CN219980798U - 一种滤波器、滤波装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种滤波器、滤波装置,该滤波器包括:输入端、输出端、第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器以及至少一个无源器件;输入端与第一谐振器的第一端连接;第一谐振器的第一端与第二谐振器的第一端连接;第一谐振器的第二端与第三谐振器的第一端连接;第三谐振器的第二端与第二谐振器的第二端连接;第二谐振器的第二端与输出端连接;无源器件的第一端与第一谐振器的第二端连接;无源器件的第二端接地;该滤波器中,无源器件具有滤波功能,并且由于第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器采用了三角形滤波器拓扑结构的连接方式,使得第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器可以采用面积更小的谐振器,从而实现缩小滤波器的面积的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及射频技术领域,更具体地说,涉及一种滤波器。
背景技术
射频(RF,Radio Frequency),又称无线电频率、无线射频、高周波等,指在300kHz-300GHz范围内的频率,射频技术与当代无线通信技术息息相关,典型射频器件包括滤波器(Filter)、双工/多工器(Diplexer/Duplexer/Multiplexer)、功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)、射频开关(Switch)、单片微波集成芯片(MICC)和具有集成化功能的射频模组(Model)等等。更进一步的,5G指第5代移动通信网络,传输速度快,传输信号稳定,应用在高频传输领域,目前定义有两大频率范围,FR1(450MHz-6GHz,即常说的Sub-6GHz)和FR2(24.25GHz-52.6GHz,即常说的毫米波频段),一些典型的细分频段例如n77(3300MHz-4200MHz),n78(3300MHz-3800MHz),n79(4400MHz-5000MHz)等,相关的技术应用对于成本(需要多块芯片或分立器件)、体积(要求极高的集成度和更小的空间占用)、工艺(量产性能和设计性能,良率等)、模块化(降低调试成本等)、带宽、性能等等都提出了更高要求,使其区别于之前的射频设计。
射频芯片是射频技术在半导体领域应用的一条重要分支,以半导体工艺加工制造射频集成电路的相关领域,区别于分立器件的技术方案。在射频芯片领域中,滤波器可以滤除异频信号的干扰,衰减部分频率成分,只让指定频率成分通过,是无线频谱作为不可再生的稀缺资源应用的技术基础。目前滤波器主要分为SAW(Surface Acoustics Wave,声表面波滤波器)和BAW(Bulk Acoustics Wave,体声波滤波器),SAW往往成本低,应用于低频段,插损低抑制性好,温度敏感,也有TC-SAW等进行温度补偿的设计;BAW在高频表现好于SAW,Q值高,尺寸随频率增加而降低,温度敏感性低,但是较贵,也有XBAR(薄膜体声波谐振器)和SMR(固态装配谐振器)等设计。
滤波器往往使用谐振器作为基本单元,构成相应的拓扑并放大指定频率成分信号。随着社会发展,现有的滤波器芯片的设计与制造对于尺寸的要求越来越高,并且,更高的集成度也提出了要将同样甚至更好性能的谐振器集成在更小的面积内以形成更小面积的滤波器,现有的滤波器的拓扑结构一般设计为“T”型拓扑结构,由于滤波器的尺寸要求越来越小,现有的面积偏大的滤波器已经不能满足要求。
实用新型内容
有鉴于此,为解决上述问题,本实用新型提供一种滤波器、滤波装置,技术方案如下:
一种滤波器,所述滤波器包括:
输入端、输出端、第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器以及至少一个无源器件;
