[發明專利]一種梯形結構聲波窄帶帶通濾波器

有效

• 申請號: 201210152014.6
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN103427779B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 張浩;杜良楨;龐慰;梁光明;胡念楚;康凱
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司;天津大學
• 主分類號: H03H7/12
• 分類號: H03H7/12
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 秦力軍

本發明公開了一種梯形結構聲波窄帶帶通濾波器，涉及帶通濾波器領域，包括第一梯形結構聲波窄帶帶通濾波器單元和/或第二梯形結構聲波窄帶帶通濾波器單元；所述第一梯形結構聲波窄帶帶通濾波器單元包括：連接在串聯枝上的第一諧振器；連接在并聯枝上的第二諧振器；以及位于所述串聯枝且并聯連接所述第一諧振器的第三諧振器；所述第二梯形結構聲波窄帶帶通濾波器單元包括：連接在串聯枝上的第四諧振器；連接在并聯枝上的第五諧振器；以及位于所述并聯枝且串聯連接所述第五諧振器的第六諧振器。本發明能更好地解決現有的帶通濾波器在實現超窄帶寬時犧牲聲波濾波器通帶內的插入損耗或者降低濾波器的滾降性能的問題。

技術領域

本發明涉及帶通濾波器，特別涉及一種梯形結構聲波窄帶帶通濾波器。

背景技術

隨著無線通訊設備的快速普及，對尺寸小、質量輕、性能高的高頻濾波器的需求越來越大，在單一晶圓上制作的聲波濾波器已經廣泛地被市場接受。構成這種高性能的聲波濾波器的諧振器主要包括：FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator，薄膜體聲波諧振器)，SMR(Solidly Mounted Resonator，固態裝配諧振器)和SAW(Surface Acoustic Wave，表面聲波諧振器)。利用諧振器設計濾波器電路的拓撲結構主要有梯形結構和網格狀結構。目前在高性能聲波濾波器和雙工器的設計中，梯形結構的設計方法較為流行。

對于某些特定的濾波器性能要求，比如超窄帶寬的帶通濾波器包括GPS(GlobalPositioning System，全球定位系統)帶通濾波器、TD-SCDMA(Time Division-SynchronousCode Division Multiple Access，時分同步碼分多址)帶通濾波器等，利用通用的梯形結構的設計方法難以實現。為滿足聲波濾波器的窄通帶的性能，可以降低諧振器的機電耦合系數(Kt2)，但是這種降低諧振器的機電耦合系數的方法會犧牲聲波濾波器通帶內的插入損耗；或者提高并聯諧振器與串聯諧振器的靜態電容比值，這種方法可以使濾波器的通帶帶寬變窄，并且提高濾波器的帶外衰減，但會降低濾波器的滾降性能(roll-off)。

圖1是現有技術提供的通用梯形結構聲波帶通濾波器的電路圖，如圖1所示，現有的通用梯形結構聲波帶通濾波器100由聲波帶通濾波器單元101、102……10n級聯組成。聲波帶通濾波器單元101包括串聯枝上的第一諧振器101-1和并聯枝上的第二諧振器101-2。其中，串聯枝的特征在于其兩端為聲波帶通濾波器單元的輸入端或者輸出端，并聯枝的特征在于其一端接地另一端為聲波帶通濾波器單元的輸入或者輸出端。

聲波帶通濾波器單元102、103……10n的組成與聲波帶通濾波器單元101類似。其中，構成聲波帶通濾波器單元101、102……10n的諧振器101-1、102-1……10n-1與101-2、1022……10n-2可以是FBAR或者是SMR或者是SAW。

圖2是現有技術提供的構成通用梯形結構聲波帶通濾波器的諧振器的頻率響應曲線，其中，圖中實線曲線是串聯枝上諧振器的頻率阻抗曲線，虛線曲線是并聯枝上諧振器的頻率阻抗曲線。如圖1及圖2所示，串聯諧振器101-1在阻抗達到最小值時的頻率定義為串聯諧振頻率fs101-1，在阻抗達到最大值時的頻率定義為并聯諧振頻率fp101-1；并聯諧振器101-2在阻抗達到最小值時的頻率定義為串聯諧振頻率fs101-2，在阻抗達到最大值時的頻率定義為并聯諧振頻率fp101-2。在加工聲波帶通濾波器的過程中，在并聯諧振器101-2上增加一層頻率調諧層，使得fs101-2小于fs101-1，fp101-2小于fp101-1。在設計通用梯形結構聲波帶通濾波器時，所有的串聯枝上諧振器的串聯諧振頻率和并聯諧振頻率相等或相近，所有的并聯枝上諧振器的串聯諧振頻率和并聯諧振頻率相等或相近。聲波諧振器在串聯諧振頻率與并聯諧振頻率范圍之內諧振器等效為高品質因數電感，在串聯諧振頻率與并聯諧振頻率之外等效為高品質因數電容。