專利名稱：帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高頻組件，尤其涉及一種濾波器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于移動(dòng)通信產(chǎn)品的市場(chǎng)需求大增，使得無(wú)線通信的發(fā)展更為迅速，在眾多無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)中，最引人注目的為美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì)(以下簡(jiǎn)稱IEEE)制定的802.11無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(Wireless Local AreaNetwork)協(xié)議。該協(xié)議制定于1997年，其不僅提供了無(wú)線通信上許多前所未有的功能，而且提供了可令各種不同品牌的無(wú)線通信產(chǎn)品得以相互溝通的解決方案。該協(xié)議的制定無(wú)疑為無(wú)線通信發(fā)展開啟了一個(gè)新的里程碑。
然而，在1999年9月間，IEEE為使802.11協(xié)議能成為美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)/美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)/國(guó)際電子技術(shù)公會(huì)(IEC)間的聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其作了更進(jìn)一步修訂，其修訂內(nèi)容中增加了兩項(xiàng)重要內(nèi)容，即IEEE 802.11a協(xié)議及IEEE 802.11b協(xié)議，根據(jù)兩項(xiàng)協(xié)議規(guī)定，在擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)物理層中，其工作頻帶必須分別設(shè)置于5GHz及2.45GHz。
此外，由于諸多無(wú)線通信產(chǎn)品均朝向輕、薄、短、小的方向發(fā)展，故要求濾波器所占面積亦應(yīng)相應(yīng)較小。故如何在兼顧濾波器效能的前提下，同時(shí)將濾波器所占的面積減小并能實(shí)現(xiàn)較大的帶寬乃當(dāng)今濾波器設(shè)計(jì)的一大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種帶通濾波器，以在不影響濾波器性能的前提下具有較小體積并在通帶范圍內(nèi)具有較大的帶寬。
一種帶通濾波器，包括輸入端、輸出端、第一諧振器、第二諧振器及第三諧振器。第一諧振器一端接地，另一端連接第一電容。第二諧振器一端接地，另一端連接第二電容，且與第一諧振器平行設(shè)置。第三諧振器一端接地，另一端連接第三電容，且平行設(shè)置于第一諧振器與第二諧振器之間。輸入端電性連接于第一諧振器，并用于饋入電磁波信號(hào)。輸出端電性連接于第二諧振器，并用于饋出電磁波信號(hào)。第一諧振器接第一電容的一端與第二諧振器接第二電容的一端位于濾波器的同一側(cè)，第三諧振器接第三電容的一端位于濾波器的另一側(cè)。
上述帶通濾波器是利用單端的步階阻抗諧振器進(jìn)行緊密排列而成，不僅可以減少其所占的體積，同時(shí)還具有較好的濾波效能并且在通帶范圍內(nèi)具有較大的帶寬。

圖1為本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器的示意圖。
圖2為經(jīng)電磁模擬所得本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器的測(cè)試圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1，所示為本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器10的示意圖。
在本實(shí)施方式中，帶通濾波器10設(shè)置于基板20上，其包括輸入端100、輸出端120、第一諧振器140、第二諧振器160以及第三諧振器180。
輸入端100用于饋入電磁波信號(hào)，輸出端120用于饋出電磁波信號(hào)，輸入端100與輸出端120位于同一直線上。輸入端100以及輸出端120為帶通濾波器10的50歐姆匹配阻抗。
第一諧振器140電性連接于輸入端100，第二諧振器160電性連接于輸出端120，且與第一諧振器140平行設(shè)置。第三諧振器180平行設(shè)置于第一諧振器140與第二諧振器160之間，且與二者交錯(cuò)排列。