所述输入端与所述第一谐振器的第一端连接;所述第一谐振器的第一端与所述第二谐振器的第一端连接;所述第一谐振器的第二端与所述第三谐振器的第一端连接;所述第三谐振器的第二端与所述第二谐振器的第二端连接;所述第二谐振器的第二端与所述输出端连接;
所述无源器件的第一端与所述第一谐振器的第二端连接;所述无源器件的第二端接地。
一种滤波装置,所述滤波装置包括:
至少一个滤波器,所述滤波器为上述任一所述的滤波器。
相较于现有技术,本实用新型实现的有益效果为:
本实用新型提供了一种滤波器,该滤波器中,无源器件具有滤波功能,并且由于该滤波器中的第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器采用了三角形滤波器拓扑结构的连接方式,使得第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器可以采用面积更小的谐振器,从而实现缩小滤波器的面积的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有的滤波器的拓扑结构示意图;
图2为现有的“T”型电容拓扑结构示意图;
图3为现有的三角形电容拓扑结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的一种滤波器的结构示意图;
图5为本实用新型实施例提供的一种声表面波谐振器的结构示意图;
图6为本实用新型实施例提供的叉指换能器的结构示意图;
图7为本实用新型实施例提供的一种性能参数对比示意图;
图8为本实用新型实施例提供的一种体声波谐振器的结构示意图;
图9为本实用新型实施例提供的一种体声波谐振器的俯视结构示意图;
图10为本实用新型实施例提供的一种贴片式谐振器的结构示意图;
图11为本实用新型实施例提供的一种贴片式谐振器的俯视结构示意图;
图12为本实用新型实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的结构示意图;
图13为本实用新型实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
基于背景技术中的内容而言,Pi型滤波器网络拓扑结构在LC滤波器的设计中较为常用,或用作匹配网络,但使用SAW谐振器或者BAW谐振器构成Pi型滤波器网络拓扑结构的应用不常见,因为采用SAW谐振器或者BAW谐振器构成的Pi型滤波器网络拓扑结构不仅影响滤波器的功率,而且构成的传统LC滤波器中高电容会对空间带来的限制,此外走线增加也会带来更多杂散,因此一般而言,采用SAW谐振器或者BAW谐振器的滤波器都设计为“T”型拓扑结构。
参考图1,图1为现有的滤波器的拓扑结构示意图;该滤波器的拓扑结构为“T”型滤波器拓扑结构,包括:输入端口01、输出端口02、第一个谐振器03、第二个谐振器04、第三个谐振器05以及无源器件06;由于“T”型滤波器拓扑结构中单一谐振器所占用的面积较大,所以得到的滤波器结构所占用的面积也会更大,这样在滤波器设计时布线、散热等都会出现困难,因此需要设计一种单一谐振器面积较小的滤波器。
基于此,申请人发现现有的电容拓扑结构中也有“T”型拓扑结构,而该“T”型电容拓扑结构可以等效变换为三角形电容拓扑结构,且等效变换后的三角形电容拓扑结构的电容值远小于“T”型电容拓扑结构的电容值,参考图2,图2为现有的“T”型电容拓扑结构示意图;参考图3,图3为现有的三角形电容拓扑结构示意图;“T”型电容拓扑结构中包括第一电容c1、第二电容c2以及第三电容c3,第一电容c1的电容值为C1,第二电容c2的电容值为C2,第三电容c3的电容值为C3;三角形电容拓扑结构中包括第四电容c4、第五电容c5以及第六电容c6,第四电容c4的电容值为C4,第五电容c5的电容值为C5,第六电容c6的电容值为C6;将该“T”型电容拓扑结构等效变换为三角形电容拓扑结构时可以采用电容变换算法,通过“T”型电容拓扑结构中第一电容c1的电容值为C1、第二电容c2的电容值为C2以及第三电容c3的电容值为C3来计算三角形电容拓扑结构中第四电容c4的电容值C4,第五电容c5的电容值C5,第六电容c6的电容值C6,将C1、C2、C3代入电容变换算法:
计算得到三角形电容拓扑结构的电容值C4、C5、C6;其中得到的电容值C4、C5、C6远小于电容值C1、C2、C3,一般而言,电容的大小与电容两极板的正对面积以及两极板间的板距有关,而电容的电容值变小可以设计为减小两极板间的正对面积来减小电容值,因此,当“T”型电容拓扑结构等效变换为三角形电容拓扑结构时,三角形电容拓扑结构中第四电容c4、第五电容c5以及第六电容c6的面积会相对减小,得到的三角形电容拓扑结构的面积占比也要小于“T”型电容拓扑结构。
而电容的结构与谐振器的结构相似,两者都设置有两个相对设置的极板,在高频信号传输的条件下,电容大致可以等效为滤波器件,也就是说,电容和谐振器可以等效,将“T”型滤波器拓扑结构的滤波器中的谐振器等效为电容,根据“T”型电容拓扑结构转换为三角形电容拓扑结构电容值减小,三角形电容拓扑结构中电容两极板间的正对面积可以设计更小的特性,可以得到谐振器面积比“T”型滤波器拓扑结构的滤波器中谐振器的面积更小的三角形滤波器拓扑结构的滤波器。
基于上述内容,申请人根据“T”型滤波器拓扑结构的滤波器设计出了三角形滤波器拓扑结构的滤波器,其中第一滤波器为“T”型滤波器拓扑结构,第二滤波器为三角形滤波器拓扑结构,首先获取了第一滤波器中第一个谐振器、第二个谐振器以及第三个谐振器的电容值以及第一滤波器的传输性能参数,根据第一个谐振器、第二个谐振器以及第三个谐振器的电容值确定出了第二滤波器中第一个谐振器、第二个谐振器以及第三个谐振器的电容值,基于第二滤波器中第一个谐振器、第二个谐振器以及第三个谐振器的电容值确定出了三个谐振器各自的性能参数的取值范围,也就是说,第二滤波器中三个滤波器是基于第一滤波器中的三个滤波器设计的,此时,由于根据“T”型滤波器拓扑结构的第一滤波器中谐振器的电容值确定的三角形滤波器拓扑结构的第二滤波器中谐振器的电容值会减小,也就是说,第二滤波器中第一个谐振器、第二个谐振器以及第三个谐振器的电容值相对于第一滤波器中第一个谐振器、第二个谐振器以及第三个谐振器的电容值会减小,一般来说电容值减小,电容两极板间的正对面积可以设置更小,而谐振器的结构与电容结构相似,相应的谐振器两极板间的正对面积可以设置更小,因此在三角形滤波器拓扑结构的第二滤波器中第一个谐振器、第二个谐振器以及第三个谐振器的面积可以设计更小,由于性能参数的取值范围是由谐振器的电容值确定的,所以根据性能参数的取值范围调试得到的目标滤波器中谐振器的面积也可以更小,谐振器的面积减小,相应的目标滤波器的面积也会更小,又因为目标滤波器的传输性能与第一滤波器的传输性能近似,所以设计出的目标滤波器的传输性能良好且面积相对更小。
设计时需要将三角形滤波器拓扑结构的滤波器的传输性能调整与“T”型滤波器拓扑结构的滤波器的传输性能近似,而目标滤波器的传输性能可以根据谐振器的性能参数进行调整,为了减小三角形滤波器拓扑结构的滤波器的面积,可以调整谐振器与面积相关的性能参数来减小三角形滤波器拓扑结构的滤波器中三个谐振器的面积,最终得到的三角形滤波器的拓扑结构的目标滤波器中谐振器的面积小于“T”型滤波器拓扑结构的滤波器中谐振器的面积,相应的,三角形滤波器的拓扑结构的目标滤波器的面积相对于“T”型滤波器拓扑结构的滤波器也更小。
基于此,本实用新型提供了一种滤波器,所述滤波器包括:
输入端、输出端、第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器以及至少一个无源器件;所述输入端与所述第一谐振器的第一端连接;所述第一谐振器的第一端与所述第二谐振器的第一端连接;所述第一谐振器的第二端与所述第三谐振器的第一端连接;所述第三谐振器的第二端与所述第二谐振器的第二端连接;所述第二谐振器的第二端与所述输出端连接;所述无源器件的第一端与所述第一谐振器的第二端连接;所述无源器件的第二端接地。
