CN110169005A - 用于合成器电路的椭圆定向滤波器 - Google Patents

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Abstract

椭圆合成器电路对第一频带中的第一信号和第二频带中的第二信号进行滤波。第一谐振器经由第一电容器耦合至第一输入端并且经由第二电容器耦合至第二输入端。第二谐振器经由第三电容器耦合至第一信号路径并且经由第四电容器耦合至第二信号路径，第一信号路径和第二信号路径耦接至第一输入端和第二输入端。第一电感器耦合在第一电容器与第三电容器之间以及在第二电容器与第四电容器之间。第三谐振器通过第五电容器、第六电容器和第七电容器耦合至第一信号路径和第二信号路径。第四谐振器通过第八电容器、第九电容器和第十电容器耦合至第一信号路径和端接端口。第二电感器耦合在第五电容器与第八电容器之间以及在第七电容器与第十电容器之间。输出端输出第一信号和第二信号。

Description

用于合成器电路的椭圆定向滤波器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年3月2日提交的题为“Elliptic Directional Filters for aCombiner Circuit”的美国非临时专利申请序列号15/448,502的优先权，其全部内容通过引用并入本文中，如同被复制在此一样。
技术领域
本发明涉及用于无线或蜂窝通信的电通信系统，并且更具体地，涉及用于具有电通信系统的合成器电路的滤波器。
背景技术
用于无线或蜂窝通信的电通信系统通常具有向终端用户设备(user equipment，UE)发射射频(radio frequency，RF)信号及接收来自终端用户设备的射频信号的天线或天线元件阵列。使用复杂电路用于向天线元件阵列提供电信号以便将适当的RF信号辐射至所选择的UE。类似地，可以使用复杂电路用于将接收到的RF信号转换成具有信息的电信号。
可以使用不同类型的电路用于对来自天线的信号进行滤波和/或合并。例如，可以使用具有一对3分贝(decibel，dB)混合电路的定向滤波器。也可以使用级联型定向滤波器。也可以使用带通/带阻及带通双工器电路。
发明内容
在一个实施方式中，本技术涉及操作电路的方法，该方法包括在第一输入端处接收第一频带中的第一信号以及在第二输入端处接收第二频带中的第二信号。在第一级处将第一信号和第二信号合并，该第一级包括耦合至第二谐振器的第一谐振器。在第二级处将第一信号和第二信号合并，该第二级包括耦合至具有椭圆响应的第二谐振器的具有椭圆响应的第一谐振器。使用具有第一长度的第一信号路径和具有第二长度的第二信号路径将第一级和第二级级联。在第二级的输出端处提供第一信号和第二信号。
根据第一实施方式的第二实施方式，其中，第二级中的第一谐振器包括与电感器并联地耦合的第一电容器。
根据第一实施方式至第二实施方式的第三实施方式，其中，第二电容器与被并联地耦合的第一电容器串联地耦合以提供椭圆响应。
根据第一实施方式至第三实施方式的第四实施方式，其中，椭圆响应提供频率响应中的零点。
根据第一实施方式至第四实施方式的第五实施方式，其中，第二级减小了第一信号与第二信号之间的频率间隔。
根据第一实施方式至第五实施方式的第六实施方式，其中，在第二级中的第一谐振器和第二谐振器为电感耦合或电容耦合。
根据第一实施方式至第六实施方式的第七实施方式，其中，第一长度和第二长度基于第二级中的第一谐振器和第二谐振器是电感耦合还是电容耦合。
根据第一实施方式至第七实施方式的第八实施方式，其中，第一级包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，以及第二级包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，其中，第一级的第一端口和第二端口电容耦合至第一输入端和第二输入端，以及第一级的第三端口和第四端口通过第一信号路径和第二信号路径耦接至第二级的第一端口和第二端口，以及其中，第二级的第三端口电容耦合至输出端，以及第二级的第四端口被端接。
根据第一实施方式至第八实施方式的第九实施方式，其中，第一信号路径和第二信号路径为第一传输线和第二传输线。
根据第一实施方式至第九实施方式的第十实施方式，其中，第一频带介于约690MHz至约862MHz之间，并且第二频带介于约880MHz至约960MHz之间。
根据第一实施方式至第十实施方式的第十一实施方式，其中，第一信号的插入损耗小于0.75分贝，并且第二信号的插入损耗小于0.75分贝。
根据第一实施方式至第十一实施方式的第十二实施方式，其中，第一信号的隔离度大于30分贝，并且第二信号的隔离度大于30分贝。
在第十三实施方式中，技术通常涉及如下电路，该电路包括：第一输入端，第一输入端耦接至第一信号路径以接收第一频带中的第一信号；以及第二输入端，第二输入端耦接至第二信号路径以接收第二频带中的第二信号。第一级包括第一谐振器，该第一谐振器经由第一电容器耦合至第一输入端并且经由第二电容器耦合至第二输入端。第二谐振器经由第三电容器耦合至第一信号路径并且经由第四电容器耦合至第二信号路径。第一电感器耦合在第一电容器与第三电容器之间以及在第二电容器与第四电容器之间。第二级经由第一信号路径的第一部分和第二信号路径的第二部分耦合至第一级，该第二级提供约180度相位差。第二级包括第三谐振器，该第三谐振器经由第五电容器和第六电容器耦合至第一信号路径并且经由第六电容器和第七电容器耦合至第二信号路径。第四谐振器经由第八电容器和第九电容器耦合至第一信号路径并且经由第九电容器和第十电容器耦合至端接接口。第二电感器耦合在第五电容器与第八电容器之间以及在第七电容器与第十电容器之间。输出端耦合至第二级并且输出第一信号和第二信号。
在第十四实施方式中，本技术涉及用于蜂窝网络的设备，该设备包括天线，该天线用于从至少用户设备接收第一频带中的第一信号和第二频带中的第二信号。将第一信号和第二信号合并的合成器电路包括：第一输入端，该第一输入端耦接至第一信号路径以接收第一信号；以及第二输入端，该第二输入端耦接至第二信号路径以接收第二信号。第一级包括第一谐振器，该第一谐振器经由第一电容器耦合至第一输入端并且经由第二电容器耦合至第二输入端。第二谐振器经由第三电容器耦合至第一信号路径并且经由第四电容器耦合至第二信号路径。第一电感器耦合在第一电容器与第三电容器之间以及在第二电容器与第四电容器之间。第二级经由第一信号路径的第一部分和第二信号路径的第二部分耦合至第一级。第二级包括具有椭圆响应的第三谐振器，该第三谐振器经由第五电容器和第六电容器耦合至第一信号路径并且经由第六电容器和第七电容器耦合至第二信号路径。具有椭圆响应的第四谐振器经由第八电容器和第九电容器耦合至第一信号路径并且经由第九电容器和第十电容器耦合至端接接口。第二电感器耦合在第五电容器与第八电容器之间以及在第七电容器与第十电容器之间。输出端耦合至第八电容器和第一信号路径以输出第一信号和第二信号。
