專利名稱：用于延遲射頻信號(hào)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及射頻信號(hào)的傳輸延遲。
背景技術(shù)：
在射頻(RF)信號(hào)傳輸過(guò)程中通常施加時(shí)間延遲來(lái)提供對(duì)控制路徑的合適匹配。例如，使用高功率低損耗時(shí)間延遲元件的前饋線性功率放大器(LPA)被用于提供主路徑和誤差前饋路徑之間的時(shí)間延遲匹配。結(jié)果，在最寬可能操作帶寬上最大化了誤差校正量。這類延遲功能通常是由鋁塊梳狀線帶通濾波器或低損耗同軸電纜提供的。但是，這兩種通用的解決方案包含各種益處和內(nèi)在問(wèn)題。
同軸電纜，有時(shí)候也被稱為延遲線，首先在業(yè)界得到使用，以獲取這樣的RF延遲。它們當(dāng)前仍然得到廣泛的使用。同軸電纜的益處在于，沒(méi)有特殊調(diào)諧的需要。因此，它們易于使用。但不幸的是，它們往往龐大且價(jià)格昂貴。例如，可能必須安裝更長(zhǎng)的同軸電纜來(lái)確保更長(zhǎng)的RF延遲，盡管這樣長(zhǎng)的龐大電纜對(duì)連接來(lái)說(shuō)并不需要。而且，根據(jù)同軸電纜的質(zhì)量和長(zhǎng)度，每次安裝可花費(fèi)超過(guò)100美元，當(dāng)要進(jìn)行數(shù)百次安裝時(shí)，這就會(huì)過(guò)于昂貴了。結(jié)果，通常會(huì)取代同軸電纜而使用其他的解決方案，諸如鋁塊梳狀線帶通濾波器。
在圖1中顯示了典型的鋁塊梳狀線帶通濾波器，并且將其一般地標(biāo)為10。如所示，輸入端口12和輸出端口14被安置在濾波器10的底表面16上。在濾波器的頂表面18上，提供兩個(gè)螺絲孔20、22，用于安裝濾波器10。調(diào)諧器24夾在在頂表面18與底表面16之間，其提供多種調(diào)諧調(diào)節(jié)器26，用于控制RF延遲。
盡管這樣的鋁塊梳狀線帶通濾波器10能夠以高功率電平提供低損耗延遲，而不會(huì)有龐大同軸電纜的尺寸和價(jià)格要求，但該濾波器必須使用調(diào)諧器24的調(diào)諧調(diào)節(jié)器26進(jìn)行單獨(dú)調(diào)諧以及手工裝配，這通常是由供應(yīng)商完成的。自限定調(diào)諧和裝配對(duì)濾波器10的價(jià)格增加了額外的手工勞動(dòng)。特別地，所示的每一個(gè)調(diào)諧調(diào)節(jié)器26必須由供應(yīng)商單獨(dú)進(jìn)行調(diào)諧。盡管鋁塊梳狀線帶通濾波器比同軸電纜便宜，但由于每一濾波器10的生產(chǎn)價(jià)格成本為約45美元，所以仍然相當(dāng)貴。因此，濾波器可能比同軸電纜更好，但當(dāng)然有其自己的一套缺點(diǎn)，諸如成本和勞動(dòng)力。
還有其他的濾波器，諸如三模式陶瓷延遲濾波器和具有可變帶寬和可變延遲的可調(diào)諧濾波器。所有這些其他濾波器都類似地較為昂貴并且需要特定調(diào)諧和手工裝配。


通過(guò)提供下面特別結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)描述的RF傳輸裝置，至少部分地滿足了上述的需要，在附圖中圖1包括典型鋁塊梳狀線帶通濾波器的圖示；圖2包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于發(fā)射RF信號(hào)的裝置的圖示，該裝置具有帶有單一同軸延遲元件的RF延遲濾波器；圖3包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于發(fā)射RF信號(hào)的裝置的圖示，該裝置具有帶有兩個(gè)同軸延遲元件的RF延遲濾波器；圖4包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于發(fā)射RF信號(hào)的裝置的圖示，該裝置具有帶有三個(gè)同軸延遲元件的RF延遲濾波器；圖5包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于發(fā)射RF信號(hào)的裝置的圖示，該裝置具有帶有四個(gè)同軸延遲元件的RF延遲濾波器。