CN2881985Y - Lnb高频滤波器 - Google Patents

Abstract

一种高频滤波器，以产生具有特定频宽的模拟信号，包括有一印刷电路及设于印刷电路上的一调频器，印刷电路具有一信号线路及一接地线路，信号线路具有复数个共振器相互以电耦合或磁耦合形式共振，接地线路电性连接至接地电位且绕设于共振器外侧；调频器是为具导电性的金属材质所制成的盖体并电性连接接地线路，调频器与该些共振器之间具有特定容置空间的一隔离腔，调频器具有可活动式的一调整件，改变调整件与共振器的相对位置即可改变隔离腔的大小，并以改变上述模拟信号的频宽范围。

Description

LNB高频滤波器

技术领域

本实用新型是与无线通讯的射频电路有关，特别是指一种应用于印刷电路的滤波器。

背景技术

近年由于无线通讯市场的快速蓬勃发展，系统对频寛的需求不断地增加，通讯信号发射及接收端常需要寛频的带通滤波器(bandpass filter)作为频道选择之用，而高效率的带通滤波器则为主要决定系统通讯品质的因素，亦即为高选择性(selectivity)及低插入损失(insertionloss)的滤波器，其中选择性意指可从众多的干扰信号中，区分出所要信号的能力，高选择性的滤波器对旁波带(side band)的抑制能力相当好，可以缩小相邻频道间的防护带(guard band)，使频率使用的情形更有效率，为判断滤波器品质因素(Qualityfactor，Q)的关键，而插入损失意指信号衰减的程度，低插入损失的滤波器可使信号获得较佳的接收增益。

请参阅如图1所示一般卫星降频器(Low NoiseBlock-downconversion，LNB)的一降频电路1，是以一天线(antenna)11接收卫星信号后，经由三低噪声放大器(LowNoise Amplifier，LNA)12于各级依序放大成一RF信号，可避免一次过高的放大功率使高频电磁波产生回授振荡的影响，再由一镜像滤波器(image rejectionfilter)13滤除镜像干扰信号，然后与一本地振荡器(Local Oscillator，LO)14所产生的低频振荡频率共同输入至一混波器(mixer)15，因此降频混波为中频(Intermediate Frequency，IF)信号，以供后级电路作定频等解调处理；其中滤波器13所需滤除的镜像信号为以RF频率减去两倍IF频率的镜像频率信号，其镜像拒斥(image rejection)能力亦关是至其选择性，决定了后级解调的中频或基频信号品质，否则太大的镜像信号将导致信号品质变差，严重者更造成使用者端的信号接收错误。

一般多由增加滤波器的阶数来提升其选择性，但除了增加额外的电子组件设置空间外，往往亦必须牺牲掉通带(passband)的频宽及增益，使降低宽频的性能，尤其现代的微波通讯系统中，C频段及Ku频段已不足使用，近期更增加了Ka频段，在中频频率不变，射频及本地振荡信号频率变高，且频寛增加的情况下，增加滤波器阶数的设计方法已不足应付；纵使有以印刷电路技术所设计的微带线滤波器(microstripfilter)，如指叉式滤波器(Inter-digital filter)、边缘耦合式微带线滤波器(Edge coupled micro-strip filter)以及发夹式带通滤波器(Hairpin filter)等，可以较传统以集成电路组件制成的滤波器具有更节省的电路空间以及更佳的选择性及低插入损失，然此密集布设的传输线却容易受到印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)的制程偏差影响，如光罩对准误差或线路蚀刻不良等因素，或者需重新仿真设计而耗费生产工时并增加生产成本，或者降低产品良率致使滤波器的共振频率产生微小的频飘，同样导致信号品质变差或使用者端的信号接收错误等问题。

实用新型内容

因此，本实用新型的主要目的乃在于提供一种高频滤波器，为高选择性且低插入损失的滤波器，可提升无线通讯技术的信号接收品质，且有效提升生产良率降低成本支出。

为达成前揭目的，本实用新型所提供一种滤波器，是设于印刷电路板上，其特征在于，包括有：

一印刷电路，以具导电性的金属薄膜布设于上述印刷电路板表面，具有一信号线路及一接地线路，该信号线路具有复数个共振器、一输入端组及一输出端组，该些共振器相互以电、磁耦合形式共振，其中第一共振器及第二共振器分别电性连接至该输入端组及输出端组，该接地线路电性连接至接地电位且绕设于该些共振器外侧；以及

