CN111130501A - 一种滤波器、双工器及多工器 - Google Patents

一种滤波器、双工器及多工器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种滤波器、双工器及多工器，所述滤波器包括至少四个串联谐振单元，在输入端和输出端之间依次串联连接；并联谐振单元，被连接在所述至少四个串联谐振单元的连接点的任一者与并联谐振单元的对地端之间；可控组件单元，被连接在所述并联谐振单元的对地端与接地端之间。本发明通过控制开关的导通和关断可以实现带通和带阻滤波器之间的切换。

Description

一种滤波器、双工器及多工器
技术领域
本发明涉及滤波器技术领域，特别地涉及一种可配置带通带阻滤波器、双工器及多工器。
背景技术
在通信系统中尤其是移动终端系统中，需要进行通带的切换。一般实现通带的切换中包含两颗或两颗以上的滤波器芯片组。多颗芯片有共同的天线端，信号经过天线通过此滤波器来将特定信号从一条支路提取出来，而其余信号从另外支路通过。同时，不同的频段之间需要有一定的抑制来避免其他频段信号的干扰。
随着无线通信系统的发展，对于滤波器芯片的尺寸和性能提出了更高的要求。由于此滤波器组需要两颗或两颗以上芯片以及多个用于组成宽带滤波器的无源元件(passive components)，因此占据的尺寸较大。另外，由于有天线的公共端，在实际的匹配中公共端的寄生会对两颗或两颗以上芯片的回波损耗都有较大影响，一方面会影响插损，另一方面收敛性的恶化也会极大的影响系统工作的可靠性。并且对于不同频段滤波器的抑制通过单个滤波器来实现，要保证足够的抑制，需要牺牲一定的插损来获得高的抑制。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种使用单颗芯片来实现带通和带阻的滤波器，通过对地支路开关的开通和关断，来改变谐振器的阻抗特性，可以分别形成单个滤波器通带和超宽带带阻滤波器。带阻滤波器的通带带宽可以根据接入电感的大小来调节。
根据本发明的一方面，提供了一种滤波器。
本发明的滤波器，包括：至少四个串联谐振单元，在输入端和输出端之间依次串联连接；并联谐振单元，被连接在所述至少四个串联谐振单元的连接点的任一者与并联谐振单元的对地端之间；可控组件单元，被连接在所述并联谐振单元的对地端与接地端之间。
根据本发明的另一方面，提供了一种双工器。
本发明的双工器，包括：连接在天线端子与发送端子之间的如上所述的滤波器；和连接在天线端子与接收端子之间的如上所述的滤波器。
根据本发明的本发明又一方面，提供了一种多工器。
本发明的多工器，包括：多个连接在天线端子与发送端子之间的如上所述的滤波器；和多个连接在天线端子与接收端子之间的如上所述的滤波器。
本发明可以实现信号提取的功能的前提下，减小芯片的整体尺寸，本发明提出的滤波器只有输入输出两端，无公共端，能够有更好的回波和阻抗收敛特性，在系统应用中有更好的性能。
附图说明
附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：
图1是现有的GPS滤波器组的基本结构示意图；
图2是现有的GPS滤波器的结构示意图；
图3是本实施例提出的滤波器的结构示意图一；
图4是本实施例提出的滤波器的结构示意图二；
图5是本实施例提出的滤波器和开关集成的示意图；
图6是开关关断对应的带阻滤波器特性曲线图；
图7是图6在1.2GHz到2GHz频率处的放大特性曲线图；
图8是开关导通对应的带通滤波器特性曲线图；
图9是图8对应的带通滤波器的通带范围内的插损曲线图；
图10是滤波器对应的谐振器的阻抗特性曲线图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
图1示出了现有的GPS滤波器组的基本结构示意图。如图1所示，所述GPS滤波器组包括宽带滤波器和GPS滤波器，所述宽带滤波器和GPS滤波器的一端分别与公共端连接，所述宽带滤波器的通带是除了GPS的通带之外的其他频率，在GPS的频率处为一个带阻滤波器。该宽带滤波器，会使用多个无源元件来扩展滤波器的带宽，甚至全部使用无源间来实现。
图2示出了现有的GPS滤波器的结构示意图。如图2所示，GPS滤波器的基板结构包括四个串联谐振器S11～S14、三个并联谐振器P11～P13和三个寄生电感L11～L13，四个串联谐振器S11～S14在输入端口与输出端口之间依次串联连接，所述三个并联谐振器P11～P13被连接在所述四个并联谐振器的连接节点的任一者与地端之间，每个并联谐振器与接地端之间连接有寄生电感。
