基于微型声谐振器的滤波器和双工器制造技术

一种基于消除的滤波器可具有至少一个频率通带和至少一个频率阻带。所述基于消除的滤波器可包括：第一组一个或多个带通滤波器，每个具有至少一个声谐振器，所述第一组提供所述基于消除的滤波器的至少一个频率通带；至少一个混合耦合器；以及第二组一个或多个带通滤波器，每个具有至少一个声谐振器，所述第二组耦合到所述至少一个混合耦合器中的至少一个，其中所述至少一个混合耦合器和所述第二组一个或多个带通滤波器相互作用以提供所述基于消除的滤波器的至少一个频率阻带。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请是基于2014年2月19日提交的标题为“MINIATURE ACOUSTIC RESONATOR-BASED FILTERS AND DUPLEXERS WITH CANCELLATION METHODOLOGY”的美国临时专利申请61/941,702，并且要求其优先权。该申请的全部内容以引用的方式并入本文。专利技术背景
本公开涉及使用声谐振器或消除架构中的组件来获得良好性能用于各种通信系统和标准的滤波器和双工器。相关技术描述射频(RF)滤波器和双工器已经是通信系统的基本组件。高选择性、低插入损耗、紧凑尺寸、处理大信号(功率处理)的能力、高线性度、可制造性以及低成本可以是RF滤波器和双工器的重要期望特征中的一些。鉴于以下方面，对RF滤波器和双工器的要求变得更加严格：新的通信标准，其中信息通道和频带彼此更接近；新的通信装置，诸如智能电话，其中因为需要更多组件来支持多个标准和应用，所以所有组件的封装面积和成本必须非常小；以及共存的通信系统，其中多个通信发送器和接收器同时工作。线性度、噪声以及功率处理要求通常导致在许多应用中利用无源RF滤波器和双工器。无源RF滤波器和双工器的性能可受它们的实现中所使用的组件的品质因数(Q)限制。滤波器选择性以及通带要求可能
导致滤波器拓扑结构和滤波器阶数。对于给定的RF滤波器或双工器拓扑结构和阶数而言，插入损耗可随着分量Q的增大而减小。各种技术可用来实现无源RF滤波器和双工器。例如，电容器、电感器或传输线可用来实现无源RF滤波器和双工器。电磁谐振器(包括波导谐振器和介质谐振器)也可用来实现无源滤波器和双工器。此类组件的品质因数通常与它们的整体物理尺寸成比例。因此，使用电磁组件和谐振器难以实现紧凑的低损耗选择性无源RF滤波器和双工器。压电材料可用来实现紧凑的高Q谐振器。晶体谐振器已被广泛用来生成纯光谱振荡器。表面声波(SAW)谐振器已被广泛用来实现紧凑的低损耗选择性RF滤波器和双工器以及振荡器。最近，体声波(BAW)谐振器已经用来构建高性能RF滤波器和双工器以及振荡器。具有高品质因数的陶瓷谐振器和微机电系统(MEMS)谐振器已经用于频率生成以及滤波应用。RF SAW滤波器和双工器已广泛用于无线通信，诸如蜂窝电话、无线局域网(WLAN)收发器、全球定位系统(GPS)接收器、无绳电话等等。RF SAW滤波器已用作频带选择滤波器、镜像抑制滤波器、中频(IF)滤波器、发送器噪声或杂散抑制滤波器等等。典型的智能电话可具有若干SAW谐振器、SAW滤波器以及SAW双工器以支持各种通信系统和标准。在过去的十年中，关于BAW技术的大量研究和开发已经导致产生了与SAW谐振器相比具有更低损耗(或更高Q)或更加紧凑的BAW谐振器，尤其是在较高频率下。因此，与利用SAW谐振器的那些RF滤波器和双工器相比(尤其是在较高频率下)，使用BAW谐振器的RF滤波器和双工器可具有更低插入损耗、或更高选择性、或更小形状因数。薄膜体声谐振器(FBAR)是BAW谐振器的常见实例。现代无线通信标准指定许多不同的可操作频带以支持总体无线容量和延伸范围的增加。例如，蜂窝电话标准可包括跨越大约700MHz至大约4000MHz的RF频带。