CN114884485A - 复用器 - Google Patents

Abstract

公开了一种复用器，包括连接到天线并且被配置为通过不同频带中的信号的多个滤波器。其中，所述多个滤波器分别包括低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器。所述高通滤波器包括一个或多个第一叉指换能器(IDT)电容器和一个或多个第一电感器。所述低通滤波器包括表面声波(SAW)谐振器、一个或多个第二IDT电容器以及一个或多个第二电感器。

Description

复用器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年2月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0016478号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种复用器，更具体地，涉及一种包括多个滤波器的复用器，所述多个滤波器连接到天线并且被配置为通过不同频带中的信号。

背景技术

目前，移动通信终端包括多频多模通信功能是一种趋势，因此射频(RF)前端模块必然包括复用器。

复用器通常包括与天线连接并且被配置为通过不同频带中的信号的多个滤波器，并且所述多个滤波器包括低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器。

然而，现有的复用器仅包括由电感器和电容器构成的LC滤波器，仅包括使用SAW元件形成的表面声波(SAW)滤波器，或者包括LC滤波器和SAW滤波器。

【相关技术文献】

【专利文献】

专利文献0001：韩国专利公开第10-2018-0121075号(2018年11月7日公开)

发明内容

本发明旨在提供一种复用器，该复用器包括叉指换能器(IDT)电容器和第一电感器，而不使用集总元件。

根据本发明的一个方面，提供一种复用器，所述复用器包括连接到天线并且被配置为通过不同频带中的信号的多个滤波器。其中，所述多个滤波器分别包括低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器。所述高通滤波器包括一个或多个第一IDT电容器和一个或多个第一电感器。所述低通滤波器包括表面声波(SAW)谐振器、一个或多个第二IDT电容器以及一个或多个第二电感器。

在所述高通滤波器中，所述一个或多个第一IDT电容器可以以梯形连接，并且所述一个或多个第一电感器可以各自具有与所述第一IDT电容器串联连接的一端和接地的另一端。

所述第一电感器可以嵌入封装中。

在所述低通滤波器中，所述第二IDT电容器和所述第二电感器可以并联连接。

所述第二电感器可以嵌入封装中。

根据本发明的另一方面，提供一种复用器，所述复用器包括：高通滤波器，其仅包括一个或多个第一IDT电容器和与所述第一IDT电容器并联连接的一个或多个第一电感器；低通滤波器，其包括一个或多个第一SAW谐振器、一个或多个第二IDT电容器和一个或多个第二电感器；以及带通滤波器，其包括一个或多个第二SAW谐振器和一个或多个第三电感器。其中，所述第一电感、所述第二电感和所述第三电感均嵌入在封装基板中。

附图说明

通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其他目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加清楚，其中：

图1是本发明的一个实施例的复用器的电路配置图；

图2是说明包括在图1所示的复用器中的高通滤波器的电路图；

图3A是根据本发明的一个实施例的复用器的俯视结构图，图3B是根据本发明的一个实施例的复用器的侧视结构图。

图4是说明评价图2所示的高通滤波器的性能的一个例子的曲线图；

图5是说明包括在图1所示的复用器中的低通滤波器的电路图；以及

图6是说明评价图5所示的低通滤波器的性能的一个例子的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。在下面的描述和附图中，基本相同的元件将被称为相同的附图标记，以便省略多余的描述。此外，在对本发明的实施例的描述中，对相关技术的公知功能或组件的详细描述在被认为不必要地模糊了对本发明的本质的理解时将被省略。

图1是根据本发明的一个实施例的复用器100的电路配置图。

根据本发明的一个实施例的复用器100包括连接到天线并且被配置为通过不同频带中的信号的多个滤波器。复用器100具有这样的结构，其中当天线侧是输入侧时，复用器100包括多个输出，而当天线侧是输出侧时，复用器100包括多个输入。

参照图1，根据该实施例的复用器100包括高通滤波器110、低通滤波器120和带通滤波器130，它们连接到天线并且被配置为通过不同频带中的信号。

然而，根据本发明的复用器100是一个示例并且可以包括并联连接的两个滤波器(称为双工器(diplexer或duplexer))，可以包括并联连接的四个滤波器(称为四工器)，可以包括并联连接的五个滤波器(称为五工器)，或者可以包含更多个滤波器。

此外，复用器100可以包括阻抗匹配元件。根据匹配的阻抗，该阻抗匹配元件可以包括电感器和/或电容器，并且可以通过阻抗匹配来传输最大功率的信号。该阻抗匹配元件可以连接在天线和地之间。替代地或附加地，该阻抗匹配元件可以连接在天线和每个滤波器之间，以匹配阻抗。

