CN116632474A - 滤波器及电路元件 - Google Patents

Abstract

一种滤波器，设置于电路板并包含第一耦合单元、第二耦合单元、第一环形单元、至少一接地平面及一接地通孔。第一环形单元包含至少二信号通孔且位于至少二导电层，第一耦合单元及第二耦合单元耦合第一环形单元。所述至少一接地平面位于电路板的另一导电层，所述至少一接地平面为第一耦合单元、第二耦合单元及第一环形单元的参考地。接地通孔连接第一环形单元及所述至少一接地平面。借此，可扩大操作频宽。本公开还涉及一种电路元件。

Description

滤波器及电路元件

技术领域

本揭示内容是有关于一种滤波器及电路元件，且特别是有关于设置于电路板的滤波器及电路元件。

背景技术

在人类追求便利生活的驱动下，遂发展出多样的无线通信系统及其射频技术，例如近年5G毫米波(mmWave)技术兴起，搭载此技术的消费性电子产品愈来愈多，且终端产品日新又新，因此意味着无线通信模块及其零组件的开发制造成本及设计复杂度将对应地提高。举例而言，5G毫米波通信模块通常要求很小的体积，故现有技术中一些占用体积或面积的射频电路元件(例如滤波器)将不适用于5G毫米波通信模块。

有鉴于此，如何降低无线通信模块中如滤波器等电路元件的体积、成本及设计复杂度，同时能够满足无线通信系统的射频特性要求，进一步地使产品更具有市场优势，遂成为市场上所关心的议题。

发明内容

本揭示内容提供一种滤波器及电路元件，设置于电路板，通过第一环形单元包含至少二信号通孔且位于至少二导电层，第一耦合单元及第二耦合单元耦合第一环形单元，接地通孔连接第一环形单元及至少一接地平面，有利于以电路板将滤波器设计成一种垂直布局的立体式滤波器，除能达到双模态效果以扩大操作频宽，且能降低成本及占用的体积。

依据本揭示内容一实施方式提供一种滤波器，设置于电路板并包含第一耦合单元、第二耦合单元、第一环形单元、至少一接地平面及一接地通孔。第一环形单元包含至少二信号通孔且位于至少二导电层，第一耦合单元的至少一部分平行第一环形单元的第一耦合部的至少一部分，第二耦合单元的至少一部分平行第一环形单元的第二耦合部的至少一部分，第一耦合单元及第二耦合单元耦合第一环形单元。所述至少一接地平面位于电路板的另一导电层，所述至少一接地平面为第一耦合单元、第二耦合单元及第一环形单元的参考地。接地通孔连接第一环形单元及所述至少一接地平面。

依据本揭示内容另一实施方式提供一种电路元件，设置于电路板，电路板依序包含第一导电层、第二导电层及第三导电层，电路元件包含第一耦合单元、第二耦合单元、第一环形单元、至少一接地平面及一接地通孔。第一环形单元包含至少二信号通孔且位于第一导电层及第三导电层，第一耦合单元及第二耦合单元耦合第一环形单元。所述至少一接地平面位于第二导电层，所述至少一接地平面为第一耦合单元、第二耦合单元及第一环形单元的参考地。接地通孔连接第一环形单元及所述至少一接地平面。

