本发明涉及滤波器技术领域，特别涉及一种小型的滤波器设计。
背景技术：
5g无线通信和77ghz汽车雷达技术的兴起开始了毫米波应用领域一个激动人心的新时代。滤波器是晶片上或封装基板上的关键无源元件之一，特别是在毫米波应用中。滤波器设计不仅可以简单地用于带通或抑制，还可以用于阻抗匹配以及与其他有源器件的协同设计。在设计滤波器时，需要考虑几个设计折衷来满足不同的设计规范，例如小型的物理尺寸和减少的插入损耗。
因此，非常需要具有良好的滤波性能并且易于在封装基板上实施的特性的小型的滤波器设计。
技术实现要素：
根据本发明的实施例，滤波器电路包括输入节点，输出节点，第一滤波元件和第二滤波元件。第一滤波元件具有耦接到输入节点的第一端和第二端，并且被配置为向第二端提供第一信号传导路径，用于将在输入节点处接收的第一信号传导到第二端。第二滤波元件具有耦接到输入节点的第一端和第二端，并且被配置为向输出节点提供第二信号传导路径，用于将在输入节点处接收到的第二信号传导到输出节点。第一滤波元件的第二端和第二滤波元件的第二端是开路端。
根据本发明的另一实施例，滤波器电路包括输入节点，输出节点，第一迹线，第二迹线和第三迹线。第一迹线被布线在基板上，并且具有耦接到输入节点的第一端和第二端。第二迹线被布线在基板上，并且具有耦接到输入节点的第一端和耦接到输出节点的第二端。第三迹线被布线在基板上，并具有耦接到输出节点的第一端和第二端。第一迹线用作第一滤波元件，用于滤除在输入节点处接收的第一信号。第二迹线和第三迹线用作第二滤波元件，用于将在输入节点处接收到的第二信号传递到输出节点。
根据本发明的又一个实施例，滤波器电路包括输入节点，输出节点，第一滤波元件和第二滤波元件。第一滤波元件具有耦接到输入节点的第一端和第二端，并且被配置为滤除具有第一频率信号的信号，使得所述信号不能到达所述输出节点。第二滤波元件具有耦接到输入节点的第一端和第二端，并且被配置为允许具有第二频率的信号通过以到达输出节点。第一滤波元件的第二端和第二滤波元件的第二端是开路端。
本发明实施例通过提供第一滤波元件和第二滤波元件，使得能够滤除不想要的第一信号，并将想要的第二信号传导到输出节点。
在阅读了在各个附图和附图中示出的优选实施例的以下详细描述之后，本发明的这些和其他目的无疑对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明实施例的滤波器电路的示意图。
图2示出了根据本发明实施例的滤波器电路的示例性布局。
图3示出了根据本发明另一实施例的滤波器电路的示例性布局。
图4示出了根据本发明又一实施例的滤波器电路的示例性布局。
图5示出了根据本发明又一实施例的滤波器电路的示例性布局。
图6是示出根据本发明实施例的由滤波器电路的第一滤波元件提供的用于滤除不想要的信号的信号传导路径的示例图。
图7是示出根据本发明实施例的由滤波器电路的第二滤波元件提供的用于传递想要的信号的信号传导路径的示例图。
图8是示出根据本发明实施例的反射损耗(returnloss)曲线s11和插入损耗曲线s21的示意图。
图9示出了根据本发明实施例的双工器(diplexer)电路的示例性布局。
图10示出了根据本发明另一实施例的双工器电路的示例性布局。
具体实施方式
图1是根据本发明实施例的滤波器电路的示意图。滤波器电路100可以包括两个端口，例如图1中所示的端口port_1和port_2。滤波器电路100可以被配置为提供双向滤波功能，因此，两个端口之一可以是滤波器电路100的输入节点，而两个端口中的另一个可以是滤波器电路100的输出节点。
滤波器电路100可以包括第一滤波元件110和第二滤波元件120。第一滤波元件110可以具有耦接到两个端口port_1和port_2中的一个(例如，滤波器电路100的输入节点)的第一端，和第二端。第二滤波元件120可以具有耦接到两个端口port_1和port_2中的一个(例如，滤波器电路100的输入节点)的第一端，和第二端。
