提高体声波滤波器功率容量的方法及滤波元件技术

本发明专利技术涉及滤波器技术领域，特别地涉及一种提高体声波滤波器功率容量的方法及滤波元件，该方法包括如下步骤：步骤S1：增大当前滤波器中的各个谐振器的面积；使这些谐振器的功率密度达到预设值，并且记录滤波器端口阻抗值的当前值；步骤S2：在当前值小于指定值的情况下，根据当前值与指定值确定阻抗变换网络，该阻抗变换网络用于串联在滤波器的输入端和输出端从而形成串联体，并使该串联体的端口阻抗达到所述指定值。本发明专利技术不会恶化滤波器的插损，在保证体声波滤波器性能的前提下，提高了功率容量。

Methods and filter elements for improving power capacity of bulk acoustic filter

【技术实现步骤摘要】
提高体声波滤波器功率容量的方法及滤波元件
本专利技术涉及滤波器
，特别地涉及一种提高体声波滤波器功率容量的方法及滤波元件。
技术介绍
体声波滤波器利用压电晶体的压电效应产生谐振，由于谐振由机械波产生，而非电磁波作为谐振来源，机械波的波长比电磁波波长短很多。因此，体声波滤波器及其组成的谐振器体积相对传统的电磁滤波器尺寸大幅度减小。另一方面，由于压电晶体的晶向生长目前能够良好控制，谐振器的损耗极小，品质因数高，能够应对陡峭过渡带和低插入损耗等复杂设计要求。由于体声波滤波器具有的尺寸小、高滚降、低插损等特性，以此为核心的滤波器在通讯系统中得到了广泛的应用。体声波滤波器具备上述优点，但其存在功率容量较小的缺点，其能承受的平均功率一般在1W左右。目前，针对体声波滤波器提升其功率容量的方法主要为，拆分谐振器，降低谐振器的密度。如图1所示，谐振器S11、S12及P11均进行了拆分，拆分为两个串联的谐振器，每个谐振器的面积为原来的2倍，这样的拆分理论上使得原来功率密度高的谐振器的功率密度进一步降低，从而提升滤波器的功率容量；但是，如图2所示，单个谐振器A1拆分为两个谐振器B1和B2的连接关系，图中C1为谐振器B1和B2之间的连接部分，这个连接路径会引入额外的损耗，从而恶化滤波器插损，对提升功率容量也是不利的。因此，在不恶化体声波滤波器插损的前提下，如何提高体声波滤波器的功率容量，仍是待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的是提供一种提高体声波滤波器功率容量的方法及滤波元件，在不恶化体声波滤波器性能的前提下，提高其功率容量。为实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种提高体声波滤波器的功率容量的方法，包括如下步骤：步骤S1：增大当前滤波器中的各个谐振器的面积；使这些谐振器的功率密度达到预设值，并且记录所述滤波器端口阻抗值的当前值；步骤S2：在当前值小于指定值的情况下，根据所述当前值与所述指定值确定阻抗变换网络，该阻抗变换网络用于串联在滤波器的输入端和输出端从而形成串联体，并使该串联体的端口阻抗达到所述指定值。可选地，所述方法还包括：在当前值等于指定值的情况下，将步骤S1中得到的滤波器作为提高体声波滤波器的功率容量的结果。可选地，所述增大当前滤波器中的各个谐振器的面积的步骤包括：根据滤波器端口阻抗值的当前设定值调整当前所述滤波器中的各个谐振器的面积，该当前设定值小于所述指定值。可选地，所述阻抗变换网络包含变压器，或者包含由电感及电容构成的阻抗电路。本专利技术还提供一种提高体声波滤波器的功率容量的方法，包括如下步骤：步骤S1：多个并联的滤波器中，增大当前每个滤波器中的各个谐振器的面积，使这些谐振器的功率密度达到预设值，并且记录所述滤波器端口阻抗值的当前值；步骤S2：在当前值小于指定值的情况下，根据所述当前值与所述指定值确定阻抗变换网络，该阻抗变换网络用于串联在滤波器的输入端和输出端从而成串联体，并使该串联体的端口阻抗达到所述指定值。可选地，所述方法还包括：在当前值等于指定值的情况下，将步骤S1中得到的滤波器作为提高体声波滤波器的功率容量的结果。可选地，所述增大当前滤波器中的各个谐振器的面积的步骤包括：根据滤波器端口阻抗值的当前设定值调整当前所述滤波器中的各个谐振器的面积，该当前设定值小于所述指定值。可选地，所述阻抗变换网络包含变压器，或者包含由电感及电容构成的阻抗电路。可选地，所述步骤S1中，多个并联的滤波器中，相邻的滤波器有限定宽度的间隔。根据本专利技术的另一发面，提供一种滤波元件，包括基板，所述基板上设有1个体声波滤波器，所述体声波滤波器的输入端和输出端分别串联阻抗变换网络。可选地，所述阻抗变换网络包含变压器，或者包含由电感及电容构成的阻抗电路。本专利技术还提供一种滤波元件，包括基板，所述基板上设有多个并联的体声波滤波器，所述多个并联的体声波滤波器的输入端和输出端分别串联阻抗变换网络。可选地，所述阻抗变换网络包含变压器，或者包含由电感及电容构成的阻抗电路。可选地，相邻的所述体声波滤波器之间在所述基板上具有限定宽度的间隔。根据本专利技术的技术方案，通过增大谐振器的面积，减小其功率密度，以提高滤波器的功率容量；其中，上述操作会使滤波器的端口阻抗减小，为了使体声波滤波器端口阻抗能够达到指定值，在其输入/输出端分别串联阻抗变换网络形成串联体，使串联体端口阻抗达到指定值。