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，圖中元件是出于簡(jiǎn)化和清楚的目的而圖示的，并不必按比例繪制。例如，圖中某些元件的尺寸可能與其他元件相比較為夸大，以有助于改進(jìn)對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例的理解。而且，通常不會(huì)描繪在商業(yè)可行實(shí)施例中有用且必需的常用和公知元件，以便有助于減少對(duì)本發(fā)明這些各種實(shí)施例的視圖造成的阻礙。
具體實(shí)施例方式
一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)這些各種實(shí)施例，提供一種具有RF延遲濾波器的RF傳輸裝置，其包括一個(gè)或多個(gè)高介電常數(shù)材料同軸延遲元件，該同軸延遲元件具有輸入端口和輸出端口。根據(jù)各種實(shí)施例，該同軸延遲元件包括內(nèi)部導(dǎo)體，其在操作中耦合在輸入端口和輸出端口之間；以及，外部導(dǎo)體，其通過(guò)高介電常數(shù)材料與內(nèi)部導(dǎo)體相隔開(kāi)。在一個(gè)特定實(shí)施例中，高介電常數(shù)材料是陶瓷材料。而且，通過(guò)所示的各種實(shí)施例，同軸延遲元件的端口在操作中耦合于電連接接頭。在一個(gè)實(shí)施例中，同軸延遲元件端口中的每一個(gè)在操作中耦合到電容器，以補(bǔ)償電感。
在所示各種實(shí)施例中，同軸延遲元件優(yōu)選基本上根據(jù)關(guān)于帶寬中心頻率的半波長(zhǎng)整數(shù)倍來(lái)配置。在一個(gè)由兩個(gè)或更多同軸延遲元件限定的RF延遲濾波器的實(shí)施例中，使用四分之一波微帶傳輸線來(lái)在操作中耦合在至少兩個(gè)同軸延遲元件之間。在各種實(shí)施例中，RF延遲濾波器被表面安裝到用于前饋線性功率放大器的印刷電路板上。
通過(guò)這些各種教導(dǎo)，該RF信號(hào)傳輸裝置配備有RF延遲濾波器，其能夠操作在高功率電平但卻具有低損耗。所提供的裝置具有相似尺寸的典型濾波器的益處，但不需要供應(yīng)商進(jìn)行調(diào)諧調(diào)節(jié)，因?yàn)楸綬F延遲濾波器基本上在半波長(zhǎng)倍數(shù)處匹配，而不用管其特性阻抗。所得到的整個(gè)濾波器的操作帶寬可以輕易增加，而不必減少可用帶寬。各種實(shí)施例中所示的延遲濾波器的生產(chǎn)成本將比其他先前的解決方案低5美元，該其他先前的解決方案的價(jià)格范圍為從45美元(例如其他現(xiàn)有技術(shù)濾波器)到超過(guò)100美元(例如同軸電纜)。這就轉(zhuǎn)化為成本上的顯著節(jié)省。各種教導(dǎo)中所示的裝置還易于制造，因?yàn)槠淇梢宰詣?dòng)安置和/或表面安裝到襯底或印刷電路板上。所有這些格外的益處都是通過(guò)本RF信號(hào)傳輸裝置的各種教導(dǎo)而獲得的，本RF信號(hào)傳輸裝置施加RF延遲，同時(shí)以最小損耗輸出高功率電平輸出。
現(xiàn)在參看附圖，特別是圖2，用于提供說(shuō)明性、而非窮舉性的例子，以便有助于本說(shuō)明書(shū)，顯示了一種RF信號(hào)傳輸裝置，其具有帶有單一同軸延遲元件的RF延遲濾波器，一般地標(biāo)為100。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)可并認(rèn)識(shí)到，該說(shuō)明性例子的特定細(xì)節(jié)并非本發(fā)明本身的特定細(xì)節(jié)，這里所闡述的教導(dǎo)適用于多種不同的可替換實(shí)施例。例如，可以使用其他同軸延遲元件，并且還可以包括多個(gè)同軸延遲元件。這樣，技術(shù)人員將易于認(rèn)識(shí)到的各種可替換實(shí)施例都落入到本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施例中，裝置100包括具有單一同軸延遲元件104的RF延遲濾波器102。