專利名稱：交錯耦合帶通濾波器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種交錯I禹合濾波器電路,尤指一種用以在傳輸拒帶(transmissionrejection band)產(chǎn)生傳輸零點(transmission zero)的交錯稱合帶通濾波器電路。
背景技術：
現(xiàn)今許多可攜式通訊裝置對于通帶選擇性(pass band selectivity)有相當高的要求。四階交錯稱合帶通濾波器(quadruplet cross-coupled band pass filter)經(jīng)常用以實現(xiàn)此類高選擇性的帶通濾波器。一般而言，采用電場交錯耦合(electriccross-coupling)設計的微帶線濾波器(microstrip filter)能夠于拒帶(rejectionband)產(chǎn)生兩個傳輸零點(transmission zero)。
如圖1A所示，描繪采用電場交錯耦合實現(xiàn)的現(xiàn)有四階交錯耦合帶通濾波器的電路示意圖。如圖所示，現(xiàn)有帶通濾波器是由四組微帶線開路共振器12，14，16，18形成于介電基板11上。圖1B描繪圖1A的帶通濾波器的輸入埠(共振器12)至輸出埠(共振器14)信號傳輸?shù)臏y量結(jié)果，曲線Cll顯示出輸入埠(共振器12)本身的反射系數(shù)(S11),曲線C12則顯示出輸入埠(共振器12)至輸出埠(共振器14)的正向傳輸系數(shù)(S21)在拒帶具有兩個傳輸零點。然而，在整合被動裝置(integrated passive device ;IPD)制程中，輸入埤與輸出埠必須在電容器(capacitor)的位置上饋入，倘若采用上述架構(gòu)則，輸入埠(共振器12)與輸出埠(共振器14)之間的電容會過于接近，可能造成短路。由于在整合被動裝置(IPD)制程中實現(xiàn)電場交錯耦合有相當程度的困難，難以利用此制程實現(xiàn)高頻拒帶的傳輸零點，故利用磁場交錯耦合達成上述在拒帶具有兩個傳輸零點的目標為目前業(yè)界主要的研究方向。
如圖2A所示，描繪以整合被動裝置(IPD)制程制作的現(xiàn)有三階磁場交錯耦合帶通濾波器20的電路示意圖。如圖所示，該帶通濾波器20具有由電感22與電容器23a所構(gòu)成的共振器、由電感24與電容器25a (包含電容器下極片25b)所構(gòu)成的共振器以及由電感26與電容器27a(包含電容器下極片27b)所構(gòu)成的共振器。該電感24與電容器25a作為信號輸入端口，而電感26與電容器27a作為信號輸出端口。該開口 22a的兩端是透過電容器23a而相互電性連接，該開口 24a的兩端是透過電容器25a及通孔25c而相互電性連接，同樣地，該開口 26a的兩端是透過電容器27a及通孔27c而相互電性連接。請參照圖2B，描繪三階磁場交錯耦合帶通濾波器20的信號傳輸?shù)臏y量結(jié)果，曲線C21顯示出輸入埠(電感24與電容器25a)至輸出埤(電感26與電容器27a)的正向傳輸系數(shù)S21在低頻拒帶可產(chǎn)生傳輸零點，但是無法于高頻拒帶也產(chǎn)生傳輸零點，曲線C22則顯示出在對稱組構(gòu)下近乎相同的輸入埠反射系數(shù)S11與輸出埠反射系數(shù)S22。
由此可知，以現(xiàn)有技術而言，在整合被動裝置(IPD)制程中，難以實現(xiàn)電場交錯耦合，且現(xiàn)有磁場交錯耦合技術也難以設計可于拒帶實現(xiàn)兩個傳輸零點的帶通濾波器。因此，如何提出一種可應用于整合被動裝置(IPD)制程中，且能夠有效利用磁場交錯耦合于拒帶同時實現(xiàn)兩個傳輸零點的交錯耦合帶通濾波器，實為目前各界亟欲解決的技術問題。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的主要目的在于提供一種交錯耦合帶通濾波器，能夠以磁場交錯耦合組構(gòu)于傳輸拒帶產(chǎn)生兩個傳輸零點。
