CN106788559B - 一种差分吸收滤波器及收发信机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种差分吸收滤波器及收发信机。该滤波器是差分吸收式的滤波器，将该滤波器应用到收发信机中时，能够有效消除混频器在变频过程中可能引入空间和电路回路中的杂散信号。从而降低了带内不期望的互调杂散信号，提高了系统的动态范围和信噪比。

Description

一种差分吸收滤波器及收发信机
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种差分吸收滤波器及收发信机。
背景技术
在一个通信系统中，在有源电路的输入输出端等各级之间滤波器普遍存在，各滤波器有各自不同的功能。滤波器为无线通信系统一个不可缺少的器件，它的性能好坏直接关系整个系统的通信质量。滤波器的功能包括：避免由于发射端输出信号泄漏而使接收器前端饱和；除去如镜频一类的干扰信号；减小来自天线端的本机振荡器的功率泄漏；以及削弱同时存在的不同通信系统间的干扰等。
通常在无线通信产品中，收发信机一般采用超外差接收机来进行设计，其结构如图1所示，主要包括3个部分，第一部分为射频前端，天线接收来自空间的信号，RF_filter(Radio Frequency_filter射频滤波器)滤波器用来抑制镜频和干扰频率；第二部分为模拟中频，射频信号经过IR_filter(image reject filter镜像抑制滤波器)滤波器进一步滤除带外信号，通过混频器搬移后，得到中频信号，由IF_filter(intermediate frequencyfilter中频滤波器)滤除带外(主要是镜像频率和混频器的各阶互调)干扰得到频率变换为中频的有用信号；第三部分为模数转换和数字中频处理，模拟中频信号经过抗混迭滤波器后，进入模数转换器ADC进行数模转换，信道的选择在直接数字控制系统DDC(digitaldown-converter数字下变频器)中的数字滤波器来实现。图1中的框内部分是变频的核心部分，在射频频段采用传统的反射式滤波器滤除无用信号，时钟本振部分采用传统的反射式滤波器滤除时钟的杂散和各次谐波，变频后的中频部分也采用传统反射式滤波器滤除镜像和杂散信号得到期望的信号。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：如图2所示，通常传统的反射式滤波器电路设计是期望信号通过，而将无用信号反射回信号源端。非线性器件如混频器对带外反射回来的信号比较敏感，由于混频器的非线性特性，这些反射回来的信号再次被搬移或者和有用信号进行混频产生大量的不期望的信号，并且可能落入到期望的频段内。
发明内容
本发明提供的一种差分吸收滤波器及收发信机，能够有效消除混频器在变频过程中可能引入空间和电路回路中的杂散信号。
第一方面，本发明提供一种差分吸收滤波器，包括：第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻，第一端口连接第一电感及第一电容的一端，第一电容的另一端连接第二电感及第一电阻的一端，第二电感的另一端连接第五电感的一端，第一电感的另一端连接第三端口及第二电容的一端，第二电容的另一端连接第三电感及第二电阻的一端，第三电感的另一端连接第六电感的一端，第二电阻的另一端与第一电阻的另一端相互连接后再连接第三电容的一端，第三电容的另一端分别连接第三电阻及第四电阻的一端，第三电阻的另一端连接第五电感的另一端及第四电容的一端，第四电阻的另一端连接第六电感的另一端及第五电容的一端，第四电容的另一端连接第二端口及第四电感的一端，第五电容的另一端连接第四端口及第四电感的另一端。
可选地，所述第一电感及所述第四电感为3.2nH，所述第二电感、第三电感、第五电感及第六电感为1.6nH，所述第一电容、第二电容、第三电容、第四电容及第五电容为0.6pF，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻为50ohm。
第二方面，本发明提供一种收信机，所述收信机包括3个上述所述的滤波器及混频器，所述3个滤波器分别与所述混频器连接。
第三方面，本发明提供一种发信机，所述发信机包括3个上述所述的滤波器及混频器，所述3个滤波器分别与所述混频器连接。
本发明实施例提供的一种差分吸收滤波器及收发信机，该滤波器是差分吸收式的滤波器，将该滤波器应用到收发信机中时，能够有效消除混频器在变频过程中可能引入空间和电路回路中的杂散信号。从而降低了带内不期望的互调杂散信号，提高了系统的动态范围和信噪比。
附图说明
图1为现有收发信机的结构示意图；
图2为现有收发信机中使用传统反射式滤波器的原理示意图；
图3为本发明一实施例提供的差分吸收滤波器的结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的差分吸收滤波器的自反射参数示意图；
图5为本发明一实施例提供的差分吸收滤波器的损耗参数示意图；
