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滤波器和多工器

文献发布时间:2024-04-18 19:59:31


滤波器和多工器

技术领域

本公开涉及通讯和电子电路技术领域,并且具体涉及滤波器和多工器。

背景技术

伴随无线通讯技术的发展需求,通讯设备使用的频段越来越密集。当通信频段增加后,会造成滤波器之间的干扰增加,影响通信链路的性能。为了提高通信质量,减少各频段之间的干扰,对滤波器、多工器(包括双工器)等器件的性能提出更高的要求。隔离度是反馈多工器收发信道之间信号抗干扰的一项重要指标,隔离度决定了信号之间的抗干扰程度。如何提高多工器的隔离度,是本领域一直以来重点研究的课题。

发明内容

根据本公开的第一个方面,提供了一种多工器,所述双工器包括:

公共端口和多个独立端口;

多个滤波器,每个所述滤波器连接在所述公共端口和一所述独立端口之间,所述滤波器包括多个串联谐振器和多个并联谐振器,所述多个串联谐振器串联连接在所述公共端口和所述独立端口之间,所述并联谐振器的第一端连接到所述多个串联谐振器构成的串联支路中,所述并联谐振器的第二端接地;

至少一个第一类电容器,所述第一类电容器的第一端连接到一个所述滤波器的所述串联支路中,第二端连接到另一个所述滤波器的并联谐振器的第二端。

在一些实施例中,所述第一类电容器的第一端与所述串联支路的第一连接点位于任意两个相邻所述串联谐振器之间。

在一些实施例中,所述第一类电容器的第二端连接到所述多个并联谐振器中第一端靠近相邻所述串联谐振器之间的所述并联谐振器的第二端。

在一些实施例中,所述第一类电容器的数量为多个;其中:

所述多个第一类电容器对应的多个第一连接点彼此重合,所述多个第一类电容器的第二端连接到不同的所述并联谐振器的第二端;

或者,所述多个第一类电容器对应的多个第一连接点互不重合,所述多个第一类电容器的第二端连接到同一个所述并联谐振器的第二端。

在一些实施例中,所述第一类电容器的数量为多个,所述多个第一类电容器的电容值不完全相同。

在一些实施例中,所述多个滤波器的并联谐振器中至少部分并联谐振器的第二端串联连接有电感器;

所述第一类电容器的第二端连接到所述并联谐振器和所述电感器之间;或者,所述第一类电容器的第二端连接到所述电感器远离所述并联谐振器的一端。

在一些实施例中,至少一个所述滤波器还包括:第二类电容器,所述第二类电容器的第一端和第二端连接到同一所述滤波器中,并且所述第一端连接到所述串联支路中,所述第二端连接到所述并联谐振器的第二端;其中,所述第二类电容器的第一端和所述串联支路的第二连接点与所述第二类电容器的第二端和所述并联谐振器的第二端的第三连接点不位于同一个所述并联谐振器的两端。

在一些实施例中,所述多工器还包括:基板,所述滤波器设置在所述基板上;

所述滤波器还包括衬底,所述串联谐振器和所述并联谐振器设置在所述衬底上;其中:

所述第一类电容器设置在所述基板内,或者安装在所述基板上,或者设置在所述衬底上。

根据本公开的第二个方面,提供了一种滤波器,包括:

多个串联谐振器,串联连接在第一端口和第二端口之间;

多个并联谐振器,所述并联谐振器的第一端连接到所述多个串联谐振器构成的串联支路上,所述并联谐振器的第二端接地;

至少一个第二类电容器,所述第二类电容器的第一端连接到所述串联支路中,第二端连接到所述并联谐振器的第二端;并且所述第二类电容器的第一端和所述串联支路的第二连接点与所述第二类电容器的第二端和所述并联谐振器的第二端的第三连接点不位于同一个所述并联谐振器的两端。

在一些实施例中,所述第二类电容器的第一端连接到所述串联支路中任意两个相邻所述串联谐振器之间。

在一些实施例中,所述第二类电容器的第二端连接到所述多个并联谐振器中第一端靠近相邻所述串联谐振器之间的所述并联谐振器的第二端。

在一些实施例中,所述第二类电容器的数量为多个,其中:

所述多个第二类电容器的第一端连接到所述串联支路中不同对的相邻两个所述串联谐振器之间;和/或,

所述多个第二类电容器的第二端连接至不同的所述并联谐振器的第二端。

在一些实施例中,所述多个并联谐振器中至少部分并联谐振器的第二端串联连接有电感器;

所述第二类电容器的第二端连接到所述并联谐振器和所述电感器之间;或者,所述第二类电容器的第二端连接到所述电感器远离所述并联谐振器的一端。

根据本公开的第三个方面,提供了一种双工器,包括:多个滤波器,所述多个滤波器连接到同一公共端口,且其中至少一个是如本公开的第二个方面任一项所述的滤波器。

本公开实施例提供的多工器,在一个滤波器的串联支路和另一个滤波器的并联谐振器的第二端之间设置了第一类电容器,第一类电容器能够调节串联谐振器和并联谐振器的共振频率和反共振频率,来改变滤波器的带外抑制,从而实现提高多工器的隔离度。另一方面,第一类电容器跨接在两个滤波器之间,还能通过影响两个滤波器的负载效应和时延差异,改善滤波器之间的隔离效果,提高整个通讯模组的抗干扰性能。

