一种滤波器、射频前端电路以及通信装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种滤波器、射频前端电路以及通信装置，实现高阻带抑制；该滤波器，包括：硅衬底；设置在硅衬底上的第一滤波器和第二滤波器；以及用于将第一滤波器和第二滤波器电气连接的信号传输线；所述第一滤波器的一端连接信号输入端，另一端连接信号传输线，所述信号传输线的另一端连接第二滤波器，所述第二滤波器的另一端连接信号输出端，使所述第一滤波器和第二滤波器串联。

A filter, RF front-end circuit and communication device

【技术实现步骤摘要】
一种滤波器、射频前端电路以及通信装置
本专利技术涉及半导体及MEMS领域
，特别地涉及一种应用体声波谐振器实现更高阻带抑制的滤波器、射频前端电路以及通信装置。
技术介绍
随着无线通讯应用的发展，人们对于数据传输速率的要求越来越高，与数据传输速率相对应的是频谱资源的高利用率和频谱的复杂化。通信协议的复杂化对于射频系统的各种性能提出了严格的要求，在射频前端模块，射频滤波器起着至关重要的作用，它可以将带外干扰和噪声滤除掉以满足射频系统和通信协议对于信噪比的要求。射频滤波器主要应用于无线通信系统，例如，基站的射频前端，移动电话，电脑，卫星通讯，雷达，电子对抗系统等等。射频滤波器的主要性能指标为插损、带外抑制、功率容量、线性度、器件尺寸和成本。良好的滤波器性能可以在一定程度上提高通信系统的数据传输速率、寿命及可靠性。特别是对于目前的频谱资源紧张的情况下，相邻两个频谱资源离得非常近，为了实现相邻两个频谱资源的同时工作而又不互相影响，两个通信系统必须要采用滤波器做相互的隔离，因此滤波器的带外抑制指标对于射频接收系统的性能至关重要，高滚降、高带外抑制水平基本上已经成为了FBAR/SMR滤波器的“标配”。因此，为了实现无线通信系统高性能，如何设计一种高带外抑制滤波器仍是待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种滤波器、射频前端电路以及通信装置，实现高阻带抑制。本专利技术第一方面提供的一种滤波器的技术方案是：一种滤波器，包括：硅衬底；设置在硅衬底上的第一滤波器和第二滤波器；以及用于将第一滤波器和第二滤波器电气连接的信号传输线；所述第一滤波器的一端连接信号输入端，另一端连接信号传输线，所述信号传输线的另一端连接第二滤波器，所述第二滤波器的另一端连接信号输出端，使所述第一滤波器和第二滤波器串联。本专利技术第二方面提供的一种射频前端电路的技术方案是：一种射频前端电路，包括：滤波器；和与所述滤波器连接的放大电路。本专利技术第三方面提供的一种通信装置的技术方案是：一种通信装置，包括：对由天线元件收发的射频信号进行处理的RF信号处理电路；和在所述天线元件与所述RF信号处理电路之间传输所述射频信号的频前端电路。本专利技术提出的滤波器架构是在一片硅衬底上集成设置了两个滤波器结构，但是和滤波器串联不同，这两个滤波器在生产的时候一次加工出来，使用一颗滤波器即可实现更高的阻带抑制水平，在滤波器尺寸不大规模增加的前提下，大大的提高了FBAR/SMR滤波器的带外抑制水平，既满足了客户对于滤波器小型化的需求，又可以让FBAR/SMR滤波器达到并超越了腔体/介质滤波器的带外抑制水平。附图说明附图用于更好地理解本专利技术，不构成对本专利技术的不当限定。其中：图1是现有的单颗滤波器拓扑结构图；图2是现有的FBAR滤波器结构图；图3是现有的单颗滤波器实际装配结构图；图4是现有的单颗滤波器的S21曲线图；图5是实施例一提出的滤波器的装配结构图；图6是实施例一提出的滤波器的拓扑结构图；图7是实施例一提出的滤波器的S21曲线图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。实施例一传统的FBAR/SMR滤波器，都是由FBAR谐振器构成，通过谐振器串并联的拓扑结构形成滤波器的通带和阻带。图1是现有的4-3滤波器的拓扑架构图。该4-3滤波器是由4个串联谐振器和3个并联谐振器支路共同组成，其中，4个串联谐振器在滤波器的输入端101和输出端102之间相互串联连接，4个串联谐振器的连接点之间依次连接有第一并联接地支路103、第二并联接地支路104和第三并联接地支路105；其中并联支路的谐振频率和串联支路的谐振频率并不相同，一般都相差至少几十兆，因此，在图1中串联谐振器和并联谐振器使用不同的符号来代表。图2是4-3滤波器的实物图。