CN103633962B - 宽带阻抗元型声表面波滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽带阻抗元型声表面波滤波器，由两个或两个以上具有一定频率差的声表面波滤波器单元并联构成，声表面波滤波器单元的基本电路结构为阻抗元型声表面波滤波器结构；所有声表面波滤波器单元共用一块压电基材。每个声表面波滤波器单元的输入端和输出端各串联一个具有高阻抗特性的声表面波谐振器，以对各个声表面波滤波器单元之间进行隔离。本发明消除了各个滤波器单元由于阻抗失配造成的频率响应畸变，在保证滤波器优异电学性能的前提下，提高了整个滤波器带宽。通过采用去热释电基片材料，可以提高滤波器的功率承受力。

Description

宽带阻抗元型声表面波滤波器

技术领域

本发明涉及声表面波滤波器技术的改进，具体涉及一种工作于射频频带的宽带阻抗元型声表面波滤波器，属于声表面波滤波器技术领域。

背景技术

声表面波滤波器具有工作频率高、体积小、适宜于大规模生产等特点，被广泛应用于无线通信领域。

随着通信技术的发展，声表面波滤波器不断向着高频化、低损耗、宽带化等方向发展。现有技术中的阻抗元型声表面波滤波器结构，是将声表面波谐振器按照一定的电路结构组合起来。图1是其中一种典型电路结构，其中，S1、S2、S3为串联谐振器，P1、P2为并联谐振器，它们全为声表面波谐振器结构。图中标号1、4为滤波器输入输出汇流条；标号2、3为谐振器之间的信号连接线；标号5、6为并联谐振器接地汇流条。

由于传统阻抗元型声表面波滤波器的工作带宽受到基片材料的限制，能达到的相对带宽不超过8%，这使得声表面波滤波器在宽带通信系统中的应用受到限制。

发明专利“声表面波滤波器”，申请号“99125838.X”介绍了一种由常规声表面波谐振器结构组成的阻抗元结构声表面波滤波器，但未提出声表面波滤波器提高阻抗元型滤波器带宽的解决办法。

发明内容

针对现有阻抗元型声表面波滤波器工作带宽受限的不足，本发明的目的是提供一种宽带阻抗元型声表面波滤波器，它可以在保证滤波器优异电学性能的前提下，增加滤波器的使用带宽。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：

一种宽带阻抗元型声表面波滤波器，由两个或两个以上具有一定频率差的声表面波滤波器单元并联构成，声表面波滤波器单元的基本电路结构为阻抗元型声表面波滤波器结构；所有声表面波滤波器单元的输入端通过汇流条连接在一起构成宽带阻抗元型声表面波滤波器的输入端，所有声表面波滤波器单元的输出端通过汇流条连接在一起构成宽带阻抗元型声表面波滤波器的输出端；所有声表面波滤波器单元共用一块压电基材。

进一步地，每个声表面波滤波器单元的输入端和输出端各串联一个具有高阻抗特性的声表面波谐振器，以对各个声表面波滤波器单元之间进行隔离。

所述压电基材为铌酸锂、钽酸锂或石英，或者由上述材料制作的去热释电压电基材。

每个声表面波滤波器单元的电极薄膜材料为铝、铝铜合金、铜或金材料中的一种构成的单层结构，或其中任意几种构成的上下叠加的多层结构。

相比现有技术，本发明具有以下优点：

1、本发明将两个或两个以上且具有一定频率差的声表面波滤波器单元并联构成，同时为了消除各个滤波器单元由于阻抗失配造成的频率响应变化，在各个滤波器单元的输入、输出端各串联一个具有高阻抗特性的声表面波谐振器，对各个滤波器单元之间进行隔离，消除各个滤波器单元由于阻抗失配造成的频率响应畸变，进而提高整个滤波器带宽。

2、通过采用去热释电基片材料，可以解决压电基片在高温下由热释电效应产生的静电烧伤现象，可以提高滤波器的功率承受力。

3、通过选用铜、金等高电导率材料，或使用由Ti/AlCu/Ti/AlCu多层电极薄膜上下叠加而成的复合电极薄膜，可以进一步提高滤波器的功率承受能力。

附图说明

图1是现有技术中阻抗元型声表面波滤波器结构示意图。

图2是本发明提出的宽带声表面波滤波器结构示意图。

图3是本发明提出的宽带声表面波滤波器频响图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明阻抗元型声表面波滤波器结构，由两个或两个以上且具有一定频率差的声表面波滤波器单元并联构成，即所有声表面波滤波器单元的输入端通过汇流条连接在一起构成宽带阻抗元型声表面波滤波器的输入端，所有声表面波滤波器单元的输出端通过汇流条连接在一起构成宽带阻抗元型声表面波滤波器的输出端。声表面波滤波器单元的基本电路结构为阻抗元型声表面波滤波器结构；所有声表面波滤波器单元共用一块压电基材。

