Disposición de red de filtro.

Disposicion de red de filtro analógico que comprende:

una red (7) de filtro;

y

una o mas redes (9a, 9b) de corrección, en la que la una o mas redes de corrección esta(n) dispuesta(s) para ecualizar sustancialmente la ganancia y el retardo de grupo de la banda de paso de la disposición de red de filtro y en la que el retardo de grupo es la derivada de la fase con respecto a una frecuencia angular, en la que se seleccionan los Q de la red de filtro y la una o mas redes de corrección de manera que**Fórmula** donde fo 1**Fórmula** Q es el Q de la una o mas redes de corrección, Qf es el Q de r I bw Q, bw la red de filtro y . y bw son la frecuencia central y el ancho de banda de la red de filtro, respectivamente.

Disposición de red de filtro Campo de la invención

La invención se refiere a un filtrado de señales. En particular, la invención se refiere a la ecualización de la atenuación y el retardo de grupo a través de la banda de paso de una disposición de red de filtro.

Antecedentes de la invención

Los satélites de comunicación procesan normalmente señales recibidas y transmitidas en varios canales de comunicación. Para separar y combinar los canales de comunicación, el satélite puede hacer uso de varios filtros. Los filtros implicados en un procesamiento de señales están diseñados para cumplir con requisitos, a menudo estrictos, sobre la calidad de señal. Una variación de la ganancia y el retardo de grupo en función de la frecuencia puede provocar una degradación de la señal. Por tanto, es deseable que los filtros implicados en el procesamiento de señales presenten casi una planeidad de ganancia y una planeidad de retardo de grupo en la medida de lo posible.

En filtros de fase no mínima se han usado acoplamientos cruzados dentro de los filtros para ecualizar el retardo de grupo de los filtros. Esta técnica requiere un filtro de orden superior y hay un límite con respecto al porcentaje del ancho de banda del filtro que puede corregirse.

También se conoce el uso de redes externas para ecualizar el retardo de grupo a través de la banda de paso de un filtro. Por ejemplo, se han usado redes de un puerto externas para añadir retardos apropiados a señales en la banda de paso.

Además, se conoce que el factor de calidad (Q) de los resonadores de un filtro puede ajustarse con el fin de proporcionar un cierto aplanamiento de la banda de paso. El Q de un resonador es una medida de la intensidad de la amortiguación de sus oscilaciones. Para obtener una banda de paso plana, se usan convencional mente resonadores de filtro de Q muy alto, lo que da como resultado un filtro con un tamaño relativamente grande. Para obtener una banda de paso plana con resonadores Q inferiores, se han sugerido una distorsión previa, la introducción de ceros de transmisión complejos o acoplamientos cruzados con pérdidas en el filtro. El uso de ceros complejos o acoplamientos cruzados con pérdidas para aplanar la banda de paso significa que se requiere un aumento en la complejidad y el orden del filtro.

La invención pretende mejorar la técnica anterior.

Sumario de la invención

Según la invención, se proporciona una disposición de red de filtro que comprende una red de filtro; y una o más redes de corrección, en la que la una o más redes de corrección está(n) configurada(s) para ecualizar sustancialmente la ganancia y el retardo de grupo de la banda de paso de la disposición de red de filtro.

Se observará que la ganancia y el retardo de grupo de la banda de paso de la disposición de red de filtro no serán perfectamente planos a través de toda la banda de paso. Sin embargo, una o más redes de corrección externas está(n) dispuesta(s) para reducir la variación en la ganancia y el retardo de grupo a través de la banda de paso. La red de corrección está diseñada para que tenga una ganancia y un retardo de grupo que ecualizan la ganancia y el retardo de grupo globales para proporcionar una ganancia y un retardo de grupo de la banda de paso globales casi planos. Por retardo de grupo quiere decirse la derivada de la fase con respecto a la frecuencia angular.

