TW202343971A - 聲學共振器濾波器組系統 - Google Patents

Abstract

一個實例包括一種聲學共振器濾波器組系統。該系統包括一多工被動濾波器，該多工被動濾波器經組態以提供一射頻（RF）輸入信號之複數個經濾波版本。該系統亦包括一濾波器組，該濾波器組包含複數個濾波器區塊，該複數個濾波器區塊各自經組態以橫越一頻譜提供複數個通帶。該等濾波器區塊中之各者包括一聲學共振器。該系統進一步包括一開關矩陣，該開關矩陣經組態以將該RF輸入信號之該等經濾波版本中之一者提供至該濾波器組中之該等濾波器區塊中之一者以提供一RF輸出信號，該RF輸出信號具有對應於該等通帶中之一各別者的一頻帶。

Description

聲學共振器濾波器組系統

本發明大體上係關於通信，且尤其係關於一種聲學共振器濾波器組系統。 相關申請案之交互參考

本申請案主張2022年3月17日提交之美國臨時專利申請案第63/321084號及2023年3月10日提交之美國非臨時專利申請案第18/181,698號之優先權，其兩者以全文引用方式併入本文中。

共振器電路實施於多種不同類型之應用中，以諸如對頻率之範圍進行濾波。存在多種不同類型之共振器。一種此類型之共振器係在積體電路（integrated circuit；IC）上實施聲波之聲學共振器。聲學共振器包括體聲波（bulk acoustic wave；BAW）共振器及駐聲波（standing acoustic wave；SAW）共振器。聲波共振器經設計以提供對共振器中之聲能的限制以提高共振器之品質因數（Q）。作為一實例，習知聲學共振器可提供在窄頻帶中圍繞中心頻率（例如，+/-大約5 dB）之有效濾波。

一個實例包括一種聲學共振器濾波器組系統。聲學共振器濾波器組系統包括經組態以提供射頻（radio frequency；RF）輸入信號之複數個經濾波版本的多工被動濾波器。聲學共振器濾波器組系統亦包括濾波器組，該濾波器組包含複數個濾波器區塊，複數個濾波器區塊各自經組態以橫越頻譜提供複數個通帶。濾波器區塊中之各者包括聲學共振器。聲學共振器濾波器組系統進一步包括開關矩陣，開關矩陣經組態以將RF輸入信號之經濾波版本中之一者提供至濾波器組中之濾波器區塊中之一者以提供RF輸出信號，RF輸出信號具有對應於通帶中之各別者的頻帶。

另一實例包括一種用於經由聲學共振器濾波器組系統對RF輸入信號進行濾波之方法。方法包括將RF輸入信號提供至聲學共振器濾波器組系統之多工被動濾波器。多工被動濾波器包括經組態以提供RF輸入信號之經低通濾波版本的低通濾波器、經組態以提供RF輸入信號之經帶通濾波版本的帶通濾波器，及經組態以提供RF輸入信號之經高通濾波版本的高通濾波器。方法亦包括將複數個選擇切換信號提供至開關矩陣，開關矩陣經組態以接收RF輸入信號之經低通、經帶通及經高通濾波版本中之各者，及將RF輸入信號之經低通、經帶通及經高通濾波版本中之一者選擇性地切換至濾波器組中之複數個濾波器區塊中之一者。濾波器區塊中之各者包括聲學共振器且經組態以提供第一通帶、高於第一通帶之第二通帶，及高於第二通帶之第三通帶以提供RF輸出信號，RF輸出信號具有對應於第一通帶、第二通帶及第三通帶中之各別者的頻帶。

另一實例包括一種積體電路（IC），其包含聲學共振器濾波器組系統。聲學共振器濾波器組系統包括經組態以將RF輸入信號提供至複數個濾波器路徑中之一者的輸入開關。聲學共振器濾波器組系統亦包括各自與濾波器路徑中之各別者相關聯的複數個多工被動濾波器。多工被動濾波器中之各者可經組態以回應於自輸入開關接收RF輸入信號而提供RF輸入信號之複數個經濾波版本。聲學共振器濾波器組系統亦包括複數個濾波器組，其各自與濾波器路徑中之各別者相關聯。濾波器組中之各者可包括複數個濾波器區塊，複數個濾波器區塊各自經組態以橫越頻譜提供複數個通帶。濾波器區塊中之各者包括聲學共振器。聲學共振器濾波器組系統進一步包括複數個開關矩陣，複數個開關矩陣各自與濾波器路徑中之各別者相關聯。開關矩陣中之各者可經組態以將RF輸入信號之經濾波版本中之一者提供至濾波器組中之各別者中的濾波器區塊中之一者以提供RF輸出信號，RF輸出信號具有對應於通帶中之各別者的頻帶。

本發明大體上係關於通信，且尤其係關於一種聲學共振器濾波器組系統。聲學共振器濾波器組系統可實施於多種通信系統中之任一者中，諸如，在無線收發器之發射及/或接收路徑中。該聲學共振器濾波器組系統包括一個或多個濾波器路徑，該一個或多個濾波器路徑可經選擇以橫越頻譜提供對射頻（RF）輸入信號之選擇性濾波。濾波器路徑中之各者包括濾波器組，其中濾波器組中之各者包括複數個濾波器區塊，該複數個濾波器區塊各自經組態以提供諸如為諧波相關的複數個通帶。濾波器區塊中之各者包括複數個濾波器元件，該複數個濾波器元件各自包括聲學共振器及電容網路。作為一實例，聲學共振器可經組態為組合式泛音共振器（combined overtone resonator；COR）。作為另一實例，電容網路可包括與聲學共振器並聯地提供的至少一個電容器。

