CN218276651U

CN218276651U - 一种体声波滤波器

Info

Publication number: CN218276651U
Application number: CN202222258535.1U
Authority: CN
Inventors: 张倩; 赖志国; 杨清华
Original assignee: Suzhou Huntersun Electronics Co Ltd
Current assignee: Suzhou Huntersun Electronics Co Ltd
Priority date: 2022-08-26
Filing date: 2022-08-26
Publication date: 2023-01-10
Anticipated expiration: 2032-08-26

Abstract

本申请公开了一种体声波滤波器，该体声波滤波器包括：输入端、输出端、多个串联支路以及多个并联支路，多个串联支路设置在输入端与输出端之间，并联支路设置于连接节点与接地端之间，连接节点为相邻两个串联支路之间的节点、串联支路与输入端之间的节点或者串联支路与输出端之间的节点；至少两个并联支路之间存在互感耦合。通过上述方式，本申请能够增加体声波滤波器的类型。

Description

一种体声波滤波器

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种体声波滤波器。

背景技术

随着通信系统的发展，需求的通信频段越来越多，为了提高通信质量，保证各个通信频段互不干扰，可以使用滤波器来过滤掉干扰信号，比如：采用声表面波滤波器、体声波滤波器、螺旋滤波器或介质滤波器；由于体声波滤波器具有尺寸小、高滚降、低插损、高矩形系数以及高功率容量等优点，其被广泛应用在通信系统中，但目前设计的体声波滤波器的类型不够丰富，无法满足一些应用需求。

实用新型内容

本申请提供了一种新的体声波滤波器，能够对输入的信号进行滤波处理，增加了体声波滤波器的类型。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种体声波滤波器，该体声波滤波器包括：输入端、输出端、多个串联支路以及多个并联支路，多个串联支路设置在输入端与输出端之间，并联支路设置于连接节点与接地端之间，连接节点为相邻两个串联支路之间的节点、串联支路与输入端之间的节点或者串联支路与输出端之间的节点；至少两个并联支路之间存在互感耦合。

在一实施方式中，多个串联支路与多个并联支路构成四串五并的电路结构。

在一实施方式中，多个串联支路包括依次连接的第一串联支路、第二串联支路、第三串联支路以及第四串联支路；多个并联支路包括第一并联支路与第二并联支路，第一并联支路的一端与输入端以及第一串联支路连接，第一并联支路的另一端与接地端连接；第二并联支路的一端与第三串联支路以及第四串联支路连接，第二并联支路的另一端与接地端连接；第一并联支路与第二并联支路之间存在互感耦合。

在一实施方式中，多个并联支路还包括第三并联支路与第四并联支路，第三并联支路的一端与第二串联支路以及第三串联支路连接，第三并联支路的另一端与接地端连接，第三并联支路与第二并联支路之间存在互感耦合；第四并联支路的一端与第四串联支路以及输出端连接，第四并联支路的另一端与接地端连接，第四并联支路与第一并联支路之间存在互感耦合。

在一实施方式中，体声波滤波器还包括输入匹配单元与输出匹配单元，输入匹配单元设置于输入端与第一串联支路之间；输出匹配单元设置于第四串联支路与输出端之间。

在一实施方式中，输入匹配单元包括串联的电容与第一电感，电容用于对从输入端输入的信号进行低频滤波处理；输出匹配单元包括第二电感。

在一实施方式中，多个并联支路还包括第五并联支路，第五并联支路的一端与第一串联支路以及第二串联支路连接，第五并联支路的另一端与接地端连接。

在一实施方式中，串联支路包括串联的第一串联谐振器与第二串联谐振器；并联支路包括并联谐振单元，并联谐振单元包括串联的第一并联谐振器与第二并联谐振器，第一并联谐振器与连接节点连接，第二并联谐振器与接地端连接；或者，并联支路包括串联的并联谐振单元与并联电感，并联谐振单元包括串联的第一并联谐振器与第二并联谐振器，第一并联谐振器与连接节点连接，第二并联谐振器通过并联电感与接地端连接。

在一实施方式中，第一串联谐振器与第二串联谐振器的参数相同，第一并联谐振器与第二并联谐振器的参数相同；第一串联谐振器中的顶电极的厚度与第一并联谐振器中的顶电极的厚度不同。

