CN106487351A - 优化表面声波滤波器的输入阻抗的方法 - Google Patents

Abstract

公开了设计带通滤波器的方法和滤波器。可以建立满足第一设计标准的基准滤波器设计，该基准滤波器设计包括多个串联表面声波谐振器和多个并联表面声波谐振器，每个表面声波谐振器具有相应的谐振频率。可以确定基于基准滤波器设计在通带内的输入阻抗的性能度量。可以建立一个或更多个备选滤波器设计并且确定各个性能度量，每个备选滤波器设计是通过对多个串联表面声波谐振器中的两个或更多个串联表面声波谐振器以及/或者多个并联表面声波谐振器中的两个或更多个并联表面声波谐振器的谐振频率重新排序而被建立的。可以基于各个性能度量来从基准设计和一个或更多个备选滤波器设计中选择最终滤波器设计。

Description

优化表面声波滤波器的输入阻抗的方法

技术领域

本公开内容涉及使用表面声波(SAW)谐振器的无线电频率滤波器，特别是涉及用于在通信设备中使用的发送滤波器和双工器。

背景技术

相关技术的描述

如图1所示，SAW谐振器100可以通过形成在由压电材料如石英、铌酸锂、钽酸锂或镧镓硅酸盐制成的基板105的表面上的薄膜导体分布图来形成。基板105可以是压电材料的单晶板，或者可以是包括键合至另外的材料如硅、蓝宝石或石英的压电材料的薄单晶晶片的复合基板。复合基板可以用于提供与单独的单晶压电材料的热膨胀系数不同的热膨胀系数。第一叉指式换能器(IDT)110可以包括多个并联的导体。经由输入端子IN施加于第一IDT110的无线电频率或微波信号可以在基板105的表面上产生声波。如图1所示，表面声波将在左右方向上传播。第二IDT 120可以将声波转换回输出端OUT处的无线电频率或微波信号。第二IDT 120的导体可以如所示出地与第一IDT 110的导体交错。在其他SAW谐振器配置(未示出)中，形成第二IDT的导体可以与形成第一IDT的导体相邻地或者与形成第一IDT的导体分开地布置在基板105的表面上。

第一IDT 110与第二IDT 120之间的电耦合是高度频率相关的。第一IDT 110与第二IDT 120之间的电耦合通常表现出谐振(其中第一IDT与第二IDT之间的阻抗为最小)和反谐振(其中第一IDT与第二IDT之间的阻抗为最大)二者。谐振和反谐振的频率主要由叉指式导体的间距和取向、基板材料的选择和基板材料的结晶取向确定。可以在基板上布置栅状反射器130、132以将声波的大部分能量限制于基板的由第一IDT 110和第二IDT 120所占用的区域。

SAW谐振器被用在包括带阻滤波器、带通滤波器和双工器的各种无线电频率滤波器中。双工器是允许使用共用天线同时在第一频带中发送和在第二频带(不同于第一频带)中接收的无线电频率滤波装置。双工器通常存在于包括蜂窝电话的无线电通信设备中。

图2是通信设备200的各部分的框图。通信设备200包括发送器210、双工器220、天线230和接收器240。双工器220可以包括发送滤波器222和接收滤波器224。发送滤波器222可以耦接在发送器210与天线230之间。接收滤波器224可以耦接在天线230与接收器240之间。双工器220的重要功能是将接收器与发送器隔离以确保接收器不因来自发送器的能量而过载。为此，发送滤波器222可以被设计成使发送频带中的频率通过而阻挡或抑制独立于发送频带的接收频带中的频率。相反地，接收滤波器可以被设计成使接收频带中的频率通过而阻挡发送频带中的频率。

发送器210可以包括功率放大器(PA)212和阻抗匹配网络214，其中，功率放大器212生成要被发送的无线电频率信号，阻抗匹配网络214使来自功率放大器212的无线电频率信号与双工器220中的发送滤波器222耦合。阻抗匹配网络214可以被设计成使功率放大器212的输出阻抗与发送滤波器222的输入阻抗匹配。尽管被示出为发送器210的一部分，但阻抗匹配网络214可以全部地或部分地合并在发送滤波器222中。功率放大器212的输出阻抗在发送频带内通常是恒定的或者几乎恒定的。为了确保从功率放大器212到天线230的功率的高效耦合，可以优选使发送滤波器222的输入阻抗在发送频带内尽可能也是恒定的。