同时为了消除各个滤波器单元由于阻抗失配造成的频率响应变化，在每个声表面波滤波器单元的输入端和输出端各串联一个具有高阻抗特性的声表面波谐振器，以对各个声表面波滤波器单元之间进行隔离，消除各个滤波器单元由于阻抗失配造成的频率响应畸变，进而增加整个滤波器带宽。

为了解决压电基片在高温下由热释电效应产生的静电烧伤现象，以提高滤波器的功率承受力，本发明的压电基材选用铌酸锂、钽酸锂或石英材料制作的去热释电压电基材。

每个声表面波滤波器单元的电极薄膜材料为铝、铝铜合金、铜或金材料中的一种构成的单层结构，或其中任意几种构成的上下叠加的多层结构，可以进一步提高滤波器的功率承受能力。

图2为本发明宽带阻抗元型声表面波滤波器的一种典型电路结构，它由两个有一定频率差的声表面波滤波器单元构成。其中声表面波滤波器单元Ⅰ由串联谐振器S1、S2、S3、并联谐振器P1、P2以及信号连接线10、11构成，谐振器S1、S2通过信号连接线10连接，谐振器S2、S3通过信号连接线11连接；并联谐振器P1一端通过信号连接线接于谐振器S1、S2之间，并联谐振器P2一端通过信号连接线接于谐振器S2、S3之间，并联谐振器P1、P2另一端接地。在声表面波滤波器单元Ⅰ的两端分别制作两个高阻抗声表面波谐振器S7、S8，分别通过信号连接线9、12接串联谐振器S1、S3，以实现高阻抗声表面波谐振器S7、S8与声表面波滤波器单元Ⅰ的电学串联，并一起构成滤波支路Ⅰ。同样，声表面波滤波器单元Ⅱ由串联谐振器S4、S5、S6和并联谐振器P3、P4，以及信号连接线16、17构成；谐振器S4、S5通过信号连接线16连接，谐振器S5、S6通过信号连接线17连接；并联谐振器P3一端通过信号连接线接于谐振器S4、S5之间，并联谐振器P4一端通过信号连接线接于谐振器S5、S6之间，并联谐振器P3、P4另一端接地。在声表面波滤波器单元Ⅱ的两端分别制作两个高阻抗声表面波谐振器S9、S10，分别通过信号连接线15、18接串联谐振器S4、S6，以实现高阻抗声表面波谐振器S9、S10与声表面波滤波器单元Ⅱ的电学串联，并一起构成滤波支路Ⅱ。滤波支路Ⅰ、Ⅱ的输入输出端分别通过信号连接线8、19实现电学并联，并将7、20作为两个支路共同的输入、输出汇流条，并联谐振器P1和P3通过接地汇流条13共同接地；并联谐振器P2和P4通过接地汇流条14共同接地；即13、14作为两个支路共同的并联谐振器接地汇流条。

图3为工作频率为2500MHz，采用宽带阻抗元型声表面波滤波器结构频率响应测试结果图，测试结果表明采用该结构制作的声表面波滤波器，带宽达到相对带宽达到10%，优于现有技术能够达到最大8%的相对带宽。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1. 宽带阻抗元型声表面波滤波器，其特征在于：由两个以上具有一定频率差的声表面波滤波器单元并联构成，声表面波滤波器单元的基本电路结构为阻抗元型声表面波滤波器结构；所有声表面波滤波器单元的输入端通过汇流条连接在一起构成宽带阻抗元型声表面波滤波器的输入端，所有声表面波滤波器单元的输出端通过汇流条连接在一起构成宽带阻抗元型声表面波滤波器的输出端；所有声表面波滤波器单元共用一块压电基材；

每个声表面波滤波器单元的输入端和输出端各串联一个具有高阻抗特性的声表面波谐振器，以对各个声表面波滤波器单元之间进行隔离；

其中，声表面波滤波器单元由串联谐振器S1、S2、S3、并联谐振器P1、P2以及信号连接线构成，谐振器S1、S2之间以及谐振器S2、S3之间分别通过信号连接线连接；并联谐振器P1一端通过信号连接线接于谐振器S1、S2之间，并联谐振器P2一端通过信号连接线接于谐振器S2、S3之间，并联谐振器P1、P2另一端接地。

2. 根据权利要求1所述的宽带阻抗元型声表面波滤波器，其特征在于：所述压电基材为铌酸锂、钽酸锂或石英，或者由上述材料制作的去热释电压电基材。

3. 根据权利要求1所述的宽带阻抗元型声表面波滤波器，其特征在于：每个声表面波滤波器单元的电极薄膜材料为铝、铝铜合金、铜或金材料中的一种构成的单层结构，或其中任意几种构成的上下叠加的多层结构。