TWM294103U - LNB high frequency filter - Google Patents

Description

M294103 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係與無線通訊的射頻電路有關，特別是指一種 應用於印刷電路的濾波器。 5【先前技術】 近年由於無線通訊市場的快速蓬勃發展，系統對頻寬 的需求不斷地增加，通訊訊號發射及接收端常需要宽頻的 帶通濾波器（bandpass filter)作為頻道選擇之用，而高效 率的V通濾波器則為主要決定系統通訊品質的因素，亦即 10為南遥擇性(selectivity)及低插入損失(inserti〇n i〇ss)的渡 波器，其中選擇性意指可從眾多的干擾訊號中，區分出所 要訊號的能力，高選擇性之濾波器對旁波帶(sideband)的抑 制能力相當好，可以縮小相鄰頻道間的防護帶（guard band)，使頻率使用的情形更有效率，為判斷濾波器品質因 I5素（Qualityfactor，Q)的關鍵，而插入損失意指訊號衰減 的程度，低插入損失的濾波器可使訊號獲得較佳的接收增 益。 请參閱如第一圖所示一般衛星降頻器（Low Noise Block-downconversion，LNB)的一降頻電路 1，係以一天 2〇線（antenna)ll接收衛星訊號後，經由三低雜訊放大器（l〇w Noise Amplifier，LNA) 12於各級依序放大成一 RF訊號， 可避免一次過高之放大功率使高頻電磁波產生回授振盪之 影響’再由一鏡像渡波器（image rejection filter) 13濾除鏡 像干擾訊號，然後與一本地振盪器（Local Oscillator，LO) M294103 14所產生之低頻振盪頻率共同輸入至一混波器（ mixer ) 15 ’因此降頻混波為中頻（intermediate Frequency，IF)訊 號’以供後級電路作定頻等解調處理；其中濾波器13所需 濾除之鏡像訊號為以RF頻率減去兩倍IF頻率之鏡像頻率 5訊號，其鏡像拒斥（image rejection)能力亦關係至其選擇 性，決定了後級解調之中頻或基頻訊號品質，否則太大的 鏡像訊號將導致訊號品質變差，嚴重者更造成使用者端的 訊號接收錯誤。 一般多藉由增加濾波器的階數來提升其選擇性，但除 1〇 了增加額外的電子元件設置空間外，往往亦必須犧牲掉通 帶（pass band)的頻寬及增益，使降低寬頻之性能，尤其 現代的微波通訊系統中，C頻段及Ku頻段已不足使用，近 期更增加了 Ka頻段，在中頻頻率不變，射頻及本地振盪訊 號頻率變高，且頻寬增加的情況下，增加濾波器階數的設 15计方法已不足應付；縱使有以印刷電路技術所設計之微帶 線濾波 |§ ( microstrip filter )，如指叉式濾波器(Inter_digital filter)邊緣麵合式被f 線濾波器(Edge c〇Upied micr〇_strip filter)以及髮夾式帶通濾波器(Hairpinfiiter)等，可以較傳統 以積體黾路元件製成之慮波器具有更節省的電路空間以及 2〇更佳之選擇性及低插入損失，然此密集佈設之傳輸線卻容 易受到印刷電路板（Printed Circuit Board，PCB)之製程偏 差影響，如光罩對準誤差或線路姓刻不良等因素，或者需 重，模擬設計而耗費生產工時並增加生產成本，或者降低 產品良率致使濾波器之共振頻率產生微小的頻飄，同樣導 M294103 致訊號品質變差或使用者端的訊號接收錯誤等問題。 【新型内容】 因此，本創作之主要目的乃在於提供一種高頻濾波 益，為南選擇性且低插入損失之濾波器，可提升無線通訊 技術的訊號接收品質，且有效提升生產良率降低成本支出。 為達成前揭目的，本創作所提供一種高頻滤波器，係 設於印刷電路板（printedcircuitBoard，PCB)上以產生 具有特定頻寬之類比訊號，包括有—印刷電路及一調頻 器，印刷電路係以具導電性的金屬薄膜佈設於上述印刷電 路板表面，具有一訊號線路及一桩 ^ 有複數個共振器(一〇、-輸入端組及二輸=:具 15 電性連接至該輸入端組及輸出端 :連接至接地電位且繞設於該 胁==具導電性的金屬材質所製成之 該些共振器，該調頻器與該此上並覆蓋 __具討活動式之-調整件，㈣ 相對位置即可改變2::;:調^ 號之頻寬範圍。 並以改、交上述類比汛 【實施方式】 20 M294103 μ以下/配合若干圖式列舉―_實_，用以對本 =之組«件及魏作進—步朗 ^ 簡要說明如下： Μ ^ 第-圖係-般衛星降_之電路方塊示意圖； 5 10 第二圖係本創作所提供第一較佳實施例之印 波器之電路示意圖； “ 第二圖係上述第一較佳實施例之立體結構示意圖； 第四圖係本創作所提供第二較佳實施例之立體 意圖；