附图说明

图1是SAW谐振器的示意性平面图。

图2是通信装置的框图。

图3A是示例性表面声波滤波器发送滤波器的框图。

图3B是图3A的滤波器的S参数的曲线图。

图3C是史密斯圆图与图3A的滤波器的输入阻抗的绘图。

图4A是另一示例性表面声波滤波器发送滤波器的框图。

图4B是图4A的滤波器的S参数的曲线图。

图4C是史密斯圆图与图4A的滤波器的输入阻抗的绘图。

图5是比较图3A、图4A和图6A的示例性表面波滤波器的谐振器频率的表。

图6A是另一示例性表面声波滤波器发送滤波器的框图。

图6B是图6A的滤波器的S参数的曲线图。

图6C是史密斯圆图与图6A的滤波器的输入阻抗的绘图。

图7是用于优化表面声波滤波器的输入阻抗的方法的流程图。

图8是图6A的滤波器的输入阻抗的曲线图。

贯穿本说明书，附图中出现的元件被分配有三位数字的附图标记，其中最高有效位数字是第一次示出该元件的附图编号而两个最低有效位数字特定于元件。未结合附图描述的元件可以被推定成与具有相同参考标记的前述元件具有相同的特征和功能。

具体实施方式

装置的描述

滤波器电路通常包含一个以上的SAW谐振器。例如，图3A示出了包含由X1至X10标记的十个SAW谐振器的示例性带通滤波器电路300的示意图。滤波器电路300包括串联连接在输入(端口1)与输出(端口2)之间的六个串联谐振器(X1、X3、X5、X6、X8和X10)。滤波器电路300包括连接在相邻串联谐振器的节点与接地之间的四个并联谐振器(X2、X4、X7和X9)。使用十个SAW谐振器即六个串联谐振器和四个并联谐振器是示例性的。滤波器电路可以包括多于或少于十个的SAW谐振器以及串联谐振器和并联谐振器的不同布置。滤波器电路300可以是例如用于合并至双工器(如双工器220)的发送滤波器。

十个谐振器X1至X10中的每一个可以包括如图1所示的叉指式换能器和栅状反射器。十个谐振器X1至X10中的每一个可以具有相应的谐振频率f1至f10。谐振频率f1至f10可以全部不同。谐振器X1至X10中的一些的谐振频率可以相同。通常，并联谐振器的谐振频率f2、f4、f7、f9可以从串联谐振器的谐振频率f1、f3、f5、f6、f8、f10偏移。

图3B是描绘滤波器300的选择的S参数或散射参数的曲线图。S参数是用于描述线性电网络的性能的常规方法。实线310是作为从电网络的端口1到端口2的传递函数的S(2，1)的绘图。S(2，1)基本上是滤波器的具有数字符号的变化的“插入损耗”(例如，S(2，1)＝-3dB相当于3dB的插入损耗)。在这种情况下，实线310描绘了滤波器300的输入至输出传递函数。可以要求带通滤波器针对预定“通带”内的频率以小的损耗将在滤波器300的端口1处输入的信号传递至端口2。如图3B所示，滤波器300的通带是约1.7GHz到1.79GHz。从该通带移位的频率基本上被衰减。关于带通滤波器的规范可以包括在通带内S(2，1)的最小值(即最大插入损耗)以及在一个或更多个阻带中的每一个内S(2，1)的最大值(即最小插入损耗)。

虚线320是作为从电网络的端口1到端口1的传递函数的S(1，1)的绘图。在这种情况下，虚线320描绘了在所有其他端口端接有理想负载阻抗的情况下滤波器300的输入至输入反射系数，其通常由希腊字母伽玛(Γ)来表示。对于通带之外的频率，在滤波器300的端口1处输入的信号基本上被反射回端口1。对于通带内的频率，输入信号的反射在-10dB与-40dB之间变化。

图3C示出了阻抗史密斯圆图。史密斯圆图是使用极坐标的电路的复反射系数的绘图。图3C是滤波器300的端口1的复反射系数的绘图。中心点表示反射系数是零，而圆图的周界表示反射系数是一。

