CN220401727U - 一种高效能源损耗降低的射频滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及射频技术领域，尤其涉及一种高效能源损耗降低的射频滤波器包括射频信号输入端、射频信号输出端，射频滤波器还包括第一滤波单元、第二滤波单元…第N滤波单元以及功耗调节单元，所述射频信号输入端连接第一滤波单元的输入端，第一滤波单元的输出端连接第二滤波单元的输入端，第二滤波单元的输出端连接第N滤波单元的输入端，第N滤波单元的输出端连接射频信号输出端，所述功耗调节单元分别连接第一滤波单元、第二滤波单元、第N滤波单元的输入端。本实用新型通过调节可调电容的参数，可以优化滤波器的功耗。通过降低电容的值，可以减少能量损耗，从而降低滤波单元的功耗。有助于提高滤波器的能量效率，节约能源。

Description

一种高效能源损耗降低的射频滤波器

技术领域

本实用新型涉及射频技术领域，尤其涉及一种高效能源损耗降低的射频滤波器。

背景技术

射频滤波器作为射频系统中必不可少的组件，主要用于频率选择和抑制非期望信号。传统的射频滤波器设计通常采用电阻、电容和电感等元件，在特定频率范围内实现频率选择和信号消除。然而，传统射频滤波器存在能量损耗较高的问题，限制了其性能和能源效率的提升。

能量损耗主要是由于传统滤波器中的电阻、电容和电感元件导致能量的转化和耗散。这些元件自身的电阻和电抗会引起能耗和功耗，从而导致能量的损失。此外，传统滤波器结构和连接方式可能导致不必要的能量传输和反射，增加能量损耗。

针对传统射频滤波器的高能量损耗问题，本实用新型提出了一种射频滤波器方案。旨在降低能耗和能量损耗，提高滤波器的性能和能源效率。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种高效能源损耗降低的射频滤波器。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种高效能源损耗降低的射频滤波器，包括射频信号输入端、射频信号输出端，射频滤波器还包括第一滤波单元、第二滤波单元…第N滤波单元以及功耗调节单元，所述射频信号输入端连接第一滤波单元的输入端，第一滤波单元的输出端连接第二滤波单元的输入端，第二滤波单元的输出端连接第N滤波单元的输入端，第N滤波单元的输出端连接射频信号输出端，所述功耗调节单元分别连接第一滤波单元、第二滤波单元、第N滤波单元的输入端。

进一步的，所述第一滤波单元包括电感L1、电容C1，所述第二滤波单元包括电感L2、电容C2，第N滤波单元包括电感LN、电容CN，所述射频信号输入端分别连接电感L1一端、电容C1一端，电感L1另一端分别连接电感L2一端、电容C2一端，电感L2另一端分别连接电感LN一端，电容CN一端，电感LN另一端连接射频信号输出端。

进一步的，所述功耗调节单元有1个，所述功耗调节单元分别连接第一滤波单元、第二滤波单元、第N滤波单元，1个所述功耗调节单元对所有滤波单元功耗统一调节和控制。

进一步的，所述功耗调节单元有N个，N个所述功耗调节单元均连接控制电路，其中第一功耗调节单元连接第一滤波单元，第二功耗调节单元连接第二滤波单元，第N功耗调节单元连接第N滤波单元，每个所述功耗调节单元独立调节滤波单元功耗。

进一步的，功耗调节单元包括1个可调电容、控制电路和电源电路，所述可调电容与电感L1、电感L2、电感LN并联连接，所述可调电容分别连接控制电路和电源电路，所述控制电路连接电源电路。

进一步的，功耗调节单元包括N个可调电容、N个解码器，其中第一可调电容一端连接电感L1另一端，第一可调电容另一端连接电感L2一端，第二可调电容一端连接电感L2另一端，第二可调电容另一端连接电感LN一端，N个所述可调电容的控制端连接N个解码器。

