具有并联谐振器的可调谐的高频滤波器的制作方法

文档序号:11531991阅读:439来源:国知局
具有并联谐振器的可调谐的高频滤波器的制造方法与工艺

本发明涉及一种高频滤波器,其例如可以应用在便携式的通讯设备中。

便携式的通讯设备,例如移动电话,可以在多个不同的频段中以及在多个不同的传输系统中实现通讯。为此,它们通常包括多个高频滤波器,分别针对相应的频率和相应的传输系统而设置。虽然在此期间已制造出尺寸小巧的先进的高频滤波器。但由于其电路繁多且复杂,滤波器所处的前端模块相对较大,并且其制造过程繁复且昂贵。

作为改善措施,可采用可调谐的高频滤波器。这种滤波器具有可调节的平均频率,因此可调谐的滤波器原则上可以替代两个或多个常规的滤波器。可调谐的高频滤波器例如由文献us2012/0313731a1或ep2530838a1已知。通过可调谐的阻抗元件改变借助声波工作的谐振器的电声特征。

由lu等人著的《reconfigurablemultibandsawfiltersforlteapplications》(适用于lte应用的可重配置的多频段saw滤波器),ieeesirf2013,第153-155页中,已知一种可借助开关重配置的滤波器。

但已知的可调谐的高频滤波器的主要问题在于,调谐本身会改变滤波器的重要特性。亦即,在调谐时会改变例如插入衰减、输入阻抗和/或输出阻抗。

因此本专利的目的是,提供一种高频滤波器,其能够在不改变其他重要参数的情况下实现调谐并且使专业人员在设计滤波器模块时获得更大的自由空间。

此目的通过根据独立权利要求所述的高频滤波器得以实现。从属权利要求说明了额外的构造方案。

高频滤波器包括串联的基本单元,其分别具有一个电声谐振器。该滤波器还包括串联在这些基本单元之间的变阻器。变阻器是导纳-逆变器。基本单元的谐振器只是并联谐振器。这些谐振器中的至少一个是可调谐的。

高频滤波器中的基本单元已知采用例如梯形结构,在这样的结构中,一个基本单元包括一个串联谐振器和一个并联谐振器。如果串联或并联谐振器的谐振频率和反谐振频率适当地相互调谐,则多个这种依次联接的基本单元就基本实现了滤波效果。

就此而言,这里所示的基本单元差不多可以理解为梯形电路的等分基本单元。

作为变阻器,考虑使用阻抗-逆变器或导纳-逆变器。变阻器将负载-阻抗的任意转换转换到输入阻抗中,明显体现了阻抗-逆变器或导纳-逆变器的效果。阻抗-逆变器或导纳-逆变器可如下借助用于双口的辅助措施进行描述。

具有矩阵元件a、b、c、d的链式矩阵描述了双口的效果,其通过其输出口连接到负载上,其方式是:它预先规定了施加到负载上的电压ul和通过负载流动的电流il如何转换为施加在输入口上的电压uin和流入输入口中的电流iin:

该阻抗z在此定义为电压和电流之间的比例:

因此,负载-阻抗zl转换成输入阻抗zin:

该负载阻抗zl从外界看来和输入阻抗zin一样。

阻抗-逆变器现在通过下面的链式矩阵表征:

从中得出:

该阻抗被倒转。比例因子是k2

导纳-逆变器通过下面的链式矩阵表征:

从中针对导纳y得出:

该导纳被倒转。比例因子是j2

从中已发现,在调谐高频滤波器时并联谐振器和串联谐振器的共同存在对重要参数的可变更性具有明显的影响。从中已发现,如果只存在一种谐振器,则所述调谐很少影响到这些参数。如果只存在串联谐振器或只存在并联谐振器,则该高频滤波器在调谐时在插入衰减、输入阻抗和/或输出阻抗方面均表现得更稳定。从中还发现,上述变阻器适合让串联谐振器呈现出并联谐振器的样子,或反之。尤其,由其间具有一个串联谐振器的两个阻抗-逆变器构成的串联电路,对于其电路环境而言,看起来和并联谐振器一样。而由其间具有一个并联谐振器的两个导纳-逆变器构成的串联电路,对于其电路环境而言,看起来和串联谐振器一样。