电路的反射系数由电路的输入阻抗和驱动电路的源的阻抗确定。因此，史密斯圆图可以用作用于使例如作为频率的函数的电路的输入阻抗可视化的图形辅助。当用于使输入阻抗可视化时，向常规的史密斯圆图添加实阻抗和复阻抗标度以提供如图3C所示的通常所称的“阻抗史密斯圆图”。史密斯圆图的中心点(反射系数等于零)表示等于源阻抗的输入阻抗。源阻抗通常但不一定是50欧姆。通过中心点的水平线是实阻抗值(即电阻器)的轨迹。圆图的圆周是导致100％反射的轨迹阻抗值。通过史密斯圆图的中心点的水平线的左端表示短路(0阻抗)，并且该线的右端表示开路(无限大的阻抗)。任何复输入阻抗值将对应于史密斯圆图上的唯一点。

在图3C的阻抗史密斯圆图上绘制了滤波器300在1.5GHz至2.0GHz的频率范围内的输入阻抗。实线330示出了在滤波器300的通带内的输入阻抗，而虚线340示出了针对通带之外的频率的输入阻抗。理想情况下，滤波器300的输入阻抗在通带内是恒定的，在这种情况下，输入阻抗在通带内的曲线图将会是阻抗史密斯圆图上的单个点。然而，这种理想情况在现实的带通滤波器中无法实现。现实设计目标是滤波器300的输入阻抗在通带内的变化不大于预定量。例如，设计目标或要求可以是对于两个点而言实曲线330上分开最宽的点分开不超过预定距离。等同地，设计目标或要求可以是实曲线330要被具有预定直径的圆完全地包含。

图4A示出了另一示例性带通滤波器电路400的示意图，像带通滤波器电路300一样，带通滤波器电路400包括串联连接在输入(端口1)与输出(端口2)之间的六个串联SAW谐振器(X1、X3、X5、X6、X8和X10)和连接在相邻串联谐振器的节点与接地之间的四个并联谐振器(X2、X4、X7和X9)。可以通过在六个串联谐振器之间交换谐振频率以及在四个并联谐振器之间交换谐振频率来从滤波器电路300得到滤波器电路400。

图5是列出滤波器300、滤波器400和随后将讨论的滤波器600中的谐振器的谐振频率的表500。根据表500可以理解谐振频率的重新排序。例如，在滤波器400中，谐振器X1具有谐振频率f6，该谐振频率f6是滤波器300中的谐振器X6的谐振频率。在滤波器400的十个SAW谐振器中，仅谐振器X8与其在滤波器300的对应谐振器具有相同的谐振频率。由于并联谐振器和串联谐振器的谐振频率偏移，所以不会在串联谐振器与并联谐振器之间交换谐振频率。除了谐振频率，滤波器400中的十个SAW谐振器的布局(即在基片上的相对位置)、大小和其他属性可以与滤波器300中的相应对应谐振器相同。

再参照附图第4页，图4B是绘制滤波器400的选择的s参数的曲线图。实线410是作为滤波器400的输入至输出传递函数的S(2，1)的绘图。滤波器400的通带约1.7GHz至1.79GHz，这与滤波器300的通带相同。对于通带内的频率，在滤波器400的端口1处输入的信号以相对小的损耗传递至端口2。然而，滤波器400在通带内的损耗可能高达5dB，这显著大于滤波器300在通带内的损耗。从通带移位的频率基本上被衰减。

虚线420是作为滤波器400的输入至输入反射系数的S(1，1)的绘图。对于通带之外的频率，在滤波器400的端口1处输入的信号基本上被反射回端口1。对于通带内的频率，输入信号的反射在-5dB和-25dB之间变化。因此，滤波器400在通带中的反射系数显著高于滤波器300在通带中的反射系数。

图4C是绘制在阻抗史密斯圆图上的滤波器400在1.5GHz至2.0GHz的频率范围内的输入阻抗的曲线图。实线430示出了滤波器400在通带内的输入阻抗，而虚线440示出了针对通带之外的频率的输入阻抗。滤波器400在通带内的输入阻抗(实线430)大幅变化。滤波器400的输入阻抗与在滤波器的端口1处引入的信号的源阻抗之间的失配是滤波器400的高反射系数和退化传输的根源。

