CN117335110A - 一种高滚降滤波器及多工器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种高滚降滤波器及多工器，通过设置第一谐振器组和第二谐振器组，其中第一谐振器的谐振频率小于第三谐振器的反谐振频率，而第一谐振器的反谐振频率与第二谐振器的谐振频率相等，第一谐振器与第二谐振器形成的等效谐振曲线的第一谐振点的频率与第三谐振器的反谐振频率相等，从而使得滤波器的通带更加平坦，回波更好；同时，滤波器曲线在第一谐振器以及第二谐振器的双重阻抗作用下具有抑制效果更好的抑制点，且等效谐振曲线的第一谐振点与第一反谐振点之间的斜率比第一谐振器的谐振点与反谐振点之间的斜率更大，使得滤波器的滚降速度更快，减小了滤波器边缘的隔离带区域的宽度，提升了边缘信道的通信质量。

Description

一种高滚降滤波器及多工器

技术领域

本申请属于电子技术领域，尤其涉及一种高滚降滤波器及多工器。

背景技术

随着通信***的飞速发展，通信信道日益拥挤，各信道之间的隔离带区域需要进一步缩小。例如，对于两个滤波器，滤波器之间的隔离带区域越窄，边缘信道的通信质量会越好。因此，如何使隔离带区域变窄，即如何使滤波器的边缘滚降的速度更快是提高滤波器边缘信道的通信质量的关键。

目前，声波滤波器及多工器因相比其它种类的滤波器及多工器具有更低的***损耗、更高的抑制、更窄的隔离带以及更小的尺寸而被广泛应用，其中声波滤波器由多个串联谐振器和多个并联谐振器交替级联组成。然而，当声波滤波器的并联谐振器的反谐振频率点高于串联谐振器的谐振频率点时，声波滤波器的滤波器曲线的通带中间的***损耗较低，通带两侧的***损耗较高，从而使得通带呈现“单峰”形状，通带平坦度低，回波恶化，并且声波滤波器边缘的隔离带区域较宽，声波滤波器边缘信道的通信质量较差。

发明内容

为解决上述现有技术问题，本发明提供一种高滚降滤波器及多工器，技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种高滚降滤波器，包括：

第一谐振器组和第二谐振器组，第一谐振器组包括若干个依次串联的谐振器，第二谐振器组包括若干个依次并联在第一谐振器组的各个谐振器两端的谐振器；

其中，第一谐振器为第一谐振器组中谐振频率最低的谐振器，第二谐振器为第一谐振器组中除第一谐振器外的任一谐振器，第三谐振器为第二谐振器组中谐振频率最高的谐振器，第一谐振器的反谐振频率与第二谐振器的谐振频率相等，第一谐振器的谐振频率小于第三谐振器的反谐振频率，第一谐振器的谐振曲线与第二谐振器的谐振曲线的等效谐振曲线包括第一谐振点和第一反谐振点，第一谐振点的频率与第三谐振器的反谐振频率相等，第一反谐振点的频率等于第一谐振器的反谐振频率。

在一种实施方式中，第一谐振器组的第一端用于输入信号，第一谐振器组的第二端用于输出信号。

在一种实施方式中，第二谐振器组的第一端与第一谐振器组连接，第二谐振器组的第二端接地。

在一种实施方式中，第一谐振器组的各个谐振器的谐振频率不相同。

在一种实施方式中，第一谐振器组的各个谐振器的谐振频率与自身的反谐振频率之间的频率差大于预设的频率差值。

在一种实施方式中，第一谐振器的谐振曲线与第二谐振器的谐振曲线之间存在第一交点和第二交点，第一交点的频率小于第二交点的频率。

在一种实施方式中，第一谐振点的频率等于第一交点的频率。

在一种实施方式中，等效谐振曲线还包括第二谐振点和第二反谐振点，第二谐振点的频率等于第二交点的频率，第二反谐振点的频率等于第二谐振器的反谐振频率。

在一种实施方式中，第二谐振器为第一谐振器组中谐振频率最高的谐振器。

第二方面，本申请实施例提供了一种多工器，包括：

若干个第一方面的高滚降滤波器。

本发明的有益效果体现在，通过设置包括若干个依次串联的谐振器的第一谐振器组，以及包括若干个依次并联在第一谐振器组的各个谐振器两端的谐振器的第二谐振器组，其中，第一谐振器的谐振频率小于第三谐振器的反谐振频率，而第一谐振器的反谐振频率与第二谐振器的谐振频率相等，使得第一谐振器与第二谐振器形成等效谐振曲线，该等效谐振曲线的第一谐振点的频率相较于第一谐振器的谐振频率有所增大，且与第三谐振器的反谐振频率相等，从而使得滤波器的通带更加平坦，回波更好；同时，由于第一反谐振点的频率、第一谐振器的反谐振频率以及第二谐振器的谐振频率相等，滤波器曲线在第一谐振器的反谐振频率以及第二谐振器的谐振频率的双重阻抗作用下具有抑制效果更好的抑制点，并且由于等效谐振曲线的第一谐振点与第一反谐振点之间的斜率比第一谐振器的谐振点与反谐振点之间的斜率更大，机电耦合系数更小，使得滤波器的滚降速度更快，即减小了滤波器边缘的隔离带区域的宽度，提升了边缘信道的通信质量。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1为本申请实施例高滚降滤波器的结构示意图；