本發(fā)明的交錯耦合帶通濾波器包括:具有第一開口的第一共振器，其由第一電感與第一電容器所構(gòu)成，該第一開口是由該第一電感的兩端點所構(gòu)成，其中，該第一電感的兩端點透過該第一電容器相互電性連接；具有第二開口的第二共振器，其由第二電感與第二電容器所構(gòu)成，該第二開口是由該第二電感的兩端點所構(gòu)成，其中，該第二電感的兩端點透過第二電容器及第一互連電感相互電性連接；具有第三開口的第三共振器，其由第三電感與第三電容器所構(gòu)成，該第三開口是由該第三電感的兩端點所構(gòu)成，其中，該第三電感的兩端點透過第三電容器及第二互連電感相互電性連接；以及具有第四開口的第四共振器，其由第四電感與第四電容器所構(gòu)成，該第四開口是由該第四電感的兩端點所構(gòu)成，其中，該第四電感的兩端點透過該第四電容器相互電性連接，其中，該第一共振器與該第二共振器之間具有磁場耦合，該第三共振器與該第四共振器之間具有磁場耦合，該第一共振器與該第四共振器之間具有磁場耦合，且該第二共振器與該第三共振器之間具有電容耦合。
于本發(fā)明的另一實施例中，該第一、第二、第三、第四、第一互連、第二互連電感是由導磁半導體或金屬材料所形成。
本發(fā)明還提供一種交錯耦合帶通濾波器，包括:第一共振器，具有第一開口 ；第二共振器，具有第二開口 ；第三共振器，具有第三開口 ；以及第四共振器，具有第四開口，其中，該第一共振器與該第二共振器之間具有磁場耦合，該第三共振器與該第四共振器之間具有磁場耦合，該第一共振器與該第四共振器之間具有磁場耦合，且該第二共振器與該第三共振器之間具有電容耦合。
此外，于本發(fā)明的又一實施例中，該第一及第四共振器之間的磁場耦合具有與該第二及第三共振器之間的電容耦合相反的極性。
此外，于本發(fā)明的再一實施例中，該第一共振器為信號輸入端口，且該第四共振器為信號輸出端口，且該第二共振器與該第三共振器之間電性連接有第五電容器，形成串聯(lián)電容結(jié)構(gòu)。
相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明不但能夠達到較佳的傳輸零點效果，也能夠克服現(xiàn)有技術難以利用磁場交錯耦合及在整合被動裝置(IPD)制程下在拒帶產(chǎn)生兩個傳輸零點的問題，進一步提高帶通濾波器的頻帶選擇性，同時改善制程的兼容性。


圖1A用于顯示現(xiàn)有采用電場交錯耦合的現(xiàn)有四階交錯耦合帶通濾波器的電路示意圖1B用于顯示圖1A的帶通濾波器的輸入端口至輸出端口信號傳輸?shù)臏y量結(jié)果；
圖2A用于顯示以整合被動裝置(IPD)制程實施的現(xiàn)有三階磁場交錯耦合帶通濾波器的電路不意圖2B用于顯示圖2A的三階磁場交錯耦合帶通濾波器的信號傳輸?shù)臏y量結(jié)果；
圖3A用于顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的四階磁場交錯耦合帶通濾波器的電路示意圖；以及
圖3B用于顯示圖3A的四階磁場交錯耦合帶通濾波器的信號傳輸?shù)臏y量結(jié)果。
主要組件符號說明
11介電基板12開路共振器
14開路共振器16開路共振器
18開路共振器20帶通濾波器
22 電感22a 開口
23a電容器23b電容器下極片
24 電感24a 開口
25a電容器25b電容器下極片
25c通孔26電感
26a 開口27a 電容器
27b電容器下極片 27c通孔
30帶通濾波器31電容器
31a電容器下極片 32電感
32a 開口32b 端點
32c端點33電容器
33a電容器下極片 33b通孔
34 電感34a 開口
34b端點34c端點
35電容器35a電容器下極片
35b通孔36電感
36a 開口36b 端點
36c端點37電容器
37a電容器下極片 37b通孔
38 電感38a 開口
38b端點38 c端點
39電容器39a電容器下極片
39b通孔42互連電感
44互連電感 48接地線
Cll曲線C12曲線
C21曲線C22曲線