图6A示出了又一示例性带通滤波器电路600的示意图，像带通滤波器电路300和400一样，带通滤波器电路600包括串联连接在输入(端口1)与输出(端口2)之间的六个串联SAW谐振器(X1、X3、X5、X6、X8和X10)和连接在相邻串联谐振器的节点与接地之间的四个并联谐振器(X2、X4、X7和X9)。也可以通过交换各个串联谐振器和各个并联谐振器的谐振频率来从滤波电路300得到滤波器电路600。根据图5的表500可以理解交换谐振频率的方式。例如，在滤波器600中，谐振器X1具有谐振频率f5，该谐振频率f5是滤波器300中的谐振器X5的谐振频率。滤波器300中的谐振器X1的谐振频率是滤波器600中的谐振器X10的谐振频率等。在滤波器600的十个SAW谐振器中，仅谐振器X2与其在滤波器300中的对应谐振器具有相同的谐振频率。除了谐振频率，滤波器600中的SAW谐振器的布局(即在基片上的相对位置)、大小和其他属性可以与滤波器300中的相应对应谐振器相同。

图6B是绘制滤波器600的选择的s参数或散射参数的曲线图。实线610是作为滤波器600的输入到输出传递函数的S(2，1)的绘图。滤波器600的通带约1.7GHz至1.79GHz，这与滤波器300的通带相同。对于通带内的频率，在滤波器600的端口1处输入的信号以小的损耗传递至端口2。从通带移位的频率基本上被衰减。

虚线620是作为滤波器600的输入至输入反射系数的S(1，1)的绘图。对于通带之外的频率，在滤波器600的端口1处输入的信号被基本上反射回端口1。对于通带内的频率，输入信号的反射在-16dB与-42dB之间变化。因此，滤波器600在通带中的反射系数显著低于滤波器300的反射系数。

图6C是绘制在阻抗史密斯圆图上的滤波器600在1.5GH至2.0GHz的频率范围内的输入阻抗的曲线图。实线630示出了滤波器600在通带中的输入阻抗，而虚线640示出了针对通带之外的频率的输入阻抗。滤波器600在通带内的输入阻抗(实线630)比滤波器300在通带内的输入阻抗变化得小。滤波器600在通带内的输入阻抗的小变化使得与在滤波器的端口1处引入的信号的源阻抗具有较好的阻抗匹配，从而导致滤波器600的较低反射系数。

过程的描述

图3C、图4C和图6C的比较示出了SAW带通滤波器中的谐振器谐振频率的排序对滤波器在通带内的输入阻抗、传输和反射具有巨大影响，而对通带的中心频率和带宽或滤波器针对通带之外的频率的性能具有很小影响。因此，改变谐振器谐振频率的顺序提供了优化相对独立于其他滤波器特性的SAW带通滤波器输入阻抗的方式。

图7是用于设计SAW带通滤波器的过程700的流程图。过程700在705处以用于滤波器的规范集开始。该规范集可以包括例如关于通带的上限频率和下限频率并且可选地一个或更多个阻带的规范。该规范集可以包括S(2，1)在通带内的最小值(即最大插入损耗)和S(2，1)在每个阻带——如果被定义的话——内的最大值(即最小插入损耗)。该规范集可以包括输入阻抗范围。输入阻抗范围例如可以被定义为在由具有预定源阻抗的源驱动时在滤波器的输入处的最大反射系数或最大电压驻波比(VSWR)。可以以一些其他方式来定义输入阻抗范围。用于滤波器的规范集可以包括其他要求，如最大管芯尺寸、工作温度范围、输入功率水平和其他要求。

在710处可以选择滤波器的架构。具体地，可以选择基板配置(单晶或复合)、特定压电材料和晶体取向(即基板的表面相对于内部结晶轴的角度)以及SAW谐振器的数量、类型和布置。例如，图3A、图4A和图6A的带通滤波器具有六个串联谐振器和四个并联谐振器。其他滤波器架构可以包括更多或更少的串联和/或并联SAW谐振器、以不同方式连接(例如，使并联谐振器从输入和/或输出端口连接至接地)的相同数量的SAW谐振器。除了SAW谐振器的数量和布置之外，在710处可以选择基板类型(其部分地决定了每个SAW谐振器的谐振与反谐振之间间隔的频率)。在710处可以选择的滤波器的其他特性包括用于形成SAW谐振器的叉指式换能器的金属的类型和厚度、叉指式换能器上是否存在介电涂层和叉指式换能器上的介电涂层的材料以及其他制造相关特性。