Los Q de la red de filtro y la una o más redes de corrección pueden seleccionarse de manera que 0,4 < < 2,5.

rf

donde r _ 2<l_L y r _ , Qc es el Q de la una o más redes de corrección, Qr es el Q de la red de filtro y f0 y

bw Qc ' bw Qf

bw son la frecuencia central y el ancho de banda de la red de filtro, respectivamente. Se ha encontrado que si los Q cumplen con la relación anterior, el retardo de grupo a través de la banda de paso de la disposición de red de filtro es sustancialmente plano cuando la ganancia a través de la banda de paso es plana y puede construirse un polinomio para una o más redes de corrección que ecualiza tanto la ganancia como el retardo de grupo a través de la banda de paso de la disposición de red de filtro.

Los Q pueden seleccionarse de manera que rc sea mayor que rf con el fin de conseguir un aplanamiento de la banda de paso para un porcentaje mayor del ancho de banda de filtro para un orden dado de una o más redes de corrección.

Alternativamente, puede elegirse el Q de la o cada una de la una o más redes de corrección para que sea igual o sustancialmente igual que el Q de la red de filtro. La red de filtro y la una o más redes de corrección pueden realizarse en el mismo medio o en uno similar para garantizar que el Q de la una o más redes de corrección es igual que el Q de la red de filtro.

Se ha encontrado que si la una o más redes de corrección externas tiene(n) sustancialmente el mismo Q que la red de filtro, existen soluciones para la una o más redes de corrección que aplanarán la banda de paso de filtro y también ecualizarán el retardo de grupo de la disposición de red de filtro independientemente del Q real. Por consiguiente, no es necesario conocer el Q preciso de la red de filtro siempre que la una o más redes de corrección tenga(n) sustancialmente el mismo Q que la red de filtro, por ejemplo si los resonadores de la una o más redes de corrección son del mismo tipo y se realizan en el mismo medio o en uno similar que la red de filtro. En otras palabras, si el Q del filtro y la al menos una red de corrección son iguales, una solución para la al menos una red de corrección que aplana la ganancia también aplanará el retardo de grupo. La relación no es exacta, por lo que el aplanamiento de la ganancia no proporcionará un aplanamiento preciso del retardo de grupo. Puede seleccionarse una solución para la una o más redes de corrección que proporciona la mejor planeidad de ganancia, proporcionando de ese modo también un retardo de grupo sustancialmente plano. En otras palabras, puede elegirse una red de corrección que minimiza la variación en ganancia de la disposición de red de filtro y, en consecuencia, también se reducirá la variación de retardo de grupo.

La invención permite usar una red de filtro con resonadores de Q bajo y puede reducirse el tamaño de la red de filtro en comparación con redes de filtro que usan resonadores de Q alto para aplanar la banda de paso. Puesto que se añade una red externa, el tamaño global de la disposición de red de filtro será naturalmente el doble del tamaño de la red de filtro. Sin embargo, el tamaño global todavía será menor o comparable con la red de filtro en la que la banda de paso del filtro se aplanaba aumentando el Q y, según la invención, también se ecualizará el retardo de grupo.

La una o más redes de corrección pueden comprender una o más redes de un puerto y la red de filtro puede comprender medios para conectar la una o más redes de un puerto al filtro. Puede requerirse al menos una red de corrección de un puerto dependiendo de la disposición del circuito. En más detalle, los medios para conectar la una o más redes de corrección a la red de filtro pueden comprender un acoplador o un circulador. Si el medio de conexión es un acoplador, se requerirán dos recles de corrección de un puerto.

El orden de la o cada una de la una o más redes de corrección puede ser el mismo o menor que el orden de la red de filtro para minimizar el tamaño de la disposición de red. Alternativamente, el orden de la red de corrección puede ser mayor que el orden de la red de filtro.

La una o más redes de corrección puede(n) sintetizarse a partir de un polinomio H(s), cuyos coeficientes pueden determinarse a través de una optimización de una función de error para la ganancia y el retardo de grupo de la disposición de red de filtro. Las raíces del polinomio pueden optimizarse minimizando la función de error para la ganancia en si misma. La simetría de los polos y ceros en el plano complejo puede mantenerse con respecto a la línea s=r0.

