CN111106811B - 一种双端恒阻滤波组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双端恒阻滤波组件，包括输入端子1,输出端子2，电感L1、L2、L3、L4、L5，电阻R1、R2，所述输入端子1连接电感L1的输入端，所述电感L1的输出端连接电感L2的输入端，所述电感L2的输出端连接电感L3的输入端，所述电感L3的输出端连接输出端子2；所述电感L1、L4的输入端并联有电容C1，所述电感L1、L4的输出端并联有电容C2，所述电感L3、L5的输入端并联有电容C3，所述电感L3、L5的输出端并联有电容C4；所述电阻R1与电容C5串联后并联连接在电感L4的两端，所述电阻R2与电容C6串联后并联连接在电感L5的两端。本发明提供一种具有超宽带响应工作频段、良好带外抑制特性、任意截止频率滤波设计的双端恒阻滤波组件。

Description

一种双端恒阻滤波组件

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，具体来说，涉及一种双端恒阻滤波组件。

背景技术

随着无线通信技术的高速发展，高性能接收机越来越受到人们的关注，射频接收机不仅要求具有高灵敏度，同时对高线性度、降敏动态范围等性能指标的要求也不断提高。尤其在当前电磁通信环境噪声日趋复杂的形势下，接收机的信噪比与降敏动态范围将不但受到外部因素的显著影响，同时与其自身的混频杂散与混频互调也关系密切。

大量的工程实践表明，在接收通道中混频器的后端级联恒阻式滤波组件，通过恒阻式滤波组件的特殊结构将混频杂散转化为热量消耗，可明显降低混频杂散幅度，有助于降低混频杂散以及混频互调，进而提高接收通道的信噪比以及降敏动态范围。

目前，恒定阻抗滤波组件主要有以下两种实现方式，正交相位法设计法和定向耦合器。上述方案中，恒定阻抗滤波组件可采用正交相位法设计法，先将输入信号通过同相功分器分为幅度与相位均相同的两路，其中一路依次经过+45°移相器与带通滤波器；另一路依次经过-45°移相器与带通滤波器，两支路信号再经由第二个同相功分器合路输出信号，而反射信号则经原路返回第一个同相功分器，此时两支路反射信号正好在输入端口相抵消，该端口处的电压驻波比将大幅得到改善。对于频率较高的微带滤波器而言，则可采用定向耦合器来实现该特性，将定向耦合器分别连接至反射型滤波器的两端，反射信号通过原路返回由于反向在输入端口相抵消。

为了使接收通道获得良好信噪比以及降敏动态范围，混频器后端的恒阻滤波组件要求做到超宽带工作带宽，上述两种类型的吸收型滤波器其工作带宽主要取决于移相器或者定向耦合器的工作带宽，一旦超过该带宽，则无法满足超宽频带阻抗恒定的要求，对接收信噪比以及降敏动态范围的改善效果并不明显。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种双端恒阻滤波组件，解决现有的滤波组件无法满足超宽频带阻抗恒定的要求，对接收信噪比以及降敏动态范围的改善效果并不明显的问题。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样的：

设计一种双端恒阻滤波组件，包括输入端子、输出端子、电感L1、L2、L3、L4、L5、电阻R1、R2、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6,所述输入端子、输出端子均连接外界的差分信号，所述电感L1、所述电容C1组成的电路与所述电感L4、所述电容C2组成的电路并联连接，所述电感L4一端与电容C1的一端相连接，电感L4的另一端与电容C2一端相连接，所述电容C2的另一端与电感L1的输出端相连接，所述电感L3、所述电容C3组成的电路与所述电感L5、所述电容C4组成的电路并联连接，所述电感L5一端与电容C3的一端相连接，电感L5另一端与电容C4一端相连接，电容C4另一端与电感L3的输出端相连接，所述输入端子连接所述电感L1的输入端，所述电感L1的输出端连接所述电感L2的输入端，所述电感L2的输出端连接所述电感L3的输入端，所述电感L3的输出端连接所述输出端子；所述电阻R1与电容C5串联后并联在所述电感L4的两端，所述电阻R2与电容C6串联后并联在所述电感L5的两端。

