CN117375555A - 声波滤波结构、滤波器及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种声波滤波结构、滤波器及电子设备。本公开的第一个方面提供了一种声波滤波结构,其中,包括主路径、并联路径、至少一个功能模块和至少一个第一DMS结构。并联路径与主路径为并联连接;至少一个功能模块连接于主路径中的主输入端口和主输出端口之间;以及至少一个第一DMS结构连接于具有并联路径中。通过在主路径中引入连接DMS结构的并联支路,可以显著提高声波滤波结构器件的左侧滚降特性,同时提升带外抑制能力,实现对两个指标的很好的兼容,‑且不会明显增大器件的整体尺寸,有利于器件整体的小型化和集成化。
Description
技术领域
本公开涉及滤波器技术领域,尤其涉及一种声波滤波结构、滤波器及电子设备。
背景技术
声波滤波器可在高频电路中使用,例如用作带通滤波器。声波滤波器由若干个声波谐振器组合而成。声波谐振器按振动模式一般分为声表面波 (Surface Acoustic Wave,简称SAW)器件和体声波(Bulk Acoustic Wave,简称BAW)器件。SAW器件可以使用叉指电极(Inter-digital Transducer,简称IDT)来将电能转换成声能,或者相反地将声能转换成电能。与SAW 器件类似,BAW器件也可以依靠压电材料的压电效应形成谐振。除此之外,还可以利用压电层的兰姆波(lamb mode)模式制作谐振器比如径向模式谐振器(contour moderesonator,简称CMR)等。随着移动通信向5G 发展,通信的频段愈来愈多,器件频段之间距离越来越小,对滤波器的滚降特性(Rroll-off Characteristic)的要求也越高。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决现有技术中滤波器无法很好地兼顾器件滚降特性和带外抑制能力的技术问题,本公开提供了一种声波滤波结构、滤波器及电子设备。
(二)技术方案
本公开的第一个方面提供了一种声波滤波结构,其中,包括主路径、并联路径、至少一个功能模块和至少一个第一DMS结构。并联路径与主路径为并联连接;至少一个功能模块连接于主路径中的主输入端口和主输出端口之间;以及至少一个第一DMS结构连接于具有并联路径中。
根据本公开的实施例,至少一个功能模块包括至少一个第二DMS结构,至少一个第二DMS结构连接于主路径中。
根据本公开的实施例,至少一个功能模块包括至少一个谐振器结构,至少一个谐振器结构与至少一个第二DMS结构相互连接,并连接于主路径中。
根据本公开的实施例,至少一个第一DMS结构和/或至少一个第二 DMS结构包括:至少一个对称模式的第一DMS结构单元和/或至少一个反对称模式的第二DMS结构单元。
根据本公开的实施例,第一DMS结构单元和/或第二DMS结构单元包括至少一个叉指电极。
根据本公开的实施例,至少一个谐振器结构中每个谐振器结构包括相互并联和/或串联的至少一个谐振器。
根据本公开的实施例,第一DMS结构的输出端口接地。
根据本公开的实施例,声波滤波结构还包括接地电感,接地电感一端连接第一DMS结构的输出端口,且另一端接地。
本公开的第二个方面提供了一种滤波器,其中,包括上述的声波滤波结构。
本公开的第三个方面提供了一种电子设备,其中,包括上述的滤波器。
(三)有益效果
本公开提供了一种声波滤波结构、滤波器及电子设备。本公开的第一个方面提供了一种声波滤波结构,其中,包括主路径、并联路径、至少一个功能模块和至少一个第一DMS结构。并联路径与主路径为并联连接;至少一个功能模块连接于主路径中的主输入端口和主输出端口之间;以及至少一个第一DMS结构连接于具有并联路径中。通过在主路径中引入连接DMS结构的并联支路,可以显著提高声波滤波结构器件的左侧滚降特性,同时提升带外抑制能力,实现对两个指标的很好的兼容,且不会明显增大器件的整体尺寸,有利于器件整体的小型化和集成化。
附图说明
图1A示意性示出了现有技术中的一基于DMS器件的声波滤波结构的架构图;
图1B示意性示出了现有技术中的另一基于DMS器件的声波滤波结构的架构图;
图2示意性示出了根据本公开实施例的声波滤波结构的架构图;
图3A示意性示出了根据本公开一实施例的声波滤波结构的架构图;
图3B示意性示出了根据本公开另一实施例的声波滤波结构的架构图;
图3C示意性示出了根据本公开另一实施例的声波滤波结构的架构图;
图3D示意性示出了根据本公开另一实施例的声波滤波结构的架构图;
图3E示意性示出了根据本公开另一实施例的声波滤波结构的架构图;
图3F示意性示出了根据本公开另一实施例的声波滤波结构的架构图;
图3G示意性示出了根据本公开另一实施例的声波滤波结构的架构图;