在一实施方式中，体声波滤波器还包括基板，并联电感设置于基板内，第一并联支路中的并联电感在水平方向的长度大于预设长度，第一并联支路中的并联电感与第二并联支路中的并联电感之间的距离小于第一预设距离，且第一并联支路中的并联电感与第四并联支路中的并联电感之间的距离小于第二预设距离；第三并联支路中的并联电感与第二并联支路中的并联电感之间设置有接地通孔。

通过上述方案，本申请的有益效果是：本申请提供的新的体声波滤波器包括：输入端、输出端、多个串联支路以及多个并联支路，所有串联支路依次串联连接，且第一个串联支路与输入端连接，最后一个串联支路与输出端连接；并联支路的一端与相邻两个串联支路之间的节点连接，或者，并联支路的一端与第一个串联支路以及输入端连接，或者并联支路的一端与最后一个串联支路以及输出端连接，并联支路的另一端与接地端连接；至少两个并联支路之间存在互感耦合，以提升体声波滤波器的带外抑制能力；本申请提供的方案增加了体声波滤波器的类型，而且采用该体声波滤波器能够对输入的信号进行滤波处理，改善干扰信号现象。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请提供的体声波滤波器一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的体声波滤波器另一实施例的结构示意图；

图3是本申请提供的体声波滤波器的电路仿真结果和各个并联支路的单独仿真结果；

图4是图3中4.0-6.0GHz频段的示意图；

图5是本申请提供的添加不同电感之间的互感耦合后的仿真结果；

图6是图5中4.0-6.0GHz频段的示意图；

图7是本申请提供的谐振器的网络布局的示意图；

图8是本申请提供的体声波滤波器的电路仿真结果和声学-电磁联合仿真结果；

图9是图8中4.7-5.1GHz频段的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

需要说明的是，本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参阅图1，图1是本申请提供的体声波滤波器一实施例的结构示意图，该体声波滤波器包括：输入端Port₁、输出端Port₂、多个串联支路10以及多个并联支路20。

多个串联支路10依次串联连接，且多个串联支路10设置在输入端Port₁与输出端Port₂之间，即多个串联支路10中的第一个串联支路10与输入端Port₁连接，多个串联支路10中的最后一个串联支路10与输出端Port₂连接；串联支路10包括至少一个串联谐振器。

并联支路20设置于连接节点与接地端之间，并联支路20包括至少一个并联谐振器，或者，并联支路20包括并联电感与至少一个并联谐振器。具体地，连接节点为相邻两个串联支路10之间的节点，或者，连接节点为串联支路10与输入端Port₁之间的节点，或者，连接节点为串联支路10与输出端Port₂之间的节点。例如，假设多个串联支路10包括串联支路K₁至串联支路K_m(m≥2)，串联支路K₁与输入端Port₁之间的节点记作连接节点J_s，串联支路K_i(m≥1)与串联支路K_i+1之间的节点记作连接节点J_i，串联支路K_m与输出端Port₂之间的节点记作连接节点J_e；并联支路H的一端可以与连接节点J_i、连接节点J_s或连接节点J_e连接，并联支路H的另一端接地。

在一具体的实施例中，体声波滤波器采用四串五并的阶梯型拓扑，即多个串联支路10与多个并联支路20构成四串五并的电路结构；或者，该体声波滤波器采用三串四并的阶梯型拓扑；或者，该体声波滤波器采用三串二并的阶梯型拓扑。可以理解地，体声波滤波器中的串联支路10与并联支路20的数量可以根据具体应用需要进行设置，本实施例对此不做限制。

至少两个并联支路20之间存在互感耦合，即多个并联支路20中的两个并联支路20之间存在互感耦合，或者，多个并联支路20中的三个并联支路20之间存在互感耦合，或者，多个并联支路20中的至少四个并联支路20之间存在互感耦合。值得说明的是，当至少三个并联支路20之间存在互感耦合时，可以是某个并联支路20仅与另外一个并联支路20之间存在互感耦合，也可以是某个并联支路20与剩余至少两个并联支路20之间均存在互感耦合；例如，多个并联支路20记作Q1-Q6，假设存在互感耦合的并联支路20为Q1、Q2、Q4以及Q5，则可以是并联支路Q1与并联支路Q2之间存在互感耦合，并联支路Q4与并联支路Q6之间存在互感耦合；或者，并联支路Q1与并联支路Q2之间存在互感耦合，并联支路Q2与并联支路Q4之间存在互感耦合，并联支路Q4与并联支路Q5之间存在互感耦合。

