[发明专利]一种超宽带薄膜体声波滤波器电路

说明书

本发明公开了一种超宽带薄膜体声波滤波器电路，该电路为括一阶阶梯型超宽带薄膜体声波滤波器电路或n阶阶梯型超宽带薄膜体声波滤波器电路，n＞1；一阶阶梯型超宽带薄膜体声波滤波器电路：包括相互级联的串联谐振器和并联谐振器，所述的串联谐振器和并联谐振器的两端均并联一个电容电感串联支路，所述电容电感串联支路包括串联的电容和电感；所述的串联谐振器和并联谐振器均包括上表面带有凹槽的衬底、位于衬底上的底电极层、位于底电极层上的压电层和位于压电层上的顶电极层。本发明可以实现8％～40％相对带宽的超宽带薄膜体声波滤波器设计，以满足目前超宽带滤波器的市场需求。

技术领域

本发明属于滤波器设计领域。

背景技术

随着无线通信技术及智能手机的发展，射频前端对元器件性能指标、集成度的要求越来越高。基于薄膜体声波器件的射频前端滤波器、双工器、多工器因其具有小体积、低插损、快速滚降、低功耗等优点，已被广泛使用于智能手机、通信终端、以及通信基站中，并将于未来应用于车联网、工业控制等物联网终端的通信设备中。此外，随着需求的提高，大数据传输必然是未来发展的方向。由香农信道定理，信道信息传输速率的上限和信道信噪比及带宽有关。随着带宽的增加，传输速率上升，同时还可以实现减小功率，增加保密性。故超宽带滤波器的研制是极具应用价值。

典型的薄膜体声波滤波器由薄膜体声波谐振器以串联和并联的形式构成，通带内，串联薄膜体声波谐振器呈现低阻特性，并联薄膜体声波谐振器呈现高阻特性，因此通带损耗小。通带外，串联薄膜体声波谐振器呈现高阻特性，并联薄膜体声波谐振器呈现低阻特性，实现带外抑制。传统的薄膜体声波谐振器采用的AlN和ZnO压电材料，其材料机电耦合系数在8％以下，实现的谐振器的器件机电耦合系数在9％以下，实现的滤波器3dB相对带宽也将只能到9％。现有的一种谐振电路、滤波器以及天线双工器(中国专利200610108957.3)，其结构为薄膜体声波谐振器，其主要结构为施加电感电容匹配电路，主要作用是调节双工器发射和接收通道之间的隔离，即将接收滤波器处的发射信号的频带中的阻抗转换成无穷大。该专利的所述结构无法实现超宽带滤波器。

发明内容

发明目的：为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种超宽带薄膜体声波滤波器电路。

技术方案：本发明提供了一种超宽带薄膜体声波滤波器电路，该电路为一阶阶梯型超宽带薄膜体声波滤波器电路或n阶阶梯型超宽带薄膜体声波滤波器电路，n＞1；

一阶阶梯型超宽带薄膜体声波滤波器电路：包括相互级联的串联谐振器和并联谐振器，所述的串联谐振器和并联谐振器的两端均并联一个电容电感串联支路，所述电容电感串联支路包括串联的电容和电感；所述的串联谐振器和并联谐振器均包括上表面带有凹槽的衬底、位于衬底上的底电极层、位于底电极层上的压电层和位于压电层上的顶电极层；

n阶阶梯型超宽带薄膜体声波滤波器电路：将n个一阶阶梯型超宽带薄膜体声波滤波器电路依次级联。

进一步的，所述电感为键合线电感、平面螺旋电感、贴片电感或TSV电感。

进一步的，所述的电容为微带电容、贴片电容或者MIM电容。

进一步的，串联谐振器的并联谐振频率高于串、并联谐振器级联组成的滤波器的通带频率。

进一步的，并联谐振器的并联谐振频率位于串、并联谐振器级联组成的滤波器的中心频率位置。

进一步的，所述电容电感串联支路的谐振频率与相应的并联谐振器或串联谐振器的串联谐振频率的差值小于1％。

有益效果：本发明不改变谐振器原有各层结构、位置、形状、厚度、及材料，仅通过在谐振器外围增加提高机电耦合系数的电路，可以实现8％～40％相对带宽的超宽带薄膜体声波滤波器设计，以满足目前超宽带滤波器的市场需求。

附图说明

图1是传统串联、并联薄膜体声波谐振器的阻抗曲线；