并且电容器是非谐振器,在使用电容器提供隔离度时仅需要调整电容器接入多工器中的位置和电容器的电容值大小,不需要指定它所耦接的谐振器的谐振器频率或谐振带宽,极大简化了设计要求。此外,电容器的设置方式灵活,在引入第一类电容器时不需要过多改变多工器现有的版图设计,而是根据多工器的版图设计灵活布置电容器的位置和电容值,以在尽量减小对现有版图的改动的前提下,使该多工器获得较好的(甚至最好的)隔离度。这种对隔离度的改进对产品的设计周期影响较小,并且投入成本较小。

附图说明

图1为本公开实施例提供的一种多工器的电路示意图;

图2a为本公开实施例提供的一种包括匹配电路的多工器的电路示意图;

图2b为本公开实施例提供的又一种包括匹配电路的多工器的电路示意图;

图3为本公开实施例提供的第一种双工器的电路示意图;

图4为本公开实施例提供的第二种双工器的电路示意图;

图5为本公开实施例提供的第三种双工器的电路示意图;

图6为本公开实施例提供的第四种双工器的电路示意图;

图7为本公开实施例提供的第一双工器的隔离效果图;

图8为本公开实施例提供的第二双工器的隔离效果图;

图9为本公开实施例提供的第三双工器的隔离效果图;

图10为本公开实施例提供的第四双工器的隔离效果图;

图11为本公开实施例提供的第五种双工器的电路示意图;

图12为本公开实施例提供的第六种双工器的电路示意图;

图13为本公开实施例提供的又一种多工器的电路示意图;

图14为本公开实施例提供的第七种双工器的电路示意图;

图15为本公开实施例提供的第八种双工器的电路示意图;

图16为本公开实施例提供的第九种双工器的电路示意图;

图17为本公开实施例提供的第七双工器的隔离效果图;

图18为本公开实施例提供的第八双工器的隔离效果图;

图19为本公开实施例提供的第九双工器的隔离效果图;

图20为本公开实施例提供的第十种双工器的电路示意图;

图21为本公开实施例提供的第十一种双工器的电路示意图;

图22为本公开实施例提供的一种多工器的结构示意图;

图23为本公开实施例提供的一种包括谐振器的滤波器的结构示意图;

图24为本公开实施例提供的一种滤波器的电路示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、元件和/或部件的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

需要说明的是,本公开实施例所记载的技术方案之间,在不冲突的情况下,可以任意组合。

伴随无线通讯技术的发展需求,通讯设备使用的频段越来越密集。为了提高通信质量,减少各频段之间的干扰,对多工器的隔离度提出了更高的要求。多工器主要由多个滤波器组成,其中一部分滤波器用于发送信号,另一些滤波器用于接收信号。为减少对发送信号/接收信号之间的干扰,需要多工器具有较好的隔离度。目前,移动通信产品中使用的滤波器器件,以声表面波滤波器(Surface Acoustic Wave,SAW)和体声波滤波器(BulkAcoustic wave,BAW)为主,它们可以有效地对接收路径和发射路径中的外部信号进行抑制,减小射频链路中的信号干扰。

在一些实施例中,也会通过提高滤波器内声波谐振器的Q值,获得更高的阻抗比,从而使滤波器更好地抑制外部信号。然而声波谐振器的Q值受到工艺限制,想要进一步提升难度相对较大。此外,也有通过增加关联滤波器中声波谐振器数量以更好地抑制外部信号的方式,来实现隔离度的提高,但是这种方法通常会导致器件尺寸增大,不利于其小型化。

鉴于此,本公开实施提供了一种高隔离度的多工器。图1为本公开实施例提供的一种多工器的结构示意图,如图1所示,该多工器10包括:

公共端口110和多个独立端口120;

多个滤波器200,每个滤波器200连接在公共端口110和一个独立端口120之间,滤波器200包括多个串联谐振器211和多个并联谐振器221,多个串联谐振器211串联连接在公共端口110和独立端口120之间,并联谐振器221的第一端连接到多个串联谐振器211构成的串联支路210中,并联谐振器221的第二端接地;

至少一个第一类电容器C1,第一类电容器C1的第一端连接到一个滤波器200的串联支路210中,第一类电容器C1的第二端连接到另一个滤波器200的并联谐振器221的第二端。

如图1所示,滤波器200的信号路径包括有串联支路210和多个并联支路,串联支路210的一端连接独立端口120,另一端连接公共端口110,串联支路210包括串联连接的多个串联谐振器211。并联支路的第一端连接到串联支路上210,第二端连接接地端。每个并联支路包括一个并联谐振器221,并联谐振器221的第一端连接到串联支路210中一个串联谐振器211的一端,并联谐振器221的第二端连接接地端。多个并联谐振器221的第一端与串联支路210连接形成的多个连接点与多个串联谐振器211交替设置,从另一个角度看,多个串联谐振器和多个并联谐振器被按照梯形拓扑结构组织。

第一类电容器C1的第一端可以连接到串联支路210中的任意位置,比如串联支路中相邻两个串联谐振器211之间,或者串联谐振器211和独立端口120之间,或者串联谐振器211和公共端口110之间。