该滤波器中,无源器件具有滤波功能,由于该滤波器中第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器采用了三角形滤波器拓扑结构的连接方式,所以使得第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器可以采用面积更小的谐振器,从而实现缩小滤波器的面积的效果。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
参考图4,图4为本实用新型实施例提供的一种滤波器的结构示意图,所述滤波器包括:
输入端11、输出端12、第一谐振器13、第二谐振器14、第三谐振器15以及至少一个无源器件16。
所述输入端11与所述第一谐振器13的第一端13a连接;所述第一谐振器13的第一端13a与所述第二谐振器14的第一端14a连接;所述第一谐振器13的第二端13b与所述第三谐振器15的第一端15a连接;所述第三谐振器15的第二端15b与所述第二谐振器14的第二端14b连接;所述第二谐振器14的第二端14b与所述输出端12连接。
所述无源器件16的第一端16a与所述第一谐振器13的第二端13b连接;所述无源器件16的第二端16b接地。
具体的,该滤波器中输入端11与第一谐振器13的第一端13a连接,输出端12与第二谐振器14的第二端14b连接,输入端11输入的信号通过滤波器进行滤波后,从输出端11输出滤波信号。
其中,无源器件16可以将信号中特定波段频率滤除,是抑制和防止干扰的一项重要措施,无源器件16可以为电容或电感等,如图4所示中以电感为例。
该滤波器中第一谐振器13、第二谐振器14、第三谐振器15的连接方式采用三角形滤波器拓扑结构的连接方式,由于三角形滤波器拓扑结构的滤波器中三个谐振器可以采用面积较小的谐振器,所以可以得到面积较小的滤波器。
由于每个滤波器芯片所需要的面积减小,所以相同尺寸的晶圆就可以切割出更多数量的裸芯,最大程度上利用了晶圆的有效面积,减少浪费的同时降低了晶圆的成本。
需要说明的是,滤波器还可以增加其他的电子元件以实现不同的性能需求,例如通过串联或并联的方式,增加至少一个电容或者电感,以实现增强带外抑制、调节谐振频率、调整通带宽度、调整通带陡峭度或者平滑度等效果。
由于该滤波器采用三角形滤波器拓扑结构,所以该滤波器中第一谐振器13、第二谐振器14、第三谐振器15的面积要小于“T”型滤波器拓扑结构中的三个谐振器的面积,而该滤波器中第一谐振器13、第二谐振器14、第三谐振器15的性能参数是根据“T”型滤波器拓扑结构中的三个谐振器等效计算并仿真调试而来,为了得到面积较小的第一谐振器13、第二谐振器14、第三谐振器15,在调试时主要进行面积性能参数的调整,所以面积参数设置为第一谐振器13、第二谐振器14、第三谐振器15面积更小的关键。
可选的,在本实用新型的另一实施例中,所述第一谐振器13或所述第二谐振器14或所述第三谐振器15为声表面波谐振器。
具体的,滤波器中第一谐振器13、第二谐振器14以及第三谐振器15的类型不做具体限定,第一谐振器13或第二谐振器14或第三谐振器15任意一个都可以为声表面波谐振器,因为要采用面积较小的谐振器,以第一谐振器13为声表面谐振器为例进行说明,减小第一谐振器13的面积可以通过调整声表面波谐振器的面积参数来实现。
可选的,参考图5,图5为本实用新型实施例提供的一种声表面波谐振器的结构示意图;参考图6,图6为本实用新型实施例提供的叉指换能器的结构示意图;在本实用新型的另一实施例中,所述声表面波谐振器包括:
压电衬底21,以及位于所述压电衬底21一侧的叉指换能器22。
所述叉指换能器22包括:第一汇流条23;以及与所述第一汇流条23相对设置的第二汇流条24。
在第一方向M上,所述第一汇流条23包括多个第一电极长指25与多个第一电极短指26,所述第一电极长指25与所述第一电极短指26交替设置;相邻所述第一电极长指25与所述第一电极短指26之间存在间隔。