进一步，所述电感L4、L5和所述电容C2、C3均与射频地相接。

进一步，所述电感L1、L2，L3和所述电容C1、C2、C3、C4组成低通滤波通道。

进一步，所述电阻R1、R2与射频地相连。

进一步，所述电感L5、电阻R2与所述电容C6组成一个高通响应的旁路通道。

本发明的有益效果：这种双端恒阻滤波组件，能够实现双端口超宽频段工作频段，能够实现良好带外抑制特性，能够实现任意截止频率的滤波组件设计，由于采用镜像设计法，使得滤波组件的实现元器件种类较少，有利于工程化应用，同时降低了对元器件的容值、感值误差的敏感度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述一种双端恒阻滤波组件的电路原理示意图；

图2是根据本发明实施例所述一种双端恒阻滤波组件的第一实施例的电路反射特性图。

实施方式

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，根据本发明实施例所述的一种双端恒阻滤波组件，包括输入端子1、输出端子2、电感L1、L2、L3、L4、L5、电阻R1、R2,、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6，所述输入端子1、输出端子2均连接外界的差分信号，所述电感L1、所述电容C1组成的电路与所述电感L4、所述电容C2组成的电路并联连接，所述电感L4一端与电容C1的一端相连接，电感L4的另一端与电容C2一端相连接，所述电容C2的另一端与电感L1的输出端相连接，所述电感L3、所述电容C3组成的电路与所述电感L5、所述电容C4组成的电路并联连接，所述电感L5一端与电容C3的一端相连接，电感L5另一端与电容C4一端相连接，电容C4另一端与电感L3的输出端相连接，所述输入端子1连接所述电感L1的输入端，所述电感L1的输出端连接所述电感L2的输入端，所述电感L2的输出端连接所述电感L3的输入端，所述电感L3的输出端连接所述输出端子2；所述电阻R1与电容C5串联后并联在所述电感L4的两端，所述电阻R2与电容C6串联后并联在所述电感L5的两端。

如图1所示，在本实施例中，所述电感L4、L5和所述电容C2、C3均与射频地相接。

如图1所示，在本实施例中，所述电感L1、L2，L3和所述电容C1、C2、C3、C4组成截止频率为f1的低通滤波通道。

如图1所示，在本实施例中，所述电容C5、电感L4与所述电阻R1组成截止频率为f2的高通响应滤波通道。

如图1所示，在本实施例中，所述电容C6、电感L5与所述电阻R2组成截止频率为f2的高通响应滤波通道。

如图1所示，在本实施例中，所述电阻R1、R2与射频地相连。

如图1所示，在本实施例中，所述电感L5、电阻R2与所述电容C6组成一个高通响应的旁路通道。

如图1所示，在本实施例中，所述新型双端恒阻滤波组件的截止频率可以任意调整。

为方便对上述技术方案的进一步理解，现对其电路原理及具体实施进行说明：

如图1所示，其中各个电容、电感值的计算公式如下，C1=L1/7216,C2=L1/7216,C5=L4/2000,L2=2600C2,R1=50,其中，电感L1与电感L3感值相同，电容C1与电容C4容值相同，电容C2与电容C3容值相同，电感L5与电感L4感值相同，电容C5与电容C6容值相同。另外，电感L1、电感L3、电容C1、电容C4、电容C2、电容C3、电感L5、电感L4、电容C5与电容C6容值需要满足上面所列公式条件，实现不论从组件的任意一端口向其内部看去，其输入阻抗呈现出与频率无关特性，即输入阻抗不随频率的改变而发生变化，实现恒定阻抗特性。

如图2所示，射频范围内的反射系数始终保持在Smith史密斯原图中的50Ω附近，即代表了良好的端口阻抗匹配特性。

实施例1：

如图1所示，一组射频信号由输入输出端子1进入滤波组件，其中由电容C5、电感L4与所述电阻R1组成一个截止频率为f2=30MHz高通响应的旁路通道，输入射频信号中高于频f2的频率成分将流入该支路，并最终被电阻R1转化为热量消耗；这里各个器件的阻值、感值、容值如下，R1=50Ω，R2=50Ω，L1=368nH，L2=481nH，L3=368nH，L4=160nH，L5=160nH，C1=51pF，C2=180pF，C3=180pF，C4=51pF，C5=82pF，C6=82pF；其中，电阻R1与电阻R2阻值相同，电感L1与电感L3感值相同，电容C1与电容C4容值相同，电容C2与电容C3容值相同，电感L5与电感L4感值相同，电容C5与电容C6容值相同。

