TW202107841A - 電氣濾波器結構 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種電濾波器結構，其用於以一頻率選擇性方式將一電信號自一第一埠轉發至一第二埠，其中該濾波器為一邊緣耦合濾波器，該濾波器包含：多個耦合線區段，其經串聯耦合，至少包含一第一耦合線區段及一最末耦合線區段；其中該第一埠使用一第一傳輸線與該等耦合線區段中之第一者連接；其中該第二埠使用一第二傳輸線與該等耦合線區段中之最末者連接；其中該電濾波器包含一開路短線；其中該開路短線之長度經選擇以使得該開路短線之電氣長度在+/-20%之容差內等於具有該濾波器之通帶中心頻率兩倍的頻率之一信號之波長的四分之一。

Description

電氣濾波器結構
發明領域
根據本發明之實施例與電濾波器結構相關，該電濾波器結構用於以頻率選擇性方式將電信號自第一濾波器埠轉發至第二濾波器埠。根據本發明之一些實施例與邊緣耦合濾波器相關。
發明背景
電濾波器結構用於許多應用中。舉例而言，電濾波器結構可經實施以充當低通濾波器、帶通濾波器或高通濾波器。在下文中，將給出對濾波器之設計的簡要介紹。
邊緣耦合濾波器(ECF，有時亦稱為「並聯耦合濾波器」)為經典微波濾波器結構。在下文中，使用圖式來描述工作原理及設計程序。圖8將ECF之實例的示意性電氣原理圖展示為具有N +1= 4之等效電路。另外，圖9展示可能的印刷電路實現之佈局之實例的示意性圖解。
ECF由各自在濾波器之中心頻率(f 0 )下為λ/4長的N +1 (N 為濾波器之階數)個級聯耦合線區段(Coupled-Lines Section；CLS)組成。等效地，如圖8及圖9中所示，可將濾波器視作N 個λ/2諧振器(自OPEN至OPEN)，該等諧振器以λ/4彼此耦合且耦合至輸入端/輸出端(P1、P2)。濾波器之結構對稱，其中第N+1耦合線與第1耦合線一致，第N耦合線與第二耦合線一致，以此類推。此類濾波器尤其適用於印刷實現：如圖9中所示之微帶或帶狀線。
對於適當地實施ECF存在一些限制，例如，ECF之一個限制為第一耦合線區段及最末耦合線區段所需要的緊密耦合。除非使用經修改結構，否則此妨礙寬帶濾波器之實現。一個可能的修改由使用與第一λ/2諧振器及最末λ/2諧振器之直接(或「分接」)耦合來替換並聯耦合線機構組成。舉例而言，圖10展示示意性分接邊緣耦合濾波器(tapped-edge-coupled filter；TECF) 100。圖11展示具有TECF 100之串聯開路短線之可能微帶佈局的圖解，且圖12展示具有TECF 200之旋轉90度之開路短線的微帶佈局之另一圖解。如圖11中所示，TECF 100包含串聯耦合之多個耦合線區段(coupled line section；CLS)、使用第一傳輸線110與CLS (亦即如CLS 2所指示)連接之第一埠(輸入埠) P1及使用第二傳輸線112與CLS (亦即如CLS 3所指示)連接的第二埠(輸出埠) P2。第一傳輸線110具有第一開路短線120，且第二傳輸線112具有第二開路短線122。如圖11中所描繪，第一傳輸線110具有長度l 1A 及阻抗Z 0A ，且第一開路短線具有長度l 1A 及阻抗Z 0A 。同樣，第二傳輸線112具有長度l 1A 及阻抗Z 0A ，且第二開路短線122具有長度l 1A 及阻抗Z 0A 。通常，判定在通帶中心頻率f 0 下，Z0A =Z0B ，l 1A +l 1B ≈λ/4 (亦即電氣長度l 1A +l 1B 接近等於信號頻率之波長的四分之一)。此外，Z0A =Z0B 經選擇以使耦合元件之寬度等於鄰近CLS之寬度。除開路短線之位置以外，圖12之TECF 200與圖11之TECF 100具有類似組配。
圖13展示邊緣耦合濾波器回應之實例，亦即，展示三個不同ECF之回應。線指示圖8中所示之習知理想ECF的回應，虛線指示圖9中所示之習知微帶佈局ECF的回應，且雙虛線指示圖11或圖12中所示之微帶佈局TECF的回應。此等三個濾波器具有位於3f 0 (亦即中心頻率之三倍)處之次級通/帶區域。
如圖13中所指示，EGF及TECF兩者在2f 0 (在該實例中，約20 GHz)附近之區域中均存在非想要雜散通帶，該雜散通帶在理想情況下不存在。此係由於： 在偶模與奇模(微帶或懸浮帶狀線) CLS之間不相等的傳播速度 與CLS之開路側(其決不為理想開路)上之末端效應相關的有限電容，該末端效應以不同方式干擾偶模速度及奇模速度(此適用於任何情況，微帶、帶狀線、懸浮帶狀線、機械加工結構，諸如此類)
