CN1290051A - 滤波器、天线共享装置和通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种陷波电容器和频率控制电容器,由一个电容器板制成。另一个陷波电容器和另一个频率控制电容器由另一个电容器板制成。即,在带阻滤波器中,陷波电容器和频率控制电容器由分别提供给各个谐振器的两个电容器板制成。

Description

滤波器、天线共享装置和通信装置

本发明涉及一种在例如微带中工作的滤波器、天线共享装置和通信装置。

图9示出了一种带阻滤波器的电路配置的例子。带阻滤波器1包含两个耦合在一起的谐振电路级，还包含分别与陷波电容器C1和C2电气串联的谐振器2和3。电气并联到谐振器2和3的电容器C3和C4分别控制谐振器2和3的谐振频率。

包含谐振器2、陷波电容器C1和频率控制电容器C3的谐振频率通过耦合线圈L1电气连接到包含谐振器3、陷波电容器C2和频率控制电容器C4的谐振电路。并且，分别将电容器C5和C6电气并联到这两个谐振电路。在图9中，标号5和6分别表示输入和输出端5和6。

图10示出一种传统的例子，其中在电路基片20上实现图9的电路配置。将λ／4同轴介质谐振器分别用作谐振器2和3。将绕组线圈用作耦合线圈L1。将独石片电容器分别用作电容器C5和C6。

如图11所示，将一个耦合板11用作陷波电容器C1和C2，和频率控制电容器C3和C4。耦合板11包含介质基片12和形成在介质基片的前表面和后表面上的电容器电极13到18。电容器电极13和16形成陷波电容器C1。电容器电极14和17形成陷波电容器C2。电容器电极13和15形成频率控制电容器C3。电容器电极14和18形成频率控制电容器C4。

在某些情况下，将各个单片电容器用作陷波电容器C1和C2，以及频率控制电容器C3和C4。这样产生一个问题，即，和耦合板11中的电容变化相比，电容器C1到C4之间的电容的变化大，使滤波器1的特性改变大。

通过导体10，分别将介质谐振器2和3的开口端面连接到耦合板11的电容器电极13和14。即，将谐振器2和3电气连接到电容器C1和C3以及电容器C2和C4。

当滤波器1的使用频率变高时，电容器C1到C4所需的电容减小。例如，对于要用于800MHz频带中的滤波器1，将电容器C1到C4的电容设置在1．5到3．0pF。另一方面，对于要用于准微波频带的1．5GHz频带中的滤波器1，将电容器C1到C4的电容设置为1．0pF或更低。

由一个耦合板11构成电容器C1到C4的情况下，在电容器电极13和16，与电容器电极14与17之间产生不必要的电容Cs。当在800MHz频带中使用滤波器1时，不必要的电容Cs与电容器C1到C4的电容相比非常小，并且对滤波器特性不产生影响。

但是，当滤波器1的使用频率变高时，电容器C1到C4所需要的电容减小。由此，不必要的电容Cs大大影响了滤波器特性。在带阻滤波器1的情况下，在谐振电路之间产生不必要的耦合。由此，产生一个问题，即频率特性中的衰减恶化了。

相应地，本发明的一个目的是提供一种滤波器、天线共享装置和通信装置，其中谐振电路之间的不必要的电容的产生得到抑制。

为了达到上述目的，根据本发明，提供了一种滤波器，它包含多个谐振电路，每一个谐振电路具有一个谐振器、一个陷波电容器、一个频率控制电容器，它们分别连接到谐振器，陷波电容器和频率控制电容器由为各个谐振电路提供的电容器板构成。较好地，诸如PIN二极管、场效应晶体管、可变电容二极管之类的可压控电抗元件等电气连接在每一个频率控制电容器和地之间。