受限于芯片尺寸以及对高频段信号的抑制需求，目前无法采用较大的并联电感与并联谐振单元谐振来提升体声波滤波器的抑制能力；而本实施例利用特殊的互感耦合设计思路，设计了一种的体声波滤波器，通过并联支路之间的互感耦合，来提升体声波滤波器的抑制能力；而且，本实施例提供的新的体声波滤波器的设计方案，可以丰富体声波滤波器的类型，且通过采用该体声波滤波器能够对输入的信号进行滤波，保证输出需求的信号。

请参阅图2，图2是本申请提供的体声波滤波器另一实施例的结构示意图，该体声波滤波器可以为带通滤波器，该体声波滤波器包括：输入端Port₁、输出端Port₂、多个串联支路以及多个并联支路。

多个串联支路设置在输入端Port₁与输出端Port₂之间，多个串联支路包括依次连接的第一串联支路101、第二串联支路102、第三串联支路103以及第四串联支路104。

并联支路设置于连接节点与接地端之间，连接节点为相邻两个串联支路之间的节点、串联支路与输入端Port₁之间的节点或者串联支路与输出端Port₂之间的节点；具体地，多个并联支路包括第一并联支路N₁、第二并联支路N₄、第三并联支路N₃、第四并联支路N₅以及第五并联支路N₂。

进一步地，第一并联支路N₁的一端与输入端Port₁以及第一串联支路101连接，第一并联支路N₁的另一端与接地端连接。第二并联支路N₄的一端与第三串联支路103以及第四串联支路104连接，第二并联支路N₄的另一端与接地端连接。第三并联支路N₃的一端与第二串联支路102以及第三串联支路103连接，第三并联支路N₃的另一端与接地端连接。第四并联支路N₅的一端与第四串联支路104以及输出端Port₂连接，第四并联支路N₅的另一端与接地端连接。第五并联支路N₂的一端与第一串联支路101以及第二串联支路102连接，第五并联支路N₂的另一端与接地端连接。

在一实施方式中，两个并联支路之间存在互感耦合，例如，第一并联支路N₁与第二并联支路N₄之间存在互感耦合；或者，第一并联支路N₁与第三并联支路N₃之间存在互感耦合；或者，第一并联支路N₁与第四并联支路N₅之间存在互感耦合；或者，第一并联支路N₁与第五并联支路N₂之间存在互感耦合；或者，第二并联支路N₄与第三并联支路N₃之间存在互感耦合；或者，第二并联支路N₄与第四并联支路N₅之间存在互感耦合；或者，第二并联支路N₄与第五并联支路N₂之间存在互感耦合；或者，第三并联支路N₃与第四并联支路N₅之间存在互感耦合；或者，第三并联支路N₃与第五并联支路N₂之间存在互感耦合；或者，第四并联支路N₅与第五并联支路N₂之间存在互感耦合。

在另一实施方式中，三个并联支路之间存在互感耦合，例如，第一并联支路N₁与第二并联支路N₄之间存在互感耦合，第三并联支路N₃与第二并联支路N₄之间存在互感耦合；第四并联支路N₅与第一并联支路N₁之间存在互感耦合；或者，第一并联支路N₁与第二并联支路N₄之间存在互感耦合，第一并联支路N₁与第三并联支路N₃之间存在互感耦合；第三并联支路N₃与第五并联支路N₂之间存在互感耦合。可以理解地，第一并联支路N₁、第二并联支路N₄、第三并联支路N₃、第四并联支路N₅以及第五并联支路N₂中的任意三个或三个以上可以存在互感耦合，本实施例不再一一举例，只要能满足设计需求即可。