聲學共振器濾波器組系統之各濾波器路徑亦包括多工被動濾波器，該多工被動濾波器經組態以接收RF輸入信號且提供RF輸入信號之複數個經濾波版本。舉例而言，多工被動濾波器可包括經組態以提供RF輸入信號之經低通濾波版本的低通濾波器、經組態以提供RF輸入信號之經帶通濾波版本的帶通濾波器，及經組態以提供RF輸入信號之經高通濾波版本的高通濾波器。各濾波器路徑亦可包括開關矩陣。開關矩陣經組態以接收選擇切換信號以將RF輸入信號之經濾波版本中之一者選擇性地切換至各別濾波器組中之濾波器區塊中之一者。作為一實例，開關矩陣可由超晶格堡形閘極場效電晶體（super lattice castellated gate field effect transistor；SLCFET）開關形成以適應RF輸入信號之寬頻帶。因此，基於RF輸入信號之經濾波版本中之哪一者經提供至濾波器區塊中之給定者，濾波器區塊可提供RF輸出信號，該RF輸出信號具有對應於濾波器區塊之通帶中之特定者的頻帶。

舉例而言，濾波器區塊中之各者的通帶可為獨特的，使得橫越所有濾波器區塊之通帶可以不間斷方式跨越整個頻譜。因此，藉由將RF輸入信號之經濾波版本中之一者選擇性地切換至給定濾波器路徑的濾波器區塊中之給定者，聲學共振器濾波器組系統可橫越整個頻譜提供對應於單一通帶的RF輸出信號之頻帶。因此，聲學共振器濾波器組系統可橫越大RF頻譜提供對通帶之特定選擇性。作為另一實例，基於聲學共振器濾波器組系統之濾波器組中之濾波器區塊之結構，聲學共振器濾波器組系統可實施於積體電路上以提供緊密型濾波封裝體，其能夠橫越具有波長差之一數量級或更高的頻譜之頻率來提供選擇性濾波。因此，聲學共振器濾波器組系統可在單一緊密型IC晶片上橫越寬頻譜提供靈活濾波。

圖1繪示聲學共振器濾波器組系統100之實例方塊圖。聲學共振器濾波器組系統可實施於多種通信系統中之任一者中，諸如在無線收發器之發射及/或接收路徑中。如本文中所描述，聲學共振器濾波器組系統可橫越寬頻譜之較大頻寬來提供射頻（RF）輸入信號之選擇性通帶濾波，該射頻（RF）輸入信號在圖1之實例中示範為信號RF _IN。作為一實例，聲學共振器濾波器組系統100可製造於積體電路（IC）中。

聲學共振器濾波器組系統100包括經組態以接收RF輸入信號RF _IN及輸入切換信號SW _IN之輸入開關102。輸入開關102可因此回應於輸入切換信號SW _IN之狀態而將RF輸入信號RF _IN選擇性地提供至複數N個濾波器路徑中之單一者，其中N為正整數。作為一實例，輸入開關102可由一個或多個超晶格堡形閘極場效電晶體（SLCFET）開關形成以適應RF輸入信號RF _IN之寬頻帶。作為另一實例，可實施其他類型之低損耗RF開關而非SLCFET開關，諸如材料相變開關（例如，碲化鍺（GeTe）開關）。如本文中更詳細地描述，頻率路徑中之各者可對應於與RF輸入信號RF _IN相關聯之頻譜之獨立通帶。

聲學共振器濾波器組系統100亦包括各自與濾波器路徑中之各別者相關聯的複數N個多工被動濾波器104。輸入開關102經組態以將RF輸入信號RF _IN提供至多工被動濾波器104中之一者，使得多工被動濾波器104中之各別者經組態以提供RF輸入信號RF _IN之複數個經濾波版本。RF輸入信號RF _IN之經濾波版本106的集合示範於圖中。舉例而言，多工被動濾波器104之各者可包括經組態以提供RF輸入信號RF _IN之經低通濾波版本的低通濾波器、經組態以提供RF輸入信號RF _IN之經帶通濾波版本的帶通濾波器，及經組態以提供RF輸入信號RF _IN之經高通濾波版本的高通濾波器。RF輸入信號RF _IN之經濾波版本106可各自具有相對較大頻帶以囊括更小通帶之較大變化，如本文中更詳細地描述。

聲學共振器濾波器組系統100亦包括各自與濾波器路徑中之各別者相關聯的複數N個開關矩陣108及複數N個濾波器組110。濾波器組110中之各者包括複數個濾波器區塊112。濾波器區塊112中之各者包括複數個濾波器元件，該複數個濾波器元件各自包括聲學共振器及電容網路。作為一實例，聲學共振器可經組態為組合式泛音共振器（COR），且可與電容網路並聯地提供。濾波器元件中之各者中的聲學共振器及電容網路之配置及特性可提供濾波器區塊112中之各別者的通帶，該等濾波器區塊可提供由各別濾波器區塊112提供的通帶之較大頻寬（例如，大約10%）。