C31 曲線C32 曲線。
具體實施方式
以下借由特定的具體實施例說明本發(fā)明的技術內(nèi)容，熟悉此技藝的人士可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明也可借由其它不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可基于不同觀點與應用，在未悖離本發(fā)明的精神下進行各種修飾與變更。
須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技藝的人士的了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發(fā)明所揭示的技術內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“第一”、“第二”、“開口”、及“兩端”等用語，也僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術內(nèi)容下，也當視為本發(fā)明可實施的范疇。
本發(fā)明所提出的四階交錯耦合帶通濾波器能夠應用在整合被動裝置制程(iro)中，克服因不易實施電場交錯耦合，而導致難以于拒帶產(chǎn)生兩個傳輸零點的缺點，進而利用磁場交錯耦合以整合被動裝置制程實現(xiàn)高頻傳輸零點，以實現(xiàn)高選擇性帶通濾波器。
請參照圖3A，示意地描繪本發(fā)明實施例的四階磁場交錯耦合帶通濾波器30的電路圖。如圖所示，該帶通濾波器30是由第一、第二、第三及第四共振器所構(gòu)成的四階磁場交錯率禹合組構(gòu)，包含由電感32與電容器33所構(gòu)成的第一共振器、由電感34與電容器35所構(gòu)成的第二共振器、由電感36與電容器37所構(gòu)成的第三共振器、以及由電感38與電容器39所構(gòu)成的第四共振器。該等電感32，34，36，38是由例如導磁半導體或金屬材料所形成。
該第一共振器是由電感32與電容器33所構(gòu)成，具有開口 32a，該開口 32a是由該電感32的兩端點32b，32c所構(gòu)成，其中，該電感32的兩端點32b，32c透過電容器33而相互電性連接。舉例而言，該電感32的端點32b經(jīng)由電容器33及其電容器下極片33a電性連接至貫穿電感32的通孔33b，再經(jīng)由該通孔33b進一步電性連接至該端點32c，形成開路共振器組構(gòu)。
該第二共振器是由電感34與電容器35所構(gòu)成，具有開口 34a，該開口 34a是由該電感34的兩端點34b，34c所構(gòu)成，其中，該電感34的兩端點34b，34c是透過該電容器35及互連電感42而相互電性連接。舉例而言，該電感34的端點34b，經(jīng)由該電容器35及其電容器下極片35a電性連接至互連電感42的一端，再經(jīng)由該互連電感42的另一端進一步電性連接至貫穿電感34的通孔35b，進而電性連接至該端點34c，形成開路共振器組構(gòu)。
該第三共振器是由電感36與電容器37所構(gòu)成，具有開口 36a，該開口 36a是由該電感36的兩端點36b，36c所構(gòu)成，其中，該電感36的兩端點36b，36c是透過電容器37及互連電感44而相互電性連接。舉例而言，該電感36的端點36b，經(jīng)由電容器37及其電容器下極片37a電性連接至互連電感44的一端，再經(jīng)由該互連電感44的另一端進一步電性連接至貫穿電感36的通孔37b，進而電性連接至該端點36c，形成開路共振器組構(gòu)。
該第四共振器是由電感38與電容器39所構(gòu)成，具有開口 38a，該開口 38a是由該電感38的兩端點38b，38c所構(gòu)成，其中，該電感38的兩端點38b，38c是透過電容器39而相互電性連接。舉例而言，該電感38的端點38b經(jīng)由電容器39及其電容器下極片39a電性連接至貫穿電感38的通孔3%，再經(jīng)由該通孔39b進一步電性連接至該端點38c，形成開路共振器組構(gòu)。
