CN210093186U - 一种对偶互补式双工滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种对偶互补式双工滤波器，包括至少一级滤波基本单元，所述滤波基本单元包括相互并联的带通滤波器和带阻滤波器，所述带通滤波器和所述带阻滤波器均基于相同的数学函数原型，每一级的所述滤波基本单元中的所述带通滤波器连接一个输出端，上一级的所述滤波基本单元中的所述带阻滤波器串联下一级的所述滤波基本单元，最下一级的所述滤波基本单元中的所述带阻滤波器串联负载电阻后接地，最上一级的所述滤波基本单元串联输入端。本实用新型的有益效果：在达到将不同信号频率分量分离的情况下，还能在工作频率范围内具有良好的输入阻抗匹配特性，该对偶互补式双工滤波器具有良好的可拓展性，简化了设计过程，实用性强。

Description

一种对偶互补式双工滤波器

技术领域

本实用新型涉及双工滤波器技术领域，具体来说，涉及一种对偶互补式双工滤波器。

背景技术

滤波器是一种频率选择器件，主要包括低通、高通、带通、带阻等频率选择特性，在模拟电子线路设计中，通常用来分开或者组合不同的信号频率分量，其主要滤波特性函数原型有巴特沃斯函数、切比雪夫函数和椭圆函数等。滤波器的本质是一种阻抗变换网络，其在通带内呈现良好阻抗匹配特性，使需要的信号频率分量可以以尽可能小的损耗通过，而在带外呈现反射特性，以期尽可能抑制不需要的信号频率分量。

在一些应用场合中，如电台中用来分离共用同一根天线收发波段的双工器、超外差接收机中混频器中频输出端的无反射式中频滤波器，多模通信接收系统中的多工器等，均会涉及把两种甚至更多种滤波器组合成的双工器（即双工滤波器）或多工器（即多工滤波器）。如果只是简单的将常规滤波器并联连接在一起，由于滤波器之间相互作用，将会使双工器或多工器的性能恶化，甚至不能工作。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种对偶互补式双工滤波器，在达到将不同信号频率分量分离的情况下，还能在工作频率范围内具有良好的输入阻抗匹配特性，该对偶互补式双工滤波器具有良好的可拓展性，简化了设计过程，实用性强。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种对偶互补式双工滤波器，包括至少一级滤波基本单元，所述滤波基本单元包括相互并联的带通滤波器和带阻滤波器，所述带通滤波器和所述带阻滤波器均基于相同的数学函数原型，每一级的所述滤波基本单元中的所述带通滤波器连接一个输出端，上一级的所述滤波基本单元中的所述带阻滤波器串联下一级的所述滤波基本单元，最下一级的所述滤波基本单元中的所述带阻滤波器串联负载电阻后接地，最上一级的所述滤波基本单元串联输入端。

进一步地，所述带通滤波器基于七阶切比雪夫数学函数原型。

进一步地，所述带通滤波器包括依次串联的电容C1、电感L1、电容C3、电感L3、电容C5、电感L5、电容C7、电感L7，所述电感L1与所述电容C3之间并联第一谐振回路，所述第一谐振回路由电容C2、电感L2并联而成，所述电感L3与所述电容C5之间并联第二谐振回路，所述第二谐振回路由电容C4、电感L4并联而成，所述电感L5与所述电容C7之间并联第三谐振回路，所述第三谐振回路由电容C6、电感L6并联而成，所述第一谐振回路、所述第二谐振回路和所述第三谐振回路均接地。

进一步地，所述带阻滤波器基于三阶切比雪夫数学函数原型。

进一步地，所述带阻滤波器包括依次串联的第四谐振回路和第五谐振回路，所述第四谐振回路由电容C8、电感L8并联而成，所述第五谐振回路由电容C9、电感L9并联而成，所述第五谐振回路串联所述负载电阻或下一级的所述滤波基本单元，所述第四谐振回路和所述第五谐振回路之间并联有第六谐振回路，所述第六谐振回路由电感L10、电容C10串联而成，所述第六谐振回路接地。

