滤波器和多工器以及通信设备制造技术

本发明专利技术涉及滤波器技术领域，特别地涉及一种滤波器和多工器以及通信设备。在该滤波器中，不同的并联支路之间加入电感耦合或电容耦合，对于滤波器采用电感耦合或电容耦合的方式，既不会恶化滤波器的插损性能，同时还可提升滤波器的带外抑制特性。

【技术实现步骤摘要】
滤波器和多工器以及通信设备
本专利技术涉及滤波器
，特别地涉及一种滤波器和多工器以及通信设备。
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。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、器件尺寸和温漂特性。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。所以对于无线通信系统高性能、简单化滤波器的设计是至关重要的。目前，能够满足通讯终端使用的小尺寸滤波类器件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（FilmBulkAcousticResonator，薄膜体声波谐振器），SMR（SolidlyMountedResonator，固态装配谐振器）和SAW（SurfaceAcousticWave，表面声波谐振器）。其中基于体声波原理FBAR和SMR制造的滤波器（统称为BAW，体声波谐振器），相比基于表面声波原理SAW制造的滤波器，具有更低的插入损耗，更快的滚降特性等优势。普通的滤波器的一种典型结构如图1A所示，图1A是根据现有技术中的声波滤波器的一种结构的示意图。这种滤波器10中，输入端131和输出端132之间有电感121、122以及多个谐振器（通常称作串联谐振器）101~104，各串联谐振器的连接点与接地端之间的多个支路（通常称作并联支路）上分别设置有谐振器111~113（通常称作并联谐振器），以及电感123~125。各并联谐振器上添加有质量负载层，使并联谐振器的频率和串联谐振器的频率具有差异从而形成滤波器的通带。在目前的无线通信系统中，某些通信频段为了满足高小区容量、大数据传输速率的要求，需要分配较宽的通信频段，例如根据3GPP协议所划分的第41频段（Band41），其通带范围是从2496MHz到2690MHz，具有194MHz的带宽，相对带宽高达7.5%，同时又要求对其低频一侧的通信信号，如WLAN（2402.5MHz到2481.5MHz），Band40（2300MHz到2400MHz）等，有一定的抑制度。这时，再采用传统的提高机电耦合系数的方法来拓展滤波器的应用带宽已经不再有效，这就需要采取特殊的方法来实现这种高带宽。为实现上述的高带宽，专利申请CN109643984A中公开了一种梯形结构宽带压电滤波器，其在普通的滤波器的任两个串联谐振器的连接点与接地点之间，设置有带宽调节单元，带宽调节单元包含串联的电感和谐振器，该谐振器的频率接近上述串联谐振器的频率，而该电感的电感值明显大于该滤波器的各并联支路上的电感的电感值。通过引入带宽调节单元，实现了滤波器相对带宽的扩大化。为了提高声波谐振器滤波器的带外抑制特性，常见的解决方法为增加滤波器的级数，改变串联谐振器与并联谐振器的阻抗比，改变滤波器级联等。但是上述方法都会使滤波器的插损恶化，即滤波器带外抑制特性的提升是以滤波器插损恶化为代价的，同时谐振器或外围器件的增加也会使得器件尺寸增加。对于上述专利申请CN109643984A中公开的宽带压电滤波器，同样存在进一步提高带外抑制性能的需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种滤波器和多工器以及通信设备，在不恶化滤波器插损的前提下，提升了滤波器的带外抑制特性。为实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种滤波器。本专利技术的滤波器包含串联支路和多个并联支路，并且包含带宽调节单元，靠近所述滤波器的输入端的并联支路中具有第一电感，靠近所述滤波器的输出端的并联支路中具有第二电感，带宽调节单元中具有第三电感，所述第三电感与第一电感之间存在耦合；所述第三电感与第二电感之间存在耦合。可选地，所述第一电感和第二电感之间存在耦合。可选地，所述输入端和输出端具有匹配电路，所述匹配电路的结构为如下之一：第一端和第二端之间串联电容或电感；第一端和第二端之间为电容或电感的一端，该电容或电感的另一端接地。