La disposición de red de filtro puede ser una disposición de red de filtro de cerámica co-cocida a baja temperatura. La disposición de red de filtro puede ser una disposición de red de filtro de múltiples capas.

Alternativamente, la disposición de red de filtro puede implementarse como microbanda.

Según la invención, también se proporciona una disposición de procesamiento para un satélite de comunicación que comprende una disposición de red de filtro tal como se expuso anteriormente.

Además, según la invención, se proporciona un método de obtener una disposición de red de filtro que comprende una red de filtro y una o más recles de corrección para ecualizar la... [Seguir leyendo]

Disposición de red de filtro analógico que comprende: una red (7) de filtro; y

una o más redes (9a, 9b) de corrección, en la que la una o más redes de corrección está(n) dispuesta(s) para ecualizar sustancialmente la ganancia y el retardo de grupo de la banda de paso de la disposición de red de filtro y en la que el retardo de grupo es la derivada de la fase con respecto a una frecuencia angular, en la que se seleccionan los Q de la red de filtro y la una o más redes de corrección de manera que

j < [c_ < 2 5, donde r _ fo_¡_ y r _ fo_]_, Qc es el Q de la una o más redes de corrección, Qf es el Q de

rf bw Qc f bw Q,

la red de filtro y fo y bw son la frecuencia central y el ancho de banda de la red de filtro, respectivamente.

Disposición de red de filtro según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la una o más redes de corrección comprende(n) una más redes de un puerto.

Disposición de red de filtro según la reivindicación 2, en la que la una o más redes de corrección comprende(n) dos redes de corrección idénticas y la disposición de red de filtro comprende un acoplador para conectar las redes de corrección y la red de filtro.

Disposición de red de filtro según la reivindicación 2, en la que la una o más redes de corrección comprende(n) una única red de corrección y la disposición de red de filtro comprende un circulador (8) para conectar la red de corrección a la red de filtro.

Disposición de red de filtro según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el orden de la una o más redes de corrección es el mismo o menor que el orden de la red de filtro.

Estructura de cerámica co-cocida a baja temperatura (LTCC) que comprende una disposición de red de filtro según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

Disposición de procesamiento para un satélite de comunicación que comprende una disposición de red de filtro según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 o una estructura de LTCC según la reivindicación 6.

Método para ecualizar la ganancia y el retardo de grupo a través de la banda de paso de una disposición de red de filtro analógico, comprendiendo el método:

determinar un polinomio y un Q para una red de filtro;

elegir un Q para una o más redes de corrección;

seleccionar un polinomio inicial para la una o más redes de corrección y ajustar los coeficientes del polinomio para ecualizar sustancialmente la ganancia y el retardo de grupo a través de la banda de paso de la red de filtro; y

sintetizar la red de filtro y una o más redes de corrección a partir del polinomio para la red de filtro y el polinomio para la una o más redes de corrección, en el que se seleccionan los Q de la red de filtro y la una

o más redes de corrección de manera que i < El < 2,5, donde r _ fo_j_ y r -1°_L, Qc es el Q de la

rf c bw Qc f bw Of

una o más redes de corrección, Qf es el Q de la red de filtro y f0 y bw son la frecuencia central y el ancho de banda de la red de filtro, respectivamente.

Método según la reivindicación 8, en el que determinar los coeficientes del polinomio comprende minimizar la función de error , 6), ) $Lt ,ü)k) + yE2 {<7k, ú)k )| cjoncje <j>, y son constantes de ponderación,

E, (iík <?k, ái) = ||SII ((ffl, )f \s 21. (ffl)|2 - máx|.S' i i ((©, <t., oj, )|" j.S' 21, (<w)|21

donde

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donde ^ + son las raíces del polinomio para la red de corrección, *** + !®»> son las raíces del

polinomio numerador para la red de filtro y ^ + ,<w»,l son las raíces del polinomio denominador para la red de filtro.

10. Método según la reivindicación 9, en el que minimizar la función de error comprende minimizar en primer lugar £(o't>®Jt) para hallar coeficientes aproximados para el polinomio de red de corrección y luego minimizar Ei en sí mismo para optimizar las raíces del polinomio de red de corrección.

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