陷波电容器和频率控制电容器由分别为各个谐振电路提供的一个电容器板构成。由此，在谐振电路之间可以抑制不必要的电容，这防止了谐振电路耦合。

本发明的天线共享装置和通信装置包含具有上述特性的滤波器。由此，可以在谐振电路之间抑制耦合，这提供了极好的频率特性。

图1是根据本发明的较佳实施例独立的滤波器的安装结构的剖面图；

图2是电容器板的透视图；

图3是根据本发明的实施例的天线共享装置的电路图；

图4是图3的天线共享装置的安装结构的剖面图；

图5是谐振器的一个例子的截面图；

图6是示出当将正电压提供给图3的天线共享装置中的控制端CONT1和CONT2时得到的发送侧电路的通过和反射特性的曲线图；

图7是示出当将0V提供给图3的天线共享装置中的电压控制端CONT1和CONT2时得到的发送侧电路的通过和反射特性的曲线图；

图8示出根据本发明的实施例的通信装置的方框图；

图9是滤波器的一个例子的电路图；

图10示出图9的滤波器的传统的安装结构的剖面图；及

图11是图10中所示的耦合板的正视图。

下面，将参照附图，描述本发明的滤波器、天线共享装置和通信装置的

实施例。

第一实施例

第一实施例是带通滤波器，它具有本发明所应用的如图9中所示的相同电路图。图1是带阻滤波器21的平面图，它使每一个元件安装在电路基片30上。

将λ／4同轴介质谐振器用作谐振器2和3。将绕组线圈用作耦合线圈L1。将单片电容器24分别用作电容器C5和C6。

将一个电容器板24用作陷波电容器C1和频率控制电容器C3。如图2所示，电容器板24包含形成在介质基片29的前表面和后表面上的电容器电极26到28。电容器电极26和28形成陷波电容器C1。电容器电极26和27形成频率控制电容器C3。将另一个电容器板25用作陷波电容器C2和频率控制电容器C4。电容器板25具有和图2的电容器板24相同的配置。

将介质谐振器2的开口侧端面通过导体10连接到电容器板24的电容器电极26，即，电气连接到电容器C1和C3。另外，将介质谐振器3的开口侧端面电气连接到电容器板25的电容器电极26，即连接到电容器C2和C4。

在如上所述的带阻滤波器21的配置中，各自提供给各个谐振电路的电容器板24和25形成陷波电容器C1和C2，以及频率控制电容器C3和C4。相应地，可以抑制谐振电路之间不必要的电容。结果，可以提供带阻滤波器21，基中在谐振电路之间抑制了耦合。

第二实施例

图3示出天线共享装置40的电路配置。图4是天线共享装置40的剖面图，其中其元件安装在电路基片60上。在天线共享装置40中，将发送侧电路47电气连接到在发送端Tx和天线端ANT之间，而将接收侧电路48电气连接到接收端Rx和天线端ANT。

发送侧电路47构成频率可变带阻滤波器，其中三级谐振电路相互耦合。将陷波电容器C41与谐振器41电气串联，将频率控制电容器C44电气并联到谐振器41。将陷波电容器C42电气串联到谐振器42，将频率控制电容器C45电气并联到谐振器42。陷波电容器C43与谐振器43电气串联，将频率控制电容器C46电气连接到谐振器43。

包含谐振器41、和电容器C41和C44的谐振电路，包含谐振器42和电容器C42和C45的谐振电路，和包含谐振器43和电容器C43和C46的谐振电路通过耦合线圈L41和L42相互电气连接。电容C47、C48和C49分别电气上并联到这三个并联到这三个谐振电路。通过包含耦合线圈L43和电容器C50的L型LC电路将天线端ANT电气连接到包含谐振器43、电容器C43和C46的谐振电路。陷波电容器C41到C43分别确定了阻带中衰减的程度。

通过频率控制电容器C44，将作为电抗元件的PIN二极管D41通过频率控制电容器C44电气连接到谐振器41和陷波电容器C41之间的中间节点，并且阴极接地。通过频率控制电容C45，将作为电抗元件的PIN二极管D42通过频率控制电容器C45电气连接到谐振器42和陷波电容器C42之间的中间节点，并且阴极接地。另外，将作为电抗元件的PIN二极管D43通过频率控制电容器C46电气连接到谐振器43和陷波电容器C43的中间节点，其中阴极接地。频率控制电容器C44到C46将两个衰减极点频率改为发送侧电路47的衰减特性。电容器C64并联到频率控制电容器C46。

接收侧电路48构成变频带通滤波器，其中三级谐振电路相互耦合。

谐振电容器C55与谐振器44电气串联，频率控制电容器C57电气并联到谐振器44。频率控制电容器C58和59电气并联到谐振器45。谐振电容器C56与谐振器46电气串联，并且频率控制电容器C60电气连接到谐振器46。

包含谐振器44和电容器C55和C57的谐振电路、包含谐振器45，和电容器C58和C59的谐振电路，以及包含谐振器46，和电容器C56和C60的谐振电路通过耦合电容器C52和C53相互电气连接。包含谐振器44和电容器C55和C57的谐振电路通过耦合电容器C51电气连接到天线端ANT。包含谐振器46和电容器C56和C60的谐振电路通过耦合电容器C54电气连接到接收端Rx。

