CN115664376A - 一种实现多通带滤波器的拓扑电路结构及多通带滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现多通带滤波器的拓扑电路结构及多通带滤波器，包括至少两个并联在输入端和输出端之间拓扑单元，其中一个拓扑单元为拓扑单元S，所述拓扑单元S包括依次串联在输入端和输出端之间的谐振器S1和谐振器S3，以及并联在谐振器S1和谐振器S3之间的谐振器S2、谐振器S4，所述谐振器S2与谐振器S4之间的电路接地，所述谐振器S1、谐振器S2、谐振器S3、谐振器S4的电容值与谐振频率均不相同。其引入滤波器后能实现两个或多个不同频率的通带，结构简单，满足了现有的应用需求。
Description
技术领域
本发明属于声表面波滤波器技术领域，涉及一种实现多通带滤波器的拓扑电路结构及多通带滤波器。
背景技术
随着无线通信技术向着多频段、多模方向快速发展，作为射频前端关键部件的滤波器、双工器等得到了广泛关注。且随着5G时代的到来，通信频段越来越拥挤，常常会使用频带相隔不远、信道不同的多个通信信道。为了减少使用的滤波器组件的数量，能够实现多个通带的声表面波滤波器成为了重要的设计方向，现有在多通带滤波器方面的研究较少，且结构复杂、不能满足应用的要求。
发明内容
为解决上述现有技术问题，本发明提供一种实现多通带滤波器的拓扑电路结构及多通带滤波器。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种实现多通带滤波器的拓扑电路结构，包括至少两个并联在输入端和输出端之间拓扑单元，其中一个拓扑单元为拓扑单元S，所述拓扑单元S包括依次串联在输入端和输出端之间的谐振器S1和谐振器S3，以及并联在谐振器S1和谐振器S3之间的谐振器S2、谐振器S4，所述谐振器S2与谐振器S4之间的电路接地，所述谐振器S1、谐振器S2、谐振器S谐振器S4的电容值与谐振频率均不相同。
进一步的，所述输入端和输出端之间还并联有拓扑单元P，所述拓扑单元S与拓扑单元P并联设置。
进一步的，所述拓扑单元P包括依次串联在输入端和输出端之间的谐振器P2和谐振器P4，以及并联在谐振器P2和谐振器P4之间的谐振器P1、谐振器P3，所述谐振器P1与谐振器P3之间的电路接地，所述谐振器P1、谐振器P2、谐振器P3、谐振器P4的电容值与谐振频率均不相同。
进一步的，所述输入端与拓扑单元之间的电路上连接有匹配电感La，所述匹配电感La接地。
进一步的，所述输出端与拓扑单元之间的电路上连接有匹配电感Lb，所述匹配电感Lb接地。
进一步的，所述匹配电感La与拓扑单元之间的电路上串联有谐振器R。
进一步的，所述输入端与拓扑单元之间的电路上串联有谐振器R。
本发明还提供了一种多通带滤波器，包括上述任一所述的实现多通带滤波器的拓扑电路结构。
本发明的有益效果体现在，提供一种实现多通带滤波器的拓扑电路结构，通过调整谐振器S1、谐振器S2、谐振器S3、谐振器S4的频率与电容可得到一个信道，每个谐振器的电容值与谐振频率皆不同，将两个或以上的拓扑电路结构物并联在一起，则能实现两个或多个不同频率的通带，结构简单，满足了现有的应用需求；且通过引入匹配电感La或匹配电感Lb，调节两个拓扑单元之间的匹配，从而实现远通带双频滤波器；也可通过添加串联谐振器R来调整远端的抑制，实现多通带滤波器的抑制性能。
附图说明
图1为本发明第一种实施例单个拓扑单元电路结构图；
图2为本发明第一种实施例单个拓扑单元结构的插入损耗性能图；
图3为本发明第二种实施例两个拓扑单元电路结构图；
图4为本发明第二种实施例两个拓扑单元结构并联的插入损耗性能图；
图5为本发明第二种实施例中拓扑单元S、拓扑单元P的插入损耗性能图；
图6为本发明第三种实施例双通带结构接入匹配电感的电路结构图；
图7为本发明第三种实施例双通带结构接入匹配电感后的插入损耗性能图；
图8为本发明第四种实施例串联谐振器R的电路结构图；
