专利名称：滤波电路和采用该电路的发射机及接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滤波电路和采用该电路的发射机及接收机。
两个线条图案9和10分别具有两端。线条图案9的一端连接输入端7，其另一端是断开的。同样，线条图案10的一端连接输出端8，其另一端是断开的。输出端8位于相对于基准线12的输入端7的相反一侧，基准线12穿过相应的线条图案9、10和闭环图案11之间的电磁耦合部分的中心。
参见图2，W1和W2分别表示线条图案9和10的宽度；W3和L1分别表示闭环图案11的宽度和路径长度；L4和L5分别是从相应的线条图案9和10的断开端至基准线12的距离；S1是线条图案9和10与闭环图案11之间相应的距离，其中描述的每个参数被适当调节以在滤波电路200中获得适当的滤波特性。关于闭环图案11，例如采用圆的八角形环路图案。
无线远程通信系统采用发射机和接收机，其中利用该滤波电路200，在该系统中，应该阻止在预定通带内对发射功率信号和接收功率信号的衰减，该衰减转变为使无线远程通信系统的性能下降。因此，需要一种滤波电路，它能够允许预定通带内的频率的信号通过而衰减最小，对抑制带、该预定通带之外的频率的信号进行抑制而衰减最大。
由于常规滤波电路200仅采用一个闭环图案11作为一个谐振器，插入损失仅在由闭环图案11和路径长度确定的谐振频率附近变小，但是在其它频率处则较大。因此，完全被覆盖的通带不能被扩展。
根据本发明，提供一种滤波电路，用于滤除信号中不需要的频率分量，包括具有两端的第一线条图案，其一端连接一输入端，另一端是断开的或接地；具有两端的第二线条图案，其一端连接一输出端，另一端是断开的或接地；以及一个闭环图案部分，它被插入在第一及第二线条图案之间，具有两个或多个闭环图案，每一个闭环图案都具有一个电磁耦合部分，该电磁耦合部分被耦合到第一及第二线条图案之每一个。
优选实施例的详细说明
图1示出根据本发明之一优选实施例的滤波电路100。该滤波电路包括位于一平面衬底(未示出)上的两个线条图案3和4、以及插入其间的两个闭环图案3和4。两个线条图案3和4分别具有两端。线条图案3的一端连接输入端1，其另一端是断开的。同样，线条图案4的一端连接输出端2，其另一端是断开的，其中输出端2位于相对于两个闭环图案5和6的输入端1的相对一侧上。两个闭环图案5和6之每一个具有耦合到线条图案3和4的电磁耦合部分。两个闭环图案5和6的设置方式使得其间的距离是在谐振频率上的波长的N倍，N为正整数。
参见图1，W1和W2分别表示线条图案3和4的宽度；W3和W4分别专用于表示闭环图案5和6的宽度；L1和L2分别表示闭环图案5和6的路径长度；L3表示两个闭环图案5和6之间的距离；S1表示相应的线条图案3和4与闭环图案5之间的距离；S2表示相应的线条图案3和4与闭环图案6之间的距离。关于闭环图案5和6，例如采用圆的八角形环路图案。
通过采用市场上可买到的高频模拟器，模拟根据本发明的滤波电路100和常规滤波电路200，以便测量当输入功率信号被输入到每个输入端1和7时、从输出端2和8输出的输出功率信号的插入损失特性。
滤波电路100用于模拟的参数条件的细节如下衬底的(未示出)的相对介电常数和厚度分别是10和0.2mm；W1至W3之每一个均为0.199mm；L1和L2均为1.84mm；S1和S2均为0.1mm；L3的大小如在1.84mm的谐振频率之一个波长中。
另一方面，滤波电路200用于模拟的参数条件如下衬底的(未示出)的相对介电常数和厚度分别是10和0.2mm；W1至W3之每一个均为0.199mm；L1为1.84mm；L4和L5均为0.4275mm；S1是0.1mm。
当输入以上列出的参数时，产生插入损失，如图3所示。所测量的插入损失特性被示出为图3中的曲线13和14。横坐标表示频率(单位是GHz)，纵坐标表示插入损失特性(单位是dB)。
曲线13和14分别表示滤波电路100和常规滤波电路200的插入损失特性，其范围是在58GHz至62GHz内。曲线13的中心频率约为59.9GHz。
同样，假设通带指的是约3dB衰减，在约3dB衰减内的通带的带宽约为0.7GHz。在59.8GHz的中心频率上的插入损失约为-2dB。
相对于以上所述，曲线14中的中心频率约为59.8GHz，3dB衰减内的通带的带宽约为1.2GHz。在59.8GHz的中心频率上的插入损失约为-1.3dB。