在720处，可以建立使用在710处选择的架构的基准滤波器设计。基准设计可以例如由设计工程师使用电路设计软件工具和/或电磁(EM)分析工具来执行。当使用电路设计工具时，可以将滤波器作为电子电路进行分析，其中SAW谐振器由集总电容器、电感器和电阻元件的组合来表示。当使用EM分析工具时，滤波器可以由基板上的SAW谐振器IDT的模型来表示。电路设计工具和EM分析工具之一或二者能够自动优化滤波器设计以尽可能满足预定第一设计标准。第一设计标准可以是来自705的滤波器规范集的子集。例如，第一设计标准可以包括通带的上限频率和下限频率并且可选地一个或更多个阻带。第一设计标准还可以包括S(2，1)在通带内的最小值和S(2，1)在每个阻带(如果被定义的话)内的最大值。第一设计标准可以包括其他滤波器规范。

要指出的是，在710处选择的架构可能不一定能够满足第一设计标准。例如，如果用于带通滤波器的第一设计标准包括窄的通带和高的阻带抑制，则该具有仅几个SAW谐振器的架构可能不会满足该标准。在730处，如果来自720的基准设计满足第一设计标准，则可以做出确定。如果使用可用软件工具尽可能优化的基准设计不满足第一设计标准(在730处为“否”)，则过程700可以返回至710以选择不同的滤波器架构。

可以根据需要重复从710至730的动作直到建立满足第一设计标准的基准设计为止。由于每个SAW谐振器占据有限基板区域，因此与具有较多谐振器的滤波器相比，具有较少谐振器的滤波器通常会使用较小的基板和较低的制造成本。因此，可能的动作序列可以是首先在710处选择具有最低限度的几个谐振器的滤波器架构，然后在每次重复从710至730的动作时向该架构添加更多的谐振器。

当在720处做出基准设计满足第一设计标准的确定(在720处为“是”)时，可以以改进输入阻抗在通带内的一致性的目的来执行对滤波器设计的进一步优化。在730处，可以通过分析基准滤波器设计来得到性能度量。性能度量可以包括与基准滤波器在通带内的输入阻抗有关的一个或更多个参数。随后将参照图8来讨论各种性能度量。在735处，可以做出关于是否要寻找备选设计的确定。当仅基准滤波器设计被评估时，735处的确定将始终为“是”，使得能够建立和评估至少一个备选设计。

在725处，通过以下方式来建立备选滤波器设计：对先前的滤波器设计中的谐振器的频率进行重新排序，也就是说可以互换两个或更多个串联谐振器的谐振频率和/或可以互换两个或更多个并联谐振器的谐振频率。串联谐振器和并联谐振器的谐振频率不会被互换。可以通过改变适当谐振器中的IDT的间距同时使其他特性(例如，谐振器在基板上的相对位置、每个谐振器的物理尺寸、互连谐振器的导体以及其他特性)保持不变来完成对两个或更多个谐振器的谐振频率的改变。

在730处可以对具有重新排序的谐振频率的备选滤波器设计的性能进行分析以形成相应的性能度量。然后在735处再次确定是否要尝试具有不同顺序的谐振器频率的另外的备选滤波器设计。当确定要尝试另外的备选滤波器设计时，过程700可以返回至725。可以重复从725到735的动作直到在735处确定不需要另外的尝试为止。

可能的备选滤波器设计的数量等于在725处可以选择的用于谐振器谐振频率的可能顺序的数量。因此，可能的备选滤波器设计的数量通过N！M！给出，其中N是串联谐振器的数量以及M是并联谐振器的数量。在图3A、图4A和图6A的示例中，可能性的数量是6！4！＝(720)(24)＝17280。可以使用各种策略来确定在每次重复725处的动作时应当如何对谐振频率重新排序。例如，可以开发依次选择并分析用于谐振器频率的可能顺序中的每个顺序的软件程序。

