一种兼容5G通讯频段的宽带化混频滤波电路的制作方法

本实用新型涉5g通讯技术领域，更具体的，涉及一种兼容5g通讯频段的宽带化混频滤波电路。

背景技术：

滤波器广泛应用在接收机的射频、中频以及基带部分，又名“射频干扰滤波器”，主要用于高频工作的电子设备中，用于较大的衰减高频电子设备所产生的高频干扰信号。但随着5g通讯技术的发展，电子设备工作频率的迅速提高，电磁干扰的频率也越来越高，干扰频率通常会达到数百mhz，甚至ghz以上，因此由于频率过高，现在的滤波器无法对5g通讯频段实现兼容，且受制于制造成本的约束，兼容5g通讯频段往往提高了产品的成本。

技术实现要素：

本实用新型为克服现有的滤波器存在无法兼容5g通讯频段的技术缺陷，提供一种兼容5g通讯频段的宽带化混频滤波电路。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种兼容5g通讯频段的宽带化混频滤波电路，包括信号接入端、gsm滤波子电路、lte滤波子电路，5g通讯滤波子电路；其中：

所述gsm滤波子电路输入端、lte滤波子电路输入端和5g通讯滤波子电路输入端均与所述信号接入端电性连接；

所述gsm滤波子电路输出端上设置有gsm负载接口；

所述lte滤波子电路输出端上设置有lte负载接口；

所述5g通讯滤波子电路输出端上设置有5g负载接口；

所述gsm滤波子电路、lte滤波子电路、5g通讯滤波子电路三个滤波子电路并行工作，射频电流经信号接入端进入到三个滤波子电路中进行抑制衰减，分别得到不同频段的射频电流并流向对应频段的负载接口。

上述方案中，当所述射频电流通过所述信号接入端进入宽带化混频滤波电路后，由于所述gsm滤波子电路仅允许gsm频段部分电流通过，lte频段部分电流、5g频段部分电流将会被滤除，因此从所述gsm负载接口仅能得到gsm频段部分电流；由于所述lte滤波子电路仅允许lte频段部分电流通过，gsm频段部分电流、5g频段部分电流将会被滤除，因此从所述lte负载接口仅能得到lte频段部分电流；由于所述5g通讯滤波子电路仅允许5g频段部分电流通过，gsm频段部分电流、lte频段部分电流将会被滤除，因此从所述5g负载接口仅能得到5g频段部分电流。综上所述，本电路兼容了gsm频段、lte频段、5g频段的滤波功能，通过gsm滤波子电路、lte滤波子电路、5g通讯滤波子电路三个子电路均对特定频率的射频电流具有抑制作用并且进行衰减，迫使电流被选择性地进入到不被抑制的滤波子电路中，经过三个滤波子电路的抑制衰减后分别在对应频段的负载接口得到不同频段的射频电流，从而实现对各频段部分的射频电流的滤波。

其中，所述gsm滤波子电路上设置有lte频段抑制截止段和5g频段抑制截止段；所述射频电流在输入所述gsm滤波子电路后，在所述lte频段抑制截止段滤除lte频段部分，在所述5g频段抑制截止段滤除5g频段部分。

其中，所述lte滤波子电路上设置有gsm频段抑制截止段和5g频段抑制截止段；所述射频电流在输入所述lte滤波子电路后，在所述gsm频段抑制截止段滤除gsm频段部分，在所述5g频段抑制截止段滤除5g频段部分。

其中，所述5g通讯滤波子电路上设置有gsm频段抑制截止段和lte频段抑制截止段；所述射频电流在输入所述5g通讯滤波子电路后，在所述gsm频段抑制截止段滤除gsm频段部分，在所述lte频段抑制截止段滤除lte频段部分。

其中，所述gsm滤波子电路包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5和电阻r6；其中：

所述电容c1一端与所述信号接入端电性连接，另一端与所述电阻r1一端、电容c2一端电性连接；

所述电阻r1另一端与所述电容c3一端电性连接；所述电容c2另一端接地；

所述电容c3另一端与所述电阻r2一端、电容c4一端电性连接；

所述电阻r2另一端与所述电容c5一端电性连接；所述电容c4另一端接地；

所述电容c5另一端与所述电阻r3一端、电容c6一端电性连接；

所述电阻r3另一端与所述电容c7一端电性连接；所述电容c6另一端接地；

所述电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电阻r1、电阻r2共同组成了所述lte频段抑制截止段；