进一步的，所述控制电路包括微控制器、数字电位器，所述微控制器连接数字电位器，所述数字电位器连接可调电容的控制端，所述可调电容一端连接电源电路，可调电容另一端接地。

进一步的，所述控制电路包括微控制器、多路复用器，所述微控制器连接多路复用器，所述多路复用器连接N个可调电容的控制端。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型通过调节可调电容的参数，可以优化滤波器的功耗。通过降低电容的值，可以减少能量损耗，从而降低滤波单元的功耗。有助于提高滤波器的能量效率，节约能源；

（2）本实用新型通过调节可调电容的参数，可以改变滤波单元的频率响应。这使得滤波单元可以适应不同频率的信号需求。通过根据特定的应用需求调整可调电容的值，可以实现对射频信号的精确滤波和频率选择，提高滤波器的性能；

（3）本实用新型对可调电容的调节可以用于对滤波单元进行保护。通过调整电容的参数，可以避免滤波单元的过载或过热，提高滤波单元的可靠性和寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提出的一种高效能源损耗降低的射频滤波器的结构框图；

图2为本实用新型提出的一种高效能源损耗降低的射频滤波器的LTE频段隔离通道电路

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

参考图1，本实施例中，采用直列连接方式进行滤波单元的连接，射频信号首先通过射频信号输入端输入到第一滤波单元。第一滤波单元的输出与第二个滤波单元的输入相连，如此类推，直到最后一个滤波单元。最后一个滤波单元的输出连接到射频信号输出端，滤波单元之间直接连接，即滤波单元的输出端连接到下一个滤波单元的输入端，这样，射频信号可以依次通过各个滤波单元，进行频率选择和抑制非期望信号。

所述第一滤波单元包括电感L1、电容C1，所述第二滤波单元包括电感L2、电容C2，第N滤波单元包括电感LN、电容CN，所述射频信号输入端分别连接电感L1一端、电容C1一端，电感L1另一端分别连接电感L2一端、电容C2一端，电感L2另一端分别连接电感LN一端，电容CN一端，电感LN另一端连接射频信号输出端。

本实施例中只需要使用一个功耗调节单元，所述的功耗调节单元可以与所有滤波单元直接连接。即该功耗调节单元能够统一地调节所有滤波单元的功耗。通过控制该功耗调节单元的工作状态，可以实现对所有滤波单元功耗的统一调节和控制。

所述功耗调节单元有1个，所述功耗调节单元分别连接第一滤波单元、第二滤波单元、第N滤波单元。

功耗调节单元包括1个可调电容、控制电路和电源电路，所述可调电容分别与电感L1、电感L2、电感L3并联连接，所述可调电容分别连接控制电路和电源电路，所述控制电路连接电源电路。所述控制电路包括微控制器、数字电位器和可调电容，所述微控制器连接数字电位器，所述数字电位器连接可调电容的控制端，所述可调电容一端连接电源电路，可调电容另一端接地，具体的将可调电容的一个端子连接到所有滤波单元的电感端，将可调电容另一个端子连接到电源和地线，以提供所需的电压供应,通过控制电路来调节可调电容的电容值。

所述的可调电容用来实现对滤波单元功耗的调节。可调电容由多个电容元件组成，通过调节电容值来改变滤波单元的功耗。

所述的控制电路，用于产生控制信号，以调节可调电容的参数。控制电路可以采用数字或模拟方式，本实施例中采用微控制器微控制和调节滤波单元的功耗。微控制器可以根据预设的算法和控制策略生成相应的控制信号，以调节功耗调节单元中的元器件参数；

