的情况下(例如频带13、14、20、24)第一可调谐滤波器130的通带可设置为在发射频带频率之下。否则，通带可设置为发射频带频率之上。在发射信号路径中，第二可调谐滤波器130b的阻带可设置为接收频带频率(或者如发射频带插入损耗所允许的接近接收频带)。再次，如果双工间隔为“负”，第二可调谐滤波器130b的通带可设置为在接收频带频率之上。否则，可设置为接收频带频率之下。
对于有限的Q组件和特定为具有最小电路复杂性和插入损耗的LC电路，在期望的阻带和通带之间的间隔将会足够近，阻带和通带的边缘可能在滤波器频率响应过渡区，该过渡区在滤波器的拒绝陷波和低插入区域之间，在这种情况下，可在处于阻带的边缘的获得的拒绝和处于通带边缘的获得的插入损耗之间做出调谐设置中的折衷。可能是，第一可调谐滤波器130的阻带可设置为发射频带频率，但是如果不是，可将其设置为如结果的接收频带插入损耗规格允许的接近发射频带。
因此，为了实现这些复杂的调谐模式，一个或多个可调谐滤波器130的功能可以是限定可调谐阻带的特性和可调谐通带的特性。具体而言，可调谐滤波器130可被配置为能调谐，这样最小通带插入损耗可编程为，在第一双工模式中时在阻带的高频侧，在第二双工模式中时在阻带的低频侧。将这个功能放在例如可调谐滤波器130包括进接收信号路径的情境中，它可以是可调谐的，这样在高于阻带的频率上提供通带(也就是“正”双工间隔，比如图3A示出的)或者在低于阻带的频率上提供通带(也就是“负”双工间隔，比如图3B中示出的)。具体而言，可调谐滤波器130可被配置为在对应的双工频率上具有小于7dB的总路径频带损耗和大于18dB的阻带衰减。(也就是，如果滤波器是接收滤波器，它在接收频率上可具有小于7dB的通带损耗，并且在发射频率上具有大于18dB的衰减)
这样的可调谐阻带特性可被监控为S21发射特性中陷波频率的改变，在其中，可调谐通带特性在S21发射中可见，但是，可调谐通带可更显著地监控为在S11反射特性中的移动最小量。如图4A所示，例如，注意到，与向前发射响应(见例如图4A顶部的S21发射)相比，通带调谐在反射响应中是显而易见的(见例如图4A底部的S11反射)。同样地，图4B示出随着可调谐滤波器130的阻抗值的增加，通带调谐怎样从左到右移动通带和匹配的频率以及通带怎样从发射陷波的一侧移到发射陷波的另一侧。这样，可调谐滤波器130可以可操作为在“正”、“负”两种双工模式中提供期望的滤波器响应。(见例如图3C)
为了达到这个可调谐性，可调谐滤波器130可包括具有上文描述的期望的可编程响应特性的电路实施方式。具体而言，例如，图5A到图5D提供四个可被有利地调谐以获得期望的响应的示例性滤波器配置。在每一个配置中，耦合阻抗元件在可调谐滤波器130的输入节点N1和输出节点N2之间串联。具体而言，在图5A示出的配置中，耦合阻抗元件包括在输入节点N1和输出节点N2之间互相并联的第一可调谐电容器131a和第一感应元件132a。在相似的配置中，图5C示出了耦合阻抗元件为第一可调谐电容器131a、第一可调谐电感器132a和固定耦合电容器133，所有这些元件都在输入节点N1和输出节点N2之间互相并联。可替代地，在图5B示出的配置中，耦合阻抗元件可包括第一可调谐电容器131a，在可调谐滤波器130的输入节点N1和输出节点N2之间与第一感应元件132a以串联配置。最后，图5D示出了相似的配置，其中，固定耦合电容器133与第一可调谐电容器131a并联，在输入节点N1和输出节点N2之间，提供该电容器的并联组合与第一感应元件132a的串联配置。