根据本发明的实施例，第一滤波元件110的第二端和第二滤波元件120的第二端是开路端(在图1中标记为oc(open-circuit))。第一滤波元件110被配置为向第一滤波元件110的第二端的提供第一信号传导路径，用于将第一信号传导至第一滤波元件110的第二端。第二滤波元件120被配置为向滤波器电路100的输出节点提供第二信号传导路径，用于将第二信号传导至滤波器电路100的输出节点。
根据本发明的实施例，第一信号和第二信号可以是在滤波器电路100的输入节点处接收的信号中所包含的具有不同谐振频率的信号分量。第一信号可以是具有在不想要的频带中的谐振频率的不想要的信号，并且第二信号可以是具有在想要的频带中的谐振频率的想要的信号。
因此，在本发明的实施例中，不想要的信号将不会通过滤波器电路100到达输出节点(例如，port_2)。滤波器电路100的整个网络用作不想要的频带中的不想要的信号的陷波滤波器(notchfilter)。另一方面，想要的信号将通过滤波器电路100到达输出节点(例如，port_2)。滤波器电路100的整个网络用作用于想要的频带中的想要的信号的带通滤波器。
根据本发明的实施例，第一滤波元件110可以包括谐振器(resonator)11，并且第二滤波元件120可以包括两个谐振器12和13。谐振器12和13串联耦接在滤波器电路100的输入节点和第二滤波元件120的第二端之间，以及谐振器12和13的连接节点耦接到滤波器电路100的输出节点。
根据本发明的实施例，谐振器11、12和13可以通过在基板上布线的多条迹线来实现。因此，在本发明的一些实施例中，滤波器电路可以至少包括第一迹线，第二迹线和第三迹线，该第一迹线被布线在基板上并且具有耦接至输入节点的第一端，第二迹线被布线在基板上并具有耦接至输入节点的第一端，和耦接到输出节点的第二端，第三迹线被布线在基板上并具有耦接到输出节点的第一端。第一迹线的第二端和第三迹线的第二端是开路端。第一迹线可以用作用于滤除不想要的信号的滤波元件或陷波滤波器，并且第二迹线和第三迹线可以用作用于将在输入节点处接收到的想要的信号传递给滤波器电路的输出节点的另一滤波元件或带通滤波器。
根据本发明的实施例，滤波器电路的一个或多个迹线可以在基板上螺旋地(spirally)布线。
图2示出了根据本发明实施例的滤波器电路的示例性布局。在该示例性布局中，具有迹线21，22和23，其中，迹线21和23在基板200上作为矩形螺旋线螺旋地布线。
图3示出了根据本发明另一实施例的滤波器电路的示例性布局。在该示例性布局中，具有迹线31，32和33，其中，迹线31和33在基板300上作为圆形螺旋线螺旋地布线。
应注意，尽管示出矩形螺旋线和圆形螺旋线作为滤波器电路的示例性布局，但是本发明不应限于此。图2和图3中所示出的螺旋地布线和螺旋地布线的形状是仅仅是用于在基板上布线的各种可能的布线中的一些，以及本发明不应限于任何特定类型的布线。
根据本发明的实施例，滤波器电路的一条或多条迹线可以在基板上朝向至少一预定方向平坦且笔直地布线。
图4示出了根据本发明又一实施例的滤波器电路的示例性布局。在该示例性布局中，迹线41、42和43在基板400上水平地布线。迹线41和43朝着相同方向平坦且笔直地布线(例如，从迹线42向上延伸之后向左侧延伸)，迹线42朝着两个相反的方向平坦且笔直地布线(例如，向左侧和右侧都延伸)。
图5示出了根据本发明又一实施例的滤波器电路的示例性布局。在该示例性布局中，迹线51、52和53在基板500上水平地布线。迹线51和53朝着两个相反方向平坦且笔直地布线(例如，迹线51可以在从迹线52向上延伸之后向右侧延伸，并且迹线53可以从迹线52向下延伸后向左侧延伸，并且迹线52朝着相反的方向平坦且笔直地布线(例如同时朝着左侧和右侧延伸)。