图1和图2是一一对应，其中，201对应图1原理图中的101，即滤波器输入端；202对应图1原理图中的102，即滤波器输出端；203对应图1原理图中的103，即滤波器第一并联接地支路；204对应图1原理图中的104，即滤波器第二并联接地支路；205对应图1原理图中的105，即滤波器第三并联接地支路；206为滤波器的功能区，其中FBAR谐振器都位于滤波器的功能区206中，然后通过VIA过孔207连接到滤波器芯片表层的输入端、输出端和接地端，为了能准确的测试滤波器的性能，在滤波器的表层做了两组“GSG”测试焊盘，如图2所示。从上图可知，使用“GSG”探头优点在于可以准确测试滤波器的性能，但是还存在以下问题：“GSG”探针限制了滤波器的接地的数量，从而限制了滤波器的拓扑结构的复杂度，使得单颗滤波器的带外抑制指标不可能做的很深。图3即为单颗滤波器的装配结构，其中滤波器的输入端301、输出302分别连接到PCB(308)上的输入端和输出端，滤波器的三个并联接地支路303/304/305都连接到PCB的GND上，装配采用的是金丝键合的方式，通过金线307将FBAR滤波器的PAD和PCB的PAD相连接，使用图3的连接方式，单颗滤波器的S21曲线如4图所示.从图4可以看出，单颗滤波器带外抑制在-30dBc多一点，可以看出带外抑制的平均水平并不高，造成这个问题的原因是：因为要准确测量滤波器的性能，需要用到“GSG”测试结构，而“GSG”测试结构只能支持三个GND，因此滤波器的GND也限制在三个，所以滤波器的拓扑结构就不能很复杂，即使采用并联支路合地等方式来稍微增加滤波器的设计复杂度，经过仿真分析，效果并不好。因此单颗滤波器所能实现的带外抑制水准被限制住了，-30dBc的抑制对于目前通信系统来说是不够的，因此为了提供更高的带外抑制水平，满足通信系统对信号抑制度的需求，本实施例提供一种新的滤波器方案，在一片硅片上同时集成2颗滤波器进行级联，进而提升滤波器整体带外抑制水平。图5是本实施例涉及的滤波器的装配结构。如图5所示，本实施例涉及的滤波器包括硅衬底506、第一滤波器503、第二滤波器504以及信号传输线505，第一滤波器503和第二滤波器504集成设置在硅衬底506上，通过信号传输线将第一滤波器503和第二滤波器504进行电气连接；滤波器的输入端501连接到PCB507的输入端，滤波器的输出端502连接到PCB507的输出端，滤波器503和504的三个并联接地支路都连接到PCB507的GND上。图6是图5中第一滤波器503和第二滤波器504的结构示意图。所述第一滤波器503包括串联谐振器5031-5034和并联谐振器5035-5037，所述串联谐振器5031-5034在输入端501与信号传输线505的一端之间相互串联连接；并联谐振器5035-5037在串联谐振器5031-5034的各连接点与基准端子(接地)之间并联连接。上述的串联谐振器5031-5034和并联谐振器5035-503本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滤波器，其特征在于，包括：/n硅衬底；/n设置在硅衬底上的第一滤波器和第二滤波器；/n以及用于将第一滤波器和第二滤波器电气连接的信号传输线；/n所述第一滤波器的一端连接信号输入端，另一端连接信号传输线，所述信号传输线的另一端连接第二滤波器，所述第二滤波器的另一端连接信号输出端，使所述第一滤波器和第二滤波器串联。/n

【技术特征摘要】
1.一种滤波器，其特征在于，包括：
硅衬底；
设置在硅衬底上的第一滤波器和第二滤波器；
以及用于将第一滤波器和第二滤波器电气连接的信号传输线；
所述第一滤波器的一端连接信号输入端，另一端连接信号传输线，所述信号传输线的另一端连接第二滤波器，所述第二滤波器的另一端连接信号输出端，使所述第一滤波器和第二滤波器串联。


2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述第一滤波器包括：
4个以上的串联谐振器，在信号输入端与信号传输线的一端之间相互串联连接；和
并联谐振器，被连接在所述4个以上的串联谐振器的连接节点的任一者与接地端之间。


3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述第二滤波器包括：
4个以上的串联谐振器，在信号传输线的另一端与信号输出端之间相互串联连接；和
并联谐振器，被连接在所述4个以上的串联谐振器的连接节点的任...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞慰，刘胜杰，
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