ECF及TECF在區域f 0 ±2f 0 中以不同方式表現。在第一種情況下，衰減達至局部最大值(在圖13中所指示之實例中，在約15 GHz處約30 dB)且隨後在2f 0 處變得極小。在於2f 0 處達至局部最小值之前，TECF之衰減反而變得極高(理想上無窮大，在該實例中，在14 GHz與15 GHz之間＞60 dB)。此亦提高TECF在低通側之選擇率。此傳輸零點之頻率為在其處開路短線為波長之四分之一(l 1B ≈λ/4)的頻率。
ECF之最大可實現相對帶寬(Δf / f 0 )藉由最小可實現間隙以及基板參數(介電常數 εr 及厚度h )來判定。此限制在ECF中隨後在TECF中強得多，此係由於ECF之第一耦合線區段需要更緊密的耦合作為殘餘耦合。
圖13展示微帶佈局變型之圖解，其中 εr =9.9，h =508 µm，射頻埠在左右方向上經指示為突起。亦即，圖14 (a)展示ECF，最小間隙 = 50 µm，Δf / f 0 ≈0.15，圖14 (b)展示TEGF，最小所需間隙 = 370 µm，與ECF相同之Δf / f 0 ，且圖14 (c)展示TEGF，最小間隙 = 50µm，Δf / f 0 ≈0.38 (亦即，＞兩個具有相同最小間隙之EGF)。
圖15展示邊緣耦合濾波器回應之實例，亦即，線指示圖14 (a)中所示之濾波器的回應，虛線指示圖14 (b)中所示之濾波器的回應，且雙虛線指示圖14 (c)中所示之濾波器的回應。
然而，如圖15中所指示，圖14中所示之濾波器在2f 0 (通帶中心頻率之兩倍)附近的區域中仍具有非想要雜散通帶。
因此，本發明之一個目的為形成一種有助於使用可易於獲得之技術來實施所要濾波器特性的構思。
發明概要
根據本發明之一實施例形成一種電濾波器結構，其用於以頻率選擇性方式將電信號自第一埠轉發至第二埠。該濾波器為邊緣耦合濾波器ECF，且該濾波器包含串聯耦合之多個耦合線區段CLS，該多個耦合線區段至少包含第一耦合線區段及最末耦合線區段，該濾波器任選地包含甚至更多耦合線區段。第一埠P1使用第一傳輸線與耦合線區段中之第一者連接，例如與圖9或圖10中所示之數字2處的CLS之第一線區段連接。第二埠P2使用第二傳輸線與耦合線區段中之最末者連接，例如與圖9或圖10中所示之數字3處的CLS之第二線區段連接。電濾波器包含開路短線，該開路短線例如在第一埠之一側處，或在第一埠處，或在第一埠之位置處，或自第一傳輸線分支，或在第一埠與第一耦合線區段之間分支。開路短線之長度經選擇以使得開路短線之電氣長度在+/-20%之容差內或較佳地在+/-10%之容差內等於具有濾波器之通帶中心頻率兩倍的頻率之信號之波長的四分之一。
已發現，開路短線之長度經選擇以使耦合元件之寬度等於鄰近CLS之寬度。因此，舉例而言，有可能獲得傳輸零點之頻率，且減小在2f 0 附近之區域中的非想要雜散通帶。換言之，有可能獲得整體濾波器結構，其良好適應於可用技術，且因此相較於具有在通帶中心頻率處之長度l ≈λ/4之開路短線的濾波器結構而言通常提供較佳特性。
在一較佳實施例中，開路短線之阻抗經選擇以使得濾波器之工作阻抗例如在濾波器之通帶中匹配。因此，不需要另一步驟來配置阻抗匹配，且因此降低設計投入量及設計成本。
在一較佳實施例中，第一傳輸線之長度經選擇以使得濾波器之工作阻抗例如在濾波器之通帶中匹配。因此，舉例而言，有可能獲得在分接邊緣耦合濾波器(TECF)之外部部分處的開路短線，該開路短線在2f 0 處提供傳輸零點。
在一較佳實施例中，第一傳輸線之寬度為耦合線區段中之第一者的線區段之相同寬度，例如以使得在自第一傳輸線至第一耦合線區段之過渡處不存在不連續性。因此，舉例而言，有可能減輕由傳輸線之不連續性所導致的非預期衰減。
在一較佳實施例中，濾波器結構進一步包含另一開路短線。該另一開路短線之長度在+/-20%之容差內或較佳地在+/-10%之容差內與開路短線之長度相同。因此，有可能得到對稱濾波器結構，且因此降低設計投入量及設計成本。
在一較佳實施例中，另一開路短線之阻抗在+/-20%之容差內或較佳地在+/-10%之容差內與開路短線之阻抗相同。因此，舉例而言，有可能提高在TECF之外部部分處之開路短線的準確度，該開路短線在2f 0 處提供傳輸零點。因此，有效降低在2f 0 附近之區域中的非想要雜散通帶。
在一較佳實施例中，提供開路短線，該開路短線在第一埠之一側處，或例如在第一埠處，或在第一埠之位置處，或自第一傳輸線分支，或在第一埠與第一耦合線區段之間分支。因此，有可能提高濾波器結構設計之靈活性。
在一較佳實施例中，提供另一開路短線，該另一開路短線在第二埠之一側處，或例如或在第二埠處，或在第二埠之位置處，或自第一傳輸線分支，或在第二埠與最末耦合線區段之間分支。因此，濾波器可具有對稱結構，且因此有可能簡化製作製程。
在一較佳實施例中，開路短線包含兩個短線部分。各短線之阻抗及電氣長度在+/-20%之容差內或較佳地在+/-10%之容差內相同。兩條短線在第一埠處在相反方向上分支，例如短線部分圍繞以第一部分為中心對稱地配置。因此，舉例而言，有可能減小電濾波器之長度，易於最小化電濾波器之大小。