图6为本发明一实施例提供的差分吸收滤波器应用到收发信机中的原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。
本发明提供一种差分吸收滤波器，如图3所示，所述滤波器包括：第一端口port1、第二端口port2、第三端口port3、第四端口port4、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4，第一端口port1连接第一电感L1及第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端连接第二电感L2及第一电阻R1的一端，第二电感L2的另一端连接第五电感L5的一端，第一电感L1的另一端连接第三端口port3及第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端连接第三电感L3及第二电阻R2的一端，第三电感L3的另一端连接第六电感L6的一端，第二电阻R2的另一端与第一电阻R1的另一端相互连接后再连接第三电容C3的一端，第三电容C3的另一端分别连接第三电阻R3及第四电阻R4的一端，第三电阻R3的另一端连接第五电感L5的另一端及第四电容C4的一端，第四电阻R4的另一端连接第六电感L6的另一端及第五电容C5的一端，第四电容C4的另一端连接第二端口port2及第四电感L4的一端，第五电容C5的另一端连接第四端口port4及第四电感L4的另一端。
本发明实施例提供的一种差分吸收滤波器，该滤波器是差分吸收式的滤波器，将该滤波器应用到收发信机中时，能够有效消除混频器在变频过程中可能引入空间和电路回路中的杂散信号。从而降低了带内不期望的互调杂散信号，提高了系统的动态范围和信噪比。
可选地，所述第一电感L1及所述第四电感L4为3.2nH，所述第二电感L2、第三电感L3、第五电感L5及第六电感L6为1.6nH，所述第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4及第五电容C5为0.6pF，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4为50ohm。
本发明实施例提供的一种差分吸收滤波器，其损耗参数S21的频率响应函数为：
其中，f是相对于所期望截止频率的归一化频率。
由于该网络是互易网络，故S11＝S22，S12＝S21。其在SmithChart上曲线如图4及图5所示，由其S11参数可以得知，该滤波器在仿真频率0～6GHz下反射系数非常小，趋近于0，故反射信号非常小，可近似为吸收。
本发明实施例还提供一种收信机，所述收信机包括3个上述所述的滤波器及混频器，所述3个滤波器分别与所述混频器连接。
本发明实施例还提供一种发信机，所述发信机包括3个上述所述的滤波器及混频器，所述3个滤波器分别与所述混频器连接。
如图6所示，当把本发明实施例提供的差分吸收滤波器应用到收发信机中时，在射频频段采用差分吸收滤波器滤除无用信号，时钟本振部分采用差分吸收滤波器滤除时钟的杂散和各次谐波，变频后的中频部分也采用差分吸收滤波器滤除镜像和杂散信号得到期望的信号，从而降低了带内不期望的互调杂散信号。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种差分吸收滤波器，其特征在于，包括：第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻，第一端口连接第一电感及第一电容的一端，第一电容的另一端连接第二电感及第一电阻的一端，第二电感的另一端连接第五电感的一端，第一电感的另一端连接第三端口及第二电容的一端，第二电容的另一端连接第三电感及第二电阻的一端，第三电感的另一端连接第六电感的一端，第二电阻的另一端与第一电阻的另一端相互连接后再连接第三电容的一端，第三电容的另一端分别连接第三电阻及第四电阻的一端，第三电阻的另一端连接第五电感的另一端及第四电容的一端，第四电阻的另一端连接第六电感的另一端及第五电容的一端，第四电容的另一端连接第二端口及第四电感的一端，第五电容的另一端连接第四端口及第四电感的另一端；其中，所述第一端口和第二端口为输入端口，所述第三端口和第四端口为输出端口；或者，所述第三端口和第四端口为输入端口，所述第一端口和第二端口为输出端口。
2.根据权利要求1所述的一种差分吸收滤波器，其特征在于，所述第一电感及所述第四电感为3.2nH，所述第二电感、第三电感、第五电感及第六电感为1.6nH，所述第一电容、第二电容、第三电容、第四电容及第五电容为0.6pF，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻为50ohm。
3.一种收信机，其特征在于，包括3个权利要求1-2中任一项所述的滤波器及混频器，所述3个滤波器分别与所述混频器连接。
4.一种发信机，其特征在于，包括3个权利要求1-2中任一项所述的滤波器及混频器，所述3个滤波器分别与所述混频器连接。
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