第一类电容器C1的第二端连接到并联谐振器221的第二端。并联谐振器221的第二端接地包括直接连接接地端,或者通过串联其它器件间接连接接地端。第一类电容器C1的第二端可以连接到并联谐振器221的第二端到接地端之间的任意位置。

本公开实施例提供的多工器中,在一个滤波器的串联支路和另一个滤波器的并联谐振器的第二端之间设置了第一类电容器,能够提高多工器的隔离度,提高整个通讯模组的抗干扰性能。具体地,谐振器具有共振频率和反共振频率,共振频率和反共振率由谐振器的结构决定,换言之,当谐振器制备出来后,它具有确定的共振频率和反共振频率。而滤波器的带外抑制通常是通过串联谐振器和并联谐振器的共振频率和反共振频率决定的。在多工器中接入电容器,能够调节串联谐振器和并联谐振器的共振频率和反共振频率,来改变滤波器的带外抑制,从而提高多工器的隔离度。另一方面,第一类电容器跨接在两个滤波器之间,还会影响两个滤波器之间的负载效应和时延差异,有利于改善多工器的隔离效果,从而提高滤波器对外部信号的抑制。

并且电容器是非谐振器,在使用电容器提供隔离度时仅需要调整电容器接入多工器中的位置和电容器的数量、电容值,不需要指定它所耦接的谐振器的谐振器频率或谐振带宽,极大简化了设计要求。换句话说,本申请通过引入第一类电容器改善隔离度的方式适用范围很广,并不受多工器的器件参数,比如谐振器频率或谐振带宽等的限制。

此外,电容器的设置方式灵活,在引入第一类电容器时不需要过多改变多工器现有的版图设计,而是根据多工器的版图设计灵活布置电容器的位置和电容值,以在尽量减小对现有版图的改动的前提下,使该多工器获得较好的(甚至最好的)隔离度。这种对隔离度的改进对产品的设计周期影响较小,并且投入成本较小。

在一些实施例中,多工器还包括匹配电路,匹配电路连接在公共端口和滤波器之间;和/或,匹配电路连接在独立端口和滤波器之间;

其中,第一类电容器C1的第一端不连接到串联谐振器和匹配电路之间;和/或,第一电容器C1的第二端不连接到与匹配电路连接的并联谐振器的第二端。

如图2a和图2b所示,匹配电路300可以连接在公共端口110和串联谐振器211(也即最靠近公共端口的串联谐振器)之间,或者,匹配电路300也可以连接在独立端口120和串联谐振器211(也即最靠近独立端口的串联谐振器)之间。需要说明的是,若并联谐振器221的第一端连接在公共端口110(或独立端口)和串联谐振器211之间,则匹配电路300位于串联谐振器211和并联谐振器221的连接点(也即节点)和公共端口110(或独立端口)之间。

每个滤波器对应的匹配电路的数量可以是一个,也可以是两个,对此本公开不作限制。在另一些实施例中,若每个滤波器对应的匹配电路的数量是两个,则两个匹配电路中的一个位于公共端口和滤波器之间,另一个位于独立端口和滤波器之间。

如果将第一类电容器C1的第一端连接到串联谐振器和匹配电路之间,和/或,将第一类电容器C1的第二端连接到与匹配电路连接的并联谐振器的第二端,会影响匹配电路的性能,可能导致匹配恶化,进一步导致多工器电气性能恶化。基于此,本实施例中,将第一类电容器C1的第一端不连接到串联谐振器和匹配电路之间,将第一类电容器C1的第二端不连接到与匹配电路连接的并联谐振器的第二端,可以减小对匹配电路的影响,能尽量避免改动现有的匹配电路,降低电路设计难度。

在一些实施例中,考虑到减小对滤波器之外其它电路(包括匹配电路)的影响,可以设置:第一类电容器C1的第一端与串联支路的第一连接点A位于任意两个相邻串联谐振器211之间。换句话说,第一连接点A不位于串联谐振器211和公共端口110之间的信号路径上,也不位于串联谐振器211和独立端口120之间的信号路径上。

在一些实施例中,还可以设置:第一类电容器C1的第二端连接到多个并联谐振器221中第一端位于相邻串联谐振器211之间的并联谐振器221的第二端。换言之,第一类电容器C1的第二端不连接到与公共端口110或者独立端口120相连(包括直接相连,或者经由匹配电路间接相连)的并联谐振器221的第二端。

本公开中,将第一类电容器C1的第一端连接在任意两个相邻串联谐振器211之间,和/或,第一类电容器C1的第二端连接到多个并联谐振器221中第一端位于相邻串联谐振器211之间的并联谐振器221的第二端。这样能减小电容器的引入对除滤波器200外的其它电路的影响,尽量避免改动现有的其它电路,降低电路设计难度。

在一些实施例中,多工器10还包括电感器L,其中,多个滤波器200的并联谐振器221中至少部分并联谐振器221的第二端串联连接有电感器L。

示例地,可以每个并联谐振器221的第二端均串联有电感器L,也可以部分并联谐振器221的第二端串联有电感器L,还可以是同一滤波器200中多个并联谐振器221的第二端连接至同一电感器的一端。