在一較佳實施例中，另一開路短線包含兩個短線部分。各短線之阻抗及電氣長度在+/-20%之容差內或例如在+/-10%之容差內相同。兩條短線在第一埠處在相反方向上分支，例如短線部分圍繞以第一部分為中心對稱地配置。因此，此配置適用於空間節省。
在一較佳實施例中，一或多個開路短線之長度經選擇以使得一或多個開路短線在+/-20%之容差內或較佳地在+/-10%之容差內在濾波器之通帶中心頻率兩倍之頻率(例如2f0 )處提供一或多個傳輸零點。因此，舉例而言，有可能有效減小在區域2f0 中之非想要雜散通帶。
在一較佳實施例中，濾波器經組配以在通帶中心頻率周圍具有通帶，在通帶中心頻率與通帶中心頻率兩倍的頻率之間具有衰減之局部最大值，在通帶中心頻率兩倍之頻率處提供額外阻帶衰減的至少10dB或至少15dB之衰減。亦即，相較於現有解決方案，所獲得衰減為至少10至15db之額外頂上帶衰減。因此，此配置有可能改善電濾波器特性。
根據本發明之一實施例形成另一電濾波器結構，其用於以頻率選擇性方式將電信號自第一埠轉發至第二埠。該濾波器為邊緣耦合濾波器ECF，且該濾波器包含串聯耦合之多個耦合線區段CLS，該多個耦合線區段至少包含第一耦合線區段及最末耦合線區段，該濾波器任選地包含甚至更多耦合線區段。第一埠P1使用第一傳輸線與耦合線區段中之第一者連接，例如與圖9或圖10中所示之數字2處的CLS之第一線區段連接。第二埠P2使用第二傳輸線與耦合線區段中之最末者連接，例如與圖9或圖10中所示之數字3處的CLS之第二線區段連接。電濾波器包含開路短線，該開路短線例如在第一埠之一側處，或在第一埠處，或在第一埠之位置處，或自第一傳輸線分支，或在第一埠與第一耦合線區段之間分支。開路短線之長度經選擇以使得開路短線在其耦合至電濾波器結構之末端處存在短路的頻率在+/-20%之容差內處於濾波器之通帶中心頻率與濾波器之通帶中心頻率兩倍的頻率之間。因此，舉例而言，有可能獲得在f0 與2f0 之間的傳輸零點，且因此，例如，即使以清晰阻帶之擴展為代價，濾波器之低通側亦變得更尖銳。
本發明之一較佳實施例為一種用於操作電濾波器之方法，該電濾波器以頻率選擇性方式將電信號自第一埠轉發至第二埠。該濾波器為邊緣耦合濾波器，且濾波器之通帶中的信號以小於6dB之衰減經由串聯耦合的多個耦合線區段CLS轉發，該多個耦合線區段CLS至少包含連接至第一埠之第一耦合線區段及連接至第二埠之最末耦合線區段，任選地甚至更多耦合線區段。使用至少一條開路短線來短接在通帶中心頻率兩倍之頻率處的信號，以使得在通帶中心頻率兩倍之頻率處的信號經衰減至少10dB或至少15 dB。開路短線之長度經選擇以使得開路短線之電氣長度在+/-20%之容差內或較佳地在+/-10%之容差內等於具有濾波器之通帶中心頻率兩倍的頻率(例如2f0 )之信號之波長的四分之一。因此，藉由使用此操作方法，有可能獲得濾波器之所需特性。
本發明之一較佳實施例，一種用於設計電濾波器之方法，該電濾波器以頻率選擇性方式將信號自第一埠轉發至第二埠。濾波器為邊緣耦合濾波器，且該方法包含設計串聯耦合之多個耦合線區段CLS，該多個耦合線區段至少包含第一耦合線區段及最末耦合線區段[及任選地甚至更多耦合線區段]，以使得一系列耦合線區段在濾波器之通帶中以小於6dB之衰減轉發信號。選擇開路短線之長度以使得 [第一]開路短線之電氣長度在+/-20%之容差內或較佳地在+/-10%之容差內等於具有濾波器之通帶中心頻率兩倍的頻率(例如2f0 )之信號之波長的四分之一。選擇在濾波器之第一埠與耦合線區段中之第一者之間的傳輸線之長度及開路短線之寬度，以使在濾波器的通帶內之第一埠處的阻抗匹配，例如具有至少10dB之回波損耗，亦即具有不顯著糟於10 dB之回波損耗。因此，藉由使用此設計方法，有可能例如有效提供具有所需特性而不具有非想要雜散通帶之電濾波器。
圖1 (a)展示根據本發明的電濾波器結構之示意性方塊圖。該電濾波器包含用於以頻率選擇性方式將電信號自第一埠P1轉發至第二埠P2之結構。濾波器為分接邊緣耦合濾波器TECF 10。濾波器包含串聯之多個耦合線區段CLS，亦即至少兩個耦合線區段，例如第一耦合線區段12、…及最末耦合線區段14。第一埠P1使用第一傳輸線16與耦合線區段中之第一者連接。第二埠P2使用第二傳輸線18與最末CLS 14連接。TECF 10包含具有長度l1B 之開路短線20，該長度l1B 經選擇以使得開路短線之電氣長度在+/-20%之容差內或較佳地在+/-10%之容差內等於具有濾波器之通帶中心頻率兩倍的頻率(2f0 )之信號之波長的四分之一(λ/4)。開路短線之位置不限於如圖1 (a)中所示，亦即開路短線20可位於第一埠P1之一側處，或位於第一埠P1處，或位於第一埠P1之位置處，或自第一傳輸線16分支，或在第一埠P1與第一CLS 12之間分支。