应当注意，在如图4和图5所示的细长(slender)布线实施例中，如图4和图5所示，迹线可以基本上平行地布置在基板上。以这种方式，滤波器电路的布局可以具有细长的形状，这有助于将滤波器电路封装在薄的，平坦的和/或窄的形状的封装中。
应进一步注意的是，图4和图5所示的平坦布线和平坦布线的形状仅仅是用于在基板上布线的各种可能的布线中的一些，并且本发明不应限于任何特定类型的布线。
根据本发明的实施例，对应的滤波器电路的整体频率响应，包括抑制频带的位置和通带的位置，可以随着迹线的长度变化而变化。因此，当设计好迹线的长度时，可以实现所需的滤波性能。
采取图2所示的示例性布局作为例子，迹线21(例如，从点a1延伸至点a2的线段)具有对应的长度l_a，迹线22(例如，从点b1延伸至点b2的线段)具有对应的长度l_b和迹线23(例如，从点c1延伸到点c2的线段)具有对应的长度l_c。根据本发明的实施例，长度l_a，l_b和l_c可以基本等于在指定工作频率上的四分之一波长的整数倍，其中，指定工作频率可以是在想要的频带中想要的信号的谐振频率。因此，在本发明的实施例中，可以基于指定的工作频率和基板的材料来设计长度l_a，l_b和l_c。
应当注意，点a1和b1可以是相同的点(例如，对应的两条迹线或两个谐振器的连接节点)，也可以是具有相距较短距离的两个不同的点。类似地，点c1和b2可以是相同的点(例如，对应的两个迹线或两个谐振器的连接节点)或具有相距较短距离的两个不同的点。
在本发明的第一场景中，长度l_a，l_b和l_c可以基本等于在指定的工作频率上的四分之一波长(例如，l_a＝l_b＝l_c＝λ/4)。在第一场景中，在图1所示的点a处，对于不想要的信号，第一滤波元件110的开路残段(stub)看起来像短路，而第二滤波元件120的开路残段看起来像开路。因此，不想要的信号将不会通过到达端口_2。整个网络用作不想要信号的陷波滤波器。
图6是示出根据本发明实施例的由滤波器电路的第一滤波元件提供的用于滤除不想要的信号的信号传导路径的示例图。如图6所示，不想要的信号(例如28ghz信号)将不会通过到达端口_2。
图7是示出根据本发明实施例的由滤波器电路的第二滤波元件提供的用于传递想要信号的信号传导路径的示例图。如图7所示，想要的信号(例如39ghz信号)将被传递到端口_2。
在本发明的第二场景中，长度l_a可以基本上等于长度l_c，并且长度l_b可以不同于长度l_a和l_c。例如，长度l_a和l_c可以是在指定工作频率上的四分之一波长，并且长度l_b可以是在指定工作频率上的四分之一波长的整数倍。在本发明的实施例中，当长度l_a等于长度l_c时，可以实现用于抑制不想要的信号的良好的抑制能力。
在本发明的第三场景中，长度l_a，l_b和l_c可以彼此不同，且l_a<l_b<l_c或l_a>l_b>l_c。在长度l_a和l_c不同的情况下，滤波器电路可以提供两个陷波(notch)，以及抑制带宽(可以由两个陷波定义)可以通过控制相应的迹线的长度l_a和l_c来调整。
图8是示出根据本发明实施例的反射损耗曲线s11和插入损耗曲线s21的示意图。在本实施例中，滤波器电路设计为28ghz频带陷波滤波器，用于滤除28ghz信号并保持39ghz信号。在其他实施例中，滤波器电路被设计为39ghz频带陷波滤波器，用于滤除39ghz信号并保持28ghz。
根据本发明的实施例，可以在双工器(diplexer)中利用如上所述的所提出的滤波器电路。
图9示出了根据本发明实施例的双工器电路的示例性布局。双工器电路可以包括两个滤波器电路910和920以及组合器930(也称为结合器)，其中滤波器电路910和920可以由如上所述的在基板900上布线的多条迹线实施。假设双工器电路被配置为发送具有第一谐振频率的第一信号和具有第二谐振频率的第二信号，则滤波器电路910可以被设计为通过控制如上所示的相应迹线的长度，滤除不想要的信号(例如，具有第二谐振频率的信号)的第一陷波滤波器。类似地，滤波器电路920可以被设计为用于通过控制如上所示的相应迹线的长度，滤除不想要的信号(例如，具有第一谐振频率的信号)的第二陷波滤波器。
