CN113098437A - 一种可调宽频段滤波器组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调宽频段滤波器组，包括：PCB板，设置在所述PCB板上的四个大功率切换开关：第一大功率切换开关SW1、第二大功率切换开关SW2、第三大功率切换开关SW3、第四大功率切换开关SW4，与所述大功率切换开关连接的七个可调频低通滤波器：第一可调频低通滤波器至第七可调频低通滤波器，与所述可调频低通滤波器连接的供电端。本发明的带外抑制性能优越，带内损耗较小，可以精准调整可调频低通滤波器频段及性能。
Description
技术领域
本发明属于无线通信领域，涉及一种可调宽频段滤波器组。
背景技术
目前在常用的无线通信系统结构中，滤波器是必不可少的组成部分主要用来进行频段选择和滤除。在收发信机中，电调滤波器在较宽的频段范围内，能够保持较好的滤波特性，但是当设计频段较宽，频段变化较大时，滤波器的性能会在某一频点开始恶化，回波损耗恶化严重，因此，如何尽可能的增大滤波器的调频范围而又补损耗滤波器的性能是目前一个很有挑战性的课题。
发明内容
本发明提供一种可调宽频段滤波器组，其带外抑制性能优越，带内损耗较小，可以精准调整滤波器频段及性能。
为了实现上述技术效果，本发明的技术方案是这样实现的。
本发明提供一种可调宽频段滤波器组，包括：PCB板，设置在所述PCB 板上的四个大功率切换开关：第一大功率切换开关SW1、第二大功率切换开关SW2、第三大功率切换开关SW3、第四大功率切换开关SW4，与所述大功率切换开关连接的七个可调频低通滤波器：第一可调频低通滤波器至第七可调频低通滤波器，与所述可调频低通滤波器连接的供电端；射频信号从第一大功率切换开关SW1的天线端口ANT进入，所述第一大功率切换开关SW1 的第一个端口TX1与第一可调频低通滤波器输入端连接，所述第一可调频低通滤波器输出端与第二大功率切换开关SW2的第四端口TX4连接；所述第一大功率切换开关SW1的第二个端口TX2与第二可调频低通滤波器输入端连接，所述第二可调频低通滤波器输出端与第二大功率切换开关SW2的第三端口TX3连接；所述第一大功率切换开关SW1的第三个端口TX3与第三可调频低通滤波器输入端连接，所述第三可调频低通滤波器输出端与第二大功率切换开关SW2的第二端口TX2连接；所述第一大功率切换开关SW1的第四个端口TX4与第三大功率切换开关SW3的天线端口ANT连接，所述第三大功率切换开关SW3的第一个端口TX1与第四可调频低通滤波器输入端连接，所述第四可调频低通滤波器输出端与第四大功率切换开关SW4的第四个端口TX4连接；所述第三大功率切换开关SW3的第二个端口TX2与第五可调频低通滤波器输入端连接，所述第五可调频低通滤波器输出端与第四大功率切换开关SW4的第三个端口TX3连接；所述第三大功率切换开关SW3的第三个端口TX3与第六可调频低通滤波器输入端连接，所述第六可调频低通滤波器输出端与第四大功率切换开关SW4的第二个端口TX2连接；所述第三大功率切换开关SW3的第四个端口TX4与第七可调频低通滤波器输入端连接，所述第七可调频低通滤波器输出端与第四大功率切换开关SW4的第一个端口TX1连接；所述第四大功率切换开关SW4的天线端口ANT与第二大功率切换开关SW2的第一个端口TX1连接，射频信号从所述第二大功率切换开关SW2的天线端口ANT输出。
在本发明提供的实施例中，所述第一大功率切换开关SW1的接收端口 RX与所述第四大功率切换开关SW4的接收端口RX连接。
在本发明提供的实施例中，所述可调频低通滤波器包括射频信号输入端口，第一阶并联谐振电路，第二阶串联LC谐振电路，第三阶并联谐振电路，第四阶串联LC谐振电路，第五阶并联谐振电路，射频信号输出端口，以及接地端口；所述射频信号输入端口与第一阶并联谐振电路输入端和第二阶串联LC谐振电路输入端连接，所述第一阶并联谐振电路输出端与接地端口连接；所述第二阶串联LC谐振电路输出端与第三阶并联谐振电路输入端和第四阶串联LC谐振电路输入端连接，所述第三阶并联谐振电路输出端与接地端口连接；所述第四阶串联LC谐振电路输出端与第五阶并联谐振电路输入端和射频信号输出端口连接，所述第五阶并联谐振电路输出端与接地端口连接。