第一諧振器140包括第一耦接部142，以及電性連接于第一耦接部142的第一耦合線144。第一耦接部142大致呈方形，包括第一末端1420。第一末端1420與微型電容C1相連。在本實(shí)施方式中，微型電容C1的電容值為0.5PF。第一耦合線144的一端為第一接地端1440，另一端與第一耦接部142的第一末端1420的相對(duì)端相連。在本實(shí)施方式中，第一耦合線144的另一端與第一末端1420相對(duì)端的一側(cè)相連。輸入端100電性連接于第一耦合線144的大致中部。
第二諧振器160包括第二耦接部162，以及電性連接于第二耦接部162的第二耦合線164。第二耦接部162大致呈方形，包括第二末端1620。第二末端1620與微型電容C2相連。在本實(shí)施方式中，微型電容C2的電容值為0.5PF。第二耦合線164的一端為第二接地端1640，另一端與第二耦接部162的第二末端1620的相對(duì)端相連。在本實(shí)施方式中，第二耦合線164的另一端與第二末端1620相對(duì)端的一側(cè)相連。輸出端120電性連接于第二耦合線164的大致中部。
第三諧振器180包括第三耦接部182，以及電性連接于第三耦接部182的第三耦合線184。第三耦接部182大致呈方形，包括第三末端1820。第三末端1820與微型電容C3相連。在本實(shí)施方式中，微型電容C3的電容值為0.5PF。第三耦合線184的一端為第三接地端1840，另一端與第三耦接部182的第三末端1820的相對(duì)端相連。在本實(shí)施方式中，第三耦合線184的另一端與第三末端1820相對(duì)端的中部相連。
在本實(shí)施方式中，第一耦接部142、第二耦接部162以及第三耦接部182的大小、形狀完全相同。第一耦合線144、第二耦合線164以及第三耦合線184的長(zhǎng)度、寬度亦相等。
第一諧振器140與第二諧振器160對(duì)稱設(shè)置于第三諧振器180的兩側(cè)。第一耦合線144、第二耦合線164、第三耦合線184三者相互平行，且第三耦合線184與第一耦合線144、第二耦合線164交錯(cuò)排列。第一耦接部142的第一末端1420與第二耦接部162的第二末端1620位于帶通濾波器10的一側(cè)。第三耦接部182的第三末端1820位于帶通濾波器10的另一側(cè)，并且鄰近于第一耦合線144、第二耦合線164的第一接地端1440、第二接地端1640。
從輸入端100傳來(lái)的電磁波信號(hào)被饋入至第一諧振器140。第一諧振器140的第一耦合線144與第一耦接部142之間形成共振，并利用第一耦合線144與第三耦合線184之間的耦合，將電磁波信號(hào)傳給第三諧振器180。第三諧振器180的第三耦合線184與第三耦接部182之間形成共振，并利用第三耦合線184與第二耦合線164之間的耦合，將電磁波信號(hào)傳給第二諧振器160。從而電磁波信號(hào)自輸出端120饋出。在電磁波信號(hào)自饋入至饋出的整個(gè)過(guò)程中，第三耦合線184與第一耦接部142、第二耦接部162之間，以及第三耦接部182與第一耦合線144、第二耦合線164之間亦具有耦合效應(yīng)。
本實(shí)施方式中的濾波器10不需要增加額外的阻抗轉(zhuǎn)換器，另每一諧振器140、160、180的接地端1440、1640、1840分別連接一個(gè)接地貫孔(未圖示)，末端1420、1620、1820分別連接微型電容C1、C2、C3，以縮短諧振器的長(zhǎng)度，從而達(dá)到縮小濾波器10體積的功效。
請(qǐng)參閱圖2，所示為經(jīng)電磁模擬所得本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器10的測(cè)試圖。圖中橫軸表示通過(guò)帶通濾波器10的信號(hào)的頻率(單位GHz)，縱軸表示幅度(單位dB)，象限區(qū)包括透射的散射參數(shù)(S-parameterS21)的幅度以及反射的散射參數(shù)(S-parameterS11)的幅度。透射的散射參數(shù)(S21)表示在輸出端120為阻抗匹配時(shí)，通過(guò)帶通濾波器10的信號(hào)的輸入功率與輸出功率之間的關(guān)系，其相應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)為輸出功率/輸入功率(dB)＝20×Log|S21|。
在帶通濾波器10的信號(hào)傳輸過(guò)程中，信號(hào)的部分功率被反射回信號(hào)源。被反射回信號(hào)源的功率稱為反射功率。在輸出端120為阻抗匹配時(shí)，通過(guò)帶通濾波器10的信號(hào)的入射功率與反射功率之間的關(guān)系的相應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)如下反射功率/入射功率(dB)＝20×Log|S11|。