进一步地，所述负载电阻为电阻，其阻值为49.9Ω。

本实用新型的有益效果：在达到将不同信号频率分量分离的情况下，还能在工作频率范围内具有良好的输入阻抗匹配特性，该对偶互补式双工滤波器具有良好的可拓展性，简化了设计过程，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是根据本实用新型实施例所述的具有一级滤波基本单元的对偶互补式双工滤波器的原理框图；

图2是根据本实用新型实施例所述的具有一级滤波基本单元的对偶互补式双工滤波器的电路图；

图3是根据本实用新型实施例所述的具有两级滤波基本单元的对偶互补式双工滤波器的原理框图；

图4是根据本实用新型实施例所述的具有两级滤波基本单元的对偶互补式双工滤波器的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，根据本实用新型实施例所述的一种对偶互补式双工滤波器，包括至少一级滤波基本单元，所述滤波基本单元包括相互并联的带通滤波器和带阻滤波器，所述带通滤波器和所述带阻滤波器均基于相同的数学函数原型，每一级的所述滤波基本单元中的所述带通滤波器连接一个输出端，上一级的所述滤波基本单元中的所述带阻滤波器串联下一级的所述滤波基本单元，最下一级的所述滤波基本单元中的所述带阻滤波器串联负载电阻后接地，最上一级的所述滤波基本单元串联输入端。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述带通滤波器基于七阶切比雪夫数学函数原型。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述带通滤波器包括依次串联的电容C1、电感L1、电容C3、电感L3、电容C5、电感L5、电容C7、电感L7，所述电感L1与所述电容C3之间并联第一谐振回路，所述第一谐振回路由电容C2、电感L2并联而成，所述电感L3与所述电容C5之间并联第二谐振回路，所述第二谐振回路由电容C4、电感L4并联而成，所述电感L5与所述电容C7之间并联第三谐振回路，所述第三谐振回路由电容C6、电感L6并联而成，所述第一谐振回路、所述第二谐振回路和所述第三谐振回路均接地。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述带阻滤波器基于三阶切比雪夫数学函数原型。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述带阻滤波器包括依次串联的第四谐振回路和第五谐振回路，所述第四谐振回路由电容C8、电感L8并联而成，所述第五谐振回路由电容C9、电感L9并联而成，所述第五谐振回路串联所述负载电阻或下一级的所述滤波基本单元，所述第四谐振回路和所述第五谐振回路之间并联有第六谐振回路，所述第六谐振回路由电感L10、电容C10串联而成，所述第六谐振回路接地。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述负载电阻为电阻，其阻值为49.9Ω。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

本实用新型所述的对偶互补式双工滤波器（以下简称为双工滤波器）主要包括输入端、输出端以及一级或多级滤波基本单元，滤波基本单元包括并联相接的带通滤波器和带阻滤波器。

如图1所示，当滤波基本单元仅有一级时，其带通滤波器采用切比雪夫数学函数原型，基于对偶互补式原理，为使得其输入阻抗匹配于50Ω，在其输入端（端口1）并联连接同样基于切比雪夫数学函数原型的带阻滤波器，使得二者输入阻抗中的虚部部分相互抵消，实部部分之和接近50Ω。并且，为使得其在输出阻抗获得良好匹配，在带阻滤波器的接地端串联接49.9Ω负载电阻。

如图2所示，当滤波基本单元仅有一级时，具体的电路结构如下：带通滤波器采用七阶切比雪夫函数，带通滤波器包括依次串联的电容C1、电感L1、电容C3、电感L3、电容C5、电感L5、电容C7、电感L7；电容C1连接输入端（端口1），电感L7连接输出端（端口2）；电容C2、电感L2并联组成第一谐振回路，第一谐振回路的一端连接在电感L1与电容C3之间，第一谐振回路的另一端接地；电容C4、电感4并联组成第二谐振回路，第二谐振回路的一端连接在电感L3与电容C5之间，第二谐振回路的另一端接地；电容C6、电感6并联组成第三谐振回路，第三谐振回路的一端连接在电感L5与电容C7之间，第三谐振回路的另一端接地。带阻滤波器采用三阶切比雪夫函数，带阻滤波器包括依次串联的第四谐振回路和第五谐振回路，第四谐振回路由电容C8、电感L8并联而成，第五谐振回路由电容C9、电感L9并联而成，电感L10、电容C10串联组成的第六谐振回路的一端连接在电容C8和电容C9之间，第六谐振回路的另一端接地，第五谐振回路连接49.9Ω的电阻后接地。