一调频器，为具导电性的金属材质所制成的盖体并电性连接该接地线路，是设于该信号线路上并覆盖该些共振器，该调频器与该些共振器之间具有特定容置空间的一隔离腔，该调频器具有一调整件，该调整件为与该隔离腔相接触。

其中该信号线路为C形传输线结构的四串联式滤波电路。

其中各该共振器为二分之一波长传输线。

其中该些共振器的第一共振器及第二共振器相互以磁耦合形式共振并分别电性连接至该输入及输出端组。

其中其余的该些共振器相互以电耦合形式共振。

其中该接地线路具有二开口分别对应该输入及输出端组而设置，使该信号线路可穿透该接地线路。

其中该调频器与该接地线路相邻部位具有二通孔，且分别对应各该开口而设置。

其中该调频器具有一微调孔，为对应于该调整件而设置。

其中该微调孔及调整件分别为螺孔与螺丝所制成的锁设构件。

其中该滤波器为一镜像滤波器。

其中该滤波具有二该信号线路及二该调频器，其中第一信号线路的输出端组是连接于第二信号线路的输入端组。

其中该信号线路为微带线传输线结构的滤波电路。

本实用新型的高频滤波器，为高选择性且低插入损失的滤波器，可提升无线通讯技术的信号接收品质，且有效提升生产良率降低成本支出。

附图说明

以下，配合若干附图列举一较佳实施例，用以对本实用新型的组成构件及功效作进一步说明，其中所用各附图的简要说明如下，其中：

图1是一般卫星降频器的电路方块示意图；

图2是本实用新型所提供第一较佳实施例的印刷电路滤波器的电路示意图；

图3是上述第一较佳实施例的立体结构示意图；

图4是本实用新型所提供第二较佳实施例的立体结构示意图；

图5是上述第二较佳实施例所提供滤波器的频率响应特性曲线图。

具体实施方式

请参阅图2及图3所示为本实用新型所提供第一较佳实施例的一种高频滤波器2，可应用于如图1所示的滤波器13的设置结构，包括有制作于PCB板上的一印刷电路20及设于上方的一调频器30，其中：

如图2所示的该印刷电路20，为四串联式(CascadeQuadruplet，CQ)滤波器的基本架构，具有一信号线路21及一接地线路25，该信号线路21具有四个共振器22(resonator)、一输入端组23及一输出端组24，该输入及输出端组23、24分别供RF信号输入及输出，各该共振器22为二分之一波长的C形传输线所形成的共振腔，且第一共振器221及第二共振器222相互以磁耦合形式共振并分别电性连接至该输入及输出端组23、24，第三共振器223及第四共振器224相互以电耦合形式共振；该接地线路25电性连接至接地电位(ground)，成为不连续性环绕该些共振器22的接地准位，具有二开口251、252分别供该输入及输出端组23、24穿透，该接地线路25与各该共振器22之间距设计可决定该滤波器2的特定频宽条件。

请参照如图3所示的该调频器30，为具导电性的金属材质所制成的中空盖体，是以完全覆盖该些共振器25而形成该滤波器2的金属外壳(shielding)，为对应于该接地线路25并与的电性连接，是有位于底部边缘的一盖沿31、位于底部与该二开口251、252分别相对应的一通孔32、33、设于上方的一微调孔34、可箝入该微调孔34的一调整件35及形成于中空部位的一隔离腔36，盖沿31与该接地线路25有相同的形状结构，并于该二通孔32、33处为不连续性的形式因此供该输入及输出端组23、24穿出而不与的电性导通，微调孔34与调整件35是为可相互密和的结构，本实施例所提供则分别为普遍所习用的螺孔与螺丝构件，隔离腔36为该调频器30与该些共振器22之间所形成具有特定的容置空间，藉由改变该调整件35与该些共振器22的相对位置即可改变该隔离腔36的大小。

该滤波器2是利用简单传输线结构的CQ滤波器，配合周边设置的接地线路25及调频器30的金属屏蔽外壳，加以可调整螺丝调整隔离腔36的大小，以改变相对于各该共振器22的等效电容大小，并改变滤波器2金属壳内的场(field)，可增加该输入及输出端组23、24之间的电磁耦合，以产生额外的零点(zero)，此零点可滤除较近的旁波带并缩小相邻频道间的防护带，产生较为陡峭的衰减，并达到较高的品质因子，因而具有极佳的外频抑制能力，使频率使用的情形更有效率，更适用于镜像滤波；且由于滤波器的输出入端之间耦合量变大，使得滤波器频寛亦变大，在增加外频抑制能力的同时还能增加频寛，更增加了可供选择的频宽范围。