图2为本申请实施例高滚降滤波器的曲线示意图1；

图3为本申请实施例高滚降滤波器的曲线示意图2；

图4为本申请实施例高滚降滤波器的滤波器曲线与对比例的滤波器曲线的曲线对比示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

第一方面，本申请实施例提供了一种高滚降滤波器。图1示出根据本申请实施例的高滚降滤波器的结构示意图。如图1所示，该高滚降滤波器可以包括：

第一谐振器组和第二谐振器组，第一谐振器组包括若干个依次串联的谐振器，第二谐振器组包括若干个依次并联在第一谐振器组的各个谐振器两端的谐振器。

其中，第一谐振器的反谐振频率与第二谐振器的谐振频率相等，第一谐振器的谐振频率小于第三谐振器的反谐振频率，第一谐振器的谐振曲线与第二谐振器的谐振曲线等效为等效谐振曲线，等效谐振曲线包括第一谐振点和第一反谐振点，第一谐振点的频率与第三谐振器的反谐振频率相等，第一反谐振点的频率等于第一谐振器的反谐振频率，第一谐振器为第一谐振器组中谐振频率最低的谐振器，第二谐振器为第一谐振器组中除第一谐振器外的任一谐振器，第三谐振器为第二谐振器组中谐振频率最高的谐振器。

可以理解的是，本申请实施例的设置有第一谐振器组和第二谐振器组的高滚降滤波器与声波滤波器的结构相同。图1示出了具有5个依次串联的谐振器的第一谐振器组（谐振器11、谐振器12、谐振器13、谐振器14、谐振器15），以及具有4个依次并联在第一谐振器组的各个谐振器两端的谐振器的第二谐振器组（谐振器21、谐振器22、谐振器23、谐振器24）。当第一谐振器的谐振频率等于第三谐振器的反谐振频率时，滤波器曲线在整个通带频率范围内平坦度高，且回波较好；而当第一谐振器的谐振频率小于第三谐振器的反谐振频率时，滤波器曲线的通带中间的***损耗较低，通带两侧的***损耗较高，从而使得通带会呈现出“单峰”形状，通带平坦度低，回波恶化，并且声波滤波器边缘的隔离带区域较宽，声波滤波器边缘信道的通信质量较差。基于此，本申请实施例设置第一谐振器的反谐振频率与第二谐振器的谐振频率相等，使得第一谐振器与第二谐振器形成等效谐振曲线，该等效谐振曲线的第一谐振点的频率相较于第一谐振器的谐振频率有所增大，且与第三谐振器的反谐振频率相等，从而使得滤波器的通带更加平坦，回波更好；同时，由于第一反谐振点的频率、第一谐振器的反谐振频率以及第二谐振器的谐振频率相等，滤波器曲线F2在第一谐振器的反谐振频率以及第二谐振器的谐振频率的双重阻抗作用下具有抑制效果更好的抑制点（相较于第一谐振器的反谐振频率的单独作用），并且由于等效谐振曲线的第一谐振点与第一反谐振点之间的斜率比第一谐振器的谐振点与反谐振点之间的斜率更大，机电耦合系数更小，使得滤波器的滚降速度更快，即减小了滤波器边缘的隔离带区域的宽度，提升了边缘信道的通信质量。

图2示出了本申请实施例的高滚降滤波器的滤波器曲线F2，以及第一谐振器的谐振曲线11、第二谐振器的谐振曲线15、第三谐振器的谐振曲线21、等效谐振曲线10，其中横坐标为频率，左侧纵坐标为***损耗，右侧纵坐标为阻抗。具体地，参照图2，第一谐振器的谐振频率为fs1，第一谐振器的反谐振频率为fp1；第二谐振器的谐振频率为fs5，第二谐振器的反谐振频率为fp5；第三谐振器的谐振频率为fs，第三谐振器的反谐振频率为fp；等效谐振曲线10的第一谐振点的频率为fs10’，第一反谐振点的频率为fp10’。其中，第三谐振器的谐振频率fs决定着滤波器曲线F2左侧的隔离区域；等效谐振曲线10的第一谐振点的频率fs10’相较于第一谐振器的谐振频率fs1右移，与第三谐振器的反谐振频率fp相等。第一谐振器的反谐振频率fp1、等效谐振曲线10的第一反谐振点的频率fp10’以及第二谐振器的谐振频率fs5相等，相应的频率值在滤波器曲线F2上体现为抑制点n1。根据前述可知，抑制点n1在第一谐振器的反谐振频率以及第二谐振器的谐振频率的双重阻抗作用下具有更好的抑制效果（相较于第一谐振器的反谐振频率的单独作用），使得抑制点n1处的***损耗更低，即使得滤波器曲线F2右边频的滚降速度更快，隔离带区域更窄。