開關矩陣108中之各者經組態以接收選擇切換信號SW _SEL以將RF輸入信號RF _IN之經濾波版本106中之一者選擇性地切換至各別濾波器組110中之濾波器區塊112中之一者。作為一實例，開關矩陣可由SLCFET開關形成以適應RF輸入信號RF _IN之寬頻帶。因此，基於RF輸入信號RF _IN之經濾波版本106中之哪一者經提供至濾波器區塊112中之給定者，濾波器區塊112可提供RF輸出信號RF _OUT，其具有對應於各別濾波器區塊112之通帶中之特定者的頻帶。

圖2繪示聲學共振器濾波器組系統200之實例圖解。聲學共振器濾波器組系統可實施於多種通信系統中之任一者中，諸如，在無線收發器之發射及/或接收路徑中。聲學共振器濾波器組系統200可對應於圖1之實例中的聲學共振器濾波器組系統100。因此，在圖2之實例的以下描述中，將參考圖1之實例。作為一實例，聲學共振器濾波器組系統200可在IC中製造。

聲學共振器濾波器組系統200包括經組態以接收RF輸入信號RF _IN及輸入切換信號SW _IN之輸入開關202。輸入開關202在圖2之實例中示範為單極三投（single-pole triple-throw；SP3T）開關，且因此經組態以將RF輸入信號RF _IN選擇性地提供至三個濾波器路徑中之單一者，三個濾波器路徑係以204、206及208示範。因此，在圖1之實例中的整數N在圖2之實例中示範為N=3。作為一實例，輸入開關202可由一個或多個SLCFET開關形成以適應RF輸入信號RF _IN之寬頻帶。

聲學共振器濾波器組系統200亦包括與第一濾波器路徑204相關聯之第一多工被動濾波器210、與第二濾波器路徑206相關聯之第二多工被動濾波器212，及與第三濾波器路徑208相關聯之第三多工被動濾波器214。多工被動濾波器210、212及214中之各者可包括經組態以提供RF輸入信號之經低通濾波版本RF _INLPX的低通濾波器、經組態以提供RF輸入信號之經帶通濾波版本RF _INBPX的帶通濾波器，及經組態以提供RF輸入信號之經高通濾波版本RF _INHPX的高通濾波器，其中X對應於多工被動濾波器210、212或214中相應之第一、第二或第三的標號。RF輸入信號之經濾波版本RF _INLPX、RF _INBPX及RF _INHPX可各自具有相對較大頻帶以囊括更小通帶之較大變化，如本文中更詳細地描述。

聲學共振器濾波器組系統200亦包括耦接至第一多工被動濾波器210之第一開關矩陣216、耦接至第二多工被動濾波器212之第二開關矩陣218，及耦接至第三多工被動濾波器212之第三開關矩陣220。開關矩陣216、218及220中之各者經組態以回應於選擇切換信號SW _SELX而將RF輸入信號之經濾波版本RF _INLPX、RF _INBPX及RF _INHPX中之一者提供至開關矩陣216、218及220中之各別者的單一輸出，其中X對應於開關矩陣216、218及220中相應之第一、第二或第三的標號。作為一實例，開關矩陣216、218及220可由SLCFET開關形成以適應RF輸入信號RF _IN之寬頻帶。

聲學共振器濾波器組系統200亦包括耦接至第一開關矩陣216之第一濾波器組222、耦接至第二開關矩陣218之第二濾波器組224，及耦接至第三開關矩陣220之第三濾波器組226。濾波器組222、224及226中之各者包括三個濾波器區塊228，該等濾波器區塊指定為「濾波器區塊X_Z」，其中X對應於濾波器組222、224及226中相應之第一、第二或第三的標號，且其中Z對應於濾波器組222、224及226中之各別者中的濾波器區塊228中相應之第一、第二或第三的標號。濾波器區塊228中之各者經組態以提供通帶之相異集合，諸如藉由諧波（例如，插入諧波）而相關。可基於與各別濾波器區塊228相關聯的實體及/或電路特性而提供相異通帶。

圖3繪示濾波器區塊300之實例圖解。濾波器區塊300可對應於圖2之實例中的濾波器區塊228中之任一者。因此，在圖3之實例的以下描述中，將參考圖2之實例。

濾波器區塊300包括複數Y個濾波器元件302，其中Y為正整數。濾波器元件302中之各者包括並聯配置之聲學共振器304、電容器C _S及另一電容器C _V。在圖3之實例中，電容器示範為可變電容器（可變電抗器），使得可提供電壓V _TN以設定電容器C _V之電容。替代地，電容器C _V可具有固定電容，或電容器C _S及C _V可組合為單一等效電容。

聲學共振器304示範於圖3之實例中，包括串聯配置之第一電容器C _R1及電感器L _R，其中第一電容器C _R1及電感器L _R之串聯配置與第二電容器C _R2並聯配置。聲學共振器304之電路配置可表示聲學共振器304之操作特性。舉例而言，第一電容器C _R1、第二電容器C _R2及電感器L _R之值係可基於聲學共振器304之實體特性（例如，基板尺寸）。濾波器元件302可相對於第一、最後及中間濾波器元件302以對稱方式配置，以提供適當阻抗匹配及濾波器匹配特性。

作為實例，聲學共振器304可經組態為COR（例如，氮化鋁（AlN）COR）。因此，聲學共振器304可在高於及低於RF輸入信號RF _IN（例如，Ka帶）之給定頻率範圍兩者的頻率下展現高品質因數（Q）。舉例而言，COR可在大約400與大約1000之間的Q下操作。此外，經組態為COR之聲學共振器304可提供大約1.03之形狀因數選擇性以提供RF輸入信號RF _IN之顯著帶外及干擾抑制。此選擇性可在3.5 GHz頻寬之任一側上在大約50 MHz下達成大約60 dB之抑制，因此提供比習知聲學共振器濾波器之顯著較大抑制特性（例如，展現大約1.5之選擇性）。