因此借助这些串联电路,能设立可更好调谐的高频滤波电路。

因此可行的是,这样配置高频滤波器,即变阻器是阻抗-逆变器,谐振器是串联谐振器。

这种滤波器不需要并联谐振器。如果这种滤波器配置成带通滤波器或带阻滤波器,则它们通常具有陡峭的右信号沿。这种滤波器可以应用在双工器中。由于其陡峭的右信号沿,其优选作为发射滤波器。亦即发射频段低于接收频段的情况,也是这样。如果要交换发射频段和接收频段的相对位置,则具有串联谐振器的滤波器优选位于接收滤波器中。

此外同样可行的是,这样配置高频滤波器,即变阻器是导纳-逆变器,谐振器是并联谐振器。

这种滤波器不需要串联谐振器。如果这种滤波器配置成带通滤波器或带阻滤波器,则它们通常具有陡峭的左信号沿。这种滤波器也可以应用在双工器中。由于其陡峭的左信号沿,其优选作为接收滤波器。亦即接收频段高于发射频段的情况,也是这样。如果要交换发射频段和接收频段的相对位置,则具有串联谐振器的滤波器优选位于发射滤波器中。

可行的是,变阻器既包括电容元件也包括电感元件,作为阻抗元件。但同样可行的是,变阻器只包括电容元件,或只包括电感元件。那么这种变阻器只由无源电路元件构成。尤其是,如果变阻器只包括少量的电感元件或根本没有电感元件,它们可以轻易地作为具有某一结构的金属在多层基体的金属层中实现。

可行的是,变阻器除了电感元件或电容元件以外还包括相移导线。但同样可行的是,变阻器由相移导线构成。相移导线也可以简单且紧凑地集成在多层基体中。

可行的是,滤波器通过对称的描述矩阵b进行描述。

存在完全通过描述矩阵b进行描述的滤波器电路。该矩阵b包含矩阵元件,它们表征滤波器的各个电路元件。

包括三个串联的谐振器r1、r2、r3并且在入口侧与电源阻抗zs联接并且在出口侧与负载阻抗zl联接的滤波器电路可能具有以下形式:

但该电路可能不能作为带通滤波器工作。

如果两个外部的串联谐振器这样被阻抗-逆变器遮掩,使得它们分别呈现出并联谐振器的样子,则会得到与梯形结构类似的结构,并且该结构通过以下的描述矩阵进行描述。

在此,ks1代表电源阻抗zs和第一谐振器之间的阻抗-逆变器。k12代表第一谐振器和第二谐振器之间的阻抗-逆变器。通常逆变器变量的指数表示谐振器,相应的逆变器就设置在这些谐振器之间。适用的是bij=bji,也就是说,矩阵相对于其对角线对称。在图1中示出了属于公式(9)的滤波器电路。谐振器通过矩阵对角线上的变量进行描述。变阻器通过直接位于对角线上方和下方的次对角线上的变量进行描述。

可行的是,滤波器包括第二变阻器,其与滤波器的一个节段并联。该节段包含具有一个基本单元和两个变阻器的串联电路。

描述矩阵则包含位于上方次对角线之上的条目或位于下方次对角线之下的条目。

可行的是,基本单元的谐振器中的至少一个是可调谐的。

原则上并且尤其是,这些谐振器之一是可调谐的,考虑使用baw谐振器(baw=bulkacousticwave=体声波)、saw谐振器(saw=surfaceacousticwave=表面声波)、gbaw谐振器(gbaw=guidedbulkacousticwave=经引导的声波)和/或lc谐振器。借助声波工作的谐振器元件基本上具有等效电路图,其一方面具有由电容元件c0构成的并联电路,另一方面具有带电感元件l1和电容元件c1的串联电路。这种谐振器元件在以下情况下具有其谐振频率,

并且在以下情况下具有其反谐振频率:

如果谐振器除了谐振器元件以外还包括可调谐的元件,如与谐振器元件串联和/或并联的可调谐的电感或电容元件,则会构成具有可变频率的谐振器。谐振频率在此取决于l1和c1,但与c0无关。反谐振频率还额外地取决于c0。通过可调谐的阻抗元件的阻抗的变化,等效电路图的c0和l1可以相互独立地变化。因此,谐振频率和反谐振频率可以相互独立地调节。

