[发明专利]滤波装置及其相关无线通信接收机

说明书

技术领域

本发明为一种滤波装置及其相关无线通信接收机，特别是一种可缩小电 路布局面积及较高可调性的滤波装置及其相关无线通信接收机。

背景技术

超外差接收机(Super Heterodyne Receiver)是一种最为广泛使用的无线 通信接收机，其可以简单的执行载波频率调谐(即选台)、滤波及信号放大。 在超外差接收机中，信号从天线接收经过放大、射频滤波、降至中频、经一 至多个中频放大及滤波，最后降至基频作信号解调处理。其中，由射频降至 中频的过程中，往往会受到镜像频率(Image Frequency)干扰的影响，导致 后续信号处理发生问题。

请参考图1，图1为传统用于一超外差接收机10的示意图。超外差接收 机10包括一天线100、一低噪声放大器102、一镜像消除滤波器(Image Reject Filter)104、一混频器106、一本地振荡器(Local Oscillator)108、一中频 低通滤波器110及一中频放大器112。超外差接收机10的工作方式简述如下。 射频信号VRF1由天线100接收后，经低噪声放大器102放大成为射频信号 VRF2；接着，镜像消除滤波器104滤除射频信号VRF2中的镜像频率信号， 以产生射频滤波信号VFRF，再经混频器106降频至中频频段，并由中频低 通滤波器110滤波和中频放大器112放大后输出中频信号VIF。其中，镜像 消除滤波器104用来消除镜像频率干扰。镜像频率产生的原因在于：两输入 频率|fLO±fIF|，都会在混频器106输出产生频率fIF；其中，频率fLO 为本地振荡器108的振荡信号频率，而频率fIF为中频信号VIF的频率。因 此，在超外差接收机10中，频谱上对称于本地振荡信号两侧的信号经过混 频器106时，会进入到相同的频带中，形成一种干扰信号，降低了信噪比 (Signal to Interference Ratio，C/I Ratio)，而污染欲接收的信号，以致影响超 外差接收机10的接收效果。面对镜像频率干扰的问题，最常用的方法是在 混频器106前加一个带通滤波器，即镜像消除滤波器104，用以先把干扰信 号滤除再进入混频器106中，以将干扰降至最低。

在传统技术中，镜像消除滤波器104的实现方式有许多种，例如发夹式 带通滤波器(Hairpin Band Pass Filter)或者平行耦合线滤波器 (parallel-coupled line filter)等。请参考图2，图2为传统一发夹式带通滤波 器20的示意图。发夹式带通滤波器20为横向对称式(Transverse Symmetry) 架构，其包括微带线(Micro-strip Line)连接器IO_a、IO_b及谐振器RSN_1～ RSN_n。微带线端口IO_a、IO_b连接于前、后级电路，用以接收及输出信 号。谐振器RSN_1～RSN_n的每一谐振器的总长大约为欲接收的信号波长 的一半，而其个数n代表发夹式带通滤波器20的阶数(Order)，设计者可 根据不同需求设计n的大小。

因此，通过调整每一谐振器的总长、个数、宽度等特性，发夹式带通滤 波器20可达到适当的抗镜像频率效果。然而，在发夹式带通滤波器20中， 每一谐振器均为弯折式(或发夹式)结构，因而会占用较大的电路板面积， 使得成本随之增加。更有甚者，发夹式带通滤波器20在靠近通带(Pass Band) 两旁的噪声抑制能力较差。换句话说，若噪声较靠近射频频带时，则可能进 入到电路内，造成干扰。在此情形下，传统技术可使用微带线的匹配网路， 如四分之一波长的开路残段(Open Stub)，来产生另一截止频带，以抑制噪 声。