CN219960547U - 一种避免引入异常零点的电子器件及包括其的通信设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种避免引入异常零点的电子器件及包括其的通信设备，电子器件包括：天线端子、公共端子、第一匹配单元、第一信号传输端子、第二信号传输端子，连接在所述公共端子和第一信号传输端子之间的带通滤波器以及连接在所述公共端子和第二信号传输端子之间的带阻滤波器；所述带通滤波器和所述带阻滤波器各自包括多个谐振器；所述带通滤波器中最靠近所述公共端子的谐振器设置为串联谐振器；且所述带阻滤波器中最靠近所述公共端子的谐振器设置为串联谐振器。本实用新型能避免在电子器件的通带中引入异常零点，改善了电子器件的性能。

Description

一种避免引入异常零点的电子器件及包括其的通信设备

技术领域

本实用新型涉及一种电子器件及包括其的通信设备，更具体而言，涉及一种避免引入异常零点的电子器件及包括其的通信设备。

背景技术

便携式通信设备，例如：手机、笔记本或个人数字助理，需实现信号的获取和发射，不同的信号对应有不同的通信方式和频率范围；例如：采用基于蜂窝(Celluler)方式的通信方式、基于WIFI方式的通信方式以及基于GPS方式的通信方式，以实现不同信号的获取和发射。为了适应便携式通信设备的信号获取和发射的需求，提取器应运而生。随着5G商用的增加，对提取器的需求量也越来越大。开发具有高性能的提取器是业界期望的。

发明内容

本实用新型针对提取器的电路结构进行了精心设计，成功开发出一种能避免在带通滤波器和带阻滤波器的通带中引入异常零点的高性能提取器。

在下文中将给出关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本实用新型的一方面提供一种避免引入异常零点的电子器件包括：天线端子、公共端子、第一匹配单元、第一信号传输端子、第二信号传输端子，连接在所述公共端子和第一信号传输端子之间的带通滤波器以及连接在所述公共端子和第二信号传输端子之间的带阻滤波器；所述带通滤波器和所述带阻滤波器各自包括多个谐振器；所述带通滤波器中最靠近所述公共端子的谐振器设置为串联谐振器；且所述带阻滤波器中最靠近所述公共端子的谐振器设置为串联谐振器。

进一步的，所述带通滤波器具有N条串联支路和M条并联支路，N、M为自然数；所述带阻滤波器具有P条的串联支路和Q条的并联支路，P、Q为自然数。

进一步的，所述带通滤波器的结构为5串4并，所述带阻滤波器的结构为1串1并。

进一步的，所述带通滤波器中的并联支路通过电感接地。

进一步的，所述带通滤波器的所述并联支路中至少有两条并联支路通过共用电感接地。

进一步的，所述第一匹配单元串联在所述天线端子和所述公共端子之间；或者所述第一匹配单元并联在所述天线端子和接地端之间。

进一步的，所述带通滤波器还包括第二匹配单元，所述第二匹配单元与所第一信号传输端子连接。

进一步的，所述带阻滤波器还包括第三匹配单元，所述第三匹配单元与所述第二信号传输端子连接。

进一步的，所述第一匹配单元与所述第二匹配单元、第三匹配单元形成电感耦合。根据本实用新型的另一方面提供一种通信设备，所述通信设备包括上述任一项的电子器件。

本实用新型通过对提取器中带通滤波器和带阻滤波器的结构进行改进从而避免在提取器的带通滤波器和带阻滤波器中引入异常零点，改善了提取器的性能。

附图说明

参照附图下面说明本实用新型的具体内容，这将有助于更加容易地理解本实用新型的以上和其他目的、特点和优点。附图只是为了示出本实用新型的原理。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。

图1示出本实用新型电子器件的电路结构框图；

图2示出本实用新型一具体实施方式中电子器件的电路结构图；

图3示出第一对比例的电子器件的电路结构图；

图4为本实用新型电子器件与第一对比例的电子器件的频率响应对比图。

图5示出第二对比例的电子器件的电路结构图；

图6-7为本实用新型电子器件与第二对比例的电子器件的频率响应对比图。

图8示出第三对比例的电子器件的电路结构图；

图9为本实用新型电子器件与第三对比例的电子器件的频率响应对比图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本实用新型的示例性公开内容进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实现本实用新型的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实现本实用新型的过程中可以做出很多特定于本实用新型的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着本实用新型的不同而有所改变。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的器件结构，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