另值得一提的是，本实用新型所提供的滤波器是以简单的制程结构有效调整并改善滤波器的选择性，因此当需要设计成多级的滤波器时，则仅需串联与单级设计相同的结构，如图4所示为本实用新型所提供第二较佳实施例的滤波器4，为应用上述实施例的滤波器串联两级的结构，其中一金属外壳40则为上述实施例相贴合的二该调频器30，因此有形成于相对两端的二通孔41、42分别供上级输入端组23及下级输出端组24穿出，内部一隔离壁43则等同于二该调频器30分别以通孔32、33相贴和的侧壁，因此形成为一穿孔431可供两级的CQ滤波器相连接；请参阅图5所示为该滤波器4的频率响应特性，该滤波器4在特定工作频率下，可达到低通带损失，同时滤除较近的旁波带并缩小相邻频道间的防护带，产生更为陡峭的衰减，使得品质因子提高，因而具有极佳的外频抑制能力，使频率使用的情形更有效率。

当然本实用新型所提供的调频器作用亦可应用于大部分的印刷电路滤波器，包括如传统的微带线滤波器，只要于滤波器周围同样布设有特定线路形状的接地线路，配合适当设置的调频器结构，即可有效改善滤波器的选择性，以取代电路板制程误差所需面临的重工问题。

因此本实用新型所提供的滤波器是以利用可调整隔离腔大小的调频器，在不改变滤波器的电路结构下，滤除较近的旁波带并缩小相邻频道间的防护带，产生更为陡峭的衰减，使得品质因子提高，因而具有极佳的外频抑制能力，使频率使用的情形更有效率，与未加上可调整螺丝的传统印刷电路微带线滤波器相比较，是有下列优点：

1、不需要对电路重新仿真设计，使得研发时间减少。

2、增加滤波器本身的频寛，达到高选择性及低插入损失的高效率的滤波效果。

3、在传统印刷电路滤波器上均可实施。

4、改善因PCB板工程误差而造成滤波器的微小频飘，增加产品良率。

唯，以上所述的，仅为本实用新型的较佳可行实施例而已，故凡是应用本实用新型说明书及申请专利范围所为的等效结构变化，理应包含在本实用新型的专利范围内。

Claims (12)

1、一种滤波器，是设于印刷电路板上，其特征在于，包括有：

一印刷电路，以具导电性的金属薄膜布设于上述印刷电路板表面，具有一信号线路及一接地线路，该信号线路具有复数个共振器、一输入端组及一输出端组，该些共振器相互以电、磁耦合形式共振，其中第一共振器及第二共振器分别电性连接至该输入端组及输出端组，该接地线路电性连接至接地电位且绕设于该些共振器外侧；以及

一调频器，为具导电性的金属材质所制成的盖体并电性连接该接地线路，是设于该信号线路上并覆盖该些共振器，该调频器与该些共振器之间具有特定容置空间的一隔离腔，该调频器具有一调整件，该调整件为与该隔离腔相接触。

2、依据权利要求1项所述的滤波器，其特征在于，其中该信号线路为C形传输线结构的四串联式滤波电路。

3、依据权利要求2项所述的滤波器，其特征在于，其中各该共振器为二分之一波长传输线。

4、依据权利要求2项所述的滤波器，其特征在于，其中该些共振器的第一共振器及第二共振器相互以磁耦合形式共振并分别电性连接至该输入及输出端组。

5、依据权利要求4项所述的滤波器，其特征在于，其中其余的该些共振器相互以电耦合形式共振。

6、依据权利要求1项所述的滤波器，其特征在于，其中该接地线路具有二开口分别对应该输入及输出端组而设置，使该信号线路可穿透该接地线路。

7、依据权利要求6项所述的滤波器，其特征在于，其中该调频器与该接地线路相邻部位具有二通孔，且分别对应各该开口而设置。

8、依据权利要求1项所述的滤波器，其特征在于，其中该调频器具有一微调孔，为对应于该调整件而设置。

9、依据权利要求8项所述的滤波器，其特征在于，其中该微调孔及调整件分别为螺孔与螺丝所制成的锁设构件。

10、依据权利要求1项所述的滤波器，其特征在于，其中该滤波器为一镜像滤波器。

11、依据权利要求1项所述的滤波器，其特征在于，其中该滤波具有二该信号线路及二该调频器，其中第一信号线路的输出端组是连接于第二信号线路的输入端组。

12、依据权利要求1项所述的滤波器，其特征在于，其中该信号线路为微带线传输线结构的滤波电路。

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