[发明专利]电双滤波器结构及其多层实现

说明书

技术领域

根据本发明的实施例涉及用于通过频率选择方式将来自第一滤波器端口的第一电信号转发至第二滤波器端口并用于以频率选择方式将来自第三滤波器端口的第二电信号转发至第四滤波器端口的电滤波器结构。

根据本发明的某些实施例涉及缩放阻抗半集总(scaled impedancesemi-lumped)低通滤波器。

背景技术

电滤波器结构被使用在许多应用中。例如，电滤波器结构可被实现为用作低通滤波器、带通滤波器或高通滤波器。以下将给出对滤波器设计的简要介绍。

图6a示出了传统的集总N次低通滤波器(还简称为LPF)的示意图。滤波器600被布置在源610(通过具有生成器电压V_G的电压源和具有生成器电阻R_G的电阻器所建模)和负载620(通过具有阻抗R_G的电阻器所建模)之间。通常，内部阻抗(此处通过具有生成器电阻R_G的电阻器所建模)和负载阻抗(通过具有阻抗R_L的电阻器所建模)是纯电阻式的。这证明了为什么图6a和图6b将其表示为R_G和R_L。另外，负载阻抗R_L和源阻抗R_G通常是一致的(唯一相关的例外是偶阶切比雪夫(Chebyshev)滤波器)，并且在大多数情况下等于50Ω。

滤波器600自身包括floor(N/2)串联电感器L₁、L₃...L_N和ceil(N/2)并-串联LC单元L₂-C₂、L₄-C₄...L_N-1-C_N-1。通过定义，给定实数x，函数floor(x)返回大于或等于x的最小整数，而函数ceil(x)返回小于或等于x的最大整数。更准确地，上述并联单元的电感器在全极点类型的滤波器(诸如，巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)和贝塞尔(Bessel))中被短路。

图6b示出图6a的(低通)滤波器的所谓的半集总实现的示意图：所有的电感器都用具有(相对)高特性阻抗的传输线片段(还称为传输线部分)实现，而所有的电容器都用具有(相对)高低特性阻抗的传输线片段(还称为传输线部分)实现。此处，条件“高”和“低”表示比滤波器的工作阻抗(还称为“内部阻抗”)高得多和低得多的(例如，至少更大或更小1.5倍因子，但是，优选的是至少更大或更小2倍甚至至少3倍因子)的值。

还已经发现，通常希望在有限的区域上实现多个类似的滤波器，同时仍旧保持滤波器之间的良好绝缘。

鉴于这种情形，本发明的目的是创造一种电滤波器结构，其带来滤波器特性和实现面积要求之间的良好折衷。

发明内容

根据本发明的实施例，创建了用于以频率选择方式将来自第一滤波器端口的第一电信号转发至第二滤波器端口并以频率选择方式将来自第三滤波器端口的第二电信号转发至第四滤波器端口的电滤波器结构。

滤波器结构包括第一滤波器核心结构，所述第一滤波器核心结构包括第一滤波器端口(其可以是滤波器核心端口)、第二滤波器端口(其可以是滤波器核心端口)、多个在所述第一滤波器端口和所述第二滤波器端口之间形成环路的多个串联阻抗元件以及多个并联阻抗元件。所述第一滤波器核心结构的并联阻抗元件是利用耦合至节点的传输线结构所实现的，所述节点在所述第一滤波器核心结构的后续串联阻抗元件之间。

电滤波器结构还包括第二滤波器核心结构，所述第二滤波器核心结构包括第三滤波器端口(其可以是滤波器核心端口)、第四滤波器端口(其可以是滤波器核心端口)、多个在所述第三滤波器端口和所述第四滤波器端口之间形成环路的多个串联阻抗元件，以及多个并联阻抗元件。所述第二滤波器核心结构的并联阻抗元件是利用耦合至节点的传输线结构所实现的，所述节点在所述第二滤波器核心结构的后续串联阻抗元件之间。

所述第一滤波器核心结构的并联阻抗元件被布置在多层结构的不同导电层中，并且，所述第二滤波器核心结构的并联阻抗元件被布置在多层栈的不同导电层中。