一种窄带滤波器组件制造技术

本发明专利技术提供一种窄带滤波器组件，包括依次级联的初级分频滤波器组、射频开关和次级分频滤波器组；还包括用于控制所述射频开关进行频带选通的控制设备；所述次级分频滤波器组由次级频带选通设备和Ｎ个基于高次谐波体声波谐振器的滤波器组构成，其中Ｎ至少为２；所述次级频带选通设备可以采用射频功率分配器，也可以采用带控制设备的射频开关。本发明专利技术具有如下技术效果：处理速度很快；可以极大地缩小横向尺寸，从而减小器件尺寸，器件整体体积可做到１立方厘米以内；工作频率可以很高，可以在５００ＭＨｚ～１０ＧＨｚ范围内工作；可以大大减少器件的数量，从而极大地减小器件尺寸；可以极大地细化频带。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于无线通讯领域的射频滤波器组，尤其涉及一种小 型化射频体声波窄带滤波器组。
技术介绍
带通滤波器组是一种将输入的信号分成各频率分量分别输出的滤波 器，它在无线通讯领域具有重要作用，其作用就是要把接收到的时间信号所包含的各种频率成分分开。过去曽经采用数字滤波器和LC滤波器构建 滤波器组，但是，数字滤波器的速度太慢，而LC滤波器调整困难，尤其 要将很多滤波器的频响调整到具有相同带宽不同中心频率的情况是很困 难的，即使一次调整成功，由于LC元件的不稳定性，也难保在使用中不 会发生变化。声表面波滤波器组虽具有速度快的优点，但它的问题在于受 插指电极制作工艺的限制，频率做不高(lGHz以下)；另外需要单独制备 很多个不同中心频率并且带宽相同的窄带滤波器， 一是制作困难，二是体 积无法做小。
技术实现思路
本专利技术的目的是基于体声波技术，利用高次谐波体声波谐振器本身所 固有的多模特性，提供一种处理速度快、尺寸小、工作频率高 (500MHz 1 OGHz )以及可以极大细分频带的窄带滤波器组件。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供的窄带滤波器组件，包括依次级联 的初级分频滤波器组100、射频开关2上述技术方案中，所述初级分频滤波器组100由初级频带选通设备和N个基于薄膜体声波谐振器的滤波器构成，其中N至少为2;所述初级频带选 通设备可以采用射频功率分配器110,也可以采用带控制设备的射频开关。上述技术方案中，所述初级分频滤波器组100中的基于薄膜体声波谐振 器的滤波器可以是梯形结构滤波器，也可以是格形结构滤波器，也可以是梯 形格形混合结构滤波器；所述次级分频滤波器组400中的基于高次谐波体声 波谐振器的滤波器组可以是梯形结构滤波器组，也可以是格形结构滤波器 组，也可以是梯形格形混合结构滤波器组。上述技术方案中，所述基于薄膜体声波谐振器的滤波器包括串联臂谐振 器和并联臂谐振器，所述串联臂谐振器的串、并联谐振频率分别大于所述并 联臂谐振器的串、并联谐振频率；所述串联臂谐振器的串联谐振频率与所述 并联臂谐振器的并联谐振频率相等，二者相对误差不超过1% ;所述基于高 次谐波体声波谐振器的滤波器组包括串联臂谐振器和并联臂谐振器，所述串 联臂谐振器的各模式的串、并联谐振频率分别大于所述并联臂谐振器的相应 模式的串、并联谐振频率；所述串联臂谐振器的各^t式的串联谐振频率与所 述并联臂谐振器的相应模式的并联谐振频率相等，二者相对误差不超过 0. 01% 。上述技术方案中，所述的薄膜体声波谐振器可以是薄膜型FBAR器件， 可以是空气隙型FBAR器件，也可以是固态装配型FBAR器件。上述技术方案中，所述薄膜型FBAR器件依次由基片6、支撑层5、底电 极4、压电薄膜3、绝缘层2和顶电极1组成；所述的基片6可以是掺杂的 硅基片，可以是本征硅基片，也可以是砷化镓基片；所述的支撑层5是在基 片6上淀积的一层低应力氮化硅膜，或在基片6上直接热氧化生成二氧化硅 膜，或在基片6上注入或扩散生成的一层膜，也可以是氮化硅/二氧化硅/氮 化硅复合膜；所述的底电极4和顶电极1可以是单种金属电极，可以是复合 层金属电极；压电薄膜3可以是磁控溅射方法生成的压电薄膜，也可以是化 学微加工方法制作的压电单晶薄膜，也可以是用溶胶法制作的压电薄膜；所 述的绝缘层2可以是用^兹控贼射方法生成的二氧化硅，也可以是LT0或SiNx 。