该提高体声波滤波器功率容量的方法及滤波元件，无需对谐振器进行拆分，进而不会恶化滤波器的插损，在保证体声波滤波器性能的前提下，提高了功率容量。附图说明为了说明而非限制的目的，现在将根据本专利技术的优选实施例、特别是参考附图来描述本专利技术，其中：图1是现有技术中拆分谐振器提高功率容量的滤波器的电路图；图2是现有技术中拆分谐振器的示意图；图3是本专利技术实施例一提供的方法的流程框图；图4是本专利技术实施例三提供的滤波元件的电路图；图5A-图5F是本专利技术实施例三提供的阻抗变化网络的电路图；图6是本专利技术实施例四提供的滤波元件的电路图；图7是本专利技术实施例四提供的滤波元件的电路图；图8是两个体声波滤波器并联时的组装结构示意图；图9是四个体声波滤波器并联时的组装结构示意图。具体实施方式实施例一图3是本专利技术实施例提供的提高体声波滤波器的功率容量的方法的流程框图。该方法可采用计算机软件来实现，即应用计算机进行辅助设计。如图3所示，该方法包括如下步骤：步骤S1：增大当前滤波器中的各个谐振器的面积；使这些谐振器的功率密度达到预设值，并且记录所述滤波器端口阻抗值的当前值；步骤S2：在当前值小于指定值的情况下，根据所述当前值与所述指定值确定阻抗变换网络，该阻抗变换网络用于串联在滤波器的输入端和输出端从而形成串联体，并使该串联体的端口阻抗达到所述指定值。以下对于上述方法再作进一步说明。根据本实施例提供的方法，通过减小谐振器的功率密度来提高滤波器的功率容量。具体操作时，将滤波器中的各谐振器的面积增大，输入功率不变的情况下，该滤波器的功率密度即得以减小。但此时滤波器端口阻抗也会相应减小从而可能无法达到某些指定值，例如作为行业内常用的50欧姆。对于这种情况，在本专利技术实施方式中，向滤波器的输入端和输出端分别连接阻抗变换网络，使器件整体，即滤波器及其两端的阻抗变换网络，的端口阻抗得以提高到至指定值。这里的阻抗变换网络可以基于变压器实现，也可以是采用电感及电容构成阻抗电路。如，采用四分之一传输线或电压比为N:1的变压器或由LC实现的π型阻抗变换网络、T型阻抗变换网络、L型阻抗变换网络等。在计算机辅助设计时，应用现有的计算机设计工具，可以先指定一个滤波器端口阻抗，根据该端口阻抗得出滤波器中各谐振器的面积。根据该方式，若需增大滤波器中各谐振器的面积，可指定一个较小的滤波器端口阻抗，可以上述指定值为基础，指定滤波器端口阻抗为该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高体声波滤波器的功率容量的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1：增大当前滤波器中的各个谐振器的面积；使这些谐振器的功率密度达到预设值，并且记录所述滤波器端口阻抗值的当前值；/n步骤S2：在当前值小于指定值的情况下，根据所述当前值与所述指定值确定阻抗变换网络，该阻抗变换网络用于串联在滤波器的输入端和输出端从而形成串联体，并使该串联体的端口阻抗达到所述指定值。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高体声波滤波器的功率容量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：增大当前滤波器中的各个谐振器的面积；使这些谐振器的功率密度达到预设值，并且记录所述滤波器端口阻抗值的当前值；
步骤S2：在当前值小于指定值的情况下，根据所述当前值与所述指定值确定阻抗变换网络，该阻抗变换网络用于串联在滤波器的输入端和输出端从而形成串联体，并使该串联体的端口阻抗达到所述指定值。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在当前值等于所述指定值的情况下，将步骤S1中得到的滤波器作为提高体声波滤波器的功率容量的结果。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增大当前滤波器中的各个谐振器的面积的步骤包括：根据滤波器端口阻抗值的当前设定值调整当前所述滤波器中的各个谐振器的面积，该当前设定值小于所述指定值。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻抗变换网络包含变压器，或者包含由电感及电容构成的阻抗电路。


5.一种提高体声波滤波器的功率容量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：多个并联的滤波器中，增大当前每个滤波器中的各个谐振器的面积，使这些谐振器的功率密度达到预设值，并且记录所述滤波器端口阻抗值的当前值；
步骤S2：在当前值小于指定值的情况下，根据所述当前值与所述指定值确定阻抗变换网络，该阻抗变换网络用于串联在滤波器的输入端和输出端从而成串联体，并使该串联体的端口阻抗达到所述指定值。

【专利技术属性】
技术研发人员：庞慰，徐利军，
申请(专利权)人：天津大学，诺思天津微系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津;12