如所示，同軸延遲元件104包括內(nèi)部導(dǎo)體106、外部導(dǎo)體108、以及使內(nèi)部導(dǎo)體和外部導(dǎo)體彼此分隔的高介電常數(shù)材料110。同軸延遲元件104具有伸長(zhǎng)的形狀，盡管也可考慮其他形狀。內(nèi)部導(dǎo)體106配置有圓形開(kāi)口112，其內(nèi)部涂有電傳導(dǎo)性材料。在內(nèi)部導(dǎo)體106的圓形開(kāi)口112的每一端上提供輸入端口114和輸出端口116，用于傳播RF信號(hào)。具體地，兩個(gè)電連接接頭118、120分別耦合到內(nèi)部導(dǎo)體106的輸入端口114和輸出端口116。電連接接頭118、120隨后都耦合到裝置100的印刷電路板125的電路徑122、124。結(jié)果，同軸延遲元件104進(jìn)行了到印刷電路板125的電連接，并且由此為結(jié)構(gòu)提供了RF信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間延遲。
具有方形截面的外部導(dǎo)體108類似地由同軸延遲元件104的伸長(zhǎng)形狀而限定，并且優(yōu)選地，外部導(dǎo)體108的全部表面涂有電傳導(dǎo)性材料，諸如鋁，用于使RF延遲濾波器102接地。在一個(gè)實(shí)施例中，高介電常數(shù)材料110基本上由陶瓷材料構(gòu)成，其有效地分隔開(kāi)內(nèi)部導(dǎo)體106和外部導(dǎo)體108。從所示的RF延遲濾波器102的該配置中，可以創(chuàng)建同軸傳輸線，其用于引起通過(guò)裝置100發(fā)射的RF信號(hào)中的延遲。實(shí)際上，RF延遲濾波器102的構(gòu)造類似于壓控振蕩器(VCO)中使用的普通四分之一波陶瓷諧振器，但是用電連接接頭118、120之一代替了短接端。而且，由于RF延遲濾波器102在相對(duì)于中心頻率的半波長(zhǎng)的倍數(shù)處匹配，而不管其特性阻抗的大小，所以該RF延遲濾波器不需要進(jìn)行單獨(dú)調(diào)諧。還使用ABCD-參數(shù)分析，在數(shù)學(xué)上顯示了特性阻抗(具有歸一化到50歐姆的失配)導(dǎo)致多反射，并且由此將乘數(shù)效應(yīng)施加到RF信號(hào)所遇到的時(shí)間延遲量。該延遲遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)RF信號(hào)通過(guò)相同陶瓷結(jié)構(gòu)的正常無(wú)反射(匹配)傳播所遇到的延遲。實(shí)際上，RF延遲濾波器102可以被看作是能夠從一端向另一端發(fā)射RF信號(hào)的同軸電纜。
特別地，RF延遲濾波器(例如同軸傳輸線)102展示在每端與系統(tǒng)阻抗Zo終接的特性阻抗Zc，并且特性阻抗Zc和系統(tǒng)阻抗Zo都是本領(lǐng)域中公知的。在一個(gè)實(shí)施例中，同軸延遲元件102的電長(zhǎng)度被選擇為在中心頻率ω0處為0.5λ或1.0λ，其中ω0＝2πf0，從而f0是單位為赫茲的中心頻率，這也是本領(lǐng)域公知的。結(jié)果，不需要阻抗匹配，因?yàn)檠b置100主要在半波長(zhǎng)倍數(shù)上匹配。這就真的不用管同軸延遲元件104的特性阻抗的大小了。換句話說(shuō)，給定中心頻率處的整數(shù)倍半波長(zhǎng)，結(jié)果，裝置100基本上匹配，而不用管為Zc和Zo選擇的值(忽略來(lái)自電連接接頭118、120的寄生現(xiàn)象)。不再需要也不再想要兩個(gè)端口的阻抗匹配，因?yàn)槭湓酱?，延遲就越大。
同軸延遲元件104的這個(gè)特性阻抗可以通過(guò)如下公式進(jìn)行估計(jì)Zc=12πμϵln(1.079ba)≅650ϵrln(1.079ba),---(1)]]>其中ε是陶瓷材料的介電常數(shù)，εr是相對(duì)介電常數(shù)，“b”是外直徑(平-平)，μ是陶瓷材料的導(dǎo)磁率，“a”是內(nèi)直徑，并且包括近似的因子1.079，用來(lái)考慮材料的方形截面。所有這些數(shù)學(xué)變量都是本領(lǐng)域公知的。根據(jù)“b/a”的比率，對(duì)于εr≈38的低損耗陶瓷材料，特性阻抗Zc通常在8到14Ω的范圍。傳播速度與 成反比，并且在高介電常數(shù)的材料中變慢。這提供了一種方法，用于對(duì)給定延遲量縮小RF延遲濾波器102的尺寸。