附图说明

图1A绘示本揭示内容第一实施例的滤波器的立体示意图；

图1B绘示图1A中滤波器的导电层爆炸图；

图1C绘示图1A中滤波器的信号线爆炸图；

图1D绘示图1A中滤波器的信号线俯视示意图；

图1E绘示图1A中滤波器的S参数示意图；

图1F绘示图1A中滤波器的面电流密度示意图；

图2A绘示本揭示内容第二实施例的滤波器的立体示意图；

图2B绘示图2A中滤波器的导电层爆炸图；

图2C绘示图2A中滤波器的信号线爆炸图；

图2D绘示图2A中滤波器的信号线俯视示意图；

图2E绘示图2A中滤波器的S参数示意图；

图3A绘示本揭示内容第三实施例的滤波器的立体示意图；

图3B绘示图3A中滤波器的导电层爆炸图；

图3C绘示图3A中滤波器的信号线爆炸图；

图3D绘示图3A中滤波器的信号线俯视示意图；以及

图3E绘示图3A中滤波器的S参数示意图。

其中，附图标记说明如下：

100，200，300：滤波器

101，201，301：第一导电层

101g，102g，103g，104g，105g，201g，202g，203g，204g，205g，301g，302g，303g，304g，305g：接地平面

102，202，302：第二导电层

103，203，303：第三导电层

104，204，304：第四导电层

105，205，305：第五导电层

108，208，308：电路板

109，139，209，239，309，339，359：接地通孔

110，210，310：第一馈入线

119，219，319：第一馈入点

120，220，320：第一耦合单元

123，124，133，134，136，137，143，144，166，167，223，224，233，234，236，237，243，244，266，267，316，317，323，324，333，334，336，337，343，344，345，346，366，367，396，397：线段

125，135，138，168，225，235，238，268，325，335，338，355，358，368，388：信号通孔

130，230，330：第一环形单元

131，231，331：第一耦合部

132，232，332：第二耦合部

160，260，360：第二耦合单元

170，270：第二馈入线

179，279：第二馈入点

350：第二环形单元

351：第三耦合部

352：第四耦合部

380：第三耦合单元

390：第三馈入线

399：第三馈入点

g23：间距

h1：厚度

p：中央轴

w2，w3，y1：宽度

x：第一方向

x1：长度

x2：路径长度

y：第二方向

z：第三方向

具体实施方式

图1A绘示本揭示内容第一实施例的滤波器100的立体示意图，图1B绘示图1A中滤波器100的导电层爆炸图，图1C绘示图1A中滤波器100的信号线爆炸图，图1D绘示图1A中滤波器100的信号线俯视示意图，为清楚显示滤波器100的结构，本揭示内容的附图标示具有第一方向x、第二方向y及第三方向z的直角坐标系，且图1A中省略绘示图1B中的接地通孔109并将位于电路板108内层导电层的信号线以实线绘示。请参照图1A至图1D，依据本揭示内容第一实施例的电路元件具体上为滤波器100，滤波器100设置于电路板108并包含第一耦合单元120、第二耦合单元160、第一环形单元130、至少一接地平面(例如至少接地平面102g)及接地通孔139，电路板108具体上依序包含第四导电层104、第一导电层101、第二导电层102、第三导电层103及第五导电层105。此外，依据本揭示内容其他实施例的电路元件具体上可为滤波器或包含滤波特性的电路元件，电路板的形状及尺寸并不以本揭示内容中附图为限，电路板可为印刷电路板、可挠性电路板或其他介电材质的电路基板，且不以此为限。

第一耦合单元120连接第一馈入点119，第二耦合单元160连接第二馈入点179，并如图1C所示。第一环形单元130包含信号通孔135、138且位于第一导电层101、第三导电层103，第一耦合单元120的至少一部分平行第一环形单元130的第一耦合部131的至少一部分(即第一耦合单元120的至少一部分与第一耦合部131的至少一部分维持相同距离)，第二耦合单元160的至少一部分平行第一环形单元130的第二耦合部132的至少一部分，第一耦合单元120及第二耦合单元160耦合第一环形单元130。此外，本揭示内容所述的“连接(Connect)”是两个元件之间有实体连接且为直接连接或者是间接连接，而本揭示内容所述的“耦合(Couple)”是两个元件之间彼此分离且无实体连接，且通过一元件的电流所产生的电场能量(Electric Field Energy)激发另一元件的电场能量。

接地平面101g、102g、103g、104g、105g分别位于第一导电层101、第二导电层102、第三导电层103、第四导电层104及第五导电层105并通过多个接地通孔109互相连接，以维持系统接地性。接地平面101g、102g、103g、104g、105g中各者的数量为至少一个，其中至少接地平面102g、104g、105g为第一耦合单元120、第二耦合单元160及第一环形单元130的参考地。借此，有利于以电路板108将滤波器100设计成一种垂直布局的立体式带通滤波器(Band Pass Filter，BPF)，可于馈入信号的波长与第一环形单元130的环形回圈路径长度相符时产生共振频率，除能避免了使用离散元件(Discrete)所引起的良率风险，且能降低成本及占用的体积。