在一具体的实施例中，如图2所示，串联支路包括串联谐振单元，串联谐振单包括串联的第一串联谐振器与第二串联谐振器；并联支路包括并联谐振单元，并联谐振单元包括串联的第一并联谐振器与第二并联谐振器，第一并联谐振器与连接节点连接，第二并联谐振器与接地端连接；或者，并联支路包括串联的并联谐振单元与并联电感，并联谐振单元包括串联的第一并联谐振器与第二并联谐振器，第一并联谐振器与连接节点连接，第二并联谐振器通过并联电感与接地端连接。具体地，如图2所示，将第一串联支路101中的第一串联谐振器与第二串联谐振器分别记作S_1-1与S_1-2；将第二串联支路102中的第一串联谐振器与第二串联谐振器分别记作S_2-1与S_2-2；将第三串联支路103中的第一串联谐振器与第二串联谐振器分别记作S_3-1与S_3-2；将第四串联支路104中的第一串联谐振器与第二串联谐振器分别记作S_4-1与S_4-2。将第一并联支路N₁中的第一并联谐振器与第二并联谐振器分别记作P_1-1与P_1-2；将第二并联支路N₄中的第一并联谐振器与第二并联谐振器分别记作P_4-1与P_4-2；将第三并联支路N₃中的第一并联谐振器与第二并联谐振器分别记作P_3-1与P_3-2；将第四并联支路N₅中的第一并联谐振器与第二并联谐振器分别记作P_5-1与P_5-2；将第五并联支路N₂中的第一并联谐振器与第二并联谐振器分别记作P_2-1与P_2-2。

在一实施方式中，第一串联谐振器(包括S_1-1至S_4-1)与第二串联谐振器(包括S_1-2至S_4-2)的参数相同，第一并联谐振器(包括P_1-1至P_5-1)与第二并联谐振器(包括P_1-2至P_5-2)的参数相同，该参数可以材料、尺寸或厚度等。优选地，第一串联谐振器与第二串联谐振器为相同型号的薄膜体声波(film bulk acoustic resonator，FBAR)谐振器，第一并联谐振器与第二并联谐振器为相同型号的FBAR谐振器，FBAR谐振器可以为掺杂谐振器或非掺杂谐振器。

进一步地，整个体声波滤波器只采用了两种厚度的顶电极，没有采用额外的质量负载层来调整体声波滤波器的形状系数；具体地，第一并联谐振器与第二并联谐振器均包括种子层、底电极、压电层、顶电极以及钝化层，第一串联谐振器中的顶电极的厚度与第一并联谐振器中的顶电极的厚度不同。例如，第一并联谐振器中的顶电极的厚度大于第一串联谐振器中的顶电极的厚度。

本实施例对每一个谐振器都进行了等效的串联拆分，将其拆分为两个谐振器，一方面能够使得拆分后的面积更接近拟合的不带凹陷框架(Recessed frame)结构的面积，从而保证模型的准确性；另一方面可以增大谐振器的面积，从而减少横向的寄生模式。

继续参阅图2，体声波滤波器还包括输入匹配单元30与输出匹配单元40，输入匹配单元30设置于输入端Port₁与第一串联支路101之间；输出匹配单元40设置于第四串联支路104与输出端Port₂之间。

进一步地，输入匹配单元30包括串联的电容C与第一电感L₁₁，电容C用于对从输入端Port₁输入的信号进行低频滤波处理；输出匹配单元40包括第二电感L₁₂。

在一具体的实施例中，体声波滤波器还包括基板，并联电感设置于基板内，第一并联支路N₁中的并联电感在水平方向的长度大于预设长度，第一并联支路N₁中的并联电感与第二并联支路N₄中的并联电感之间的距离小于第一预设距离，且第一并联支路N₁中的并联电感与第四并联支路N₅中的并联电感之间的距离小于第二预设距离；第三并联支路N₃中的并联电感与第二并联支路N₄中的并联电感之间设置有接地通孔。可以理解地，预设长度、第一预设距离以及第二预设距离的具体数值，可以根据具体应用需要进行设计，本实施例对此不做限定。

进一步地，为了描述方便，将第一并联支路N₁中的并联电感记作第一并联电感L₁，将第二并联支路N₄中的并联电感记作第三并联电感L₃，将第三并联支路N₃中的并联电感记作第二并联电感L₂，将第四并联支路N₅中的并联电感记作第四并联电感L₄；第一并联电感L₁与第三并联电感L₃之间的互感值记作第一互感值M₄₁，第三并联电感L₃与第二并联电感L₂之间的互感值记作第二互感值M₄₃，第一并联电感L₁与第四并联电感L₄之间的互感值记作第三互感值M₅₁。具体地，并联电感L₁的电感值可以为0.3-0.5nH，第二并联电感L₂的电感值可以为0.56-1nH，第三并联电感L₃的电感值可以为0.43-0.72nH，第四并联电感L₄的电感值可以为0.08-0.33nH。