将包含频率控制C57和PIN二极管D44的串联电路连接到谐振器44和谐振电容器C55之间的中间节点，以便并联到谐振器44。将包含频率控制电容器C58和C59，以及PIN二极管D45的串联电路电气连接到谐振器45、频率控制电容器C52和C53之间的中间节点，以便并联到谐振器45。将包含频率控制电容器C60和PIN二极管D46的串联电路电气连接到谐振器46和谐振电容器C56之间的中间节点，以便并联到谐振器46。

通过控制电压供给电电阻R41将电压控制端CONT1电气连接到PIN二极管D41的阳极和频率控制电容器C44之间的中间节点，将电容器C62、扼流圈L44通过控制电压供给电阻R41电气连接到PIN二极管D42的阳极和频率控制电容器C45之间的中间节点，将电容器C62和扼流线圈L45通过控制电压供给电阻R41、电容器C62和扼流线圈L46，连接到PIN二极管D43和频率控制电容器C46之间的节点。

通过控制电压供给电阻R42将电压控制端CONT2电气连接到PIN二极管D44的阳极和频率控制电容器C57之间的中间节点，通过控制电压供给电阻R42将电容器C63和扼流线圈L47电气连接到PIN二极管D45的阳极和频率控制电容器C59之间的中间节点，电容器C63和扼流线圈L48还通过控制电压供给电阻R42、电容器C63和截流线圈L49将电容器C63和截流线圈L48电气连接到PIN二极管D46的阳极和频率控制电容器C60之间的节点。

如图5所示，将介质谐振器用作谐振器41到46。在图5中，示出谐振器41作为典型的例子。介质谐振器41到46的每一个都包含一圆柱形电介质71(它由诸如TiO2型陶瓷等具有高介电常数的材料制成)、形成在圆柱形电介质71的外部周围表面上的外部导体72、形成在圆柱形电介质71的内部周围表面上的内部导体73。外部导体72与内部导体73在电介质71的一个开口端面71a处(下面称为开口侧端面71a)电气开路(绝缘)，并在另一个开口端面71b(下面称为短路端面71b)处电气短路(导电)。

将绕组型线圈用作耦合线圈L41到L43。将独石片电容器用作扼流线圈L44到L49。将独石片电容器用作电容器C47到C50和耦合电容器C51和C54。另外，分别将片形电阻器和独石片电容器用作压控制电压供给电阻器R41和R42，以及电容器C62和C63。

将一个电容器板51用作发送侧电路47的陷波电容器C41和频率控制电容器C44。类似的，将电容器板52用作陷波电容器C42和频率控制电容器C45。将电容器板53用作陷波电容器C43和频率控制电容器C46。这些电容器板51到53都具有和图2所示的电容器板24相同的配置。

将一个耦合板54用作接收侧电路48的谐振电容器C55和C56，耦合电容器C52和C53，频率控制电容器C57、C58和C60。耦合板54是已知的类型的。在板54的前表面和后表面上，分别形成多个电容器电极。

通过导体50，将介质谐振器41的开口侧端面71a电气连接到形成在电容器板51上的电容器C41和C44。通过导体50，将介质谐振器42的开口侧端面71a电气连接到形成在电容器板52上的电容器C42和C45。另外，通过导体50将介质谐振器43的开口侧端面71a电气连接到形成在电容器板53上的电容器C43和C46。

通过导体50，分别将介质谐振器44到46的开口侧端面71a电气连接到电容器C55和C57，电容器C52、C53和C58，以及电容器C56和C60。

下面，将描述如上述地配置的天线共享装置的工作。在天线共享装置40中，通过发送端Tx输入的来自发送电路系统的发送信号通过天线端ANT从发送侧电路47输出。通过天线端ANT输入到接收侧电路48的接收信号通过接收端Rx输出到接收电路系统。

发送侧电路47的陷波频率由包含谐振器41、电容器C41和C44的谐振电路、包含谐振器42，和电容器C42和C45的谐振电路，以及包含谐振器43，以及电容器C43和C46的谐振电路确定。当将正电压作为控制电压提供给控制端CONT1时，PIN二极管D41到D43导通。相应地，频率控制电容器C44到C46通过PIN二极管D41到D43接地，从而两个衰减极点频率减小，并且发送侧电路47的通带成为低频道。

当没有电压提供给电压控制端CONT1，即，各个控制电压成为零时，PIN二极管D41到D43断开。通过将负电压提供给电压控制端CONT1，而不是使控制电压为0V，可以使PIN二极管D41到D43断开。由此，频率控制电容器C44到C46开路，从而两个衰减极点频率都增加，并且发送侧电路47的通带成为高频道。如上所述，通过控制电压，以便使频率控制电容器C44到C46接地或开路，可以为发送侧电路47提供2个不同的通频带特性。