为了减小所需的计算量(相比于分析用于谐振频率的每个可能顺序)，可以使用迭代策略如爬山算法的变型来对谐振器的谐振频率重新排序。例如，在725处可以互换一对串联谐振器或一对并联谐振器的谐振频率，并且在730 处可以对所得到的备选滤波器进行分析。如果基于滤波器性能度量而确定具有互换的谐振频率的新的备选滤波器是优于先前滤波器的改进，则新的备选滤波器变成新的基准设计。如果具有互换的谐振频率的新的备选滤波器不是优于先前滤波器的改进，则颠倒该改变。在任一情况下，可以重复以下步骤：选择新的一对谐振器；互换所选择的谐振器的谐振频率、分析结果以及确定是否要保持该改变。因此，可以通过若干次迭代来递增改进滤波器性能。可以使用一些其他迭代策略来对谐振器的谐振频率重新排序。

在滤波器的迭代优化期间，可以使用若干不同的滤波器性能度量来确定新的滤波器设计是否是优于先前滤波器设计的改进。图8是来自图6的滤波器600的输入阻抗的曲线图800。曲线图800示出了来自变换成复数阻抗平面的图6C的数据。实线830是示例性带通滤波器在其通带内的输入阻抗的绘图。实线830的端部——其表示通带的边缘——由小圆圈832、834指示。虚线840、842是滤波器在其通带之外的输入阻抗的绘图。

可用于确定新的滤波器设计是否为优于先前设计的改进的一个滤波器性能度量是从标称阻抗值(在该示例中，50欧姆的实部或电阻性阻抗)至曲线830上的最远点之间的距离850。距离850表示在由具有标称源阻抗的源驱动时滤波器在其通带内的最坏情况反射系数。距离850可以是用于确定在源的源阻抗固定为特定值如50欧姆时新的滤波器设计是否为优于先前滤波器设计的改进的适当滤波器性能度量。

在一些应用中，驱动滤波器的源的源阻抗可以不固定在特定值，而是被调整成与滤波器匹配。在这种情况下，可以用于确定新的滤波器设计是否为优于先前滤波器设计的改进的滤波器性能度量是环绕或包围曲线830的最小圆860的直径。圆860的直径是滤波器输入阻抗在通带内的一致性的度量。圆860通常由曲线830上分开最远的两个点来确定。由于对驱动滤波器的源的输入阻抗存在实际限制，所以可以使用圆860的直径和距离850的组合作为滤波器度量以确定新的滤波器设计是否为优于先前滤波器设计的改进。例如，滤波器性能度量可以是要在距离850不超过预定值的限制下减小圆860的直径。圆860的中心(由十字862指示)也是有用测量，因为源阻抗的负共轭将向曲线830上的所有点提供良好平均的匹配。

还可以使用可以以较低计算成本近似该分析的替选优值。可以通过计算曲线830上的均值来近似找到圆860的中心，并且可以通过找到曲线830上的在复平面上与该均值相距最大距离的点来近似圆860的半径。

SAW带通滤波器的许多应用必须在更大的温度范围内工作。例如，用于在消费者通信装置中使用的SAW带通滤波器可以被设计成用于25℃的标称温度，但必须能在0℃至55℃的温度范围内工作。用于在工业或军事通信装置中使用的SAW带通滤波器可以被设计成用于更大的温度范围。温度的变化将引起SAW谐振器的谐振频率成比例地偏移。当这种情况发生时，滤波器的输入阻抗的绘图的总体形状可能不变，但该绘图的表示通带的部分将会偏移。在图8的示例中，通带(实线830)将沿着连续曲线832-830-834偏移。为了确保在通带的一个边缘或其他边缘处的输入阻抗在极端温度下不发生显著改变，可能优选的是设计滤波器使得在通带的两个边缘处的输入阻抗接近于在标称温度处的标称源阻抗。在这种情况下，可以用于确定新的滤波器设计是否为优于先前滤波器设计的改进的滤波器性能度量是实线830的端部832、634之间的距离。