第五圖係上述第二較佳實施例所提供濾波器之頻率塑 應特性曲線圖。 S 請參閱第二及第三圖所示為本創作所提供第一較佳實 施例之一種咼頻濾波器2,可應用於如第一圖所示之濾波器 15 13的設置結構，包括有製作於PCB板上之一印刷電路2〇 及設於上方之一調頻器30，其中： 如第二圖所示之該印刷電路2〇，為四串聯式 Quadruplet，CQ)濾波器之基本架構，具有一訊號線路2i 及一接地線路25，該訊號線路21具有四個共振器22 20 (resonator)、一輸入端組23及一輸出端組24，該輸入及 輸出端組23、24分別供RF訊號輸入及輸出，各該共振器 22為二分之一波長之C形傳輸線所形成之共振腔，且第一 共振器221及第二共振器222相互以磁|馬合形式共振並分 別電性連接至該輸入及輸出端組23、24，第三共振器223 M294103 及第四共振器224相互以電耦合形式共振；該接地線路25 電性連接錄地t位賴性環繞該些共 振器22之接地準位，具有二開口 251、攻分別供該輸入 及輸出端組23、24穿透，該接地線路25與各該共振器22 5之間距設計可決定該濾波器2之特定頻寬條件。 請參照如第三圖所示之該調頻器3〇，為具導電性的金 屬材質所製成之中空蓋體，係以完全覆蓋該些共振器乃而 开)成該濾波器2之金屬外殼（shielding)，為對應於該接地 線路25並與之電性連接，係有位於底部邊緣之一蓋沿、 10位於底部與該二開口 251、252分別相對應之一通孔°32、 33、設於上方之一微調孔34、可箝入該微調孔％之一調整 件35及形成於中空部位之一隔離腔36，蓋沿31與該 線路25有相同的形狀結構，並於該二通孔32、33'^為不 連續性的形式因此供該輸入及輸出端組23、24穿出^不與 15之電性導通，微調孔34與調整件35係為可相互密和之結 構，本實施例所提供則分別為普遍所習用之螺孔^螺絲^ 件，隔離腔36為該調頻器30與該些共振器22之/間所= 具有特定之容置空間，藉由改變該調整件35與該二共^哭 22之相對位置即可改變該隔離腔36之大小。 一 ^ 20 該濾波器2係利用簡單傳輸線結構的CQ濾波哭，一 合周邊設置的接地線路25及調頻器30的金屬^蔽二私 加以可調整螺絲調整隔離腔36之大小，以改變相對於:气 共振器22之等效電容大小，並改變渡波器2金屬殼内的= (field)，可增加該輸入及輸出端組23、24夕ρθλλ不 ^^间的電磁輕 M294103 合，以產生額外的零點（zer〇) 帶並縮小相鄰頻道間的防護帶，產====， 達到較高的品質因數，因而 1为之衣減，並 5 有效率，更適用 大:在:二 可供選擇的頻寬範!5。 θ力頻寬’更增加了 所提供之遽波器係以簡單的 衣枉…構有效調整並改善濾 门早旳 1計成多級之滹波哭日* g、 ，因此當需要設 構，如第四& 僅需串聯與單級設計相同之結 器心為UlTftt ?提供第二錄實_之· 八厘二 貫施例之遽波11串聯兩級之結m ^ 设40則為上述實施例相貼 〃 15 有形成於相對兩端之二通孔41、42八之:亥， 及下級輸出端組24 #屮刀別I、上級輸入端組23 調頻器 1 —隔離壁43則等同於二該 -穿孔431可供兩級之cq3^^=壁’因此形成為 所示為該濾波器4之頻率響::H凊參閱第五圖 作頻率下，可達到低通帶心時;特定工 的情形更有效率。 貝抑制此力，使頻率使用 印刷所，的調頻器作用亦可應用於大部分之 ，慮波^包括如傳統之微帶線遽波器，只要= 20 M294103 役樣佈設有特定線路形狀之接地線路，配合適當 電路結構’即可有效改善濾波器之選擇性，以取 板衣程誤差所需面臨的重工問題。 小的m二創作所提供的濾、波⑽以湘可調整隔離腔大 在不改變濾、波器的電路結構下，據除較近的 :波鳴小相鄰頻道間的防護帶，產生更為陡 ’，使得品質目數提高，因而具有難 、 :吏頻率使用的情形更有效率，與未加上可調=二 印刷電路微帶線濾波器相比較，係有下列優點： 傳、、先 1. 不需要對電路重新模擬設計，使得研發時間減少。 2. 增加濾㈣本奴頻寬，_高獅缺 之高效率的濾波效果。 —相失 器的微小頻飄 3·在傳統印刷電路濾、波器上均可實施。 4·改善因PCB板工程誤差而造成濾波 15增加產品良率。