所述第一阶并联谐振电路采用变容二极管C1作为接地电容，所述变容二极管C1的负极接地，正极与射频信号输入端口和第二串联LC谐振电路输入端连接；所述第二串LC联谐振电路包括绕线电感L1及电容C4，所述电感 L1与电容C4以并联形式连接，形成谐振回路，所述第二串联LC谐振电路输出端与第三并联谐振电路输入端口、第四串联LC谐振电路输入端连接；所述第三并联谐振电路采用变容二极管C2作为接地电容，所述变容二极管 C2的负极接地，正极与第二串LC联谐振电路输出端和第四串联LC谐振电路输入端连接；所述第四串联LC谐振电路包括绕线电感L2及电容C5，所述电感L2与电容C5以并联形式连接，形成谐振回路，所述第四串联LC谐振电路输出端与第五并联谐振电路输入端口、射频信号输出端口连接；所述第五并联谐振电路采用变容二极管C3作为接地电容，所述变容二极管C3的负极接地，正极与第四串联LC谐振电路输出端、射频信号输出端口连接。
在本发明提供的实施例中，供电端包括三个可调谐电压：可调谐电压Vcc1、可调谐电压Vcc2、可调谐电压Vcc3；所述可调谐电压Vcc1与每个第一阶并联谐振电路连接；所述可调谐电压Vcc2与每个第三阶并联谐振电路连接；所述可调谐电压Vcc3与每个第五阶并联谐振电路连接。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明实施例的可调频宽频带滤波器框图。
图2为本发明实施例的可调频低通带滤波器拓扑图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本发明实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供一种可调宽频段滤波器组，包括：PCB板，设置在所述PCB板上的四个大功率切换开关：第一大功率切换开关SW1、第二大功率切换开关SW2、第三大功率切换开关SW3、第四大功率切换开关SW4，与所述大功率切换开关连接的七个可调频低通滤波器Filter：第一可调频低通滤波器Filter1至第七可调频低通滤波器Filter7，与所述可调频低通滤波器连接的供电端Vtune；
进一步地，所述大功率切换开关、可调频低通滤波器均通过锡焊固定在所述PCB板上。
射频信号从第一大功率切换开关SW1的天线端口ANT进入，所述第一大功率切换开关SW1的第一个端口TX1与第一可调频低通滤波器输入端连接，所述第一可调频低通滤波器输出端与第二大功率切换开关SW2的第四端口TX4连接；
所述第一大功率切换开关SW1的第二个端口TX2与第二可调频低通滤波器输入端连接，所述第二可调频低通滤波器输出端与第二大功率切换开关 SW2的第三端口TX3连接；
所述第一大功率切换开关SW1的第三个端口TX3与第三可调频低通滤波器输入端连接，所述第三可调频低通滤波器输出端与第二大功率切换开关 SW2的第二端口TX2连接；
所述第一大功率切换开关SW1的第四个端口TX4与第三大功率切换开关SW3的天线端口ANT连接，所述第三大功率切换开关SW3的第一个端口 TX1与第四可调频低通滤波器输入端连接，所述第四可调频低通滤波器输出端与第四大功率切换开关SW4的第四个端口TX4连接；
所述第三大功率切换开关SW3的第二个端口TX2与第五可调频低通滤波器输入端连接，所述第五可调频低通滤波器输出端与第四大功率切换开关 SW4的第三个端口TX3连接；
所述第三大功率切换开关SW3的第三个端口TX3与第六可调频低通滤波器输入端连接，所述第六可调频低通滤波器输出端与第四大功率切换开关 SW4的第二个端口TX2连接；
所述第三大功率切换开关SW3的第四个端口TX4与第七可调频低通滤波器输入端连接，所述第七可调频低通滤波器输出端与第四大功率切换开关 SW4的第一个端口TX1连接；
所述第四大功率切换开关SW4的天线端口ANT与第二大功率切换开关 SW2的第一个端口TX1连接，射频信号从所述第二大功率切换开关SW2的天线端口ANT输出。