再者，接地通孔139连接第一环形单元130位于第一导电层101的线段143、位于第三导电层103的线段144及接地平面102g。借此，利用接地通孔139产生接地路径的方式，使第一环形单元130的共振频率的相邻处产生低频模态，从而无须多个结构串接就能达到双模态效果，以扩大操作(应用)频宽。

详细而言，第一环形单元130的第一耦合部131及第二耦合部132具体上分别包含信号通孔135、138且位于第一导电层101、第三导电层103，其中第一耦合部131由位于第一导电层101的线段133、信号通孔135及位于第三导电层103的线段134依序连接而成，第二耦合部132由位于第一导电层101的线段136、信号通孔138及位于第三导电层103的线段137依序连接而成。第一耦合单元120及第二耦合单元160分别包含信号通孔125、168且位于第一导电层101、第三导电层103，其中第一耦合单元120由位于第一导电层101的线段123、信号通孔125及位于第三导电层103的线段124依序连接而成，第二耦合单元160由位于第一导电层101的线段166、信号通孔168及位于第三导电层103的线段167依序连接而成，且依据本揭示内容的滤波器的线段可为直线、弧线或曲线。借此，有助于垂直环形结构的滤波器100同时满足信号馈入耦合及降低布局面积的需求。

具体而言，第一耦合单元120的线段123的一部分及第一耦合部131的线段133的一部分邻近且平行，信号通孔125、135邻近且平行，第一耦合单元120的线段124的一部分及第一耦合部131的线段134的一部分邻近且平行，从而第一耦合单元120耦合第一环形单元130。第二耦合单元160的线段166的一部分及第二耦合部132的线段136的一部分邻近且平行，信号通孔138、168邻近且平行，第二耦合单元160的线段167的一部分及第二耦合部132的线段137的一部分邻近且平行，从而第二耦合单元160耦合第一环形单元130。

请参照图1D，第一环形单元130位于第一导电层101的路径长度相比于第一耦合单元120位于第一导电层101的路径长度x2的比值可介于2.3至8之间，第一环形单元130位于第三导电层103的路径长度相比于第一耦合单元120位于第三导电层103的路径长度的比值可介于2.3至8之间，其中本揭示内容所述的路径长度皆指其中心路径长度。再者，所述比值可介于2.8至4.5之间。借此，有利于兼顾信号耦合及布局设计弹性。第一实施例中，第一环形单元130位于第一导电层101的路径长度及位于第三导电层103的路径长度皆为1858um(Micrometer)，第一耦合单元120位于第一导电层101的路径长度x2及位于第三导电层103的路径长度皆为600um，故所述比值为3.10。

请参照图1A至图1D，第一环形单元130包含的信号通孔135、138的数量共计为二个，第一环形单元130为垂直式8字形(或“日”字形)，且接地通孔139为第一环形单元130的垂直式8字形的中心。于第一导电层101及第三导电层103中各者上，接地通孔139分别至第一环形单元130的信号通孔135、138的路径长度相等。借此，垂直式8字形回圈路径中心的接地通孔139可使共振频率的相邻处产生低频模态，同时有助于达成扩大操作频宽及降低布局面积。再者，依据本揭示内容的滤波器中环形单元的耦合部以外的线段可位于与耦合部不同的导电层。

滤波器100可更包含第一馈入线110及第二馈入线170，第一馈入线110的第一馈入点119连接第一耦合单元120的信号通孔125，第二馈入线170的第二馈入点179连接第二耦合单元160的信号通孔168。借此，适当的馈入方式可有效地激发滤波器100的双模态共振，同时避免现有技术中滤波器的多个结构串接或使用离散元件的复杂结构、庞大体积及高额成本。再者，第一馈入线110、第二馈入线170、第一耦合单元120、第二耦合单元160及第一环形单元130中各者具体上为带状线(Stripline)，且应可理解依据本揭示内容的滤波器中部分传输线种类可为微带线(Microstrip)，并不以本实施例为限。此外，第一馈入线110及第二馈入线170中各者为50欧姆阻抗且宽度为62um。