双工器电路可以进一步包括端口port_3，port_4和port_5。端口port_4和port_5可以是输入端口，而端口port_3可以是输出端口，反之亦然。
根据本发明的实施例，组合器930还可以通过在基板900上布线的多个迹线来实现，例如连接到滤波器电路910的迹线931，连接到滤波器电路920的迹线932，和连接到端口port_3的迹线。根据本发明的实施例，迹线931和932的长度可以根据相应的滤波器电路的指定工作频率来设计。
更具体地，在本发明的实施例中，假设滤波器电路910是用于滤除39ghz信号的陷波滤波器，则可以将连接到滤波器电路910的迹线931的长度设计为在39ghz上的四分之一波长。类似地，假设滤波器电路920是用于滤除28ghz信号的陷波滤波器，则可以将连接到滤波器电路920的迹线932的长度设计为在28ghz上的四分之一波长。
因此，在本发明第一场景的实施例中，当滤波器电路910的第一，第二和第三迹线的长度l_a，l_b和l_c等于在28ghz处(即，当滤波器电路910是用于滤除39ghz信号并通过28ghz信号的陷波滤波器时滤波器电路910的指定工作频率)的四分之一波长时，以及当滤波器电路920的第一，第二和第三迹线的长度l_a，l_b和l_c等于在39ghz处(即，当滤波器电路920是用于滤除28ghz信号并通过39ghz信号的陷波滤波器时滤波器电路920的指定工作频率)的四分之一波长，滤波器电路910的第一/第二/第三迹线和迹线931长度的总和可以与滤波器电路920的第一/第二/第三迹线和迹线932的长度的总和相同。
图10示出了根据本发明另一实施例的双工器电路的示例性布局。双工器电路可以包括两个滤波器电路1010和1020以及组合器1030，其中滤波器电路1010和1020可以由如上所示在基板1000上布线的多个迹线来实现。类似地，组合器1030也可以通过在基板1000上布线的多个迹线来实现，例如连接到滤波器电路1010的迹线1031，连接到滤波器电路1020的迹线1032以及连接到端口port_3的迹线。
在该实施例中，滤波器电路和组合器的布局具有细长的形状。可以根据如上所述的相应滤波器电路的指定工作频率来设计迹线1031和1032的长度。当电路的布局为细长形状时，也可以应用上述类似的迹线长度设计概念。因此，对于迹线长度设计的详细图示，可以参考图9的图示，为简洁起见，在此省略。
应该注意的是，图9和图10是通过示例的方式示出，该附图不一定按比例绘制。
所提出的滤波器电路被设计为由具有可调谐振频率的几个可调谐振器来实现，并且能够用作通用陷波滤波器，该陷波滤波器在特定频率下具有强而深的陷波(或一个以上陷波)并且还可以实现低通滤波器的响应和/或高通滤波器的响应。以这种方式，可以实现良好的滤波性能。
另外，由于可调的谐振器可以由迹线(例如金属迹线，传输线，或者类似的线)实现，因此所提出的滤波器电路的整体尺寸非常小，并且可以容易地应用于毫米波应用中。另外，由于滤波器电路也可以被设计成具有细长的形状，这有助于被封装在薄的，平坦的和/或狭窄的形状的封装中。
本领域技术人员将容易地观察到，在保持本发明的教导的同时，可以对装置和方法进行多种修改和变更。因此，以上公开内容应被解释为仅由所附权利要求的界限来限定。
1.一种滤波器电路，其特征在于，包括：
输入节点；
输出节点；
第一滤波元件，具有第一端和第二端，所述第一端耦接所述输入节点，所述第一滤波元件被配置为向所述第二端提供第一信号传导路径，以将在所述输入节点处接收到的第一信号传导至所述第二端，以及
第二滤波元件，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至所述输入节点，所述第二滤波元件被配置为向所述输出节点提供第二信号传导路径，以将在所述输入节点处接收的第二信号传导至所述输出节点，