圖1 (b)展示指示根據圖1 (a)之TECF 10之電濾波器結構之回應的示意性曲線圖。如所指示，在2f0 附近之區域中的非想要雜散通帶經有效抑制。
然而，圖1 (a)中未展示TECF 10可包括另一開路短線，亦即第二開路短線，該第二開路短線在第二埠P2之一側處，或在第二埠P2處，或在第二埠P2之位置處，或自第二傳輸線18分支，或在第二埠P2與第二CLS 14之間分支。在此情況下，該開路短線(亦即第一開路短線)之阻抗Z0B 及第二短線之阻抗Z0B 經選擇以使得濾波器之工作阻抗例如在濾波器之通帶中匹配。第二短線之長度l1B 與第一開路短線之長度在+/-20%之容差內或較佳地在+/-10%之容差內相同。同樣，第二短線之阻抗Z0B 與第一開路短線之阻抗在+/-20%之容差內或較佳地在+/-10%之容差內相同。另外，開路短線之位置不限於如圖1中所描繪，例如第一開路短線可位於第一埠之一側處，或位於第一埠處，或位於第一埠之位置處，或自第一傳輸線分支，或在第一埠與第一耦合線區段之間分支。以相同方式，若濾波器包含另一開路短線(第二開路短線)，則第二開路短線可位於第二埠之一側處，或位於第二埠處，或位於第二埠之位置處，或自第二傳輸線分支，或在第二埠與第二耦合線區段之間分支。
圖2 (a)指示根據習知電濾波器TECF之微帶佈局，如亦在圖11或圖14 (b)中所指示。圖2 (b)及圖2 (c)指示根據本發明的微帶佈局之實例。濾波器之參數設定如下： 圖2 (a) f 0 =10 GHz，Δ f / f 0 ≈0.15。具有 εr =9.9、 h =508 µm之微帶。 圖2 (b) 約與圖2 (a)相同之 f 0 、 Δ f 及微帶基板。 圖2 (c) f 0 =24 GHz，Δ f / f 0 ≈0.28。
如圖2 (b)及圖2 (c)中所指示，第一開路短線包含兩個短線部分，且該等短線部分在第一埠處在相反方向上分支，且第二短線部分亦包含兩個短線部分，且該等短線部分在第二埠處在相反方向上分支。亦即，若開路短線之阻抗變得過低，則在濾波器之末端處的單個開路短線可由兩條短線替換。因此，如圖2中所指示，兩個短線部分分支。另外，第一開路短線之各短線部分的阻抗及電氣長度在+/-20%之容差內或較佳地在+/-10%之容差內相同。上述情況適用於第二開路短線之短線部分。
圖2 (c)展示根據本發明的TECF之變型。如圖2 (c)中所描繪，短線部分之寬度可變化。另外，CLS之間的間隙亦可變化。在CLS之間的間隙較緊密之情況下，例如，如描繪CLS之間的間隙比圖2 (b)之CLS之間的間隙更緊密之圖2 (c)中所指示，在2f0 附近之區域中的非想要雜散通帶經進一步減輕，如圖3中所示。
圖3展示根據圖2中所指示之濾波器的邊緣耦合濾波器回應之實例，亦即，線指示圖2 (a)中所示之濾波器的回應，虛線指示圖2 (b)中所示之濾波器的回應，且雙虛線指示圖2 (c)中所示之濾波器的回應。如圖3所示，相較於圖2 (a)之TECF，圖2 (b)中所指示之TECF展示在2f0 附近之區域中的非想要雜散通/帶之較佳減輕，且圖2 (c)中所指示之TECF展示在2f0 附近之區域中的非想要雜散通帶之最大減輕。
圖4展示指示習知電濾波器與根據本發明之電濾波器的回應之比較的表。「習知」指示已知ECF (習知ECF)之結果，「分接(舊)」指示已知TECF之結果，且「分接(新)」指示根據本發明之TECF的結果。如圖4中所示，根據本發明之TECF (圖4中之TECG (新)) (例如圖2 (b)及圖2 (c)中所描繪之電濾波器)清楚地展示相較於例如圖9中所示之習知ECF (圖4中之習知)及例如圖2 (a)、圖9及圖10中所示之TECF (圖4中之分接(舊))更佳的結果。特別言之，對於f ＜2f0 之最小阻帶衰減的結果顯然較佳於習知ECF及TECF。圖4中所示之表係基於揭露於本說明書中之實例，且因此表中之數字僅為指示性的。
圖5 (a)及圖5 (c)指示根據習知電濾波器TECF之微帶佈局，如亦在圖14 (a)及圖14 (b)中所指示。圖5 (b)之TECF亦為指示短線之不同變型的習知電濾波器。圖5 (d)指示本發明之微帶佈局，亦如圖2 (b)中所指示，且圖5 (e)指示根據本發明的微帶佈局之另一實例。如圖5 (e)中所示，根據本發明之另一實例的電濾波器具有與圖5 (c)及圖5 (d)中所示之電濾波器相比更長且更窄的短線。亦即，短線更窄以便具有較高特性阻抗且保持濾波器之內/帶阻抗匹配。
