CN111600572B - 一种滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及滤波技术领域，特别地涉及一种滤波器，包括串并联谐振器电路，串并联谐振器电路包括多个串联谐振器和多个并联谐振器，至少一个串联谐振器和/或至少一个并联谐振器的上电极表面设有环形凸起；环形凸起具有限定宽度，根据限定宽度的大小调节滤波器传输零点的深度；环形凸起具有限定高度，根据限定高度的大小调节滤波器传输零点的位置。根据本发明的技术方案，该滤波器通过改变自身的结构，增加环形凸起产生的额外的谐振，从而在带外形成额外的传输零点，与现有技术相比无需增加滤波器级数以及移动带外特定频率的零点，不会带来其他性能的恶化。
Description
技术领域
本发明涉及滤波技术领域，特别地涉及一种滤波器。
背景技术
在射频通信前端对滤波器和双工器以及多工器的性能有着越来越高的要求，随着频段的增多，对于带外抑制的需求越来越严格；同时，邻带抑制一直是射频滤波器最重要的指标之一，所以对于滚降要求也越来越高。由此可知，在滤波器的设计中，带外抑制(针对远带)和滚降(针对邻带)的改善是终极目标之一。
目前，现有技术中，对于带外抑制的改善一般通过增加级数或者通过移动带外传输零点的位置来实现，但是此方式会带来插损恶化以及其他频率抑制恶化等问题；对于滚降的改善一般通过采用更小的机电耦合系数以及额外增加的谐振器来实现，但此方式会缩小带宽以及增加谐振器面积，从而带来插损恶化以及芯片尺寸增大的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种滤波器，通过改变谐振器自身的结构，可增加额外的带外零点，无需增加滤波器级数以及移动带外特定频率的零点，不会带来其他性能的恶化。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种滤波器，包括串并联谐振器电路，所述串并联谐振器电路包括多个串联谐振器和多个并联谐振器，至少一个所述串联谐振器和/或至少一个所述并联谐振器的上电极表面设有环形凸起；所述环形凸起具有限定宽度，根据所述限定宽度的大小调节滤波器传输零点的深度；所述环形凸起具有限定高度，根据所述限定高度的大小调节滤波器传输零点的位置。
可选地，多个所述串联谐振器中部分所述串联谐振器包括所述环形凸起；和/或多个所述并联谐振器中部分所述并联谐振器包括所述环环形凸起。
可选地，所述凸起结构设于所述上电极表面的边缘处。
可选地，所述环形凸起的宽度为0～25um。
可选地，所述环形凸起的厚度为
可选地，多个所述串联谐振器中部分所述串联谐振器包括所述环形凸起；其中，设置有环形凸起的所述串联谐振器的数量大于两个，且不同的所述环形凸起的限定宽度和/或限定高度不同。
可选地，多个所述并联谐振器中部分所述并联谐振器包括所述环形凸起；其中，设置有环形凸起的所述并联谐振器的数量大于两个，且不同的所述环形凸起的限定宽度和/或限定高度不同。
根据本发明的技术方案，串联谐振器和/或并联谐振器上设置环形凸起结构，该凸起结构等效于一个谐振器与原谐振器的并联，可产生额外的谐振，在带外的一些频率时可产生一个高阻抗点，当信号通过时，此频率处的信号被高阻隔断，因此可以抑制信号的通过，在带外形成额外的传输零点。
该滤波器通过改变自身的结构，增加环形凸起产生的额外的谐振，从而在带外形成额外的传输零点，与现有技术相比无需增加滤波器级数以及移动带外特定频率的零点，不会带来其他性能的恶化；另外，滤波器中，并非全部串联谐振器或并联谐振器上设置环形凸起，使得具备环形凸起的串联谐振器/并联谐振器与原谐振器(未设置环形凸起)形成一定的频率差，从而改善滚降。
附图说明
为了说明而非限制的目的，现在将根据本发明的优选实施例、特别是参考附图来描述本发明，其中：
图1示出了谐振器上电极及环形凸起处的俯视图；
图2为图1的剖视图；
图3示出了带环形凸起的谐振器的等效电路图；
图4为阻抗曲线对比图；
图5为环形凸起第一参数下的阻抗曲线对比图；
图6为环形凸起第二参数下的阻抗曲线对比图；
图7为环形凸起第三参数下的阻抗曲线对比图；
图8为原谐振器与带有环形凸起的谐振器的频率对比图；
图9为串联谐振器更换带有环形凸起谐振器的示意图；
图10为并联谐振器更换带有环形凸起谐振器的示意图；
图11为串联谐振器及并联谐振器更换带有环形凸起谐振器的示意图；
图12为本实施例提供的滤波器与现有滤波器之间滚降的频率-抑制曲线图；
图13为本实施例提供的滤波器与现有滤波器之间的插损对比图；
图14为串联谐振器中带有两个不同参数的环形凸起的阻抗曲线对比图。
图中：
1：上电极；2：环形凸起；3：串联谐振器：4：并联谐振器。
具体实施方式
本实施例提供了一种滤波器，包括串并联谐振器电路，串并联谐振器电路包括多个串联谐振器3和多个并联谐振器4，至少一个串联谐振器3和/或至少一个并联谐振器4的上电极1表面设有环形凸起2；环形凸起2具有限定宽度，根据限定宽度的大小调节滤波器传输零点的深度；环形凸起2具有限定高度，根据限定高度的大小调节滤波器传输零点的位置。
如图1和图2所示，环形凸起2设置在谐振器上电极1的表面，优选地，凸起结构设于上电极1表面的边缘处。滤波器中的一个或部分谐振器替换为带有环形凸起2的谐振器后，如图3所示，相当于原谐振器并联了一个谐振器。如图4所示，图中，虚线是现有结构的滤波器对应阻抗曲线，实线是本实施例提供的谐振器带有环形凸起2的滤波器对应阻抗曲线；可以看出实线部分在2.3GHz处存在一个高阻抗点，当信号通过时，此频率处的信号被高阻隔断，因此可以抑制信号的通过形成传输零点。
