CN107359389A - 一种三工器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三工器，属于滤波器技术领域，包括信号输入端口J1、第一信号输出端口J2、第二信号输出端口J3、第三信号输出端口J4、第一LC无源滤波器单元、第二LC无源滤波器单元和螺旋腔体滤波器单元，第一LC无源滤波器单元、第二LC无源滤波器单元和螺旋腔体滤波器单元的输入端均连接信号输入端口J1，采用了2个LC无源滤波器和1个螺旋腔体滤波器的组合方法，将输入信号滤波成三路不同的高度隔离的信号，本发明具有不同的谐振回路，谐振频率的范围和Q值差别很大。

Description

一种三工器
技术领域
本发明属于滤波器技术领域。
背景技术
在现代通信中，三工器及多工器的应用越来越广泛。传统的三工器设计策略，首先单独设计各个通道的滤波器，最后通过优化接头处的电长度来补偿各个通路的相互影响，没有考虑滤波器的影响，直接通过接头连接滤波器得到的三工器响应通道之间干扰严重。由于要对整个三工器模型进行全波优化，所以非常耗时且常常得不到好的结果。在通道之间的通带相隔很近的情况下，各个通路相互影响则更加严重。传统三工器设计中没有考虑滤波器相互影响的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种三工器，采用了2个LC无源滤波器和1个螺旋腔体滤波器的组合方法，将输入信号滤波成三路不同的高度隔离的信号，本发明具有不同的谐振回路，谐振频率的范围和Q值差别很大；本发明采用不同结构的滤波器适合不同的工作频率和带寛，腔体滤波器由谐振腔、调谐螺钉等组成，将腔体等效成电感并联电容形成一个谐振级达到滤波功能，结构牢固，性能稳定可靠，体积小，高Q值，高端寄生通带较远而且散热性能好，可用于较大功率和频率；使用LC滤波器实现高的单边近频抑制。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种三工器，包括信号输入端口J1、第一信号输出端口J2、第二信号输出端口J3、第三信号输出端口J4、第一LC无源滤波器单元、第二LC无源滤波器单元和螺旋腔体滤波器单元，第一LC无源滤波器单元、第二LC无源滤波器单元和螺旋腔体滤波器单元的输入端均连接信号输入端口J1，螺旋腔体滤波器单元的输出端连接第一信号输出端口J2，第一LC无源滤波器单元的输出端连接第二信号输出端口J3，第二LC无源滤波器单元的输出端连接第三信号输出端口J4；
螺旋腔体滤波器单元包括螺旋腔体滤波器IC1、电容C1、电容C2和电感L2，螺旋腔体滤波器IC1的输出端为所述螺旋腔体滤波器单元的输出端，螺旋腔体滤波器IC1的输入端通过电容C1连接电容C2的2脚，电容C2的2脚还通过电感L2连接地线，电容C2的1脚为所述螺旋腔体滤波器单元的输入端；
第一LC无源滤波器单元包括电容C3、电感L1、电感L8、电容C14、电容C11、电容C12、电容C15、电容C16、电容C13、电容C30、电容C31、电容C29、电容C28、电容C27、电容C7、电容C8、电容C6、电容C10、电容C9、电容C5、电容C14、电感L9、电感L10、电感L7、电感L14、电感L15、电感L3、电感L4、电感L6和电感L5，电容C3的1脚为所述第一LC无源滤波器单元的输入端，电容C3的2脚通过电感L1连接电容C12的1脚，电容C12的2脚连接电容C13的1脚，电容C12的1脚通过电容C11连接地线，电容C12的1脚还通过串联连接的电容C14和电容C16连接地线，电感L8与电容C14并联连接，电容C12的2脚通过串联连接的电容C15和电容C16连接地线；
电感L7与电容C13并联连接，电容C13的1脚通过电感L9连接地线，电容C13的2脚通过电感L10连接地线，电容C13的2脚通过电容C31连接电容C29的1脚，电容C29的2脚通过电容C27连接电容C7的1脚，电容C29的1脚分别通过电容C30和电感L15连接地线，电容C29的2脚分别通过电容C28和电感L14连接地线；
电容C7的1脚通过电感L4连接地线，电容C7的2脚通过电感L3连接地线，电感L6与电容C7并联连接，电容C7的2脚还连接电容C6的1脚；