如圖所示，部份該電感32及電感38分別設置于該第二及第三共振器的開口 34a，36a內(nèi)。該第一共振器的開口 32a與該第四共振器的開口 38a為對稱地設置于該等開口34a, 36a外,且在相反方向上相互遠離。此外,該第一共振器是作為信號輸入端口，而該第四共振器是作為信號輸出端口。
于本實施例中，該第一共振器與該第二共振器之間、該第三共振器與該第四共振器之間、以及該第一共振器與該第四共振器皆可產(chǎn)生磁場耦合。此外，為了在該第二及該第三共振器之間提供額外的耦合，通過于該第二及該第三共振器之間串聯(lián)電容器以提供電容耦合，本實施例中，該第二共振器是經(jīng)由電容器31電性連接至該電容器31的電容器下極片31a，再經(jīng)由該電容器下極片31a進一步電性連接至該第三共振器(也就是，電性連接于該電容器35與該電容器37之間)，在該第二及該第三共振器之間形成串聯(lián)電容器，以產(chǎn)生電容耦合。此外，該第一及第四共振器之間所產(chǎn)生的磁場耦合的極性可與該第二及第三共振器之間所產(chǎn)生的電容稱合的極性相反(against polarity)。
也就是說，信號輸入端口(第一共振器)與該信號輸出端口(第四共振器)之間具有磁場耦合，且該第二及第三共振器之間所產(chǎn)生的電容耦合具有與該磁場耦合相反的極性，如此一來，使得本發(fā)明的四階磁場交錯耦合帶通濾波器30能夠在傳輸拒帶有效地產(chǎn)生兩個傳輸零點(于本實施例中，一個傳輸零點產(chǎn)生于高頻拒帶，另一傳輸零點產(chǎn)生于低頻拒帶)，得以克服先前技術無法利用整合被動裝置(IPD)制程實現(xiàn)高頻拒帶傳輸零點的缺點。
請參照圖3B，描繪四階磁場交錯耦合帶通濾波器30的信號傳輸?shù)臏y量結(jié)果，曲線CS I (S21)顯示出在傳輸拒帶能夠有效地產(chǎn)生兩個傳輸零點，特別的是，其中一個傳輸零點產(chǎn)生在高頻拒帶，而曲線C32則顯示出在對稱組構(gòu)下近乎相同的輸入埠反射(S11)與輸出埠反射(S22)。如圖所示，四階磁場交錯耦合帶通濾波器30能夠于接近3.531GHz的高頻拒帶產(chǎn)生-67.464dB的傳輸零點，相較于圖1B所示帶通濾波器的信號傳輸?shù)臏y量結(jié)果(在約2.5GHz頻率處產(chǎn)生傳輸零點)，本發(fā)明不僅具有較佳的高頻零點產(chǎn)生效果，且同時克服現(xiàn)有技術難以利用整合被動裝置(IPD)制程下在傳輸拒帶產(chǎn)生兩個傳輸零點的問題。
經(jīng)上述說明，應了解到，本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術，更能夠?qū)崿F(xiàn)具高度選擇性的帶通濾波器，因應可攜式通訊裝置產(chǎn)業(yè)對于帶通濾波器通帶選擇性要求不斷提升的商業(yè)需求。此外，本發(fā)明所揭露的四階交錯耦合帶通濾波器是以磁場耦合的組構(gòu)來實現(xiàn)以現(xiàn)有技術須采用電場交錯耦合方能實現(xiàn)的高頻拒帶傳輸零點，使得本發(fā)明無論在帶通濾波器的高選擇性或者制程的兼容性上皆較現(xiàn)有技術有著顯著的改善與提升。
上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟習此項技藝的人士均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，應如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求