具体地，所述串联谐振器S11～S14依次串联连接，形成串联支路。所述并联谐振器P11的一端与串联谐振器S11和串联谐振器S12的连接点连接，另一端连接地端，所述并联谐振器P11与地端之间连接有所述寄生电感L11。所述并联谐振器P12的一端与串联谐振器S12和串联谐振器S13的连接点连接，另一端连接地端，所述并联谐振器P12与地端之间连接有所述寄生电感L12。所述并联谐振器P13的一端与串联谐振器S13和串联谐振器S14的连接点连接，另一端连接地端，所述并联谐振器P13与地端之间连接有所述寄生电感L13。
可见，现有的GPS提取器需要两个滤波器组成，占据的尺寸较大，并且有公共端，在实际的匹配中公共端的寄生会对两个滤波器的回波损耗都有较大影响，一方面会影响插损，另一方面收敛性的恶化也会极大的影响系统工作的可靠性。
为了解决现有GPS滤波器组存在的问题，本实施例提供一种可配置带通带阻的滤波器，使用单颗芯片来实现带通和带阻的特性，通过对地支路的切换，来改变谐振器的阻抗特性，可以分别形成单个滤波器通带和超宽带带阻滤波器。
图3和图4是本实施例提出的滤波器的结构示意图。如图3所示，所述滤波器包括四个串联谐振单元、三个并联谐振单元及三个可控组件单元。
四个串联谐振单元在输入端口与输出端口之间依次串联连接，所述三个并联谐振单元被连接在所述四个并联谐振单元的连接节点的任一者与对地端之间，每个对地端与接地端之间分别连接有所述可控无源单元。
具体地，所述四个串联谐振单元分别为第一串联谐振单元、第二串联谐振单元、第三串联谐振单元和第四串联谐振单元，所述第一串联谐振单元包括串联谐振器S21，所述第二串联谐振单元包括串联谐振器S22，所述第三串联谐振单元包括串联谐振器S23，所述第四串联谐振单元包括串联谐振器S24，所述串联谐振器S21～S24，所述串联谐振器S21～S24在输入端口与输出端口之间依次串联连接，形成串联支路。
所述三个并联谐振单元分别为第一并联谐振单元、第二并联谐振单元和第三并联谐振单元，所述第一并联谐振单元包括并联谐振器P21和电感L21，并联谐振器P21的一端与串联谐振器S21和串联谐振器S22的连接点连接，另一端连接并联谐振器P21的对地端SH1，并联谐振器P21与其对地端SH1之间连接有寄生电感L21。所述第二并联谐振单元包括并联谐振器P22和电感L22，并联谐振器P22的一端与串联谐振器S22和串联谐振器S23的连接点连接，另一端连接并联谐振器P22的对地端SH2，并联谐振器P22与其对地端SH2之间连接有寄生电感L22。所述第三并联谐振单元包括并联谐振器P23和电感L23，并联谐振器P23的一端与串联谐振器S23和串联谐振器S24的连接点连接，另一端连接并联谐振器P23的对地端SH3，并联谐振器P231与其对地端SH3之间连接有寄生电感L23。
所述三个可控组件单元分别为第一可控组件单元、第二可控组件单元和第三可控组件单元，所述第一可控组件单元包括电阻R1和开关S1，开关S1的一端与并联谐振器P21的对地端SH1连接，另一端与接地端连接，电阻R1并联在开关S1两端。
所述第二可控组件单元包括电阻R2和开关S2，开关S2的一端与并联谐振器P22的对地端SH2连接，另一端与接地端连接，电阻R2并联在开关S2两端；所述第三可控组件单元包括电阻R3和开关S3，开关S3的一端与并联谐振器P23的对地端SH3连接，另一端与接地端连接，电阻R3并联在开关SH3两端。
本实施例提出的滤波器，通过开关S1～S3的切换，采用一个滤波器来实现两个滤波器的功能。当开关S1～S3导通后，无源元件电阻R1～R3被短路，此时实现的是GPS带通滤波器；当开关S1～S3关断后，无源元件电阻R1～R3正常连接入电路中，此时实现的宽带带阻滤波器。通过控制开关的导通和关断可以实现带通和带阻滤波器之间的切换。
本实施例提出的滤波器，通过开关的开通关断来控制无源元件的接入和不接入。实现了现有的GPS滤波器和宽带带阻滤波器的带通和带阻两个功能。
在一实施例中，采用电感和电阻作为无源元件，无源元件还可以使用片外分立器件，IPD集成或者在封装基板中进行集成。采用片外电感作为无源元件时，可以通过电感感值的变化，来弥补滤波器芯片的制造误差，还可以通过感值的调节来进行匹配和带宽的调节，获得更好的性能。
本实施例的滤波器使用一颗滤波芯片结构，使得芯片整体的尺寸明显的缩减。
图5是本实施例提出的滤波器和开关集成的示意图。如图5所示，电感集成在芯片的中或者封装基板中集成。图5中的电感也可以为电容或者电感电容组合结构。所述滤波器中引出的三个管脚SH1，SH2，SH3分别和开关连接，开关的另一端接地。上述电感的空间位置需要保证和SH3连接的电感L3，同管脚SH1和SH2连接的电感L1和L2保持一定的距离，减小电感L3和L1，L2的耦合。