作为具有谐振器元件、其特性频率可借助可调谐的阻抗元件变化的谐振器的替选,或者作为此谐振器的补充,可调谐的谐振器可以包括发自谐振器元件的场,其中每个元件均可借助开关耦合至谐振器或从谐振器上分离。这涉及到由每个可调谐的谐振器的m个谐振器元件构成的阵列。由此可以构建高频滤波器,其根据当前活跃的谐振器元件可以实现m条不同的滤波器传输曲线。在此,m个谐振器中的每一个均刚好对应于一条滤波器传输曲线。但同样可行的是,多个同时活跃的谐振器元件同时对应于一条滤波器传输曲线。因此m个谐振器元件能够实现高达m!(m的阶乘)条不同的滤波器传输曲线,m在此可以是2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多。如果谐振器元件并联,则2m条不同的滤波器传输曲线是可行的。

开关在此可以是以半导体结构方式构建的开关,如cmos开关(cmos=complementarymetal-oxide-semiconductor)、基于gaas(galliumarsenid)的开关或jfet开关(jfet=junction-fet[fet=feldeffekt-transistor])。mems开关(mems=microelectromechanicalsystem)同样也是可行的,并且提供卓越的线性性能。

因此可行的是,所有谐振器均可调谐至不同的频段。

尤其可行的是,谐振器的可调谐性能够实现补偿温度波动、在阻抗适配方面调校滤波器、在插入衰减方面调校滤波器或者在隔离方面调校滤波器。

还可行的是,每个谐振器包括同样多的谐振器元件,其可通过开关进行控制,这些开关可通过mipi接口(mipi=mobileindustryprocessorinterface)作出响应。

可行的是,一个或多个变阻器包括无源阻抗元件或由其构成。这种变阻器因此可以包括两个并联的电容元件和一个并联的电感元件。在此是指例如接地的横向支路,其包括一个相应的电容元件或电感元件。

同样可行的是,变阻器包括三个并联的电容元件。

同样可行的是,变阻器包括三个并联的电感元件。

同样可行的是,变阻器包括两个并联的电感元件和一个并联的电容元件。

在计算上可以得出,单个的阻抗元件具有负阻抗值,例如负电感或负电容。至少在相应的阻抗元件与高频滤波器的其他阻抗元件联接的情况下,负阻抗值起码不成问题的,这样与其他元件的联接总体上具有再次为正的阻抗值。在这种情况下,原本设置的元件的联接由具有正阻抗值的元件替代。

另外可行的是,高频滤波器包括两个串联的基本单元和一个电容元件,其与两个串联的基本单元并联。

可行的是,高频滤波器包括一个信号路径、信号路径中的四个电容元件、六个可通断的谐振器,其分别具有一个谐振器元件和一个在接地的横向支路中与之串联的开关以及一个电感元件,其与这四个电容元件中的两个并联。

下面阐述了重要的原理,并且示例性的且示意性列出的电路展示了高频滤波器的主要角度。

其中:

图1:示出了高频滤波器,其具有三个谐振器和四个变阻器;

图2:示出了滤波器,其具有三个谐振器和两个变阻器;

图3:示出了双工器d,其具有发射滤波器tx和接收滤波器rx,这些滤波器通过阻抗适配电路与天线联接;

图4:示出了高频滤波器f,其中在中间联接着串联谐振器s并且在周边联接着串联谐振器,其分别具有两个变阻器;

图5:示出了高频滤波器f,其只包括并联谐振器作为所用的谐振器;

图6:示出了高频滤波器f,其中变阻器将第一谐振器直接与第三谐振器联接;

图7:示出了高频滤波器f,其中导纳-逆变器将第一谐振器直接与第三谐振器联接;

图8:示出了高频滤波器,其具有可调谐的谐振器;

图9a至9k:示出了可调谐的谐振器的不同实施例;

图10a:示出了可调谐的谐振器,其具有可通过开关激活的串联谐振器元件;

图10b:示出了可调谐的谐振器,其具有可借助开关激活的并联谐振器;

图11a至11f:示出了阻抗-逆变器的不同实施例;

图12a至12f:示出了导纳-逆变器的不同实施例;

图13a至13c:示出了在设计高频滤波器时的不同抽象化阶段;

图14a至14h:示出了高频滤波器的不同的具体实施例,其具有两个可调谐的串联谐振器和三个变阻器;