在任何配置中，可调谐滤波器130可进一步包括在输入节点N1和地之间串联的第二可调谐电容器131b和第二感应元件132b(也就是第一分路阻抗元件)以及在输出节点N2和地之间串联的第三可调谐电容器131c和第三感应元件132c(也就是第二分路阻抗元件)。
另外，当前公开的主题可同样使用进一步替代的电路布置实施，在这样的布置中，串联和分路组件可组合调谐以便协作地限定通带和阻带的相对位置。具体而言，例如，尽管图5A到图5D示出的配置中，每一个提供在输入端和输出端之间串联的耦合元件和一对连接到地的串联谐振器振荡回路(resonatortankcircuit)，本文讨论的自适应滤波器同样可使用串联在输入端和输出端之间的并联振荡回路和与地分路的耦合元件实施。
不管可调谐滤波器130的具体配置如何，可通过调谐第二和第三可调谐电容器131b和131c的电容值控制滤波器陷波或阻带频率(例如范围可在约0.7到1.1pF之间调谐)。可通过第一感应元件132a的感应值部分确定通带特性(例如8.2nH)，但是通带可通过改变第一可调谐电容器131a的电容值进一步可调谐。例如，在图5A中示出的配置中，其中第一可调谐电容器131a与第一感应元件132a在输入节点N1和输出节点N2之间并联布置，第一可调谐电容器131a在约2pF到10pF范围内可调谐。在图5B示出的配置中，其中第一可调谐电容器131a与第一感应元件132a在输入节点N1和输出节点N2之间串联布置，第一可调谐电容器131a在约0.7pF到2.8pF较小的范围内能调谐，并且仍然能够调谐通带的频率范围到操作带的范围。另外，可控制第一可调谐电容器131a与第一感应元件132a的耦合电路的合并阻抗，这样在期望的操作频带上，其阻抗是感应的(例如在C＝Cmin的地方)或是电容的(例如在C＝Cmax的地方)(也就是接收或发射频率)。结果，通带和匹配可相对于陷波频率移至陷波的任意侧。
为了允许第一、第二和第三可调谐电容器131a、131b和131c能调谐，每一个元件可使用下列技术实施：如互补金属氧化物半导体(CMOS)、绝缘体上硅(SOI)、伪高电子迁移率晶体管(pHEMT)的半导体技术；微电子机械系统(MEMS)技术或如钛酸锶钡(BST)的可调谐制陶术。因此，可使用连接至一组电容的各电力半导体开关、机电驱动(例如用于MEMS)和/或电场驱动(例如用于PIN二极管或像BST的可调谐电介质)完成改变各电容状态。具体而言，在使用电力半导体开关的配置中，可基于电压场转换(例如PHEMT、JFET、CMOS)或电流转换(例如使用像GaAsHBT的双极晶体管)获得驱动。另外，本领域的技术人员将认识到其他的实施方式是可能的，在这些实施方式中，可调谐滤波器被配置为，通过施加磁场或电场改变一个或多个耦合阻抗元件的阻抗，选择性地调谐一个或多个通带的频率。在电场驱动的情况下，例如，可调谐滤波器可被配置为在滤波器响应的改变期间引起动态场改变，但是在维持滤波器响应期间，电场可以是基本静态的。在任何一个实施方式中，第一、第二和第三可调谐电容器131a、131b和131c可被配置为可编程为整数个离散电容设置(例如在一个根据二元加权方案的实施方式中或另一个根据线性加权方案的实施方式中)。
在不脱离本主题精神和本质特征的情况下，本主题可体现为其他形式。因此认为描述的实施方式在所有方面是示例性的而不是限制性的。尽管已经就一些优选的实施方式描述了本主题，对于本领域的技术人员显而易见的其他实施方式也在本主题的范围内。