提供本发明内容来以简化形式引入一些概念，这些概念在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在确定所要求保护的主题的主要特征或基本特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决背景技术中提到的任何或所有缺点的实现方式。
附图说明
图1A为根据本技术的实施方式的蜂窝网络中的合成器电路的框图。
图1B为根据本技术的实施方式的包括合成器电路的电路的框图。
图2A为根据本技术的实施方式的电路的示意图。
图2B为根据本技术的实施方式的电路的示意图。
图2C为根据本技术的实施方式的电路的示意图。
图3为根据本技术的实施方式的电路的特征的表。
图4为根据本技术的实施方式的电路的频率响应的图。
图5为根据本技术的实施方式的具有谐振器的电路的示意图。
图6为根据本技术的实施方式的电路的频率响应的图。
图7A为示出根据本技术的实施方式的操作电路的方法的流程图。
图7B为示出根据本技术的实施方式的操作电路的方法的流程图。
图8为示出根据本技术的实施方式的硬件架构的框图。
除非另有说明，否则不同附图中的相应附图标记和符号通常指相应的部分。绘制附图是为了清楚的说明实施方式的相关方面，并且不一定按比例绘制。
具体实施方式
粗略描述的本技术涉及具有紧密形状因子的通带的合成器(或实施方式中的分离器)电路中的椭圆定向滤波器。在实施方式中形状因子被定义为阻带带宽与通带带宽的比值。在实施方式中，椭圆谐振电路在法线极点旁提供有限传输零点，这显著改善通道隔离。根据实施方式的使用陶瓷谐振器的合成器电路可以提供优于通常使用的带阻和带通以及定向滤波器电路的很多优势。
应当理解，本发明可以以多种不同形式实施并且不应该被解释为限于本文所述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开内容全面且完整并且将向本领域技术人员充分传达本发明。实际上，本发明旨在涵盖被包括在由所附权利要求限定的本发明的范围和精神内的这些实施方式的替代方案、修改方案和等同方案。此外，在本发明的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将清楚的是可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。
图1A示出了根据本技术的实施方式的包括具有形成蜂窝网络的多个小区120至123的无线网络100的系统。在实施方式中，无线网络100包括如本文所述的具有定向滤波器104和105的合成器电路103。下面详细描述的图1B示出了在电路150中用于接收和发送信号的合成器电路103，诸如收发器。图1A还示出了具有与一个或更多个UE诸如小区120中的UE114和115通信的基站(base station，BS)的小区120的展开视图。在实施方式中，基站110包括经由信号路径106耦合至计算装置102的天线101。
在实施方式中，天线101可以包括多个定向天线或天线元件并且可以耦接至天线塔或其他物理构造。响应于来自计算装置102的电信号和至计算装置102的电信号，天线101可以向小区120中的UE发射信号或接收来自小区120中的UE的信号，诸如正交频分复用OFDM(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)信号(或根据已知信令标准和诸如目前正在开发的“5G”的未来标准生成的信号)。在实施方式中，天线101包括多输入多输出(multi-input and multi-output，MIMO)天线。
在实施方式中，基站110包括一个或更多个收发器，所述一个或更多个收发器耦接至天线101以向小区120中的UE 114和115发射RF信号以及接收来自小区120中的UE 114和115的RF信号。在替选实施方式，计算装置102可以电耦合至其他天线和/或其他小区(基站)诸如小区121至123中的天线。
小区120可以覆盖与一个或更多个小区121至123非常不同的无线电环境。例如，小区120可以覆盖具有许多大且不规则形状构造诸如建筑物113的大城市区域；而一个或更多个小区121至123可以覆盖农村区域，该农村区域可以包括具有极少数高结构物的相对平坦的地形。在实施方式中，UE 115向天线101发射具有第一频带范围诸如690MHz至862MHz的第一RF信号116。在实施方式中，UE 114向天线101发射具有第二频带范围诸如880MHz至960MHz的第二RF信号117。在实施方式中，UE 114发射第一信号和第二信号两者。
根据本技术的各个实施方式，计算装置102包括在图8中示出并在本文中描述的计算装置801的元件。具体地，计算装置102包括处理器840、用户接口860、存储器850和天线接口870，该天线接口870可以包括具有定向滤波器104和105的合成器电路103。
在实施方式中，UE 114和/或115也被称作移动台(mobile station，MS)。在实施方式中，UE 114和/或115符合SIM卡制造商行业协会(SIMalliance)、装置实施指南和2013年6月(SIM卡制造商行业协会)规范。在另一实施方式中，UE 114和/或UE 115不符合SIM卡制造商行业协会规范。
