專利名稱：一種混合電橋濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于微波通訊系統(tǒng)的射頻信號濾波系統(tǒng)和頻段合分路部件，尤其適用于不同通訊系統(tǒng)射頻前端和分路單元的設(shè)計。
背景技術(shù)：
在無線通訊系統(tǒng)中會大量的使用到濾波器產(chǎn)品，或者以濾波器技術(shù)為基礎(chǔ)的雙工器、多工器頻段合成器(也成為濾波器和氯氣)等?，F(xiàn)有的濾波器中主要分為LC濾波器、傳輸線濾波器、諧振腔濾波器。其中LC濾波器主要用在低頻率和小信號濾波，傳輸線濾波器主要用于中。高頻和小信號濾波，濾波性能一般，諧振腔濾波器主要用于射頻前端單元的大功率信號的高性能濾波和合路。其中尤其同軸腔腔濾波器和波導(dǎo)腔濾波器的性能更為優(yōu)越，其中同軸腔濾波器廣泛應(yīng)用于300mhz-2500mhz的移動通訊系統(tǒng)中，波導(dǎo)濾波器應(yīng)用于2Ghz以上的雷達(dá)合衛(wèi)星通訊系統(tǒng)中。在現(xiàn)有的濾波器中的濾波性能主要與濾波器的級數(shù)和每個濾波元件的Q值有關(guān)，級數(shù)影響帶外抑制，級數(shù)越多，抑制越高，矩形系數(shù)越好，Q值與插入損耗有關(guān)，Q值越高，插入損耗越低。以上幾種傳統(tǒng)的濾波器中的優(yōu)缺點如下面的表格所示
由上表可以看出，傳統(tǒng)濾波器的設(shè)計都是采用濾波器原型電路設(shè)計，其中LC和介質(zhì)濾波器體積小、成本低，但功率容量小，Q值低，插入損耗大，對于3GHz以內(nèi)的濾波器，傳輸線濾波器的尺寸太大，隨著頻率的提高，介質(zhì)損耗也非常大，實用性差。腔體濾波器有比較高的性能，所以在移動通訊頻段廣泛使用，缺點是結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜、生產(chǎn)工藝要求高，體積大，成本高。波導(dǎo)和TE模介質(zhì)濾波器的性能比同軸腔濾波器的性能更好，但體積和成本更高。因此在上述的幾種傳統(tǒng)的濾波器中，均存在不同的優(yōu)點和缺點，無論在使用或者生產(chǎn)過程中，上述的幾種傳統(tǒng)的濾波器都不是很理想。

實用新型內(nèi)容為解決上述的問題，本實用新型提供一種能夠同時具有LC濾波器和腔體濾波器的優(yōu)點的新型濾波器，該濾波器具有腔體濾波器的性能，又有LC濾波器的體積和成本的濾波器。
為達(dá)到上述的技術(shù)目的，本實用新型的技術(shù)方案包括以下技術(shù)內(nèi)容一種混合電橋濾波器包括混合電橋和濾波器構(gòu)成，混合電橋包括四個端口，其中端口1為輸入端口，端口4為輸出端口，端口2和端口3分別依次連接傳統(tǒng)濾波器和電阻后再接地。
所述的傳統(tǒng)濾波器根據(jù)使用的需要，分別連接、LC濾波器、傳輸線濾波器、TEM模介質(zhì)濾波器、同軸腔濾波器、波導(dǎo)濾波器TE模介質(zhì)濾波器等多種濾波器。
所述的LC濾波器分別為LC高通濾波器、LC帶阻濾波器、LC帶通濾波器、LC低通濾波器。
所述的一個以上混合電橋濾波器之間，通過輸入端口4和另外一個的輸出端口1依次連接構(gòu)成更大隔離度的濾波器組。
所述的兩個混合電橋濾波器之間的兩個端口2和端口3，分別通過電橋濾波器對應(yīng)連接，兩個端口1分別為輸入端口，其中一個端口4作為為輸出端口，另外一個端口4連接電阻后接地，構(gòu)成雙工器。