此外，为了增加总体无线容量，可降低同一应用或不同应用内的相邻频带或通道之间间隔的频率。这可(例如)通过减小无线标准中的典型的防护频带或通过将频分双工(FDD)方案中的发送和接收频带布置成彼此更接近来完成。因此，可能需要具有更高选择性的RF滤波器和双工器。利用给定组件或技术(SAW、BAW等)的更具选择性RF滤波器和双工器可能招致更多带内插入损耗。更高RF滤波器或双工器插入损耗可降低无线接收器噪声系数和灵敏度、增加无线发送器功率消耗或降低发送功率、和/或使通信系统的整体性能劣化。在商业系统中，技术的选择可能取决于诸如功率消耗的技术性能以及诸如成本、尺寸和市场投放时间的经济与商业考虑。例如，虽然一种技术可提供比另一种技术更好的性能，但是它可能不用于对成本敏感的商业系统。在RF滤波器和双工器的情况下，可能期望使用导致最低成本和/或最紧凑的解决方案的技术，只要满足预定性能准则。换言之，可能不采用更昂贵或更大的解决方案，即使它与以更低成本和/或尺寸满足可接受性能水平的替代解决方案相比提供更好的性能。例如，虽然对于一组给定性能规范而言，使用BAW谐振器的RF滤波器和双工器与使用SAW谐振器的RF滤波器和双工器相比可提供更低的损耗，但是BAW技术的相对更高的成本以及其相对少数量的供应商可能不利于它们在某些应用和标准中的使用。其他考虑可以是与通信系统中的剩余组件集成的便利性。例如，将RF滤波器和双工器与低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)、发送/接收(T/R)或频带选择开关、阻抗匹配网络等集成可能存在性能、商业或经济优点。可能期望使用低成本和广泛可用的技术来实现选择性低损耗的紧凑无源RF滤波器和双工器。如前所述，鉴于滤波器拓扑结构和滤波器阶数，提供更低品质因数组件的技术可能导致更高的带内插入损耗。然
而，在不影响带内插入损耗的情况下，可修改滤波器拓扑结构以满足一组期望的规范。例如，可通过使用带阻滤波器或陷波滤波器来去除或减少已知的不想要的带外信号，而无需增大RF带通滤波器(BPF)的阶数。这个不想要的带外信号源可以是FDD方案、其他共存通信装置中的所接收的干扰源或阻断器、干扰器、发送器。例如，WiFi发送器可产生对于蜂窝电话接收器而言不想要的信号，所述信号在同一平台(智能电话)内以靠近频带操作。还可通过使用前馈消除方案来去除或减少不期望的带外信号，在所述方案中在期望的位置处重新产生并消减不期望信号的相同拷贝。如先前所提及，现代无线通信标准指定许多不同的操作频带。因此，系统复杂性可能显著增加，因为频带中的每一者可能需要使用至少一个RF滤波器。可能期望降低此类RF系统的复杂性。一个考虑是使用可更换许多固定频率RF滤波器的可调谐RF滤波器。然而，常规的基于声的滤波器(诸如SAW和BAW)可能是不可调谐的。此外，可调谐滤波器可通过组合声谐振器和可调谐电磁组件(诸如电容器)来呈现。然而，与现代商业无线电前端系统相比，这些滤波器可能仍然遭受较高的带内插入损耗、较低抑制性、较低隔离度(在双工器的情况下)或以上所有者。
技术实现思路
一种基于消除的滤波器可具有至少一个频率通带和至少一个频率阻带。所述基于消除的滤波器可包括：第一组一个或多个带通滤波器，每个具有至少一个声谐振器，所述第一组提供基于消除的滤波器的至少一个频率通带；至少一个混合耦合器；以及第二组一个或多个带通滤波器，每个具有至少一个声谐振器，所述第二组耦合到至少一个混合耦合器中的至少一个，其中至少一个混合耦合器和第二组一个或多个带通滤波器相互作用以提供基于消除的滤波器的至少一个频率阻带。至少一个频率通带中的至少一个响应于电信号或用户操作控制可