所述电容c7另一端与所述电阻r4一端、电容c8一端电性连接；

所述电阻r4另一端与所述电容c9一端电性连接；所述电容c8另一端接地；

所述电容c9另一端与所述电阻r5一端、电容c10一端电性连接；

所述电阻r5另一端与所述电容c11一端电性连接；所述电容c10另一端接地；

所述电容c11另一端与所述电阻r6一端、电容c12一端电性连接；

所述电阻r6另一端与所述gsm负载接口电性连接；

所述电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电阻r4、电阻r5共同组成了所述5g频段抑制截止段。

其中，所述lte滤波子电路包括电容c13、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电容c18、电容c19、电容c20、电容c21、电容c22、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电感l1、电感l2、电感l3、电感l4、电感l5和电感l6；其中：

所述电容c13一端与所述信号接入端电性连接，另一端与所述电容c14一端、电感l1一端电性连接；

所述电容c14另一端与所述电阻r7一端电性连接；所述电感l1另一端接地；

所述电阻r7另一端与所述电容c15一端电性连接；

所述电容c15另一端与所述电容c16一端、电感l2一端电性连接；

所述电容c16另一端与所述电阻r8一端电性连接；所述电感l2另一端接地；

所述电阻r8另一端与所述电容c17一端电性连接；

所述电容c17另一端与所述电容c18一端、电感l3一端电性连接；

所述电容c18另一端与所述电阻r9一端电性连接；所述电感l3另一端接地；

所述电阻r9另一端与所述电容c19一端电性连接；

所述电容c19另一端与所述电感l4一端电性连接；

所述电感l4另一端与所述电阻r10一端、电容c20一端电性连接；

所述电阻r10另一端与所述电感l5一端电性连接；所述电容c20另一端接地；

所述电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电容c18、电容c19、电容c20、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电感l1、电感l2、电感l3、电感l4共同组成了所述gsm频段抑制截止段；

所述电感l5另一端与所述电阻r11一端、电容c21一端电性连接；

所述电阻r11另一端与所述电感l6一端电性连接；所述电容c21另一端接地；

所述电感l6另一端与所述电阻r12一端、电容c22一端电性连接；

所述电阻r12另一端与所述lte负载接口电性连接；所述电容c22另一端接地；

所述电容c21、电容c22、电阻r11、电感l6共同组成了所述5g频段抑制截止段。

其中，所述5g通讯滤波子电路包括电容c23、电容c24、电容c25、电容c26、电容c27、电容c28、电容c29、电容c30、电容c31、电容c32、电容c33、电容c34、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电感l7、电感l8、电感l9、电感l10、电感l11、电感l12；其中：

所述电容c23一端与所述信号接入端电性连接，另一端与所述电容c24一端、电感l7一端电性连接；

所述电容c24另一端与所述电阻r13一端电性连接；所述电感l7另一端接地；

所述电阻r13另一端与所述电容c25一端电性连接；

所述电容c25另一端与所述电容c26一端、电感l8一端电性连接；

所述电容c26另一端与所述电阻r14一端电性连接；所述电感l8另一端接地；

所述电阻r14另一端与所述电容c27一端电性连接；

所述电容c27另一端与所述电容c28一端、电感l9一端电性连接；

所述电容c28另一端与所述电阻r15一端电性连接；所述电感l9另一端接地；

所述电容c24、电容c25、电容c26、电容c27、电阻r13、电阻r14、电感l7、电感l8、电感l9共同组成了所述gsm频段抑制截止段；

所述电阻r15另一端与所述电容c29一端电性连接；

所述电容c29另一端与所述电容c30一端、电感l10一端电性连接；

所述电容c30另一端与所述电阻r16一端电性连接；所述电感l10另一端接地；

所述电阻r16另一端与所述电容c31一端电性连接；

所述电容c31另一端与所述电容c32一端、电感l11一端电性连接；

所述电容c32另一端与所述电阻r17一端电性连接；所述电感l11另一端接地；

所述电阻r17另一端与所述电容c33一端电性连接；

所述电容c33另一端与所述电容c34一端、电感l12一端电性连接；

所述电容c34另一端与所述电阻r18一端电性连接；所述电感l12另一端接地；

所述电阻r18另一端与所述5g负载接口电性连接；

所述电容c30、电容c31、电容c32、电容c33、电阻r16、电阻r17、电感l10、电感l11、电感l12共同组成了所述lte频段抑制截止段。

上述方案中，所述gsm滤波子电路中包含的所述lte频段抑制截止段采用三阶并联lc回路用于抑制lte频段电流通过，所述5g频段抑制截止段采用三阶回路用于抑制5g频段电流通过；所述lte滤波子电路同样具有并联lc回路进行gsm频段、5g频段的滤波，其中采用四阶并联lc回路组成所述gsm频段抑制截止段用于抑制gsm频段电流通过，另外通过两阶的回路组成所述5g频段抑制截止段用于抑制5g频段电流通过；所述5g通讯滤波子电路同样具有并联lc回路进行gsm频段、lte频段的滤波，其中采用三阶并联lc回路组成所述gsm频段抑制截止段用于抑制gsm频段电流通过，另外采用三阶回路组成所述lte频段抑制截止段用于抑制lte频段电流通过。

