CN101300736B - 复合滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供实现小型化而不会使特性劣化的复合滤波器。为此，所述复合滤波器包括声表面波滤波器、和与此声表面波滤波器连接的LC滤波器，此LC滤波器是组合使两个电容器与电感器呈π型连接而成的π型LC滤波器、和与此电感器并联连接的电容器而形成，π型LC滤波器的两个电容器是将梳型电极对置配置在压电基板上而形成，并且使两个电容器的梳型电极的对置方向与声表面波谐振器的梳型电极的对置方向为彼此不同的方向而形成。

Description

复合滤波器
技术领域
本发明涉及用于手机等通讯设备的复合滤波器。
背景技术
以下，一边参照附图，一边说明用于手机等小型无线信息通讯设备的现有复合滤波器。
图9是现有的复合滤波器的分解立体图。
图9中，现有的复合滤波器是组合声表面波滤波器与低通滤波器而形成。
低通滤波器是组合电感器与电容器而形成，并且埋设在层压基板2内，此层压基板2是由多个电介质层1层压形成的且由低温烧结陶瓷构成。电感器是在多个电介质层1上形成圆弧状的导体3并且将此导体3连接而形成，电容器是隔着电介质层1来配置平板状的电容器电极4而形成。
如图10所示，声表面波滤波器是呈梯状组合声表面波谐振器5并且将此声表面波谐振器5配置到层压基板2上而形成。
在此声表面波滤波器的发送输出侧连接着低通滤波器，以实现声表面波滤波器的通带的两倍、三倍谐波的衰减。
另外，作为与本申请发明相关的现有技术文献信息，例如已知有专利文献1、2。
然而，上述结构的复合滤波器是将低通滤波器埋设到层压基板2中而形成，因而电感器与电容器的占用面积变大，特别是因为电容与面积存在比例关系，所以电容器占据了占用面积的大半，从而存在无法实现小型化的问题。
专利文献1：日本专利特开2004-254257号公报
专利文献2：日本专利特开2005-184773号公报
发明内容
本发明解决了上述问题，提供实现了小型化而不会使特性劣化的复合滤波器。
为此，本发明特别采用了下述结构：电容器中的至少一个是将梳型电极对置配置在压电基板上而形成，并且梳型电极的对置方向与声表面波谐振器的梳型电极的对置方向是不同的方向。
根据上述结构，电容器是将梳型电极对置配置在压电基板上而形成的，因此可以减小占用面积。而且，因为电容器的梳型电极的对置方向与声表面波谐振器的梳型电极的对置方向是不同的方向，所以电容器的梳型电极不会像声表面波谐振器的梳型电极那样产生激励，从而不会产生损耗。因此，本发明可以提供实现小型化而不会使特性劣化的复合滤波器。
本发明的复合滤波器，包括：声表面波滤波器；以及，与所述声表面波滤波器连接的LC滤波器，所述声表面波滤波器是将梳型电极对置配置在压电基板上的声表面波谐振器进行组合而形成的，所述LC滤波器包括使第一电容器与电感器π型连接而成的π型LC滤波器、和与所述电感器并联连接的第二电容器，所述电容器中的至少一个是将梳型电极对置配置在所述压电基板上而形成，并且所述梳型电极的对置方向与所述声表面波谐振器的梳型电极的对置方向是不同的方向，其中，在所述压电基板上形成接地导体，并且所述接地导体配置在不与所述电感器的上面或下面对置的位置上，所述π型LC滤波器的所述第一电容器与所述接地导体连接，在层压基板中，埋设形成有与形成在压电基板上的接地导体不同的接地导体，通过使形成在压电基板上的接地导体和埋设形成的接地导体彼此连接，形成了电感器。
附图说明
图1是本发明一实施方式的复合滤波器的俯视图。
图2是本发明一实施方式的复合滤波器的分解立体图。
图3是本发明一实施方式的复合滤波器的等效电路图。
图4是本发明一实施方式的复合滤波器的频率特性图。
图5是本发明另一实施方式的复合滤波器的俯视图。
图6是表示声表面波谐振器的等效电路的图。