图9为本发明第四种实施例串联谐振器R后的插入损耗性能图；
附图标记说明：1、输入端；2、输出端。
具体实施方式
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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图9所示，本发明提供的具体实施例如下：
实施例一：如图1-2所示，本发明提供了一种实现多通带滤波器的拓扑电路结构，包括至少两个并联在输入端1和输出端2之间拓扑单元，其中一个拓扑单元为拓扑单元S，所述拓扑单元S包括依次串联在输入端1和输出端2之间的谐振器S1和谐振器S3，以及并联在谐振器S1和谐振器S3之间的谐振器S2、谐振器S4，所述谐振器S2与谐振器S4之间的电路接地，所述谐振器S1、谐振器S2、谐振器S3、谐振器S4的电容值与谐振频率均不相同。
即单个拓扑结构单元是由2个L型电路对称连接，其中L型电路的并联单元又相互并联且共地连接。单个拓扑结构单元能实现一个低插损的通带，因此多个拓扑单元连接在一起则可实现多通带的性能。通过调整谐振器S1、谐振器S2、谐振器S3、谐振器S4的频率与电容可得到一个信道，每个谐振器的电容值与谐振频率皆不同。若将两个或以上拓扑单元并联到一起，则能实现两个或多个不同频率的通带。实施例1公开了单个拓扑单元的电路结构，其能够得到一个信道，得到图2所示的插入损耗性能图，图2中，S（13,14）为其插入损耗性能曲线。
实施例二：如图3-5所示，在实施例一的基础上，所述输入端1和输出端2之间还并联有拓扑单元P，所述拓扑单元S与拓扑单元P并联设置。所述拓扑单元P包括依次串联在输入端1和输出端2之间的谐振器P2和谐振器P4，以及并联在谐振器P2和谐振器P4之间的谐振器P1、谐振器P3，所述谐振器P1与谐振器P3之间的电路接地，所述谐振器P1、谐振器P2、谐振器P3、谐振器P4的电容值与谐振频率均不相同。
即公开了将两个拓扑单元并联后的电路结构，实现两个不同频率的通带。当然，也可以将两个以上的拓扑单元并联，得到两个以上不同频率的通带。图4所示为两个拓扑单元并联后的插入损耗性能图，图4中，S（1,2）为其插入损耗性能曲线，m1为频点即Mark点1处的频率为2.010GHz，插入损耗为-0.951dB；m2为频点2处的频率为2.025GHz，插入损耗为-1.253 dB；m3为频点3处的频率为1.880GHz，插入损耗为-1.081 dB；m4为频点4处的频率为1.920GHz，插入损耗为-3.033 dB。
图5为本实施例中拓扑单元S、拓扑单元P的插入损耗性能图。其中S(11，12)为拓扑单元P的插入损耗曲线，S(13，14)为拓扑单元S的插入损耗曲线。当两个拓扑结构并联在一起时，由于拓扑单元P左边的抑制不够落在了拓扑结构S的通带下边频，若想实现拓扑单元S的宽带化，且改善拓扑单元S的带内波纹，则需减小拓扑结构P的左边落在拓扑结构S通带的带外幅度，即虚线所圈位置。
实施例三：如图6-7所示，为了实现通带距离较远的两个信道，在实施例二的基础上，引入了匹配电感La和匹配电感Lb，其中匹配电感La连接在所述输入端1与拓扑单元之间的电路上，所述匹配电感La接地；匹配电感Lb连接在所述输出端2与拓扑单元之间的电路上，所述匹配电感Lb接地。引入匹配电感La和匹配电感Lb，调节两个拓扑单元之间的匹配，从而实现远通带双频滤波器。
当匹配电感La=5.7nH，匹配电感Lb=4.2nH时，通过调整和匹配后，每个谐振器对应的物理值如表1所示：
表1
图7为本发明的双通带结构接入匹配电感后的插入损耗性能图，图7中，S（1，2）为其插入损耗性能曲线。其中m1为频点1处的频率为2.010GHz，插入损耗为-0.565；m2为频点2处的频率为2.025GHz，插入损耗为-0.489；m3为频点3处的频率为1.880GHz，插入损耗为-1.374；m4为频点4处的频率为1.920GHz，插入损耗为-1.947。