以是可调谐或可重新配置的。至少一个频率阻带中的至少一个响应于电信号或用户操作控制可以是可调谐或可重新配置的。第一组中的带通滤波器中的至少一个和第二组中的带通滤波器中的至少一个可位于共用晶圆上。声波谐振器中的至少一个可以是表面声波谐振器或体声波谐振器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有至少一个频率通带和至少一个频率阻带的基于消除的滤波器，其包括：第一组一个或多个带通滤波器，每个具有至少一个声谐振器，所述第一组提供所述基于消除的滤波器的至少一个频率通带；至少一个混合耦合器；以及第二组一个或多个带通滤波器，每个具有至少一个声谐振器，所述第二组耦合到所述至少一个混合耦合器中的至少一个，其中所述至少一个混合耦合器和所述第二组一个或多个带通滤波器相互作用以提供所述基于消除的滤波器的至少一个频率阻带。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.19 US 61/941,7021.一种具有至少一个频率通带和至少一个频率阻带的基于消除的滤波器，其包括：第一组一个或多个带通滤波器，每个具有至少一个声谐振器，所述第一组提供所述基于消除的滤波器的至少一个频率通带；至少一个混合耦合器；以及第二组一个或多个带通滤波器，每个具有至少一个声谐振器，所述第二组耦合到所述至少一个混合耦合器中的至少一个，其中所述至少一个混合耦合器和所述第二组一个或多个带通滤波器相互作用以提供所述基于消除的滤波器的至少一个频率阻带。2.如权利要求1所述的基于消除的滤波器，其中所述至少一个频率通带中的至少一个响应于电信号或用户操作控制是可调谐或可重新配置的。3.如权利要求1所述的基于消除的滤波器，其中所述至少一个频率阻带中的至少一个响应于电信号或用户操作控制是可调谐或可重新配置的。4.如权利要求1所述的基于消除的滤波器，其中所述第一组中的所述带通滤波器中的至少一个和所述第二组中的所述带通滤波器中的至少一个位于共用晶圆上。5.如权利要求1所述的基于消除的滤波器，其中所述声波谐振器中的至少一个是表面声波谐振器。6.如权利要求1所述的基于消除的滤波器，其中所述声波谐振器中的至少一个是体声波谐振器。7.如权利要求1所述的基于消除的滤波器，其中所述至少一个混合耦合器中的至少一个是集成无源装置。8.如权利要求1所述的基于消除的滤波器，其中所述第一组中的所述带通滤波器中的至少一个、所述第二组中的所述带通滤波器中的至少一个以及所述至少一个混合耦合器中的至少一个位于共用基板上。9.如权利要求1所述的基于消除的滤波器，其中所述第一组或所述第二组中的所述带通滤波器中的至少一个被堆叠在所述至少一个混合耦合器中的至少一个上方或下方。10.如权利要求1所述的基于消除的滤波器，其中所述第一组仅包括单个带通滤波器，所述带通滤波器提供所述基于消除的滤波器的单个频率通带，所述第二组仅包括单个带通滤波器，所述带通滤波器提供所述基于消除的滤波器的单个频率阻带，并且所述至少一个混合耦合器仅包括单个混合耦合器，其中第一组中的所述带通滤波器、所述第二组中的所述带通滤波器以及所述混合耦合器共享同一基板或被集成在同一封装中。11.如权利要求1所述的基于消除的滤波器，其中：所述第一组带通滤波器和所述第二组带通滤波器位于共用晶圆上、共用封装中；所述至少一个混合耦合器是集成无源装置；以及所述第一组带通滤波器和所述第二组带通滤波器以及所述混合耦合器位于共用基板上或集成在同一封装中。12.一种无线通信系统，其包括：发送器，其在发送频带中发送；或接收器，其在接收频带中接收；以及如权利要求1所述的类型的基于消除的滤波器，其中所述基于消除的滤波器中的所述频率通带中的至少一个基本上包括所述接收频带或所述基于消除的滤波器中的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝南·安娜卢伊，安库什·戈埃尔，侯赛因·哈希米，
申请(专利权)人：南加利福尼亚大学，
类型：发明
国别省市：美国;US