继续参照图1，可选地，在一些实施例中，第一谐振器组的第一端用于输入信号，第一谐振器组的第二端用于输出信号。

进一步地，在一些实施例中，第二谐振器组的第一端与第一谐振器组连接，第二谐振器组的第二端接地。

可选地，在一些实施例中，第一谐振器组的各个谐振器的谐振频率不相同。

具体地，图3示出了本申请实施例的高滚降滤波器的滤波器曲线F2以及各个谐振器的谐振曲线，其中横坐标为频率，左侧纵坐标为***损耗，右侧纵坐标为阻抗。参照图3，以图1所示的高滚降滤波器的结构为例，第一谐振器组中的五个谐振器的谐振频率分别为fs1、fs2、fs3、fs4、fs5，第一谐振器组中的五个谐振器的反谐振频率分别为fp1、fp2、fp3、fp4、fp5。其中，fs1＜fs2＜fs3＜fs4＜fs5，fp1＜fp2＜fp3＜fp4＜fp5。各不相同的谐振频率fs1、fs2、fs3、fs4、fs5对应的谐振点使得滤波器曲线F2在通带处更为平坦，同时各不相同的反谐振频率fp1、fp2、fp3、fp4、fp5使得滤波器曲线F2在通带右侧的抑制频率范围更宽且抑制效果更好。结合图2和图3所示可知，反谐振频率fp1、谐振频率fs5对应滤波器曲线F2的抑制点n1，反谐振频率fp2对应抑制点n2，反谐振频率fp3对应抑制点n3，反谐振频率fp4对应抑制点n4，反谐振频率fp5对应抑制点n5。可以理解的是，本申请实施例的谐振器数量及谐振器的连接顺序不局限于图1所示的谐振器数量和谐振器连接顺序。

进一步地，在一些实施例中，第一谐振器组的各个谐振器的谐振频率与自身的反谐振频率之间的频率差大于预设的频率差值。

可以理解的是，由于第一谐振器组的各个谐振器的谐振频率不相同，且谐振频率与自身的反谐振频率之间的频率差大于预设的频率差值，使得滤波器曲线F2在近阻带有更宽的抑制。

参照图2，可选地，在一些实施例中，第一谐振器的谐振曲线与第二谐振器的谐振曲线之间存在第一交点m1和第二交点m2。

其中，第一交点m1的频率小于第二交点m2的频率。可以理解的是，第一谐振器的谐振曲线与第二谐振器的谐振曲线之间的交点数，与第一谐振器与第二谐振器形成的等效谐振曲线的谐振点的数量相等，并且等效谐振曲线的各个谐振点的频率等于相应的交点的频率；同时由于第一谐振器的反谐振频率与第二谐振器的反谐振频率不相等，第一谐振器的反谐振频率与第二谐振器的反谐振频率在等效谐振曲线上分别对应一个反谐振点。因此等效谐振曲线上具有两个谐振点和两个反谐振点。

