[发明专利]一种梯形结构声波窄带带通滤波器

说明书

本发明公开了一种梯形结构声波窄带带通滤波器，涉及带通滤波器领域，包括第一梯形结构声波窄带带通滤波器单元和/或第二梯形结构声波窄带带通滤波器单元；所述第一梯形结构声波窄带带通滤波器单元包括：连接在串联枝上的第一谐振器；连接在并联枝上的第二谐振器；以及位于所述串联枝且并联连接所述第一谐振器的第三谐振器；所述第二梯形结构声波窄带带通滤波器单元包括：连接在串联枝上的第四谐振器；连接在并联枝上的第五谐振器；以及位于所述并联枝且串联连接所述第五谐振器的第六谐振器。本发明能更好地解决现有的带通滤波器在实现超窄带宽时牺牲声波滤波器通带内的插入损耗或者降低滤波器的滚降性能的问题。

技术领域

本发明涉及带通滤波器，特别涉及一种梯形结构声波窄带带通滤波器。

背景技术

随着无线通讯设备的快速普及，对尺寸小、质量轻、性能高的高频滤波器的需求越来越大，在单一晶圆上制作的声波滤波器已经广泛地被市场接受。构成这种高性能的声波滤波器的谐振器主要包括：FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator，薄膜体声波谐振器)，SMR(Solidly Mounted Resonator，固态装配谐振器)和SAW(Surface Acoustic Wave，表面声波谐振器)。利用谐振器设计滤波器电路的拓扑结构主要有梯形结构和网格状结构。目前在高性能声波滤波器和双工器的设计中，梯形结构的设计方法较为流行。

对于某些特定的滤波器性能要求，比如超窄带宽的带通滤波器包括GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)带通滤波器、TD-SCDMA(Time Division-SynchronousCode Division Multiple Access，时分同步码分多址)带通滤波器等，利用通用的梯形结构的设计方法难以实现。为满足声波滤波器的窄通带的性能，可以降低谐振器的机电耦合系数(Kt2)，但是这种降低谐振器的机电耦合系数的方法会牺牲声波滤波器通带内的插入损耗；或者提高并联谐振器与串联谐振器的静态电容比值，这种方法可以使滤波器的通带带宽变窄，并且提高滤波器的带外衰减，但会降低滤波器的滚降性能(roll-off)。

图1是现有技术提供的通用梯形结构声波带通滤波器的电路图，如图1所示，现有的通用梯形结构声波带通滤波器100由声波带通滤波器单元101、102……10n级联组成。声波带通滤波器单元101包括串联枝上的第一谐振器101-1和并联枝上的第二谐振器101-2。其中，串联枝的特征在于其两端为声波带通滤波器单元的输入端或者输出端，并联枝的特征在于其一端接地另一端为声波带通滤波器单元的输入或者输出端。

声波带通滤波器单元102、103……10n的组成与声波带通滤波器单元101类似。其中，构成声波带通滤波器单元101、102……10n的谐振器101-1、102-1……10n-1与101-2、1022……10n-2可以是FBAR或者是SMR或者是SAW。

图2是现有技术提供的构成通用梯形结构声波带通滤波器的谐振器的频率响应曲线，其中，图中实线曲线是串联枝上谐振器的频率阻抗曲线，虚线曲线是并联枝上谐振器的频率阻抗曲线。如图1及图2所示，串联谐振器101-1在阻抗达到最小值时的频率定义为串联谐振频率fs101-1，在阻抗达到最大值时的频率定义为并联谐振频率fp101-1；并联谐振器101-2在阻抗达到最小值时的频率定义为串联谐振频率fs101-2，在阻抗达到最大值时的频率定义为并联谐振频率fp101-2。在加工声波带通滤波器的过程中，在并联谐振器101-2上增加一层频率调谐层，使得fs101-2小于fs101-1，fp101-2小于fp101-1。在设计通用梯形结构声波带通滤波器时，所有的串联枝上谐振器的串联谐振频率和并联谐振频率相等或相近，所有的并联枝上谐振器的串联谐振频率和并联谐振频率相等或相近。声波谐振器在串联谐振频率与并联谐振频率范围之内谐振器等效为高品质因数电感，在串联谐振频率与并联谐振频率之外等效为高品质因数电容。