Claims (20)

1.一种自适应滤波器，包括：
可调谐滤波器，具有输入节点和输出节点，所述可调谐滤波器选择性地能调谐，以限定与一个或多个第一信号带关联的一个或多个通带，并且限定与一个或多个第二信号带关联的一个或多个阻带，其中，所述可调谐滤波器被配置为使具有在所述一个或多个第一信号带内的频率的信号在所述输入节点和所述输出节点之间通过，并且其中，所述可调谐滤波器被配置为阻止具有在所述一个或多个第二信号带内的频率的信号；
其中，所述可调谐滤波器被配置为选择性地调谐所述一个或多个通带，以便在包括大于和小于在所述一个或多个阻带内的频率的频率的各种频率中的任何频率上具有最小通带插入损耗。
2.根据权利要求1所述的自适应滤波器，其中，所述可调谐滤波器被配置为选择性地调谐所述一个或多个通带或者所述一个或多个阻带中的一者或两者的频率。
3.根据权利要求1所述的自适应滤波器，其中，所述可调谐滤波器被配置为在所述一个或多个通带和所述一个或多个阻带的对应频率上分别具有小于7dB的总通带损耗和大于18dB的阻带衰减。
4.根据权利要求1所述的自适应滤波器，其中，所述可调谐滤波器包括：
一个或多个耦合阻抗元件，在所述输入节点和所述输出节点之间串联；
至少一个第一分路阻抗元件，在所述输入节点和地之间连接；以及
至少一个第二分路阻抗元件，在所述输出节点和所述地之间连接；
其中，所述一个或多个耦合阻抗元件能调谐以改变在其上获得所述最小通带插入损耗的频率。
5.根据权利要求4所述的自适应滤波器，其中，所述可调谐滤波器被配置为，通过施加电场或磁场改变所述一个或多个耦合阻抗元件的阻抗，来选择性地调谐所述一个或多个通带的频率。
6.根据权利要求5所述的自适应滤波器，其中，所述一个或多个耦合阻抗元件包括一个或多个可调谐电容器。
7.根据权利要求4所述的自适应滤波器，其中，所述一个或多个耦合元件包括：
一个或多个电容器，在所述输入节点和所述输出节点之间串联；以及
一个或多个电感器，在所述输入节点和所述输出节点之间与所述一个或多个电容器并联。
8.根据权利要求4所述的自适应滤波器，其中，所述一个或多个耦合元件包括一个或多个电容器以及一个或多个电感器，所述一个或多个电容器以及一个或多个电感器在所述输入节点和所述输出节点之间以串联布置。
9.一种用于无线广播天线的自适应滤波器响应系统，所述系统包括：
一个或多个天线，与第一信号路径和第二信号路径通信；
一个或多个第一可调谐滤波器，与所述第一信号路径通信，所述一个或多个第一可调谐滤波器选择性地能调谐，以限定与一个或多个第一信号带关联的一个或多个第一通带，并且限定与一个或多个第二信号带关联的一个或多个第一阻带，其中，所述一个或多个第一可调谐滤波器被配置为使具有在所述一个或多个第一信号带内的频率的信号在所述一个或多个天线和所述第一信号路径之间通过，并且其中，所述一个或多个第一可调谐滤波器被配置为阻止具有在所述一个或多个第二信号带内的频率的信号；
其中，所述一个或多个第一可调谐滤波器被配置为选择性地调谐被所述一个或多个第一通带通过的频率到包括大于和小于在所述一个或多个第一阻带内的频率的频率的各种频率中的任何频率。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述一个或多个第一可调谐滤波器中的每一个包括：
一个或多个耦合阻抗元件，在所述第一信号路径中的输入节点和输出节点之间串联；
至少一个第一分路阻抗元件，在所述输入节点和地之间连接；以及
至少一个第二分路阻抗元件，在所述输出节点和所述地之间连接；
其中，所述一个或多个耦合阻抗元件能调谐以改变在其上获得最小通带插入损耗的频率。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述一个或多个第一可调谐滤波器被配置为选择性地调谐所述一个或多个第一通带或者所述一个或多个第一阻带中的一者或两者的频率。