盡管如此，對(duì)可以選擇多高的介電常數(shù)還是有一定的限制。為了抑制高階(非TEM)模式，延遲元件不應(yīng)操作在支持TE11模式的頻率。(TE11是最低易消散模式。)可以使用下面的簡(jiǎn)單經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定頻率上限，fmax=0.95190.8522(a+b)ϵr,---(2)]]>其中，最大可用頻率的單位是GHz，并且“a”和“b”的單位是毫米。頻率限制還包括5％的安全裕度。使用εr≈38的標(biāo)準(zhǔn)諧振器截面尺寸，頻率上限通常高于1.4GHz。但是，注意，使用D36陶瓷材料和公知諧振器尺寸，fmax高于2.7GHz。
盡管如此，如上所述，裝置100是具有RF延遲濾波器102的配置的基本上匹配結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵赗F延遲元件104的每一端處的連接點(diǎn)，具體地，因?yàn)殡娺B接接頭118、120，都不可避免地有必須要補(bǔ)償?shù)哪承┥傻慕宇^寄生現(xiàn)象。為了考慮這些電連接接頭118、120的寄生現(xiàn)象，在印刷電路板125上添加串聯(lián)芯片電容器。具體地說(shuō)，在所示的這個(gè)實(shí)施例中，電容器126、128分別連接到印刷電路板125的傳輸路徑122、124，以消除由電連接接頭118、120引起的寄生電感。優(yōu)選地，選擇每一補(bǔ)償電容器126、128來(lái)消除中心頻率處的寄生電感的電抗。
但是，應(yīng)該注意到，由于現(xiàn)今可用電容器的限制，各種教導(dǎo)具有由于與電連接接頭118、120相關(guān)聯(lián)的寄生現(xiàn)象而引發(fā)的頻率限制。通過(guò)合適的補(bǔ)償，裝置100實(shí)際上工作達(dá)到大約1GHz，但是不能更高。這是由于電連接接頭118、120的串聯(lián)電感造成的。但是，如果可以以某種方式補(bǔ)償寄生電感，就可能解決該限制。因此，考慮其他可替換實(shí)施例，它們都是本發(fā)明各種教導(dǎo)的范圍之內(nèi)。
對(duì)于裝置100的剩余部分，傳輸路徑122、124分別繼續(xù)到印刷電路板125上的輸入連接器130和輸出連接器132，其分別包括具有在每一連接器上的接地138、140的接地外罩134、136。如所示，所示的裝置100能夠易于制造并且表面安裝到印刷電路板125上。RF延遲濾波器102以RF信號(hào)傳輸?shù)母吖β孰娖教峁┑蛽p耗延遲，其不需要手工調(diào)諧，而在尺寸在小于龐大的同軸電纜。具有所有這些益處以及更多的益處，所示的本裝置100仍然會(huì)比現(xiàn)有技術(shù)解決方案的價(jià)格低廉很多。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于發(fā)射RF信號(hào)的裝置，其具有帶有兩個(gè)同軸延遲元件的RF延遲濾波器，并且一般地被標(biāo)為200。為了各種教導(dǎo)的描述的簡(jiǎn)化和清楚，與圖2相同的元件將在這里使用相同的附圖標(biāo)記。對(duì)于類似于先前在圖2中示出元件的其他新添加的元件，在相似元件的以前的附圖標(biāo)記的第一個(gè)數(shù)字上，它們將用“2”來(lái)替換“1”。