返回参照图7，在735处最终可以做出没有另外的备选滤波器设计需要尝试的确定(在735处为“否”)。这个确定可以是在对所有可能的谐振频率排序进行分析之后做出。可以在预定数量的随机选择的谐振频率排序被分析之后或者在预定数量的从725至735的动作的迭代循环之后做出没有另外的备选滤波器设计需要被尝试的确定。当在730处的分析的结果指示最近的滤波器设计为“足够好”——也就是说最近的滤波器设计除了满足来自715的基准设计所满足的设计标准之外还满足一些其他设计标准——时可以做出不需要尝试另外的备选滤波器设计的确定。其他设计标准可以与在730处使用的以确定新的滤波器设计是否为优于先前滤波器设计的改进的滤波器性能度量相关或相同。例如，其他设计标准可以是或者包括：距离850小于或等于第一预定距离；圆860的直径小于或等于预定直径；和/或实曲线830的端部832、834之间的距离小于或等于第二预定距离。

在735处做出不需要尝试另外的备选滤波器设计的确定之后，在740处可以选择最佳设计。当在最后的设计是“足够好”时做出不需要尝试另外的备选滤波器设计的确定时或者当在预定次数的迭代之后可以做出不需要尝试另外的备选滤波器设计的确定时，最后的设计将自然是最佳设计。当在对所有的可能谐振频率排序进行分析之后做出不需要尝试另外的备选滤波器设计的确定时，可以使用度量如距离850、圆860的直径和/或实曲线830的端部832、834之间的距离来选择最佳设计。

在745处例如可以由设计工程师使用电路设计软件工具和/或电磁(EM)分析工具来进一步优化在740处选择的设计。然后在750处可以做出来自745的优化的滤波器是否满足来自705的全部规范集的确定。当优化的滤波器满足规范(在750处为“是”)时，过程700可以在795处结束。当优化的滤波器不满足规范集(在750处为“否”)时，可以重复过程700的全部或一部分。例如，过程700可以返回至710以选择不同的滤波器架构。

最后评论

贯穿本说明书，所示的实施方式和示例应当被视为范例，而不是对所公开或所要求保护的设备和程序的限制。尽管本文所呈现的许多示例涉及方法动作或系统元件的特定组合，但应当理解的是，这些动作和这些元件可以以其他方式进行组合以实现相同的目的。对于流程图，可以采用另外的步骤或更少的步骤，并且所示的步骤可以被组合或被进一步细分以实现本文所描述的方法。仅结合一个实施方式讨论的动作、元件和特征并非旨在被排除其他实施方式中的相似作用之外。

如本文所使用的，“多个”是指两个或两个以上。如本文所使用的，项的“集合”可以包括一个或更多个这样的项。如本文所使用的，不论在所撰写的说明书还是权利要求书中，术语“包括(compring)”、“包含(including)”、“携带(carrying)”、“具有(having)”、“含有(containing)”、“涉及(involving)”等要被理解成开放式的，即意指包括但不限于。针对权利要求书，仅过渡性词语“由......组成”和“基本上由......组成”分别是封闭式或半封闭式过渡性词语。在权利要求书中使用序号术语如“第一”、“第二”、“第三”等来修饰权利要求元件并不通过其自身暗含任何一个权利要求元件相对于另一权利要求元件的任何优先级、优先次序或顺序或者执行方法的动作的时间顺序，而仅用作区分具有某一名称的一个权利要求元件于具有同一名称(但用于序号项使用的)的另外元件以区分权利要求元件的标记。如本文所使用的，“和/或”意指所列出的项是可替选项，而可替选项还包括所列出的项的任何组合。

版权和商业外观的通知

本专利文件的公开内容的一部分包括受版权保护的材料。本专利文件可以示出和/或描述作为或可能成为所有者的商业外观的内容。当专利公开内容出现在专利和商标局的专利文件或记录中时，版权和商业外观所有者不反对任何人对专利公开内容进行拓制，但在任何其他方面保留所有的版权和商业外观权。

Claims (12)

1.一种设计带通滤波器的方法，包括：

建立满足第一设计标准的基准滤波器设计，所述基准滤波器设计包括多个串联表面声波谐振器和多个并联表面声波谐振器，每个表面声波谐振器具有相应的谐振频率；

计算与所述基准滤波器设计在通带内的输入阻抗相关的性能度量；

建立一个或更多个备选滤波器设计，所述一个或更多个备选滤波器设计中的每个是通过对所述多个串联表面声波谐振器中的两个或更多个串联表面声波谐振器以及/或者所述多个并联表面声波谐振器中的两个或更多个并联表面声波谐振器的谐振频率重新排序而由所述基准滤波器设计获得的；