图4A示意性示出了根据本公开一实施例的DMS结构的架构图;
图4B示意性示出了根据本公开另一实施例的DMS结构的架构图;
图5示意性示出了根据本公开一实施例的DMS结构的结构组成图;
图6示意性示出了根据本公开一实施例的谐振器的结构组成图;以及
图7示意性示出了对应现有技术中图1A和图1B所示声波滤波结构与根据本公开实施例中图3A所示声波滤波结构的频率(frequency)-插入损耗(transmission)的仿真对比图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
需要说明的是,在附图或说明书正文中,未绘示或描述的实现方式,均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式,并未进行详细说明。此外,上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式,本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
还需要说明的是,实施例中提到的方向用语,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等,仅是参考附图的方向,并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图,相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时,将省略常规结构或构造。
并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例,而仅示意本公开实施例的内容。另外,在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
再者,单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词,以修饰相应的元件,其本身并不意味着该元件有任何的序数,也不代表某一元件与另一元件的顺序或是制造方法上的顺序,这些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
本领域那些技术人员可以理解,可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把他们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件,以及此外可以把他们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/ 或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外,可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述,本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的代替特征来代替。并且,在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。
类似地,应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个公开方面的一个或多个,在上面对本公开的示例性实施例的描述中,本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
对于SAW器件,其IDT电极一般可以使用压电基板和处于不同电位的两个相对母线(busbar)以及与两个母线连接的两组电极,由于逆压电效应,处于不同电位的两个连续电极之间的电场可以提供声源。相反地,如果换能器接收入射波,则由于压电效应而在电极中产生电荷,通过将换能器置于两个反射栅之间来获得谐振器。BAW器件一般由上电极层、压电层和下电极层组成三明治结构,以产生谐振,其中下电极层下方是空气腔形式的薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,简称FBAR)或者声学反射层形式的固态装配型谐振器(Solid Mounted Resonator,简称 SMR),谐振区域发生在压电层内而非表面。一般情况下,BAW器件具有更高的Q值,和更好的功率承受能力,但决定滤波器带宽的有效耦合系数 (Effective Coupling Coefficient,简称k2 eff)略小于SAW器件。此外,CMR 器件存在有效耦合系数较小,Q值不高的缺点。.