电感器L可以针对不同的谐振器调节它们不同的共振频率和反共振频率,从而实现通带外抑制优化,提升多工器(例如,双工器)的隔离度。

需要说明的是,上文所述的并联谐振器221的第二端接地,既包括并联谐振器221的第二端直接连接接地端的方式,也包括并联谐振器221的第二端通过串联电感器L间接接地的方式。也即并联谐振器211的第二端耦接到一个电压节点。

对于布置有电感器L的多工器10,第一类电容器C1的第二端可以连接到并联谐振器221和电感器L之间,或者,第一类电容器C1的第二端连接到电感器L远离并联谐振器221的一端(例如,电感器L和接地端之间)。这两种连接方式均可,具体可根据两种连接方式对隔离度的贡献而决定,选择更有利于提高隔离度的连接方式。

根据独立端口的数量,多工器可以是双工器、三工器和四工器等。双工器包括两个独立端口,每个独立端口与公共端口之间连接有一个滤波器,因此双工器包括两个滤波器。类似地,三工器包括三个独立端口及分别连接到三个独立端口的三个滤波器,四工器包括四个独立端口及分别连接到四个独立端口的四个滤波器。

图3为本公开实施例提供的一种双工器的结构示意图。如图3所示,双工器的两个滤波器200分别是发射滤波器200-1和接收滤波器200-2,发射滤波器200-1的独立端口120用于发送信号,接收滤波器200-2的独立端口120用于接收信号。

发射滤波器串联支路210-1包括串联连接的多个串联谐振器TS1、TS2、TS3、TS4。多个发射滤波器并联支路包括多个并联谐振器TP1、TP2、TP3、TP4。并联谐振器TP1、TP2、TP3、TP4的第一端分别连接到串联谐振器TS1、TS2、TS3、TS4的一端,也即并联谐振器TP1、TP2、TP3、TP4的第一端与串联支路210-1连接形成的多个连接点与多个串联谐振器TS1、TS2、TS3、TS4交替设置。此外,并联谐振器TP1的第二端串联连接有电感器TL1,并联谐振器TP2、TP3的第二端共同连接到电感器TL2的一端,电感器TL1、TL2的另一端接地。

接收滤波器串联支路210-2包括串联连接的多个串联谐振器RS1、RS2、RS3、RS4。多个接收滤波器并联支路包括多个并联谐振器RP1、RP2、RP3、RP4。并联谐振器RP1、RP2、RP3、RP4的第一端分别连接到串联谐振器RS1、RS2、RS3、RS4的一端,也即并联谐振器RP1、RP2、RP3、RP4的第一端与串联支路210-2连接形成的多个连接点与多个串联谐振器RS1、RS2、RS3、RS4交替设置。并且,并联谐振器RP2、RP3的第二端共同连接到电感器RL1的一端,电感器RL1的另一端接地。并联谐振器RP4的第二端串联有电感器RL2。

第一类电容器C1的第一端连接到一个滤波器的串联支路中,第二端连接到另一个滤波器的并联谐振器的第二端。对于双工器,第一类电容器C1的布置方式包括:第一类电容器C1的第一端连接到发射滤波器200-1的串联支路中,第二端连接到接收滤波器200-2的并联谐振器的第二端;或者,第一类电容器C1的第一端连接到接收滤波器200-2的串联支路中,第二端连接到发射滤波器200-1的并联谐振器的第二端。

对于图3所示的双工器,第一类电容器C1的第一端和串联支路的第一连接点A位于任意相邻两个串联谐振器之间,有多种实现方式,例如,第一连接点A可位于发射滤波器200-1中TS1和TS2之间、TS2和TS3之间或者TS3和TS4之间,第一连接点A也可以位于接收滤波器200-2中RS1和RS2之间、RS2和RS3之间或者RS3和RS4之间。第一类电容器C1的第二端连接到多个并联谐振器中第一端位于相邻串联谐振器之间的并联谐振器的第二端,也有多种实现方式,例如,第一类电容器C1的第二端可以连接到并联谐振器TP1、TP2和TP3的第二端,也可以连接到RP2、RP3和RP4的第二端。

图3所示的实施例中,第一类电容器C1的第一端连接在接收滤波器200-2的串联谐振器RS1和RS2之间,第二端连接在发射滤波器200-1的并联谐振器TP2和电感器TL2之间。

图4至图6为本公开实施例提供的另外几种双工器的电路示意图。图4至图6中的双工器,它们的发射滤波器200-1与图3中的发射滤波器200-1对应相同,它们的接收滤波器200-2与图3中的接收滤波器200-2也对应相同,不同的是第一类电容器C1的接入方式。

图4中,第一类电容器C1的第一端连接在接收滤波器200-2的串联谐振器RS2和RS3之间,第二端连接在发射滤波器200-1的并联谐振器TP1和电感器TL1之间。图5中,第一类电容器C1的第一端连接在发射滤波器200-1的串联谐振器TS2和TS3之间,第二端连接在接收滤波器200-2的并联谐振器RP3和电感器RL1之间。图6中,第一类电容器C1的第一端连接在发射滤波器200-1的串联谐振器TS2和TS3之间,第二端连接在接收滤波器200-2的电感器RL2和接地端之间。

图7是本公开实施例图3的双工器和未包括第一类电容器C1的双工器的隔离效果对比图。其中,虚线为未包括第一类电容器C1的双工器的隔离效果图,实线为实施例图3的双工器的隔离效果图。这里,未包括第一类电容器C1的双工器与图3的双工器包括相同的发射滤波器和接收滤波器,两者的区别仅在于是否设有第一类电容器C1。图8至图10分别是图4至图6的双工器和未包括第一类电容器C1的双工器的隔离效果对比图。

