[发明专利]使用电感－电容谐振器的薄膜带通滤波器

说明书

                         关联申请

本申请要求2005年12月6日由Richard Chen提交的题为“带通滤波器 (Bandpass Filter)”的60/748,045号临时专利申请的权益，该文献被援引包含于 此。本申请要求2006年4月21日由Richard Chen提交的题为“使用电感-电容谐 振器的薄膜带通滤波器(Thin-Film Bandpass Filter Using Inductor-Capacitor Resonators)”的11/408,412号实用专利申请的权益，该文献被援引包含于此。

                         发明描述

发明领域

本发明涉及一种带通滤波器，更具体地涉及一种薄膜带通滤波器。

发明背景

近年来，由于包含于其中的各种组件的小型化，诸如移动电话和无线LAN(局 域网)路由器的移动通信终端的小型化已取得令人瞩目的进步。包含在通信终端中 的最重要的组件之一是滤波器。

尤其，带通滤波器经常用于通信应用场合，用以阻塞或滤除频率落在某一通 带以外的信号。例如，蓝牙和无线局域网(WLAN)使用2.4GHz频带进行数据通 信。由其它通信系统使用的近旁频带包括GSM-900(880-960MHz)、GSM-1800 (1710-1990MHz，在香港和英国也被称为PCS)和WCDMA(2110-2170MHz)。 2.4GHz频带的滤波器较佳地抑制这些近旁频带以使频率干扰最小化。由于这些近 旁频带在频率上均低于并接近2.4GHz，结果2.4GHz滤波器较佳地在越低的通带边 沿处具有越高的边缘选择性。

一般，带通滤波器在通带边沿(即不受滤波器高度衰减的范围的上频率和下 频率)处较佳地表现出低插入损耗和陡峭的滚降衰减。带外抑制或衰减是带通滤波 器的一个重要参数。它度量滤波器区别带内和带外信号的能力。带外抑制越大，则 抑制的带宽越宽，通常滤波器就越好。另外，通带与带外之间的滚降频率边沿越陡， 滤波器就越好。为了实现迅速滚降，一般要求较高的谐振器Q值(品质因数)和 谐振性能较好的电路(即更多的滤波器节)。这在带外产生更多的传输零点，导致 更高阶的带外衰减。不幸的是，使用较多的节和谐振电路会增大滤波器尺寸和滤波 器在通带中的插入损耗。这对现代无线通信系统的小型化需求而言是无益的。

举例而言，按常规，使用低损耗高品质因数的微波谐振电路来实现陡峭的滚 降衰减。微波谐振电路典型地采用四分之一波长或半波长传输线结构来实现微波频 率上的低损耗。对于较低千兆赫的无线应用场合，四分之一波长或半波长结构要求 很大的组件尺寸来容纳这些传输线结构。这些很大的组件一般是无法令人满意地用 在那些诸如要求1mm长乘0.5mm宽乘0.3mm厚电路尺寸的较小电子装置中的。

                        发明概述

鉴于前面的内容，本发明提供一种带通滤波器，其中电感-电容(LC)谐振器 被构造在该滤波器的一个区内并且耦合网络被构造在该滤波器的另一区内。如此， 就能够构造出尺寸更小的并且只有两层那么少的薄膜金属层的更高品质的带通滤 波器。

根据本发明的一个实施例，一种带通滤波器包括一个或多个金属层，每个金 属层具有第一区和第二区。该滤波器还包括两个或多个LC谐振器和用于并联连接 所述两个或多个LC谐振器的一个或多个耦合网络。这两个或多个LC谐振器包含 在这一个或多个金属层的第一区内，而这一个或多个耦合网络包含在这一个或多个 金属层的第二区内。

尽管也可采用两个以上的金属层，但是该滤波器结构可用仅使用两个薄膜金 属层的方式来布置。因而，可将该滤波器构造成较小的尺寸。另外，通过将谐振器 定位在该滤波器中远离耦合网络的区内，用于抵消金属-金属交越(crossover)的 附加金属层是不需要的。即，由于耦合网络处于除谐振器以外的另一区内(在所有 金属层中皆为如此)，因此在谐振器与耦合网络之间几乎不存在或根本不存在金属 交迭。因而，构造附加金属层以对金属交迭进行补偿的需要就低得多。这种交迭一 般会劣化谐振器电感的品质因数(Q值)。