在实施方式中，基站110可以根据第二代(second generation，2G)基站标准/协议、第三代(third generation，3G)基站标准/协议、第四代(fourth generation，4G)基站标准/协议和/或包括目前正在开发的第五代(fifth generation，5G)基站的其他标准/协议操作。在各种实施方式中，可以使用不同类型的蜂窝通信技术，诸如全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，GSM)、码分多址(code division multipleaccess，CDMA)、时分多址(Time division Multiple Access，TDMA)和高级移动电话系统(Advanced Mobile Phone System，AMPS)(模拟)。在各种实施方式中，可以使用不同类型的数字蜂窝技术，诸如GSM、通用分组无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)、cdmaOne、CDMA2000、演进数据优化(Evolution-Data Optimized，EV-DO)、增强型数据速率GSM演进技术(Enhanced Data Rates for GSM Evolution，EDGE)、通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)、数字增强无绳通信(DigitalEnhanced Cordless Telecommunications，DECT)、数字AMPS(IS-136/TDMA)和集成数字增强型网络(Integrated Digital Enhanced Network，iDEN)。
在实施方式中，基站110可以是演进的UMTS陆地无线接入网节点B(E-UTRAN NodeB，eNodeB)，节点B(Node B)和/或基站收发信台(Base Transceiver Station，GBTS)BS。GBTS可以运行各种类型的无线技术，诸如CDMA、GSM、全球互通微波访问(WorldwideInteroperability for Microwave Access，WiMAX)或Wi-Fi。GBTS可以包括用于通信的加密和解密的设备、频谱过滤设备、天线和收发器。GBTS通常具有允许其服务于多个小区的不同频率和扇区的多个收发器。
计算装置102可以通过无线网络100或替选网络传送或传递信息。在实施方式中，网络可以包括在具有相关联的电子互连的蜂窝网络中或地理区域中的多个基站。在实施方式中，网络可以单独地为有线网络或无线网络或者可以为有线网络和无线网络的结合。在实施方式中，网络可以单独地包括因特网、广域网(wide area network，WAN)或局域网(local area network，LAN)或者可以包括因特网、广域网和局域网的组合。
在实施方式中，网络可以包括高速分组接入(High Speed Packet Access，HSPA)网络或者其他合适的无线系统，诸如例如无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)或Wi-Fi(电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and ElectronicsEngineers，IEEE)802.11x)。在实施方式中，计算装置102使用一种或更多种协议传递信息或数据包，诸如传输控制协议/因特网协议(Transmission Control Protocol/InternetProtocol，TCP/IP)数据包。
图1B为根据本技术的实施方式的包括合成器电路103的电路150的框图。在实施方式中，电路150包括天线101、收发器160和数字信号处理器(digital signal processor，DSP)157。在实施方式中，合成器电路被包括在收发器160的带通滤波器152中。在实施方式中，合成器电路103可以被包括在收发器160的其他电路部件中。在实施方式中，收发器160包括低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)151、带通滤波器152、混频器153、滤波器154、放大器155、模数转换器(analog to digital，A/D)156、数模转换器(digital toanalog，D/A)158和发射器(transmitter，TX)159。在实施方式中，收发器160中包括更多或更少的部件。在实施方式中，电路部件的顺序可以重新排列。
从天线101所接收到的信号被提供至LNA 151以对所接收到的信号进行放大并将所接收到的信号提供至带通滤波器152，该带通滤波器152对所接收到信号进行滤波。所接收到的信号还被提供至混频器153、滤波器154和放大器155。从放大器155接收到的信号被输出至A/D 156，该A/D 156将所接收到的模拟信号转换成数字信号。DSP 157对从A/D 156接收到的数字信号进行处理。
由DSP 157提供从天线101输出的发射信号。具体地，DSP 157向D/A 158提供数字发射信号，该D/A 158向放大器155输出模拟发射信号。经放大的发射信号从放大器155输出至滤波器154，该滤波器154向混频器153输出发射信号。然后，混频器153向带通滤波器152输出发射信号，该带通滤波器152向TX 159输出发射信号，TX 159用天线101发射RF信号。
图2A为根据本技术的实施方式的电路200的示意图。电路200例如可以在图1B所示的电路150中的合成器电路103中找到。在图2所描述的实施方式中，电路200是椭圆级联型定向滤波器电路，该电路200包括两个级：第一级260，其具有两个输入端和两个输出端；以及第二级270，其具有两个输入端和两个输出端。使用一个输出端用于提供输出信号，并且另一输出端端接或耦合至负载。两个级(级260的输出端连接至级270的输入端)通过传输线244和245连接。在传输线244与245中传导的信号之间存在约180度的标称相位差。
通常，电路200包括通过传输线244和245连接的两个级260和270的级联。在实施方式中，级260包括由电容器212和电感器231并联地耦合形成的第一谐振器以及由电容器215和电感器232并联地耦合形成的第二谐振器。类似地，级270包括由电容器219和电感器234并联地耦合形成的第一谐振器以及由电容器223和电感器235并联地耦合形成的第二谐振器。
在实施方式中，每个级包括包含有两个耦合谐振器的4端口电路。谐振器可以通过电感耦合或电容耦合来耦合。图2A示出了通过使用图2中的电感器230和233的电感耦合。级260中的耦合谐振器通过诸如图2示出的电容器210、211、213和214的一组电容器耦合至4个端口。传输线240和241将级270的2个输入端口连接至级260的两个输出端口。在实施方式中每一个级产生合成器功能。然而，在实施方式中，单级合成器仅在其各自中心频率周围的相对窄的带宽上对输入分支中的一个起作用，并且通过两个输入端口合并的两个信号之间的频率间隔相对大。