上述技术方案中，所述高次谐波体声波谐振器依次由基片15、底电极 14、压电薄膜13、绝缘层12和顶电极11组成；所述的基片15釆用经过双 面抛光且平行度较高的低损耗材料，包括熔融石英、蓝宝石或YAG;所述的 底电极14和顶电极11可以是单种金属电极，可以是复合层金属电极；所述的压电薄膜13可以是^ 兹控溅射方法生成的压电薄膜，也可以是化学微加工方法制作的压电单晶薄膜，也可以是用溶胶法制作的压电薄膜；所述的绝缘 层12可以是用磁控溅射方法生成的二氧化硅，也可以是LTO或SiNx 。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供的另一窄带滤波器组件，包括依次 级联的初级分频滤波器组100和次级分频滤波器组400;所述次级分频滤波 器组400由次级频带选通设备和N个基于高次谐波体声波谐振器的滤波器组 构成，其中N至少为2;所述次级频带选通设备采用射频功率分配器410, 所述窄带滤波器组件还包括分别与初级分频滤波器组100和次级分频滤波 器组400连接的判决电路600,用于判断最终输出信号是否通过所需的初级 分频滤波器的滤波处理，当判断为否时，则舍弃该输出信号。上述技术方案中，所述初级分频滤波器组100由初级频带选通i殳备和N 个基于薄膜体声波谐振器的滤波器构成，其中N至少为2;所述初级频带选 通设备采用射频功率分配器110。上述技术方案中，所述初级分频滤波器组100中的基于薄膜体声波谐振 器的滤波器可以是梯形结构滤波器，也可以是格形结构滤波器，也可以是梯 形格形混合结构滤波器；所述次级分频滤波器组400中的基于高次谐波体声 波谐振器的滤波器组可以是梯形结构滤波器组，也可以是格形结构滤波器 组，也可以是梯形格形混合结构滤波器组。上述技术方案中，所述基于薄膜体声波谐振器的滤波器包括串联臂谐振 器和并联臂谐振器，所述串联臂谐振器的串、并联谐振频率分别大于所述并 联臂谐振器的串、并联谐振频率；所述串联臂谐振器的串联谐振频率与所述 并联臂谐振器的并联谐振频率相等，二者相对误差不超过1% ;所述基于高 次谐波体声波谐振器的滤波器组包括串联臂谐振器和并联臂谐振器，所述串 联臂谐振器的各模式的串、并联谐振频率分别大于所述并联臂谐振器的相应 模式的串、并联谐振频率；所述串联臂谐振器的各模式的串联谐振频率与所 述并联臂谐振器的相应模式的并联谐振频率相等，二者相对误差不超过 0. 01% 。上述技术方案中，所述的薄膜体声波谐振器可以是薄膜型FBAR器件， 可以是空气隙型FBAR器件，也可以是固态装配型FBAR器件。上述技术方案中，所述薄膜型FBAR器件依次由基片6、支撑层5、底电 极4、压电薄膜3、绝缘层2和顶电极1组成；所述的基片6可以是掺杂的 硅基片，可以是本征硅基片，也可以是砷化镓基片；所述的支撑层5是在基片6上淀积的一层低应力氮化硅膜，或在基片6上直接热氧化生成二氧化硅 膜，或在基片6上注入或扩散生成的一层膜，也可以是氮化硅/二氧化硅/氮 化硅复合膜；所述的底电极4和顶电极1可以是单种金属电极，可以是复合 层金属电极；压电薄膜3可以是磁控溅射方法生成的压电薄膜，也可以是化 学微加工方法制作的压电单晶薄膜，也可以是用溶胶法制作的压电薄膜；所 述的绝缘层2可以是用磁控溅射方法生成的二氧化硅，也可以是LT0或S iNx 。 上述技术方案中，所述高次谐波体声波谐振器依次由基片15、底电极 14、压电薄膜13、绝缘层12和顶电极11组成；所述的基片15采用经过双 面抛光且平行度较高的低损耗材料，包括熔融石英、蓝宝石或YAG;所述的 底电极14和顶电极11可以是单种金属电极，可以是复合层金属电极；所述 的压电薄膜13可以是^f兹控溅射方法生成的压电薄膜，也可以是化学微加工 方法制作的压电单晶薄膜，也可以是用溶胶法制作的压电薄膜；所述的绝缘 层12可以是用磁控溅射方法生成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种窄带滤波器组件，包括依次级联的初级分频滤波器组（１００）、射频开关（２００）和次级分频滤波器组（４００）；还包括用于控制所述射频开关（２００）进行频带选通的控制设备（３００）；所述次级分频滤波器组（４００）由次级频带选通设备和Ｎ个基于高次谐波体声波谐振器的滤波器组构成，其中Ｎ至少为２；所述次级频带选通设备可以采用射频功率分配器（４１０），也可以采用带控制设备的射频开关。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤亮，乔东海，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：11[]