唯，以上所述者，僅為本創作之較佳可行實 故舉凡應財辦_書及申請翻範騎為 播 變化，理應包含在本創作之專利範圍内。 寸双、〜構 M294103 【圖式簡單說明】 第一圖係—般衛轉_之電路方塊示意圖； 第二圖係本創作所提供第一較佳實施例之印刺電路慮 波器之電路示意圖； 、 f二圖係上述第—較佳實施例之立體結構示意圖； 弟®係本觸所提供第二較佳實施例之立體結構示 弟五圖係上述第二較佳 應特性曲線圖。 實施例所提供濾波器之頻率響 10 【主要元件符號說明】 1降頻電路 11天線 13鏡像濾、波器 2、4濾波器 15 20印刷電路 22共振器 222弟二共振器 224弟四共振器 24輸出端組 2〇 251、252 開口 31蓋沿 34微调孔 36隔離腔 43隔離壁 12低雜訊放大器 14本地振盤器 21訊號線路 221第一共振器 223第三共振器 23輸入端組 25接地線路 30調頻器 32、33、41、42 通孔 35調整件 40金屬外殼 431穿孔

Claims (1)

1. M294103 九、申請專利範圍： 1 種濾、波器，係設於印刷電路板（Printed Circuit ^oard PCB)上’以產生具有特定頻寬之類比訊號，包括 有： + 一印刷電路，以具導電性的金屬薄膜佈設於上述印刷 ⑨；^表面4有—訊號線路及-接地線路’該訊號線路 具有稷數=共振器（獅natG〇、—輸人端組及—輸出端組， φ 省=^、，态相互以電耦合或磁耦合形式共振，其中第一共 振器及第二共振器分別電性連接至該輸入端組及輸出端 、、、邊地線路電性連接至接地電位（giOimd)且繞設於該 10些共振器外侧；以及， 15 、為頻„σ ’為具導電性的金屬材質所製成之蓋體並電 連，雜地線路’係設於該訊號線路上並覆蓋該些共振 器’該調頻器與該些共振器之間具有特定容置空間之一隔 離腔，該調頻器具有可活動式之一調整件，該調整件為盘 該隔離腔相接觸’改變該調整件與該些共振器之相對位置 ^改變該_腔之大小，並以改變上述類比訊號之頻寬 專利範圍第1項所述之渡波器，該訊號 、H傳輸線結構之四串聯式（CaSCade Quad响， CQ )》慮波電路。 3利範圍第2項所述之濾、波器，各該共 振，口為一刀之一波長傳輸線。 4 .依據中請專利範㈣2項所述之 丘 振器之第一共振器及第二共振器相互以_合形式共;; 12 20 M294103 分別電性連接至該輸入及輸出端組。 5 ·依據申請專利範圍第4項所述之濾波器，其餘之 該些共振器相互以電耦合形式共振。 6 ·依據申請專利範圍第1項所述之濾波器，該接地 線路具有二開口分別對應該輸入及輸出端組而設置，使該 訊號線路可穿透該接地線路。 μ 抑^ 7 ·依據申請專利範圍第6項所述之濾波器，該調頻 器係於與該接地線路相鄰部位具有二通孔，且分別對應^ 該開口而設置。 … ^ 8 ·依據申請專利範圍第i項所述之濾波器，該調頻 器係具有一微調孔，為對應於該調整件而設置，該調整 並可箝入該微調孔使相互為密和之結構。 15 9 ·依據申請專利範圍第8項所述之濾波器，該 孔及調整件分別為螺孔與螺絲所製成之鎖設構件。^ > 10·依據申請專利範目第丨項所述之濾波器 該隔離腔之大何增加該輸人及輸出额 ^ 合，以產生額外的零點(zero)。 幻料耦 11 ·依據申請專利範圍第i 〇項所述之遽波器 :、、、鏡像濾、波器（image rejection filter)。 、 1 2 .依射請專利範圍第丨項所述之較器 1二該訊號線路及二該調頻器，其中第_訊_ = 鈿組係連接於第二訊號線路之輸入端組。 輪出 β 13·依據中請專利範圍第i項所述之濾波器， 號線路為微帶線（microstrip)傳輸線結構之滤波電°路 20