在实施方式中使用适当的选定长度的传输线244和245对两个级260和270级联产生合成器，该合成器在较宽的带宽上起作用并且可以支持合并的两个输入信号之间减小的频率间隔。在替选实施方式中，可以使用多于两个级。
在一个或更多个级中，通过引入附加电容器，两个耦合谐振器在其频率响应(椭圆响应)中可以为零。例如，如图2所示，在级270中电容器218和222串联地耦合至两个耦合谐振器。在实施方式中，使用具有椭圆响应的谐振器能够为较低频率的输入信号提供宽的带宽。在实施方式中，包括多个级的电路可以具有包括椭圆响应的级或可以不具有包括椭圆响应的级。
在实施方式中，根据所使用的谐振器技术，可以使用各种电路部件实现谐振器之间的电容耦合或电感耦合。在实施方式中，可能需要根据谐振器之间采用电容耦合还是电感耦合来相应地调整传输线长度。可替选地，还可以使用集总的元件电感器和电容器实现传输线中任意传输线。
第一级260包括可以分别接收第一信号和第二信号的输入端201和输入端202。第一信号可以具有第一频带范围诸如690MHz至862MHz，以及第二信号可以具有第二频带范围诸如880MHz至960MHz。电感器231和电容器212形成第一谐振电路。第一谐振电路分别通过电容器210和211耦合至主信号路径。电感器232和电容器215形成第二谐振电路。第二谐振电路分别通过电容器213和214耦合至主信号路径(传输线)。在实施方式中，第一谐振电路和第二谐振电路是相同的，并且第一谐振电路和第二谐振电路还通过电感器230耦合在一起。在电路200中，两个谐振电路连接至接地(或公共)参考250，表明在实施方式中两个谐振电路都是四分之一波长谐振器。在另一实施方式中，可以使用半波长谐振器，然后两个谐振电路都不连接至接地参考250。
在实施方式中，电感器230可以分成并联地耦合的两个相同的电感器(每个电感器具有电感器230的值的两倍值)。在实施方式中，两个电感器中的一个与电容器210、213和传输线240(约90度标称)一起形成3dB混合电路。在实施方式中，另一电感器与电容器211、214和传输线241(约90度标称)一起形成另一3dB混合电路。
在实施方式中，第二级270包括两个相同的椭圆谐振电路：第一椭圆谐振电路由电感器234、电容器219和电容器218形成，以及第二椭圆谐振电路由电感器235、电容器223和电容器222形成。第一椭圆谐振电路和第二椭圆谐振电路分别通过电容器216、217、220和221耦合至主信号路径。这两个谐振电路还通过电感器233耦合在一起。与上述类似，电感器233可以分成两个相同的电感器。在实施方式中，两个电感器中的一个与电容器216、220和传输线242(约90度标称)一起形成3dB混合电路。在实施方式中，另一电感器与电容器217、221和传输线243(约90度标称)一起形成另一个3dB混合电路。
在实施方式中，传输线240、244和242将输入端201耦接至输出端203。类似地，传输线241、245和243将输入端202耦接至输出端(或端接端口)204。在实施方式中，传输线240、244和242形成第一信号路径，并且传输线241、245和243形成第二信号路径。在实施方式中，传输线244为第一信号路径的第一部分，并且传输线245为第二信号路径的第二部分。
在输出端203处提供输出信号，该输出信号包括在输入端201和202处接收到的经合并且经滤波的输入信号。
在实施方式中，电路200以及电路500可以包括在印刷电路板和/或集成电路装置中。
图3为根据本技术的实施方式的基于具有800空载Q因数(品质因数)谐振器的电路的特征的表300。在实施方式中，表300示出了图2和图5示出的电路200和/或500的电路特性或规格。在实施方式中，输入至电路的第一信号具有介于约690MHz至约862MHz之间的频带，以及输入至电路的第二信号具有介于约880MHz至约960MHz之间的频带。在实施方式中，第一信号具有约0.7dB或小于约0.75dB的插入损耗。在实施方式中，第二信号具有约0.7dB或小于约0.75dB的插入损耗。在实施方式中，第一信号具有约34dB或大于约30dB的隔离度。在实施方式中，第二信号具有约34dB或大于约30dB的隔离度。
在实施方式中，与带阻和带通电路以及典型的定向滤波器电路相比，电路200和/或500提供了显著的性能优势。例如，带阻和带通电路可能具有太高的插入损耗，这可能需要较高的空载Q谐振器。然而，较高的Q谐振器可能需要大得多的封装尺寸和重量。较高Q谐振器的尺寸和重量可以是与腔滤波器一起使用时的两倍。
具有两个级的典型定向滤波器电路可能不满足隔离度要求。增加更多的级可以将隔离度提高到30dB，但可能增加额外的插入损耗、封装尺寸、成本和复杂性。
图4为根据本技术的实施方式的电路的频率响应曲线图400的图。在实施方式中，曲线图400示出了图2所示的电路200的频率响应。曲线图400示出了介于约690MHz至约862MHz之间及介于约880MHz至约960MHz之间的频带401和402。曲线S31代表响应于提供至输入端201的第一信号在输出端203处提供的信号的频率响应。类似地，曲线S32代表响应于提供至输入端202的第二信号在输出端203处提供的信号的频率响应。可以看出，曲线S31和S32具有在频带401和402中约0.7dB或小于0.75dB的插入损耗。同样，曲线S21示出了在频带401和402中约35dB或大于约30dB的第一信号与第二信号之间的隔离度。
图5为根据本技术的实施方式的具有谐振器的电路500的示意图。在实施方式中，电路500为具有陶瓷谐振器的级联型椭圆定向滤波器的合成器电路。在实施方式中，电路500包括两个级：具有两个输入端的级560和具有输出端的级570(其他输出端耦接至电阻负载，诸如50欧姆)。两个级通过具有约180度的标称相位差的传输线584和585连接。
第一级560包括可以分别接收第一信号和第二信号的输入端501和输入端502。第一信号可以具有第一频带范围，诸如690MHz至862MHz，以及第二信号可以具有第二频带范围，诸如880MHz至960MHz。两个陶瓷谐振器540和541通过电感器530电感耦合在一起。谐振器540通过电容器510和511分别耦合至输入端501和输入端502。谐振器541通过电容器513和514分别耦合至主信号路径(传输线)。传输线580和581标称长度为约90度。