实施例2:

如图1所示，该实施例的工作截止频率为15MHz，一组射频信号由输入输出端子1进入滤波组件，其中由电容C5、电感L4与所述电阻R1组成一个截止频率为f2=15MHz高通响应的旁路通道，输入射频信号中高于频f2的频率成分将流入该支路，并最终被电阻R1转化为热量消耗；这里各个器件的阻值、感值、容值如下，R1=50Ω，R2=50Ω，L1=725nH，L2=962nH，L3=725nH，L4=320nH，L5=320nH，C1=104pF，C2=360pF，C3=360pF，C4=104pF，C5=160pF，C6=160pF，其中，电阻R1与电阻R2阻值相同，电感L1与电感L3感值相同，电容C1与电容C4容值相同，电容C2与电容C3容值相同，电感L5与电感L4感值相同，电容C5与电容C6容值相同。

实施例3：

如图1所示，该实施例的工作截止频率为15MHz，一组射频信号由输入输出端子1进入滤波组件，其中由电容C5、电感L4与所述电阻R1组成一个截止频率为f2=15MHz高通响应的旁路通道，输入射频信号中高于频f2的频率成分将流入该支路，并最终被电阻R1转化为热量消耗；这里各个器件的阻值、感值、容值如下，R1=50Ω，R2=50Ω，L1=7.2uH，L2=1uH，L3=7.2uH，L4=320nH，L5=320nH，C1=1nF，C2=3.56nF，C3=3.56nF，C4=1nF，C5=1.6nF，C6=1.6nF，其中，电阻R1与电阻R2阻值相同，电感L1与电感L3感值相同，电容C1与电容C4容值相同，电容C2与电容C3容值相同，电感L5与电感L4感值相同，电容C5与电容C6容值相同。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种双端恒阻滤波组件，包括输入端子（1）、输出端子（2）、电感L1、L2、L3、L4、L5、电阻R1、R2、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6,所述输入端子（1）、输出端子（2）均连接外界的差分信号，所述电感L1、所述电容C1组成的电路与所述电感L4、所述电容C2组成的电路并联连接，所述电感L4一端与电容C1的一端相连接，电感L4的另一端与电容C2一端相连接，所述电容C2的另一端与电感L1的输出端相连接，所述电感L3、所述电容C3组成的电路与所述电感L5、所述电容C4组成的电路并联连接，所述电感L5一端与电容C3的一端相连接，电感L5另一端与电容C4一端相连接，电容C4另一端与电感L3的输出端相连接，其特征在于，所述输入端子（1）连接所述电感L1的输入端，所述电感L1的输出端连接所述电感L2的输入端，所述电感L2的输出端连接所述电感L3的输入端，所述电感L3的输出端连接所述输出端子（2）；所述电阻R1与电容C5串联后并联在所述电感L4的两端，所述电阻R2与电容C6串联后并联在所述电感L5的两端；

所述电感L4、所述电感L5、所述电容C2、所述电容C3均与射频地相接；

所述电阻R1、R2与射频地相连；

其中，电容、电感值的计算公式如下：

C1=L1/7216,C2=L1/7216,C5=L4/2000,L2=2600C2,R1=50；

其中，电感L1与电感L3感值相同，电容C1与电容C4容值相同，电容C2与电容C3容值相同，电感L5与电感L4感值相同，电容C5与电容C6容值相同,另外，电感L1、电感L3、电容C1、电容C4、电容C2、电容C3、电感L5、电感L4、电容C5与电容C6容值需要满足上面所列公式条件，实现不论从组件的任意一端口向其内部看去，其输入阻抗呈现出与频率无关特性，即输入阻抗不随频率的改变而发生变化，实现恒定阻抗特性。

2.根据权利要求1所述的一种双端恒阻滤波组件，其特征在于，所述电感L1、L2，L3和所述电容C1、C2、C3、C4组成低通滤波通道。

3.根据权利要求1所述的一种双端恒阻滤波组件，其特征在于，所述电感L5、电阻R2与所述电容C6组成一个高通响应的旁路通道。