在一实施方式中，体声波滤波器的通带可以为4.8-5GHz，第一并联谐振器中的顶电极的厚度可以为135-160nm，第一串联谐振器中的顶电极的厚度可以为110-128nm；种子层的厚度可以为25-35nm，底电极的厚度可以为138-145nm，压电层的厚度可以为260-320nm，钝化层的厚度可以为140-180nm；第一电感L₁₁的电感值可以为1.1-2.8nH，电容C的电容值可以为0.4-0.8pF；第二电感L₁₂的电感值可以为0.1-0.37hH；第一并联电感L₁的电感值可以为0.32-0.53hH，第二并联电感L₂的电感值可以为0.4-1.1hH，第三并联电感L₃的电感值可以为0.3-0.65hH，第四并联电感L₄的电感值可以为0.08-0.25hH。

采用仿真软件搭建图2所示的电路并进行仿真，可以得到图3与图4所示的仿真结果，其中，图3示出了0-9GHz频段对应的散射参数(Scatter Parameters，S Parameters)，图4示出了图3中4.0-6.0GHz频段对应的S参数，横坐标为频率(Frequency)，纵坐标为S参数，“S₁₁”表示回波损耗，“S₂₁”表示插入损耗，“Circuit Simulated”表示电路仿真，“N₁Simulated”表示对第一并联支路N₁进行仿真，“N₂Simulated”表示对第二并联支路N₄进行仿真，“N₃Simulated”表示对第三并联支路N₃进行仿真，“N₄Simulated”表示对第四并联支路N₅进行仿真，“N₅Simulated”表示对第五并联支路N₂进行仿真。可以理解地，仿真软件可以采用现有的软件，比如：先进设计系统(Advanced Design System，ADS)，本本实施例对此不做限制。

进一步地，可以对第一互感值M₄₁、第二互感值M₄₃以及第三互感值M₅₁进行优化，优化后的第一互感值M₄₁、第二互感值M₄₃以及第三互感值M₅₁分别为0.023-0.089nH、0.006-0.013nH以及0.008-0.017nH。

从图3与图4中看出，采用本方案能够较好地抑制N79子频段(即4.8-5GHz)的通带边缘的近阻带，在0-4.7GHz频段，对从输入端Port₁输入的信号的抑制度达到了35dB以上，在5GWi-Fi频段(即5.15-5.85GHz)频段，对输入的信号的抑制度达到了45dB以上，通带插损(即通带内的频率对应的插入损耗)大于2.6dB，通带内的频率对应的回波损耗大于14dB。但是，单独观察第一并联支路N₁、第二并联支路N₄、第三并联支路N₃、第四并联支路N₅以及第五并联支路N₂的仿真结果，发现它们对应的传输零点的位置与电路仿真对应的传输零点的位置并不相同，这是由于在电路中采用的并联电感(包括第一并联电感L₁至第四并联电感L₄)之间的互感耦合而导致的。

进一步地，为了研究互感耦合带来的影响，可以对互感耦合进行仿真验证，分别验证三个单独的互感耦合对于体声波滤波器的整体性能带来的影响，同时也对三个互感耦合同时作用于体声波滤波器产生的影响进行验证，经过仿真得到图5与图6所示的仿真结果，其中，图5示出了添加不同电感之间的互感耦合后0-9GHz频段对应的S参数，图6示出了图5中4.0-6.0GHz频段对应的S参数，“All Mutual Coupling”表示全相互耦合，即第一并联电感L₁与第三并联电感L₃之间存在互感耦合，第二并联电感L₂与第三并联电感L₃之间存在互感耦合，第一并联电感L₁与第四并联电感L₄之间存在互感耦合；“No Mutual Coupling”表示未添加相互耦合，“With M₄₃Coupling”表示在第二并联电感L₂与第三并联电感L₃之间添加互感耦合，“With M₄₁Coupling”表示在第一并联电感L₁与第三并联电感L₃之间添加互感耦合，“With M₅₁Coupling”表示在第一并联电感L₁与第四并联电感L₄之间添加互感耦合；“f_z1”表示第一个传输零点，“f_z2”表示第二个传输零点，“f_z3”表示第三个传输零点，“f_z4”表示第四个传输零点。