采用数字电位器调节滤波单元功耗调节单元中的电容或电感的参数。数字电位器可以通过微控制器给出的数字或模拟信号来改变电容或电感值，从而实现功耗的调节；

所述的电源电路用于为控制电路和功耗调节单元提供稳定的电源供应，保证其正常运行。

本实施例中，可调电容与功耗调节单元的电感并联连接组成可调谐电路。通过调节可调电容的电容值，可以改变谐振频率，从而改变滤波器的特性和功耗。

在此基础上，本实施例记载的微控制通过公知常识可知，还包括有数字或模拟输入/输出接口：用于与外部设备或系统进行通信。通过这些接口，控制电路可以接收来自其他系统的输入信号或发送输出信号，实现滤波单元功耗的实时调节和控制，以及其他辅助元器件：如电阻、电容、晶体振荡器等，用于控制电路的稳定化和支持。

需要注意的是，在此连接方式的可调电容与所有滤波单元的电感是并联连接的，而不是与每个电感串联。这是因为并联连接的方式可以改变整个滤波器的谐振频率和特性，而串联连接方式可能会影响滤波器的谐振频率和频率响应。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上提出一种高效能源损耗降低的射频滤波器的功耗调节单元实时方式。

参考图2，本实施例中采用N个功耗调节单元，每个功耗调节单元与一个滤波单元连接的方式，具体连接方法如下：

射频信号输入端连接第一个滤波单元的输入端，第一个滤波单元的输出端连接到第一个功耗调节单元的输入端，第一个功耗调节单元的输出端连接到第二个滤波单元的输入端，第二个滤波单元的输出端连接到第二个功耗调节单元的输入端，第二个功耗调节单元的输出端连接到第三个滤波单元的输入端。依此类推，重复以上步骤，直到第N个滤波单元和第N个功耗调节单元的连接，最后一个滤波单元的输出端连接到射频信号输出端。每个滤波单元都有一个专门的功耗调节单元与之相连，实现了独立调节和控制。每个功耗调节单元可以根据需要进行参数或控制信号的调节，以实现对对应滤波单元的功耗调节。

本实施例中选择这种方案是为了各个滤波单元之间的功耗可以独立调节，更灵活地满足不同滤波单元的功耗调节需求。每个滤波单元及其对应的功耗调节单元之间的连接应根据具体滤波单元的输入和输出设计相应的布线方式。

本实施例的功耗调节单元包括N个可调电容、N个解码器，其中第一可调电容一端连接电感L1另一端，第一可调电容另一端连接电感L2一端，第二可调电容一端连接电感L2另一端，第二可调电容另一端连接电感LN一端，N个所述可调电容的控制端连接N个解码器。

还包括控制电路的微控制器、多路复用器，所述微控制器连接多路复用器，所述多路复用器连接N个可调电容的控制端。其中控制电路用于控制所有功耗调节单元的工作状态。这个共享控制电路可以采用数字控制、模拟电路或混合控制方式。

本实施例中采用数字控制方式来实现控制电路。通过微控制器设计一个控制逻辑电路来实现对所有功耗调节单元的控制。这个控制逻辑电路可以根据预设的控制策略和参数，生成相应的控制信号，本实施例还可采用模拟控制方式来实现控制电路。通过运算放大器、电压比较器、模拟多路开关等模拟电路元件设计控制电路，根据预设的控制策略和参数产生对功耗调节单元的控制信号，以实现功耗的调节。需要明确的是，上述采用数字方式和模拟方式都为现有技术的公知常识，故在本实施例中不再赘述。

本实施例中采用多路复用器来将控制电路产生的控制信号分配给多个功耗调节单元的可调电容。多路复用器可以作为一个集中的控制信号分配器，根据特定的控制信号选择输入通道，并将其输出到对应的功耗调节单元。通过多路复用器传输的信号分别进入每个可调电容配备的解码器上，解码器负责解码从多路复用器输出的控制信号，并将其传递给相应的可调电容。

本实施例中的可调电容可以通过调整电容的参数来实现对滤波单元功耗的调节。在射频滤波器中，通过调整电容的值，可以改变滤波单元的频率响应和传输特性，从而实现对功耗的调节。