首先,如图7至图10所示,引入第一类电容器C1,可使得双工器的隔离度得到较为明显的优化。进一步分析,如图7和图8所示,当第一类电容器C1的第二端接在发射滤波器200-1的并联谐振器TP的第二端时,右侧的隔离度得到明显优化。这是因为第一类电容器C1对发射滤波器200-1中并联谐振器TP的共振频率和反共振频率的影响更大,使得发射滤波器200-1的通带设计被改变,发射滤波器200-1对接收滤波器200-2的干扰减小,接收滤波器200-2对应的频段(2.60GHz-2.75GHz)的隔离效果变好。

如图9所示,当第一类电容器C1的第二端接在接收滤波器200-2的并联谐振器的第二端时,左侧的隔离度得到明显优化。这是因为第一类电容器C1对接收滤波器200-2中并联谐振器RP的共振频率和反共振频率的影响更大,通过改变接收滤波器200-2的通带设计,使得接收滤波器200-2对发射滤波器200-1的干扰减小,发射滤波器200-1对应的频段(2.45GHz-2.57GHz)的隔离效果变好。

此外,发射滤波器和接收滤波器合路时存在时延差,将第一类电容器接入到发射滤波器和接收滤波器之间,能将发射滤波器和接收滤波器之间的时延效果做到更好,从而减小发送信号和输出信号之间的相互干扰,可提高多工器的隔离度。

如图10所示,第一类电容器C1也可以对左右两侧的隔离度都产生影响,这可能是因为第一类电容器C1的连接方式,可能不仅影响了串联谐振器和并联谐振器的共振频率和反共振频率,还对发射滤波器和接收滤波器之间的负载效应和时延产生了影响,在多重影响的叠加下,获得了更好的隔离效果。

综上,第一类电容器C1的连接位置不同对左右隔离影响不同,实际设计中可根据指标设计余量要求确定它的位置,例如左侧隔离设计余量要求高时会优选图9对应的图5的连接位置,当右侧隔离设计余量要求高时优选图10对应的图6的连接方式。

在一些实施例中,第一类电容器C1的数量可以是多个。在满足上述对其第一端和第二端的接入位置的约束条件的前提下,多个第一类电容器C1可以任意方式接入到多工器中。

在一具体实施方式中,如图11所示,每个第一类电容器C1与串联支路连接形成第一连接点A,多个第一类电容器C1对应的多个第一连接点A彼此重合,多个第一类电容器C1的第二端连接到不同的并联谐振器的第二端。多个第一类电容器C1对应的多个第一连接点A彼此重合,意味着多个第一类电容器C1的第一端连接到同一滤波器的串联支路中同一对的相邻两个串联谐振器之间。图11中,两个第一类电容器C1的第一连接点A均连接到接收滤波器200-2的串联谐振器RS2和RS3之间,其中一个第一类电容器C1的第二端连接到发射滤波器200-1的并联谐振器TP1和电感器TL1之间,另一个第一类电容器C1的第二端连接到发射滤波器200-1的并联谐振器TP4和接地端之间。

在另一具体实施方式中,如图12所示,多个第一类电容器C1对应的多个第一连接点A互不重合,多个第一类电容器C1的第二端连接到同一个并联谐振器的第二端。多个第一类电容器C1对应的多个第一连接点A互不重合,意味着多个第一类电容器C1的第一端连接到一个或多个滤波器的串联支路中不同对中的相邻两个串联谐振器之间。图12中,一个第一类电容器C1的第一连接点A连接到发射滤波器200-1的串联谐振器TS2和TS3之间,另一个第一类电容器C1的第一连接点A连接到发射滤波器200-1的串联谐振器TS3和TS4之间,而两个第一类电容器C1的第二端均连接到接收滤波器200-2的电感器RL2和接地端之间。

上述当第一类电容器C1的数量为多个时,将多个第一类电容器C1的第一端重叠,或者将多个第一类电容器C1的第二端重叠,从而使双工器获得较好的隔离效果。此外多个第一电容器C1如果设计到基板或者衬底上时,对电容值C1的要求可降低,从而降低在基板或者衬底设计电容的难度,或者说可以简化多个第一类电容器C1接入双工器时的设计过程。

在一些实施例中,第一类电容器C1的数量为多个时,多个第一类电容器C1的电容值不完全相同。示例地,每个第一类电容器C1的电容值是该第一类电容器C1单独接入时双工器能获得较好的(包括最好的)的隔离度时的电容值。或者,每个第一类电容器C1的电容值是多个第一类电容器C1同时接入时双工器能获得较好的(包括最好的)的隔离度时的电容值。在一些实施例中,第一类电容器的电容值与双工器的应用频率、接入双工器中的位置,双工器的版图布局相关。示例地,第一类电容器的电容值的范围可以是几皮法到几十皮法,在具体实施方式中,可通过电路仿真得到合适的电容值。