本实施例提出的滤波器也可以不包含可控组件单元，通过对滤波器芯片的并联谐振器的对地端SH1，SH2和SH3固定的选择接地和接无源元件，来构成带通和带阻滤波器之一，不涉及开关的引入，最终滤波器是单独的作为带通或者带阻滤波器来使用。
图6是开关关断对应的带阻滤波器特性曲线图。在GPS的频段范围内，抑制都在-50dB以下。在除了GPS频段之外，均有较小的插损。
图7是图6在1.2GHz到2GHz频率处的放大特性曲线图。由于复用GPS滤波器中的谐振器，Q值较高，两侧的滚降更好。
图8是开关导通对应的带通滤波器特性曲线图。图9是图8对应的带通滤波器的通带范围内的插损曲线图。
图10是滤波器对应的谐振器的阻抗特性曲线图。图10中细实线是串联谐振器的阻抗曲线，粗虚线是开关导通情况下，并联谐振器的阻抗曲线，粗实线是开关关断情况下，并联谐振器的阻抗曲线。
从图10可以看出，开关导通情况下，串联谐振器的Fs和并联谐振器的Fp基本接近，可以有较好的匹配，因此在GPS频段形成通带。开关关断的情况下，串联谐振器的Fs和并联谐振器的阻抗最低点均在GPS频段内，因此在GPS频段形成带阻，而对于GPS通带以外，并联谐振器阻抗较高，可以形成较好的匹配，因此形成较宽的通带。
本实施例提出的滤波器使用单颗滤波器芯片来实现带通和带阻的特性，通过对地支路的切换，来改变谐振器的阻抗特性，可以分别形成单个滤波器通带和超宽带带阻滤波器。本实施例可以实现信号提取的功能的前提下，减小芯片的整体尺寸。本实施例提出的滤波器只有输入输出两端，无公共端，能够有更好的回波和阻抗收敛特性，在系统应用中有更好的性能。
本实施例提出的滤波器并不仅仅限于GPS滤波器组的应用，还可应用于其他需要切换通带和阻带滤波器的应用中。
本实施例还提供一种双工器，该双工器包括：
连接在天线端子与发送端子之间的如上所述的超窄带滤波器；和
连接在天线端子与接收端子之间的如上所述的超窄带滤波器。
本实施例还提供一种多工器，该多工器包括：
多个连接在天线端子与发送端子之间的如上所述的超窄带滤波器；和
多个连接在天线端子与接收端子之间的如上所述的超窄带滤波器。
本实施例采用新的超窄带滤波器组成双工器以及多工器，满足双工器以及多工器性能需求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种滤波器，其特征在于，包括：
至少四个串联谐振单元，在输入端和输出端之间依次串联连接；
并联谐振单元，被连接在所述至少四个串联谐振单元的连接点的任一者与并联谐振单元的对地端之间；
可控组件单元，被连接在所述并联谐振单元的对地端与接地端之间。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述串联谐振单元包括串联谐振器。
3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述并联谐振单元包括并联谐振器，所述并联谐振器的一端与相邻两个所述串联谐振器的连接点连接，另一端与所述并联谐振器相应的对地端连接。
4.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，还包括：第一无源元件，所述第一无源元件的一端与所述并联谐振器连接，另一端与所述并联谐振器相应的对地端连接。
5.根据权利要求4所述的滤波器，其特征在于，所述第一无源元件为电阻、电感、电容中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的滤波器，其特征在于，所述可控组件单元包括开关，所述开关的一端与所述并联谐振器相应的对地端连接，另一端接地。
7.根据权利要求6所述的滤波器，其特征在于，所述开关的两端并联有第二无源元件，无源元件为集成器件或者分立器件。
8.根据权利要求7所述的滤波器，其特征在于，所述第二无源元件为电阻、电感、电容中的一种或多种。
9.一种双工器，其特征在于，包括：
连接在天线端子与发送端子之间的如权利要求1或8所述的滤波器；和
连接在天线端子与接收端子之间的如权利要求1或8所述的滤波器。
10.一种多工器，其特征在于，包括：
多个连接在天线端子与发送端子之间的如权利要求1或8所述的滤波器；和
多个连接在天线端子与接收端子之间的如权利要求1或8所述的滤波器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111865255A (zh) * 2020-07-31 2020-10-30 诺思(天津)微系统有限责任公司 射频模组设计方法、射频模组及通信设备