考慮到當(dāng)前系統(tǒng)的帶寬和波紋要求，在不會(huì)由于在頻帶邊緣處失配的衰減造成過(guò)度縮窄帶寬的情況下，單一RF延遲濾波器可能不足以提供足夠的延遲。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以添加附加的元件到RF延遲濾波器202，其可以級(jí)聯(lián)到印刷電路板125上。因此，如圖3的例子所示，在RF延遲濾波器202的這個(gè)實(shí)施例中包括兩個(gè)同軸延遲元件。從印刷電路板125的頂部開(kāi)始，包括由類似的第一同軸延遲元件104，該第一同軸延遲元件104包括所有在圖2中所示的相同元件。該實(shí)施例的一個(gè)不同在于，傳輸路徑124沒(méi)有像先前圖2中所示一樣連接到輸出連接器132。不同的是，本實(shí)施例中所示的傳輸路徑124在操作中耦合(例如，具體地，連接)到充當(dāng)具有Zo特性阻抗的阻抗變換器的四分之一波微帶傳輸線230。
四分之一波微帶傳輸線230接著經(jīng)由另一傳輸路徑222耦合到第二同軸延遲元件204。當(dāng)RF信號(hào)從一個(gè)RF延遲元件104傳播到下一個(gè)RF延遲元件204時(shí)，四分之一波微帶傳輸線230具有在頻帶邊緣反轉(zhuǎn)頻率失配的效應(yīng)。這增加了給定帶寬的延遲。盡管第一和第二RF延遲元件104、204在所示實(shí)施例中具有相同的波長(zhǎng)，但是也可以實(shí)現(xiàn)其他波長(zhǎng)元件的組合。但是，半波長(zhǎng)和/或全波長(zhǎng)元件的組合生成了具有吸引力的濾波器響應(yīng)。由于波長(zhǎng)元件的最優(yōu)組合取決于振幅波紋和時(shí)間延遲平坦度(從線性相位的偏離)之間的權(quán)衡，因此，還考慮其他可替換實(shí)施例，并且這些實(shí)施例即使沒(méi)有示出，也在這些各種教導(dǎo)的范圍之內(nèi)。
沿著傳輸路徑222，另一電容器226在操作中連接到第二同軸延遲元件204和四分之一波微帶傳輸線230。類似于第一同軸延遲元件104，經(jīng)由第二同軸延遲元件內(nèi)部導(dǎo)體206輸入端口214上的電連接接頭218，第二同軸延遲元件204在操作中耦合到傳輸路徑222。在這個(gè)實(shí)施例中，相似地，內(nèi)部導(dǎo)體206配置有內(nèi)部涂有電傳導(dǎo)性材料的圓形開(kāi)口212，并且使用高介電常數(shù)材料210來(lái)將內(nèi)部導(dǎo)體和外部導(dǎo)體208相分隔。在內(nèi)部導(dǎo)體206的輸出端口216上，另一電連接接頭220類似地連接到另一傳輸路徑224，該傳輸路徑224又連接到印刷電路板125的輸出連接器132。沿著傳輸路徑224，類似地安置另一電容器228，用于補(bǔ)償?shù)诙S延遲元件204的電連接接頭220的寄生電感。
如所示，圖2中所示具有單一同軸延遲元件的實(shí)施例與圖3中所示具有兩個(gè)同軸延遲元件的實(shí)施例之間的區(qū)別之一在于對(duì)四分之一波微帶傳輸線230的使用，其有效地作為具有Zo的特性阻抗的阻抗變換器而起作用。結(jié)果，通過(guò)使用四分之一波微帶傳輸線230，當(dāng)RF信號(hào)從一個(gè)同軸延遲元件傳播到另一個(gè)同軸延遲元件時(shí)，頻帶邊緣的頻率失配已經(jīng)被反轉(zhuǎn)。如果需要，通過(guò)每一增加的同軸延遲元件可以增加更多的RF延遲，同時(shí)最小化由于頻帶邊緣失配衰減而引起的帶寬變窄的效應(yīng)。結(jié)果，這擴(kuò)展了整個(gè)所得到的裝置200的操作帶寬。而且，在所示的一個(gè)實(shí)施例中，不存在特殊手調(diào)諧或人工裝配裝置200的過(guò)程。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)現(xiàn)方案的需要，可以添加的同軸延遲元件的數(shù)量只受到硬件考慮的限制。圖4和5中示出了具有多個(gè)同軸延遲元件的其他示例實(shí)施例，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地認(rèn)識(shí)到，具有一個(gè)或多個(gè)不同波長(zhǎng)同軸延遲元件的其他實(shí)施例都在這些各種教導(dǎo)的范圍內(nèi)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，作為示例實(shí)施例，顯示了用于發(fā)射RF信號(hào)的裝置，其具有帶有三個(gè)同軸延遲元件的RF延遲濾波器，將被一般地標(biāo)為300。為了各種教導(dǎo)的描述的簡(jiǎn)化和清楚，再次使在圖2和3中指示相同的元件使用相同的附圖標(biāo)記。對(duì)于其他新添加的元件，類似于先前圖2和3中所示的，將用標(biāo)號(hào)“3”替換先前相似元件附圖標(biāo)記的第一個(gè)數(shù)字“1”和“2”。