聲學共振器304、電容器C _S及電容器C _V之並聯配置可提供優於習知濾波器的顯著改良之濾波器特性。舉例而言，由電容器C _S及C _V與聲學共振器304並聯所提供之分離電容可提供在寬頻率範圍內調諧濾波器元件302而對品質因數Q及插入損耗具有最小影響的能力。作為一實例，電容器C _V可經組態為鈦酸鋇鍶（barium strontium titanate；BST）變容器，因此在大致18 GHz之頻率下啟用大約33%之調諧範圍及大約0.006之損耗角正切及大約40之品質因數Q。因此，與聲學共振器304並聯之電容器C _S及C _V的分離電容器配置可提供較大範圍之頻率調諧而不提供濾波器區塊300之效能降級。

在圖3之實例中，濾波器元件302中之各者經配置於濾波器路徑節點306與低電壓軌之間，該低電壓軌在圖3之實例中示範為接地。濾波器路徑節點306中之各者將一對濾波器路徑電容器互連，該對濾波器路徑電容器在圖3之實例中示範為針對Y濾波器元件之集合的電容器C _{FP_1}至C _{FP_Y+1}。因此，濾波器路徑電容器C _{FP_1}至C _{FP_Y+1}在數量上比Y濾波器元件302多一個。RF輸入信號之經濾波版本（在圖3之實例中示範為信號RF _INF）經由濾波器路徑電容器C _{FP_1}至C _{FP_Y+1}提供於信號路徑中。因此，基於在濾波器路徑電容器C _{FP_1}至C _{FP_Y+1}之間的濾波器元件302之配置，濾波器區塊300經組態以提供複數個諧波相關的通帶。作為一實例，通帶可各自具有大約10%頻寬。

返回參看圖2之實例。濾波器組222、224及226中之各者的濾波器區塊228可各自橫越與RF輸入信號RF _IN相關聯之頻譜提供通帶之相異集合。舉例而言，濾波器區塊228中之各者可提供第一通帶、高於第一通帶之第二通帶及高於第二通帶之第三通帶，其中第一、第二及第三通帶係諧波相關的。作為一實例，基於濾波器區塊228中之各者的通帶之頻寬，可選擇通帶之中心頻率而提供以總體而計的通帶可共同地跨越整個頻譜。因此，如本文中所描述，聲學共振器濾波器組系統200可經組態以提供頻譜中之任何所關注通帶的選擇性。

在圖2之實例中，第一濾波器組222之濾波器區塊228中之各者耦接至開關矩陣216之各別一個輸出，第二濾波器組224之濾波器區塊228中之各者耦接至開關矩陣218之各別一個輸出，且第三濾波器組226之濾波器區塊228中之各者耦接至開關矩陣220之各別一個輸出。如上文所描述，開關矩陣216、218及220中之各者經組態以將RF輸入信號之經濾波版本RF _INLPX、RF _INBPX及RF _INHPX中之一者提供至開關矩陣216、218及220中之各別者的單一輸出，且因此提供至濾波器組222、224及226中之各別者中的濾波器區塊228中之各別者。因此，基於RF輸入信號之經濾波版本RF _INLPX、RF _INBPX及RF _INHPX中之哪一者經提供至濾波器區塊228中之各別者，各別濾波器區塊228可輸出RF輸出信號RF _OUT，其具有對應於與各別濾波器區塊228相關聯的第一、第二及第三通帶中之一者的頻帶。

在圖2之實例中，濾波器區塊228將經濾波之RF輸出信號RF _OUT提供至信號解多工器230，該信號解多工器耦接至所有濾波器區塊228以提供來自聲學共振器濾波器組系統200之RF輸出信號RF _OUT。作為一實例，可使用SLCFET開關之集合來實施信號解多工器230。替代地，信號解多工器230可替代地被實施為被動信號組合器。因此，聲學共振器濾波器組系統200可對RF輸入信號RF _IN進行選擇性地濾波以提供RF輸出信號RF _OUT，其具有對應於跨越所有濾波器區塊228之全部所有通帶的頻譜中之單一一個通帶的頻帶。

圖4繪示濾波器區塊回應之實例圖解400。圖解400示範濾波器區塊228中之各者的通帶。因此，在圖4之實例的以下描述中，將參考圖2之實例。

圖解400包括對應於第一濾波器組222之第一濾波器區塊228（「濾波器區塊1_1」）的第一頻率回應402、對應於第一濾波器組222之第二濾波器區塊228（「濾波器區塊1_2」）的第二頻率回應404及對應於第一濾波器組222之第三濾波器區塊228（「濾波器區塊1_3」）的第三頻率回應406。圖解400亦包括對應於第二濾波器組224之第一濾波器區塊228（「濾波器區塊2_1」）的第四頻率回應408、對應於第二濾波器組224之第二濾波器區塊228（「濾波器區塊2_2」）的第五頻率回應410、及對應於第二濾波器組224之第三濾波器區塊228（「濾波器區塊2_3」）的第六頻率回應412。圖解400進一步包括對應於第三濾波器組226之第一濾波器區塊228（「濾波器區塊3_1」）的第七頻率回應414、對應於第三濾波器組226之第二濾波器區塊228（「濾波器區塊3_2」）的第八頻率回應416、及對應於第三濾波器組226之第三濾波器區塊228（「濾波器區塊3_3」）的第九頻率回應418。頻率回應402、404、406、408、410、412、414、416及418中之各者包括諧波相關的三個獨立通帶。作為一實例，基於濾波器區塊228之特性，諸如聲學共振器304之實體特性及/或電容器C _V及C _S之電容值，通帶中之各者可具有大約10%頻寬。