图15a至15h:示出了高频滤波器的构造方案,其具有两个可调谐的谐振器、三个变阻器和分别一个桥接的电容元件;

图16:示出了谐振器(a)和相应的带通滤波器(b)的插入衰减;

图17:示出了图16中的高频滤波器的通带曲线,其中可调谐的阻抗元件改变了它的阻抗,以获得通带b的新位置;

图18:示出了谐振器的导纳(a)和相应的具有导纳-逆变器的带通滤波器的插入衰减(b);

图19:示出了针对图18的高频滤波器,其中可调谐的阻抗元件的阻抗值已经改变,以获得通带的经改变的位置;

图20:示出了高频滤波器的插入衰减(b,b'),其中通过谐振器的调谐获得通带的不同频率位置;

图21:示出了具有并联谐振器和导纳-逆变器的高频滤波器的不同通带曲线(b,b'),其中不同的阻抗值引起了通带的不同位置;

图22:示出了可调谐的双工器的插入衰减:曲线b1和b3在此指可调谐的发射频段,曲线b2和b4是可调节的接收频段的插入衰减;

图23:示出了可行的滤波器电路;

图24:示出了电路元件在元器件中集成的可行形式;以及

图25:示出了根据图23的可调谐的滤波器的传输功能。

图1示出了具有三个谐振器和四个变阻器iw的高频滤波器电路f。中间的谐振器在此表示基本单元gg。中间的谐振器可以是并联谐振器p或串联谐振器s。两个包围着第一谐振器的变阻器iw的作用是,使谐振器对外看起来和串联谐振器一样或者和并联谐振器一样。如果中间谐振器是并联谐振器,则第一谐振器也可以是并联谐振器,其对外看起来和串联谐振器一样。相应地,第三谐振器也可能是并联谐振器,其对外看起来和串联谐振器一样。反过来,中间谐振器可以是串联谐振器s。那么,两个外部的谐振器也可能是串联谐振器,其对外看起来和并联谐振器一样。因此在应用变阻器iw的情况下,尽管只应用了串联谐振器或或只应用了并联谐振器,也可以得到类似梯形的滤波器结构。

图2示出了滤波器电路,其中中间谐振器被包围着它的变阻器iw这样遮掩,即使得滤波器对外看起来和并联谐振器和串联谐振器的交替排列一样,尽管只应用了一种谐振器。

图3示出了双工器d,其中发射滤波器tx和接收滤波器rx均包括由变阻器和谐振器构成的串联电路,这些变阻器和谐振器如此相互联接,使得每个滤波器只需一种谐振器。因为串联谐振器适合构成通带的陡峭的滤波器右信号沿,并且因为发射频段通常在频率方面低于接收频段,所以在发射滤波器tx中应用串联谐振器是有利的。在接收滤波器rx中类似地应用并联谐振器。如果发射频段低于接收频段,则相应地,在接收滤波器中应用串联谐振器以及在发射滤波器中应用并联谐振器是有利的。

这些滤波器tx、rx通过阻抗适配电路ias与天线ant联接。从阻抗适配电路ias的角度看,这两个滤波器tx、rx看起来和常规梯形滤波器电路一样,因此在设计其余的电路元件如天线和阻抗适配电路时不需要额外的费用。

图4相应地示出了一个实施例,其中中间的谐振器设计成串联谐振器s。通过变阻器iw的作用,串联的谐振器元件也可以分别应用在两个外部的谐振器中,尽管由变阻器和串联谐振器构成的组合对外看起来和并联谐振器p一样且表现成并联谐振器。。为了使串联谐振器对外呈现出并联谐振器的样子,优选应用阻抗-逆变器k。

与此相反,图5示出了高频滤波器f的实施例,其中只应用并联谐振器。在将导内-逆变器j作为变阻器iw应用的实施例时,两个外部的并联谐振器呈现出串联谐振器s的样子。

高频滤波器f与位于中央的中间谐振器,即并联谐振器p一起构成类梯形结构。

图6示出了一个实施例,其中两个外部的谐振器直接通过另一变阻器,例如阻抗-逆变器联接。外部谐振器通过另一变阻器的直接联接提供了新的自由度,高频滤波器可以通过此自由度进一步优化。