接收侧电路48的通过频率由包含谐振器44、电容器C55和C57的谐振电路、包含谐振器45和电容器C58和C59的谐振电路、和包含谐振器46以及电容器C56和C60的谐振电路的谐振频率确定。当将正电压作为控制电压提供给电压控制端CONT2时，PIN二极管D44到D46导通。相应地，频率控制电容器C57到C60通过PIN二极管D44到D46接地，从而通带频率降低，并且接收侧电路48的通带成为低频道。

相反，当没有将电压提供给电压控制端CONT2时，即，控制电压为0V时，PIN二极管D44到D46截止。由此，频率控制电容器C57到C60断开，从而通带频率增加，并且接收侧电路48的通带成为高频道。如上所述，通过控制电压，以便使频率控制电容器C57到C60接地或断开，可以为接收侧电路48提供两个不同的通频带特性。

天线共享装置40受到如下的电压控制。当发送侧电路47的高低两个通带相互转换时，例如将低频率通带选择为发送频带时，接收侧电路48的通过频率减小；而当将高频带选择为发送频带时，接收侧电路48的通过频率减小。由此，发送侧电路47和接收侧电路48的相位组合可以理想地进行。

另外，在构成变频型带阻滤波器的发送侧电路47中，陷波电容器C41到C43以及频率控制电容器C44到C46由电容器板51到53制成，它们各自地设置给各个谐振电路，在谐振电路之间可以抑制不必要的电容。结果，可以提供天线共享装置40，其中防止了谐振电路的耦合。图6是曲线图，示出发送侧电路47的通过特性S21和反射特性S11，这是在将正电压提供给天线共享装置40的电压控制端CONT1和CONT2时得到的测量结果。图7是曲线图，示出发送侧电路47的通带特性S21和反射特性S11，这是当将0V提供给天线共享装置40的电压控制端CONT1和CONT2时得到的测量结果。为了比较，在其发送侧电路中包含耦合板的传统的天线共享装置的通过特性S21′和反射特性S11′也在图中示出。如图6和7所示，发送侧电路47的衰减特性得到改进。

第三实施例

下面将通过将一便携式电话作为一个例子描述根据本发明的第三实施例的天线装置。

图8是便携式电话120的RF部分的电路方框图，它包含天线元件122、双工器123、发送侧绝缘体131、发送侧放大器132、发送侧级间带通滤波器133、发送侧混合器134、接收侧放大器135、接收侧级间带通滤波器136、接收侧混合器137、压控振荡器(VCO)138，以及本地带通滤波器139。

第二实施例的天线共享装置40可以用作RF部分中的双工器123。其发送侧电路具有改进的衰减的便携式电话可以通过将天线共享装置40安装到那里而实现。

其它实施例

本发明的滤波器、天线共享装置和通信装置不限于上述实施例。在不背离本发明的主旨和范围的条件下可以在本发明中进行各种变化和修改。特别地，除了PIN二极管以外，各种电容二极管、场效应晶体管等也可以用作电抗元件。带状线谐振器等可以用作谐振器。

在上述实施例中，本发明所应用到的带阻滤波器被描述为一个例子。不需要说明，本发明可以应用于设置有具有陷波电容器和频率控制电容器的谐振电路的带通滤波器中。

如在上述描述中可以知道的，根据本发明，陷波电容器和频率控制电容器由分别提供给各个谐振电路的电容器板制成，由此在谐振电路之间能够抑制不必要的电容的产生。结果，可以提供各具有极好的频率特性的滤波器、天线共享装置和通信装置。

Claims (5)

1．一种滤波器，其特征在于包含多个谐振电路，其中每一个所述谐振电路具有谐振器、分别电气连接到所述谐振器的陷波电容器和频率控制电容器，所述陷波电容器和所述频率控制电容器由分别地提供给各个谐振电路的电容器板构成。

2．如权利要求1所述的滤波器，其特征在于可压控电抗元件电气连接在所述频率控制电容器和地之间。

3．如权利要求2所述的滤波器，其特征在于所述电抗元件是PIN二极管。

4．一种天线共享装置，其特征在于包含根据如权利要求1到3中的任一条所述的滤波器。

5．一种通信装置，其特征在于包含如权利要求1到3任一条所述的滤波器和如权利要求4所述的天线共享装置中的一个。

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