[发明专利]无反射滤波器

说明书

相关申请的参考

本申请要求于2009年2月9日提交的题为“无反射滤波器”的美 国临时申请No.61/150,868的优先权号，由此其全部内容明确结合 于此作为参考。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及电子滤波器及其使用方法。具体而言，本发明涉及无 反射电子滤波器及其使用方法。

2.背景技术

滤波器是从通讯到射电天文学的几乎所有电子系统中普遍存在的 组件，且大半个世纪以来认为滤波器理论和优化的基本原则是众所周 知的。然而，实用滤波器的设计和实施仍然是当今电子界最活跃的研 究领域之一。然而，使频谱的阻带部分被吸收而非被反射回到源的无 反射滤波器，在很大程度上却被忽视了。

标准反射滤波器在许多应用中会导致许多问题，包括：(1)带外 端口终端混频器性能的敏感性；(2)具有高带外增益的集成放大器的 潜在不稳定性；(3)无功谐波负载导致的有害或不可预知的非线性效 应；(4)谐波含量大的高功率发射器的潜在损害；和(5)在滤波器 和耦合到封闭腔室内的另一不佳匹配组件之间的捕获能量导致的泄 漏、干扰或串扰。

有许多实际情况，在这之中由传统滤波器在其阻带中呈现的无功 终端影响系统性能。例如，混频器对于存在于其任何端口上的带外终 端极其敏感，而这正是滤波器在许多外差应用中最有可能的情况。宽 带系统设计师通常通过在混频器附近的信号路径中插入固定衰减器 来解决此问题。同样的，高增益放大器(尽管它们可能在测试固定装 置中绝对稳定)会容易形成封闭环境中的不稳定性，在该封闭环境中 非预期的反馈在其输入或输出上与无功带外终端相结合。同样，滤波 器通常邻近放大器使用，以更好地确定系统带宽，以及滤波器的阻带 阻抗可能需要加装衰减器，以避免造成稳定性问题。

制备同时与通带和阻带相匹配的滤波器的一个常规做法，是设计 一个使用两个或两个以上具有来自单独加载(反射)原型的互补导纳 曲线滤波器的双工器(或复用器)，以及终止除了这些滤波器的与负 载匹配的一个滤波器之外的所有滤波器。这是一个相当复杂的过程， 需要使得作为相同阶传统滤波器的不同组件的数量至少加倍，以及将 只能在两个端口的一个端口上匹配。另一种可选设计是在均衡配置中 使用两个正交混合或通过使用定向耦合结构来制备定向滤波器。然 而，难以设计具有足够带宽的正交混合，以及实质上定向滤波器结构 不适合将自身用于高阶执行。

因此，希望具有在其阻带中不将信号反射回到源的无反射滤波器。 此外，希望具有在所有频率下并在两个端口匹配良好的无反射滤波 器。

发明内容

本发明致力于解决与传统滤波器相关的一些问题和缺点，并提供 适于带选择以及适于在电子系统中定义的新资源。

发明的实施例涉及无反射滤波器。该滤波器可以是对称的双端口 电路，其包括至少一个基本无损元件以及至少一个基本有损元件。对 称电路可沿对称线分为两个部分，而且当端口分别以同相和180°异 相驱动时，利用偶数模式和奇数模式等效电路，可形成对称电路。此 外，对于选定的标准化阻抗，偶数模式等效电路的标准化输入阻抗可 大体上等于奇数模式等效电路的标准化输入导纳。

滤波器可具有至少一个无损元件，其可为电感器、电容器、变容 二极管、谐振器、以及传输线和/或至少一个可为电阻器的有损元件 的其中一种。在某些实施例中，至少一个电路元件是可调谐的。

滤波器可以是一个低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、或带 阻滤波器。滤波器还可包括在电路节点和对称线之间的至少一个分流 元件。滤波器可为一阶，二阶或高阶滤波器。

在某些实施例中，所有电感器都具有相同的值，以及所有电容器 具有相同的值。此外所有电阻器可具有相同的值。

在某些实施例中，滤波器可为带通滤波器和带阻滤波器之一，以 及所有的电阻器可具有相同的值，所有的电感器为两个值之一，以及 所有电容器为两个值之一。

在某些实施例中，滤波器是低通滤波器和高通滤波器之一，以及

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