【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及mems器件领域，具体涉及一种具有可调大带宽的滤波器及由其构建的双工器。
技术介绍
1、随着通信技术的逐步发展，体声波射频滤波器向着小型化、集成化与宽带化变化，而多变的应用需求对带宽的可变性提出了要求。在现有的技术中，现有结构的体声波滤波器的带宽受到谐振器本身有效机电耦合系数的限制，一种解决方法是通过掺杂等方式提高带宽，但是带来的是成本与工艺复杂度的提升，同时sc等元素的掺杂对带宽的提升存在上限，难以达到ghz以上的通带带宽，并且掺杂元素会降低谐振器的q值，意味着滤波器的带内插损会随掺杂量的提升而提高。而且这一设计的滤波器带宽会受到材料本身的限制无法去任意改变，改变带宽所需要的代价很大。
2、另一种实现大带宽的方式是使用电容电感等ipd器件与谐振器结合，对零极点进行重新排布来拓展带宽，现有的思路大致是：
3、1.使用baw谐振器构建基本通带，加入ipd器件辅助对带宽以及带外抑制等性能进行调控，常见的如在ladder型结构滤波的并联臂上增加串联电感；
4、2.使用ipd器件构建基本通带，然后利用baw器件的谐振特性在过渡带处添加零点。
5、ipd器件构建滤波器的特点是通带很宽，但是过渡带很缓慢，将之与谐振器件结合可以有效增加过渡带陡降，这种滤波器又被称为混合型(hybrid)滤波器，但是缺点是混合结构往往会增加整体的滤波器的构成复杂度，带来的是面积的提升以及带内插损的不可控，且往往不能使用同一工艺制备，增加了制造的难度。
技术实现思路
1、针对现有的高频宽带滤波器中现存的种种痛点与不足，本专利技术提出一种具有可调大带宽的滤波器及由其构建的双工器，电感与谐振器均参与了通带的构建，只使用很少的器件数目(2.5阶)便可以实现超大的滤波带宽(>2ghz)，高的带外抑制(<-30db)与低的带内插损(>-1db)。并且该滤波器的带宽具有可调性，只需要调整电感值与谐振器的面积便可实现从数百mhz到数ghz的带宽变化，使得该滤波器拥有极强的实用性，可以应对多方面的应用需求。
2、本专利技术的目的通过如下的技术方案来实现：
3、一种具有可调大带宽的滤波器，所述滤波器包括至少两个串联支路和至少三个并联支路；每个串联支路和并联支路上均至少包括一个谐振器；
4、两个串联支路上的谐振器分别为串联谐振器一和串联谐振器二，所述串联支路用于构建滤波器右阻带，形成带阻结构，这里的阻带宽度受谐振器有效机电耦合系数的限制；
5、三个并联支路的谐振器分别为并联谐振器一、并联谐振器二、并联谐振器三；五个谐振器的串联谐振频率分别为fs1、fs2、fs3、fs4、fs5，并联谐振频率分别为fp1、fp2、fp3、fp4、、fp5；
6、所述并联谐振器一上有与其自身并联的感性元件，所述并联谐振器二和并联谐振器三上均有与其自身串联的感性元件；串联的感性元件用于在低于并联谐振器的并联谐振频率处构建零点，构建的零点的频率与并联谐振器的并联谐振频率的差即为滤波器的带宽，通带所处频段小于并联谐振器的并联谐振频率。
7、进一步地，所有谐振器均为体声波谐振器。
8、进一步地，所述并联谐振器二、并联谐振器三的并联谐振频率fp4、fp5相等。
9、进一步地，所述串联谐振器一的并联谐振频率fp1与并联谐振器二的并联谐振频率fp4相等。
10、进一步地，所述串联支路的串联谐振器为2～6个，通过增加串联谐振器的个数，提高带外抑制量。
11、进一步地，所述串联谐振器一的并联谐振频率fp1与所述串联谐振器二的串联谐振频率fs2相近。
12、进一步地，所述并联谐振器一的串联谐振频率fs3分布在串联谐振器一的串联谐振频率fs1和串联谐振器二的串联谐振频率fs2之间，用于降低滤波器在右阻带的带外抑制。
13、进一步地，所述并联谐振器一的串联谐振频率fs3和所述并联谐振器二的串联谐振频率fs4相等。
14、进一步地，通过调节并联支路上的感性元件的电感值与所有谐振器的面积，调节滤波器的带宽，具体为：
15、通过调节串联的感性元件的电感值来调节低频处零点的位置，以此调节滤波器的带宽，从而实现滤波器从数百mhz到数ghz的带宽变化。
16、一种双工器，所述双工器的左侧通带由具有可调大带宽的滤波器构建，右侧通带由ladder型或lattice型结构的滤波器构建；通带在并联谐振器二和并联谐振器三的谐振频率两侧镜像分布。
17、本专利技术的有益效果如下：
18、(1)本专利技术采用集成片上电感与新的谐振器频率组合，构建了具有可调大带宽的滤波器，通过调节串联支路上的电感值与谐振器的有效面积，可以实现从数百mhz到数ghz的带宽变化，这对构建射频滤波器具有重要实用意义。