实施例四：如图8-9所示，在实施例三的基础上，为了实现远端抑制要求，可以通过添加串联谐振器R来调整远端的抑制，实现多通带滤波器的抑制性能。即在所述输入端与拓扑单元之间的电路上串联有谐振器R，通过调整各个谐振器的参数，改善双通带的带外抑制，从而实现Band34&Band39双通带的设计,即实现频段2010~2025MHz和频段1880~1920MHz双通带的设计。
当匹配电感La=6.8nH，匹配电感Lb=6.1nH时，通过调整和匹配后，每个谐振器对应的物理值如表2所示：
表2
图9为本发明第四种实施例串联谐振器R后的插入损耗性能图，图9中，S（1，2）为其插入损耗性能曲线。其中m7为频点7处的频率为2.010GHz，插入损耗为-0.954；m13为频点13处的频率为2.025GHz，插入损耗为-0.626；m14为频点14处的频率为1.880GHz，插入损耗为-0.992；m15为频点15处的频率为1.920GHz，插入损耗为-1.931。
本发明还公开了一种多通带滤波器，包括上述任一所述的实现多通带滤波器的拓扑电路结构。其通过调整谐振器S1、谐振器S2、谐振器S3、谐振器S4的频率与电容可得到一个信道，每个谐振器的电容值与谐振频率皆不同，将两个或以上的拓扑电路结构物并联在一起，则能实现两个或多个不同频率的通带，结构简单，满足了现有的应用需求；且通过引入匹配电感La或匹配电感Lb，调节两个拓扑单元之间的匹配，从而实现远通带双频滤波器；也可通过添加串联谐振器R来调整远端的抑制，实现多通带滤波器的抑制性能。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系。
在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
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多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种实现多通带滤波器的拓扑电路结构，其特征在于：包括至少两个并联在输入端（1）和输出端（2）之间拓扑单元，其中一个拓扑单元为拓扑单元S，所述拓扑单元S包括依次串联在输入端（1）和输出端（2）之间的谐振器S1和谐振器S3，以及并联在谐振器S1和谐振器S3之间的谐振器S2、谐振器S4，所述谐振器S2与谐振器S4之间的电路接地，所述谐振器S1、谐振器S2、谐振器S3、谐振器S4的电容值与谐振频率均不相同。
2.根据权利要求1所述的实现多通带滤波器的拓扑电路结构，其特征在于：所述输入端（1）和输出端（2）之间还并联有拓扑单元P，所述拓扑单元S与拓扑单元P并联设置。
3.根据权利要求2所述的实现多通带滤波器的拓扑电路结构，其特征在于：所述拓扑单元P包括依次串联在输入端（1）和输出端（2）之间的谐振器P2和谐振器P4，以及并联在谐振器P2和谐振器P4之间的谐振器P1、谐振器P3，所述谐振器P1与谐振器P3之间的电路接地，所述谐振器P1、谐振器P2、谐振器P3、谐振器P4的电容值与谐振频率均不相同。
4.根据权利要求2所述的实现多通带滤波器的拓扑电路结构，其特征在于：所述输入端（1）与拓扑单元之间的电路上连接有匹配电感La，所述匹配电感La接地。
5.根据权利要求2所述的实现多通带滤波器的拓扑电路结构，其特征在于：所述输出端（2）与拓扑单元之间的电路上连接有匹配电感Lb，所述匹配电感Lb接地。
6.根据权利要求4所述的实现多通带滤波器的拓扑电路结构，其特征在于：所述匹配电感La与拓扑单元之间的电路上串联有谐振器R。
7.根据权利要求5所述的实现多通带滤波器的拓扑电路结构，其特征在于：所述输入端（1）与拓扑单元之间的电路上串联有谐振器R。
8.一种多通带滤波器，其特征在于：包括权利要求1-7任一所述的实现多通带滤波器的拓扑电路结构。
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