上述方案中，将所述宽带化混频滤波电路采用pcb表面覆铜技术实现，最终成型尺寸大小仅为110*80*1mm，在目前主流产品中属较小级别，在兼容5g通讯频段的同时不会增加产品的成本。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型提供的一种兼容5g通讯频段的宽带化混频滤波电路，通过gsm滤波子电路、lte滤波子电路，5g通讯滤波子电路三个子电路均对特定频率的射频电流具有抑制作用并且进行衰减，迫使电流被选择性地进入到不被抑制的子电路中，从而实现对射频电流的滤波。

附图说明

图1为宽带化混频滤波电路的电路连接示意图；

图2为gsm滤波子电路的电路连接示意图；

图3为lte滤波子电路的电路连接示意图；

图4为5g通讯滤波子电路的电路连接示意图；

图5为实施例2的截止效果示意图；

图6为gsm滤波子电路的滤波效果示意图；

图7为5g通讯滤波子电路的滤波效果示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种兼容5g通讯频段的宽带化混频滤波电路，包括信号接入端、gsm滤波子电路、lte滤波子电路，5g通讯滤波子电路；其中：

所述gsm滤波子电路输入端、lte滤波子电路输入端和5g通讯滤波子电路输入端均与所述信号接入端电性连接；

所述gsm滤波子电路输出端上设置有gsm负载接口；

所述lte滤波子电路输出端上设置有lte负载接口；

所述5g通讯滤波子电路输出端上设置有5g负载接口；

所述gsm滤波子电路、lte滤波子电路、5g通讯滤波子电路三个子电路并行工作，不同滤波子电路对不同频率的射频电流具有抑制作用并且进行衰减，迫使射频电流被选择性地进入到是三个滤波子电路中进行抑制衰减，最终得到对应频段的射频电流并流向对应频段的负载接口，完成射频电流的滤波操作。

在具体实施过程中，当所述射频电流通过所述信号接入端进入宽带化混频滤波电路后，由于所述gsm滤波子电路仅允许gsm频段部分电流通过，lte频段部分电流、5g频段部分电流将会被滤除，因此从所述gsm负载接口仅能得到gsm频段部分电流；由于所述lte滤波子电路仅允许lte频段部分电流通过，gsm频段部分电流、5g频段部分电流将会被滤除，因此从所述lte负载接口仅能得到lte频段部分电流；由于所述g通讯滤波子电路仅允许5g频段部分电流通过，gsm频段部分电流、lte频段部分电流将会被滤除，因此从所述5g负载接口仅能得到5g频段部分电流。

综上所述，本电路兼容了gsm频段、lte频段、5g频段的滤波功能，通过gsm滤波子电路、lte滤波子电路，5g通讯滤波子电路三个子电路均对特定频率的射频电流具有抑制作用并且进行衰减，迫使电流被选择性地进入到不被抑制的子电路中，从而实现对射频电流的滤波。

更具体的，所述gsm滤波子电路上设置有lte频段抑制截止段和5g频段抑制截止段；所述射频电流在输入所述gsm滤波子电路后，在所述lte频段抑制截止段滤除lte频段部分，在所述5g频段抑制截止段滤除5g频段部分。

更具体的，所述lte滤波子电路上设置有gsm频段抑制截止段和5g频段抑制截止段；所述射频电流在输入所述lte滤波子电路后，在所述gsm频段抑制截止段滤除gsm频段部分，在所述5g频段抑制截止段滤除5g频段部分。

更具体的，所述5g通讯滤波子电路上设置有gsm频段抑制截止段和lte频段抑制截止段；所述射频电流在输入所述5g通讯滤波子电路后，在所述gsm频段抑制截止段滤除gsm频段部分，在所述lte频段抑制截止段滤除lte频段部分。

更具体的，如图2所示，所述gsm滤波子电路包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5和电阻r6；其中：

所述电容c1一端与所述信号接入端电性连接，另一端与所述电阻r1一端、电容c2一端电性连接；

所述电阻r1另一端与所述电容c3一端电性连接；所述电容c2另一端接地；

所述电容c3另一端与所述电阻r2一端、电容c4一端电性连接；

所述电阻r2另一端与所述电容c5一端电性连接；所述电容c4另一端接地；

所述电容c5另一端与所述电阻r3一端、电容c6一端电性连接；

所述电阻r3另一端与所述电容c7一端电性连接；所述电容c6另一端接地；

所述电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电阻r1、电阻r2共同组成了所述lte频段抑制截止段；