所述第二汇流条24包括多个第二电极长指27与多个第二电极短指28,所述第二电极长指27与所述第二电极短指28交替设置;相邻所述第二电极长指27与所述第二电极短指28之间存在间隔。
所述第一电极长指25与所述第二电极短指28相对设置;且任一所述相对设置的所述第一电极长指25与所述第二电极短指28之间存在间隔;所述第二电极长指27与所述第一电极短指26相对设置;且任一所述相对设置的所述第二电极长指27与所述第一电极短指26之间存在间隔。
所述第一方向M平行于所述压电衬底21所在平面,且垂直于所述第一汇流条23指向所述第二汇流条24的方向。
具体的,如图5所示,要减小声表面波谐振器的面积,可以通过减小叉指换能器22来减小,在叉指换能器22中,第一电极长指25、第一电极短指26、第二电极长指27以及第二电极短指28指条宽度、指条长度和指条密度都为谐振器与面积相关的参数。
可以通过减小第一电极长指25、第一电极短指26、第二电极长指27以及第二电极短指28指条宽度、指条长度,或增加指条密度来减小谐振器的面积,例如,如图6所示,第二电极短指28的指条宽度为L1,且第一电极长指25、第一电极短指26、第二电极长指27以及第二电极短指28的指条宽度都相同,减小指条宽度L1,叉指换能器在第一方向M上的宽度会减小,从而减小叉指换能器的面积;第一电极长指25的指条长度为L2、第一电极短指26的指条长度为L3、第二电极长指27的指条长度为L4、第二电极短指28的指条长度为L5,减小指条长度可以缩减第一汇流条23与第二汇流条24之间的距离,从而减小叉指换能器的面积;第一电极长指25与第一电极短指26之间的间距为L6,因为第一电极长指25与第二电极短指28相对设置,第二电极长指27与第一电极短指26相对设置,所以第二电极长指27以及第二电极短指28之间的间距也为L6,减小间距L6的距离,就会使指条的密度增大,从而使叉指换能器22在第一方向M上的宽度减小,进一步减小叉指换能器22的面积,在叉指换能器22面积减小的同时,压电衬底21也会相应的减小,因此声表面波谐振器的面积也会减小,此时,将该声表面波谐振器应用在上述的滤波器中,当第一谐振器13、第二谐振器14以及第三谐振器15都应用该声表面波谐振器时,就可以得到面积较小的滤波器。
需要说明的是,第一电极长指25、第一电极短指26、第二电极长指27以及第二电极短指28指条宽度、指条长度、指条密度都不做具体限定,根据滤波器所需要的传输性能对这些参数进行调整即可。
此外,还可以减小声表面波谐振器中叉指换能器的指条数量,在一个实施例中,“T”型滤波器拓扑结构的滤波器中三个谐振器都可以为声表面波谐振器,此时三个谐振器中叉指换能器的指条数目分别为80对、105对以及161对,而在本实用新型的滤波器中,第一谐振器13、第二谐振器14以及第三谐振器15中的指条数目分别为55对、43对以及26对,指条数目减小可以使叉指换能器在第一方向M的宽度减小,从而减小谐振器的面积,参考图7,图7为本实用新型实施例提供的一种性能参数对比示意图;其中虚线为本实用新型滤波器的传输性能参数,实线为“T”型滤波器拓扑结构的滤波器的传输性能参数,可以看出“T”型滤波器拓扑结构的滤波器的传输性能参数与本实用新型滤波器的传输性能参数接近,在传输性能接近的情况下,由于本实用新型滤波器中第一谐振器13、第二谐振器14以及第三谐振器15中指条数减少,导致第一谐振器13、第二谐振器14以及第三谐振器15的面积减小,得到的本实用新型滤波器的面积也减小到“T”型滤波器拓扑结构的滤波器面积的36%左右。
可选的,在本实用新型的另一实施例中,所述第一谐振器13或所述第二谐振器14或所述第三谐振器15为体声波谐振器。
具体的,滤波器中第一谐振器13、第二谐振器14以及第三谐振器15的类型不做具体限定,第一谐振器13或第二谐振器14或第三谐振器15任意一个都可以为体声波谐振器,因为要采用面积较小的谐振器,以第一谐振器13为体声波谐振器为例进行说明,减小第一谐振器13的面积可以通过调整体声波谐振器中的面积参数来实现。