其中，环形凸起2的宽度越大，等效于并联等效谐振器的面积越大，也就是2.3G处第二个谐振的幅度越大；环形凸起2的高度越大，等效于并联等效谐振器的频率越低，也就是第二个谐振的频率会往低频移动。
如图5所示，当前环形凸起2的宽度为5um，高度为80nm，可以看出在2.3GHz处改善抑制，其中实线是本实施例结构对应的曲线，虚线为现有结构对应的曲线。内部实线和虚线表示通带的范围，坐标轴为右侧Y轴，外部实线和虚线扩展到带外，坐标轴为左侧Y轴。由此图可以看出2.3GHz处有一个传输零点，在2.3～2.32GHz的区域内，抑制平均改善了约5dB，但在2.2～2.3GHz频段处的抑制相比之前有恶化，抑制度平均恶化了3～5dB，因为B40对应的频段是2.3到2.4GHz，因此2.3GHz往左的抑制虽然恶化，但B40频段的抑制比之前变好。
如图6所示，当前环形凸起2的宽度为3um，高度为80nm，与图5相比，在2.3GHz处，抑制的强度有一定幅度的减小，由此可知，环形凸起2的宽度越小，其所形成的强度越小。
如图7所示，当前环形凸起2的宽度为5um，高度为100nm，与图5相比，该图中的带外零点对应2.25GHz，低于2.3GHz，由此可知，环形凸起2的厚度越大，带外零点的频率越低。
综上可知，本实施例中可以通过调节环形凸起2的宽度来调节滤波器传输零点的深度，通过调节环形凸起2的高度来调节滤波器传输零点的位置。优选地，环形凸起2的宽度为0～25um；环形凸起2的厚度为
本实施例中，通过设置环形结构，使得带有环形凸起2的谐振器与原谐振器之间具有一定的频率差，因此，如图8所示，在2.5GHz的位置，通过此频率差形成了阻抗的变化，形成了额外的零点，进而滚降可以改善。其中，为了能够产生频率差，串联谐振器3及并联谐振器4中，不能同时将串联谐振器3或并联谐振器4全部更换为带有环形凸起2的吸振器。即多个串联谐振器3中部分串联谐振器3包括环形凸起2；和/或多个并联谐振器4中部分并联谐振器4包括环形凸起2。
如图9所示，图中是串联谐振器3更换为带有环形凸起2的谐振器，其中可更换一个或多个，但是不能全部更换。如图10所示，图中是并联谐振器4更换为带有环形凸起2的谐振器，其中可更换一个或多个，但是不能全部更换。图11中，图中是串联谐振器3和并联谐振器4同时更换为带有环形凸起2的谐振器，其中可更换一个或多个，但是不能全部更换。
如图12和图13所示，两图用于表示滚降的改善，其中实线是采用本实施例结构以后的曲线，虚线是现有结构形成的曲线。可以看出图12中在同样的-50dB的抑制位置，实线比虚线需要的频率更少。从图13中可以看出，两者的插损基本一样，没有恶化。因此，从相同的插损水平(比如-3dB)到相同的抑制水平(比如-50dB)，实现需要的频率更少，因此滚降更快。
本实施例中，多个串联谐振器3中部分串联谐振器3包括环形凸起2；其中，设置有环形凸起2的串联谐振器3的数量大于两个，且不同的环形凸起2的限定宽度和/或限定高度不同。多个并联谐振器4中部分并联谐振器4包括环形凸起2；其中，设置有环形凸起2的并联谐振器4的数量大于两个，且不同的环形凸起2的限定宽度和/或限定高度不同。
如图14所示，通过在不同位置谐振器上加入不同参数(不同的宽度和高度)的环形凸起2，比如串联谐振器3中，其中两个谐振器，一个加入较厚的环形凸起2，一个加入较薄的环形凸起2，可以再多形成一个零点。此中环形凸起2设置方式的优点在于，对于多个频率需要改善抑制的情况也可以实现。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (6)
1.一种滤波器，包括串并联谐振器电路，所述串并联谐振器电路包括多个串联谐振器和多个并联谐振器，其特征在于：
多个所述串联谐振器中部分所述串联谐振器包括环形凸起，和/或，多个所述并联谐振器中部分所述并联谐振器包括所述环形凸起；
所述环形凸起具有限定宽度，根据所述限定宽度的大小调节滤波器传输零点的深度；
所述环形凸起具有限定高度，根据所述限定高度的大小调节滤波器传输零点的位置。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述凸起结构设于上电极表面的边缘处。
3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述环形凸起的宽度为0～25um。
4.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述环形凸起的厚度为
5.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，多个所述串联谐振器中部分所述串联谐振器包括所述环形凸起；
其中，设置有环形凸起的所述串联谐振器的数量大于两个，且不同的所述环形凸起的限定宽度和/或限定高度不同。
6.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，多个所述并联谐振器中部分所述并联谐振器包括所述环形凸起；
其中，设置有环形凸起的所述并联谐振器的数量大于两个，且不同的所述环形凸起的限定宽度和/或限定高度不同。
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