圖解400示範跨越自最低頻率f ₁至最高頻率f ₂₇（及兩者之間的頻率）之頻率的頻譜。頻率f ₁至f ₂₇中之各者對應於頻率回應402、404、406、408、410、412、414、416及418中之通帶中之給定者的中心頻率。如在圖4之實例中所示範，頻率回應402、404、406、408、410、412、414、416及418之通帶合計可以不間斷方式跨越整個頻譜，該頻譜自僅小於最低頻率f ₁（基於以頻率f ₁為中心之通帶的頻寬）至僅大於最高頻率f ₂₇（基於以頻率f ₂₇為中心之通帶的頻寬）。因此，頻率回應402、404、406、408、410、412、414、416及418之通帶可經選擇性地應用於RF輸入信號RF _IN以包括圖解400之頻譜中的任何頻率。

如上文在圖2之實例中所描述，多工被動濾波器210、212、214中之各者可包括經組態以提供RF輸入信號RF _IN之經低通濾波版本的低通濾波器、經組態以提供RF輸入信號RF _IN之經帶通濾波版本的帶通濾波器，及經組態以提供RF輸入信號RF _IN之經高通濾波版本的高通濾波器。多工被動濾波器210、212及214可相對於彼此以不同方式被調諧，以對與各別濾波器組222、224及226之濾波器區塊228的通帶之頻率相關聯的不同頻率進行濾波。在圖4之實例中，圖解400包括表示多工被動濾波器210、212及214之濾波器設定點的第一虛線420及第二虛線422。第一虛線420及第二虛線422係作為實例提供，且可不表示相對於及/或按比例調整頻率回應402、404、406、408、410、412、414、416及418之通帶的實際或特定濾波器設定點。

舉例而言，第一虛線420可表示近似頻率，在低於該頻率時，多工被動濾波器210、212及214之低通濾波器部分可提供圖解400中之頻譜之低通。類似地，第二虛線422可表示近似頻率，在高於該頻率時，多工被動濾波器210、212及214之高通濾波器部分可提供圖解400中之頻譜之高通。相似地，第一虛線420及第二虛線422可表示近似頻率，在該等頻率之間，多工被動濾波器210、212及214之帶通濾波器部分可提供圖解400中之頻譜之帶通。因此，如上文所描述，如由輸入開關202及開關矩陣216、218及220提供的多工被動濾波器210、212及214與濾波器區塊228之組合可判定濾波器區塊228中之哪一個特定帶通可經選擇為RF輸入信號RF _IN之通帶以提供RF輸出信號RF _OUT。

另外參看圖2，作為第一實例，輸入開關202可由輸入切換信號SW _IN切換至第一狀態，以將RF輸入信號RF _IN提供至第一濾波器路徑204。RF輸入信號RF _IN因此經提供至第一被動多工濾波器210。第一被動多工濾波器210因此將RF輸入信號之經濾波版本RF _INLP1、RF _INBP1及RF _INHP1提供至第一開關矩陣216。選擇切換信號SW _SEL1可經設定以提供待予以提供至第一濾波器組222之濾波器區塊228中之一者的RF輸入信號之經濾波版本RF _INLP1、RF _INBP1及RF _INHP1中之一者。舉例而言，選擇切換信號SW _SEL1可經設定以提供待予以提供至第一濾波器組222之第二濾波器區塊228（「濾波器組1_2」）的RF輸入信號之經高通濾波版本RF _INHP1。因此，如在圖4之實例中所示範，提供至第一濾波器組222之第二濾波器區塊228（「濾波器組1_2）的RF輸入信號之經高通濾波版本RF _INHP1與具有頻率f ₂₀處之中心頻率的通帶相關聯，如點線424所示範。因此，RF輸出信號RF _OUT經提供為具有對應於具有頻率f ₂₀處之中心頻率的通帶之頻帶。

作為第二實例，輸入開關202可由輸入切換信號SW _IN切換至第二狀態以將RF輸入信號RF _IN提供至第二濾波器路徑206。RF輸入信號RF _IN因此經提供至第二被動多工濾波器212。第二被動多工濾波器212因此將RF輸入信號之經濾波版本RF _INLP2、RF _INBP2及RF _INHP2提供至第二開關矩陣218。選擇切換信號SW _SEL2可經設定以提供待予以提供至第二濾波器組224之濾波器區塊228中之一者的RF輸入信號之經濾波版本RF _INLP2、RF _INBP2及RF _INHP2中之一者。舉例而言，選擇切換信號SW _SEL2可經設定以提供待予以提供至第二濾波器組224之第三濾波器區塊228（「濾波器組2_3」）的RF輸入信號之經低通濾波版本RF _INLP2。因此，如在圖4之實例中所示範，提供至第二濾波器組224之第二濾波器區塊228（「濾波器組2_3）的RF輸入信號之經低通濾波版本RF _INLP2與具有頻率f ₆處之中心頻率的通帶相關聯，如點線426所示範。因此，RF輸出信號RF _OUT經提供為具有對應於具有頻率f ₆處之中心頻率的通帶之頻帶。