由圖2可知，本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器10具有良好的帶通濾波器性能。從曲線|S21|可觀察到，通帶頻段與衰減頻段間形成陡的“過(guò)渡坡”，并且在通帶頻率范圍內(nèi)的信號(hào)的插入損耗接近0。同時(shí)從曲線|S11|可觀察到，在通帶頻段內(nèi)的信號(hào)反射損耗絕對(duì)值大于10，而在通帶頻段外，則信號(hào)反射損耗絕對(duì)值小于10。此外，本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器10在通帶頻段(5GHz)附近具有較大的帶寬，其總帶寬為4900MHz-5820MHz，可應(yīng)用于日本(JAP)使用頻帶(4900MHz-5320MHz)與美國(guó)(US)使用頻帶(5150MHz-5350MHz；5745MHz-5820MHz)。
本發(fā)明實(shí)施方式中的帶通濾波器10是由三個(gè)非對(duì)稱式步階阻抗諧振器140、160、180組合而成，每個(gè)非對(duì)稱式步階阻抗諧振器140、160、180皆由單端的耦接部142、162、182分別與耦合線144、164、184電性連接而成。帶通濾波器10利用單端的步階阻抗諧振器140、160、180反向交錯(cuò)排列的形式使各諧振器之間的距離更緊密，不僅具有較好的濾波效能，同時(shí)還可以減少其所占的體積并實(shí)現(xiàn)較大的帶寬。
權(quán)利要求
1.一種帶通濾波器，其特征在于包括第一諧振器，一端接地，另一端連接第一電容；第二諧振器，一端接地，另一端連接第二電容，且與所述第一諧振器平行設(shè)置；第三諧振器，一端接地，另一端連接第三電容，且平行設(shè)置于所述第一諧振器與所述第二諧振器之間；輸入端，用于向所述第一諧振器饋入電磁波信號(hào)，且電性連接于所述第一諧振器；輸出端，用于從所述第二諧振器饋出電磁波信號(hào)，且電性連接于所述第二諧振器；其中，所述第一諧振器連接所述第一電容的一端與所述第二諧振器連接所述第二電容的一端位于所述帶通濾波器的同一側(cè)，所述第三諧振器連接所述第三電容的一端位于所述帶通濾波器的另一側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述第三諧振器與所述第一諧振器以及所述第二諧振器是交錯(cuò)排列。
3.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述輸入端與所述輸出端分別為所述帶通濾波器的50歐姆匹配阻抗。
4.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述輸入端與所述輸出端位于同一直線上。
5.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述第一諧振器與所述第二諧振器對(duì)稱設(shè)置于所述第三諧振器兩側(cè)。
6.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述第一諧振器、所述第二諧振器以及所述第三諧振器皆為非對(duì)稱式步階阻抗諧振器。
7.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述第一諧振器包括第一耦接部，以及電性連接于所述第一耦接部的第一耦合線，所述第一耦合線的一端與所述第一耦接部相連，另一端接地。
8.如權(quán)利要求7所述的帶通濾波器，其特征在于所述第二諧振器包括第二耦接部，以及電性連接于所述第二耦接部的第二耦合線，所述第二耦合線的一端與所述第二耦接部相連，另一端接地。
9.如權(quán)利要求8所述的帶通濾波器，其特征在于所述第三諧振器包括第三耦接部，以及電性連接于所述第三耦接部的第三耦合線，所述第三耦合線的一端與所述第三耦接部相連，另一端接地。
10.如權(quán)利要求8所述的帶通濾波器，其特征在于所述輸入端與所述第一耦合線電性連接，所述輸出端與所述第二耦合線電性連接。
全文摘要
一種帶通濾波器，包括輸入端、輸出端、第一諧振器、第二諧振器及第三諧振器。第一諧振器一端接地，另一端連接第一電容。第二諧振器一端接地，另一端連接第二電容，且與第一諧振器平行設(shè)置。第三諧振器一端接地，另一端連接第三電容，且平行設(shè)置于第一諧振器與第二諧振器之間。輸入端電性連接于第一諧振器，并用于饋入電磁波信號(hào)。輸出端電性連接于第二諧振器，并用于饋出電磁波信號(hào)。其中，第一諧振器接第一電容的一端與第二諧振器接第二電容的一端位于濾波器的同一側(cè)，第三諧振器接第三電容的一端位于濾波器的另一側(cè)。本發(fā)明的帶通濾波器在不影響濾波器性能的前提下，具有較小體積并在通帶范圍內(nèi)具有較大的帶寬。
文檔編號(hào)H03H9/46GK101034881SQ200610034229
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者施延宜 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司