应理解的是，本实用新型并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施方式。本实用新型中，在可行的情况下，不同实施方案之间的特征可替换或借用、以及在一个实施方案中可省略一个或多个特征。

本实用新型实施方式中以能响应蜂窝方式通信和响应WIFI方式通信的提取器为例进行说明。应该理解的是，本实用新型实施方式不意味着对能响应其他不同无线频带通信方式提取器的限定。

请参阅图1，图1示出了本实用新型实施方式中提取器的电路结构框图。提取器100包括天线端子101、第一匹配单元200、公共端子102、带通滤波器300、WIFI信号传输端子103、带阻滤波器400和蜂窝信号传输端子104。提取器100能将基于蜂窝方式的高频信号和基于WIFI方式的高频信号向天线等外部元件(未示出)传输，以及可以将天线等外部元件接收到的高频信号传输至射频信号处理电路(未示出)。具体的，带通滤波器300使具有无线载频的WIFI信号通过，带阻滤波器400使得该无线载频的WIFI信号不通过，并使得其他无线载频的蜂窝信号通过。

天线端子101用于连接天线等外部元件。第一匹配单元200串联连接在天线端子101和公共端子102之间，用于匹配提取器100的输入阻抗。带通滤波器300连接在公共端子102和WIFI信号传输端子103之间。带阻滤波器400连接在公共端子102和蜂窝信号传输端子104之间。

可替代的，第一匹配单元200也可以采用并联的方式与天线端子101连接，即第一匹配单元200的一端与公共端子102连接，第一匹配单元200的另一端与接地端连接。当第一匹配单元200采用此方式设置时，公共端子102可同时用作天线端子。

在一具体的实施例中，请参阅图2，图2示出本实用新型一具体实施方式中提取器的电路结构图，提取器100中的第一匹配单元200可由电感Lout构成，且电感Lout的一端连接天线端子101，电感Lout的另一端连接公共端子102。

可替代的，匹配单元200也可以替换成由多个电感串联或并联构成，且其一端连接天线端子101，另一端连接公共端子102，使得带通滤波器300和带阻滤波器400之间的阻抗匹配，避免插入损耗过差。

可替代的，第一匹配单元200可由一个电感或多个串联或并联的电感构成，且其一端与公共端子102连接，另一端与接地端连接。

可替代的，第一匹配单元200也可以由一个或多个电容串联、并联或混联构成。

可替代的，第一匹配单元200也可以由电容和电感组合串联、并联或混联构成。

带通滤波器300包括串联支路S1-S5、并联支路P1-P4、第二匹配单元M1以及多个连接节点。具体的，多个连接节点为相邻两个串联支路之间的节点N1-N4、串联支路与第二匹配单元M1之间的节点N5。

具体的，串联支路S1设置在公共端子102和连接节点N1之间；串联支路S2设置在连接节点N1和连接节点N2之间；串联支路S3设置在连接节点N2和连接节点N3之间；串联支路S4设置在连接节点N3和连接节点N4之间；串联支路S5设置在连接节点N4和连接节点N5之间；第二匹配单元M1设置在连接节点N5和WIFI信号传输端子103之间。

进一步的，串联支路S1包括串联谐振单元(图中未标识)，该串联谐振单元包括串联谐振器s1；串联支路S2串联谐振单元(图中未标识)，该串联谐振单元包括串联谐振器s2；串联支路S3包括串联谐振单元(图中未标识)，该串联谐振单元包括串联谐振器s3；串联支路S4包括串联谐振单元(图中未标识)，该串联谐振单元包括串联谐振器s4，串联支路S5包括串联谐振单元(图中未标识)，该串联谐振单元包括串联谐振器s5。

并联支路P1设置在连接节点N1和接地端之间；并联支路P2设置在连接节点N2和接地端之间；并联支路P3设置在连接节点N3和接地端之间；并联支路P4设置在连接节点N4和接地端之间。

进一步的，并联支路P1包括并联谐振单元(图中未标识)，该并联谐振单元包括并联谐振器p1；并联支路P2包括并联谐振单元(图中未标识)，该并联谐振单元包括并联谐振器p2；并联支路P3包括并联谐振单元(图中未标识)，该并联谐振单元包括并联谐振器p3构成；并联支路P4包括并联谐振单元(图中未标识)，该并联谐振单元包括并联谐振器p4。