图7示例性地示出了高频滤波器f的实施例,其应用了并联谐振器和导纳-逆变器j。在此,两个外部的谐振器也直接通过另一导纳-逆变器相互联接。

图8示出了高频滤波器的可行的实施例,其中这些谐振器是可调谐的。

图9示出了可调谐的谐振器r的可行的实施例。该谐振器r包括谐振器元件re。该谐振器元件re在此可以是利用声波工作的谐振器元件。电容元件ce与谐振器元件re并联。另一电容元件ce与并联电路串联。这两个电容元件ce是可调谐的,即可以调节它的电容。根据所用的电容元件,电容可以持续地或以分散的值进行调节。如果这些电容元件包括例如变容二极管,则可以通过施加偏置电压持续地对电容进行调节。如果电容元件ce包括一系列电容单体元件,其可以借助一个或多个开关单独控制,则相应的电容元件ce的电容可以在分散的步骤中进行调节。

图9b示出了谐振器r的替选方案,其中具有谐振器元件re的可调谐的电容元件ce的串联电路与可调谐的电感元件ie串联。

图9c示出了可调谐的谐振器的可行实施例,其中谐振器元件re与可调谐的电感元件ie并联。并联电路与可调谐的电容元件ce串联。

图9d示出了可调谐的谐振器r的另一替选实施例。在此与图9c相比,并联电路与可调谐的电感元件ie串联。

图9e示出了可调谐的谐振器的另一替选实施例,其中谐振器元件re只与可调谐的电容元件ce并联。

图9f示出了可调谐的谐振器r的另一替选实施例。其中谐振器元件re与可调谐的电感元件ie并联。

图9e和9f示出了可调谐的谐振器r的相对简单的实施例。图9a至9d示出了可调谐的谐振器r的实施例,其通过另一可调谐的元件能够在调谐时实现进一步的自由度。就此而言,可以将具有其他电容和电感元件的所示实施例与固定的阻抗或可变的阻抗串联或并联,从而例如为更宽的调谐范围获得进一步的自由度。

图9g示出了可调谐的谐振器r的实施例,其中谐振器元件re与串联电路并联,该串联电路包括电感元件ie和可调谐的电容元件ce。

图9h示出了可调谐的谐振器r的实施例,其中谐振器元件re与并联电路并联,该并联电路包括电感元件ie和可调谐的电容元件ce。

图9i示出了可调谐的谐振器r的实施例,其中谐振器元件re与串联电路串联,该串联电路包括电感元件ie和可调谐的电容元件ce。

图9j示出了可调谐的谐振器r的实施例,其中谐振器元件re一方面与串联电路串联,该串联电路包括电感元件ie和可调谐的电容元件ce,另一方面与并联电路并联,该并联电路包括电感元件ie和可调谐的电容元件ce。

图9k示出了可调谐的谐振器r的实施例,其中谐振器元件re一方面与串联电路串联,该串联电路包括可调谐的电感元件ie和可调谐的电容元件ce,另一方面与并联电路并联,该并联电路包括可调谐的电感元件ie和可调谐的电容元件ce。

另外适用的是,除了可持续调谐的元件如电容二极管和具有恒定阻抗的可通断的元件以外,可通断的可调谐的元件,例如可借助开关通断的电容二极管也是可行的。

还普遍适用的是,在谐振器中谐振器元件可以与串联网络串联,并且可以与并联网络并联。串联网络和并联网络在此可以分别包括具有固定阻抗或可变阻抗的阻抗元件。

图10示出了可调谐的谐振器r的额外可行的实施例,其包括多个谐振器元件re和多个开关sw。图10a在此示出了谐振器元件re,其在信号路径sp中串联。由此示出了可调谐的串联谐振器。通过独立地打开和闭合单独的开关sw,可以将可独立调节的特定的谐振器元件re耦合到信号路径sp中。如果图10a种的可调谐的谐振器r包括m个谐振器元件re,则可以获得2m种不同的开关状态。

图10b示出了可调谐的谐振器r的实施例,其中谐振器元件使信号路径sp接地。因为单个谐振器元件re与信号路径sp联接的顺序原则上是有讲究的,所以可以获得m!(m阶乘)种不同的谐振器状态。