圖6展示根據圖5中所指示之濾波器的邊緣耦合濾波器回應之實例，亦即，圖6中之長虛線0)指示理想情況之回應(圖5中未展示)，圖6中之線a)指示圖5 (a)中所示之習知微帶邊緣耦合濾波器的回應，圖6中之一條點劃線b)指示圖5 (b)中所示之分接邊緣耦合微帶濾波器的回應，圖6中之虛線c)指示圖5 (c)中所示之分接邊緣耦合微帶濾波器(短線旋轉90度)的回應，圖6中之加粗長虛線d)指示根據本發明的分接邊緣耦合微帶濾波器(亦即，圖5 (d)中所示以及圖2 (b)中所示)之回應，且圖6中之雙點劃線e)指示圖5(e)中所示的根據本發明之另一實例的分接邊緣耦合微帶濾波器之回應。
根據本發明之TECF以如下方式操作： 濾波器之通帶中的信號以小於6dB之衰減經由串聯耦合的多個耦合線區段CLS轉發，該多個耦合線區段至少包含連接至第一埠之第一耦合線區段及連接至第二埠之最末耦合線區段，任選地甚至更多耦合線區段；且使用至少一條開路短線來短接在通帶中心頻率兩倍之頻率處的信號，以使得在通帶中心頻率兩倍之頻率處的信號經衰減至少10dB或至少15dB。另外，如上文已解釋，第一開路短線(同樣任選地，第二開路短線)之長度l1B 經選擇以使得第一(及第二)開路短線之電氣長度在+/-20%之容差內或較佳地在+/-10%之容差內等於具有濾波器之通帶中心頻率兩倍的頻率之信號之波長的四分之一。此外，第一開路短線(同樣任選地，第二開路短線)之長度l1B 經選擇以使得第一(及第二)開路短線之電氣長度在+/-20%之容差內或較佳地+/-10%之容差內落入濾波器之通帶中心頻率與濾波器之通帶中心頻率兩倍的頻率之間。
本發明之電濾波器藉由使用如以下所揭露之方法來設計。
如圖7中所示，設計串聯耦合之多個CLS (S10)。亦即，CLS經設計以至少包含第一耦合線區段及最末耦合線區段，以使得一系列耦合線區段以小於6dB之衰減轉發濾波器之通帶中的信號。CLS之數目可根據任何需求/要求/必要性而變化。
在下一步驟中，選擇開路短線之長度(S12)。亦即，開路短線之長度以使得開路短線之電氣長度在+/-20%之容差內或在+/-10%之容差內等於具有濾波器之通帶中心頻率兩倍的頻率之信號之波長的四分之一。在需要另一開路短線之情況下，以相同方式選擇另一開路短線之長度。
隨後，選擇傳輸線之長度(S14)。亦即，在濾波器之第一埠與耦合線區段中之第一者之間的傳輸線之長度及開路短線之寬度經選擇以使在濾波器之通帶內之第一埠處的阻抗匹配，例如具有不顯著糟於10dB之回波損耗。
如上文所揭露，根據本發明之電濾波器結構，藉由選擇開路短線之長度(開路短線之電氣長度)在+/-20%之容差內等於具有濾波器之通帶中心頻率兩倍的頻率之信號之波長的四分之一，有可能減輕在2f0 附近之區域中的非想要雜散通帶。
另外，開路短線之阻抗經選擇以使得濾波器之工作阻抗經匹配。因此，在TECF之外部部分處的開路短線在2f0 處提供傳輸零點，且因此，電濾波器之品質經適當提高。
應注意，上述濾波器結構可在廣泛範圍內變化。舉例而言，根據本發明之實施例不限於帶通濾波器結構。實際上，有可能實施低通濾波器結構或高通濾波器結構。另外，CLS之數目及CLS之間的間隙可視濾波器之所需品質而變化。
2,3:CLS 10,100,200:TECF 12:第一耦合線區段 14:最末耦合線區段 16,110:第一傳輸線 18,112:第二傳輸線 20:開路短線 120:第一開路短線 122:第二開路短線 f0:通帶中心頻率l 1A,l 1B:長度 P1:第一埠 P2:第二埠 S10,S12,S14:步驟Z 0A,Z 0B:阻抗
將隨後參考所附圖式描述根據本發明之實施例，在該等圖式中： 圖1 (a)、圖1 (b)展示根據本發明之實施例的電濾波器結構之示意性方塊圖及指示電濾波器結構之回應的示意性曲線圖； 圖2 (a)至圖2 (c)展示根據習知濾波器及本發明之實施例的電濾波器之微帶佈局的圖解； 圖3展示根據習知濾波器及本發明之實施例的邊緣耦合濾波器回應之實例； 圖4展示將習知電濾波器與根據本發明之電濾波器之回應進行比較的表； 圖5 (a)至圖5 (e)展示根據習知濾波器、本發明之實施例及本發明之另一實施例的電濾波器之微帶佈局的圖解； 圖6展示根據圖5中所示之濾波器的邊緣耦合濾波器回應之實例； 圖7展示根據本發明之用於設計電濾波器之方法的流程圖； 圖8展示習知邊緣耦合濾波器(ECF)之一實例的示意性電氣原理圖； 圖9展示習知ECF之可能的印刷電路實現之佈局之一實例的示意性圖解； 圖10 展示習知分接邊緣耦合濾波器(TECF)之一實例的示意性電氣原理圖； 圖11展示具有習知TECF之串聯開路短線之可能微帶佈局的示意性圖解； 圖12 展示具有習知TECF之旋轉90度開路短線之可能微帶佈局的另一示意性圖解； 圖13 展示根據習知ECF之邊緣耦合濾波器回應的實例； 圖14 (a)至圖14 (c)  展示習知ECF及TECF之微帶佈局變型之圖解的實例；且 圖15展示圖14中所指示的習知ECF及TECF之回應的實例。