在這個(gè)實(shí)施例中，在印刷電路板125的輸入連接器130和輸出連接器132之間，RF延遲濾波器302的三個(gè)RF延遲元件104、204、304通過(guò)多個(gè)傳輸路徑122、124、222、224、322、324在操作中互相耦合。在這個(gè)實(shí)施例中，另一四分之一波微帶傳輸線330用于連接第二同軸延遲元件204和第三同軸延遲元件304，該第三同軸延遲元件304類似地包括高介電常數(shù)材料310，用來(lái)分隔外部導(dǎo)體308和內(nèi)部導(dǎo)體306。第三同軸延遲元件304的內(nèi)部導(dǎo)體306類似地配置有內(nèi)部涂有電傳導(dǎo)性材料的圓形開(kāi)口312。如所示，同軸延遲元件104、204、304級(jí)聯(lián)在印刷電路板125上。具體地說(shuō)，連接到第一同軸延遲元件104外部端口116的電連接接頭120經(jīng)由第一四分之一波微帶傳輸線230，在操作中耦合到電連接接頭218，該電連接接頭218連接到第二同軸延遲元件204的輸入端口214。類似地，該路徑通過(guò)以下方式繼續(xù)，即，電連接接頭220連接到第二同軸延遲元件204的輸出端口216，該第二同軸延遲元件204在操作中耦合到電連接接頭318，該電連接接頭318連接到第三同軸延遲元件304的輸入端口314。在第三同軸延遲元件304的另一端，連接到第三同軸延遲元件輸出端口316的電連接接頭320在操作中耦合到印刷電路板125上的輸出連接器132。類似地，第三同軸延遲元件304
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5中所示的最后一個(gè)示例實(shí)施例，顯示了一種用于發(fā)射RF信號(hào)的裝置，其具有帶有四個(gè)同軸延遲元件的RF延遲濾波器，并且一般地標(biāo)為400。為了各種教導(dǎo)的描述的簡(jiǎn)化和清楚，再次使圖2～4中標(biāo)出的相同元件使用相同的附圖標(biāo)記。對(duì)于其他新添加的元件，類似于先前圖2～4中所示的，將用標(biāo)號(hào)“4”替換先前相似元件附圖標(biāo)記的第一個(gè)數(shù)字“1”、“2”和“3”。
該實(shí)施例非常類似于圖3所示的實(shí)施例，不同在于對(duì)RF延遲濾波器402添加了第四同軸延遲元件404，其導(dǎo)致附加的第三四分之一波微帶傳輸線430添加在第三同軸延遲元件304和第四同軸延遲元件404之間。另一差異在于，第一和第四同軸延遲元件104、404具有與第二和第三同軸延遲元件204、304的波長(zhǎng)不同的波長(zhǎng)。具體地說(shuō)，第一和第四同軸延遲元件104、404都是由半波長(zhǎng)限定的，而第二和第三同軸延遲元件都是由全波長(zhǎng)限定的。第四同軸延遲元件404包括以下相似的功能元件由高介電常數(shù)材料410分隔的內(nèi)部導(dǎo)體406和外部導(dǎo)體408。內(nèi)部導(dǎo)體406配置有內(nèi)部涂有電傳導(dǎo)性材料的類似圓形開(kāi)口412。在內(nèi)部導(dǎo)體的每一端上，輸入端口414和輸出端口416分別連接到兩個(gè)電連接接頭418、420。結(jié)果，在印刷電路板125上，通過(guò)兩個(gè)傳輸路徑422、424組成連接。類似地，兩個(gè)電容器426、428分別沿著兩個(gè)傳輸路徑422、424安置。如該實(shí)施例中所述，第一和第四同軸延遲元件104、404具有相似的部件和相同的波長(zhǎng)，它們不同于第二和第三同軸延遲元件204、304。