CN112511126A (zh) * 2020-10-30 2021-03-16 诺思(天津)微系统有限责任公司 多工器和改善多工器隔离度的方法以及通信设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101128977A (zh) * 2005-02-28 2008-02-20 松下电器产业株式会社 压电滤波器以及使用该压电滤波器的双工器和通信装置
CN101572532A (zh) * 2008-02-15 2009-11-04 意法半导体股份有限公司 可数字地重新配置的体声波型谐振器滤波器及方法
CN107070433A (zh) * 2015-11-04 2017-08-18 联发科技股份有限公司 频率可调谐滤波器及相关装置
WO2018037968A1 (ja) * 2016-08-26 2018-03-01 株式会社村田製作所 弾性波フィルタ装置、マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路および通信装置
WO2018061878A1 (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 株式会社村田製作所 弾性波装置、高周波フロントエンド回路および通信装置
WO2019003619A1 (ja) * 2017-06-28 2019-01-03 株式会社村田製作所 高周波フィルタ、マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路および通信装置
CN109196777A (zh) * 2016-05-27 2019-01-11 株式会社村田制作所 高频滤波电路、多工器、高频前端电路以及通信装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101128977A (zh) * 2005-02-28 2008-02-20 松下电器产业株式会社 压电滤波器以及使用该压电滤波器的双工器和通信装置
CN101572532A (zh) * 2008-02-15 2009-11-04 意法半导体股份有限公司 可数字地重新配置的体声波型谐振器滤波器及方法
CN107070433A (zh) * 2015-11-04 2017-08-18 联发科技股份有限公司 频率可调谐滤波器及相关装置
CN109196777A (zh) * 2016-05-27 2019-01-11 株式会社村田制作所 高频滤波电路、多工器、高频前端电路以及通信装置
WO2018037968A1 (ja) * 2016-08-26 2018-03-01 株式会社村田製作所 弾性波フィルタ装置、マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路および通信装置
CN109643987A (zh) * 2016-08-26 2019-04-16 株式会社村田制作所 弹性波滤波器装置、多工器、高频前端电路以及通信装置
WO2018061878A1 (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 株式会社村田製作所 弾性波装置、高周波フロントエンド回路および通信装置
WO2019003619A1 (ja) * 2017-06-28 2019-01-03 株式会社村田製作所 高周波フィルタ、マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路および通信装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111865255A (zh) * 2020-07-31 2020-10-30 诺思(天津)微系统有限责任公司 射频模组设计方法、射频模组及通信设备
CN112511126A (zh) * 2020-10-30 2021-03-16 诺思(天津)微系统有限责任公司 多工器和改善多工器隔离度的方法以及通信设备
WO2022089596A1 (zh) * 2020-10-30 2022-05-05 诺思(天津)微系统有限责任公司 多工器和改善多工器隔离度的方法以及通信设备

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