可选地，所述滤波器中：所述多个声波谐振器所在的晶片位于多层封装基板之上；第三电感由集总参数元件实现，设置在多层封装基板的上表面；第一和第二电感设置在多层封装基板的内部并且靠近第三电感从而产生耦合。可选地，所述滤波器中：所述多个声波谐振器所在的晶片位于多层封装基板之上；第一电感、第二电感及第三电感设置在多层封装基板的内部。可选地，第一和第二电感第二端直接接地并且二者之间存在互感，第一和第二电感位于第三电感的同侧，且分别与第三电感之间存在耦合。可选地，第一电感和第二电感的第二端在多层基板的中间任一层相连，再通过耦合电感接地，第一和第二电感位于第三电感的同侧，且分别于第三电感之间存在耦合。可选地，第一电感、第二电感和第三电感在多层基板的中间任一层相连，再通过耦合电感接地。根据本专利技术的另一方面，提供了一种多工器，包含本专利技术所述的滤波器。此处的多工器也包括双工器。根据本专利技术的又一方面，提供了一种通信设备，包含本专利技术所述的滤波器。根据本专利技术的技术方案，在包含带宽调节单元的滤波器中，使带宽调节单元中的电感与靠近输入端、输出端的并联支路中的电感之间产生耦合，以此提升滤波器的带外抑制特性。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1A是根据现有技术中的声波滤波器的一种结构的示意图；图1B为本专利技术实施方式涉及的一种滤波器的电路图；图2是薄膜体声波谐振器结构的切面示意图；图3A是压电声波谐振器的电学符号；图3B是压电声波谐振器的等效电学模型图；图4是谐振器阻抗与fs和fp之间的关系示意图；图5A为一种输入端匹配电路MC1与输出端匹配电路MC2的电路图；图5B为另一种输入端匹配电路MC1与输出端匹配电路MC2的电路图；图5C为又一种输入端匹配电路MC1与输出端匹配电路MC2的电路图；图5D为再一种输入端匹配电路MC1与输出端匹配电路MC2的电路图；图6为本专利技术实施方式提供的滤波器和对比例的插损频率特性对比曲线；图7为本专利技术实施方式提供的滤波器另一种结构的电路图；图8为本专利技术实施方式提供的滤波器的三维电路模型；图9A为本专利技术实施方式提供的滤波器三维电路模型的第一种实施方式；图9B为图9A的滤波器的封装基板在AA'截面上的示意图；图10A为本专利技术实施方式提供的滤波器三维电路模型的第二种实施方式；图10B是图10A的滤波器的封装基板在BB'截面上的示意图；图11A示出了本专利技术实施方式提供的滤波器三维电路模型的第三种实施方式的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滤波器，包含串联支路和多个并联支路，并且包含带宽调节单元，靠近所述滤波器的输入端的并联支路中具有第一电感，靠近所述滤波器的输出端的并联支路中具有第二电感，带宽调节单元中具有第三电感，其特征在于：/n所述第三电感与第一电感之间存在耦合；/n所述第三电感与第二电感之间存在耦合。/n

【技术特征摘要】
1.一种滤波器，包含串联支路和多个并联支路，并且包含带宽调节单元，靠近所述滤波器的输入端的并联支路中具有第一电感，靠近所述滤波器的输出端的并联支路中具有第二电感，带宽调节单元中具有第三电感，其特征在于：
所述第三电感与第一电感之间存在耦合；
所述第三电感与第二电感之间存在耦合。


2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述第一电感和第二电感之间存在耦合。


3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述输入端和输出端具有匹配电路，所述匹配电路的结构为如下之一：
第一端和第二端之间串联电容或电感；
第一端和第二端之间为电容或电感的一端，该电容或电感的另一端接地。


4.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述滤波器中：
所述多个声波谐振器所在的晶片位于多层封装基板之上；
第三电感由集总参数元件实现，设置在多层封装基板的上表面；
第一和第二电感设置在多层封装基板的内部并且靠近第三电感从而产生耦合。

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