在实施方式中，第二级570包括两个相同的椭圆形设计的谐振器。在实施方式中，第一椭圆谐振器包括陶瓷谐振器542和电容器518，并且在实施方式中，第二椭圆谐振器包括陶瓷谐振器543和电容器522。两个陶瓷谐振器542和543连接至接地(公共)参考550，表明在实施方式中陶瓷谐振器542和543都是四分之一波长谐振器。第一椭圆谐振器分别通过电容器516和517耦合至主信号路径(传输线582和583)。第二椭圆谐振器分别通过电容器520和521耦合至输出端口(输出端)503和端接端口504。
在实施方式中，传输线580、584和582将输入端501耦接至输出端503。类似地，传输线581、585和583将输入端502耦接至输出端(或端接接口)504。在实施方式中，传输线580、584和582形成第一信号路径，以及传输线581、585和583形成第二信号路径。在实施方式中，传输线584为第一信号路径的第一部分，以及传输线585为第二信号路径的第二部分。
图6是根据本技术的实施方式的电路的频率响应曲线图600的图。在实施方式中，曲线图600示出了图5示出的电路500的频率响应。类似于曲线图400，曲线图600示出了介于约690MHz至约862MHz之间及介于约880MHz至约960MHz之间的频带601和602。曲线S31代表在电路500中响应于提供至输入端501的第一信号在输出端503处提供的信号的频率响应。类似地，曲线S32代表在电路500中响应于提供至输入端502的第二信号在输出端503处提供的信号的频率响应。可以看出，曲线S31和S32具有在频带601和602中约0.7dB或小于0.75dB的插入损耗。同样，曲线S21示出了在频带601和602中约35dB或大于约30dB的第一信号与第二信号之间的隔离度。在实施方式中，曲线图600是由具有800空载Q因数(品质因数)的一个或更多个陶瓷谐振器的电路500所提供。
在实施方式中，空载品质因数或Q因数(Q)是无量纲参数，该无量纲参数描述振荡器或谐振器的欠阻尼程度并表征相对于谐振器中心频率的谐振器带宽。在实施方式中，较高的空载Q表明谐振器的能量损耗相对于存储能量的比率较低，振荡消失的更慢。在实施方式中具有高品质因数的谐振器可以具有低阻尼使得谐振器振铃或振动更长。
图7A至图7B为示出根据本技术的实施方式的操作电路的方法700和710的流程图。在实施方式中，方法700和710示出了图2A至图2C和图5所示的电路200、280、290和/或500的操作。在实施方式中，在电路200、280、290和/或500中示出的电路或硬件部件执行方法700和710的功能中的至少一些。在替选实施方式中，软件部件可以执行方法700和710的功能中的至少一些。
在图7A中，在701处，在第一输入端处接收第一信号。在实施方式中，该功能以及在702至707处示出的功能由图2和图5中示出的一个或更多个部件执行。例如，在实施方式中，在图2和图5中示出的电路200或500的输入端201或501处接收第一信号。在实施方式中，第一信号具有介于约690MHz至约862MHz之间的频率范围。
在702处，在第二输入端处接收第二信号。例如，在图2和图5示出的电路200或500的输入端202或502处接收第二信号。在实施方式中，第二信号具有介于约880MHz至约960MHz之间的频率范围。
在703处，第一信号具有小于0.75dB的插入损耗。
在704处，第二信号具有小于0.75dB的插入损耗。
在705处，第一信号具有大于30dB的隔离度。
在706处，第二信号具有大于30dB的隔离度。
在707处，从输出端诸如在实施方式中的输出端203或503输出第一信号和第二信号。
图7B为示出根据本技术的实施方式的操作电路的方法710的流程图。
在图7B中，在711处，在第一输入端处接收第一频带中的第一信号以及在第二输入端处接收第二频带中的第二信号。在实施方式中，该功能以及在712至715处示出的功能由图2A至图2C和图5示出的一个或更多个部件执行。例如，在实施方式中在图2A和图5中示出的电路200或500的输入端201或501处接收第一信号。在实施方式中，第一信号具有介于约690MHz至约862MHz之间的频率范围。
在712处，在第一级处将第一信号和第二信号合并，该第一级包括耦合至第二谐振器的第一谐振器。在实施方式中，第一级对应于图2A和图5所示的级260和/或560。
在713处，在第二级处将第一信号和第二信号合并，该第二级包括耦合至具有椭圆响应的第二谐振器的具有椭圆响应的第一谐振器。在实施方式中，第二级对应于图2A和图5所示的级270和/或570。
在714处，使用具有第一长度的第一信号路径和具有第二长度的第二信号路径将第一级和第二级级联。在实施方式中，第一信号路径和第二信号路径对应于图2A和图5中所示的信号路径244至245和584至585。
在715处，在第二级的输出端处输出第一信号和第二信号。在实施方式中，输出端对应于图2A和图5中所示的输出端203和503。
图8示出了基站110的硬件架构800，该硬件架构800包括经由信号路径106耦合至天线101的计算装置801(对应于图1中所示的计算装置102)。计算装置801可以在各种实施方式中实施。计算装置801还可以包括处理器840、存储操作系统851的存储器、通过信号路径871耦接的用户接口860和天线接口870。信号路径871可以包括具有一种或多种类型架构的用于传递信号的总线，诸如存储器总线、存储器控制器、外部总线等。
计算装置可以利用实施方式中的全部硬件或软件部件、或部件的子集。集成度可以根据实施方式变化。例如，存储器850可以分成更多的存储器。类似地，天线接口870可以位于计算装置801的外部。此外，计算装置801可以包含多个部件实例，诸如多个处理器(核心)、存储器、发射器、接收器等。计算装置801可以包括配备有一个或更多个输入/输出装置的处理器，诸如网络接口、存储装置接口等。
在实施方式中，计算装置801可以为访问存储在数据库中与无线网络相关的大量数据的主机计算机。在替选实施方式中，计算装置801可以实施为不同类型的计算装置。在实施方式中，计算装置的类型包括但不限于平板电脑、上网本、笔记本电脑、台式机、嵌入式、服务器和/或超级(计算机)。