12.根据权利要求9所述的系统，包括与所述第二信号路径通信的一个或多个第二可调谐滤波器，所述一个或多个第二可调谐滤波器选择性地能调谐，以限定与所述一个或多个第二信号带关联的一个或多个第二通带，并且限定与所述一个或多个第一信号带关联的一个或多个第二阻带，其中，所述一个或多个第二可调谐滤波器被配置为使具有在所述一个或多个第二信号带内的频率的信号在所述一个或多个天线和所述第二信号路径之间通过，并且其中，所述一个或多个第二可调谐滤波器被配置为阻止具有在所述一个或多个第一信号带内的频率的信号。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述一个或多个第二可调谐滤波器被配置为选择性地调谐所述一个或多个第二通带或者所述一个或多个第二阻带中的一者或两者的频率。
14.根据权利要求9所述的系统，包括与所述一个或多个第一可调谐滤波器通信的控制单元。
15.根据权利要求9所述的系统，包括远程无线通信单元，所述单元具有与所述一个或多个天线通信的位置固定的天线，所述远程无线通信单元被配置为在区域内服务一个或多个用户或设备。
16.一种用于调谐自适应滤波器响应系统的方法，所述方法包括：
在输入节点和输出节点之间连接可调谐滤波器；
限定与一个或多个第一信号带关联的一个或多个通带，并且限定与一个或多个第二信号带关联的一个或多个阻带，其中，具有在所述一个或多个第一信号带内的频率的信号在所述输入节点和所述输出节点之间通过，并且其中，具有在所述一个或多个第二信号带内的频率的信号被阻止，以及
选择性地调谐所述一个或多个通带，以便在包括大于和小于在所述一个或多个阻带内的频率的频率的各种频率中的任何频率上具有最小通带插入损耗。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，选择性地调谐所述一个或多个通带以便在各种频率中的任何频率上具有最小通带插入损耗包括改变在所述输入节点和所述输出节点之间串联的一个或多个耦合阻抗元件的阻抗。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，选择性地调谐所述一个或多个通带以便在各种频率中的任何频率上具有最小通带插入损耗包括：
扫描高功率广播信道、频率或频带；以及
根据为功率扫描的信道、频率或频带调谐所述一个或多个通带。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，选择性地调谐所述一个或多个通带以便在各种频率中的任何频率上具有最小通带插入损耗包括：
建立到远程无线通信单元的下行链路；以及
通过所述远程无线通信单元，根据被分配为接收或发射的频带或物理频率信道，调谐所述一个或多个通带。
20.根据权利要求16所述的方法，包括选择性地调谐所述一个或多个通带或者所述一个或多个阻带中的一者或两者的频率。
CN201480043297.8A 2013-07-29 2014-07-29 自适应滤波器响应系统和方法 Active CN105432017B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361859621P 2013-07-29 2013-07-29
US61/859,621 2013-07-29
PCT/US2014/048712 WO2015017452A1 (en) 2013-07-29 2014-07-29 Adaptive filter response systems and methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105432017A true CN105432017A (zh) 2016-03-23
CN105432017B CN105432017B (zh) 2018-12-14