分析图5与图6可以得到：在没有添加任何耦合的情况下，体声波滤波器的插入损耗在带外存在四个主要的传输零点(f_z1、f_z2、f_z3和f_z4)，随着M₄₃、M₄₁以及M₅₁的添加，四个传输零点分别向不同的频率偏移。具体地，f_z1随着三个互感耦合的添加向低频偏移，f_z2随着三个互感耦合的添加向高频偏移，f_z3随着三个互感耦合的添加向低频偏移，f_z4随着三个互感耦合的添加向着高频偏移，由于f_z2和f_z3均向5G Wi-Fi频段偏移，解决了采用较小电感而导致的上边带近阻带抑制不足的问题；而且，第一并联电感L₁和第三并联电感L₃之间的互感耦合对于上述两个关键的传输零点(即f_z2和f_z3)的偏移的作用较为明显。

在利用电路仿真来验证本方案解决了利用较小电感进行近阻带信号抑制的问题之后，可以利用电磁建模仿真来验证本方案的效果，下面进行具体描述。

采用电磁仿真软件绘制谐振器的网络布局，如图7所示，其中，“GND”表示接地端；在完成了谐振器的互联布局之后，根据图7所示的结构来绘制基板，基板可以采用八层板结构，第一并联电感L₁设置于第三层、第四层、第五层以及第七层，第二并联电感L₂设置于第三层至第六层，第三并联电感L₃设置于第三层至第六层，第四并联电感L₄设置于第三层、第四层以及第七层。值得注意的是，基板上的并联电感(即第一并联电感L₁至第四并联电感L₄)之间存在合理的互感耦合，互感耦合的电感值可以通过直接将基板和谐振器联合建模，观察最终的电磁仿真结果并且调整基板上的并联电感的布局来确定。

值得说明的是，对于传输零点f_z2和f_z3的偏移作用最大的第一并联电感L₁和第三并联电感L₃之间的互感耦合是通过对第一并联电感L₁进行横向拓展，使其与第三并联电感L₃之间的相对距离缩小而实现的；第一并联电感L₁和第四并联电感L₄之间的互感耦合是通过第一并联电感L₁的横向延长来实现的；第二并联电感L₂和第四并联电感L₄之间的互感耦合是通过添加一个具有耦合作用的接地通孔来实现的。

将基板和谐振器进行倒装键合之后，便可生成建模的整体电磁模型。对整体电磁模型进行仿真，得到图8与图9所示的声学-电磁联合仿真结果，其中，图8示出了在0-9GHz频段电路仿真与声学-电磁联合仿真对应的S参数，图9示出了图8中4.7-5.1GHz频段对应的S参数，“EM Co-Simulated”表示声学-电磁联合仿真。

从联合仿真的结果可以看出，在0-4.724GHz频段，体声波滤波器的带外抑制度达到了35dB以上；在5.15-5.85GHz频段，体声波滤波器对信号的抑制度达到了47.682dB(5.15GHz处)以上，整个5G Wi-Fi频段的平均抑制度(每兆赫兹抑制度的平均值)达到了55.883dB；通带边缘处的插入损耗为：3.838dB(4.8GHz)和3.375dB(5.0GHz)；通带内插损的峰值为：1.983dB(4.863GHz)，通带内的回波损耗大于8dB。

通过上述的分析可知，联合仿真结果相较于电路仿真结果出现了几点差别，具体如下：

1)在5G Wi-Fi频段抑制度增强。

2)通带插入损耗增大。

出现这些差别的原因为：a1)由于在基板的设计中略微增加了第一并联电感L₁和第三并联电感L₃之间的耦合，使得f_z2往高频微偏移，从而增加了5G Wi-Fi频段的抑制度；a2)在电路仿真中谐振器之间的互联方式是完全无损的，而在联合仿真过程中，考虑了电极连接带来的欧姆损耗，所以插入损耗出现了一定程度的退化。

本实施例利用新型的设计思路和端口匹配方式，设计了一种应用于5G N79子频段的FBAR滤波器，在输入端采用一个电容和电感串联的匹配方式，在输出端采用单电感进行串联匹配，利用输入端的电容对低频的信号进行抑制，从而防止低频的信号从体声波滤波器输出；而且，采用较小的电感(即第一电感至第四电感)与相应的并联谐振单元进行谐振，不仅能够防止体声波滤波器对高频信号的抑制减弱，还能够保证体声波谐振器的面积不大，实现小型化设计，方便应用在多种场景中；另外，本实施例提供的FBAR滤波器为带通滤波器，采用本方案产生靠近体声波滤波器的阻带的传输零点的效率较高，能够实现较好的近阻带抑制，对低频信号与高频信号都具有较高的带外抑制度。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims

1.一种体声波滤波器，其特征在于，包括：输入端、输出端、多个串联支路以及多个并联支路，所述多个串联支路设置在所述输入端与所述输出端之间，所述并联支路设置于连接节点与接地端之间，所述连接节点为相邻两个所述串联支路之间的节点、所述串联支路与所述输入端之间的节点或者所述串联支路与所述输出端之间的节点；至少两个并联支路之间存在互感耦合。

2.根据权利要求1所述的体声波滤波器，其特征在于，

所述多个串联支路与所述多个并联支路构成四串五并的电路结构。

3.根据权利要求2所述的体声波滤波器，其特征在于，

所述多个串联支路包括依次连接的第一串联支路、第二串联支路、第三串联支路以及第四串联支路；所述多个并联支路包括第一并联支路与第二并联支路，所述第一并联支路的一端与所述输入端以及所述第一串联支路连接，所述第一并联支路的另一端与所述接地端连接；所述第二并联支路的一端与所述第三串联支路以及所述第四串联支路连接，所述第二并联支路的另一端与所述接地端连接；所述第一并联支路与所述第二并联支路之间存在互感耦合。

4.根据权利要求3所述的体声波滤波器，其特征在于，

所述多个并联支路还包括第三并联支路、第四并联支路以及第五并联支路，所述第三并联支路的一端与所述第二串联支路以及所述第三串联支路连接，所述第三并联支路的另一端与所述接地端连接，所述第三并联支路与所述第二并联支路之间存在互感耦合；所述第四并联支路的一端与所述第四串联支路以及所述输出端连接，所述第四并联支路的另一端与所述接地端连接，所述第四并联支路与所述第一并联支路之间存在互感耦合；所述第五并联支路的一端与所述第一串联支路以及所述第二串联支路连接，所述第五并联支路的另一端与所述接地端连接。

5.根据权利要求3所述的体声波滤波器，其特征在于，

所述体声波滤波器还包括输入匹配单元与输出匹配单元，所述输入匹配单元设置于所述输入端与所述第一串联支路之间；所述输出匹配单元设置于所述第四串联支路与所述输出端之间。

6.根据权利要求5所述的体声波滤波器，其特征在于，

所述输入匹配单元包括串联的电容与第一电感，所述电容用于对从所述输入端输入的信号进行低频滤波处理；所述输出匹配单元包括第二电感。

7.根据权利要求3所述的体声波滤波器，其特征在于，

所述串联支路包括至少一个串联谐振器；所述并联支路包括至少一个并联谐振器，或者，所述并联支路包括并联电感与至少一个并联谐振器。

8.根据权利要求3所述的体声波滤波器，其特征在于，

所述串联支路包括串联的第一串联谐振器与第二串联谐振器；

所述并联支路包括并联谐振单元，所述并联谐振单元包括串联的第一并联谐振器与第二并联谐振器，所述第一并联谐振器与所述连接节点连接，所述第二并联谐振器与所述接地端连接；或者，所述并联支路包括串联的并联谐振单元与并联电感，所述并联谐振单元包括串联的第一并联谐振器与第二并联谐振器，所述第一并联谐振器与所述连接节点连接，所述第二并联谐振器通过所述并联电感与所述接地端连接。

9.根据权利要求8所述的体声波滤波器，其特征在于，

所述第一串联谐振器与所述第二串联谐振器的参数相同，所述第一并联谐振器与所述第二并联谐振器的参数相同；所述第一串联谐振器中的顶电极的厚度与所述第一并联谐振器中的顶电极的厚度不同。

10.根据权利要求8所述的体声波滤波器，其特征在于，

所述体声波滤波器还包括基板，所述并联电感设置于所述基板内，所述第一并联支路中的并联电感在水平方向的长度大于预设长度，所述第一并联支路中的并联电感与所述第二并联支路中的并联电感之间的距离小于第一预设距离，且所述第一并联支路中的并联电感与所述第四并联支路中的并联电感之间的距离小于第二预设距离；所述第三并联支路中的并联电感与所述第二并联支路中的并联电感之间设置有接地通孔。