作為第三實例，輸入開關202可由輸入切換信號SW _IN切換至第三狀態以將RF輸入信號RF _IN提供至第三濾波器路徑208。RF輸入信號RF _IN因此經提供至第三被動多工濾波器214。第三被動多工濾波器214因此將RF輸入信號之經濾波版本RF _INLP3、RF _INBP3及RF _INHP3提供至第三開關矩陣220。選擇切換信號SW _SEL3可經設定以提供待予以提供至第三濾波器組226之濾波器區塊228中之一者的RF輸入信號之經濾波版本RF _INLP3、RF _INBP3及RF _INHP3中之一者。舉例而言，選擇切換信號SW _SEL3可經設定以提供待予以提供至第三濾波器組226之第一濾波器區塊228（「濾波器組3_1」）的RF輸入信號之經帶通濾波版本RF _INBP3。因此，如圖4之實例中所示範，提供至第三濾波器組226之第一濾波器區塊228（「濾波器組3_1」）的RF輸入信號之經帶通濾波版本RF _INBP3與具有頻率f ₁₆處之中心頻率的通帶相關聯，如點線428所示範。因此，RF輸出信號RF _OUT經提供為具有對應於具有頻率f ₁₆處之中心頻率的通帶之頻帶。

因此，圖2及圖4之實例示範，藉由將RF輸入信號RF _IN之經濾波版本中之一者選擇性地切換至濾波器路徑204、206及208中之給定者的濾波器區塊228中之給定者，聲學共振器濾波器組系統200可橫越圖解400中之整個頻譜提供對應於單一通帶的RF輸出信號RF _OUT之頻帶。因此，聲學共振器濾波器組系統200可橫越較大RF頻譜提供對通帶之特定選擇性。如上文所描述，基於聲學共振器濾波器組系統200之濾波器組222、224及226中的濾波器區塊228之結構（例如，基於圖3之實例中的濾波器區塊300之結構），聲學共振器濾波器組系統200可實施於積體電路上以提供緊密型濾波封裝體，其能夠橫越具有波長差之一數量級或更高的頻譜之頻率（例如，自頻率f ₁至頻率f ₂₇）提供選擇性濾波。因此，聲學共振器濾波器組系統200可在單一緊密型IC晶片上橫越寬頻譜提供靈活濾波。

鑒於前述結構及上文所描述之功能特徵，根據本發明之各種態樣的方法將參看圖5更佳地瞭解。應理解且瞭解，圖5之方法不受所說明之次序限制，因為一些態樣可根據本發明以不同次序發生及/或與來自本文中所展示及描述之態樣的其他態樣同時發生。此外，可能並不需要所有所說明之特徵來實施根據本發明之一態樣的方法。

圖5繪示用於經由聲學共振器濾波器組系統（例如，聲學共振器濾波器組系統100）對射頻（RF）輸入信號（例如，RF輸入信號RF _IN）進行濾波的方法500之實例。在502處，將RF輸入信號提供至聲學共振器濾波器組系統之多工被動濾波器（例如，多工被動濾波器104）。多工被動濾波器可包括經組態以提供RF輸入信號之經低通濾波版本的低通濾波器、經組態以提供RF輸入信號之經帶通濾波版本的帶通濾波器，及經組態以提供RF輸入信號之經高通濾波版本的高通濾波器。在504處，複數個選擇切換信號（例如，選擇切換信號SW _SEL）經提供至開關矩陣（例如，開關矩陣108），該開關矩陣經組態以接收RF輸入信號之經低通、經帶通及經高通濾波版本中之各者並將RF輸入信號之經低通、經帶通及經高通濾波版本中之一者選擇性地切換至濾波器組中之複數個濾波器區塊中之一者。濾波器區塊中之各者可包括聲學共振器且經組態以提供第一通帶、高於第一通帶之第二通帶，及高於第二通帶之第三通帶以提供RF輸出信號（例如，RF輸出信號RF _OUT），該RF輸出信號具有對應於第一通帶、第二通帶及第三通帶中之各別者的頻帶。

上文已描述之內容為本發明之實例。當然，不可能出於描述本發明目的而對組件或方法之每一可設想組合進行描述，但一般熟習此項技術者將認識到，本發明之許多其他組合及置換為可能的。因此，本發明意欲涵蓋屬於所附申請專利範圍之精神及範疇內的所有此類更改、修改及變型。此外，在本發明或申請專利範圍列舉「一（a、an）」、「第一」或「另一」元件或其等效物時，應解釋為包括一個或多於一個此元件，既不需要亦不排除兩個或多於兩個此等元件。如本文中所用，術語「包括（includes）」意謂包括但不限於，且術語「包括（including）」意謂包括但不限於。術語「基於（based on）」意謂至少部分基於。

100:聲學共振器濾波器組系統 102:輸入開關 104:多工被動濾波器 106:經濾波版本 108:開關矩陣 110:濾波器組 112:濾波器區塊 200:聲學共振器濾波器組系統 202:輸入開關 204:第一濾波器路徑 206:第二濾波器路徑 208:第三濾波器路徑 210:第一多工被動濾波器 212:第二多工被動濾波器 214:第三多工被動濾波器 216:第一開關矩陣 218:第二開關矩陣 220:第三開關矩陣 222:第一濾波器組 224:第二濾波器組 226:第三濾波器組 228:第二濾波器區塊 230:信號解多工器 300:濾波器區塊 302:濾波器元件 304:聲學共振器 306:濾波器路徑節點 400:實例圖解 402:第一頻率回應 404:第二頻率回應 406:第三頻率回應 408:第四頻率回應 410:第五頻率回應 412:第六頻率回應 414:第七頻率回應 416:第八頻率回應 418:第九頻率回應 420:第一虛線 422:第二虛線 424:點線 426:點線 428:點線 500:方法 502:步驟 504:步驟 C _{FP_1}:電容器 C _{FP_2}:電容器 C _{FP_Y}:電容器 C _{FP_Y+1}:電容器 C _R1:第一電容器 C _R2:第二電容器 C _S:電容器 C _V:電容器 L _R:電感器 RF _IN:RF輸入信號 RF _INF:信號 RF _INHP1:RF輸入信號之經濾波版本 RF _INHP2:RF輸入信號之經濾波版本 RF _INHP3:RF輸入信號之經濾波版本 RF _INLP1:RF輸入信號之經濾波版本 RF _INLP2:RF輸入信號之經濾波版本 RF _INLP3:RF輸入信號之經濾波版本 RF _INBP1:RF輸入信號之經濾波版本 RF _INBP2:RF輸入信號之經濾波版本 RF _INBP3:RF輸入信號之經濾波版本 RF _OUT:RF輸出信號 SW _IN:輸入切換信號 SW _SEL:選擇切換信號 SW _SEL1:選擇切換信號 SW _SEL2:選擇切換信號 SW _SEL3:選擇切換信號 V _TN:電壓

[圖1]繪示聲學共振器濾波器組系統之實例方塊圖。

[圖2]繪示聲學共振器濾波器組系統之實例。

[圖3]繪示濾波器區塊之實例圖解。

[圖4]繪示濾波器區塊回應之實例圖解。

[圖5]繪示用於經由聲學共振器濾波器組系統對RF輸入信號進行濾波之方法的實例。

100:聲學共振器濾波器組系統

102:輸入開關

104:多工被動濾波器

106:經濾波版本

108:開關矩陣

110:濾波器組

112:濾波器區塊

RF_IN:RF輸入信號

RF_OUT:RF輸出信號

SW_IN:輸入切換信號

SW_SEL:選擇切換信號

Claims (20)