第一馈入线110及第二馈入线170具体上皆位于电路板108的第二导电层102，第二导电层102夹设于第一导电层101、第三导电层103之间。借此，第一馈入线110及第一耦合单元120具体上形成音叉形，第二馈入线170及第二耦合单元160具体上形成音叉形，即是形成二组包含带状线的馈入线及馈入臂式耦合单元的音叉式结构，使能量耦合至滤波器100，其中穿层的信号通孔125、135之间及信号通孔138、168之间亦有能量耦合的功效，以满足垂直布局的环形结构的滤波器100的信号耦合需求。

滤波器100具体上镜像对称于第二导电层102。借此，可为宽频的滤波器100降低设计复杂度。再者，如图1D所示，第一耦合单元120的线段123的宽度w2及第二耦合单元160的线段166的宽度皆为40um，第一环形单元130的线段133、136、143的宽度w3为62um，互相平行且相邻的各耦合单元的线段的部分及第一环形单元130的线段的部分之间的间距g23皆为42um，滤波器100的耦合滤波结构的长度x1为1867um且宽度y1为340um，电路板108的厚度h1为400um，故滤波器100具有足够微小的长宽尺寸以适用于5G毫米波产品。

图1E绘示图1A中滤波器100的S参数示意图，其中用以测量图中S参数的第一测量端及第二测量端可分别设置于第一馈入线110及第二馈入线170于电路板108边缘的位置。请参照图1E，滤波器100由S21参数定义的3dB频宽为36.55GHz至40.21GHz。再者，S11参数的标示点m1为37.30GHz、-20.79dB，S22参数的标示点m2为39.40GHz、-21.63dB，可知滤波器100具有37.30GHz、39.40GHz共计二个共振频率。进一步而言，当滤波器100的馈入信号的波长与第一环形单元130的回圈路径长度相符时，则产生双模态中二个共振频率中较高频的一个(即39.40GHz)，并利用接地通孔139产生接地路径的方式，于较高频共振频率的相邻处产生低频模态(即37.30GHz)，从而滤波器100具体上适用于现今的5G毫米波产品且能扩大操作频宽。

图1F绘示图1A中滤波器100的面电流密度(Surface Current Density)示意图，其中图1F中滤波器100的结构边缘线条颜色深浅仅为示意边缘而不用以表示面电流密度的大小。请参照图1C、图1E及图1F，依据本揭示内容的滤波器100于37.3GHz及39.4GHz的面电流密度分别如图1F(a)及(b)所示，相较于图1F(b)高频模态的电流分布，图1F(a)低频共振模态的激发电流会集中于接地通孔139，并产生接地路径，借此激发出略为低频的另一相邻模态，使滤波器100达成扩大频宽的效果。

图2A绘示本揭示内容第二实施例的滤波器200的立体示意图，图2B绘示图2A中滤波器200的导电层爆炸图，图2C绘示图2A中滤波器200的信号线爆炸图，图2D绘示图2A中滤波器200的信号线俯视示意图，且图2A中省略绘示图2B中的接地通孔209并将位于电路板208内层导电层的信号线以实线绘示。请参照图2A至图2D，依据本揭示内容第二实施例的电路元件具体上为滤波器200，滤波器200设置于电路板208并包含第一耦合单元220、第二耦合单元260、第一环形单元230、至少一接地平面(例如至少接地平面202g)及接地通孔239，电路板208依序包含第四导电层204、第一导电层201、第二导电层202、第三导电层203及第五导电层205。

第一耦合单元220连接第一馈入点219，第二耦合单元260连接第二馈入点279，并如图2C所示。第一环形单元230包含信号通孔235、238且位于第一导电层201、第三导电层203，第一耦合单元220的至少一部分平行第一环形单元230的第一耦合部231的至少一部分，第二耦合单元260的至少一部分平行第一环形单元230的第二耦合部232的至少一部分，第一耦合单元220及第二耦合单元260耦合第一环形单元230。