计算与所述一个或更多个备选滤波器设计中的每个在所述通带内的输入阻抗相关的各个性能度量；以及

基于所述各个性能度量来从所述基准滤波器设计和所述一个或更多个备选滤波器设计中选择最终滤波器设计。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述性能度量是在所述通带内的最大反射系数，以及

选择所述最终滤波器设计包括从所述基准滤波器设计和所述一个或更多个备选滤波器设计中选择在所述通带内具有最小的最大反射系数的设计。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述性能度量是在复阻抗平面上绘制的与在所述通带内的输入阻抗外切的最小尺寸的圆的直径，以及

选择所述最终滤波器设计包括从所述基准滤波器设计和所述一个或更多个备选滤波器设计中选择具有在复阻抗平面上绘制的与在所述通带内的输入阻抗外切的最小尺寸的圆的最小直径的设计。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述性能度量是在复阻抗平面上绘制的在所述通带的边缘处的输入阻抗之间的距离，以及

选择所述最终滤波器设计包括从所述基准滤波器设计和所述一个或更多个备选滤波器设计中选择具有在复阻抗平面上绘制的在所述通带的边缘处的输入阻抗之间的最小距离的设计。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述多个串联表面声波谐振器和所述多个并联表面声波谐振器的谐振频率的所有可能的重新排序，重复建立备选滤波器设计以及计算各个性能度量。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述多个串联表面声波谐振器和所述多个并联表面声波谐振器的谐振频率的预定数量的随机选择的重新排序来重复建立和分析备选滤波器设计。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，建立和分析备选滤波器设计还包括：

以所述基准滤波器设计开始，通过将来自所述多个串联表面声波谐振器的两个串联谐振器或来自所述多个并联表面声波谐振器的两个并联谐振器的谐振频率进行互换来建立新的滤波器设计；

针对所述新的滤波器设计计算性能度量；

确定所述新的滤波器设计的性能度量是否是优于所述基准滤波器设计的性能度量的改进；以及

当所述新的滤波器设计的性能度量是优于所述基准滤波器设计的性能度量的改进时，将所述新的滤波器设计定义成基准滤波器设计，或者

当所述新的滤波器设计的性能度量不是优于所述基准滤波器设计的性能度量的改进时，丢弃所述新的滤波器设计并且保留所述基准滤波器设计。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

确定所述新的滤波器设计是否满足除了第一设计标准之外的第二设计标准；以及

当所述新的滤波器设计满足所述第二设计标准时，选择所述新的滤波器设计作为所述最终设计，或者

当所述新的滤波器设计不满足所述第二设计标准时，重复根据权利要求7所述的方法。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，

所述性能度量是在所述通带内的最大反射系数，以及

所述第二设计标准是在所述通带内的最大反射系数不超过预定值。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，

所述性能度量是在负阻抗平面上绘制的与在所述通带内的输入阻抗外切的最小尺寸的圆的直径，以及

所述第二设计标准是所述最小尺寸的圆的直径不超过预定值。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，

所述性能度量是在复阻抗平面上绘制的在所述通带的边缘处的输入阻抗之间的距离，以及

所述第二设计标准是所述通带的边缘的输入阻抗之间的距离不超过预定值。

12.一种通过下述方法来设计的滤波器，所述方法包括：

建立满足第一设计标准的基准滤波器设计，所述基准滤波器设计包括多个串联表面声波谐振器和多个并联表面声波谐振器，每个表面声波谐振器具有相应的谐振频率；

分析所述基准滤波器设计以提供与所述基准滤波器设计在通带内的输入阻抗相关的性能度量；

建立一个或更多个备选滤波器设计，所述一个或更多个备选滤波器设计中的每个是通过对所述多个串联表面声波谐振器中的两个或更多个串联表面声波谐振器以及/或者所述多个并联表面声波谐振器中的两个或更多个并联表面声波谐振器的谐振频率重新排序而由所述基准滤波器设计获得的；

对所述一个或更多个备选滤波器设计中的每个进行分析，以提供与每个替选滤波器设计在所述通带内的输入阻抗相关的各个性能度量；以及

基于所述各个性能度量来从所述基准滤波器设计和所述一个或更多个备选滤波器设计中选择最终滤波器设计。