进一步地，第一谐振点的频率等于第一交点m1的频率。

进一步地，等效谐振曲线还包括第二谐振点和第二反谐振点，第二谐振点的频率等于第二交点m2的频率，第二反谐振点的频率等于第二谐振器的反谐振频率。

可选地，在一些实施例中，第二谐振器为第一谐振器组中谐振频率最高的谐振器。

图4示出了本申请实施例的滤波器曲线F2与对比例的滤波器曲线F3的曲线对比示意图。其中，对比例的第一谐振器的反谐振频率与第二谐振器的谐振频率不相等，即第一谐振器的谐振曲线与第二谐振器的谐振曲线无法形成等效谐振曲线，其他均与本申请实施例的设置相同。根据图4可知，本申请实施例的滤波器曲线F2在通带右侧的抑制点n11比对比例的滤波器曲线F3的抑制点n12频率更低，有更快的滚降速度，即更窄的隔离区域，同时本申请实施例的滤波器曲线F2通带左侧的滚降速度也更快。同时，滤波器曲线F2在第一谐振器的反谐振频率以及第二谐振器的谐振频率的双重阻抗作用下具有抑制效果更好的抑制点，再加上第一谐振器组的各个谐振器的谐振频率不相同，且谐振频率与自身的反谐振频率之间的频率差大于预设的频率差值，使得滤波器曲线F2在近阻带有更宽的抑制。如图4所示，本申请实施例的滤波器曲线F2在n12-n14频率间距的整体***损耗在-50dB以下，即滤波器曲线F2的近阻带抑制频率为n12-n14之间，而对比例的滤波器曲线F3的近阻带抑制频率为n12-n13之间，相对本申请实施例的滤波器曲线F2的近阻带抑制频率较窄。此外，在通带左侧n15-n16频率范围内，本申请实施例的滤波器曲线F2较对比例的滤波器曲线F3有更深的抑制。

综上所述，本申请实施例通过设置包括若干个依次串联的谐振器的第一谐振器组，以及包括若干个依次并联在第一谐振器组的各个谐振器两端的谐振器的第二谐振器组，其中，第一谐振器的谐振频率小于第三谐振器的反谐振频率，而第一谐振器的反谐振频率与第二谐振器的谐振频率相等，使得第一谐振器与第二谐振器形成等效谐振曲线，该等效谐振曲线的第一谐振点的频率相较于第一谐振器的谐振频率有所增大，且与第三谐振器的反谐振频率相等，从而使得滤波器的通带更加平坦，回波更好；同时，由于第一反谐振点的频率、第一谐振器的反谐振频率以及第二谐振器的谐振频率相等，滤波器曲线在第一谐振器的反谐振频率以及第二谐振器的谐振频率的双重阻抗作用下具有抑制效果更好的抑制点，并且由于等效谐振曲线的第一谐振点与第一反谐振点之间的斜率比第一谐振器的谐振点与反谐振点之间的斜率更大，机电耦合系数更小，使得滤波器的滚降速度更快，即减小了滤波器边缘的隔离带区域的宽度，提升了边缘信道的通信质量。

第二方面，本申请实施例提供了一种多工器，包括：

若干个第一方面的高滚降滤波器。

在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用以描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高滚降滤波器，其特征在于，包括：

第一谐振器组和第二谐振器组，所述第一谐振器组包括若干个依次串联的谐振器，所述第二谐振器组包括若干个依次并联在所述第一谐振器组的各个谐振器两端的谐振器；

其中，第一谐振器为所述第一谐振器组中谐振频率最低的谐振器，第二谐振器为所述第一谐振器组中除所述第一谐振器外的任一谐振器，第三谐振器为所述第二谐振器组中谐振频率最高的谐振器，所述第一谐振器的反谐振频率与所述第二谐振器的谐振频率相等，所述第一谐振器的谐振频率小于所述第三谐振器的反谐振频率，所述第一谐振器的谐振曲线与所述第二谐振器的谐振曲线的等效谐振曲线包括第一谐振点和第一反谐振点，所述第一谐振点的频率与所述第三谐振器的反谐振频率相等，所述第一反谐振点的频率等于所述第一谐振器的反谐振频率。

2.根据权利要求1所述的高滚降滤波器，其特征在于，所述第一谐振器组的第一端用于输入信号，所述第一谐振器组的第二端用于输出信号。

3.根据权利要求2所述的高滚降滤波器，其特征在于，所述第二谐振器组的第一端与所述第一谐振器组连接，所述第二谐振器组的第二端接地。

4.根据权利要求1所述的高滚降滤波器，其特征在于，所述第一谐振器组的各个谐振器的谐振频率不相同。

5.根据权利要求4所述的高滚降滤波器，其特征在于，所述第一谐振器组的各个谐振器的谐振频率与自身的反谐振频率之间的频率差大于预设的频率差值。

6.根据权利要求1所述的高滚降滤波器，其特征在于，所述第一谐振器的谐振曲线与所述第二谐振器的谐振曲线之间存在第一交点和第二交点，所述第一交点的频率小于所述第二交点的频率。

7.根据权利要求6所述的高滚降滤波器，其特征在于，所述第一谐振点的频率等于所述第一交点的频率。

8.根据权利要求6所述的高滚降滤波器，其特征在于，所述等效谐振曲线还包括第二谐振点和第二反谐振点，所述第二谐振点的频率等于所述第二交点的频率，所述第二反谐振点的频率等于所述第二谐振器的反谐振频率。

9.根据权利要求1所述的高滚降滤波器，其特征在于，所述第二谐振器为所述第一谐振器组中谐振频率最高的谐振器。

10.一种多工器，其特征在于，包括：

若干个如权利要求1-9任一项所述的高滚降滤波器。