[发明专利]一种梯形结构宽带压电滤波器

说明书

一种梯形结构宽带压电滤波器，由一系列串联相接的第一谐振器，一系列并联相接的第二谐振器，位于滤波器输入端或输出端附近的阻抗匹配器件，以及至少一条由串联节点引出的特殊的并联接地通路组成。所述特殊的并联接地通路，至少包含一个电感值稍大的电感，同时包含一个与某串联支路谐振频率相同的谐振器或一个电容器，其中所述的大电感与所述的谐振器或电容器在并联通路上是串接的关系。本发明所提供的梯形滤波器结构，可以达到比传统梯型结构滤波器高至两倍以上带宽，同时还具有优秀的带外抑制特性。

技术领域

本发明涉及通信用滤波类器件领域，特别地，指利用压电效应原理制作的压电滤波器。

背景技术

随着无线通讯终端和设备市场的迅猛发展，无线通信频段划分也日益繁杂，多模、多频段成为当前无线通讯终端的主流发展趋势，在终端尺寸没有较大改变的情况下，对尺寸小、质量轻、性能高的高频滤波器的需求也越来越大。

目前，能够满足通讯终端使用的小尺寸中射频滤波器主要是压电声波滤波器，构成此类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 AcousticWave，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，前者主要用于单端口(un-balance)输入输出的滤波器，后者主要用于至少有一端是双端口/差分(balance)的滤波器。由于在射频链路中单端口的滤波器使用起来比较方便，因此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占据了主流地位。

图11(a)是压电声波谐振器的电学符号，图11(b)是其等效电学模型图，在不考虑损耗项的情况下，电学模型简化为L_m、C_m和C₀组成的谐振电路。根据谐振条件可知，该谐振电路存在两个谐振频点：一个是谐振电路阻抗值达到最小值时的f_s，将f_s定义为该谐振器的串联谐振频点；另一个是当谐振电路阻抗值达到最大值时的f_p，将f_p定义为该谐振器的并联谐振频点。其中，

并且，f_s比f_p要小。同时，定义了谐振器的有效机电耦合系数Kt²eff，它可以用f_s和f_p来表示：

图12示出了谐振器阻抗与f_s和f_p之间的关系。在某一特定的频率下，有效机电耦合系数越大，则f_s和f_p的频率差越大，即两个谐振频点离得越远。

图1是现有技术比较常见的梯形结构压电带通滤波器100的电路图。131为滤波器的输入端子，132为滤波器的输出端子。在131和132之间，有一系列位于串联通路位置、串联相接的第一谐振器101、102、103、104，这些第一谐振器具有第一串联谐振频率f_s1和第一并联谐振频率f_p1，以及一系列位于并联通路位置、从串联通路上的某些节点并联接地的第二谐振器111、112、113，这些第二谐振器具有第二串联谐振频率f_s2和第二并联谐振频率f_p2；同时，为了将第一谐振器与滤波器的输入、输出端子相接，添加了辅助电感器121和122，为了将第二谐振器连接到地，添加了辅助电感器123、124、125。这些辅助电感器可以是用于芯片与封装载体相连接的键合线，也可以是用于将芯片倒装焊接在封装载体上的金属导体，如铜柱、锡球等，它们的电感值一般位于0.1nH～2nH范围内，诸如0.1nH～0.8nH。