图13为本公开实施例提供的又一种多工器的结构示意图,如图11所示,该多工器包括:多个滤波器200,每个滤波器200包括:多个串联谐振器211和多个并联谐振器221,多个串联谐振器211串联连接在第一端口410和第二端口420之间,并联谐振器221的第一端连接到多个串联谐振器211构成的串联支路210上,并联谐振器221的第二端接地;其中,

至少一个滤波器200包括至少一个第二类电容器C2,第二类电容器C2的第一端连接到该滤波器200的串联支路210中,第二端连接到该滤波器200的并联谐振器221的第二端;并且第二类电容器C2的第一端和串联支路210的第二连接点B与第二类电容器C2的第二端和并联谐振器221的第二端的第三连接点D不位于同一个并联谐振器221的两端。

不同于上述实施例中第一类电容器C1的第一端和第二端位于不同的滤波器200,本实施例中,第二类电容器C2的第一端和第二端连接在同一个滤波器200中,第二类电容器C2的第一端连接到串联支路210中,第二类电容器C2的第二端连接到并联谐振器221的第二端,但是第一端和串联支路210的第二连接点B与第二端和并联谐振器221的第二端的第三连接点D不位于同一个并联谐振器的两端,也即第二类电容器C2不与并联谐振器221并联。

多工器的多个滤波器200中,可以每个滤波器200均包括第二类电容器C2,也可以是其中的一部分滤波器200包括第二类电容器C2,还可以是其中的一个滤波器200包括第二类电容器C2。对此,本公开不做限制。

本公开实施例中,在双工器的至少部分滤波器200中设置第二类电容器,第二类电容器接入到一个滤波器内,也即接入到一个信号通道内,能够通过调整该滤波器内串联谐振器和并联谐振器的共振频率和反共振频率,降低滤波器之间的信号干扰,提高双工器的隔离度。

本实施例提供的双工器,多个滤波器中每个滤波器200的第一端口和第二端口中的一个连接到公共端口,另一个连接到一个独立端口。本实施例中的任一滤波器200可以包括与上述实施例中的任一滤波器200相同的串联支路和并联支路。

在一些实施例中,滤波器的第一端口连接有匹配电路;和/或,滤波器的第二端口连接有匹配电路;

第二类电容器C2的第一端不连接到串联谐振器和匹配电路之间;和/或,第二电容器C2的第二端不连接到与匹配电路连接的并联谐振器的第二端。这样设置,也是为了减小电容器对匹配电路的影响,一方面避免电容器引起匹配恶化,导致双工器电气性能恶化,另一方面降低电路设计难度。

匹配电路的位置可参照上述实施例,比如上述图2a和图2b。滤波器对应的匹配电路的数量可以是一个,位于滤波器的第一端口或者第二端口。滤波器对应的匹配电路的数量也可以是两个,其中一个匹配电路可以连接在滤波器的第一端口,另一个匹配电路连接到滤波器的第二端口。

在一些实施例中,考虑到减小对滤波器之外其它电路(包括匹配电路)的影响,可以设置:第二类电容器C2的第一端连接到串联支路210中任意两个相邻串联谐振器211之间。也即第一类电容器C2的第一端与串联支路210的第二连接点B位于任意两个相邻串联谐振器211之间。第二连接点B不位于串联谐振器211和第一端口410之间的信号路径上,也不位于串联谐振器211和第二端口420之间的信号路径上。

在一些实施例中,还可以设置:第二类电容器C2的第二端连接到多个并联谐振器221中第一端位于相邻串联谐振器211之间的并联谐振器221的第二端。换言之,第二类电容器C2的第二端不连接到与第一端口或者第二端口相连的并联谐振器的第二端。

本公开中,将第二类电容器C2的第一端连接在任意两个相邻串联谐振器之间,和/或,第二类电容器C2的第二端连接到多个并联谐振器中第一端位于相邻串联谐振器之间的并联谐振器的第二端。这样能减小电容器的引入的影响,尽量避免改动现有的其它电路,降低电路设计难度。在一些实施例中,多工器10还包括电感器,其中,多个滤波器200的并联谐振器221中至少部分并联谐振器的第二端串联连接有电感器。

对于电感器的数量和接入双工器中的方式,同上文相同,因此,此处不再赘述。对于布置有电感器的多工器,第二类电容器C2的第二端可以连接到并联谐振器和电感器之间,或者,第二类电容器C2的第二端连接到电感器远离并联谐振器的一端(例如,电感器和接地端之间)。这两种连接方式均可,具体可根据两种连接方式对隔离度的贡献而决定,选择更有利于提高隔离度的连接方式。电感器可以调节串联谐振器和并联谐振器的共振频率和反共振频率,从而实现通带外抑制优化,提升双工器的隔离度。

图14为本公开实施例提供的又一种双工器的结构示意图,图14的双工器中,发射滤波器200-1包括与图3中的发射滤波器200相同的串联支路和并联支路,接收滤波器200-2也包括与图3中的接收滤波器200相同的串联支路和并联支路。具体地,发射滤波器200-1包括多个串联谐振器TS1-TS4组成、多个并联谐振器TP1-TP4和多个电感器TL1、TL2。接收滤波器200-2包括多个串联谐振器RS1-RS4、多个并联谐振器RP1-RP4和多个电感器RL1、RL2。图14的双工器和图3的双工器相比区别在于包括第一类电容器C1,还是第二类电容C2。