19、(2)本专利技术构建的滤波器通带在并联谐振器谐振频率左侧，这恰好与传统ladder结构所构建的通带位置在并联谐振器频率点右侧形成镜像分布，因此具有构建双工器的天然优势，可在同一晶圆上只使用2-3种频率的谐振器构建双工器，比常规的双工器的制备所需的频率更少，有助于实现双工器同一片上集成与减少后续工艺中再修频的成本。该设计采用与传统ladder结构不同的设计原理，打破了baw滤波器的技术壁垒，使用简洁且易于工艺实现的结构使滤波器带宽摆脱了材料有效机电耦合系数的限制，为射频baw滤波器的设计打开了新的思路。
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1.一种具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所述滤波器包括至少两个串联支路和至少三个并联支路；每个串联支路和并联支路上均至少包括一个谐振器；
2.根据权利要求1所述的具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所有谐振器均为体声波谐振器。
3.根据权利要求1所述的具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所述并联谐振器二、并联谐振器三的并联谐振频率fp4、fp5相等。
4.根据权利要求1所述的具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所述串联谐振器一的并联谐振频率fp1与并联谐振器二的并联谐振频率fp4相等。
5.根据权利要求1所述的具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所述串联支路的串联谐振器为2～6个，通过增加串联谐振器的个数，提高带外抑制量。
6.根据权利要求1所述的具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所述串联谐振器一的并联谐振频率fp1与所述串联谐振器二的串联谐振频率fs2相近。
7.根据权利要求1所述的具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所述并联谐振器一的串联谐振频率fs3分布在串联谐振器一的串联谐振频率fs1和串联谐振
8.根据权利要求6所述的具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所述并联谐振器一的串联谐振频率fs3和所述并联谐振器二的串联谐振频率fs4相等。
9.根据权利要求1所述的具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，通过调节并联支路上的感性元件的电感值与所有谐振器的面积，调节滤波器的带宽，具体为：
10.一种双工器，其特征在于，所述双工器的左侧通带由权利要求1-9中任意一项所述的具有可调大带宽的滤波器构建，右侧通带由ladder型或lattice型结构的滤波器构建；通带在并联谐振器二和并联谐振器三的谐振频率两侧镜像分布。
...【技术特征摘要】
1.一种具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所述滤波器包括至少两个串联支路和至少三个并联支路；每个串联支路和并联支路上均至少包括一个谐振器；
2.根据权利要求1所述的具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所有谐振器均为体声波谐振器。
3.根据权利要求1所述的具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所述并联谐振器二、并联谐振器三的并联谐振频率fp4、fp5相等。
4.根据权利要求1所述的具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所述串联谐振器一的并联谐振频率fp1与并联谐振器二的并联谐振频率fp4相等。
5.根据权利要求1所述的具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所述串联支路的串联谐振器为2～6个，通过增加串联谐振器的个数，提高带外抑制量。
6.根据权利要求1所述的具有可调大带宽的滤波器，其特征在于，所述串联谐振器一的并联谐振频率fp1与所述串联谐...
【专利技术属性】
技术研发人员：董树荣，丁睿，轩伟鹏，高峰，金浩，骆季奎，
申请(专利权)人：杭州树芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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