对于滤波器以及双工器中频率较高的声波器件,对通带左侧的滚降以及带外抑制都有高的要求。其中,双工器一般可以由Tx(Transmission Filter,即发射滤波器)和Rx(Reception Filter,即接收滤波器)两个滤波器组成。而现有的器件频段之间距离越来越小,对滤波器的滚降特性的要求也越来越高,除了提升器件本身的Q值外,也需从滤波器架构的设计角度出发。
其中,滤波器可以通过连接几个上述声波谐振器构成梯型或晶格型拓扑结构,或通过具有一个或多个产生声能的IDT构成双模式声表面波器件 (Double Mode Saw,简称DMS),以进一步设计滤波器或双工器件。其中DMS器件因为具备良好的左侧滚降特性,被广泛应用于上述各类型滤波器中,但仍难以同时兼顾左侧的滚降特性和带外抑制能力。而梯型滤波器虽较为常用,同样难兼顾滚降特性和带外抑制能力。如图1A所示直接在主路径中串联添加DMS结构101的DMS器件方案以及如图1B所示在主路径中串联添加DMS结构102的基础上,同时在其并联支路添加并联谐振器103的DMS器件方案,二者提升滚降及带外抑制的程度均非常有限(具体可参见图7),而且由于在DMS接地端会串联电感,使得在提升左侧滚降的同时,会抬升带外抑制,显然,也无法很好的兼顾滚降特性和带外抑制能力。
为解决现有技术中滤波器无法很好地兼顾器件滚降特性和带外抑制能力的技术问题,本公开提供了一种声波滤波结构、滤波器及电子设备。
如图2-图3F所示,本公开的第一个方面提供了一种声波滤波结构,其中,包括主路径、并联路径、至少一个功能模块和至少一个第一DMS 结构。
并联路径与主路径为并联连接;
至少一个功能模块连接于主路径中的主输入端口和主输出端口之间;以及
至少一个第一DMS结构连接于具有并联路径中。
如图2所示,至少一个功能模块包括功能模块201、202,当然也可以仅有功能201、202中之一,也可以在功能模块201、202的基础上存在更多的其他功能模块。其中,每个功能模块为相应地声波滤波结构的组成模块,可以实现对应的器件功能,为本公开实施例的上述声波滤波结构提供声波滤波的性能贡献。
主路径具有一输入端口Tx和一输出端口Ant,输入端口Tx用于该声波滤波结构的电信号输入,相应地,该输出端口Ant用于该声波滤波结构的电信号输出。并联路径可以作为主路径的并联支路,与主路径保持并联关系。
至少一个第一DMS结构可以包括一个DMS结构203,也可以包括更多个DMS结构203,这些DMS结构203可以在该并联路径上相互之间保持并联乃至串联的关系。其中,该DMS结构为前述所言通过具有一个或多个产生声能的IDT构成双模式声表面波器件(即DMS)结构。借助于至少一个第一DMS结构连接于该并联路径中,使得至少一个第一DMS 结构能够保持与主路径上的至少一个功能模块之间的并联关系。其中,该 DMS结构作为一种纵向耦合谐振声表面滤波器结构,可以由输入IDT将输入电信号转换成声表面波,从而在两个反射器之间产生声表面波驻波。在此情况下,输入IDT和输出IDT中电信号与声表面波之间的转换效率呈现频率特征,此外,反射器的声表面波反射效率也具有频率特征。因此,该DMS结构的声表面波具有带通特征,只传送一定频率范围内的信号。
因此,通过建立上述至少一个第一DMS结构与至少一个功能模块之间的并联关系,相对于传统如图1B所示的二者相互串联连接在主路径的情况下,可以用于提升整个声波滤波结构通带的左侧滚降特性,同时提升器件结构低频侧的带外抑制能力。同时借助于DMS结构本身所具有的较低的插入损耗特性,更加有助于提升声波滤波结构自身的插入损耗和带外抑制指标,从而进一步提升滤波器的性能。
通过在主路径中引入连接DMS结构的并联支路,可以显著提高声波滤波结构器件的左侧滚降特性,同时提升带外抑制能力,实现对两个指标的很好的兼容,且不会明显增大器件的整体尺寸,有利于器件整体的小型化和集成化。
如图3A所示,根据本公开的实施例,至少一个功能模块包括至少一个第二DMS结构,至少一个第二DMS结构连接于主路径中。