接地平面201g、202g、203g、204g、205g分别位于第一导电层201、第二导电层202、第三导电层203、第四导电层204及第五导电层205并通过多个接地通孔209互相连接，以维持系统接地性，其中至少接地平面202g、204g、205g为第一耦合单元220、第二耦合单元260及第一环形单元230的参考地。接地通孔239连接第一环形单元230位于第一导电层201的线段243、位于第三导电层203的线段244及接地平面202g。

详细而言，第一环形单元230的第一耦合部231及第二耦合部232分别包含信号通孔235、238且位于第一导电层201、第三导电层203，其中第一耦合部231由位于第一导电层201的线段233、信号通孔235及位于第三导电层203的线段234依序连接而成，第二耦合部232由位于第一导电层201的线段236、信号通孔238及位于第三导电层203的线段237依序连接而成。第一耦合单元220及第二耦合单元260分别包含信号通孔225、268且位于第一导电层201、第三导电层203，其中第一耦合单元220由位于第一导电层201的线段223、信号通孔225及位于第三导电层203的线段224依序连接而成，第二耦合单元260由位于第一导电层201的线段266、信号通孔268及位于第三导电层203的线段267依序连接而成。

具体而言，第一耦合单元220的线段223的一部分及第一耦合部231的线段233的一部分邻近且平行，信号通孔225、235邻近且平行，第一耦合单元220的线段224的一部分及第一耦合部231的线段234的一部分邻近且平行，从而第一耦合单元220耦合第一环形单元230。第二耦合单元260的线段266的一部分及第二耦合部232的线段236的一部分邻近且平行，信号通孔238、268邻近且平行，第二耦合单元260的线段267的一部分及第二耦合部232的线段237的一部分邻近且平行，从而第二耦合单元260耦合第一环形单元230。

请参照图2D，第一环形单元230位于第一导电层201的路径长度(1805um)相比于第一耦合单元220位于第一导电层201的路径长度x2(450um)的比值为4.01，第一环形单元230位于第三导电层203的路径长度(1805um)相比于第一耦合单元220位于第三导电层203的路径长度(450um)的比值为4.01。

请参照图2A至图2D，第一环形单元230包含的信号通孔235、238的数量共计为二个，第一环形单元230为垂直式8字形，且接地通孔239为第一环形单元230的垂直式8字形的中心。于第一导电层201及第三导电层203中各者上，接地通孔239分别至第一环形单元230的信号通孔235、238的路径长度相等。

于第一导电层201上，第一环形单元230的线段243间接地连接于第一耦合部231的线段233及第二耦合部232的线段236之间，且线段243(平行第二方向y)垂直第一耦合部231的线段233的一部分(平行第一方向x)及第二耦合部232的线段236的一部分(平行第一方向x)。于第三导电层203上，第一环形单元230的线段244间接地连接于第一耦合部231的线段234及第二耦合部232的线段237之间，且线段244垂直第一耦合部231的线段234的一部分及第二耦合部232的线段237的一部分。借此，第一环形单元230于第一导电层201及第三导电层203上为弯折的U字形结构，且依据本揭示内容的滤波器中环形单元的形状不以此为限。

滤波器200更包含第一馈入线210及第二馈入线270，第一馈入线210的第一馈入点219连接第一耦合单元220的信号通孔225，第二馈入线270的第二馈入点279连接第二耦合单元260的信号通孔268。再者，第一馈入线210、第二馈入线270、第一耦合单元220、第二耦合单元260及第一环形单元230中各者为带状线。此外，第一馈入线210及第二馈入线270中各者为50欧姆阻抗且宽度为62um。

第一馈入线210及第二馈入线270皆位于电路板208的第二导电层202，第二导电层202夹设于第一导电层201、第三导电层203之间。借此，第一馈入线210及第一耦合单元220具体上形成音叉形，第二馈入线270及第二耦合单元260具体上形成音叉形。

滤波器200镜像对称于第二导电层202。再者，如图2D所示，第一耦合单元220的线段223的宽度w2及第二耦合单元260的线段266的宽度皆为30um，第一环形单元230的线段233、236、243的宽度w3为62um，互相平行且相邻的各耦合单元的线段的部分及第一环形单元230的线段的部分之间的间距g23皆为30um，滤波器200的耦合滤波结构的长度x1为785um且宽度y1为991.6um，故滤波器200具有足够微小的长宽尺寸以适用于5G毫米波产品。