通過采用上述的技術(shù)解決方案，使本實用新型獲得了以下的積極技術(shù)效果和優(yōu)點首先通過采用混合電橋配合連接相應(yīng)的低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器等特定功能的傳統(tǒng)濾波器，間接實現(xiàn)對信號的過濾，使本實用新型的濾波器具有帶外抑制和插入損耗與電橋端口2和端口3上連接的濾波器的本身的特性無關(guān)，通過對本實用新型的實際測試，其帶外抑制等于混合電橋的端口1和端口4的隔離度，一般為20-30dB，插入損耗等于混合電橋的插入損耗，一般為0.2dB，；通過采用多個混合電橋級連的方式，使本實用新型獲得了只通過簡單的疊加方式，即可增加隔離度，每增加一級，帶外抑制就增加一個電橋的隔離度；通過采用改變混合電橋的連接方式，可對雙工器進(jìn)行合路，采用上述的方式所生產(chǎn)的雙工器，在使用時可以很好的控制合路通道間的干擾；通過采用上述結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的濾波器，在大幅度的降低生產(chǎn)成本約75％的同時，還使本實用新型的濾波器在具有腔體濾波器的性能，又有LC濾波器的體積和成本的前提下，避免了上述兩種傳統(tǒng)的濾波器所具有的缺點。

圖1為混合電橋的示意圖；圖2為低通濾波器的電路示意圖；圖3為帶通濾波器的電路示意圖；圖4為帶阻濾波器的電路示意圖；圖5為高通濾波器的電路意圖；圖6為多個混合電橋級連的方式的示意圖；圖7為用于雙工器的的電路示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說明
如圖1所示，為本實用新型中對混合電橋原理進(jìn)行說明。眾所周知，如果混合電橋的四個端口都接匹配負(fù)載，則從端口1輸入的信號，會均勻分配到端口2和端口3，理論的插入損耗分別為3dB，端口4為隔離端，沒有能量輸出，其中端口2和端口3的相位相差90度。實際情況中，由于微波信號的傳輸與波長有關(guān)，所以上述結(jié)論只能在一定的帶寬內(nèi)有效，單節(jié)電橋的有效工作帶寬大約為10％，更大的帶寬可以通過多級實現(xiàn)。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)如果端口2和端口3開路，則端口1的能量幾乎全部由端口2輸出。由此聯(lián)想到，如果能夠控制端口2和端口3的阻抗在一定的頻段內(nèi)開路或者匹配，則就可以控制端口1的能量從端口4輸出或者隔離，從而間接地實現(xiàn)了信號的過濾功能，這就是本實用新型的技術(shù)核心。端口3和端口4的開路和匹配可以采用傳統(tǒng)的濾波器實現(xiàn)，也可以采用任何輸入阻抗可以隨頻率變化的電路來實現(xiàn)。
以下為本實用新型的幾種實施方式。如圖2-5所示，根據(jù)上述的混合電橋原理，端口1為輸入端口，端口4為輸出端口，其中的端口2和端口3分別連接不同的傳統(tǒng)濾波器，在濾波器之后連接一個電阻后接地。即可構(gòu)成不同功能的本實用新型所述的混合電橋濾波器。通過圖2-圖5中的示意圖中可以看出，構(gòu)成不同功能的混合電橋濾波器中，主要通過在電路中連接傳統(tǒng)濾波器不同，在低通混合電橋濾波器中，連接的傳統(tǒng)濾波器為傳統(tǒng)的高通濾波器；在帶通混合電橋濾波器中，連接的傳統(tǒng)濾波器為傳統(tǒng)帶阻濾波器；在帶阻混合電橋濾波器中，連接的濾波器為傳統(tǒng)的帶通濾波器；在高通混合電橋濾波器中，連接的傳統(tǒng)濾波器為低通濾波器。同樣的原理，混合電橋電路中連接其他傳統(tǒng)濾波器，例如傳輸線濾波器、TEM模介質(zhì)濾波器、同軸腔濾波器、波導(dǎo)濾波器、TE模介質(zhì)濾波器等濾波器中的低通、高通、帶通、帶阻等各型濾波器，同樣可以達(dá)到理想的使用效果。