在本发明的该实施例中，LC滤波器可以用作所述多个滤波器中的至少一个，并且表面声波(SAW)滤波器可以用作所述多个滤波器中的至少另一个。这种LC滤波器足以实现宽通带，但在提升裙边特性方面存在限制。另一方面，SAW滤波器与LC滤波器相比，由于其特性而难以实现宽通带，但具有尖锐的裙边特性。裙边特性表示通带和阻带的区分有多好。其中，尖锐的裙边特性意味着通带和阻带之间的过渡带的斜率陡峭。

因此，当考虑到所需的通带宽度和每个滤波器的通带之间的间隔而一起使用LC滤波器和SAW滤波器时，可以利用LC滤波器和SAW滤波器的所有优点。

例如，可以在具有相对大的通带宽度的频带中使用LC滤波器，并且在具有相对小的带宽的频带中使用SAW滤波器。此外，当两个相邻的通带之间的间隔大时，可以使用LC滤波器。当两个相邻的通带之间的间隔小时，可以在这两个带之一或二者中使用SAW滤波器。

例如，低通滤波器120可以是全球定位系统(GPS)带通滤波器，带通滤波器130可以是2.4GHzWiFi带通滤波器，并且高通滤波器110可以是5GHz WiFi带通滤波器。

由于GPS带和2.4GHz WiFi带具有相对小的通带宽度并且它们之间的间隔小，因此SAW滤波器被用作低通滤波器120和带通滤波器130。由于5GHz WiFi带距离2.4GHz WiFi带相对远，并且具有大的通带宽度，因此LC滤波器可以被用作高通滤波器110。

高通滤波器110是被配置为仅通过输入信号的频率分量中高于截止频率的频率分量并且最大程度地截断低于截止频率的频率分量的滤波器。

低通滤波器120是被配置为仅通过输入信号的频率分量中低于截止频率的频率分量并且最大程度地截断高于截止频率的频率分量的滤波器。

带通滤波器130是被配置为仅通过输入信号的频率分量中的下截止频率和上截止频率之间的频率分量并且最大程度地截断低于下截止频率的频率分量或高于上限截止频率的频率分量的滤波器。

在下文中，将主要描述作为本发明的主要显著特征的高通滤波器110和低通滤波器120。

根据本发明的该实施例的高通滤波器110可以包括一个或多个第一叉指换能器(IDT)电容器和一个或多个第一电感器。在高通滤波器110中，一个或多个第一IDT电容器可以以梯形连接，并且一个或多个第一电感器可以各自具有与第一IDT电容器串联连接的一端和接地的另一端。

图2是说明包括在图1所示的复用器100中的高通滤波器110的电路图。

图2中所示的高通滤波器110包括串联连接的两个或更多个第一IDT电容器C1和并联连接的两个或更多个第一IDT电容器C2。

串联连接的第一IDT电容C1和并联连接的第一IDT电容C2可被称为第一IDT电容器组G1。IDT电容器是通过将SAW谐振器在芯片上旋转90度形成的。即，IDT电容器是其中SAW谐振器的IDT电极的方向旋转90度的组件，并且与SAW谐振器不同，是不使用反射器的组件。此外，当IDT电容器和SAW谐振器安装在同一芯片上时，SAW谐振器的IDT电极和IDT电容器的IDT电极形成90度角。

此外，高通滤波器110包括两个或更多个第一电感器，而两个或更多个第一电感器L1均串联连接在第一IDT电容器C2和地之间。包括在第一电感器组G2中的各个第一电感器L1可以嵌入在封装PKG中。

图3A是根据本发明的一个实施例的复用器100的俯视结构图，并且图3B是根据本发明的一个实施例的复用器100的侧视结构图。

参照图3A，包括在高通滤波器110中的电容器示例性地由IDT电容器形成。参照图3B，包括在高通滤波器110中的第一电感器L1示例性地嵌入在封装PKG中。第一电感器L1连接到作为包括在低通滤波器120中的陷波滤波器的组件的电感器和封装PKG中的地GND。

图4是说明评价图3所示的高通滤波器110的性能的一个例子的曲线图。

参照图4，当高通滤波器110的电容器包括一般电容器和IDT电容器时，在IDT电容器的情况下，杂散发生在对应于非特定带的2200至2300MHz，并且在其他带中示出相同的特性。因此，即使当高通滤波器110包括IDT电容器而不是一般电容器时，也示出高通滤波器的相同的性能。