該實(shí)施例強(qiáng)調(diào)同軸延遲元件的波長(zhǎng)不必與先前實(shí)施例中所示的波長(zhǎng)相同。然而，半波長(zhǎng)和/或全波長(zhǎng)元件的組合是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈儍A向于生成更具吸引力的濾波器響應(yīng)。這些同軸延遲元件的振幅波紋與時(shí)間延遲平坦度(從線性相位的偏離)之間存在權(quán)衡。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所易于認(rèn)識(shí)到的，可能有其他可替換實(shí)施例，可能包括全部為不同波長(zhǎng)的同軸延遲元件，只要它們適合于特定結(jié)果以及是實(shí)現(xiàn)方案所需的。因此，如前所述，對(duì)各種教導(dǎo)中所示的實(shí)施例進(jìn)行變化實(shí)際上是沒(méi)有限制的。由此，其他可替換實(shí)施例也在這些各種教導(dǎo)的范圍內(nèi)。
通過(guò)所示的這些各種教導(dǎo)，提供一種新穎的RF延遲技術(shù)。作為所示各種教導(dǎo)的結(jié)果，提供一種高功率電平、低損耗的RF延遲濾波器，其被證明比現(xiàn)有解決方案更有效率且更加節(jié)省成本。本RF延遲濾波器能夠組合不需要調(diào)諧調(diào)節(jié)器或手工裝配的同軸電纜與體積小得多的鋁塊梳狀線濾波器的益處。由于同軸延遲元件可易于添加從而增加RF延遲而不會(huì)使有用帶寬變窄，因此，各種教導(dǎo)顯示的RF延遲濾波器也比其他現(xiàn)有解決方案更加靈活。最好的是，即使具有所示實(shí)施例的各種教導(dǎo)所提供的所有這些多種益處，本發(fā)明的RF延遲濾波器仍然基本上比其他現(xiàn)有解決方案花費(fèi)少。而且，各種教導(dǎo)中所示的裝置還易于制造，因?yàn)樗梢宰詣?dòng)安置和/或表面安裝在襯底或印刷電路板上。結(jié)果，不需要特殊的技術(shù)來(lái)制造所示各種實(shí)施例。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，對(duì)于上述實(shí)施例，可以進(jìn)行很寬范圍的各種不同修改、更改和組合，而不會(huì)偏離本發(fā)明的精神和范圍，這樣的修改、更改和組合都被視作在本創(chuàng)造性概念的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于延遲射頻信號(hào)的裝置，包括由高介電常數(shù)材料組成的至少一個(gè)同軸延遲元件；輸入端口，在操作中耦合到所述至少一個(gè)同軸延遲元件的一端；輸出端口，在操作中耦合到所述至少一個(gè)同軸延遲元件的另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括第一電容器，在操作中耦合到所述輸入端口；第二電容器，在操作中耦合到所述輸出端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括第一電連接接頭，在操作中耦合到所述輸入端口；第二電連接接頭，在操作中耦合到所述輸出端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述至少一個(gè)同軸延遲元件包括內(nèi)部導(dǎo)體，在操作中耦合在所述輸入端口和所述輸出端口之間；外部導(dǎo)體，其中，所述高介電常數(shù)材料使所述內(nèi)部導(dǎo)體與所述外部導(dǎo)體相分隔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中所述高介電常數(shù)材料由陶瓷材料組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述至少一個(gè)同軸延遲元件包括多個(gè)同軸延遲元件，并且進(jìn)一步包括至少一個(gè)四分之一波微帶傳輸線，在操作中耦合在所述多個(gè)同軸延遲元件的至少兩個(gè)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述至少一個(gè)同軸延遲元件基本上根據(jù)關(guān)于中心頻率的半波長(zhǎng)整數(shù)倍來(lái)配置。