在实施方式中，天线接口870经由实施方式中的信号路径106从天线101获取信号或值。在实施方式中，天线接口870包括具有定向滤波器104和105的合成器电路103。在实施方式中，天线接口870包括一个或更多个模数转换器和/或一个或更多个收发器以将通过天线接口870接收到的模拟信号转换成数字值或数据，该数字值或数据通过天线接口870传递并存储在存储器850中。在实施方式中，天线接口870从在天线101处接收到的5G信号中获取数据值并将数据值存储在存储器850中以进行组织和处理。
在实施方式中存储器850存储从天线接口870接收到的数据。在实施方式中，在存储器850中存储软件或软件部件。例如，在存储器850中存储诸如操作系统851的计算机程序、应用和/或其他计算机程序。在实施方式中，存储器850还存储从诸如蜂窝网络的无线网络接收到的数据。
在实施方式中，存储在存储器850中的数据可以由处理器840以及用户接口860访问。
在实施方式中，处理器840可以包括具有一个或更多个核心的一种或更多种类型的电子处理器。在实施方式中，处理器840为集成电路处理器，该集成电路处理器执行(或读取)可以包括在存储于非暂态存储器上的代码和/或计算机程序中的计算机指令和/或数据以提供本文所述功能中的至少一些。在实施方式中，处理器840是能够执行多个线程的多核处理器。在实施方式中，处理器840为数字信号处理器、基带电路、现场可编程门阵列、数字逻辑电路和/或等同物。在实施方式中，处理器840为中央处理器(central processingunit，CPU)。
执行的线程(线程或超线程)是可以在一个实施方式中单独管理的计算机指令序列。可以包括在操作系统中的调度程序也可以管理线程。线程可以是进程的部件，并且多个线程可以存在于并发执行(在一个线程结束前其他线程开始)并共享诸如存储器的资源的一个进程内，而不同的进程不共享这些资源。在实施方式中，进程的线程共享进程的指令(可执行代码)和进程的内容(在任何特定时间处进程变量的值)。
存储器850可以包括任何类型的系统存储器，诸如静态随机存取存储器(staticrandom access memory，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)、同步DRAM(synchronous DRAM，SDRAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)以及它们的组合等。在实施方式中，存储器850可以包括用于启动时使用的ROM，以及用于在执行计算机指令时使用的程序和数据存储的DRAM。在实施方式中，存储器850为非暂态集成电路存储器存储装置或非易失性集成电路存储器存储装置。
另外，存储器850可以包括任何类型的存储器存储装置，该存储器存储装置被配置成存储数据、包括计算机指令的计算机程序和其他信息，并且经由信号路径871对数据、计算机程序和其他信息进行访问。存储器850可以包括，例如，一个或更多个固态驱动器、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等。
计算装置801还可以包括一个或更多个网络接口，该网络接口可以包括诸如以太网线缆等的有线链路和/或无线链路以访问网络。在实施方式中，网络接口被包括在天线接口870中。网络接口允许计算装置801与远端计算装置和/或其他无线网络通信。例如，网络接口可以经由一个或更多个发射器/发射天线以及一个或更多个接收器/接收天线提供无线通信。
在实施方式中，本文所描述的功能被分发给其他或更多的计算装置。在实施方式中，计算装置801可以用作提供服务的服务器，而一个或更多个UE、计算装置和/或相关联的基站可以用作客户端。在实施方式中，计算装置801和另一计算装置可以用作对等(peer-to-peer，P2P)关系中的对等体。
在实施方式中，用户接口860可以包括计算机指令以及硬件部件。用户接口860可以包括输入装置，诸如触摸屏、麦克风、相机、键盘、鼠标、指针装置和/或位置传感器。类似地，用户接口860可以包括诸如显示器、振动器和/或扬声器的输出装置以输出图像、字符、振动、语音和/或视频作为输出。用户接口860还可以包括在其中用户可以说话、触摸或做手势以提供输入的自然用户接口。
在一个实施方式中，系统包括：接收装置，其用于在第一输入端处接收第一频带中的第一信号以及在第二输入端处接收第二频带中的第二信号；以及合并装置，所述合并装置用于第一级处将第一信号和第二信号合并，所述第一级包括耦合至第二谐振器的第一谐振器；以及所述合并装置用于在第二级处将第一信号和第二信号合并，所述第二级包括耦合至具有椭圆响应的第二谐振器的具有椭圆响应的第一谐振器。系统还包括级联装置，所述级联装置使用具有第一长度的第一信号路径和具有第二长度的第二信号路径将第一级和第二级级联。另外，系统包括用于在第二级的输出端处输出第一信号和第二信号的输出装置。
在实施方式中，信号路径(本文所描述的和/或在附图中示出的)可以包括但不限于导线、迹线、传输线、轨道、焊盘、层、引线、金属、印刷电路板或组件的部分、导电材料和可以传递或承载电信号、光脉冲和/或频率的其他材料中的一个或更多个。在实施方式中，信号路径可以形成一个或更多个几何形状，诸如线或多条连接线，并且可以具有指示信号流方向的箭头或可以不具有指示信号流方向的箭头。在实施方式中，信号路径可以通过单向或双向在电路之间和电路内部传递信号。
本技术的优点可以包括但不限于较高的性能、较小的封装尺寸、较轻的重量和较低的生产成本。具体地，与典型的级联定向滤波器相比，本技术的实施方式提供了改进的隔离度。其他优点包括与具有相同封装尺寸的典型的带阻和带通电路相比的改进的插入损耗和较少的使用的部件。对于类似的电气性能，与典型的带阻和带通电路相比，本技术的实施方式提供了显著的具有更低成本的封装尺寸和重量(诸如50％)。
附图中的流程图和框图示出了根据本公开内容的各个方面的电路、装置、设备、系统、计算机可读介质和方法的可能实现的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个框(或箭头)可以代表用于实现特定逻辑功能的系统部件、软件部件或硬件部件的操作。还应当注意的是，在一些替选实现方式中，在框中标记的功能可以以不同于附图中标记的顺序发生。例如，连续示出的两个框(或箭头)实际上可以基本上同时执行，或者框(或箭头)有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还应当注意的是，框图和/或流程图说明中的每个框(或箭头)以及框图和/或流程图说明中框(或箭头)的组合可以由执行特定功能或动作的专用基于硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合实现。