如圖6所示，為本實用新型在另外的一種實施方式。在前幾個實施方式的基礎(chǔ)上，通過將第一個帶通混合電橋濾波器的輸出端口與第二個帶通混合電橋濾波器的輸入端口連接，即可使連接后的濾波器組的隔離度增大一倍。同樣的原理連接多個帶通混合電橋濾波器，即可不斷的增加其隔離度，滿足不同的使用要求，同樣上述的連接方式適用與低通、高通、帶阻濾波器的應(yīng)用中。上述濾波器的帶外抑制和插入損耗與電橋端口2和端口3的濾波器的特性無關(guān)，帶外抑制等于混合電橋的端口1和端口4的隔離度，一般為20-30dB，插入損耗等于混合電橋的插入損耗，一般為0.2dB。為了提高帶外抑制，可以采用多個混合電橋級連的方式，每增加一級，抑制增加一個電橋的隔離度。
如圖7所示，為本實用新型技術(shù)在雙工器中的應(yīng)用。兩個電橋濾波器之間的兩個端口2和端口3，分別通過電橋濾波器對應(yīng)連接，兩個端口1分別為輸入端口，其中一個端口4作為為輸出端口，另外一個端口4連接電阻后接地，構(gòu)成雙工器。
總之從上述方法中可以看出，通過本實用新型的技術(shù)方案可使濾波器的設(shè)計變得非常簡單，濾波器的插入損耗帶寬不再和帶寬有關(guān)，抑制的設(shè)計也由復(fù)雜的濾波器綜合設(shè)計變成簡單的加法運算，濾波器的設(shè)計和制造變得非常的簡單。接在混合電橋端口2和端口3的部件只要實現(xiàn)輸入阻抗隨頻率的變化匹配和失配就可以實現(xiàn)濾波，對實現(xiàn)元件的Q值不再有要求，該部分可以采用低成本和體積較小的LC濾波器實現(xiàn)，也可以采用成本低的高介電傳常數(shù)的TEM模介質(zhì)濾波器實現(xiàn)，將來還可以研究新的結(jié)構(gòu)方式實現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種混合電橋濾波器其特征在于包括混合電橋和濾波器構(gòu)成，混合電橋包括四個端口，其中端口1為輸入端口，端口4為輸出端口，端口2和端口3分別依次連接傳統(tǒng)濾波器和電阻后再接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合電橋濾波器，其特征在于所述的傳統(tǒng)濾波器可為LC濾波器或傳輸線濾波器或TEM模介質(zhì)濾波器或同軸腔濾波器或波導(dǎo)濾波器或TE模介質(zhì)濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任意一個所述的一種混合電橋濾波器，其特征在于所述的LC濾波器分別為LC高通濾波器、LC帶阻濾波器、LC帶通濾波器、LC低通濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合電橋濾波器，其特征在于所述的一個以上混合電橋濾波器之間，通過輸入端口4和另外一個的輸出端口1依次連接構(gòu)成更大隔離度的濾波器組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合電橋濾波器，其特征在于所述的兩個混合電橋濾波器之間的兩個端口2和端口3，分別通過電橋濾波器對應(yīng)連接，兩個端口1分別為輸入端口，其中一個端口4作為為輸出端口，另外一個端口4連接電阻后接地，構(gòu)成雙工器。
專利摘要本實用新型屬于微波通訊系統(tǒng)的射頻信號濾波系統(tǒng)和頻段合分路部件，尤其適用于不同通訊系統(tǒng)射頻前端和分路單元的設(shè)計。本實用新型混合電橋濾波器包括混合電橋和濾波器構(gòu)成，混合電橋由四個端口，其中端口1為輸入端口，端口4為輸出端口，端口2和端口3分別依次連接傳統(tǒng)濾波器和電阻后再接地。為了提高帶外抑制，可以采用多個混合電橋級連的方式，每增加一級，抑制增加一個電橋，采用上述技術(shù)后，可以大大降低成本，大約節(jié)損75％的成本，體積基本與頻段無關(guān)，這極大地方便了不同通訊系統(tǒng)射頻前端和分路單元的設(shè)計。
文檔編號H01P1/20GK2777771SQ200420095819
公開日2006年5月3日 申請日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者方超 申請人:深圳市信特科技有限公司