所述电容c7另一端与所述电阻r4一端、电容c8一端电性连接；

所述电阻r4另一端与所述电容c9一端电性连接；所述电容c8另一端接地；

所述电容c9另一端与所述电阻r5一端、电容c10一端电性连接；

所述电阻r5另一端与所述电容c11一端电性连接；所述电容c10另一端接地；

所述电容c11另一端与所述电阻r6一端、电容c12一端电性连接；

所述电阻r6另一端与所述gsm负载接口电性连接；

所述电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电阻r4、电阻r5共同组成了所述5g频段抑制截止段。

更具体的，如图3所示，所述lte滤波子电路包括电容c13、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电容c18、电容c19、电容c20、电容c21、电容c22、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电感l1、电感l2、电感l3、电感l4、电感l5和电感l6；其中：

所述电容c13一端与所述信号接入端电性连接，另一端与所述电容c14一端、电感l1一端电性连接；

所述电容c14另一端与所述电阻r7一端电性连接；所述电感l1另一端接地；

所述电阻r7另一端与所述电容c15一端电性连接；

所述电容c15另一端与所述电容c16一端、电感l2一端电性连接；

所述电容c16另一端与所述电阻r8一端电性连接；所述电感l2另一端接地；

所述电阻r8另一端与所述电容c17一端电性连接；

所述电容c17另一端与所述电容c18一端、电感l3一端电性连接；

所述电容c18另一端与所述电阻r9一端电性连接；所述电感l3另一端接地；

所述电阻r9另一端与所述电容c19一端电性连接；

所述电容c19另一端与所述电感l4一端电性连接；

所述电感l4另一端与所述电阻r10一端、电容c20一端电性连接；

所述电阻r10另一端与所述电感l5一端电性连接；所述电容c20另一端接地；

所述电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电容c18、电容c19、电容c20、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电感l1、电感l2、电感l3、电感l4共同组成了所述gsm频段抑制截止段；

所述电感l5另一端与所述电阻r11一端、电容c21一端电性连接；

所述电阻r11另一端与所述电感l6一端电性连接；所述电容c21另一端接地；

所述电感l6另一端与所述电阻r12一端、电容c22一端电性连接；

所述电阻r12另一端与所述lte负载接口电性连接；所述电容c22另一端接地；

所述电容c21、电容c22、电阻r11、电感l6共同组成了所述5g频段抑制截止段。

更具体的，如图4所示，所述5g通讯滤波子电路包括电容c23、电容c24、电容c25、电容c26、电容c27、电容c28、电容c29、电容c30、电容c31、电容c32、电容c33、电容c34、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电感l7、电感l8、电感l9、电感l10、电感l11、电感l12；其中：