同时，根据本发明的该实施例的低通滤波器120可以包括被配置为截断特定频带的陷波滤波器。

图5是说明包括在图1所示的复用器中的低通滤波器120的电路图。

参照图5，低通滤波器120可以包括第一陷波电路120-1、第二陷波电路120-2和SAW谐振器120-3。

由于需要衰减带通滤波器130的1710至2200MHz的带和高通滤波器110的2300至2690MHz的带，不包括617至960MHz的频率，所以低通滤波器120可以包括图5所示的陷波电路。

第一陷波电路120-1可以通过将第二IDT电容器C3和第二电感器L2并联连接来获得。第一陷波电路120-1是用于衰减作为带通滤波器130的带的1710至2200MHz的频率的滤波器。

第二IDT电容器C3是通过将SAW谐振器在芯片上旋转90度而形成的。也就是说，第二IDT电容器C3是通过将SAW谐振器的IDT电极旋转90度而获得的，并且不具有反射器。当SAW谐振器和第二IDT电容器C3安装在同一芯片上时，SAW谐振器的IDT电极和第二IDT电容器C3的IDT电极形成90度角。

此外，第二电感器L2可以嵌入在封装PKG中。第二电感器L2连接到包括在高通滤波器110中的第一电感器L1和封装PKG中的地GND。

第二陷波电路120-2是用于衰减作为高通滤波器110的带的2300至2690MHz的频率的滤波器，并且与第一陷波电路120-1串联连接。在第二陷波电路120-2中，电容器C和电感器L可以并联连接，并且电容器C和电感器L二者都可以嵌入在封装PKG中。

SAW谐振器120-3可以与第一陷波电路120-1并联连接，并且也可以连接到地GND。其中，SAW谐振器120-3的谐振频率可以位于带通滤波器130的带(1710至2200MHz)中。

图6是说明评价图5所示的低通滤波器120的性能的一个例子的曲线图。

参照图6，低通滤波器120可以包括第一陷波电路120-1、第二陷波电路120-2和SAW谐振器120-3，以执行对应于各个带的陷波功能。

在图6中，示出了第一陷波电路120-1的频率衰减作为带通滤波器130的带的1710至2200MHz(200)的频带和第二陷波电路120-2的频率衰减作为高通滤波器110的带的2300至2690MHz(210)的频带。另外，还示出了SAW谐振器120-3的频率衰减对应于带通滤波器130的带的1200MHz(220)的频带。

根据本发明，由于不使用集总元件并且使用IDT电容器和第一电感器形成低通滤波器和高通滤波器，因此可以降低复用器的组件的材料成本。此外，由于可以省略表面贴装技术(SMT)工艺，所以可以减少复用器的制造工艺时间。

尽管上面已经描述了本发明的示例性实施例，但是本领域普通技术人员可以理解，在不背离本发明的基本特征的情况下可以进行各种修改。因此，公开的实施例应该被认为是解释性的，而不是限制性的。需要说明的是，本发明的范围由权利要求书限定，而不是由上述说明限定，并且在同等范围内的所有差异均包含在本发明中。

Claims (6)

1.一种复用器，包括连接到天线并且被配置为通过不同频带中的信号的多个滤波器，

其中所述多个滤波器各自包括低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器，

其中所述高通滤波器包括一个或多个第一叉指换能器IDT电容器和一个或多个第一电感器，并且

其中所述低通滤波器包括表面声波SAW谐振器、一个或多个第二IDT电容器以及一个或多个第二电感器。

2.根据权利要求1所述的复用器，其中在所述高通滤波器中，所述一个或多个第一IDT电容器以梯形连接，并且所述一个或多个第一电感器各自具有与所述第一IDT电容器串联连接的一端和接地的另一端。

3.根据权利要求2所述的复用器，其中所述第一电感器嵌入在封装中。

4.根据权利要求1所述的复用器，其中在所述低通滤波器中，所述第二IDT电容器和所述第二电感器并联连接。

5.根据权利要求4所述的复用器，其中所述第二电感器嵌入在封装中。

6.一种复用器，包括：

高通滤波器，其仅包括一个或多个第一IDT电容器和与所述第一IDT电容器并联连接的一个或多个第一电感器；

低通滤波器，其包括一个或多个第一SAW谐振器、一个或多个第二IDT电容器和一个或多个第二电感器；和

带通滤波器，其包括一个或多个第二SAW谐振器和一个或多个第三电感器，

其中所述第一电感器、所述第二电感器和所述第三电感器均嵌入在封装基板中。

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