技术领域
[0001] 本
发明涉及
半导体及MEMS领域技术领域，特别地涉及一种应用体
声波谐振器实现更高
阻带抑制的滤波器、射频前端电路以及通信装置。
背景技术
[0002] 随着无线通讯应用的发展，人们对于数据传输速率的要求越来越高，与数据传输速率相对应的是
频谱资源的高利用率和频谱的复杂化。通信协议的复杂化对于射频系统的各种性能提出了严格的要求，在射频前端模
块，射频滤波器起着至关重要的作用，它可以将带外干扰和噪声滤除掉以满足射频系统和通信协议对于
信噪比的要求。
[0003] 射频滤波器主要应用于无线通信系统，例如，基站的射频前端，
移动电话，电脑，卫星通讯，雷达，
电子对抗系统等等。射频滤波器的主要性能指标为插损、带外抑制、功率容量、线性度、器件尺寸和成本。良好的滤波器性能可以在一定程度上提高通信系统的数据传输速率、寿命及可靠性。特别是对于目前的频谱资源紧张的情况下，相邻两个频谱资源离得非常近，为了实现相邻两个频谱资源的同时工作而又不互相影响，两个通信系统必须要采用滤波器做相互的隔离，因此滤波器的带外抑制指标对于射频接收系统的性能至关重要，高滚降、高带外抑制
水平基本上已经成为了FBAR/SMR滤波器的“标配”。因此，为了实现无线通信系统高性能，如何设计一种高带外抑制滤波器仍是待解决的技术问题。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明提供一种滤波器、射频前端电路以及通信装置，实现高阻带抑制。
[0005] 本发明第一方面提供的一种滤波器的技术方案是：
[0006] 一种滤波器，包括：
[0008] 设置在硅衬底上的第一滤波器和第二滤波器；
[0009] 以及用于将第一滤波器和第二滤波器电气连接的
信号传输线；
[0010] 所述第一滤波器的一端连接信号输入端，另一端连接
信号传输线，所述信号传输线的另一端连接第二滤波器，所述第二滤波器的另一端连接信号输出端，使所述第一滤波器和第二滤波器
串联。
[0011] 本发明第二方面提供的一种射频前端电路的技术方案是：
[0012] 一种射频前端电路，包括：
[0013] 滤波器；和
[0014] 与所述滤波器连接的放大电路。
[0015] 本发明第三方面提供的一种通信装置的技术方案是：
[0016] 一种通信装置，包括：
[0017] 对由天线元件收发的
射频信号进行处理的RF
信号处理电路；和
[0018] 在所述天线元件与所述RF信号处理电路之间传输所述射频信号的频前端电路。
[0019] 本发明提出的滤波器架构是在一片硅衬底上集成设置了两个滤波器结构，但是和滤波器串联不同，这两个滤波器在生产的时候一次加工出来，使用一颗滤波器即可实现更高的阻带抑制水平，在滤波器尺寸不大规模增加的前提下，大大的提高了FBAR/SMR滤波器的带外抑制水平，既满足了客户对于滤波器小型化的需求，又可以让FBAR/SMR滤波器达到并超越了腔体/介质滤波器的带外抑制水平。
附图说明
[0020] 附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：
[0021] 图1是现有的单颗滤波器拓扑结构图；
[0022] 图2是现有的FBAR滤波器结构图；
[0023] 图3是现有的单颗滤波器实际装配结构图；
[0024] 图4是现有的单颗滤波器的S21曲线图；
[0025] 图5是
实施例一提出的滤波器的装配结构图；
[0026] 图6是实施例一提出的滤波器的拓扑结构图；
[0027] 图7是实施例一提出的滤波器的S21曲线图。
具体实施方式
[0028] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0029] 实施例一
[0030] 传统的FBAR/SMR滤波器，都是由FBAR谐振器构成，通过谐振器串并联的拓扑结构形成滤波器的
通带和阻带。图1是现有的4-3滤波器的拓扑架构图。该4-3滤波器是由4个串联谐振器和3个并联谐振器支路共同组成，其中，4个串联谐振器在滤波器的输入端101和输出端102之间相互串联连接，4个串联谐振器的连接点之间依次连接有第一并联接地支路103、第二并联接地支路104和第三并联接地支路105；其中并联支路的谐振
频率和串联支路的谐振频率并不相同，一般都相差至少几十兆，因此，在图1中串联谐振器和并联谐振器使用不同的符号来代表。
[0031] 图2是4-3滤波器的实物图。图1和图2是一一对应，其中，201对应图1原理图中的101，即滤波器输入端；202对应图1原理图中的102，即滤波器输出端；203对应图1原理图中的103，即滤波器第一并联接地支路；204对应图1原理图中的104，即滤波器第二并联接地支路；205对应图1原理图中的105，即滤波器第三并联接地支路；206为滤波器的功能区，其中FBAR谐振器都位于滤波器的功能区206中，然后通过VIA过孔207连接到滤波器芯片表层的输入端、输出端和接地端，为了能准确的测试滤波器的性能，在滤波器的表层做了两组“GSG”测试焊盘，如图2所示。
[0032] 从上图可知，使用“GSG”
探头优点在于可以准确测试滤波器的性能，但是还存在以下问题：“GSG”探针限制了滤波器的接地的数量，从而限制了滤波器的拓扑结构的复杂度，使得单颗滤波器的带外抑制指标不可能做的很深。
[0033] 图3即为单颗滤波器的装配结构，其中滤波器的输入端301、输出302分别连接到PCB(308)上的输入端和输出端，滤波器的三个并联接地支路303/304/305都连接到PCB的GND上，装配采用的是金丝键合的方式，通过金线307将FBAR滤波器的PAD和PCB的PAD相连接，使用图3的连接方式，单颗滤波器的S21曲线如4图所示.