Family

ID=52432385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480043297.8A Active CN105432017B (zh) 2013-07-29 2014-07-29 自适应滤波器响应系统和方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9748916B2 (zh)
EP (2) EP3028382B1 (zh)
CN (1) CN105432017B (zh)
WO (1) WO2015017452A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106849903A (zh) * 2016-12-28 2017-06-13 宁波斯凯勒智能科技有限公司 一种频率滤波电路
CN107302346A (zh) * 2017-08-22 2017-10-27 四川九州电子科技股份有限公司 一种解决WiFi对CATV射频线路干扰的电路
CN110495096A (zh) * 2017-01-10 2019-11-22 维斯普瑞公司 可调谐滤波器系统、装置和方法
US10911015B2 (en) 2013-03-15 2021-02-02 Wispry, Inc. Electromagnetic tunable filter systems, devices, and methods in a wireless communication network for supporting multiple frequency bands

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3028382B1 (en) 2013-07-29 2019-06-12 Wispry, Inc. Adaptive filter response systems and methods
CN112290959B (zh) * 2015-06-05 2022-05-24 维斯普瑞公司 自适应多载波滤波器响应系统和方法
US10108511B2 (en) * 2015-06-15 2018-10-23 Qualcomm Incorporated Test for 50 nanosecond spike filter
JP2018113547A (ja) * 2017-01-10 2018-07-19 株式会社村田製作所 ローパスフィルタ
WO2019179304A1 (en) 2018-03-20 2019-09-26 Huawei Technologies Co., Ltd. Tunable filter
CN109039288B (zh) * 2018-07-27 2022-04-19 成都仕芯半导体有限公司 可调增益均衡器
WO2022194689A1 (en) * 2021-03-15 2022-09-22 Nordic Semiconductor Asa Configurable filter for subharmonic blockers in multiband wireless receivers
CN113014222B (zh) * 2021-04-26 2023-08-08 哈尔滨海能达科技有限公司 一种带通滤波器电路和电子设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5541558A (en) * 1994-11-01 1996-07-30 Hewlett-Packard Company Capacitively-tapped, variable, wideband bandpass filter
US20020079885A1 (en) * 1997-09-11 2002-06-27 Randy Estep Remote, wireless electrical signal measurement device
US20040127178A1 (en) * 2002-12-30 2004-07-01 Motorola, Inc. Tunable duplexer
US20060145782A1 (en) * 2005-01-04 2006-07-06 Kai Liu Multiplexers employing bandpass-filter architectures
US20070247261A1 (en) * 2005-11-18 2007-10-25 Superconductor Technologies Inc. Low-loss tunable radio frequency filter
US20090286569A1 (en) * 2008-05-19 2009-11-19 Nokia Corporation Apparatus method and computer program for interference reduction
CN102593837A (zh) * 2012-02-27 2012-07-18 南京理工大学常熟研究院有限公司 一种自适应的单调谐滤波器
CN202737827U (zh) * 2012-08-13 2013-02-13 无锡华润矽科微电子有限公司 自适应带阻滤波器

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA200100654A1 (ru) 1998-12-11 2001-12-24 Паратек Майкровэйв, Инк. Электрически перестраиваемые фильтры с диэлектрическими варакторами
JP2001136045A (ja) * 1999-08-23 2001-05-18 Murata Mfg Co Ltd 積層型複合電子部品
US6686817B2 (en) 2000-12-12 2004-02-03 Paratek Microwave, Inc. Electronic tunable filters with dielectric varactors
JP2004536287A (ja) * 2001-04-11 2004-12-02 キョウセラ ワイヤレス コーポレイション 低損失チューニング可能強誘電体デバイスおよび特性決定の方法
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
US8229366B2 (en) * 2005-04-08 2012-07-24 Qualcomm, Incorporated Tunable duplexer with common node notch filter
US8742870B2 (en) * 2008-09-08 2014-06-03 Optis Cellular Technology, Llc Reconfigurable filter apparatus
KR101007907B1 (ko) 2009-06-22 2011-01-14 주식회사 에이스테크놀로지 주파수 튜너블 필터
US8902020B2 (en) * 2009-07-27 2014-12-02 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Resonator filter with multiple cross-couplings
US8610477B2 (en) * 2010-05-03 2013-12-17 Hittite Microwave Corporation Wideband analog phase shifter
WO2012025946A1 (en) 2010-08-25 2012-03-01 Commscope Italy S.R.L. Tunable bandpass filter
US8509718B2 (en) * 2010-10-13 2013-08-13 Rf Micro Devices, Inc. Broadband receive only tuner combined with receive switch
JP2012100180A (ja) * 2010-11-05 2012-05-24 Hitachi Media Electoronics Co Ltd チューナブルフィルタ、チューナブルデュプレクサ、及び、それらを用いた移動通信端末
EP2974011A4 (en) 2013-03-15 2016-12-21 Wispry Inc SYSTEMS, DEVICES AND METHODS FOR ADJUSTABLE FILTERS
EP3028382B1 (en) 2013-07-29 2019-06-12 Wispry, Inc. Adaptive filter response systems and methods