对于双工器,第二类电容器C2可以只布置在发射滤波器中,也可只布置在接收滤波器中,还可以是发射滤波器和接收滤波器中均布置第二类电容器C2,对此,本公开不作限制。

对于图14所示的双工器,第二类电容器C2的第一端连接到串联支路中任意两个相邻串联谐振器之间,有多种实现方式,例如,对于发射滤波器200-1,第二类电容器C2的第一端可连接到TS1和TS2之间、TS2和TS3之间或者TS3和TS4之间。对于接收滤波器200-2,第二类电容器C2的第一端可以连接到RS1和RS2之间、RS2和RS3之间或者RS3和RS4之间。

第二类电容器C2的第二端连接到多个并联谐振器中第一端位于相邻串联谐振器之间的并联谐振器的第二端,也有多种实现方式,例如,对于发射滤波器200-1,第二类电容器C2的第二端可以连接到并联谐振器TP1、TP2和TP3的第二端。对于接收滤波器200-2,第二类电容器C2的第二端可以连接到RP2、RP3和RP4的第二端。

图14所示的实施例中,第二类电容器C2的第一端连接在发射滤波器200-1的串联谐振器TS1和TS2之间,第二端连接并联谐振器TP2和电感器TL2之间。

图15和图16为本公开实施例提供的另两种双工器的电路示意图。图15和图16的双工器中,发射滤波器200-1包括与图14中的发射滤波器200-1相同的串联支路和并联支路,接收滤波器200-2也包括与图14中的接收滤波器200-2相同的串联支路和并联支路。与图14不同的是,图15中,第二类电容器C2的第一端连接在发射滤波器200-1的串联谐振器TS1和TS2之间,第二端连接电感器TL2和接地端之间。图16中,第二类电容器C2的第一端连接在接收滤波器200-2中串联谐振器RS3和RS4之间,第二端连接在并联谐振器RS3和电感器RL1之间。

图17至图19分别是图14至图15中的双工器和未包括第二类电容器的双工器的隔离效果对比图。其中,虚线为未包括第二类电容器C2的双工器的隔离效果图,实线为包括第二类电容器C2的双工器的隔离效果图。这里,未包括第二类电容器C2的双工器与图14的双工器包括相同的发射滤波器串联支路/并联支路和接收滤波器串联支路/并联支路,两者的区别仅在于是否设有第二类电容器C2。

如图17和图19所示,在双工器中引入第二类电容器,可使双工器的隔离效果得到明显改善。具体地,如图17所示,当第二类电容器C2接入到发射滤波器200-1的信号通道中时,可调整发射滤波器中串联谐振器和并联谐振器的共振频率和反共振频率,通过对发射滤波器的通带设计的调整,可提高接收滤波器对应的频段的隔离度。对比图14和图15及它们对应的图17和图18的隔离效果图可知,当第二类电容器C2的第二端接在并列谐振器和电感器之间时,它对信号通道的影响更大,更能改善双工器的隔离效果。如图19所示,当第二类电容器C2接在接收滤波器200-2中时,会对左右侧的隔离度都产生影响,但对左侧的影响更大,也就是对发射滤波器对应的频段的隔离度的改善效果更好。

基于上述对第一类电容器C1和第二类电容器C2对隔离效果的分析可知,在具体实施方式中,可根据对发射滤波器和接收滤波器不同的隔离度要求,选择第一类电容器C1和/或第二类电容器C2接入双工器,还可调整第一类电容器C1和第二类电容器C2的位置、数量等,最终实现对双工器隔离度的多种要求。

在一些实施例中,同一滤波器中,第二类电容器C2的数量可以是多个,在满足上述对其第一端和第二端的接入位置的约束条件的前提下,多个第二类电容器C2可以任意方式接入到多工器中。

在一具体实施方式中,多个第二类电容器C2的第一端连接到串联支路中不同对的相邻两个串联谐振器之间;和/或,多个第二类电容器C2的第二端连接至同一滤波器中不同的并联谐振器的第二端。换言之,多个第二类电容器C2的第一端与串联支路的第二连接点B互不重合;和/或,多个第二类电容器C2的第二端与并联谐振器的第二端的第三连接点D互不重叠。

图20为本公开实施例提供的又一种双工器的电路示意图,如图20所示,一个第二类电容器C2的第一端连接到发射滤波器200-1的串联谐振器TS1和TS2之间,第二端连接到并联谐振器TP2和电感器TL2之间。另一个第二类电容器C2的第一端连接到发射滤波器200-1的串联谐振器TS3和TS4之间,第二端连接到并联谐振器TP1和电感器TL1之间。

本实施例中,将同一个滤波器内,多个第二类电容器C2的第一端互不重合,且第二端也互不重叠,使得多个电容器能更灵活地调节不同串联谐振器和并联谐振器的共振频率和反共振频率,进一度可减小多个第二类电容器C2的容值要求,从而简化在基板或者衬底上设计电容的难度,更易实现提供双工器的隔离度。

对于双工器中不同滤波器内第二类电容器C2的数量,本公开不做限制。不同滤波器内第二类电容器C2的数量可以相同,也可以不同。示例地,双工器内有的滤波器可不包括第二类电容器C2,有的滤波器可包括一个第二类电容器C2,还有的滤波器可包括多个第二类电容器C2。