10:TECF
12:第一耦合線區段
14:最末耦合線區段
16:第一傳輸線
18:第二傳輸線
20:開路短線
l1B:長度
P1:第一埠
P2:第二埠

Claims (15)

  1. 一種電濾波器結構，其用於以一頻率選擇性方式將一電信號自一第一埠轉發至一第二埠，其中該濾波器為一邊緣耦合濾波器，該濾波器包含： 多個耦合線區段，其經串聯耦合，至少包含一第一耦合線區段及一最末耦合線區段； 其中該第一埠使用一第一傳輸線與該等耦合線區段中之第一者連接； 其中該第二埠使用一第二傳輸線與該等耦合線區段之最末者連接； 其中該電濾波器包含一開路短線； 其中該開路短線之一長度經選擇以使得該開路短線之一電氣長度在+/-20%之容差內等於具有該濾波器之通帶中心頻率兩倍的頻率之一信號之一波長的四分之一。
  2. 如請求項1之濾波器結構，其中該開路短線之一阻抗經選擇以使得該濾波器之一工作阻抗經匹配。
  3. 如請求項1或2之濾波器結構，其中該第一傳輸線之一長度經選擇以使得該濾波器之一工作阻抗經匹配。
  4. 如請求項1至3中任一項之濾波器結構，其中該第一傳輸線之一寬度為該等耦合線區段之該第一者的一線區段之相同寬度。
  5. 如請求項1至4中任一項之濾波器結構，其中該濾波器結構進一步包含另一開路短線， 其中該另一開路短線之一長度在+/-20%之容差內與該開路短線之該長度相同。
  6. 如請求項5之濾波器結構，其中該另一開路短線之一阻抗在+/-20%之容差內與該開路短線之該阻抗相同。
  7. 如請求項1至6中任一項之濾波器結構，其中該開路短線設置於該第一埠之一側處。
  8. 如請求項5至7中任一項之濾波器結構，其中該另一開路短線設置於該第二埠之一側處。
  9. 如請求項1至8中任一項之濾波器結構，其中該開路短線包含兩個短線部分， 其中各短線部分之一阻抗及一電氣長度在+/-20%之容差內相同， 其中該等兩個短線部分在該第一埠處在相反方向上分支。
  10. 如請求項5至9中任一項之濾波器結構，其中該另一開路短線包含兩個短線部分， 其中各短線部分之一阻抗及一電氣長度在+/-20%之容差內相同， 其中該等兩個短線部分在該第一埠處在相反方向上分支。
  11. 如請求項1至10中任一項之濾波器結構，其中一或多個開路短線之該長度經選擇以使得該一或多個開路短線在+/-20%之容差內在該濾波器之通帶中心頻率兩倍之該頻率處提供一或多個傳輸零點。
  12. 如請求項1至11中任一項之濾波器結構，其中該濾波器經組配以在該通帶中心頻率附近具有一通帶，在該通帶中心頻率與通帶中心頻率兩倍之該頻率之間具有衰減之一局部最大值，在通帶中心頻率兩倍之該頻率處提供額外阻帶衰減的至少10dB或至少15dB之衰減。
  13. 一種電濾波器結構，其用於以一頻率選擇性方式將一電信號自一第一埠轉發至一第二埠，其中該濾波器為一邊緣耦合濾波器，該濾波器包含： 多個耦合線區段，其經串聯耦合，至少包含一第一耦合線區段及一最末耦合線區段； 其中該第一埠使用一第一傳輸線與該等耦合線區段中之第一者連接； 其中該第二埠使用一第二傳輸線與該等耦合線區段之最末者連接； 其中該電濾波器包含一開路短線； 其中該開路短線之一長度經選擇以使得該開路短線在其耦合至該電濾波器結構之末端處存在一短路的頻率在+/-20%之容差內處於該濾波器之該通帶中心頻率與該濾波器之該通帶中心頻率兩倍的頻率之間。
  14. 一種用於操作電濾波器之方法，該電濾波器以一頻率選擇性方式將一電信號自一第一埠轉發至一第二埠，其中該濾波器為一邊緣耦合濾波器， 其中該濾波器之一通帶中的一信號以小於6dB之衰減經由串聯耦合之多個耦合線區段轉發，該多個耦合線區段至少包含連接至該第一埠之一第一耦合線區段及連接至該第二埠之一最末耦合線區段；且 其中使用至少一條開路短線來短接在該通帶中心頻率兩倍之頻率處的一信號，以使得在該通帶中心頻率兩倍之該頻率處的該信號經衰減至少10dB或至少15 dB， 其中該開路短線之一長度經選擇以使得該開路短線之一電氣長度在+/-20%之容差內等於具有該濾波器之通帶中心頻率兩倍的頻率之一信號之一波長的四分之一。
  15. 一種用於設計電濾波器之方法，該電濾波器以一頻率選擇性方式將一信號自一第一埠轉發至一第二埠，其中該濾波器為一邊緣耦合濾波器， 其中該方法包含設計串聯耦合之多個耦合線區段，該多個耦合線區段至少包含一第一耦合線區段及一最末耦合線區段，以使得一系列耦合線區段以小於6dB之衰減轉發該濾波器之一通帶中的一信號； 選擇一開路短線之一長度以使得該開路短線之一電氣長度在+/-20%之容差內等於具有該濾波器之通帶中心頻率兩倍的頻率之一信號之波長的四分之一； 選擇在該濾波器之該第一埠與該等耦合線區段之一第一者之間的一傳輸線之一長度及該開路短線之一寬度，以在該濾波器之該通帶內具有該第一埠處之一阻抗匹配。