进一步的，并联谐振器p1的一端与连接节点N1连接，并联谐振器p1的另一端与电感L1串联后与接地端连接；并联谐振器p2的一端与连接节点N2连接，并联谐振器p2的另一端与电感L2串联后与接地端连接；并联谐振器p3的一端与连接节点N3连接，并联谐振器p4的一端与连接节点N4连接，并联谐振器p3的另一端与并联谐振器p4的另一端连接后再与共感电感L3串联后与接地端连接。

带通滤波器300的串联支路S1-S5和并联支路P1-P4中的各谐振器(即串联谐振器s1-s5以及并联谐振器p1-p4)均可以采用体声波谐振器构成。

本领域技术人员可理解的是，虽然图2中的带通滤波器300的串联谐振单元和并联谐振单元是由单个谐振器构成的，但是串联谐振单元和并联谐振单元也可以包括多个谐振器，当串联谐振单元和并联谐振单元包括多个谐振器时，多个谐振器可采用串联和/或并联的方式连接。

图2中提供的第二匹配单元M1是由单个电感Lm1构成的。可替代的，第二匹配单元M1也可以替换成由多个电感和或电容以串联和或并联的方式构成，用于匹配带通滤波器300自身的阻抗。

可替代的，单个电感Lm1构成的第二匹配单元M1或多个串联或并联的电感构成的第二匹配单元M1还可以连接在节点N5与接地端之间；第一匹配单元200和第二匹配单元M1之间形成电感耦合。

本领域技术人员可理解的是，虽然图2中提供的带通滤波器300为谐振器5串4并的电路结构，但谐振器具体串并联的阶数不作为对本实用新型中带通滤波器300的具体限定。对于带通滤波器300而言，重要的是需要在电路结构上，确保带通滤波器300中最靠近公共端点的谐振器为串联谐振器而非并联谐振器，以避免为带阻滤波器400引入额外的并联谐振器。

继续参阅图2，带阻滤波器400包括串联支路S6、并联支路P5、第三匹配单元M2、串联支路S6与第三匹配单元M2之间的连接节点N6。

串联支路S6设置在公共端子102和连接节点N6之间；并联支路P5设置在蜂窝信号传输端子104和接地端之间；第三匹配单元M1设置在蜂窝信号传输端子104和连接节点N6之间。

进一步的，串联支路S6包括串联谐振单元(图中未标识)，该串联谐振单元包括串联谐振器s6。并联支路P5包括并联谐振单元(图中未标识)，该并联谐振单元包括并联谐振器p5，并联谐振器p5的一端与节点S6连接，并联谐振器p5的另一端连接到接地端。

可以理解地，虽然图2中提供的带阻滤波器400的电路结构中串联支路S5和并联支路P5上都仅有一个谐振器，但可替代的，带阻滤波器400的串联支路S6可以包括多个谐振器，该多个谐振器可通过串联和/或并联的方式构成串联谐振单元。带阻滤波器400的并联支路P5中可以包括多个谐振器，该多个谐振器可通过串联和/或并联的方式构成并联谐振单元。

第三匹配单元M2可由单个电感Lm2构成的。可替代的，第三匹配单元M2也可以替换成由多个电感和或电容以串联和或并联的方式构成，用于匹配带阻滤波器400自身的阻抗。第一匹配单元200和第三匹配单元M2之间形成电感耦合。

进一步的，虽然图2中的带阻滤波器400中的谐振器为1串1并的电路结构，但谐振器具体串并联的阶数不作为本实用新型中带阻滤波器400的具体限定。对于带阻滤波器400的电路结构而言，重要的是需要在电路结构上，确保带阻滤波器400最靠近公共端点的谐振器为串联谐振器而非并联谐振器，以避免为带通滤波器300引入额外的并联谐振器。

带阻滤波器400的串联支路S6和并联支路P5中的各谐振器可以采用体声波谐振器、声表面波谐振器等等。

下面通过与第一至第三对比例对照的形式来验证本实用新型实施方式性能改善的情况。

请参考图3，图3示出第一对比例提取器的电路结构图。对于第一对比例的提取器1000而言，其电路结构与图2中提取器100电路结构的区别仅在于：带阻滤波器400除包括串联支路S6、并联支路P5、第三匹配单元M2外还包括并联支路P6,并联支路P6包括并联谐振单元(图中未标识)，该并联谐振单元包括并联谐振器p6，并联谐振器p6的一端与节点N7连接，并联谐振器p6的另一端连接到接地端。其中并联谐振器p6为带阻滤波器中最靠近公共端点102的谐振器。