在一些实施例中,双工器可包括第一类电容器C1和第二类电容器C2,其中,第一类电容器C1的数量可以是一个或多个,一个或多个第一类电容器C1连接方式可参照上文所述,故不再赘述。第二类电容器C2的数量可以是一个或多个,一个或多个第二类电容器C2连接方式可参照上文所述,故不再赘述。

图21为本公开实施例提供的又一种双工器的电路示意图,如图21所示,双工器包括第一类电容器C1和第二类电容器C2,其中,第一类电容器C1的第一端连接到发射滤波器200-1的串联谐振器TS3和TS4之间,第二端连接到接收滤波器200-2的并联谐振器RP1和接地端之间。第二类电容器C2的第一端连接到发射滤波器200-1的串联谐振器TS1和TS2之间,第二端连接到同一滤波器中并联谐振器TP3和电感器TL2之间。

本实施例中,利用不同连接方式的第一类电容器C1和第二类电容器C2,能更灵活地调节多工器的隔离度,它们从不同的方面影响了多工器的不同频段的隔离度,可满足对多工器不同隔离度的需求。

在一些实施例中,如图22所示,双工器还包括:基板500,滤波器200设置在基板500上。基板500包括但不限于陶瓷基板、树脂基板、印制电路板(PCB)。

如图23所示,滤波器200还包括衬底710,串联谐振器和并联谐振器设置在衬底710上。示例地,衬底710包括硅衬底、锗衬底、绝缘衬底上的硅(Silicon-On-Insulator,SOI)衬底、绝缘衬底上的锗(Silicon-On-Insulator,GOI)衬底或者绝缘体上硅锗衬底等。

在一些实施例中,串联谐振器和并联谐振器可以是薄膜体声波谐振器(Film BulkAcoustic Wave,FBAR)。如图23所示,薄膜体声波谐振器720包括在衬底710上依次层叠设置的第一电极层722、压电层723和第二电极层724,其中,第一电极721层和衬底710之间设有空腔721。

第一类电容器C1可以设置在衬底710上。示例地,如图23所示,可以在衬底710上沉积相对设置且被介质层810隔离的两个导电层820构成第一类电容器C1。或者,也可以在衬底内掺杂形成相对设置且被介质层隔离的两个导电区域,构成第一类电容器C1。第一类电容器C1还可以设在基板500上。示例地,如图22所示,第一类电容器C1可以是电容器器件,贴装在基板500上。第一类电容器C1和滤波器200通过基板内或基板上的导电线600连接。

第一类电容器C1还可以设置在基板500内。示例地,在基板500内形成相对设置且彼此隔离的导电线构成电容器。

同理,第二类电容器C2和电感器可以设置在衬底上,或者设置在基板内,或者安装在基板上。第二类电容器和电感器的具体设置方式可参照第一类电容器C1,故不赘述。

本公开实施例还提供了一种滤波器200,如图24所示,该滤波器包括:

多个串联谐振器211,串联连接在第一端口410和第二端口420之间,

多个并联谐振器221,并联谐振器221的第一端连接到多个串联谐振器211构成的串联支路210上,并联谐振器221的第二端接地;

至少一个第二类电容器C2,第二类电容器C2的第一端连接到该滤波器200的串联支路210中,第二端连接到该滤波器200的并联谐振器221的第二端;并且第二类电容器C2的第一端和串联支路210的第二连接点B与第二类电容器C2的第二端和并联谐振器221的第二端的第三连接点D不位于同一个并联谐振器221的两端。

本公开实施例提供的滤波器可以是上述任一包括第二类电容器C2的滤波器,可参照上述对包括第二类电容器C2的滤波器的表述,故不赘述。本公开实施例提供的滤波器不仅可以被组织成上述多工器使用,还可以单独使用,或者组合到其它器件中使用。本公开实施例提供的滤波器中,通过引入第二类电容器C2能调整滤波器的通带设计,降低滤波器和与之耦接的谐振器件的信号干扰,提高使用滤波器的通信装置的隔离度。

在一些实施例中,第二类电容器C2的第一端连接到串联支路210中任意两个相邻串联谐振器211之间。

在一些实施例中,第二类电容器C2的数量为多个,其中:多个第二类电容器C2的第一端连接到串联支路210中不同对的相邻两个串联谐振器211之间;和/或,多个第二类电容器C2的第二端连接至不同的并联谐振器221的第二端。

在一些实施例中,多个并联谐振器221中至少部分并联谐振器的第二端串联连接有电感器L;其中,第二类电容器C2的第二端连接到并联谐振器221和电感器L之间;或者,第二类电容器C2的第二端连接到电感器L远离并联谐振器221的一端。

在一些实施例中,滤波器还包括:第三类电容器、第四类电容器和第五类电容器中的至少一种;其中:第三类电容器并联连接在并联谐振器的第一端和第二端,第四类电容器并联连接在一个或多个串联谐振器的两端,第五类电容器的两端分别连接到两个并联谐振器的第二端。

本公开实施例提供的多工器(例如,双工器),在滤波器之间引入第一类电容器,和/或在滤波器内引入第二类电容器,第一类电容器和第二类电容器从不同的方面影响多工器的隔离度。通过调整第一类电容器和第二类电容器的数量、位置和电容值,可改善多工器的隔离度,并且还能实现多工器对不同隔离度的需求。

以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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