可选的,在本实用新型的另一实施例中,参考图8,图8为本实用新型实施例提供的一种体声波谐振器的结构示意图;所述体声波谐振器包括:
第一衬底30;位于所述第一衬底30一侧的第一电极31。
依次位于所述第一电极31背离所述第一衬底30一侧的第一压电层32与第二电极33。
所述第一电极31连接第一电极引线区34,所述第二电极33连接第二电极引线区35。
具体的,体声波谐振器中第一电极31与第二电极33在第一衬底30上的正投影重合,所以第一电极31与第二电极33的电极边界在同一位置;要减小体声波谐振器的面积,可以通过减小体声波谐振器中第一电极32与第二电极33的面积来减小,也就是说,可以将电极边界缩小,在体声波谐振器中,第一电极31、第二电极33、第一电极引线区34以及第二电极引线区35的面积占比都会影响体声波谐振器的面积。
常见的体声波谐振器采用五边形设计结构,参考图9,图9为本实用新型实施例提供的一种体声波谐振器的俯视结构示意图;由于体声波谐振器中第一电极31与第二电极33在第一衬底30上的正投影重叠,所以第一电极31的电极边界与第二电极的电极边界位于同一位置,为了减小体声波谐振器的面积,如图9,将第一电极引线区34a向内收缩至第一电极引线区34b处,将第二电极引线区35a向内收缩至第二电极引线区35b处,将第一电极31与第二电极33的电极边界从电极边界36a向内收缩至电极边界37b处,第一电极31与第二电极33所占面积都向内收缩减小,电极引线区的所占面积向内收缩减小,同时,第一衬底30与第一压电层32的面积也会相应减小,所以整个体声波谐振器的面积就会减小,此时,将该体声波谐振器应用在上述的滤波器中,当第一谐振器13、第二谐振器14以及第三谐振器15都应用该体声波波谐振器时,就可以得到面积较小的滤波器。
可选的,在本实用新型的另一实施例中,所述第一谐振器13或所述第二谐振器14或所述第三谐振器15为贴片式谐振器。
具体的,滤波器中第一谐振器13、第二谐振器14以及第三谐振器15的类型不做具体限定,第一谐振器13或第二谐振器14或第三谐振器15任意一个都可以为贴片式谐振器,因为要采用面积较小的谐振器,以第一谐振器13为贴片式谐振器为例进行说明,减小第一谐振器13的面积可以通过调整贴片式谐振器中的面积参数来实现。
可选的,在本实用新型的另一实施例中,参考图10,图10为本实用新型实施例提供的一种贴片式谐振器的结构示意图;所述贴片式谐振器包括:
第二衬底40;位于所述第二衬底40一侧的布拉格反射层41。
依次位于所述布拉格反射层41背离所述第二衬底40一侧的第三电极42、第二压电层43以及第四电极44。
所述第三电极42、所述第二压电层43以及所述第四电极44在所述第二衬底40上的正投影面积重叠,且所述第三电极42、所述第二压电层43以及所述第四电极44在所述第二衬底40上的正投影面积小于所述布拉格反射层41在所述第二衬底40上的正投影面积。
具体的,贴片式谐振器中第三电极42、第二压电层43以及第四电极44在第二衬底40上的正投影面积重叠,因此第三电极42、以及第四电极44的电极边界在同一位置,布拉格反射层41为叠层结构,可以形成对声波信号的全反射,布拉格反射层41的边界为声镜边界,布拉格反射层41在第二衬底40上的正投影面积大于第三电极42、第二压电层43以及第四电极44在第二衬底40上的正投影面积,所以布拉格反射层40的声镜边界要大于电极边界,在贴片式谐振器中,第三电极42、第四电极44、布拉格反射层41的面积占比都会影响贴片式谐振器的面积。