应当理解的是，流程图说明和/或框图中的每个框(或箭头)以及流程图说明和/或框图中的框(或箭头)的组合可以由非暂态计算机指令实现。这些计算机指令可以提供到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器并且由通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行(或读取)以生产机器，使得通过处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图中指定功能/动作的机制。
如本文所述，本公开内容的各个方面可以采取至少下述形式：一种系统、具有执行存储在非暂态存储器中的指令的一个或更多个处理器的装置、电路、计算机实施的方法、和/或存储计算机指令的非暂态计算机可读存储介质。
在实施方式中，本文所述的电路可以描述成存储在非暂态计算机可读存储介质中的计算机指令。
非暂态计算机可读介质包括所有类型的计算机可读介质，包括磁存储介质、光存储介质和固态存储介质并且特别地排除信号。应当理解的是，包括计算机指令的软件可以安装在具有计算机可读存储介质的计算装置中并与其一起出售。可替选地，可以获得软件并将软件加载到计算装置中，包括通过光盘介质或从任何方式的网络或分发系统中，包括例如从软件创建者所拥有的服务器或软件创建者使用但非所拥有的服务器上获取软件。例如，软件可以存储在服务器上用于通过因特网分发。
更多计算机可读介质的特定示例包括如下：便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(random access memory，RAM)、ROM、可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammable read-only memory，EPROM)或闪存存储器(Flash memory)、具有中继器的适当光纤、便携式光盘只读存储器(compact disc read-only memory，CD-ROM)、光存储装置、磁存储装置或者它们的任何适当组合。
可以以一种或更多种编程语言的任何组合编写在本技术的实施方式中使用的非暂态计算机指令。编程语言可以包括：面向对象编程语言，诸如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、CII、VB.NET、Python、R等等；传统的过程式编程语言，诸如“C”语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP；动态编程语言，诸如Python、Ruby和Groovy；或者其他编程语言。计算机指令作为独立的软件包可以完全在用户计算机上、部分地在用户计算机上、部分地在用户计算机上且部分地在远程计算机上、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形下，远程计算机可以通过任意类型的网络连接至用户计算机，或者可以与外部计算机连接(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)或者在云计算环境中或作为服务诸如软件即服务(Software as a Service，SaaS)提供。
本文使用的术语仅用于描述特定方面的目的，并不旨在限制本公开内容。除非上下文另有明确指示，否则本文使用的单数形式旨在也包括复数形式。还将理解，当在本说明书中使用术语“包括”或“包含”时，指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多个其他的特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。
应当理解，本主题可以以许多不同的形式实施并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式。而是，提供这些实施方式使得本公开内容将是彻底和完整的，并且向本领域技术人员充分传达本公开内容。实际上，主题旨在涵盖被包括在由所附权利要求书限定的主题的精神和范围内的这些实施方式的替选方案、修改方案和等同方案。另外，在本主题的详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本主题的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将清楚的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本主题。
虽然已以对结构特征和/或方法步骤特定的语言描述了主题，但是应当理解在所附权利要求中限定的主题不必受限于以上所描述的特定特征或步骤(动作)。而是，以上所描述的特定特征和步骤可以作为实现权利要求的示例形式而被公开。

Claims (22)

1.一种操作电路的方法，包括：
在第一输入端处接收第一频带中的第一信号以及在第二输入端处接收第二频带中的第二信号；
在第一级处将所述第一信号和所述第二信号合并，所述第一级包括耦合至第二谐振器的第一谐振器；
在第二级处将所述第一信号和所述第二信号合并，所述第二级包括耦合至具有椭圆响应的第二谐振器的具有椭圆响应的第一谐振器；
使用具有第一长度的第一信号路径和具有第二长度的第二信号路径将所述第一级和所述第二级级联；以及