可以理解，在本发明提供的实施例中，七个可调频低通滤波器均与大功率切换开关连接，然后通过外部逻辑控制不同可调频低通滤波器的通断，可以确保同一时间段只有一路可调频低通滤波器正常进行工作。
需要说明的是，在本发明的技术方案中，并不只限于四个大功率切换开关和七个可调频低通滤波器，可以根据不同的修改，使用不同数量的大功率切换开关和可调频低通滤波器。
可选的，在本发明提供的实施例中，所述第一大功率切换开关SW1的接收端口RX与所述第四大功率切换开关SW4的接收端口RX连接。
也就是说，整个模块有七个可调频低通滤波器作为链路发射使用，有一路接收作为整个链路的接收通路使用，为了减少接收信号的损耗，在此不加可调频低通滤波器，直接由第一个大功率切换开关的接收端口RX与第二个大功率切换开关的接收端口RX连接，作为可调频低通滤波器模块的接收通道使用。
可以理解，在本发明提供的实施例中，整个可调宽频段可调频低通滤波器组有发射和接功能，总共有四个端口，射频输入端口RFin，射频输出端口 RFout，接地端口GND，供电端口Vtune。
如图2所示，可调频低通滤波器的拓扑结构中包含2个绕线电感，2个电容，3个变容二极管组成LC可调频低通滤波器，电感L1与电容C4并联，及电感L2与电容C5并联，形成谐振回路，变容二极管C1、C2、C3接地，提升可调频低通滤波器的带外抑制性能。
由图2中可以看出，所述可调频低通滤波器包括射频信号输入端口RFin，第一阶并联谐振电路，第二阶串联LC谐振电路，第三阶并联谐振电路，第四阶串联LC谐振电路，第五阶并联谐振电路，射频信号输出端口RFout，以及接地端口GND；
所述射频信号输入端口与第一阶并联谐振电路输入端和第二阶串联LC 谐振电路输入端连接，所述第一阶并联谐振电路输出端与接地端口连接；
所述第二阶串联LC谐振电路输出端与第三阶并联谐振电路输入端和第四阶串联LC谐振电路输入端连接，所述第三阶并联谐振电路输出端与接地端口连接；
所述第四阶串联LC谐振电路输出端与第五阶并联谐振电路输入端和射频信号输出端口连接，所述第五阶并联谐振电路输出端与接地端口连接。
进一步地，在本发明提供的实施例中，所述第一阶并联谐振电路采用变容二极管C1作为接地电容，所述变容二极管C1的负极接地，正极与射频信号输入端口和第二串联LC谐振电路输入端连接；所述第二串LC联谐振电路包括绕线电感L1及电容C4，所述电感L1与电容C4以并联形式连接，形成谐振回路，所述第二串联LC谐振电路输出端与第三并联谐振电路输入端口、第四串联LC谐振电路输入端连接；所述第三并联谐振电路采用变容二极管C2作为接地电容，所述变容二极管C2的负极接地，正极与第二串LC联谐振电路输出端和第四串联LC谐振电路输入端连接；所述第四串联LC谐振电路包括绕线电感L2及电容C5，所述电感L2与电容C5以并联形式连接，形成谐振回路，所述第四串联LC谐振电路输出端与第五并联谐振电路输入端口、射频信号输出端口连接；所述第五并联谐振电路采用变容二极管C3作为接地电容，所述变容二极管C3的负极接地，正极与第四串联LC谐振电路输出端、射频信号输出端口连接。以此实现可调频低通滤波器的频段可调特性，及提高可调频低通滤波器的带外抑制性能，确保可调频低通滤波器在有用的射频信号频段范围内性能最优。
进一步地，在本发明提供的实施例中，供电端包括三个可调谐电压：可调谐电压Vcc1、可调谐电压Vcc2、可调谐电压Vcc3；所述可调谐电压Vcc1 与每个第一阶并联谐振电路连接；所述可调谐电压Vcc2与每个第三阶并联谐振电路连接；所述可调谐电压Vcc3与每个第五阶并联谐振电路连接。通过调谐电压Vcc对变容二极管容值的调整，以此来调节可调频低通滤波器的频段特性。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (5)
1.一种可调宽频段滤波器组，其特征在于，包括：PCB板，设置在所述PCB板上的四个大功率切换开关：第一大功率切换开关SW1、第二大功率切换开关SW2、第三大功率切换开关SW3、第四大功率切换开关SW4，与所述大功率切换开关连接的七个可调频低通滤波器：第一可调频低通滤波器至第七可调频低通滤波器，与所述可调频低通滤波器连接的供电端；
