[發(fā)明專利]一種窄帶濾波器組件

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710304374.2
• 申請(qǐng)日: 2007-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN101471640A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯亮;喬?hào)|海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號(hào): H03H9/54
• 分類號(hào): H03H9/54;H03H9/15;H03H3/02
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王 勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于無線通訊領(lǐng)域的射頻濾波器組，尤其涉及一種小型化射頻體聲波窄帶濾波器組。

背景技術(shù)

帶通濾波器組是一種將輸入的信號(hào)分成各頻率分量分別輸出的濾波器，它在無線通訊領(lǐng)域具有重要作用，其作用就是要把接收到的時(shí)間信號(hào)所包含的各種頻率成分分開。過去曾經(jīng)采用數(shù)字濾波器和LC濾波器構(gòu)建濾波器組，但是，數(shù)字濾波器的速度太慢，而LC濾波器調(diào)整困難，尤其要將很多濾波器的頻響調(diào)整到具有相同帶寬不同中心頻率的情況是很困難的，即使一次調(diào)整成功，由于LC元件的不穩(wěn)定性，也難保在使用中不會(huì)發(fā)生變化。聲表面波濾波器組雖具有速度快的優(yōu)點(diǎn)，但它的問題在于受插指電極制作工藝的限制，頻率做不高(1GHz以下)；另外需要單獨(dú)制備很多個(gè)不同中心頻率并且?guī)捪嗤恼瓗V波器，一是制作困難，二是體積無法做小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是基于體聲波技術(shù)，利用高次諧波體聲波諧振器本身所固有的多模特性，提供一種處理速度快、尺寸小、工作頻率高(500MHz～10GHz)以及可以極大細(xì)分頻帶的窄帶濾波器組件。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的窄帶濾波器組件，包括依次級(jí)聯(lián)的初級(jí)分頻濾波器組100、射頻開關(guān)200和次級(jí)分頻濾波器組400；還包括用于控制所述射頻開關(guān)200進(jìn)行頻帶選通的控制設(shè)備300；所述次級(jí)分頻濾波器組400由次級(jí)頻帶選通設(shè)備和N個(gè)基于高次諧波體聲波諧振器的濾波器組構(gòu)成，其中N至少為2；所述次級(jí)頻帶選通設(shè)備可以采用射頻功率分配器410，也可以采用帶控制設(shè)備的射頻開關(guān)；所述初級(jí)分頻濾波器組(100)由初級(jí)頻帶選通設(shè)備和N個(gè)基于薄膜體聲波諧振器的濾波器構(gòu)成，其中N至少為2；信號(hào)輸入初級(jí)頻帶選通設(shè)備，初級(jí)頻帶選通設(shè)備將所接收的信號(hào)分配給?各個(gè)基于薄膜體聲波諧振器的濾波器，控制設(shè)備(300)控制射頻開關(guān)(200)對(duì)各個(gè)基于薄膜體聲波諧振器的濾波器的輸出信號(hào)進(jìn)行選通，選通的信號(hào)輸入次級(jí)頻帶選通設(shè)備，次級(jí)頻帶選通設(shè)備再將所接收的信號(hào)分配給各個(gè)基于高次諧波體聲波諧振器的濾波器組，得到次級(jí)濾波后的輸出信號(hào)。

上述技術(shù)方案中，所述初級(jí)分頻濾波器組100由初級(jí)頻帶選通設(shè)備和N個(gè)基于薄膜體聲波諧振器的濾波器構(gòu)成，其中N至少為2；所述初級(jí)頻帶選通設(shè)備可以采用射頻功率分配器110，也可以采用帶控制設(shè)備的射頻開關(guān)。

上述技術(shù)方案中，所述初級(jí)分頻濾波器組100中的基于薄膜體聲波諧振器的濾波器可以是梯形結(jié)構(gòu)濾波器，也可以是格形結(jié)構(gòu)濾波器，也可以是梯形格形混合結(jié)構(gòu)濾波器；所述次級(jí)分頻濾波器組400中的基于高次諧波體聲波諧振器的濾波器組可以是梯形結(jié)構(gòu)濾波器組，也可以是格形結(jié)構(gòu)濾波器組，也可以是梯形格形混合結(jié)構(gòu)濾波器組。

上述技術(shù)方案中，所述基于薄膜體聲波諧振器的濾波器包括串聯(lián)臂諧振器和并聯(lián)臂諧振器，所述串聯(lián)臂諧振器的串、并聯(lián)諧振頻率分別大于所述并聯(lián)臂諧振器的串、并聯(lián)諧振頻率；所述串聯(lián)臂諧振器的串聯(lián)諧振頻率與所述并聯(lián)臂諧振器的并聯(lián)諧振頻率相等，二者相對(duì)誤差不超過1％；所述基于高次諧波體聲波諧振器的濾波器組包括串聯(lián)臂諧振器和并聯(lián)臂諧振器，所述串聯(lián)臂諧振器的各模式的串、并聯(lián)諧振頻率分別大于所述并聯(lián)臂諧振器的相應(yīng)模式的串、并聯(lián)諧振頻率；所述串聯(lián)臂諧振器的各模式的串聯(lián)諧振頻率與所述并聯(lián)臂諧振器的相應(yīng)模式的并聯(lián)諧振頻率相等，二者相對(duì)誤差不超過0.01％。

上述技術(shù)方案中，所述的薄膜體聲波諧振器可以是薄膜型FBAR器件，可以是空氣隙型FBAR器件，也可以是固態(tài)裝配型FBAR器件。

上述技術(shù)方案中，所述薄膜型FBAR器件依次由基片6、支撐層5、底電極4、壓電薄膜3、絕緣層2和頂電極1組成；所述的基片6可以是摻雜的硅基片，可以是本征硅基片，也可以是砷化鎵基片；所述的支撐層5是在基片6上淀積的一層低應(yīng)力氮化硅膜，或在基片6上直接熱氧化生成二氧化硅膜，或在基片6上注入或擴(kuò)散生成的一層膜，也可以是氮化硅/二氧化硅/氮化硅復(fù)合膜；所述的底電極4和頂電極1可以是單種金屬電極，可以是復(fù)合層金屬電極；壓電薄膜3可以是磁控濺射方法生成的壓電薄膜，也可以是化學(xué)微加工方法制作的壓電單晶薄膜，也可以是用溶膠法制作的壓電薄膜；所述的絕緣層2可以是用磁控濺射方法生成的二氧化硅，也可以是LTO或SiN_x。