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5541558A (en) * 1994-11-01 1996-07-30 Hewlett-Packard Company Capacitively-tapped, variable, wideband bandpass filter
US20020079885A1 (en) * 1997-09-11 2002-06-27 Randy Estep Remote, wireless electrical signal measurement device
US20040127178A1 (en) * 2002-12-30 2004-07-01 Motorola, Inc. Tunable duplexer
US20060145782A1 (en) * 2005-01-04 2006-07-06 Kai Liu Multiplexers employing bandpass-filter architectures
US20070247261A1 (en) * 2005-11-18 2007-10-25 Superconductor Technologies Inc. Low-loss tunable radio frequency filter
US20090286569A1 (en) * 2008-05-19 2009-11-19 Nokia Corporation Apparatus method and computer program for interference reduction
CN102593837A (zh) * 2012-02-27 2012-07-18 南京理工大学常熟研究院有限公司 一种自适应的单调谐滤波器
CN202737827U (zh) * 2012-08-13 2013-02-13 无锡华润矽科微电子有限公司 自适应带阻滤波器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10911015B2 (en) 2013-03-15 2021-02-02 Wispry, Inc. Electromagnetic tunable filter systems, devices, and methods in a wireless communication network for supporting multiple frequency bands
CN106849903A (zh) * 2016-12-28 2017-06-13 宁波斯凯勒智能科技有限公司 一种频率滤波电路
CN106849903B (zh) * 2016-12-28 2020-12-22 宁波斯凯勒智能科技有限公司 一种频率滤波电路
CN110495096A (zh) * 2017-01-10 2019-11-22 维斯普瑞公司 可调谐滤波器系统、装置和方法
CN107302346A (zh) * 2017-08-22 2017-10-27 四川九州电子科技股份有限公司 一种解决WiFi对CATV射频线路干扰的电路
CN107302346B (zh) * 2017-08-22 2021-07-02 四川九州电子科技股份有限公司 一种解决WiFi对CATV射频线路干扰的电路

Also Published As

Publication number Publication date
US20150131492A1 (en) 2015-05-14
EP3028382A4 (en) 2017-10-04
CN105432017B (zh) 2018-12-14
WO2015017452A1 (en) 2015-02-05
EP3028382A1 (en) 2016-06-08
US9748916B2 (en) 2017-08-29
EP3557762A1 (en) 2019-10-23
EP3028382B1 (en) 2019-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105432017A (zh) 自适应滤波器响应系统和方法
CN109599672B (zh) 滤波天线设备
US9154171B2 (en) Reconfigurable radio frequency circuits and methods of receiving
US9899988B2 (en) Switch, antenna tuner, and radio frequency apparatus
US9136815B2 (en) Methods and apparatuses for implementing variable bandwidth RF tracking filters for reconfigurable multi-standard radios
US9337991B2 (en) Wireless communication unit, radio frequency module and method therefor
US20150002240A1 (en) Methods and apparatus for signal filtering
US7796953B2 (en) Transmitter, power amplifier and filtering method
EP1675270B1 (en) Noise removing apparatus for wireless transceiver
US9236930B2 (en) Methods and apparatus for antenna tuning
CN105210291A (zh) 可调滤波器系统、装置以及方法
CN112290959B (zh) 自适应多载波滤波器响应系统和方法
US10020793B2 (en) Integrated filters in output match elements
US20190044492A1 (en) Composite filter apparatus, high-frequency front end circuit, and communication apparatus
US20170012763A1 (en) Multiband Filter Circuitry, Multiband Duplexer Circuitry, and Related Radio-Frequency System
CN110495096A (zh) 可调谐滤波器系统、装置和方法
US11601145B2 (en) Tunable antenna and communications terminal
CN112585869B (zh) 用于非同步tdd多频带操作的无线电单元
KR100900762B1 (ko) Ｒｆ 무선 송수신장치
US20170005695A1 (en) Partly tunable filter and radio unit using the same
KR20050060449A (ko) 세가지 주파수 모드를 지원하는 ｒｆ 전단 장치
JP2000312161A (ja) 移動体端末機
KR20100058074A (ko) 멀티 모드 모뎀

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Orjen Boyer

Inventor after: Peter Damm Madsen

Inventor after: MORRIS, ARTHUR, S.

Inventor before: Arthur S. Morris

Inventor before: Orjen Boyer

Inventor before: Peter Damm Madsen

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant