CN220440684U - 一种滤波器及包括其的通信设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种滤波器包括：第一输入输出端、匹配网络、谐振滤波网络和第二输入输出端；所述匹配网络连接在所述谐振滤波网络和所述第一输入输出端之间和/或所述谐振匹配网络连接在谐振滤波网络和第二输入输出端之间；所述匹配网络具有大于或等于2个的自由度，所述自由度由构成所述匹配网络的组件来表征。

Description

一种滤波器及包括其的通信设备

技术领域

本实用新型与移动通信相关，特别是与涉及移动信号传输的滤波器及包括其的通信设备。

背景技术

随着移动通信技术的发展，移动通信设备需要满足不同频段、不同制式的通信要求，滤波器应运而生。滤波器对通信无线系统性能有至关重要的影响，随着第五代通讯技术的飞速发展，通讯系统对滤波器的体积和性能提出了更高的要求。

目前的滤波器一般通过谐振滤波网络来实现滤波功能，谐振滤波网络通常由特定拓扑结构的谐振元件通过串并联等方式构成，此外在滤波器中通常会设计一些辅助的网络来实现其相应的功能。因此开发滤波器中各种网络协同配合，谋求实现高性能的滤波器是业界期望的。

实用新型内容

本实用新型针对滤波器的电路结构进行了精心设计，成功开发出一种高性能的滤波器。

在下文中将给出关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本实用新型的一方面提供一种滤波器包括第一输入输出端、匹配网络、谐振滤波网络和第二输入输出端；所述匹配网络连接在所述谐振滤波网络和所述第一输入输出端之间和/或所述匹配网络连接在谐振滤波网络和第二输入输出端之间；所述匹配网络具有大于或等于2个的自由度，所述自由度由构成所述匹配网络的组件来表征。

进一步的，所述匹配网络包括串联支路和并联支路。

进一步的，所述匹配网络包括至少两个元件。

进一步的，所述匹配网络具有一条串联支路和一条并联支路。

进一步的，所述串联支路上具有电感元件，所述并联支路上具有电感元件或电容元件。

进一步的，所述匹配网络连接在谐振滤波网络和第一输入输出端之间时，所述串联支路比所述并联支路更靠近所述第一输入输出端。

进一步的，所述匹配网络连接在谐振滤波网络和第二输入输出端之间时，所述并联支路比所述串联支路更靠近所述第二输入输出端。

进一步的，所述匹配网络连接在谐振滤波网络和第二输入输出端之间时，所述串联支路比所述并联支路更靠近所述第二输入输出端。

进一步的，所述滤波网络串联连接在第一输入输出端和第二输入输出端之间，所述谐振滤波网络包括多条串联谐振支路和多条并联谐振支路，所述串联谐振支路包括串联谐振单元，所述并联谐振支路包括并联谐振单元，所述并联声波谐振单元能单独通过电感接地，也能通过共用电感接地。

进一步的，本实用新型还公开了一种通信设备，包括前述的滤波器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中提供的匹配电路，提升了匹配电路的自由度，且能提升ESD特性，更便利实现信号传输端口与谐振滤波网络之间的阻抗匹配，从而可以进一步的提高通信质量。

附图说明

参照附图下面说明本实用新型的具体内容，这将有助于更加容易地理解本实用新型的以上和其他目的、特点和优点。附图只是为了示出本实用新型的原理。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。

图1示出本实用新型所涉及的移动通信终端的结构示意图；

图2示出本实用新型滤波器的结构框图；

图3示出匹配网络的结构框图；

图4示出本实用新型滤波器电路结构的第一具体实施例；

图5示出第一具体实施例中滤波器的传输特性和反射特性；

图6示出本实用新型滤波器电路结构的第二具体实施例；

图7示出第二具体实施例中滤波器的传输特性和反射特性。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，使本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

在下文描述和权利要求中使用的术语和词语不限于书面含义，而是仅由发明人使用从而能够清楚并一致地理解本实用新型。因此，对于本领域技术人员而言显而易见的是，提供本实用新型的各个实施例的下文描述仅出于说明的目的，而不是出于限制由所附权利要求及其等同物所限定的本实用新型的目的。

应当理解，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数对象，除非上下文明确地另有所指。因此，例如，涉及“模组”包括涉及一个或多个这样的模组。通过参考下文实施例的详细描述和附图，可以更容易地理解本实用新型的优点和特征以及实现本实用新型的方法。然而，本实用新型可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使得本实用新型将是彻底和完整的，并且将本实用新型的概念充分传达给本领域技术人员。

请参阅图1，图1是本实用新型所涉及的移动通信终端的结构示意图；移动通信终端可以包括处理器，以处理器为核心，射频电路、音频电路、显示电路、存储器、电源、传感器等功能模块可以与处理器相连。移动通信终端可以通过其内置的射频电路与基站进行通信，例如进行语音通信。基站将语音信号以特定频率发送至移动终端，移动终端通过射频电路接收这一语音信号，对信号进行处理后，转换为语音通过语音电路输出。在这一语音信号的发送与接收过程中，由于不可避免的例如干扰、器件参数误差等因素，使得信号中会包含多种不同频率的信号，射频电路的一个重要作用就是分离出其中需要的信号，而抑制其它信号，这一作用主要通过后续的谐振滤波网络来完成。

在本实用新型中，移动通信终端可以是任何设备，只要它是执行与基站的无线电通信设备即可。例如，移动通信终端可以是移动电话终端、平板终端或笔记本等等。处理器可以被配置成执行指令，诸如存储在存储器中的那些指令，存储器可以包括计算机可读存储介质，计算机可读存储介质可以是计算装置可存取的任何可用物理介质，以实现存储在其上的指令。计算机可读存储介质可以包括但不限于随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable read only memory，EEPROM)、闪存或其他存储器、致密盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(Digital Versatile Disc，DVD)或其他光盘存储器、盒式磁带、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储装置，或可用于存储所需信息并可由计算装置存取的任何其他介质。

可以包括具有多种不同功能的传感器，例如指纹传感器，用于进行指纹的识别，以用于开机、认证、支付等操作；还可以包括例如重力传感器、红外传感器等，这些传感器可以用于检测移动终端的状态，例如可以通过重力传感器来检测移动终端处于直立态还是水平态；图像传感器，用于获取外部图像，例如其可以包括安装于移动终端上的前置或后置摄像头。以上传感器仅仅是示例性的示出而已，本实用新型并非意在对具体传感器进行限定。

图2是本实用新型滤波器的结构框图。如图2所示，滤波器中可以包括第一输入输出端A、匹配网络1、谐振滤波网络2、匹配网络3和第二输入输出端B和匹配网络1和匹配网络3之间的多个连接节点。

第一输入输出端A和第二输入输出端B之间设置有相连的匹配网络1、谐振滤波网络2和匹配网络3。

可理解的是，也可以只在第一输入输出端A和谐振滤波网络2之间设置有匹配网络1，或者只在在第二输入输出端A和谐振滤波网络2之间设置有匹配网络3。

谐振滤波网络2为基础的滤波网络，其对信号进行滤波处理，以获得特定频率的信号，其可为一带通滤波网络，允许通带内信号通过，而抑制通带外信号。

进一步的，谐振滤波网络2中包括谐振器。谐振器是能产生谐振频率的电子元件，具有稳定，抗干扰性能良好的特点，广泛应用于各种电子产品中。谐振器可以是薄膜空腔体声波谐振器或固体装配谐振器或者表面波滤波器等等。本实用新型中的谐振器优选为薄膜空腔体声波谐振器。

以第一输入输出端A和第二输入输出端B之间设置有相连的匹配网络1、谐振滤波网络2和匹配网络3为例，对匹配网络1和匹配网络3作进一步的说明。

本实用新型中，匹配网络1和匹配网络3均为多自由度的匹配网络，其自由度的个数可以大于等于2。即可将匹配网路1和匹配网路3设置为具有大于等于2个变量的匹配网路，通过多变量的匹配网路的设置，可提升匹配网络1与第一输入输出端A的匹配的自由，以及提升匹配网络3与第二输入输出端B的匹配的自由。匹配网络的自由度可以通过匹配网络中的组件个数来表征。匹配网络的组件可以是构成匹配网络的支路或者构成匹配网络的元件。

请参阅图3，图3示出匹配网络的结构框图。如图3所示，在匹配网路1中包括至少一条串联支路M11和至少一条并联支路M12，在匹配网路3中包括至少一条串联支路M31和至少一条并联支路M32。串联支路M11连接在第一输入输出端A和节点NI之间，并联支路M12连接在第一输入输出端A和接地之间。串联支路M31连接在第二输入输出端B和节点NO之间，并联支路M32连接在第二输入输出端B和接地之间。也即匹配网络1以一并一串的方式设置，和匹配网络3都以一串一并的方式设置。图3所示的方式为本实用新型的优选实施方式，即，本实用新型中优选匹配网络1的串联支路和并联支路和匹配网络3的串联支路和并联支路相对于谐振网络2镜像对称。采用此种顺序时，可使得谐振器的面积更小，更有利于芯片的小型化。

可替代的，也可以将匹配网络1和匹配网络3中的串联支路和并联支路的先后顺序进行替换。也即匹配网络1中并联支路M11连接在节点NI和接地之间，串联支路M11连接在第一输入输出端A和节点NI之间。匹配网络3中串联支路M31连接在第二输入输出端B和接地之间，并联支路M32连接在节点NO与接地之间。也即匹配网络1以一串一并和匹配网络3以一并一串的方式设置。

进一步可以理解的，可以将匹配网络1中的串联支路和并联支路的顺序和匹配网络3中的串联支路和并联支路的顺序可以设置成相同的，也可以设置成不同的。例如可以将匹配网络1和匹配网络3中的串联支路和并联支路的顺序都设置成一并一串，或者一串一并，或者将匹配网络1和匹配网络3中一个设置成一并一串，另一个设置成一串一并。

请参阅图4，图4示出本实用新型滤波器电路结构的第一具体实施例。图4中匹配网络1和匹配网络3中的串联支路和并联支路都设置成由电感元件构成。

匹配网络1连接于第一输入输出端A和谐振滤波网络2之间，匹配网络3连接于谐振滤波网络2和第二输入输入端B之间。进一步的匹配网络1以一并一串和匹配网络3以一串一并的方式构成。

图4中的谐振滤波网络2示例性的包括4个串联谐振单元，即串联谐振单元S1、串联谐振单元S2、串联谐振单元S3、串联谐振单元S4；和3个并联谐振单元，即并联谐振单元P1、并联谐振单元P2和并联谐振单元P3。其中，串联谐振单元S1、串联谐振单元S2、串联谐振单元S3、串联谐振单元S4依次串联连接在匹配网络1和匹配网络3之间。

具体的，串联谐振单元S1连接在节点N₁和节点N₂之间，串联谐振单元S2连接在节点N₂和节点N₃之间，串联谐振单元S3连接在节点N₃和节点N₄之间，串联谐振单元S4连接在节点N₄和节点N₅之间。并联谐振单元P1连接于节点N₂和接地之间，并联谐振单元P2连接于节点N₂和接地之间，并联谐振单元P3连接于节点N₃和接地之间，并联谐振单元P4连接于节点N₄和接地之间。

图4中串联谐振单元S1-S4均由单独的体声波谐振器s1-s4构成，并联谐振单元P1-P3均由一体声波谐振器和一电感串联构成，即并联谐振单元P1由体声波谐振器p1和电感L1串联；并联谐振单元P2由体声波谐振器p2和电感L2串联；并联谐振单元P3由体声波谐振器p3和电感L3串联。

本领域技术人员可以理解的是，串联谐振单元S1-S4除了由单独的体声波谐振器构成外，还可以选自谐振器单元与电感元件的串并联连接、谐振器单元与电容元件的串并联连接中的一种形式。同理，并联谐振单元P1-P3除了由体声波谐振器与电感串联构成外，还可以选自单独的谐振器单元、谐振器单元与电感元件的串并联连接、谐振器单元与电容元件的串并联连接中的一种形式。具体的，谐振器单元包括至少一个体声波谐振器或多个体声波谐振器，当谐振器单元包括多个体声波谐振器时，多个体声波谐振器采用串联和/或并联的方式连接。

进一步的，当串联谐振单元S1-S4和并联谐振单元P1-P3选自谐振器单元与至少电感串并联连接的形式时，不同谐振器单元之间的电感元件的感值大小可以相等或不等。当串联谐振单元S1-S4和并联谐振单元P1-P3选自谐振器单元与电容串并联连接的形式时，不同谐振单元之间的电容元件的容值大小可以相等或不等。

需要说明的是，图4中的谐振滤波网络2仅仅是一种示例性的说明，本实用新型不对其做进一步的限定，除图4所示结构的谐振滤波网络外，本领域技术人员可以明了，谐振滤波网络中可以包括更多的串联谐振单元和/或并联谐振单元，例如可以使用6个、8个或者更多的串联谐振器和并联谐振器，当然反之也可以减少体声波谐振器的数量，例如仅使用3个串联谐振器和3个并联谐振器组成谐振滤波网络。

进一步的，体声波谐振器可以单独接地，也可以通过共同的接地端子接地，例如图4中体声波谐振器P1-P3均单独接地，可以理解的是体声波谐振器P1-P3中也可以是至少两个体声波谐振器通过共同的接地端子接地。进一步的，体声波谐振器P1-P3中可以是任一个谐振器通过串联电感后接地，体声波谐振器P1-P3中也可以是至少两个体声波谐振器通过串联共用电感后接地。

由于谐振滤波网络2中的体声波谐振器容易呈现容性，故本实施方式中将匹配网络1和匹配网络3中的串联支路M11、M31和并联支路M12、M32都设置成由电感构成，在通过设置至少两个电感元件的情况下，丰富了匹配网络的自由度，使得本实施方式中提供的匹配网络在对谐振滤波网络与输入输出端之间的阻抗匹配更加便捷。此外，由于匹配网络中在并联支路端设置了电感，因此通过电感感值的选取可以将ESD(静电放电)电流通过匹配网络中的并联支路强制到地，进而提升了滤波器的ESD特性，因此本实施方式中的匹配网络能在实现阻抗匹配的同时提升了器件的ESD特性。

请参阅图5，图5示出第一具体实施例中滤波器的传输特性和反射特性。如图5中可知，滤波器通带内的波形平坦，且回波损耗约为18dB，可见通带匹配效果良好。

请参阅图6，图6示出本实用新型滤波器电路结构的第二具体实施例。

本具体实施例中谐振滤波网络2的设置可与第一具体实施例中的相同，在此不再赘述。

继续参阅图6，图6中匹配网络1和匹配网络3中的串联支路都设置成由电感构成，匹配网络1和匹配网络3的并联支路设置成由电容构成。具体的，匹配网络1中串联支路和并联支路以一串一并的顺序设置，匹配网络3中串联支路和并联支路以一并一串的顺序设置。同理，匹配网络1和匹配网络3中串联支路和并联支路的顺序可以调整。

匹配网络1连接于第一输入输出端A和谐振滤波网络2之间，匹配网络3连接于谐振滤波网络2和第二输入输入端B之间。

本实施方式中将匹配网络1和匹配网络3中的串联支路都设置成由电感构成，并联支路都设置成由电容构成，通过在匹配网络中设置至少两个元件，丰富了匹配网络的自由度，使得本实施方式中提供的匹配网络在对谐振滤波网络与输入输出端之间的阻抗匹配方面更加便捷、自由。

请参阅图7，图7示出第二具体实施例中滤波器的传输特性和反射特性。如图7中可知，滤波器通带内波形平坦，且回波损耗约为17dB，可见通带匹配效果良好。

虽然技术已经关于一个或者多个实施方式进行说明和描述，但是在不脱离所附权利要求书的精神和范围的情况下可以对所说明的示例做出变更和/或修改。特别是关于由上述部件或结构(组件、器件、电路、系统等)所执行的各种功能，用于描述这样的部件的术语(包括对“装置”的参考)旨在对应于执行所描述的部件的指定功能的任何部件或者结构(例如，功能上等价)，即便在结构上不等价于执行本文所说明的示例实施方式中的功能的所公开的结构，除非另外指明。另外，虽然特定特征可能已经关于若干实施方式中的一个实施方式被公开，但是如可能对于任何给定或者特定应用所期望且有利的，这样的特征可以与其他实施方式中的一个或者多个其他特征组合。此外，就详细描述或者权利要求书中使用术语“包含了”、“包含”、“具有了”、“具有”、“含有”或其变形而言，这样的术语以类似于术语“包括”的方式旨在是包括性的。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种滤波器，其特征在于，包括：

第一输入输出端、匹配网络、谐振滤波网络和第二输入输出端；

所述匹配网络连接在所述谐振滤波网络和所述第一输入输出端之间和/或所述匹配网络连接在谐振滤波网络和第二输入输出端之间；

所述匹配网络具有大于或等于2个的自由度，所述自由度由构成所述匹配网络的组件来表征。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于：所述匹配网络包括串联支路和并联支路。

3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于：所述匹配网络包括至少两个元件。

4.根据权利要求2或3所述的滤波器，其特征在于，所述匹配网络具有一条串联支路和一条并联支路。

5.根据权利要求4所述的滤波器，其特征在于，所述串联支路上具有电感元件，所述并联支路上具有电感元件或电容元件。

6.根据权利要求5所述的滤波器，其特征在于，所述匹配网络连接在谐振滤波网络和第一输入输出端之间时，所述串联支路比所述并联支路更靠近所述第一输入输出端。

7.根据权利要求6所述的滤波器，其特征在于，所述匹配网络连接在谐振滤波网络和第二输入输出端之间时，所述并联支路比所述串联支路更靠近所述第二输入输出端。

8.根据权利要求6所述的滤波器，其特征在于，所述匹配网络连接在谐振滤波网络和第二输入输出端之间时，所述串联支路比所述并联支路更靠近所述第二输入输出端。

9.根据权利要求5所述的滤波器，其特征在于，所述滤波网络串联连接在第一输入输出端和第二输入输出端之间，所述谐振滤波网络包括多条串联谐振支路和多条并联谐振支路，所述串联谐振支路包括串联谐振单元，所述并联谐振支路包括并联谐振单元，所述并联谐振单元能单独通过电感接地，也能通过共用电感接地。

10.一种通信设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的滤波器。