[发明专利]模拟带通滤波器

说明书

本发明的多个实施例涉及在抑制寄生通带方面具有改进性能的高性能模拟带通滤波器(BPF)。该BPF包括连接至第一RF端口的第一低通滤波器(LPF)、连接至第二RF端口的第二低通滤波器、以及连接在第一低通滤波器和第二低通滤波器之间的至少一个高通模块以用于通带调谐。谐振电路由低通滤波器中的并联电容、高通模块中的并联电感、以及连接在两者之间的低通滤波器的串联电感构成。这种布局使得低通滤波器具有三重功能：用作低通滤波器、参与谐振电路以调谐带通滤波器的中心频率、以及抑制寄生通带。低通滤波器的这三重功能改善了BPF的性能，使其具有紧凑且有效的拓扑结构。

技术领域

本发明涉及模拟带通滤波器，具体涉及具有低通带插入损耗和高阻带抑制水平的模拟带通滤波器。

背景技术

带通滤波器(BPF)是一种通过特定范围内的频率并抑制(或者衰减)该范围之外的频率的设备。BPF可以是模拟滤波器或者数字滤波器。当需求最短时延和最小能耗时，模拟数字器可能更受青睐。

理想的模拟BPF具有平坦的通带响应，并且通带外的所有频率将被完全衰减。另外，通带外的过渡将具有陡降特征。在实际情况下，BPF不会完全地衰减频率在所需频率范围之外的信号。有时，在理想通带之外存在某些通过区域，当理想通带外的信号通过该区域时并没有被明显衰减。例如，BPF可以由多个串联的谐振电路组成，BPF中的一个或多个谐振电路的非理想寄生谐振效应可能会导致与理想通带距离不远的“寄生通带”。对于许多应用来说，这种“寄生通带”是不希望存在的。抑制寄生通带可能具有挑战性，并可能为通带内的信号带来更多的插入损耗。

因此，需要一种可以使寄生通带最小化而不恶化理想通带插入损耗的高性能带通滤波器。

发明内容

本发明涉及一种可以使寄生通带最小化而不增加通带插入损耗的模拟带通滤波器。

在部分实施例中，本发明的特点在于：模拟带通滤波器(BPF)包括连接至第一射频端口(RF1)的第一低通滤波器、连接至第二射频端口(RF2)的第二低通滤波器、以及至少一个串联连接在第一低通滤波器和第二低通滤波器之间的高通模块，所述高通模块用于带通调谐。各高通模块包括耦合电容和谐振电路。所述第一射频端口、第一低通滤波器、各高通模块中的耦合电容、第二低通滤波器和第二射频端口构成射频信号传输的主(串联)路径，而各高通模块中的谐振电路经由相应的耦合电容连接至主路径以作为并联路径。在一个或多个实施例中，至少一个谐振电路的谐振频率是可调的，以使得BPF的中心频率可以被调整。在一个或多个实施例中，至少一个耦合电容可调以使BPF的带宽可调。在一个或多个实施例中，第一低通滤波器和第二低通滤波器被配置为，两个低通滤波器的截止频率分别至少高于BPF的上截止频率。

在一个或多个实施例中，第一低通滤波器和第二低通滤波器设置在紧靠各自对应的射频端口处以改善端口回波损耗。此外，至少一个低通滤波器可调谐从而使该低通滤波器的抑制区域可以被调整，进而可以跟踪寄生通带以保持整体良好的阻带抑制水平。在一个或多个实施例中，至少一个低通滤波器被配置为与高通模块中的并联电感一同构成谐振电路。这种配置确保了低通滤波器不仅作为低通滤波器以抑制或阻止不需要的高频信号，而且还作为谐振电路的一部分以调谐BPF的中心频率。低通滤波器的这种双重功能为低通滤波器带来的优势是低通滤波器的抑制区域可以跟随BPF的中心频率调整，以实现整体良好的阻带抑制水平。

在一个或多个实施例中，BPF具有对称的拓扑结构以确保BPF可以具备拥有对称S11/S22(反射系数)的散射矩阵，以便于设计和额外的使用方便性。例如，射频输入信号既可以通过RF1端口也可以通过RF2端口馈入BPF。相应地，射频输出信号既可以通过RF2端口也可以通过RF1端口从BPF输出。