射频信号从第一大功率切换开关SW1的天线端口ANT进入，所述第一大功率切换开关SW1的第一个端口TX1与第一可调频低通滤波器输入端连接，所述第一可调频低通滤波器输出端与第二大功率切换开关SW2的第四端口TX4连接；
所述第一大功率切换开关SW1的第二个端口TX2与第二可调频低通滤波器输入端连接，所述第二可调频低通滤波器输出端与第二大功率切换开关SW2的第三端口TX3连接；
所述第一大功率切换开关SW1的第三个端口TX3与第三可调频低通滤波器输入端连接，所述第三可调频低通滤波器输出端与第二大功率切换开关SW2的第二端口TX2连接；
所述第一大功率切换开关SW1的第四个端口TX4与第三大功率切换开关SW3的天线端口ANT连接，所述第三大功率切换开关SW3的第一个端口TX1与第四可调频低通滤波器输入端连接，所述第四可调频低通滤波器输出端与第四大功率切换开关SW4的第四个端口TX4连接；
所述第三大功率切换开关SW3的第二个端口TX2与第五可调频低通滤波器输入端连接，所述第五可调频低通滤波器输出端与第四大功率切换开关SW4的第三个端口TX3连接；
所述第三大功率切换开关SW3的第三个端口TX3与第六可调频低通滤波器输入端连接，所述第六可调频低通滤波器输出端与第四大功率切换开关SW4的第二个端口TX2连接；
所述第三大功率切换开关SW3的第四个端口TX4与第七可调频低通滤波器输入端连接，所述第七可调频低通滤波器输出端与第四大功率切换开关SW4的第一个端口TX1连接；
所述第四大功率切换开关SW4的天线端口ANT与第二大功率切换开关SW2的第一个端口TX1连接，射频信号从所述第二大功率切换开关SW2的天线端口ANT输出。
2.如权利要求1所述的一种可调宽频段滤波器组，其特征在于，所述第一大功率切换开关SW1的接收端口RX与所述第四大功率切换开关SW4的接收端口RX连接。
3.如权利要求1所述的一种可调宽频段滤波器组，其特征在于，所述可调频低通滤波器包括射频信号输入端口，第一阶并联谐振电路，第二阶串联LC谐振电路，第三阶并联谐振电路，第四阶串联LC谐振电路，第五阶并联谐振电路，射频信号输出端口，以及接地端口；
所述射频信号输入端口与第一阶并联谐振电路输入端和第二阶串联LC谐振电路输入端连接，所述第一阶并联谐振电路输出端与接地端口连接；
所述第二阶串联LC谐振电路输出端与第三阶并联谐振电路输入端和第四阶串联LC谐振电路输入端连接，所述第三阶并联谐振电路输出端与接地端口连接；
所述第四阶串联LC谐振电路输出端与第五阶并联谐振电路输入端和射频信号输出端口连接，所述第五阶并联谐振电路输出端与接地端口连接。
4.如权利要求3所述的一种可调宽频段滤波器组，其特征在于，
所述第一阶并联谐振电路采用变容二极管C1作为接地电容，所述变容二极管C1的负极接地，正极与射频信号输入端口和第二串联LC谐振电路输入端连接；
所述第二串LC联谐振电路包括绕线电感L1及电容C4，所述电感L1与电容C4以并联形式连接，形成谐振回路，所述第二串联LC谐振电路输出端与第三并联谐振电路输入端口、第四串联LC谐振电路输入端连接；
所述第三并联谐振电路采用变容二极管C2作为接地电容，所述变容二极管C2的负极接地，正极与第二串LC联谐振电路输出端和第四串联LC谐振电路输入端连接；
所述第四串联LC谐振电路包括绕线电感L2及电容C5，所述电感L2与电容C5以并联形式连接，形成谐振回路，所述第四串联LC谐振电路输出端与第五并联谐振电路输入端口、射频信号输出端口连接；
所述第五并联谐振电路采用变容二极管C3作为接地电容，所述变容二极管C3的负极接地，正极与第四串联LC谐振电路输出端、射频信号输出端口连接。
5.如权利要求3或4所述的一种可调宽频段滤波器组，其特征在于，供电端包括三个可调谐电压：可调谐电压Vcc1、可调谐电压Vcc2、可调谐电压Vcc3；
所述可调谐电压Vcc1与每个第一阶并联谐振电路连接；
所述可调谐电压Vcc2与每个第三阶并联谐振电路连接；
所述可调谐电压Vcc3与每个第五阶并联谐振电路连接。
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