如图3A所示,至少一个功能模块包括功能模块301、302,其中,该功能模块301可以为一个第二DMS结构301或者多个第二DMS结构301。此外,该功能模块302可以为空,也可以为包括DMS结构在内的其他功能器件,以实现相应的器件功能。
主路径具有一输入端口Tx和一输出端口Ant,输入端口Tx用于该声波滤波结构的电信号输入,相应地,该输出端口Ant用于该声波滤波结构的电信号输出。并联路径可以作为主路径的并联支路,与主路径保持并联关系。其中,该第二DMS结构301的输入端连接该主路径的输入端口Tx,其输出端连接该主路径的输出端口Ant。因此,该第二DMS结构301与该第一DMS结构303之间的主要区别在于所处的路径不同,第二DMS 结构301连接于主路径的输入和输出端之间,第一DMS结构303则连接于与该主路径相互并联的并联路径的输入输出端之间。其中,第一DMS 结构303或者第二DMS结构301为前述所言通过具有一个或多个产生声能的IDT构成双模式声表面波器件(即DMS)结构。
因此,借助于至少一个第一DMS结构303连接于该并联路径中,使得至少一个第一DMS结构303能够保持与主路径上的至少一个第二DMS 结构301之间的并联关系。借此,相对于现有技术中的并联路径没有设置 DMS结构的情况,在兼顾声波滤波结构左侧滚降特性和低频侧的带外抑制能力的同时,还可以具有较低的插入损耗特性,在满足器件性能的情况下提升结构设计自由度。
如图3B和图3C所示,根据本公开的实施例,至少一个功能模块包括至少一个谐振器结构,至少一个谐振器结构与至少一个第二DMS结构相互连接,并连接于主路径中。
相对于图3A所示声波滤波结构,如图3B所示,至少一个功能模块包括谐振器结构305和功能模块302,其中,该谐振器结构305可以为体声波谐振结构。此外,该功能模块302可以为空,也可以为包括DMS结构、谐振器结构在内的其他功能器件,以实现相应的器件功能。其中,功能模块302可以并联或者串联于主路径中,并在主路径中与该至少一个第二DMS结构相互连接,该与至少一个第二DMS结构相互连接的方式具体可以是串联或者并联。
主路径的输入端口Tx用于该声波滤波结构的电信号输入,相应地,其输出端口Ant用于该声波滤波结构的电信号输出。并联路径可以作为主路径的并联支路,与主路径保持并联关系。其中,该谐振器结构305的输入端连接该主路径的输入端口Tx,其输出端连接该主路径的输出端口 Ant。因此,该谐振器结构305连接于主路径的输入和输出端之间,第一DMS结构303则连接于与该主路径相互并联的并联路径的输入输出端之间。其中,第一DMS结构303为前述所言通过具有一个或多个产生声能的IDT构成双模式声表面波器件(即DMS)结构。
此外,相对于图3A和图3B所示声波滤波结构,如图3C所示,至少一个功能模块包括谐振器结构305和第二DMS结构301,其中,该谐振器结构305可以为体声波谐振结构。其中,该谐振器结构305的输入端连接该第二DMS结构301的输出端,其输出端连接该主路径的输出端口Ant,同时该第二DMS结构301的输入端连接该主路径的输入端口Tx。因此,该谐振器结构305与该第二DMS结构301相互串联并连接于主路径的输入和输出端之间,第一DMS结构303则连接于与该主路径相互并联的并联路径的输入输出端之间。其中,第一DMS结构303和第二DMS结构 301为前述所言通过具有一个或多个产生声能的IDT构成双模式声表面波器件(即DMS)结构。其中,该谐振器结构305与该第二DMS结构301 也可以相互并联连接于主路径的输入和输出端之间,在此不作具体限制。
因此,借助于至少一个第一DMS结构连接于该并联路径中,使得至少一个第一DMS结构303能够保持与主路径上的至少一个谐振器结构305 之间的并联关系。借此,相对于现有技术中的并联路径没有设置DMS结构的情况,在兼顾声波滤波结构左侧滚降特性和低频侧的带外抑制能力的同时,还可以具有较低的插入损耗特性,在满足器件性能的情况下提升结构设计自由度。
如图4A和图4B所示,根据本公开的实施例,至少一个第一DMS结构和/或至少一个第二DMS结构包括:至少一个对称模式的第一DMS结构单元和/或至少一个反对称模式的第二DMS结构单元。
如前述所言,对于第一DMS结构和第二DMS结构实际上的差异主要在于第一DMS结构连接于与主路径并联的并联路径上,而第二DMS结构连接于主路径上。对于第一DMS结构亦或是第二DMS结构而言本质上可以是相同的,均可以为具有一个或多个产生声能的IDT构成双模式声表面波器件(即DMS)结构。但是对于这些DMS结构而言,每个DMS结构都可以具有至少一个DMS结构单元,这些DMS结构单元的阵列构成上述 DMS结构。
如图4A所示,该DMS结构单元401为3个叉指电极(即IDT)411、412和413所构成的DMS单元器件。其中,该DMS结构单元401的输入端t1用于连接该叉指电极412的输入端,并且该叉指电极412的输出端与叉指电极411和413的输入端连接,最后,该叉指电极411、413的输出端与该DMS结构单元401的输出端r1连接。如此,通过各个叉指电极之间的连接关系,便构成了一种反对称模式的DMS结构单元401。其中,该DMS结构单元401的叉指电极412的输出端和叉指电极411和413的输入端同时通过接地电感134接地,可以用于改善该DMS结构单元401 的带外抑制特性。
相应地,如图4B所示,该DMS结构单元402同样为3个叉指电极(即 IDT)421、422和423所构成的DMS单元器件。其中,该DMS结构单元 402的输入端t2用于连接该叉指电极421、422和423的输入端,并且该叉指电极421、422和423的输出端与该DMS结构单元402的输出端r2 连接。如此,通过各个叉指电极之间的连接关系,便构成了一种对称模式的DMS结构单元401。其中,由于DMS结构实际上可以包括多个DMS 结构单元,因此,对于同一个DMS结构,其中所包括的DMS结构单元可以是反对称式的DMS结构单元,也可以是对称式的DMS结构单元,也可以是二者的结合,具体不作限制。
因此,通过上述的反对称模式和/或对称模式的DMS结构单元,能够使得本公开实施例的DMS结构具有更高自由度的组合模式,从而使得其最终构成的声波滤波结构具有更多样的DMS结构组成形式,提高该基于并联DMS结构的声波滤波结构的结构多样性,使得其在兼顾滚降特性和带外抑制的基础上,具有更宽的应用范围。
如图5所示,根据本公开的实施例,第一DMS结构单元和/或第二 DMS结构单元包括至少一个叉指电极。
如图5所示,对于单个DMS结构单元而言,无论是属于对称式还是反对称式的结构形式,每个DMS结构单元都可以包括两个反射器501、 503以及位于二者之间的叉指结构502,该叉指结构可以包括多个叉指电极,每个叉指电极具有多个相互平行交错的叉指端,以形成一声表面波谐振器。对应于图4A所示,该DMS结构单元401可以具有如图5所示的叉指电极411、412和413,该每个叉指电极都具有相应的叉指端,从而构成具有3个叉指电极(即3-IDT)的DMS结构单元401。其中,该DMS 结构单元401的叉指电极数量并不限于3个,其还可以是5-IDT的DMS 结构单元、7-IDT的DMS结构单元等。
需要说明的是,第一DMS结构单元和第二DMS结构单元的叉指电极数量也可以保持不同,从而进一步提升该DMS结构单元的差异性,进一步提升应用这些DMS结构单元的基于DMS结构的声波滤波结构的多样性。此外,本领域技术人员应当可以理解,本公开实施例中所提及的一个叉指电极实际包括一组叉指电极部分,具体可以参照现有叉指电极的设计,在此不作具体限制。
如图3C-图3G所示,根据本公开的实施例,至少一个谐振器结构中每个谐振器结构包括相互并联和/或串联的至少一个谐振器。
至少一个功能模块中具有至少一个谐振器结构,其中每个谐振器结构可以由1个谐振器所构成,也可以是由多个谐振器所构成的谐振器阵列结构。
如图3C所示,相对于如图3A、图3B所示的声波滤波结构,其中主路径中具有一个功能模块为一由单个DMS结构单元所构成的第二DMS 结构301,同时与该第二DMS结构301相互串联连接的另一功能模块为一由单个谐振器所构成的谐振器结构306。其中,第二DMS结构301的输入端与该主路径的输入端口Tx连接,其输出端与该谐振器结构306的输入端连接,且该谐振器306的输出端与该主路径的输出端口Ant连接。同时,与该主路径相互并联的并联路径上,连接由一个DMS结构单元所构成第一DMS结构303。因此,借助于至少一个第一DMS结构303连接于该并联路径中,相对于现有技术中的并联路径没有设置DMS结构的情况,可以更好地兼顾声波滤波结构左侧滚降特性和低频侧的带外抑制能力,同时能够具有较低的插入损耗特性。
如图3D所示,相对于如图3A-图3C所示的声波滤波结构,其中主路径中具有一由单个DMS结构单元所构成的第二DMS结构301,同时与该第二DMS结构301相互串联连接的一由两个相互并联的谐振器371、372 所构成的谐振器结构307。其中,第二DMS结构301的输入端与该主路径的输入端口Tx连接,其输出端与该谐振器结构307的输入端连接,且该谐振器307的输出端与该主路径的输出端口Ant连接。其中,该谐振器结构307的谐振器371串联于该主路径上,谐振器372与该主路径相互并联连接于另一并联路径。该谐振器371的输入端作为该谐振器结构307的输入端与该第二DMS结构301的输出端连接,同时其输出端作为该谐振器结构307的输出端连接至主路径的输出端口Ant;而且,对应的谐振器结构307的谐振器372的输入端作为其对应并联路径的输入端连接至谐振器371的输出端,其输出端接地。同时,与该主路径相互并联的并联路径上,连接由一个DMS结构单元所构成第一DMS结构303。因此,借助于至少一个第一DMS结构303连接于该并联路径中,相对于现有技术中的并联路径没有设置DMS结构的情况,可以更好地兼顾声波滤波结构左侧滚降特性和低频侧的带外抑制能力,同时能够具有较低的插入损耗特性。
如图3E所示,相对于如图3A-图3D所示的声波滤波结构,其中主路径中具有一由单个DMS结构单元所构成的第二DMS结构301,同时与该第二DMS结构301相互串联连接的一由6个相互串联的谐振器381-383 和与之对应交错并联的谐振器384-386所构成的谐振器结构308。其中,第二DMS结构301的输入端与该主路径的输入端口Tx连接,其输出端与该谐振器结构308的输入端连接,且该谐振器308的输出端与该主路径的输出端口Ant连接。其中,该谐振器结构308的谐振器381-383串联于该主路径上,谐振器384-386与该主路径保持并联连接于另3个各自的并联路径。其中,谐振器381-383的连接方式可以参照上述图3D所示谐振器 371的连接形式,谐振器384-386的连接方式可以参照上述图3D所示谐振器372的连接形式,具体不作赘述。可见,上述谐振器结构308可以构成一多谐振器形式的梯形滤波器结构。同时,与该主路径相互并联的并联路径上,连接由一个DMS结构单元所构成第一DMS结构303。因此,借助于至少一个第一DMS结构303连接于该并联路径中,相对于现有技术中的并联路径没有设置DMS结构的情况,可以更好地兼顾声波滤波结构左侧滚降特性和低频侧的带外抑制能力,同时能够具有较低的插入损耗特性。
如图3F所示,相对于如图3A-图3E所示的声波滤波结构,其中主路径中具有一由单个DMS结构单元所构成的第二DMS结构301,同时与该第二DMS结构301相互串联连接如图3E所示的谐振器结构308。其中,第二DMS结构301的输入端与该主路径的输入端口Tx连接,其输出端与该谐振器结构308的输入端连接,且该谐振器308的输出端与该主路径的输出端口Ant连接。其中,该谐振器结构308的多个谐振器的连接形式,具体不作赘述。
同时,与该主路径相互并联的并联路径上,连接由两个DMS结构单元391、392相互串联所构成第一DMS结构309。其中,该DMS结构单元391的输入端与主路径并联连接,其输出端与DMS结构单元392的输入端连接;相应地,该DMS结构单元392的输出端接地。因此,可以进一步实现对第一DMS结构309的实施案例的扩展。而且,借助于在并联路径中设置的至少一个第一DMS结构309,其所具有的相互串联的多个 DMS结构单元(如391、392)连接于该并联路径中,相对于现有技术中的并联路径没有设置DMS结构的情况,可以更好地兼顾声波滤波结构左侧滚降特性和低频侧的带外抑制能力,同时能够具有较低的插入损耗特性。
如图3G所示,相对于如图3A-图3F所示的声波滤波结构,其中主路径中具有一由单个DMS结构单元所构成的第二DMS结构301,同时与该第二DMS结构301相互串联连接如图3E所示的谐振器结构308。其中,该第二DMS结构301以及谐振器结构308的多个谐振器在主路径中的具体连接形式可以参照上述针对图3F的描述,在此不作赘述。
同时,与该主路径相互并联的并联路径上,连接由两个DMS结构单元311、312相互并联所构成第一DMS结构310。其中,该DMS结构单元311的输入端与主路径并联连接,其输出端接地;该DMS结构单元312 的输入端同样与主路径并联连接,且其输出端连接。换言之,DMS结构单元311处于与主路径相互并联的一并联路径上,DMS结构单元312处于与主路径相互并联的另一并联路径上。也可以理解,DMS结构单元311 和与之相互并联的DMS结构单元312构成该第一DMS结构310所处的与主路径并联的并联路径上。因此,可以进一步实现对第一DMS结构310 的实施案例的扩展。而且,借助于在并联路径中设置的至少一个第一DMS 结构310,其所具有的相互并联的多个DMS结构单元(如311、312)连接于该并联路径中,相对于现有技术中的并联路径没有设置DMS结构的情况,可以更好地兼顾声波滤波结构左侧滚降特性和低频侧的带外抑制能力,同时能够具有较低的插入损耗特性。
需要说明的是,本公开实施例中的上述并联路径的输入端可以连接在主路径的各个位置,只需要保证主路径上存在相应的至少一个功能模块,同时主路径与该并联路径保持并联关系且该并联路径中具有至少一个第一DMS结构,即可使得该声波滤波结构至少具有兼顾滚降特性和带外抑制特性的优异性能。
此外,参照上述图3A-图3G所示的声波滤波结构,如图6所示,本公开实施例的谐振器结构所具有的每个谐振器也可以具有相应的叉指结构602,及其两侧对应设置的两个反射栅所构成的反射器601、603的声表面波器件结构。其中,其中谐振结构也不仅限于由IDT和反射栅构成的谐振器,还可以是由BAW器件、Lamb波器件等其它谐振模式对应的谐振结构,在此不作限制。
而且,如图3F和图3G所示,本公开实施例的第一DMS结构也不限于单个DMS结构单元,可以是多个DMS结构单元的并联和/或串联结构,还可以包括DMS结构单元和至少一个谐振器结构的连接组合。如此,可以进一步提升其相应的结构形式多样性。
因此,可以进一步提升该基于并联DMS结构的声波滤波结构的结构多样性,使得其在兼顾滚降特性和带外抑制的基础上,具有更大的应用范围。
如图2-图3G所示,根据本公开的实施例,第一DMS结构的输出端口接地。对于并联支路上的第一DMS结构而言,其需要在其输出端进行接地,以实现阻抗随频率变换而出现陡变区间的情况,从而确保相应的左侧滚降和带外抑制能力的兼容效果。
如图2-图3G所示,根据本公开的实施例,声波滤波结构还包括接地电感,接地电感一端连接第一DMS结构的输出端口,且另一端接地。
在上述保持接地的基础上,还可以在每个第一DMS结构的输出端口通过连接一接地电感204、304、341、342实现该并联路径的接地效果,以提升第一DMS结构本身的阻抗陡变特性,以提升滤波结构的滚降特性。
为进一步验证本公开上述实施例的声波滤波结构能够兼顾滚降特性和带外抑制的优异效果,提供如图7所示相应的频率-transmission仿真对比图以供参考。图3A、图1A、图1B所示声波滤波结构分别具有DMS+ 并联DMS、DMS以及DMS+并联谐振器的三种结构连接形式。其中,图 1B是通过DMS结构形成在主路径的输入端口Tx和输出端口Ant之间,以达到滤波效果。
如图7所示仿真结果,其中实线、点线和长虚线分别对应图1A、图 1B、图3A的声波滤波结构。可见,图1A声波滤波结构的滤波的带外抑制较差;这里以Band8 Rx滤波器为例,通带频段为925~960MHz,需确保小的插入损耗值,同时在低频侧Band8 Tx频段880~915MHz,有较高的抑制要求。而且,借助图1B的DMS+并联谐振器形式的声波滤波结构,可以在左侧roll-off位置形成最低notch点,以提升低频侧的带外抑制,以及通带左侧的滚降,但是提升程度显然有限。然而,借助图3A所示的基于并联DMS的声波滤波结构,可更好的提升低频侧的带外抑制,以及通带左侧的滚降;如在920MHz附近的曲线滚降特性(或者叫矩形系数)明显优于图1A和图1B两种现有结构,从而有助于滤波器同时实现良好的插入损耗和带外抑制两项指标,因此可以有效提升滤波器的性能。
可见,基于上述本公开实施例的基于并联DMS结构的声波滤波结构,其可以利用DMS结构本身在左侧的滚降特性比谐振器要好,在与主路径并联的情况下,滚降特性更倾向于通带左侧,使得其在具有较好的带外抑制能力的同时,兼顾了良好的左侧滚降特性。而且,该位于并联路径上的 DMS结构还因自身所具有的良好插入损耗,给该声波滤波结构带来更低的插入损耗。进一步地,对于基于并联DMS结构的连接主路径的谐振器结构而言,由于谐振器的谐振点通常位于通带左侧附近的带外,从而能够将带外抑制压低,并且其阻抗随频率变化的陡变区间位于通带左侧的滚降位置,因而能提升该滤波器的左侧滚降。也即在主路径中连接的谐振器结构能够使得本公开实施例的声波滤波结构具有更好的左侧滚降和带外抑制能力。
因此,基于如图7所示的仿真结果,可以更好地说明本公开实施例的基于并联DMS结构的声波滤波结构具有非常好的带外抑制、左侧滚降特性的提升改善效果,以及较低的插入损耗。
本公开的第二个方面提供了一种滤波器,其中,包括上述的声波滤波结构。其中,该滤波器可以为带通滤波器。
本公开的第三个方面提供了一种电子设备,其中,包括上述的滤波器。其中,该电子设备可以是手机、笔记本、平板电脑以及POS机、车载电脑等可移动或固定式的计算机设备,也可以其他具有智能信息处理功能的其他可以采用高频高带宽的4G、5G等通信电子设备。
至此,已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。
以上的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种声波滤波结构,其中,包括:
主路径,
并联路径,与所述主路径为并联连接;
至少一个功能模块,连接于所述主路径中的主输入端口和主输出端口之间;以及
至少一个第一DMS结构,连接于具有所述并联路径中。
2.根据权利要求1所述的声波滤波结构,其中,所述至少一个功能模块包括:
至少一个第二DMS结构,连接于所述主路径中。
3.根据权利要求1或2所述的声波滤波结构,其中,所述至少一个功能模块包括:
至少一个谐振器结构,与所述至少一个第二DMS结构相互连接,并连接于所述主路径中。
4.根据权利要求3所述的声波滤波结构,其中,所述至少一个第一DMS结构和/或所述至少一个第二DMS结构包括:至少一个对称模式的第一DMS结构单元和/或至少一个反对称模式的第二DMS结构单元。
5.根据权利要求4所述的声波滤波结构,其中,所述第一DMS结构单元和/或所述第二DMS结构单元包括至少一个叉指电极。
6.根据权利要求3所述的声波滤波结构,其中,所述至少一个谐振器结构中每个谐振器结构包括相互并联和/或串联的至少一个谐振器。
7.根据权利要求1所述的声波滤波结构,其中,所述第一DMS结构的输出端口接地。
8.根据权利要求1所述的声波滤波结构,其中,还包括:
接地电感,一端连接所述第一DMS结构的输出端口,且另一端接地。
9.一种滤波器,其中,包括权利要求1-8中任一项所述的声波滤波结构。
10.一种电子设备,其中,包括权利要求9所述的滤波器。
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