图7是本发明另一实施方式的复合滤波器的等效电路图。
图8是本发明另一实施方式的复合滤波器的频率特性图。
图9是现有的复合滤波器的分解立体图。
图10是现有的复合滤波器中所用的声表面波滤波器的等效电路图。
附图标记的说明
10    压电基板
11    层压基板
12    声表面波滤波器
13    LC滤波器
14    声表面波谐振器
15a～15c  电容器
16a  16c  电感器
17    π型LC滤波器
18    天线端子
19    发送端子
20    接收端子
21    接地导体
具体实施方式
以下，一边参照附图一边说明本发明的一实施方式。
图1是本发明一实施方式的复合滤波器的俯视图，图2是同一复合滤波器的分解立体图，图3是同一复合滤波器的等效电路图，图4是同一复合滤波器的频率特性图。
在图1～图3中，复合滤波器是将由LiTaO3构成的压电基板10层压在由低温烧结陶瓷构成的层压基板11上，且复合滤波器包括声表面波滤波器12、和与此声表面波滤波器12连接的LC滤波器13。
声表面波滤波器12是组合声表面波谐振器14而形成，所述声表面波谐振器14是将梳型电极对置配置在压电基板10上而形成，LC滤波器13是组合π型LC滤波器17和电容器15c而形成，所述π型LC滤波器17是将电容器15a、15b与电感器16a呈π型连接而成，所述电容器15c与此电感器16a并联连接。
该π型LC滤波器17中，将两个电容器15a、15b的一端与电感器16a连接，另一端接地。两个电容器15a、15b是将梳型电极对置配置在压电基板10上而形成，并且使电容器15a、15b的梳型电极的对置方向(A)、与声表面波谐振器14的梳型电极的对置方向(B)为彼此不同的方向(垂直方向)而形成，电感器16a是呈螺旋状埋设在层压基板11中而形成。与电感器16a并联连接的电容器15c也是将梳型电极对置配置在压电基板10上而形成，且使电容器15c的梳型电极的对置方向(A)、与声表面波谐振器14的梳型电极的对置方向(B)为彼此不同的方向(垂直方向)而形成。
而且，在压电基板10上形成接地导体21，并且此接地导体21配置在不与埋设在层压基板11中而形成的电感器16a的上表面或下表面相对置的位置上，即，配置在形成有电感器16a的位置的正上方或正下方以外的位置上，使π型LC滤波器17的电容器15a、15b与此接地导体21连接。
由此，会使埋设在层压基板11中而形成的电感器16a与形成在压电基板10上的接地导体21之间的寄生电容减小，且抑制通带内产生波动(ripple)。
而且，复合滤波器中，在声表面波滤波器12的一端设置有天线端子18，在另一端的一个上隔着LC滤波器13而设置有发送端子19，而在另一端的另一个上设置有接收端子20。另外，如果想要在接收侧使高于通带的频带衰减的话，只要在接收端子与声表面波滤波器的端子间连接LC滤波器13即可。而且，如果想要在发送侧和接收侧都使高于通带的频带衰减的话，只要在天线端子与声表面波滤波器的端子间连接LC滤波器13即可。
上述结构的复合滤波器具有图4所示的频率特性，可以确保通带外的高衰减量而不会使通带的波形劣化。如果设通带的某一频率为2GHz，那么在其两倍的4GHz下可以确保约35dB的高次谐波的衰减量，而在其三倍的6GHz下可以确保约20dB的高次谐波的衰减量。
而且，与使像现有的复合滤波器那样的平板状的电容器电极对置配置的情况相比，利用与声表面波谐振器相同的微加工工艺，电容器15a～15c可以形成在高介电常数的压电基板上，因此能够减小占用面积。特别是因为使电容器15a～15c的梳型电极的对置方向(A)与声表面波谐振器14的梳型电极的对置方向(B)为不同的方向，所以电容器15a～15c的梳型电极不会像声表面波谐振器14的梳型电极那样产生激励，而可以与频率无关地作为电容器发挥作用。