如图3-4所示，当滤波基本单元有两级时，本实用新型所述的双工滤波器主要包括一个输入端（端口1）、两个输出端（端口2、端口3）以及两个滤波基本单元（命名为一级滤波基本单元和二级滤波基本单元），每个滤波基本单元包括并联相接的带通滤波器和带阻滤波器，一级滤波基本单元与端口1连接，一级滤波基本单元的带通滤波器与端口2连接，一级滤波基本单元的带阻滤波器与二级滤波基本单元连接，二级滤波基本单元的带通滤波器与端口3连接，二级滤波基本单元的带阻滤波器连接49.9Ω负载电阻后接地。从端口1到端口2形成通带1，从端口1到端口3形成通带2。

因具有两级滤波基本单元的双工滤波器的基本单元拓扑结构与具有一级滤波基本单元的双工滤波器相同，只是通频带不一样，其具体电路结构在此不再累述，同样的，最下一级的带阻滤波器连接49.9Ω的电阻后接地。

本实用新型中采用的所有电感（L1-L19）均为自绕，电感选用的磁芯材料为T25-2，磁芯的外径×内径×高为6.48mm×3.05mm×2.44mm，磁导率为10。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，在达到将不同信号频率分量分离的情况下，还能在工作频率范围内具有良好的输入阻抗匹配特性，该对偶互补式双工滤波器具有良好的可拓展性，简化了设计过程，实用性强。

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

Claims (6)

1.一种对偶互补式双工滤波器，其特征在于，包括至少一级滤波基本单元，所述滤波基本单元包括相互并联的带通滤波器和带阻滤波器，所述带通滤波器和所述带阻滤波器均基于相同的数学函数原型，每一级的所述滤波基本单元中的所述带通滤波器连接一个输出端，上一级的所述滤波基本单元中的所述带阻滤波器串联下一级的所述滤波基本单元，最下一级的所述滤波基本单元中的所述带阻滤波器串联负载电阻后接地，最上一级的所述滤波基本单元串联输入端。

2.根据权利要求1所述的对偶互补式双工滤波器，其特征在于，所述带通滤波器基于七阶切比雪夫数学函数原型。

3.根据权利要求2所述的对偶互补式双工滤波器，其特征在于，所述带通滤波器包括依次串联的电容C1、电感L1、电容C3、电感L3、电容C5、电感L5、电容C7、电感L7，所述电感L1与所述电容C3之间并联第一谐振回路，所述第一谐振回路由电容C2、电感L2并联而成，所述电感L3与所述电容C5之间并联第二谐振回路，所述第二谐振回路由电容C4、电感L4并联而成，所述电感L5与所述电容C7之间并联第三谐振回路，所述第三谐振回路由电容C6、电感L6并联而成，所述第一谐振回路、所述第二谐振回路和所述第三谐振回路均接地。

4.根据权利要求2所述的对偶互补式双工滤波器，其特征在于，所述带阻滤波器基于三阶切比雪夫数学函数原型。

5.根据权利要求4所述的对偶互补式双工滤波器，其特征在于，所述带阻滤波器包括依次串联的第四谐振回路和第五谐振回路，所述第四谐振回路由电容C8、电感L8并联而成，所述第五谐振回路由电容C9、电感L9并联而成，所述第五谐振回路串联所述负载电阻或下一级的所述滤波基本单元，所述第四谐振回路和所述第五谐振回路之间并联有第六谐振回路，所述第六谐振回路由电感L10、电容C10串联而成，所述第六谐振回路接地。

6.根据权利要求1所述的对偶互补式双工滤波器，其特征在于，所述负载电阻的阻值为49.9Ω。

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