如上所述，具有两个闭环图案5和6的滤波电路100的带宽要宽于仅具有一个闭环图案11的滤波电路200的带宽。具有两个闭环图案5和6的滤波电路100的插入损失要小于仅具有一个闭环图案11的滤波电路200的插入损失。
图4提供一种根据本发明另一优选实施例的滤波电路400。滤波电路400包括在一平面衬底(未示出)上的两个线条图案17及18和置于其间的三个闭环图案19、20及21。这两个线条图案17和18分别具有两端。线条图案17的一端连接输入端15，其另一端是断开的。同样，线条图案18的一端连接输出端16，其另一端是断开的，其中输出端16相对于插入其间的三个闭环图案19至21位于输入端15的相对侧。三个闭环图案19至21之每一个具有耦合到线条图案17和18的电磁耦合部分。三个闭环图案19至21设置的方式使得每两个相邻闭环图案之间的距离是在谐振频率上的波长的N倍(N为整数)。
在图4中，W1和W2分别表示线条图案17和18的宽度；W3至W5的每一个分别表示闭环图案19至21的宽度；L1、L2和L6之每一个是闭合线条图案19至21的路径长度；L3表示两个闭环图案19和20之间的距离；S1是相应的线条图案17和18与闭环图案19之间的距离；S2示出相应的线条图案17和18与闭环图案20之间的距离；S3示出相应的线条图案17和18与闭环图案21之间的距离。关于闭环图案19至21，例如是采用圆的八角形闭环图案。
图4中示出的本发明的滤波电路400是通过采用高频电路模拟器进行模拟的，以便测量当输入功率信号被输入至输入端15时、从输出端16输出的输出功率信号的插入损失特性。滤波电路400用于模拟的参数条件的细节如下衬底(未示出)的相对介电常数和厚度分别是10和02.mm；W1至W5的每一个为0.199mm；L1、L2、L6的每一个是1.84mm；S1至S3为0.1mm；L3是1.84mm，如在谐振频率的一个波长中。所测得的插入损失特性被示出为图5中的曲线22。
在图5中，横座标表示单位是GHz的频率，纵座标表示单位是dB的插入损失特性。曲线14和22分别表示图1中的滤波电路100及图4中的滤波电路400的插入损失特性，其范围是在58至62GHz内。曲线22中的中心频率约为59.6GHz。同样，假设功率信号的通带约为3dB衰减，在3dB衰减内的通带之带宽约为1.7GHz。在59.6GHz之中心频率上的插入损失约为-1.1dB。曲线14如上所述表示图1中的滤波电路100的插入损失特性。
比较曲线22与曲线14，具有3个闭环图案的滤波电路400的带宽要宽于具有2个闭环图案的滤波电路100的带宽。在插入损失的情况中，具有3个闭环图案19至21的滤波电路400具有的插入损失小于具有2个闭环图案5和6的滤波电路100的插入损失。
再参见图1，考虑给出不同参数条件的滤波电路100的情况，例如，L1不同于L2，S1、S2及L3相同。在此情况中用于模拟的参数条件如下衬底(未示出)的相对介电常数和厚度分别是10和0.2mm；W1至W4均为0.199mm；L1是1.84mm，L2是1.83mm；S1是0.1mm，S2是0.100796mm；L3是1.835mm，如在谐振频率的一个波长中。测量的插入损失特性示出在图6中的曲线23。
在图6中，横座标表示单位是GHz的频率，纵座标表示单位是dB的插入损失特性。曲线13和23分别表示图1中具有不同参数的滤波电路100及图2中滤波电路200的插入损失特性，其频率范围是58GHz至62GHz。曲线23中的中心频率约为59.9GHz。同样，假设功率信号的通带约为3dB衰减，在3dB衰减内的通带之带宽约为1.3GHz。在59.6GHz之中心频率上的插入损失约为-1.4dB。曲线13如上所述表示图2中的滤波电路200的插入损失特性。
如上所述，具有不同参数条件的两个闭环图案的滤波电路100的带宽要宽于仅具有一个闭环图案11的滤波电路200的带宽。在插入损失的情况中，具有两个不同参数条件的闭环图案5和6的滤波电路100的插入损失要小于仅具有一个闭环图案11的滤波电路200的插入损失。
同样，在具有三个或更多个不同闭环图案的滤波电路的情况下，可以获得相同的结果。
图7示出根据本发明又一优选实施例的滤波电路700。滤波电路700包括两个线条图案26和27，其中分别部分地插入弯曲部件30至33，在其间设置各具不同尺寸的两个闭环图案28和29。