请参考图4，图4为本实用新型与第一对比例的带通滤波器的频率响应图。其中，L11为本实用新型的带通滤波器的频率响应，L2为第一对比例的带通滤波器的频率响应，L3为第一对比例的带阻滤波器中并联谐振器p6的阻抗曲线。图4中横轴为频率(单位为GHz)，纵轴为插入损耗(单位为dB)。由图4中可以看出：第一对比例提取器中带通滤波器的通带中存在异常零点，而本实用新型提取器中带通滤波器的通带中则不存在异常零点。由此可见本实用新型中通过对电路结构的设计优化，成功提升了提取器的性能。

具体而言，第一对比例提取器的带阻滤波器中，由于并联谐振器p6为最靠近公共端点的谐振器，因此其实质上也构成第一对比例提取器的带通滤波器的并联谐振器，从图4中可知由于并联谐振器p6的串联谐振频率Fs位于第一对比例提取器的带通滤波器的通带内，并联谐振器p6在串联谐振频率Fs处短路，从而使得提取器1000中带通滤波器通带内的信号流入到地，从而在第一对比例提取器的带通滤波器的通带内形成零点。而本实用新型中通过将带通滤波器300和带阻滤波器中最靠近公共端子102的谐振器同时设置为串联谐振器，避免了提取器中带通滤波器通带内的信号流入到地的情况发生，从而避免了在带通滤波器中引入异常零点。

请参考图5，图5示出第二对比例提取器的电路结构图。第二对比例中的提取器2000而言，其电路结构与图2中提取器100的电路结构的区别仅在于：带通滤波器400中不具有串联支路S1，从而使得带通滤波器中并联支路P1中的并联谐振器p1是最靠近公共端点的谐振器。带阻滤波器400除包括串联支路S6、并联支路P5和第三匹配单元M2外还包括并联支路P6,并联支路P6包括并联谐振单元(图中未标识)，该并联谐振单元包括并联谐振器p6，并联谐振器p6的一端与节点N7连接，并联谐振器p6的另一端连接到接地端。带阻滤波器中并联支路P6中的并联谐振器p6是最靠近公共端点的谐振器。

请参考图6-7，图6为本实用新型与第二对比例的带通滤波器的频率响应图，图7为本实用新型与第二对比例的带阻滤波器的频率响应图。图6-7中横轴为频率(单位为GHz)，纵轴为插入损耗(单位为dB)。图6-7中，L11为本实用新型的带通滤波器的频率响应，L12为本实用新型的带阻滤波器的频率响应，L4为第二对比例的带通滤波器的频率响应，L6为第二对比例的带阻滤波器的频率响应，L5为第二对比例带阻滤波器中谐振器p6的阻抗曲线，L7为第二对比例带通滤波器中谐振器p1的阻抗曲线。由图6-7中可以看出：第二对比例中提取器的带通滤波器的通带中存在异常零点；提取器的带阻滤波器的通带中存在异常零点；而本实用新型提取器的带通滤波器的通带中则不存在异常零点。由此可见本实用新型中通过对电路结构的设计优化，成功提升了提取器的性能。

具体而言，第二对比例提取器的带阻滤波器中由于并联谐振器p6最靠近公共端点，因此其实质上也构成第二对比例提取器的带通滤波器的并联谐振器，从图6-7中可知由于并联谐振器p6的串联谐振频率Fs1位于第二对比例提取器的带通滤波器的通带内，并联谐振器p6在串联谐振频率Fs1处短路，从而使得第二对比例提取器的中带通滤波器通带内的信号流入到地，从而在带通滤波器的通带内形成零点。第二对比例提取器的带通滤波器中由于并联谐振器p1最靠近公共端点，因此其实质上也构成第二对比例提取器的带阻滤波器的并联谐振器，并联谐振器p1的串联谐振频率Fs2位于第二对比例提取器的带通滤波器的通带内，并联谐振器p1在串联谐振频率Fs2处短路，使得第二对比例提取器的带阻滤波器通带内的信号流入到地，从而在第二对比例提取器的带阻滤波器的通带内形成零点。而本实用新型中通过将带通滤波器300和带阻滤波器中各自最靠近公共端子102的谐振器都设置为串联谐振器，避免了提取器中带通滤波器通带内的信号流入到地的情况发生，从而避免了在带通滤波器中引入异常零点。

请参考图8，图8示出第三对比例提取器的电路结构图。对于第三对比例中的提取器3000而言，其电路结构与图2中提取器100的电路结构的区别仅在于：带通滤波器400中不具有串联支路S1，从而使得带通滤波器并联支路P1中的并联谐振器p1成为最靠近公共端点的谐振器。