具体来说，调整可调电容的参数可以影响其等效电容值，进而影响滤波单元的传输和阻抗特性。通过增加或减小可调电容的值，可以改变滤波单元的阻抗匹配和频率选择的效果。

本实施例中当可调电容的等效电容值较大时，滤波单元的带通范围可能会变宽，对输入信号有更低的阻抗，从而导致更多的能量通过。这将增加滤波单元的功耗。相反，当可调电容的等效电容值较小时，滤波单元的带通范围可能会变窄，对输入信号有较高的阻抗，从而导致更少的能量通过。这样可以降低滤波单元的功耗。

调整可调电容的值方式包括电压控制：利用电压信号来调节可调电容的参数。通过改变电压信号的大小，可以改变可调电容的等效电容值，从而调节滤波单元的功耗。温度控制：利用温度信号来调节可调电容的参数。通过改变温度信号的值，可以改变可调电容的等效电容值，进而影响滤波单元的功耗。

需要根据具体设计和需求来选择适合的可调电容器件和调节方式。在实际应用中，可以结合滤波单元的频率响应要求和功耗调节的精度要求，设计和选择合适的可调电容器件，并确定合适的控制策略来实现对滤波单元功耗的调节。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种高效能源损耗降低的射频滤波器，包括射频信号输入端、射频信号输出端，其特征在于，射频滤波器还包括第一滤波单元、第二滤波单元…第N滤波单元以及功耗调节单元，所述射频信号输入端连接第一滤波单元的输入端，第一滤波单元的输出端连接第二滤波单元的输入端，第二滤波单元的输出端连接第N滤波单元的输入端，第N滤波单元的输出端连接射频信号输出端，所述功耗调节单元分别连接第一滤波单元、第二滤波单元、第N滤波单元的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种高效能源损耗降低的射频滤波器，其特征在于，所述第一滤波单元包括电感L1、电容C1，所述第二滤波单元包括电感L2、电容C2，第N滤波单元包括电感LN、电容CN，所述射频信号输入端分别连接电感L1一端、电容C1一端，电感L1另一端分别连接电感L2一端、电容C2一端，电感L2另一端分别连接电感LN一端，电容CN一端，电感LN另一端连接射频信号输出端。

3.根据权利要求2所述的一种高效能源损耗降低的射频滤波器，其特征在于，所述功耗调节单元有1个，所述功耗调节单元分别连接第一滤波单元、第二滤波单元、第N滤波单元，1个所述功耗调节单元对所有滤波单元功耗统一调节和控制。

4.根据权利要求2所述的一种高效能源损耗降低的射频滤波器，其特征在于，所述功耗调节单元有N个，N个所述功耗调节单元均连接控制电路，其中第一功耗调节单元连接第一滤波单元，第二功耗调节单元连接第二滤波单元，第N功耗调节单元连接第N滤波单元，每个所述功耗调节单元独立调节滤波单元功耗。

5.根据权利要求3所述的一种高效能源损耗降低的射频滤波器，其特征在于，功耗调节单元包括1个可调电容、控制电路和电源电路，所述可调电容与电感L1、电感L2、电感LN并联连接，所述可调电容分别连接控制电路和电源电路，所述控制电路连接电源电路。

6.根据权利要求4所述的一种高效能源损耗降低的射频滤波器，其特征在于，功耗调节单元包括N个可调电容、N个解码器，其中第一可调电容一端连接电感L1另一端，第一可调电容另一端连接电感L2一端，第二可调电容一端连接电感L2另一端，第二可调电容另一端连接电感LN一端，N个所述可调电容的控制端连接N个解码器。

7.根据权利要求5所述的一种高效能源损耗降低的射频滤波器，其特征在于，所述控制电路包括微控制器、数字电位器，所述微控制器连接数字电位器，所述数字电位器连接可调电容的控制端，所述可调电容一端连接电源电路，可调电容另一端接地。

8.根据权利要求4所述的一种高效能源损耗降低的射频滤波器，其特征在于，所述控制电路包括微控制器、多路复用器，所述微控制器连接多路复用器，所述多路复用器连接N个可调电容的控制端。