1. 一種聲學共振器濾波器組系統，其包含： 多工被動濾波器，其經組態以提供射頻（RF）輸入信號之複數個經濾波版本； 濾波器組，其包含複數個濾波器區塊，該複數個濾波器區塊各自經組態以橫越頻譜提供複數個通帶，該複數個濾波器區塊中之各者包含聲學共振器；及 開關矩陣，其經組態以將該RF輸入信號之該複數個經濾波版本中之一者提供至該濾波器組中之該複數個濾波器區塊中之一者以提供RF輸出信號，該RF輸出信號具有對應於該複數個通帶中之各別者的頻帶。
2. 如請求項1之聲學共振器濾波器組系統，其中該複數個濾波器區塊中之各者包含複數個濾波器元件，其中該複數個濾波器元件中之各者包含與電容網路並聯之該聲學共振器。
3. 如請求項1之聲學共振器濾波器組系統，其中該聲學共振器經配置為組合式泛音共振器。
4. 如請求項1之聲學共振器濾波器組系統，其中該複數個濾波器元件各自配置於各別的複數個濾波器路徑節點與低電壓軌之間，其中該複數個濾波器區塊中之各者進一步包含連接於該複數個濾波器路徑節點中之各者之間的複數個濾波器路徑電容器。
5. 如請求項1之聲學共振器濾波器組系統，其中該開關矩陣包含經組態以將該RF輸入信號之該複數個經濾波版本中之該一者切換至該複數個濾波器區塊中之一者的複數個超晶格堡形閘極場效電晶體（SLCFET）開關。
6. 如請求項1之聲學共振器濾波器組系統，其中該多工被動濾波器為各自與複數個濾波器路徑中之各別者相關聯的複數個多工被動濾波器中之一者，其中該濾波器組為各自與該複數個濾波器路徑中之各別者相關聯的複數個濾波器組中之一者，其中該開關矩陣為各自與該複數個濾波器路徑中之各別者相關聯的複數個開關矩陣中之一者，該系統進一步包含經組態以將該RF輸入信號提供至該複數個濾波器路徑中之一者的輸入開關。
7. 如請求項6之聲學共振器濾波器組系統，其中該複數個濾波器組中之各者的該複數個濾波器區塊中之各者經組態以橫越該頻譜提供複數個相異通帶，使得該複數個相異通帶共同地跨越整個該頻譜。
8. 如請求項1之聲學共振器濾波器組系統，其中與該複數個濾波器區塊中之各者相關聯的該複數個通帶包含第一通帶、高於該第一通帶之第二通帶及高於該第二通帶之第三通帶，其中該第一通帶、該第二通帶及該第三通帶係諧波相關的。
9. 如請求項8之聲學共振器濾波器組系統，其中該多工被動濾波器包含經組態以提供該RF輸入信號之經低通濾波版本的低通濾波器、經組態以提供該RF輸入信號之經帶通濾波版本的帶通濾波器，及經組態以提供該RF輸入信號之經高通濾波版本的高通濾波器，其中該開關矩陣經組態以將該RF輸入信號之該經低通濾波版本、該經帶通濾波版本及該經高通濾波版本版本中之一者提供至該複數個濾波器區塊中之一者以提供該RF輸出信號，該RF輸出信號具有該第一通帶、該第二通帶及該第三通帶中之各別者。
10. 一種積體電路（IC），其包含如請求項1之聲學共振器濾波器組系統。
11. 一種用於經由聲學共振器濾波器組系統對射頻（RF）輸入信號進行濾波之方法，該方法包含： 將該RF輸入信號提供至該聲學共振器濾波器組系統之多工被動濾波器，該多工被動濾波器包含經組態以提供該RF輸入信號之經低通濾波版本的低通濾波器、經組態以提供該RF輸入信號之經帶通濾波版本的帶通濾波器，及經組態以提供該RF輸入信號之經高通濾波版本的高通濾波器；及 將複數個選擇切換信號提供至開關矩陣，該開關矩陣經組態以接收該RF輸入信號之該經低通濾波版本、該經帶通濾波版本及該經高通濾波版本中之各者，及將該RF輸入信號之該經低通濾波版本、該經帶通濾波版本及該經高通濾波版本中之一者選擇性地切換至濾波器組中之複數個濾波器區塊中之一者，該複數個濾波器區塊中之各者包含聲學共振器且經組態以提供第一通帶、高於該第一通帶之第二通帶及高於該第二通帶之第三通帶以提供RF輸出信號，該RF輸出信號具有對應於該第一通帶、該第二通帶及該第三通帶中之各別者的頻帶。
12. 如請求項11之方法，其中該複數個濾波器區塊中之各者包含複數個濾波器元件，其中該複數個濾波器元件中之各者包含與電容網路並聯之該聲學共振器。
13. 如請求項11之方法，其中該聲學共振器經配置為組合式泛音共振器。
14. 如請求項11之方法，該方法進一步包含將輸入開關信號提供至輸入開關以將該RF輸入信號提供至複數個濾波器路徑中之一者， 其中將該RF輸入信號提供至該多工被動濾波器包含將該RF輸入信號提供至各自與該複數個濾波器路徑中之各別者相關聯的複數個多工被動濾波器中之一者，且 其中將該複數個選擇切換信號提供至該開關矩陣包含將該複數個選擇切換信號提供至各自與該複數個濾波器路徑中之各別者相關聯的複數個開關矩陣中之各別者，以將該RF輸入信號之該經低通濾波版本、該經帶通濾波版本及該經高通濾波版本中之一者選擇性地切換至複數個濾波器組中之一各別者中的該複數個濾波器區塊中之一者，該複數個濾波器組各自與該複數個濾波器路徑中之各別者相關聯。
15. 如請求項14之方法，其中該複數個濾波器組中之各者的該複數個濾波器區塊中之各者經組態以橫越頻譜提供複數個相異通帶，使得該複數個相異通帶共同地跨越整個該頻譜。
16. 一種聲學共振器濾波器組系統，其包含： 輸入開關，其經組態以將射頻（RF）輸入信號提供至複數個濾波器路徑中之一者； 複數個多工被動濾波器，其各自與該複數個濾波器路徑中之各別者相關聯，該複數個多工被動濾波器中之各者經組態以回應於自該輸入開關接收到該RF輸入信號而提供該RF輸入信號之複數個經濾波版本； 複數個濾波器組，其各自與該複數個濾波器路徑中之各別者相關聯，該複數個濾波器組中之各者包含複數個濾波器區塊，該複數個濾波器區塊各自經組態以橫越頻譜提供複數個通帶，該複數個濾波器區塊中之各者包含聲學共振器；及 複數個開關矩陣，其各自與該複數個濾波器路徑中之各別者相關聯，該複數個開關矩陣中之各者經組態以將該RF輸入信號之該複數個經濾波版本中之一者提供至該複數個濾波器組中之各別者中的該複數個濾波器區塊中之一者以提供RF輸出信號，該RF輸出信號具有對應於該複數個通帶中之各別者的頻帶。
17. 如請求項16之系統，其中該複數個濾波器區塊中之各者包含複數個濾波器元件，其中該複數個濾波器元件中之各者包含與電容網路並聯之該聲學共振器。
18. 如請求項16之系統，其中該聲學共振器經配置為組合式泛音共振器。
19. 如請求項16之系統，其中與該複數個濾波器組中之各者的該複數個濾波器區塊中之各者相關聯的該複數個通帶包含第一通帶、高於該第一通帶之第二通帶及高於該第二通帶之第三通帶，其中該第一通帶、該第二通帶及該第三通帶係諧波相關的。
20. 如請求項19之系統，其中該複數個多工被動濾波器中之各者包含經組態以提供該RF輸入信號之經低通濾波版本的低通濾波器、經組態以提供該RF輸入信號之經帶通濾波版本的帶通濾波器，及經組態以提供該RF輸入信號之經高通濾波版本的高通濾波器，其中該複數個開關矩陣中之各者經組態以將該RF輸入信號之該經低通濾波版本、該經帶通濾波版本及該經高通濾波版本中之一者提供至該複數個濾波器組中之該各別者的該複數個濾波器區塊中之一者以提供該RF輸出信號，該RF輸出信號具有該第一通帶、該第二通帶及該第三通帶中之各別者。