例如，当在作为手机系统之一的UMTS(Univercial MobileTelecommunications sysytem(通用移动通信系统)/欧洲第3代移动通信系统)中使用所述复合滤波器时，其外形约为30μm×220μm左右。而作为现有的复合滤波器，埋设在相对介电常数为7.4的层压基板中时，其外形约为350μm×330μm，在上述结构中，本发明的所述复合滤波器的占用面积约为现有复合滤波器的1/18。
另外，如图5所示，当将电容器15c替换为声表面波谐振器14时，声表面波谐振器可以由图6所示的等效电路来表示，即，电容器24与电容器22和电感器23的串联电路并联连接。因此，在此声表面波谐振器14的等效电路整体的电容值呈现出与电容器15等效的值的状态下，利用与所述声表面波谐振器14并联连接的电感器16a，无需改变声表面波谐振器15所具有的电容值即可在低频带侧、高频带侧这两侧形成反谐振频率。而且，利用电感器的值，无需使谐振频率变动即可改变反谐振频率。因此，所述声表面波谐振器14的等效电路在通带附近可以产生与电容器15c同样的效果。而且，利用由电感器产生的低频带侧的反谐振频率，可以进一步确保低于通带的低频带侧的衰减量。
而且，在层压基板11中，埋设形成有与形成在压电基板10上的接地导体21不同的接地导体(未图示)，通过使所述两个接地导体彼此连接，而如图7所示，在连接的所述两个接地导体之间产生电感器16b、16c。因此，可以积极地利用此电感器16b、16c与电容器15a、15b的谐振，所以也可以设计电容器15a、15b、声表面波谐振器14的静电电容和电感器16a～16c各自的值，以形成极化低通滤波器。
上述结构的复合滤波器具有如图8所示的频率特性，可以确保通带外的高衰减量，而且不会使由声表面波滤波器构成的通带的波形劣化。例如，与一般的声表面波滤波器相比，如果设通带的某一频率为2GHz，那么在其两倍的4GHz下可以确保约40dB的衰减量，而在其三倍的6GHz下可以确保约30dB的衰减量。
而且，从电容值的观点考虑，通过由例如SiO2或SiN等电介质来覆盖电容器15a～15c的梳型电极，从而可以增大梳型电极的电容值，也可以抑制因温度变化引起的电容值的变动。
而且，电感器16a可以由在规定的频带具有等效感应性的带线(strip line)所形成，或者为了获得更高的Q值而配置芯片电感器，或者不埋设在层压基板11中而是形成在压电基板10上以实现小型化。
工业利用可能性
如上所述，本发明的复合滤波器可用于手机等通讯设备中。

Claims (3)

1.一种复合滤波器，包括：
声表面波滤波器；
与所述声表面波滤波器连接的LC滤波器；以及，
层压基板，
所述声表面波滤波器是将梳型电极对置配置在压电基板上的声表面波谐振器进行组合而形成的，
所述LC滤波器包括使第一电容器与电感器π型连接而成的π型LC滤波器、和与所述电感器并联连接的第二电容器，
所述第一电容器和所述第二电容器中的至少一个是将梳型电极对置配置在所述压电基板上而形成，并且所述梳型电极的对置方向与所述声表面波谐振器的梳型电极的对置方向是不同的方向，
其中，在所述压电基板上形成接地导体，并且所述接地导体配置在不与所述电感器的上面或下面对置的位置上，所述π型LC滤波器的所述第一电容器与所述接地导体连接，
在层压基板中，埋设形成有与形成在压电基板上的接地导体不同的接地导体，通过使形成在压电基板上的接地导体和埋设形成的接地导体彼此连接，形成了电感器。
2.根据权利要求1所述的复合滤波器，其中，
在电介质基板上层压所述压电基板，所述电感器埋设在所述电介质基板内。
3.根据权利要求1所述的复合滤波器，其中，
由电介质来覆盖用于形成所述第一电容器和所述第二电容器的梳型电极。
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