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Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5615380A (en) 1969-11-24 1997-03-25 Hyatt; Gilbert P. Integrated circuit computer system having a keyboard input and a sound output
JPS58141005A (ja) * 1982-02-17 1983-08-22 Sony Corp マイクロ波用バンドパスフイルタ
US5059889A (en) 1990-03-08 1991-10-22 Texas Instruments Incorporated Parametric measurement unit/device power supply for semiconductor test system
JPH06249889A (ja) 1993-02-27 1994-09-09 Yokogawa Hewlett Packard Ltd 電圧電流測定ユニットおよび電圧電流測定方法
US5329261A (en) * 1993-05-27 1994-07-12 Satyendranath Das Ferroelectric RF limiter
US5442330A (en) * 1993-12-27 1995-08-15 Motorola, Inc. Coupled line filter with improved out-of-band rejection
US6885700B1 (en) 1999-09-23 2005-04-26 University Of Washington Charge-based frequency measurement bist
US20030058148A1 (en) 2001-09-21 2003-03-27 Sheen Timothy W. Multiple a-to-d converter scheme employing digital crossover filter
JP2004289755A (ja) * 2003-03-25 2004-10-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波フィルタ調整法、高周波フィルタ製造方法、及び高周波フィルタ
JP2005117433A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Eudyna Devices Inc フィルタ
JP4251974B2 (ja) * 2003-12-10 2009-04-08 三菱電機株式会社 高周波フィルタ
US20050172181A1 (en) 2004-01-16 2005-08-04 Mellanox Technologies Ltd. System and method for production testing of high speed communications receivers
US7053624B2 (en) 2004-06-23 2006-05-30 Avo Multi-Amp Corporation Protective relay test device having a hand-held controller
JP2006186828A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Ykc:Kk 帯域通過フィルタ
US20060158285A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Sheng-Yuan Lee Partial suspended open-line resonator for parallel coupled line filters
JP4588654B2 (ja) * 2006-03-13 2010-12-01 三菱電機株式会社 位相調整回路および整合回路
JP2007281601A (ja) * 2006-04-03 2007-10-25 Toshiba Corp フィルタ回路及びフィルタ回路の特性調整方法
CN2922297Y (zh) * 2006-06-29 2007-07-11 中兴通讯股份有限公司 一种抑制td－scdma通信***发射多次谐波的电路