图2E绘示图2A中滤波器200的S参数示意图，请参照图2E，滤波器200由S21参数定义的3dB频宽为36.18GHz至40.62GHz。进一步而言，当滤波器200的馈入信号的波长与第一环形单元230的回圈路径长度相符时，则产生双模态中二个共振频率中较高频的一个，并利用接地通孔239产生接地路径的方式，于较高频共振频率的相邻处产生低频模态，从而滤波器200具体上适用于现今的5G毫米波产品且能扩大操作频宽。

图3A绘示本揭示内容第三实施例的滤波器300的立体示意图，图3B绘示图3A中滤波器300的导电层爆炸图，图3C绘示图3A中滤波器300的信号线爆炸图，图3D绘示图3A中滤波器300的信号线俯视示意图，且图3A中省略绘示图3B中的接地通孔309并将位于电路板308内层导电层的信号线以实线绘示。请参照图3A至图3D，依据本揭示内容第三实施例的电路元件具体上为滤波器300，滤波器300设置于电路板308并包含第一耦合单元320、第二耦合单元360、第一环形单元330、至少一接地平面(例如至少接地平面302g)及接地通孔339，电路板308依序包含第四导电层304、第一导电层301、第二导电层302、第三导电层303及第五导电层305。

第一环形单元330包含信号通孔335、338且位于第一导电层301、第三导电层303，第一耦合单元320的至少一部分平行第一环形单元330的第一耦合部331的至少一部分，第二耦合单元360的至少一部分平行第一环形单元330的第二耦合部332的至少一部分，第一耦合单元320及第二耦合单元360耦合第一环形单元330。

接地平面301g、302g、303g、304g、305g分别位于第一导电层301、第二导电层302、第三导电层303、第四导电层304及第五导电层305并通过多个接地通孔309互相连接，以维持系统接地性，其中至少接地平面302g、304g、305g为第一耦合单元320、第二耦合单元360及第一环形单元330的参考地。接地通孔339连接第一环形单元330位于第一导电层301的线段343、位于第三导电层303的线段344及接地平面302g。

详细而言，第一环形单元330的第一耦合部331及第二耦合部332分别包含信号通孔335、338且位于第一导电层301、第三导电层303，其中第一耦合部331由位于第一导电层301的线段333、信号通孔335及位于第三导电层303的线段334依序连接而成，第二耦合部332由位于第一导电层301的线段336、信号通孔338及位于第三导电层303的线段337依序连接而成。第一耦合单元320及第二耦合单元360分别包含信号通孔325、368且位于第一导电层301、第三导电层303，其中第一耦合单元320由位于第一导电层301的线段323、信号通孔325及位于第三导电层303的线段324依序连接而成，第二耦合单元360由位于第一导电层301的线段366、信号通孔368及位于第三导电层303的线段367依序连接而成。

具体而言，第一耦合单元320的线段323的一部分及第一耦合部331的线段333的一部分邻近且平行，信号通孔325、335邻近且平行，第一耦合单元320的线段324的一部分及第一耦合部331的线段334的一部分邻近且平行，从而第一耦合单元320耦合第一环形单元330。第二耦合单元360的线段366的一部分及第二耦合部332的线段336的一部分邻近且平行，信号通孔338、368邻近且平行，第二耦合单元360的线段367的一部分及第二耦合部332的线段337的一部分邻近且平行，从而第二耦合单元360耦合第一环形单元330。

请参照图3D，第一环形单元330位于第一导电层301的路径长度(1807um)相比于第一耦合单元320位于第一导电层301的路径长度x2(450um)的比值为4.02，第一环形单元330位于第三导电层303的路径长度(1807um)相比于第一耦合单元320位于第三导电层303的路径长度(450um)的比值为4.02。