常见的贴片式谐振器采用五边形设计结构,参考图11,图11为本实用新型实施例提供的一种贴片式谐振器的俯视结构示意图;由于贴片式谐振器中第三电极42、第四电极44在第二衬底40上的正投影面积重叠,所以第三电极42、第四电极44的电极边界在同一位置,为例减小贴片式谐振器的面积,如图11所示,将第三电极42以及第四电极44的电极边界从电极边界46a向内收缩至电极边界46b处,将声镜边界从声镜边界45a向内收缩至声镜边界45b处,电极边界与声镜边界都向内缩小,第三电极42与第四电极44所占的面积缩小,布拉格反射层41所占的面积缩小,相应的第二衬底40的面积也会减小,所以整个贴片式谐振器的面积就会减小,此时,将该贴片式谐振器应用在上述的滤波器中,当第一谐振器13、第二谐振器14以及第三谐振器15都应用该贴片式谐振器时,就可以得到面积较小的滤波器。
可选的,在本实用新型的另一实施例中,所述第一谐振器13或所述第二谐振器14或所述第三谐振器15为薄膜体声波谐振器。
具体的,滤波器中第一谐振器13、第二谐振器14以及第三谐振器15的类型不做具体限定,第一谐振器13或第二谐振器14或第三谐振器15任意一个都可以为薄膜体声波谐振器,因为要采用面积较小的谐振器,以第一谐振器13为薄膜体声波谐振器为例进行说明,减小第一谐振器13的面积可以通过调整薄膜体声波谐振器中的面积参数来实现。
可选的,在本实用新型的另一实施例中,参考图12,图12为本实用新型实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的结构示意图;所述薄膜体声波谐振器包括:
第三衬底50;位于所述第三衬底50一侧的空腔层51;
依次位于所述空腔层51背离所述第三衬底50一侧的第五电极52、第三压电层53以及第六电极54;
所述第五电极52、所述第三压电层53以及所述第六电极54在所述第三衬底50上的正投影面积重叠,且所述第五电极52、所述第三压电层53以及所述第六电极54在所述第三衬底50上的正投影面积小于所述空腔层51中空腔51a在所述第三衬底50上的正投影面积。
具体的,薄膜体声波谐振器中第五电极52、第三压电层53以及第六电极54在第三衬底50上的正投影面积重叠,因此第五电极52以及第六电极54的电极边界在同一位置,空腔层51中空腔51a的边界为空腔边界,第五电极52、第三压电层53以及第六电极54在第三衬底50上的正投影面积小于空腔层51中空腔51a在第三衬底50上的正投影面积,所以空腔边界要大于电极边界,在薄膜体声波谐振器中,第五电极52、第六电极54、空腔51a的面积占比都会影响薄膜体声波谐振器的面积。
常见的薄膜体声波谐振器采用五边形设计结构,参考图13,图13为本实用新型实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的俯视结构示意图;由于薄膜体声波谐振器中第五电极52、第三压电层53以及第六电极54在第三衬底50上的正投影面积重叠,所以第五电极52以及第六电极54的电极边界在同一位置,为了减小薄膜体声波谐振器的面积,如图13所示,将第五电极52以及第六电极54的电极边界从电极边界56a向内收缩至电极边界56b处,将空腔边界从空腔边界55a向内收缩至空腔边界55b处,电极边界与空腔边界都向内缩小,第五电极52与第六电极54所占的面积缩小,空腔层51中空腔51a所占的面积缩小,相应的第三衬底50的面积也会减小,所以整个薄膜体声波谐振器的面积就会减小,此时,将该薄膜体声波谐振器应用在上述的滤波器中,当第一谐振器13、第二谐振器14以及第三谐振器15都应用该薄膜体声波谐振器时,就可以得到面积较小的滤波器。
需要说明得是,第一谐振器13、第二谐振器14以及第三谐振器15可以相同,也可以不相同,并不做具体限定,也就是说,滤波器中三个谐振器的类型并不做限定,可以根据需要设定。
此外,本实用新型还提供了一种滤波装置,所述滤波装置包括:
至少一个滤波器,所述滤波器为上述任一所述的滤波器。
具体的,将上述实施例滤波器作为一个基本单元,基本单元和基本单元之间可以进一步级联从而形成更为复杂的滤波装置,在滤波装置的制造过程中,由于每一个基本单元中谐振器的面积减小了,使得每一个滤波器的面积减小了,进一步的减小了滤波装置的面积,为传输线、散热结构、架桥层、封装外壳等创造更大的布局空间,进一步可以实现更好的工艺性能,并且可以减小封装后滤波装置产品的面积。