其中，所述第一滤波元件的第二端和所述第二滤波元件的第二端为开路端。
2.根据权利要求1所述的滤波器电路，其特征在于，所述第一滤波元件包括第一谐振器，所述第二滤波元件包括第二谐振器和第三谐振器，所述第二谐振器和第三谐振器串联耦接在所述输入节点和所述第二滤波元件的所述第二端之间，其中，所述第二谐振器和所述第三谐振器的连接节点耦接到所述输出节点。
3.根据权利要求2所述的滤波器电路，其特征在于，所述第一谐振器是基板上的第一迹线，所述第二谐振器是所述基板上的第二迹线，所述第三谐振器是所述基板上的第三迹线。
4.根据权利要求3所述的滤波器电路，其特征在于，所述第一迹线具有第一长度，所述第二迹线具有第二长度，并且所述第三迹线具有第三长度，其中，所述第一长度，所述第二长度和所述第三长度基本等于在指定工作频率上的四分之一波长的整数倍。
5.根据权利要求4所述的滤波器电路，其特征在于，所述指定工作频率是所述第二信号的谐振频率。
6.根据权利要求3所述的滤波器电路，其特征在于，所述第一迹线具有第一长度，所述第二迹线具有第二长度，所述第三迹线具有第三长度，所述第一长度基本上等于所述第三长度，并且所述第二长度不同于所述第一长度和所述第三长度。
7.根据权利要求3所述的滤波器电路，其特征在于，所述第一迹线和所述第三迹线在所述基板上螺旋的布线。
8.根据权利要求3所述的滤波器电路，其特征在于，所述第一迹线，所述第二迹线和所述第三迹线是在所述基板上朝向至少一预定方向平坦且笔直的布线。
9.一种滤波器电路，其特征在于，包括：
输入节点；
输出节点；
第一迹线，布线在基板上，以及具有第一端和第二端，所述第一端耦接所述输入节点；
第二迹线，布线在所述基板上，以及具有第一端和第二端，所述第一端耦接所述输入节点，所述第二端耦接所述输出节点，以及
第三迹线，布线在所述基板上，以及具有第一端和第二端，所述第一端耦接所述输出节点，
其中所述第一迹线用作第一滤波元件，用于滤除在所述输入节点处接收的第一信号，以及
其中，所述第二迹线和所述第三迹线用作第二滤波元件，用于将在所述输入节点处接收到的第二信号传递到所述输出节点。
10.根据权利要求9所述的滤波器电路，其特征在于，所述第一迹线的第二端和所述第三迹线的第二端为开路端。
11.根据权利要求9所述的滤波器电路，其特征在于，所述第一迹线具有第一长度，所述第二迹线具有第二长度，并且所述第三迹线具有第三长度，其中，所述第一长度，所述第二长度和所述第三长度基本等于在指定工作频率上的四分之一波长的整数倍。
12.根据权利要求11所述的滤波器电路，其特征在于，所述指定工作频率是所述第二信号的谐振频率。
13.根据权利要求9所述的滤波器电路，其特征在于，所述第一迹线具有第一长度，所述第二迹线具有第二长度，所述第三迹线具有第三长度，所述第一长度基本上等于所述第三长度，并且所述第二长度不同于所述第一长度和所述第三长度。
14.根据权利要求9所述的滤波器电路，其特征在于，所述第一迹线和所述第三迹线在所述基板上螺旋的布线。
15.根据权利要求14所述的滤波器电路，其特征在于，所述第一迹线和所述第三迹线在所述基板上作为矩形螺旋线螺旋地布线。
16.根据权利要求14所述的滤波器电路，其特征在于，所述第一迹线和所述第三迹线在所述基板上作为圆形螺旋线螺旋地布线。
17.根据权利要求9所述的滤波器电路，其特征在于，所述第一迹线，所述第二迹线和所述第三迹线是在所述基板上朝向至少一预定方向平坦且笔直的布线。
18.一种滤波器电路，其特征在于，包括：
输入节点；
输出节点；
第一滤波元件，具有第一端和第二端，所述第一端耦接所述输入节点，所述第一滤波元件被配置为滤除具有第一频率信号的信号，使得所述信号不能到达所述输出节点；
第二滤波元件，具有第一端和第二端，所述第一端耦接所述输入节点，所述第二滤波元件被配置为允许具有第二频率的信号通过以到达所述输出节点；
其中，所述第一滤波元件的第二端和所述第二滤波元件的第二端为开路端。
技术总结