请参照图3A至图3D，第一环形单元330包含的信号通孔335、338的数量共计为二个，第一环形单元330为垂直式8字形，且接地通孔339为第一环形单元330的垂直式8字形的中心。于第一导电层301及第三导电层303中各者上，接地通孔339分别至第一环形单元330的信号通孔335、338的路径长度相等。

于第一导电层301上，第一环形单元330的线段343间接地连接于第一耦合部331的线段333及第二耦合部332的线段336之间，且线段343(平行第二方向y)垂直第一耦合部331的线段333的一部分(平行第一方向x)及第二耦合部332的线段336的一部分(平行第一方向x)。于第三导电层303上，第一环形单元330的线段344间接地连接于第一耦合部331的线段334及第二耦合部332的线段337之间，且线段344垂直第一耦合部331的线段334的一部分及第二耦合部332的线段337的一部分。

滤波器300更包含第三耦合单元380、第二环形单元350及接地通孔359。第三耦合单元380包含信号通孔388且位于第一导电层301、第三导电层303，第二环形单元350包含信号通孔355、358且位于第一导电层301、第三导电层303，第二耦合单元360的至少一部分平行第二环形单元350的第三耦合部351的至少一部分，第三耦合单元380的至少一部分平行第二环形单元350的第四耦合部352的至少一部分，第二耦合单元360及第三耦合单元380耦合第二环形单元350，接地通孔359连接第二环形单元350位于第一导电层301的线段345、位于第三导电层303的线段346及接地平面302g。借此，滤波器300通过第一环形单元330、第二环形单元350的串接(Cascade)结构可作为二阶滤波器，并得到更佳的滤波效果。此外，依据本揭示内容的滤波器亦可由三个以上的环形单元所串接而成。

具体而言，滤波器300镜像对称于第二导电层302，且滤波器300镜像对称于图3D中的中央轴(中央平面)p，中央轴p沿第二耦合单元360的线段366、367延伸。因此，关于第三耦合单元380、第二环形单元350及接地通孔359的细节及与其他元件的关系，请参照前述的第一耦合单元320、第二耦合单元360、第一环形单元330及接地通孔339的内容，在此不再详述。

第一环形单元330及第二环形单元350分别位于第二耦合单元360的二侧(即分别位于第二耦合单元360的第二方向y的负方向及正方向)，第一环形单元330于第一导电层301的路径长度相比于第二环形单元350于第一导电层301的路径长度的比值可介于1至1.1之间(包含数值1与1.1)。再者，所述比值可介于1至1.05之间(包含数值1与1.05)。借此，滤波器300中第一环形单元330及第二环形单元350的回圈路径长度相等或接近，以形成更佳滤波效果的二阶滤波器。第三实施例中，所述比值为1。

滤波器300更包含第一馈入线310、第三馈入线390及线段316、317、396、397，其皆为带状线并位于电路板308的第二导电层302，第二导电层302夹设于第一导电层301、第三导电层303之间。第一馈入线310、线段316、317、第一馈入点319、第一耦合单元320依序连接，第三馈入线390、线段396、397、第三馈入点399、第三耦合单元380依序连接，以形成二组包含带状线的馈入线及馈入臂式耦合单元的音叉式结构。此外，第一馈入线310及第三馈入线390中各者为50欧姆阻抗且宽度为62um，线段316、396的宽度为150um且长度为250um，线段317、397的宽度为30um且长度为288um，线段316、317中各者的宽度与第一馈入线310不同并形成一阻抗匹配单元，线段396、397中各者的宽度与第三馈入线390不同并形成一阻抗匹配单元，且依据本揭示内容的滤波器中阻抗匹配单元可为电路板上的导线、图样(Pattern)或晶片元件。

再者，如图3D所示，第一耦合单元320的线段323的宽度w2及第二耦合单元360的线段366的宽度皆为30um，第一环形单元330的线段333、336、343的宽度w3为62um，互相平行且相邻的各耦合单元的线段的部分及各环形单元的线段的部分之间的间距g23为30um，滤波器300的耦合滤波结构的长度x1为785um且宽度y1为1858.2um，故滤波器300具有足够微小的长宽尺寸以适用于5G毫米波产品。