TWM304781U (en) * 2006-07-27 2007-01-11 Min-Hang Weng Parallel coupled line ultra wide band (UWB) filter with dual open stubs
US8400338B2 (en) 2006-12-29 2013-03-19 Teradyne, Inc. Compensating for harmonic distortion in an instrument channel
KR100866636B1 (ko) * 2007-01-18 2008-11-04 김성일 전송선 조각을 사용한 마이크로파/밀리미터파용 가변소자
JP4679663B2 (ja) 2007-04-20 2011-04-27 ヴェリジー（シンガポール） プライベート リミテッド 時間領域反射応答情報を取得する装置、方法、およびコンピュータプログラム
TWI330903B (en) * 2007-08-13 2010-09-21 Ind Tech Res Inst Filtering circuit and structure thereof
US7903008B2 (en) 2007-11-08 2011-03-08 National Instruments Corporation Source-measure unit based on digital control loop
US8706062B1 (en) 2008-12-19 2014-04-22 Scintera Networks, Inc. Self-adaptive power amplification
CN101662057A (zh) * 2009-09-23 2010-03-03 东南大学 低插损宽阻带紧凑微带谐振单元低通滤波器
US8115474B2 (en) 2009-11-06 2012-02-14 Agilent Technologies, Inc. Multi-range electrical current measurement
US9003254B2 (en) 2010-04-25 2015-04-07 Ssu-Pin Ma Methods and systems for testing electronic circuits
WO2011147470A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Verigy (Singapore) Pte. Ltd. Electrical double filter structure and its multi -layer implementation
US9209772B2 (en) * 2010-05-28 2015-12-08 Advantest Corporation Electrical filter structure
US8797025B2 (en) 2011-06-06 2014-08-05 National Instruments Corporation Compensation methods for digital source-measure-units (SMUs)
CN202712391U (zh) * 2012-04-10 2013-01-30 北京易泰易联科技有限公司 一种支节加载结构的微波双模双带通滤波器
JP5529214B2 (ja) 2012-06-28 2014-06-25 株式会社アドバンテスト 試験装置用の電源装置およびそれを用いた試験装置
CN203039052U (zh) * 2013-01-04 2013-07-03 成都信息工程学院 微带线平行耦合滤波器
JP6470930B2 (ja) * 2014-09-16 2019-02-13 日本ピラー工業株式会社 分配器及び平面アンテナ
CN104966872B (zh) * 2015-07-20 2018-11-20 成都顺为超导科技股份有限公司 一种传输零点可控的高温超导滤波器装置
US9748621B2 (en) * 2015-12-30 2017-08-29 I-Shou University Step impedance resonator filter
CN109346805A (zh) * 2018-08-29 2019-02-15 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种提取零点微带滤波器

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