[0034] 从图4可以看出，单颗滤波器带外抑制在-30dBc多一点，可以看出带外抑制的平均水平并不高，造成这个问题的原因是：因为要准确测量滤波器的性能，需要用到“GSG”测试结构，而“GSG”测试结构只能支持三个GND，因此滤波器的GND也限制在三个，所以滤波器的拓扑结构就不能很复杂，即使采用并联支路合地等方式来稍微增加滤波器的设计复杂度，经过仿真分析，效果并不好。
[0035] 因此单颗滤波器所能实现的带外抑制水准被限制住了，-30dBc的抑制对于目前通信系统来说是不够的，因此为了提供更高的带外抑制水平，满足通信系统对信号抑制度的需求，本实施例提供一种新的滤波器方案，在一片
硅片上同时集成2颗滤波器进行级联，进而提升滤波器整体带外抑制水平。
[0036] 图5是本实施例涉及的滤波器的装配结构。如图5所示，本实施例涉及的滤波器包括硅衬底506、第一滤波器503、第二滤波器504以及信号传输线505，第一滤波器503和第二滤波器504集成设置在硅衬底506上，通过信号传输线将第一滤波器503和第二滤波器504进行电气连接；滤波器的输入端501连接到PCB507的输入端，滤波器的输出端502连接到PCB507的输出端，滤波器503和504的三个并联接地支路都连接到PCB507的GND上。
[0037] 图6是图5中第一滤波器503和第二滤波器504的结构示意图。所述第一滤波器503包括串联谐振器5031-5034和并联谐振器5035-5037，所述串联谐振器5031-5034在输入端501与信号传输线505的一端之间相互串联连接；并联谐振器5035-5037在串联谐振器5031-
5034的各连接点与基准
端子(接地)之间并联连接。
[0038] 上述的串联谐振器5031-5034和并联谐振器5035-5037分别具有：硅衬底、形成在所述衬底上的下
电极、形成在所述下电极上的压电膜、以及隔着所述压电膜与所述下电极彼此相对地设置在所述压电膜上的上电极。
[0039] 所述第二滤波器504包括串联谐振器5041-5044和并联谐振器5045-5047，所述串联谐振器5041-5044在信号传输线505的另一端与输出端502之间相互串联连接；并联谐振器5045-5047在串联谐振器5041-5044的各连接点与基准端子(接地)之间并联连接。
[0040] 上述的串联谐振器5041-5044和并联谐振器5045-5047分别具有：硅衬底、形成在所述衬底上的下电极、形成在所述下电极上的压电膜、以及隔着所述压电膜与所述下电极彼此相对地设置在所述压电膜上的上电极。
[0041] 在本实施例中，所述第一滤波器503、第二滤波器504在一片硅片上同时淀积上、下电极，并生长压电
薄膜，并且第一滤波器503和第二滤波器504具有相同的滤波器结构。
[0042] 本实施例提出的滤波器具有以下有益效果：
[0043] (1)可以实现更高的阻带抑制水平，能够满足现代通信系统对于高带外抑制的需求；
[0044] (2)在满足高带外抑制的要求下，仍然具有小型化的优势，一片硅片上制作两颗滤波器，因为很多结构尺寸可以共用，因此要比单纯的两颗滤波器串联尺寸要小；
[0045] (3)使用更加方便，一颗器件就实现了原来两个器件完成的工作，无论是芯片安装还是打线都节省了工序和时间
[0046] 图7是实施例涉及的滤波器的S21曲线，与图4相比可以得出，实施例涉及的滤波器整体带外抑制水平已经到了60dB以上，这个带外抑制水平已经能满足大多数通信系统对于滤波器的指标要求，再加上小型化的优势，使得FBAR/SMR滤波器件可以满足大多数通信系统高抑制、小型化的要求。
[0047] 实施例二
[0048] 在此，对具备上述实施例所涉及的滤波器的射频前段电路以及通信装置进行说明。
[0049] 所述射频前端电路、RF信号处理电路和基带信号处理电路构成通信装置。
[0050] 所述射频前端电路具备滤波器、功率放大电路和低噪声
放大器电路。
[0051]
功率放大器电路是对从RF信号处理电路输出的射频发送信号进行放大，经由滤波器输出至天线元件的发送放大电路。
[0052]
低噪声放大器电路是对经由滤波器而得到的射频信号进行放大，并输出至RF信号处理电路的接收放大电路。
[0053] RF信号处理电路通过频率下变换等针对从天线元件经由接收信号路径而输入的射频接收信号进行信号处理，将进行该信号处理而生成的接收信号输出至基带信号处理电路。此外，RF信号处理电路3通过频率上变换等而对从基带信号处理电路输入的发送信号进行信号处理，将进行该信号处理而生成的高频发送信号输出至功率放大器电路。RF信号处理电路3例如是RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit：射频集成电路)。
[0054] 由基带信号处理电路处理后的信号例如作为图像信号而被用于图像显示，或者作为
声音信号而被用于通话。
[0055] 另外，射频前端电路也可以在滤波器、功率放大器电路、以及低噪声放大器电路之间具备其他的电路元件。
[0056] 进而，射频前端电路以及通信装置并不限定于具备滤波器的构成。
[0057] 此外，通信装置也可以根据射频信号的处理方式而具备基带信号处理电路。
[0058] 上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的
修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