图3E绘示图3A中滤波器300的S参数示意图，其中用以测量图中S参数的第一测量端及第二测量端可分别设置于第一馈入线310及第三馈入线390于电路板308边缘的位置。请参照图3E，滤波器300由S11、S22参数定义的10dB通带(Pass Band)为36.13GHz至40.21GHz。再者，滤波器300于图3E中由S21参数定义的3dB频宽较滤波器200于图2E中的3dB频宽为宽，且在二阶滤波器架构的滤波器300的止带(Stop Band，即图3E中小于36.13GHz及大于40.21GHz的频带)，信号衰减斜率相较于一阶滤波器架构的前述第二实施例的滤波器200的图2E来得陡峭，表示滤波器300较滤波器200的滤波效果更佳，同时说明了本揭示内容的滤波器除具有双模态而能扩大操作频宽，且应用层面广泛并具有设计弹性。

虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种滤波器，其特征在于，设置于一电路板，并包含：

一第一耦合单元；

一第二耦合单元；

一第一环形单元，包含至少二信号通孔且位于至少二导电层，该第一耦合单元的至少一部分平行该第一环形单元的一第一耦合部的至少一部分，该第二耦合单元的至少一部分平行该第一环形单元的一第二耦合部的至少一部分，该第一耦合单元及该第二耦合单元耦合该第一环形单元；

至少一接地平面，位于该电路板的另一导电层，其中所述至少一接地平面为该第一耦合单元、该第二耦合单元及该第一环形单元的参考地；以及

一接地通孔，连接该第一环形单元及所述至少一接地平面。

2.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，该第一环形单元的该第一耦合部及该第二耦合部分别包含所述至少二信号通孔且皆位于所述至少二导电层，该第一耦合单元及该第二耦合单元中各者包含至少一信号通孔且位于所述至少二导电层。

3.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，该第一环形单元位于所述至少二导电层中一者的路径长度相比于该第一耦合单元位于所述导电层的路径长度的比值介于2.3至8之间。

4.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，该第一环形单元的所述至少二信号通孔的数量为二个，该第一环形单元为8字形；

其中，于所述至少二导电层中一者上，该接地通孔分别至该第一环形单元的所述二信号通孔的路径长度相等。

5.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，更包含：

一第一馈入线，连接该第一耦合单元的所述至少一信号通孔；以及

一第二馈入线，连接该第二耦合单元的所述至少一信号通孔；

其中，该第一馈入线及该第二馈入线皆位于该电路板的所述另一导电层，所述另一导电层夹设于所述至少二导电层之间。

6.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，于所述至少二导电层中一者上，该第一环形单元的一线段连接于该第一耦合部及该第二耦合部之间，且该线段垂直该第一耦合部的所述至少一部分及该第二耦合部的所述至少一部分。

7.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，更包含：

一第三耦合单元；

一第二环形单元，包含至少二信号通孔且位于所述至少二导电层，该第二耦合单元的所述至少一部分平行该第二环形单元的一第三耦合部的至少一部分，该第三耦合单元的至少一部分平行该第二环形单元的一第四耦合部的至少一部分，该第二耦合单元及该第三耦合单元耦合该第二环形单元；以及

另一接地通孔，连接该第二环形单元及所述至少一接地平面。

8.如权利要求7所述的滤波器，其特征在于，该第一环形单元及该第二环形单元分别位于该第二耦合单元的二侧，该第一环形单元于所述至少二导电层中一者的路径长度相比于该第二环形单元于所述导电层的路径长度的比值介于1至1.1之间。

9.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，该滤波器镜像对称于所述另一导电层。

10.一种电路元件，其特征在于，设置于一电路板，其中该电路板依序包含一第一导电层、一第二导电层及一第三导电层，该电路元件包含：

一第一耦合单元；

一第二耦合单元；

一第一环形单元，包含至少二信号通孔且位于该第一导电层及该第三导电层，该第一耦合单元及该第二耦合单元耦合该第一环形单元；

至少一接地平面，位于该第二导电层，其中所述至少一接地平面为该第一耦合单元、该第二耦合单元及该第一环形单元的参考地；以及

一接地通孔，连接该第一环形单元及所述至少一接地平面。