8.一種用于延遲射頻信號(hào)的裝置，包括由高介電常數(shù)材料組成的多個(gè)同軸延遲元件，其中所述多個(gè)同軸延遲元件中的至少一個(gè)包括至少兩個(gè)端口；電連接接頭，在操作中耦合到所述至少兩個(gè)端口中的每一個(gè)；電容器，在操作中耦合到所述電連接接頭；四分之一波微帶傳輸線，在操作中耦合在所述多個(gè)同軸延遲元件的至少兩個(gè)之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中所述多個(gè)同軸延遲元件基本上根據(jù)關(guān)于中心頻率的半波長(zhǎng)整數(shù)倍來(lái)配置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中所述多個(gè)同軸延遲元件中每一個(gè)包括內(nèi)部導(dǎo)體，在操作中耦合在所述輸入端口和所述輸出端口之間；外部導(dǎo)體，其中所述高介電常數(shù)材料使所述內(nèi)部導(dǎo)體和所述外部導(dǎo)體相分隔。
11.一種用于發(fā)射射頻信號(hào)的裝置，包括由輸入端口和輸出端口組成的印刷電路板；射頻延遲濾波器，在操作中耦合在所述印刷電路板的表面上的、所述輸入端口和所述輸出端口之間，其中所述射頻延遲濾波器包括至少一個(gè)同軸延遲元件，該至少一個(gè)同軸延遲元件由連接在輸入端口和輸出端口之間的高介電常數(shù)材料組成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中所述至少一個(gè)同軸延遲元件包括第一電連接接頭，在操作中耦合到所述輸入端口；第二電連接接頭，在操作中耦合到所述輸出端口。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中所述至少一個(gè)同軸延遲元件包括第一電容器，在操作中耦合到所述第一電連接接頭；第二電容器，在操作中耦合到所述第二電連接接頭。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中所述至少一個(gè)同軸延遲元件包括內(nèi)部導(dǎo)體，在操作中耦合在所述輸入端口和所述輸出端口之間；外部導(dǎo)體，其中所述高介電常數(shù)材料使所述內(nèi)部導(dǎo)體和所述外部導(dǎo)體相分隔。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中所述至少一個(gè)同軸延遲元件包括多個(gè)同軸延遲元件，并且進(jìn)一步包括至少一個(gè)四分之一波微帶傳輸線，在操作中耦合在所述多個(gè)同軸延遲元件的至少兩個(gè)之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中所述至少一個(gè)同軸延遲元件基本上根據(jù)關(guān)于中心頻率的半波長(zhǎng)整數(shù)倍配置。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中所述裝置是用于前饋線性功率放大器的可表面安裝的電路。
全文摘要
在用于發(fā)射和延遲射頻信號(hào)傳輸?shù)谋炯夹g(shù)中，向RF延遲濾波器(102)提供至少一個(gè)高介電常數(shù)材料的同軸延遲元件(104)，其中每一個(gè)同軸延遲元件都具有輸入端口(114)和輸出端口(116)。多個(gè)同軸延遲元件通過(guò)四分之一波微帶傳輸線(230)在操作中耦合，以彌補(bǔ)延遲元件頻帶邊緣處的任何頻率失配。還在同軸元件的每一端口處包括一系列電容器(126、128)，以補(bǔ)償任何寄生電感。
文檔編號(hào)H01P1/18GK101065878SQ200580040803
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2005年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者威廉·H·坎特雷爾, 達(dá)勒·R·安德森, 威廉·R·麥澤考 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司