1.一種交錯耦合帶通濾波器，包括: 具有第一開口的第一共振器，由第一電感與第一電容器所構(gòu)成，該第一開口是由該第一電感的兩端點所構(gòu)成，其中，該第一電感的兩端點透過該第一電容器相互電性連接； 具有第二開口的第二共振器，其由第二電感與第二電容器所構(gòu)成，該第二開口是由該第二電感的兩端點所構(gòu)成，其中，該第二電感的兩端點透過該第二電容器及第一互連電感相互電性連接； 具有第三開口的第三共振器，其由第三電感與第三電容器所構(gòu)成，該第三開口是由該第三電感的兩端點所構(gòu)成，其中，該第三電感的兩端點透過該第三電容器及第二互連電感相互電性連接；以及 具有第四開口的第四共振器，其由第四電感與第四電容器所構(gòu)成，該第四開口是由該第四電感的兩端點所構(gòu)成，其中，該第四電感的兩端點透過該第四電容器相互電性連接， 其中，該第一共振器與該第二共振器之間具有磁場耦合，該第三共振器與該第四共振器之間具有磁場耦合，該第一共振器與該第四共振器之間具有磁場耦合，且該第二共振器與該第三共振器之間具有電容耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交錯耦合帶通濾波器，其特征在于，該第一、第二、第三、第四、第一互連、第二互連電感是由導磁半導體材料或?qū)Т沤饘俨牧纤纬伞?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交錯耦合帶通濾波器，其特征在于，該濾波器還包括電性連接于該第二共振器與該第三共振器之間的第五電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交錯耦合帶通濾波器，其特征在于，該第一及第四共振器之間的磁場耦合具有與該第二及第三共振器之間的電容耦合相反的極性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交錯耦合帶通濾波器，其特征在于，該第一共振器為信號輸入端口，且該第四共振器為信號輸出端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交錯耦合帶通濾波器，其特征在于，該第一開口與該第四開口為對稱地設置，且相互遠離。
7.一種交錯耦合帶通濾波器，包括: 第一共振器，具有第一開口 ； 第二共振器，具有第二開口 ； 第三共振器，具有第三開口 ；以及 第四共振器，具有第四開口， 其中，該第一共振器與該第二共振器之間具有磁場耦合，該第三共振器與該第四共振器之間具有磁場耦合，該第一共振器與該第四共振器之間具有磁場耦合，且該第二共振器與該第三共振器之間具有電容耦合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的交錯耦合帶通濾波器，其特征在于，該第一及第四共振器之間的磁場耦合具有與該第二及第三共振器之間的電容耦合相反的極性。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的交錯耦合帶通濾波器，其特征在于，該第一共振器為信號輸入端口，且該第四共振器為信號輸出端口。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的交錯耦合帶通濾波器，其特征在于，該第一開口與該第四開口為對稱地設置，且相互遠離。
全文摘要
一種交錯耦合帶通濾波器，用以在拒帶產(chǎn)生兩個傳輸零點。本發(fā)明所提出的帶通濾波器是采用四階交錯耦合組構(gòu)，具有第一共振器、第二共振器、第三共振器以及第四共振器，其中，該第一與第二共振器之間、該第三與第四共振器之間、該第一共振器與該第四共振器之間具有磁場耦合、以及該第二與第三共振器之間具有電容耦合，且該第一及第四共振器之間的磁場耦合具有與該第二及第三共振器之間的電容耦合相反的極性。因此，本發(fā)明所提出的交錯耦合帶通濾波器能夠以磁場交錯耦合組構(gòu)于傳輸拒帶產(chǎn)生兩個傳輸零點。
文檔編號H03H7/12GK103166593SQ20121000751
公開日2013年6月19日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者莊明翰, 賴佳助, 方柏翔, 林河全, 吳松峻 申請人:矽品精密工業(yè)股份有限公司