电容C6的1脚通过串联连接的电容C8和电容C10连接地线，电容C6的2脚通过串联连接的电容C9和电容C10连接地线，电感L5与电容C9并联连接，电容C6的2脚还通过电容C5连接地线，电容C6的2脚为所述第一LC无源滤波器单元的输出端；
第二LC无源滤波器单元包括电容C4、电容C22、电容C19、电容C21、电容C26、电容C20、电容C23、电容C17、电感L13、电容C24、电容C18、电容C33、电感L12、电感L17、电容C34、电容C37、电容C38、电容C32、电感L18、电容C35、电容C40、电容C36、电容C39、电容C41和电感L16，电容C22的1脚为所述第二LC无源滤波器单元的输入端，电容C22的2脚通过电容C26连接地线，电容C22的1脚通过电容C4连接地线，电容C22的1脚还通过串联连接的电容C19和电容C20连接地线，电感L11与电容C19并联连接，电容C22的2脚还通过串联连接的电容C21和电容C20连接地线，电容C22的2脚还连接电容C23的1脚，电容C23的2脚通过电容C17连接地线，电容C23的2脚还通过电容C24连接电容C25的1脚，电感L13与电容C23并联连接，电容C25的1脚还分别通过电容C18和电感L12连接地线，电容C25的2脚分别通过电容C33和电感L17连接地线，电容C25的2脚还通过电容C37连接电容C38的1脚，电容C38的1脚还通过电容C34连接地线，电感L18与电容C38并联连接，电容C38的2脚连接电容C39的1脚，电容C39的1脚通过串联在一起的电容C35和电容C32连接地线，电容C39的1脚还通过电容C40连接地线，电容C39的2脚通过串联连接的电容C36和电容C32连接地线，电感L16与电容C36并联连接，电容C39的2脚还通过电容C41连接地线，电容C39的2脚为所述第二LC无源滤波器单元的输出端。
所述螺旋腔体滤波器单元适用于370-380MHz的信号，第一LC无源滤波器单元适用于390-400MHz的信号，第二LC无源滤波器单元适用于300-354MHz的信号。
本发明所述的一种三工器，采用了2个LC无源滤波器和1个螺旋腔体滤波器的组合方法，不同的谐振回路，谐振频率的范围和Q值差别很大。采用不同结构的滤波器适合不同的工作频率和带寛。腔体滤波器由谐振腔、调谐螺钉等组成，将腔体等效成电感并联电容形成一个谐振级达到滤波功能，结构牢固，性能稳定可靠，体积小，高Q值，高端寄生通带较远而且散热性能好，可用于较大功率和频率；使用LC滤波器实现高的单边近频抑制；本发明采用LC无源滤波器和螺旋腔体滤波器组合的方式，实现了三工器的小体积；LC无源滤波器单边近频抑制高；实现高隔离度：≤-80dB。
本发明根据各个通道滤波器的指标，得到滤波器响应的特征多项式。推导出三工器响应特征多项式的计算公式，并计算得到其特征多项式。这些多项式中包含了各个通道滤波器的相互影响信息。对三工器的反射多项式的根进行重新排布，可以使三工器在三个频段均呈现出等波纹特性。利用这些根，可以很方便地计算出最终的滤波器特征多项式。最后，对这些滤波器多项式应用经典的综合方法，得出各个滤波器的高Q值、高矩形系数。
附图说明
图1是本发明的硬件原理图；
图2是本发明的隔离曲线图；
图3是本发明的损耗驻波曲线图。
具体实施方式
如图1所示一种三工器，包括信号输入端口J1、第一信号输出端口J2、第二信号输出端口J3、第三信号输出端口J4、第一LC无源滤波器单元、第二LC无源滤波器单元和螺旋腔体滤波器单元，第一LC无源滤波器单元、第二LC无源滤波器单元和螺旋腔体滤波器单元的输入端均连接信号输入端口J1，螺旋腔体滤波器单元的输出端连接第一信号输出端口J2，第一LC无源滤波器单元的输出端连接第二信号输出端口J3，第二LC无源滤波器单元的输出端连接第三信号输出端口J4；
螺旋腔体滤波器单元包括螺旋腔体滤波器IC1、电容C1、电容C2和电感L2，螺旋腔体滤波器IC1的输出端为所述螺旋腔体滤波器单元的输出端，螺旋腔体滤波器IC1的输入端通过电容C1连接电容C2的2脚，电容C2的2脚还通过电感L2连接地线，电容C2的1脚为所述螺旋腔体滤波器单元的输入端；