在所述第二级的输出端处输出所述第一信号和所述第二信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二级中的所述第一谐振器包括与电感器并联地耦合的第一电容器。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，第二电容器与被并联地耦合的所述第一电容器串联地耦合以提供所述椭圆响应。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述椭圆响应提供频率响应中的零点。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述第二级减小了所述第一信号与所述第二信号之间的频率间隔。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在所述第二级中的所述第一谐振器和所述第二谐振器为电感耦合或电容耦合。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一长度和所述第二长度基于在所述第二级中的所述第一谐振器和所述第二谐振器是电感耦合还是电容耦合。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述第一级包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，以及所述第二级包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，其中，所述第一级的所述第一端口和所述第二端口电容耦合至所述第一输入端和所述第二输入端，以及所述第一级的所述第三端口和所述第四端口通过所述第一信号路径和所述第二信号路径耦接至所述第二级的所述第一端口和所述第二端口，以及其中，所述第二级的所述第三端口电容耦合至所述输出端，以及所述第二级的所述第四端口被端接。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述第一信号路径和所述第二信号路径为第一传输线和第二传输线。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述第一频带介于约690MHz至约862MHz之间，以及所述第二频带介于约880MHz至约960MHz之间。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述第一信号的插入损耗小于0.75分贝，并且所述第二信号的插入损耗小于0.75分贝。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述第一信号的隔离度大于30分贝，并且所述第二信号的隔离度大于30分贝。
13.一种电路，包括：
第一输入端，其耦接至第一信号路径以接收第一频带中的第一信号；
第二输入端，其耦接至第二信号路径以接收第二频带中的第二信号；
第一级，包括：
第一谐振器，其经由第一电容器耦合至所述第一输入端并且经由第二电容器耦合至所述第二输入端；
第二谐振器，其经由第三电容器耦合至所述第一信号路径并且经由第四电容器耦合至所述第二信号路径；以及
第一电感器，其耦合在所述第一电容器与所述第三电容器之间以及在所述第二电容器与所述第四电容器之间；
第二级，其经由所述第一信号路径的第一部分和所述第二信号路径的第二部分耦合至所述第一级，所述第二级提供约180度相位差，所述第二级包括：
第三谐振器，其经由第五电容器和第六电容器耦合至所述第一信号路径并且经由所述第六电容器和第七电容器耦合至所述第二信号路径；
第四谐振器，其经由第八电容器和第九电容器耦合至所述第一信号路径并且经由所述第九电容器和第十电容器耦合至端接接口；以及
第二电感器，其耦合在所述第五电容器与所述第八电容器之间以及在所述第七电容器与所述第十电容器之间；以及
输出端，其耦合至所述第二级以输出所述第一信号和所述第二信号。
14.根据权利要求13所述的电路，其中，所述第三谐振器和所述第四谐振器为具有椭圆响应的谐振器。
15.根据权利要求13至14中任一项所述的电路，其中，所述第一谐振器、所述第二谐振器、所述第三谐振器和所述第四谐振器包括并联地耦合的相应对的电感器和电容器。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的电路，其中，所述第一谐振器、所述第二谐振器、所述第三谐振器或所述第四谐振器中至少之一具有约800的空载Q。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的电路，其中，所述第一频带介于约690MHz至约862MHz之间，以及所述第二频带介于约880MHz至约960MHz之间。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的电路，其中，所述电路被包括在具有天线的无线基站中以接收所述第一信号和所述第二信号。
19.一种用于蜂窝网络的设备，所述设备包括：
天线，其用于从至少用户设备接收第一频带中的第一信号和第二频带中的第二信号；以及
合成器电路，其用于将所述第一信号和所述第二信号合成，所述合成器电路包括：
第一输入端，其耦接至第一信号路径以接收所述第一信号；
第二输入端，其耦接至第二信号路径以接收所述第二信号；
第一级，包括：
第一谐振器，其经由第一电容器耦合至所述第一输入端并且经由第二电容器耦合至所述第二输入端；
第二谐振器，其经由第三电容器耦合至所述第一信号路径并且经由第四电容器耦合至所述第二信号路径；
第一电感器，其耦合在所述第一电容器与所述第三电容器之间以及在所述
第二电容器与所述第四电容器之间；
第二级，其经由所述第一信号路径的第一部分和所述第二信号路径的第二部分耦合至所述第一级，所述第二级包括：
具有椭圆响应的第三谐振器，其经由第五电容器和第六电容器耦合至所述第一信号路径并且经由所述第六电容器和第七电容器耦合至所述第二信号路径；
具有椭圆响应的第四谐振器，其经由第八电容器和第九电容器耦合至所述第一信号路径并且经由所述第九电容器和第十电容器耦合至端接接口；
第二电感器，其耦合在所述第五电容器与所述第八电容器之间以及在所述第七电容器与所述第十电容器之间；以及
输出端，其耦合至所述第八电容器和所述第一信号路径以输出所述第一信号和所述第二信号。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述第一频带介于约690MHz至约862MHz之间，以及所述第二频带介于约880MHz至约960MHz之间。
21.根据权利要求19至20中任一项所述的设备，其中，所述合成器电路中所述第一信号的插入损耗小于0.75分贝，并且所述合成器电路中所述第二信号的插入损耗小于0.75分贝。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的设备，其中，所述合成器电路中所述第一信号的隔离度大于30分贝，并且所述合成器电路中所述第二信号的隔离度大于30分贝。
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