图11a至11f示出了阻抗-逆变器的不同实施例。

图11a因此示出了变阻器表现为阻抗-逆变器的形式。两个电容元件在信号路径中串联。电容元件将信号路径中的这两个电容元件的共同电路节点接地。从计算上来说,信号路径中的电容元件获得了负电容-c。从计算上来说,并联路径中接地的电容元件获得了正电容c。

和上面业已描述的一样,只由用于双口的计算规则中得出电容值。因此,图11a所示的t电路无论何时都无需在电路环境中实现。更确切的说,带负电容的电容元件可以在串联路径中与带正电容的其他电容元件结合,所述带正电容的其他电容元件在串联路径中额外联接,因此总的来说,一个或多个电容元件均分别获得了正电容。

这同样适用于图11b、11c和11d的实施例,以及适用于图12a、12b、12c和12d中的导纳-逆变器的实施例。

图11b示出了由电感元件构成的t电路,其中两个在信号路径中串联的电感元件从纯粹的形态角度上来说具有负电感。

图11c示出了阻抗-逆变器的形式,其作为pi电路,如果带一个电容元件,则在串联路径中具有负电容,并且如果带两个电容元件,则在各并联路径中具有正电容。

图11d示出了pi形式的阻抗-逆变器的实施例,其中电感元件在信号路径中的电感是负的。这些电感元件在相应两条并联路径中的电感是正的。

图11e示出了阻抗-逆变器的实施例,其具有移相电路和带电感l的电感元件。移相电路在此优选具有信号导线z0的特性阻抗。通过移相电路引起的相移θ进行了适当调节。

因此如果是阻抗-逆变器,θ可以通过例如公式确定。在此,和k通过确定。如果是导纳-逆变器,可以适用的是:在此,并且j通过确定。

与图11e类似的是,图11f示出了替选的实施例,其中电感元件由带电容c的电容元件替代。

图12a至12f示出了导纳-逆变器的实施例。

图12a示出了t配置中的导纳-逆变器的实施例,其中串联路径中的两个电容元件具有正电容。并联路径中的电容元件名义上具有负电容。

图12b示出了t配置中的导纳-逆变器的实施例,其中在信号路径中串联着两个带电感l的电感元件。在使电感元件的两个电极接地的并联路径中联接着带负电感-l的电感元件。

图12c示出了pi配置中的导纳-逆变器的实施例,其中两条并联路径中的两个电容元件具有负电容。信号路径中的电容元件具有正电容。

图12d示出了pi配置中的导纳-逆变器的实施例,其具有三个电感元件。串联电路中的电感元件具有正电感。两条并联路径中的两个电感元件分别具有负电感。

图12e示出了导纳-逆变器的实施例,其中在移相电路的两个节段之间联接着带正电感l的电感元件。移相电路的各个节段均具有特性阻抗z0,并且适当地移动相位。

根据图12e,12f示出了导纳-逆变器的实施例,其同样以移相电路为基础。在移相电路的两个节段之间联接着带正电容c的电容元件。

图13示出了可调谐的谐振器r与变阻器iw的共同作用。谐振器在此可以是串联谐振器。通过将阻抗-逆变器k作为变阻器iw应用,由两个变阻器iw和联接在其间的串联谐振器构成的组合整体上形成了并联谐振器。

如果图13a的变阻器iw由阻抗-逆变器替代,例如由图11a至11f(如11a)已知的那样,则获得图13b的电路结构。带负电容的电容元件看起来是有问题的。但如果考虑到,谐振器r自身具有带正电容的电容元件的特性,则不需要与谐振器元件直接联接的带负电容的电容元件。这一点在图13c中示出。

如果还考虑到电容元件,其在高频滤波器的电路环境中联接,则也不需要图13c中所示带负电容的周边电容元件。总的说来,将获得如图14a所示的电路结构。如果高频滤波器的外部电路环境无法补偿图13中的负电容-c,则负电容由并联路径中的电容元件的正电容补偿。

图14a因此示出了简单制成的高频滤波器电路,其具有两个可调谐的谐振器和三个阻抗元件,其阻抗这样选择,即使得这两个谐振器之一起到并联谐振器的作用。因此图14a基本上示出了梯形滤波器电路的基本单元,尽管只应用了串联谐振器。