请参考图9，图9为本实用新型与对比例的带阻滤波器的频率响应图，图9中横轴为频率(单位为GHz)，纵轴为插入损耗(单位为dB)。由图9中可以看出，L12为本实用新型的带阻滤波器的频率响应，L8为第三对比例的带阻滤波器的频率响应，L9为第三对比例带通滤波器中谐振器p1的阻抗曲线。由图9中可以看出：第三对比例中提取器的带阻滤波器的通带中存在异常零点；而本实用新型提取器的带阻滤波器的通带中则不存在异常零点。由此可见本实用新型中通过对电路结构的设计优化，成功提升了提取器的性能。

具体而言，第三对比例提取器的带通滤波器中，由于并联谐振器p1最靠近公共端点，因此其实质上也构成第三对比例提取器的带阻滤波器的并联谐振器，从图9中可知由于并联谐振器p1的串联谐振频率Fs位于第三对比例提取器的带阻滤波器的通带内，并联谐振器p1在串联谐振频率Fs处短路，使第三对比例提取器的带阻滤波器通带内的信号流入到地，从而在第三对比例提取器的带通滤波器的通带内形成零点。而本实用新型中通过将带通滤波器300和带阻滤波器中最靠近公共端子102的第一个谐振器同时设置为串联谐振器，避免了提取器中带通滤波器通带内的信号流入到地的情况发生，从而避免了在带通滤波器中引入异常零点。

综上，通过本实用新型与第一至第三比较例的比对，可以发现本实用新型将带通滤波器300和带阻滤波器中最靠近公共端子102的谐振器同时设置为串联谐振器，该设置方式不会在带通滤波器和带阻滤波器的通带内引入额外的并联谐振器，不会导致带通滤波器和带阻滤波器通带内的信号流入地的情况，因此不会在带通滤波器和带阻滤波器通带内形成异常零点，能有效提高提取器的性能。

本实用新型实施方式的提取器可以广泛应用于通信装置中，通信装置示例性的为手机、个人数字助理、电子游戏设备、可穿戴终端等。

以上结合具体的实施方案对本实用新型进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本实用新型的保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本实用新型的精神和原理对本实用新型做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种避免引入异常零点的电子器件，其特征在于，包括：

天线端子、公共端子、第一匹配单元、第一信号传输端子、第二信号传输端子，连接在所述公共端子和第一信号传输端子之间的带通滤波器以及连接在所述公共端子和第二信号传输端子之间的带阻滤波器；

所述带通滤波器和所述带阻滤波器各自包括多个谐振器；

所述带通滤波器中最靠近所述公共端子的谐振器设置为串联谐振器；

且所述带阻滤波器中最靠近所述公共端子的谐振器设置为串联谐振器。

2.如权利要求1所述的避免引入异常零点的电子器件，其特征在于，所述带通滤波器具有N条串联支路和M条并联支路，N、M为自然数；所述带阻滤波器具有P条的串联支路和Q条的并联支路，P、Q为自然数。

3.如权利要求1所述的避免引入异常零点的电子器件，其特征在于：所述带通滤波器的结构为5串4并，所述带阻滤波器的结构为1串1并。

4.如权利要求2所述的避免引入异常零点的电子器件，其特征在于：所述带通滤波器中的并联支路通过电感接地。

5.如权利要求2所述的避免引入异常零点的电子器件，其特征在于：所述带通滤波器的所述并联支路中至少有两条并联支路通过共用电感接地。

6.如权利要求3所述的避免引入异常零点的电子器件，其特征在于：所述第一匹配单元串联在所述天线端子和所述公共端子之间；或者所述第一匹配单元并联在所述天线端子和接地端之间。

7.如权利要求6所述的避免引入异常零点的电子器件，其特征在于：所述带通滤波器还包括第二匹配单元，所述第二匹配单元与所第一信号传输端子连接。

8.如权利要求7所述的避免引入异常零点的电子器件，其特征在于：所述带阻滤波器还包括第三匹配单元，所述第三匹配单元与所述第二信号传输端子连接。

9.如权利要求8所述的避免引入异常零点的电子器件，其特征在于：所述第一匹配单元与所述第二匹配单元、第三匹配单元形成电感耦合。

10.一种通信设备，其特征在于：所述通信设备包括权利要求1-9中任一项所述的电子器件。