以上对本实用新型所提供的一种滤波器、滤波装置进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
需要说明的是,本说明书中每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素,或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种滤波器,其特征在于,所述滤波器包括:
输入端、输出端、第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器以及至少一个无源器件;
所述输入端与所述第一谐振器的第一端连接;所述第一谐振器的第一端与所述第二谐振器的第一端连接;所述第一谐振器的第二端与所述第三谐振器的第一端连接;所述第三谐振器的第二端与所述第二谐振器的第二端连接;所述第二谐振器的第二端与所述输出端连接;
所述无源器件的第一端与所述第一谐振器的第二端连接;所述无源器件的第二端接地。
2.根据权利要求1所述的滤波器,其特征在于,所述第一谐振器或所述第二谐振器或所述第三谐振器为声表面波谐振器。
3.根据权利要求2所述的滤波器,其特征在于,所述声表面波谐振器包括:
压电衬底,以及位于所述压电衬底一侧的叉指换能器;
所述叉指换能器包括第一汇流条;以及与所述第一汇流条相对设置的第二汇流条;
在第一方向上,所述第一汇流条包括多个第一电极长指与多个第一电极短指,所述第一电极长指与所述第一电极短指交替设置;相邻所述第一电极长指与所述第一电极短指之间存在间隔;
所述第二汇流条包括多个第二电极长指与多个第二电极短指,所述第二电极长指与所述第二电极短指交替设置;相邻所述第二电极长指与所述第二电极短指之间存在间隔;
所述第一电极长指与所述第二电极短指相对设置;且任一所述相对设置的所述第一电极长指与所述第二电极短指之间存在间隔;所述第二电极长指与所述第一电极短指相对设置;且任一所述相对设置的所述第二电极长指与所述第一电极短指之间存在间隔;
所述第一方向平行于所述压电衬底所在平面,且垂直于所述第一汇流条指向所述第二汇流条的方向。
4.根据权利要求1所述的滤波器,其特征在于,所述第一谐振器或所述第二谐振器或所述第三谐振器为体声波谐振器。
5.根据权利要求4所述的滤波器,其特征在于,所述体声波谐振器包括:
第一衬底;位于所述第一衬底一侧的第一电极;
依次位于所述第一电极背离所述第一衬底一侧的第一压电层与第二电极;
所述第一电极连接第一电极引线区,所述第二电极连接第二电极引线区。
6.根据权利要求1所述的滤波器,其特征在于,所述第一谐振器或所述第二谐振器或所述第三谐振器为贴片式谐振器。
7.根据权利要求6所述的滤波器,其特征在于,所述贴片式谐振器包括:
第二衬底;位于所述第二衬底一侧的布拉格反射层;
依次位于所述布拉格反射层背离所述第二衬底一侧的第三电极、第二压电层以及第四电极;
所述第三电极、所述第二压电层以及所述第四电极在所述第二衬底上的正投影面积重叠,且所述第三电极、所述第二压电层以及所述第四电极在所述第二衬底上的正投影面积小于所述布拉格反射层在所述第二衬底上的正投影面积。
8.根据权利要求1所述的滤波器,其特征在于,所述第一谐振器或所述第二谐振器或所述第三谐振器为薄膜体声波谐振器。
9.根据权利要求8所述的滤波器,其特征在于,所述薄膜体声波谐振器包括:
第三衬底;位于所述第三衬底一侧的空腔层;
依次位于所述空腔层背离所述第三衬底一侧的第五电极、第三压电层以及第六电极;
所述第五电极、所述第三压电层以及所述第六电极在所述第三衬底上的正投影面积重叠,且所述第五电极、所述第三压电层以及所述第六电极在所述第三衬底上的正投影面积小于所述空腔层中空腔在所述第三衬底上的正投影面积。
10.一种滤波装置,其特征在于,所述滤波装置包括:
至少一个滤波器,所述滤波器为权利要求1-9任一所述的滤波器。
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