图14b示出了图14a的高频滤波器的替选方案,因为谐振器之间的电感元件l由电容元件c替代,且负载侧的并联路径中的电容元件由电感元件替代。

图14c示出了具有两个谐振器的高频滤波器的另一实施例,其中三个电感元件分别在并联电路中联接。

图14d示出了高频滤波器的可行的实施例,其中左边的两个阻抗元件由电感元件构成,右边的阻抗元件由电容元件构成。

图14e示出了一个实施例,其中外部的两个阻抗元件由电感元件构成,中间的阻抗元件由电容元件构成。

图14f示出了一个实施例,其中右边的两个阻抗元件由电容元件构成,左边的阻抗元件由电感元件构成。

图14g示出了一个实施例,其中右边的两个阻抗元件由电感元件构成,左边的阻抗元件由电容元件构成。

图14h示出了一个实施例,其中所有三个阻抗元件均由电容元件构成。

图15a至15h示出了图14a至14h的高频滤波器的其他替选方案,其中另一阻抗元件将信号入口和信号出口直接相互联接。作为桥接的电容元件的替选,可以使用桥接的电感元件或变阻器的其他实施例。

图16示出了谐振器的导纳(曲线a)和具有这种谐振器的高频滤波器的传输功能(曲线b)。串联的电容元件具有值2.4pf。并联的电容元件具有值0.19pf。

图17示出了相应的曲线,其中串联的可调谐的电容已调节为30pf的电容值,并联的可调谐的电容已调节为3.7pf的电容值。属于图16和17的滤波器的变阻器是阻抗-逆变器。这些谐振器是串联谐振器。

与此不同的是,图18和19示出了高频滤波器的相应曲线,其具有导纳-逆变器和并联的谐振器。图18示出了滤波器的特性曲线,其中串联的可调谐的电容具有值2.4pf,并且并联的可调谐的电容元件具有值0.19pf。

图19示出了高频滤波器的相应曲线,其中串联的可调谐的电容具有值30pf,并且并联的可调谐的电容具有值3.7pf。

图20示出了具有导纳-逆变器和并联谐振器的带通滤波器的插入衰减。该滤波器具有可调谐的谐振器,其通过电容元件的可调节电容根据接收频段17或频段5进行了一次调谐。这些谐振器在此包括可借助开关耦合的谐振器元件,如图10b所示。

图21在此示出了具有阻抗-逆变器和串联谐振器的高频滤波器的通带曲线,其中可调谐的值根据频段17的发射频率进行了一次调谐,并且根据频段5的发射频率进行了一次调谐。这些谐振器在此包括可借助开关耦合的谐振器元件,如图10a所示。

图22示出了可调谐的双工器的接收或发射滤波器的插入衰减,其根据频段17进行了一次调谐,并且根据频段15进行了一次调谐。

图23示出了高频滤波器的可行的实施例。在信号路径sp中串联着四个电容元件。在六个接地的横向支路中分别联接一个可通断的谐振器。每个可通断的谐振器均包括一个谐振器元件以及一个与之串联的开关。一个电感元件与这四个电容元件中的两个并联。

图24示出了,滤波器电路的电路元件如何可以有利地集成在多层模块中。电容元件ce可以作为mim电容器(mim=metallisolatormetall)与信号路径的部段一起在一层中实现。在该层的下方可以实现开关sw。在其下方的层中可以铺设内层连接,该内层连接表现为(半导体)开关和谐振器元件之间的接口的导线。那么在具有接口的层下可以布置谐振器元件,例如saw、baw、gbaw等元件。

图25示出了针对频段34和39计算出的通带曲线,借助开关可以在它们之间进行转换。

高频滤波器或具有高频滤波器的双工器还可以包括附加的谐振器或阻抗元件,尤其是可调谐的阻抗元件。

附图标记清单

a:谐振器的导纳

ant:天线

b:高频滤波器的插入衰减

b'、b1、b2、b3、b4:高频滤波器的插入衰减

ce:电容性元件

d:双工器

f:高频滤波器

gg:基本单元

ias:阻抗适配电路

ie:电感元件

iw:变阻器

j:导纳-逆变器

k:阻抗-逆变器

p:并联谐振器

r:谐振器

re:谐振器元件

rx:接收滤波器

s:串联谐振器

sp:信号路径

sw:开关

tx:发射滤波器

z0:特性导线阻抗

θ:相移

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