两个线条图案26和27分别具有两端。线条图案26的一端连接输入端24，其另一端是断开的。同样，线条图案27的一端连接输出端25，其另一端是断开的，其中输出端25位于相对于两个闭环图案28和29的输入端24的相对一侧上。两个闭环图案28和29之每一个具有耦合到线条图案28和29的电磁耦合部分。
第二基准线34通过线条图案26、27与闭环图案28之间的电磁耦合部分的中心。同样，第三基准线35通过线条图案26、27与闭环图案29之间的电磁耦合部分的中心。
在图7中，W6和W7分别表示线条图案26和27的宽度。同样，W8至W9的每一个表示闭环图案28至29的宽度。S1是相应的线条图案26、27与闭环图案28之间的距离。类似地，S2示出相应的线条图案26、27与闭环图案29之间的距离。
L7表示沿线条图案26的第二和第三基准线34之间的距离，同样，L8表示沿线条图案27的第二和第三基准线34之间的距离。L9和L10之每一个示出闭环线条图案28和29的路径长度。关于闭环图案28和29，例如是采用一种圆环形环路图案。
如图7所示，如果S1等于S2但L9不等于L10，弯曲部件30和31之每一个被部分插入到线条图案26中，弯曲部件32和33之每一个被部分插入到线条图案27中。另外，第二和第三基准线34和35连同线条图案26和27之间的两个距离L7和L8的设置方式使得其间的两个距离是在谐振频率上的波长的N倍，N为正整数。在图7中示出在滤波电路700中插入弯曲部件30至33，滤波电路700可获得相对于图1中的滤波电路100的类似滤波特性。
图8表示例如具有发射机40和接收机50的无线远程通信系统的方框示意图。发射机40调制器41、本地振荡器42、混合器43、放大器44、滤波电路45和天线46。接收器50具有天线51、滤波电路52、放大器53、本地振荡器54、混合器55和解调器56。
参见图8，在进行发射时，调制器41调制信息信号以产生调制信息信号。本地振荡器42产生本地振荡信号，并将其提供给混合器43。混合器43将本地振荡信号与来自调制器41的调制信息信号混合以产生转换信号。放大器44放大该转换信号，并将其提供给滤波电路45。滤波电路45对放大信号进行滤波以滤除其中不需要的频率分量。被滤波的信号被馈送至天线46，并被发射。
在接收时，本地振荡器54同样产生本地振荡信号，并将其提供给混合器55。另一方面，如由天线51接收的信号被送至滤波电路52。滤波电路52对接收信号进行滤波，以除去其中不需要的频率分量。被滤波的信号由放大器53放大，然后被送至混合器55。混合器55将放大信号与来自本地振荡器54的本地振荡信号混合，以产生混合信号。该混合信号被送至解调器56，然后被解调为信息信号。
根据本发明的滤波器45和52可被用于无线远程通信系统中，并加宽带宽及减小其中的插入损失。
尽管本发明是参照优选实施例示出及描述，本领域技术人员应该理解的是，可以实现各种修改和变型而不偏离权利要求书中限定的本发明之宗旨和范围。
权利要求
1.一种滤波电路，用于滤除信号中不需要的频率分量，该滤波电路包括第一线条图案，具有两端，其一端连接一输入端，另一端是断开或接地的；第二线条图案，具有两端，其一端连接一输出端，另一端是断开或接地的；闭环图案部分，其被置于第一及第二线条图案之间，具有两个或多个闭环图案，每一个闭环图案具有耦合至第一及第二线条图案之每一个的一个电磁耦合部分，其中，该输出端位于与该输入端相对的位置。
2.如权利要求1的滤波电路，其中，两个或多个闭环图案的设置方式使得每两个相邻闭环图案之间的距离是在谐振频率上的波长的N倍，N为正整数。
3.一种发射机，包括权利要求1的滤波电路。
4.一种接收机，包括权利要求1的滤波电路。
全文摘要
一种滤波电路，用以滤除信号中不需要的频率分量。该滤波电路包第一及第二线条图案和闭环图案部分。第一线条图案具有两端，其一端连接一输入端，另一端是断开或接地的。第二线条图案具有两端，其一端连接一输出端，另一端是断开或接地的。闭环图案部分被置于第一及第二线条图案之间，其具有两个或多个闭环图案，每一个闭环图案具有耦合至第一及第二线条图案之每一个的电磁耦合部分。
文档编号H04B1/04GK1471237SQ0314861
公开日2004年1月28日 申请日期2003年6月20日 优先权日2002年6月21日
发明者秋庭直树, 长谷英一, 伊藤良一, 一 申请人:株式会社日立国际电气