所述电容c23一端与所述信号接入端电性连接，另一端与所述电容c24一端、电感l7一端电性连接；

所述电容c24另一端与所述电阻r13一端电性连接；所述电感l7另一端接地；

所述电阻r13另一端与所述电容c25一端电性连接；

所述电容c25另一端与所述电容c26一端、电感l8一端电性连接；

所述电容c26另一端与所述电阻r14一端电性连接；所述电感l8另一端接地；

所述电阻r14另一端与所述电容c27一端电性连接；

所述电容c27另一端与所述电容c28一端、电感l9一端电性连接；

所述电容c28另一端与所述电阻r15一端电性连接；所述电感l9另一端接地；

所述电容c24、电容c25、电容c26、电容c27、电阻r13、电阻r14、电感l7、电感l8、电感l9共同组成了所述gsm频段抑制截止段；

所述电阻r15另一端与所述电容c29一端电性连接；

所述电容c29另一端与所述电容c30一端、电感l10一端电性连接；

所述电容c30另一端与所述电阻r16一端电性连接；所述电感l10另一端接地；

所述电阻r16另一端与所述电容c31一端电性连接；

所述电容c31另一端与所述电容c32一端、电感l11一端电性连接；

所述电容c32另一端与所述电阻r17一端电性连接；所述电感l11另一端接地；

所述电阻r17另一端与所述电容c33一端电性连接；

所述电容c33另一端与所述电容c34一端、电感l12一端电性连接；

所述电容c34另一端与所述电阻r18一端电性连接；所述电感l12另一端接地；

所述电阻r18另一端与所述5g负载接口电性连接；

所述电容c30、电容c31、电容c32、电容c33、电阻r16、电阻r17、电感l10、电感l11、电感l12共同组成了所述lte频段抑制截止段。

在具体实施过程中，所述gsm滤波子电路中包含的所述lte频段抑制截止段采用三阶并联lc回路用于抑制lte频段电流通过，所述5g频段抑制截止段采用三阶回路用于抑制5g频段电流通过；所述lte滤波子电路同样具有并联lc回路进行gsm频段、5g频段的滤波，其中采用四阶并联lc回路组成所述gsm频段抑制截止段用于抑制gsm频段电流通过，另外通过两阶的回路组成所述5g频段抑制截止段用于抑制5g频段电流通过；所述5g通讯滤波子电路同样具有并联lc回路进行gsm频段、lte频段的滤波，其中采用三阶并联lc回路组成所述gsm频段抑制截止段用于抑制gsm频段电流通过，另外采用三阶回路组成所述lte频段抑制截止段用于抑制lte频段电流通过。如此，通过gsm滤波子电路、lte滤波子电路，5g通讯滤波子电路三个滤波子电路均对特定频率的射频电流具有抑制作用并且进行衰减，迫使输入的频段电流被选择性地进入到不被抑制的滤波子电路中，从而实现对射频电流的滤波，从而获得相应的各频段电流。

在具体实施过程中，将所述宽带化混频滤波电路采用pcb表面覆铜技术实现，最终成型尺寸大小仅为110*80*1mm，在目前主流产品中属较小级别，在兼容5g通讯频段的同时不会增加产品的成本。

实施例2

更具体的，如图2所示，设计gsm滤波子电路用于低通部分的滤波，由于低通滤波部分仅允许gsm频段电流通过，因此所述gsm滤波子电路采用了6级lc并联电路组成选频回路；滤波器响应以插入损耗，线性相位的响应作为其主要特征，因此所述gsm滤波子电路采用巴特沃斯数学响应函数，其特点为通带内幅度响应平坦，带外随高频响应急剧增加。

在具体实施过程中，如图2所示，前三级为所述lte频段抑制截止段，用于滤除lte频段部分，后三级为所述5g频段抑制截止段，用于滤除5g频段部分。采用带外截止函数对六级lc选频回路频带内进行串联后积分，其最终截止效果如图5所示，gsm频段的损耗在0.2db左右，而对带外截止。

在具体实施过程中，如图6所示，将所述射频电流经过混频滤波电路gsm滤波子电路的相位响应，可以看出，其电流相位在经过该电路后相位线性度比较好，没有出现凹凸的情况，实现对射频电流的gsm频段滤波。

在具体实施过程中，同样的，分别设计只允许lte频段电流经过的带通部分及只允许5g频段电流经过的高通部分，实现对射频电流的lte频段、5g频段滤波。

实施例3

更具体的，在实施例2的基础上，将所述宽带化混频滤波电路采用pcb表面覆铜技术实现，电路与地之间留有相对介电常数为2.65，板材厚度h为1mm；所述gsm滤波子电路、所述lte滤波子电路，所述5g通讯滤波子电路通过所述信号接入端共同连接在一起，各个电路负责对带外频段电流的滤除以及对带内频段的阻抗匹配，最终成型尺寸大小仅为110*80*1mm，在目前主流产品中属较小级别，在兼容5g通讯频段的同时不会增加产品的成本。

在具体实施过程中，所述gsm滤波子电路具有并联lc回路滤波电路，其中有三阶并联lc回路用于抑制lte频段电流通过，另外三阶回路用于抑制5g频段电流的通过，lc器件的物理等效出的开路线长根据从lte频段以及5g频段的频率取对应波长的1/4长度，同时gsm频段线路的线宽与线长只适配gsm频段阻抗的匹配，此做法能极大的减少gsm频段以外的射频电流通过，保证各信道之间不被串扰；所述lte滤波子电路同样具有并联lc回路滤波电路，其中有四阶并联lc回路用于抑制gsm频段电流通过，另外两阶回路用于抑制5g频段电流的通过；所述5g通讯滤波子电路同样具有并联lc回路滤波电路，其中有三阶并联lc回路用于抑制gsm频段电流通过，另外三阶回路用于抑制lte频段电流的通过；最后将各电路的负载端连接有源或者无源通讯射频设备。

在具体实施过程中，如图7所示，将所述射频电流经过混频滤波电路的5g通讯滤波子电路，此子电路为高通电路，仅允许5g频段电流通过，对gsm频段部分以及lte频段部分抑制截止，损耗在0.7db左右，具有良好的通过率而且实现了阻抗匹配，而对于gsm频段部分以及lte频段部分带外截止比在25db以上。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。