第一LC无源滤波器单元包括电容C3、电感L1、电感L8、电容C14、电容C11、电容C12、电容C15、电容C16、电容C13、电容C30、电容C31、电容C29、电容C28、电容C27、电容C7、电容C8、电容C6、电容C10、电容C9、电容C5、电容C14、电感L9、电感L10、电感L7、电感L14、电感L15、电感L3、电感L4、电感L6和电感L5，电容C3的1脚为所述第一LC无源滤波器单元的输入端，电容C3的2脚通过电感L1连接电容C12的1脚，电容C12的2脚连接电容C13的1脚，电容C12的1脚通过电容C11连接地线，电容C12的1脚还通过串联连接的电容C14和电容C16连接地线，电感L8与电容C14并联连接，电容C12的2脚通过串联连接的电容C15和电容C16连接地线；
电感L7与电容C13并联连接，电容C13的1脚通过电感L9连接地线，电容C13的2脚通过电感L10连接地线，电容C13的2脚通过电容C31连接电容C29的1脚，电容C29的2脚通过电容C27连接电容C7的1脚，电容C29的1脚分别通过电容C30和电感L15连接地线，电容C29的2脚分别通过电容C28和电感L14连接地线；
电容C7的1脚通过电感L4连接地线，电容C7的2脚通过电感L3连接地线，电感L6与电容C7并联连接，电容C7的2脚还连接电容C6的1脚；
电容C6的1脚通过串联连接的电容C8和电容C10连接地线，电容C6的2脚通过串联连接的电容C9和电容C10连接地线，电感L5与电容C9并联连接，电容C6的2脚还通过电容C5连接地线，电容C6的2脚为所述第一LC无源滤波器单元的输出端；
第二LC无源滤波器单元包括电容C4、电容C22、电容C19、电容C21、电容C26、电容C20、电容C23、电容C17、电感L13、电容C24、电容C18、电容C33、电感L12、电感L17、电容C34、电容C37、电容C38、电容C32、电感L18、电容C35、电容C40、电容C36、电容C39、电容C41和电感L16，电容C22的1脚为所述第二LC无源滤波器单元的输入端，电容C22的2脚通过电容C26连接地线，电容C22的1脚通过电容C4连接地线，电容C22的1脚还通过串联连接的电容C19和电容C20连接地线，电感L11与电容C19并联连接，电容C22的2脚还通过串联连接的电容C21和电容C20连接地线，电容C22的2脚还连接电容C23的1脚，电容C23的2脚通过电容C17连接地线，电容C23的2脚还通过电容C24连接电容C25的1脚，电感L13与电容C23并联连接，电容C25的1脚还分别通过电容C18和电感L12连接地线，电容C25的2脚分别通过电容C33和电感L17连接地线，电容C25的2脚还通过电容C37连接电容C38的1脚，电容C38的1脚还通过电容C34连接地线，电感L18与电容C38并联连接，电容C38的2脚连接电容C39的1脚，电容C39的1脚通过串联在一起的电容C35和电容C32连接地线，电容C39的1脚还通过电容C40连接地线，电容C39的2脚通过串联连接的电容C36和电容C32连接地线，电感L16与电容C36并联连接，电容C39的2脚还通过电容C41连接地线，电容C39的2脚为所述第二LC无源滤波器单元的输出端。
所述螺旋腔体滤波器单元适用于370-380MHz的信号，第一LC无源滤波器单元适用390-400MHz的信号，第二LC无源滤波器单元适用于300-354MHz的信号。
工作时，信号源从信号输入端口J1输入，第一LC无源滤波器单元、第二LC无源滤波器单元和螺旋腔体滤波器单元分别对信号源滤波，并且如图2和图3所示，螺旋腔体滤波器单元负责滤波和输出370-380MHz的信号，第一LC无源滤波器单元负责滤波和输出390-400MHz的信号，第二LC无源滤波器单元负责滤波和输出300-354MHz的信号。
本发明所述的一种三工器，采用了2个LC无源滤波器和1个螺旋腔体滤波器的组合方法，不同的谐振回路，谐振频率的范围和Q值差别很大。采用不同结构的滤波器适合不同的工作频率和带寛。腔体滤波器由谐振腔、调谐螺钉等组成，将腔体等效成电感并联电容形成一个谐振级达到滤波功能，结构牢固，性能稳定可靠，体积小，高Q值，高端寄生通带较远而且散热性能好，可用于较大功率和频率；使用LC滤波器实现高的单边近频抑制；本发明采用LC无源滤波器和螺旋腔体滤波器组合的方式，实现了三工器的小体积；LC无源滤波器单边近频抑制高；实现高隔离度：≤-80dB。

Claims (2)

1.一种三工器，其特征在于：包括信号输入端口J1、第一信号输出端口J2、第二信号输出端口J3、第三信号输出端口J4、第一LC无源滤波器单元、第二LC无源滤波器单元和螺旋腔体滤波器单元，第一LC无源滤波器单元、第二LC无源滤波器单元和螺旋腔体滤波器单元的输入端均连接信号输入端口J1，螺旋腔体滤波器单元的输出端连接第一信号输出端口J2，第一LC无源滤波器单元的输出端连接第二信号输出端口J3，第二LC无源滤波器单元的输出端连接第三信号输出端口J4；
螺旋腔体滤波器单元包括螺旋腔体滤波器IC1、电容C1、电容C2和电感L2，螺旋腔体滤波器IC1的输出端为所述螺旋腔体滤波器单元的输出端，螺旋腔体滤波器IC1的输入端通过电容C1连接电容C2的2脚，电容C2的2脚还通过电感L2连接地线，电容C2的1脚为所述螺旋腔体滤波器单元的输入端；
第一LC无源滤波器单元包括电容C3、电感L1、电感L8、电容C14、电容C11、电容C12、电容C15、电容C16、电容C13、电容C30、电容C31、电容C29、电容C28、电容C27、电容C7、电容C8、电容C6、电容C10、电容C9、电容C5、电容C14、电感L9、电感L10、电感L7、电感L14、电感L15、电感L3、电感L4、电感L6和电感L5，电容C3的1脚为所述第一LC无源滤波器单元的输入端，电容C3的2脚通过电感L1连接电容C12的1脚，电容C12的2脚连接电容C13的1脚，电容C12的1脚通过电容C11连接地线，电容C12的1脚还通过串联连接的电容C14和电容C16连接地线，电感L8与电容C14并联连接，电容C12的2脚通过串联连接的电容C15和电容C16连接地线；
电感L7与电容C13并联连接，电容C13的1脚通过电感L9连接地线，电容C13的2脚通过电感L10连接地线，电容C13的2脚通过电容C31连接电容C29的1脚，电容C29的2脚通过电容C27连接电容C7的1脚，电容C29的1脚分别通过电容C30和电感L15连接地线，电容C29的2脚分别通过电容C28和电感L14连接地线；
电容C7的1脚通过电感L4连接地线，电容C7的2脚通过电感L3连接地线，电感L6与电容C7并联连接，电容C7的2脚还连接电容C6的1脚；
电容C6的1脚通过串联连接的电容C8和电容C10连接地线，电容C6的2脚通过串联连接的电容C9和电容C10连接地线，电感L5与电容C9并联连接，电容C6的2脚还通过电容C5连接地线，电容C6的2脚为所述第一LC无源滤波器单元的输出端；
第二LC无源滤波器单元包括电容C4、电容C22、电容C19、电容C21、电容C26、电容C20、电容C23、电容C17、电感L13、电容C24、电容C18、电容C33、电感L12、电感L17、电容C34、电容C37、电容C38、电容C32、电感L18、电容C35、电容C40、电容C36、电容C39、电容C41和电感L16，电容C22的1脚为所述第二LC无源滤波器单元的输入端，电容C22的2脚通过电容C26连接地线，电容C22的1脚通过电容C4连接地线，电容C22的1脚还通过串联连接的电容C19和电容C20连接地线，电感L11与电容C19并联连接，电容C22的2脚还通过串联连接的电容C21和电容C20连接地线，电容C22的2脚还连接电容C23的1脚，电容C23的2脚通过电容C17连接地线，电容C23的2脚还通过电容C24连接电容C25的1脚，电感L13与电容C23并联连接，电容C25的1脚还分别通过电容C18和电感L12连接地线，电容C25的2脚分别通过电容C33和电感L17连接地线，电容C25的2脚还通过电容C37连接电容C38的1脚，电容C38的1脚还通过电容C34连接地线，电感L18与电容C38并联连接，电容C38的2脚连接电容C39的1脚，电容C39的1脚通过串联在一起的电容C35和电容C32连接地线，电容C39的1脚还通过电容C40连接地线，电容C39的2脚通过串联连接的电容C36和电容C32连接地线，电感L16与电容C36并联连接，电容C39的2脚还通过电容C41连接地线，电容C39的2脚为所述第二LC无源滤波器单元的输出端。
2.如权利要求1所述的一种三工器，其特征在于：所述螺旋腔体滤波器单元适用于370-380MHz的信号，第一LC无源滤波器单元适用于390-400MHz的信号，第二LC无源滤波器单元适用于300-354MHz的信号。
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