一种双工器 |
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| 申请号 | CN202410350467.2 | 申请日 | 2024-03-26 | 公开(公告)号 | CN117955456A | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
| 申请人 | 成都频岢微电子有限公司; | 发明人 | 赵孟娟; 董元旦; 何宇; 马东宏; 向德亮; 马增红; 杨涛; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种双工器，属于声表面波 滤波器 技术领域，包括位于天线端和发射端之间的发射滤波器，以及位于天线端和接收端之间的接收滤波器；发射滤波器包括第一 串联 谐振器 、第二串联谐振器、第三串联谐振器、第四串联谐振器、第五串联谐振器、第一并联谐振器、第二并联谐振器、第三并联谐振器以及第四并联谐振器；接收滤波器包括第六串联谐振器、第七串联谐振器、第五并联谐振器、第六并联谐振器和DMS型滤波器。本发明实现了双工器体积小以及功率容量足够的优势。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种双工器，其特征在于，包括位于天线端（1）和发射端（2）之间的发射滤波器，以及位于天线端（1）和接收端（3）之间的接收滤波器； |
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| 说明书全文 | 一种双工器技术领域背景技术[0002] 在当前无线通信中，射频前端是最重要的模块电路之一，射频前端中的滤波器尤其是双工器又是前端模块中重要的模块，双工器通常由两组不同频率的带通滤波器组成，即发射通带滤波器和接收通带滤波器。在现有的双工器设计中，考虑到要满足产品的功率需求，发射通带滤波器均为梯形结构滤波器，梯形滤波器本身就存在面积占有率大的问题，因此双工器的小型化一直是一个限制产品成本的主要因素。如何在不增加滤波器面积的情况下，保证足够的功率容量，同时保证滤波器在发射和接收频段的隔离度，是研究人员一直致力研究的方向和急需解决的问题。 发明内容[0003] 针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种双工器，解决了现有双工器想要达到发射端功率大，则需要大体积的问题。 [0004] 为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种双工器，包括位于天线端和发射端之间的发射滤波器，以及位于天线端和接收端之间的接收滤波器；所述发射滤波器包括第一串联谐振器、第二串联谐振器、第三串联谐振器、第四串联谐振器、第五串联谐振器、第一并联谐振器、第二并联谐振器、第三并联谐振器以及第四并联谐振器； 所述接收滤波器包括第六串联谐振器、第七串联谐振器、第五并联谐振器、第六并联谐振器和DMS型滤波器； 所述第六串联谐振器与第一串联谐振器通过天线端连接，所述第二并联谐振器、第三并联谐振器和第四并联谐振器共地连接；所述第一并联谐振器与第五并联谐振器共地连接；所述DMS型滤波器的接地端与第六并联谐振器共地连接。 [0005] 本发明的有益效果是：本发明通过上述结构的设计，其双工器最终尺寸为1210um*870um，在1612封装中实现了体积小，功率容量足够的优势。 [0006] 进一步地，所述第一串联谐振器的一端与公共信号端连接，所述第一串联谐振器的一端与天线端连接，所述第一串联谐振器的另一端分别与第一并联谐振器的一端以及第二串联谐振器的一端连接，所述第一并联谐振器的另一端接地，所述第二串联谐振器的另一端分别与第二并联谐振器的一端以及第三串联谐振器的一端连接，所述第二并联谐振器的另一端接地，所述第三串联谐振器的另一端分别与第三并联谐振器的一端以及第四串联谐振器的一端连接，所述第三并联谐振器的另一端接地，所述第四串联谐振器的另一端与第五串联谐振器的一端连接，所述第五串联谐振器的另一端分别与第四并联谐振器的一端和发射端连接，所述第四并联谐振器的另一端接地。 [0007] 再进一步地，所述第六串联谐振器的一端与天线端连接，所述第六串联谐振器的另一端分别与第五并联谐振器的一端以及DMS型滤波器的输入端连接，所述第五并联谐振器的另一端接地，所述DMS型滤波器的输出端与第七串联谐振器的一端连接，所述DMS型滤波器的接地端接地，所述第六并联谐振器的一端与第七串联谐振器的一端以及DMS型滤波器的输出端连接，所述第七串联谐振器的输出端与接收端连接，所述第六并联谐振器的另一端接地。 [0008] 再进一步地，所述第二并联谐振器的另一端、第三并联谐振器的另一端和第四并联谐振器的另一端共地连接；所述第一并联谐振器的另一端与第五并联谐振器的另一端共地连接；所述DMS型滤波器的接地端与第六并联谐振器的另一端共地连接。 [0009] 上述进一步方案的有益效果是：通过多个谐振器共地，减少接地数量，可减小体积。 [0010] 再进一步地，所述第二并联谐振器为抑制谐振器。 [0011] 上述进一步方案的有益效果是：本发明利用抑制谐振器代替并联谐振器，在发射滤波器频段上，与抑制谐振器相连的两个串联谐振器相当于是同一级，即两个串联的谐振器。在整个发射滤波器上，相当于将4级串联谐振器与4级并联谐振器的结构简化为3级串联谐振器与3级并联谐振器的结构，其中与发射端连接的第一级谐振器拆分成两个谐振器串联，与发射端连接的第二级谐振器也拆分成两个谐振器串联，这样的结构电容面积大，功率容量可以得到保证。 [0012] 再进一步地，所述第四串联谐振器与第五串联谐振器的波长不同，所述第三串联谐振器和第二串联谐振器的波长不同；所述第五串联谐振器的电容大于第四串联谐振器的电容，所述第四串联谐振器的频率高于第五串联谐振器的频率，所述第三串联谐振器的电容大于第二串联谐振器的电容，所述第二串联谐振器的频率高于第三串联谐振器的频率。 [0013] 上述进一步方案的有益效果是：本发明通过设置不同的波长，使信号从发射端进入发射滤波器时，每个串联谐振器承受的功率会被分散，同时，设置不同的频率，其该双工器所承受的耐电力最优。 [0014] 再进一步地，所述第一串联谐振器、第二串联谐振器、第三串联谐振器、第四串联谐振器、第五串联谐振器、第一并联谐振器、第二并联谐振器、第三并联谐振器、第四并联谐振器、第六串联谐振器、第七串联谐振器、第五并联谐振器以及第六并联谐振器均包括IDT电极、汇流条以及反射栅；所述反射栅位于IDT电极的上下两端，所述汇流条位于IDT电极的左右两边。 附图说明 [0015] 图1所示为一个LC谐振滤波器电路示意图。 [0016] 图2所示为一个谐振器串联拆分示意图。 [0017] 图3所示为本发明实施例的滤波器的电路原理图。 [0018] 图4所示为本发明实施例的滤波器的电路结构图。 [0019] 图5所示为对比例的滤波器的电路原理图。 [0020] 其中，1‑天线端，2‑发射端，3‑接收端。 具体实施方式[0021] 下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。 [0022] 实施例本发明的目的是提供一种发射通带滤波器体积小，且功率满足使用要求的双工器。 [0023] 如图1所示，一个串联谐振器S1和一个并联谐振器P1组成一个LC谐振滤波器，常规的双工器设计中，为保证滤波器在接收频段的隔离度，发射通带滤波器设计通常为4级串联谐振器与4级并联谐振器，或4级串联谐振器与3级并联谐振器组成的结构，同时为了保证发射滤波器的功率耐受性满足使用要求，一般的，发射端的前两级串联谐振器均要从一个谐振器拆分成两个串联的谐振器。如图2所示，图2中，S1为第一串联谐振器，S11和S12为第一串联谐振器S1拆分后的两个串联谐振器，其电容关系为CS1= Cs11* Cs12/( Cs11+ Cs12),若Cs11= Cs12，则CS11=2* CS1，其中，Cs11和Cs12表示拆分后的两个串联谐振器的电容，CS1表示第一串联谐振器的电容。一个谐振器的电容为C，两个电容串联后为达到同等的电容值C，单个谐振器电容为C1，其中，C=C1*C1/(C1+C1)，因此C1=2*C，因此两个串联谐振器中的单个谐振器的电容为原来单个谐振器电容的2倍，则该谐振器可以承受的功率容量更大，但拆分后的总电容面积为原谐振器电容面积的4倍，带来体积大的问题。 [0024] 如图3和图4所示，图4中，①为天线端，②为发射端，③为接收端，④、⑤和⑥均为接地端。本发明提供了一种双工器，包括位于天线端1和发射端2之间的发射滤波器，以及位于天线端1和接收端3之间的接收滤波器；所述发射滤波器包括第一串联谐振器S1、第二串联谐振器S2、第三串联谐振器S3、第四串联谐振器S4、第五串联谐振器S5、第一并联谐振器P1、第二并联谐振器P2、第三并联谐振器P3以及第四并联谐振器P4；所述接收滤波器包括第六串联谐振器S6、第七串联谐振器S7、第五并联谐振器P5、第六并联谐振器P6和DMS型滤波器；所述第六串联谐振器S6与第一串联谐振器S1通过天线端1连接，所述第二并联谐振器P2、第三并联谐振器P3和第四并联谐振器P4共地连接；所述第一并联谐振器P1与第五并联谐振器P5共地连接；所述DMS型滤波器的接地端与第六并联谐振器P6共地连接。 [0025] 所述第一串联谐振器S1的一端与天线端1连接，所述第一串联谐振器S1的另一端分别与第一并联谐振器P1的一端以及第二串联谐振器S2的一端连接，所述第一并联谐振器P1的另一端接地，所述第二串联谐振器S2的另一端分别与第二并联谐振器P2的一端以及第三串联谐振器S3的一端连接，所述第二并联谐振器P2的另一端接地，所述第三串联谐振器S3的另一端分别与第三并联谐振器P3的一端以及第四串联谐振器S4的一端连接，所述第三并联谐振器P3的另一端接地，所述第四串联谐振器S4的另一端与第五串联谐振器S5的一端连接，所述第五串联谐振器S5的另一端分别与第四并联谐振器P4的一端和发射端2连接，所述第四并联谐振器P4的另一端接地。 [0026] 所述第六串联谐振器S6的一端与天线端1连接，所述第六串联谐振器S6的另一端分别与第五并联谐振器P5的一端以及DMS型滤波器的输入端连接，所述第五并联谐振器P5的另一端接地，所述DMS型滤波器的输出端与第七串联谐振器S7的一端连接，所述DMS型滤波器的接地端3接地，所述第六并联谐振器P6的一端与第七串联谐振器S7的一端以及DMS型滤波器的输出端连接，所述第七串联谐振器S7的输出端与接收端3连接，所述第六并联谐振P6器的另一端接地。 [0027] 所述第二并联谐振器P2的另一端、第三并联谐振器P3的另一端和第四并联谐振器P4的另一端共地连接；所述第一并联谐振器P1的另一端与第五并联谐振器P5的另一端共地连接；所述DMS型滤波器的接地端与第六并联谐振器P6的另一端共地连接。 [0028] 所述第二并联谐振器P2为抑制谐振器。 [0029] 所述第四串联谐振器S4与第五串联谐振器S5的波长不同，所述第三串联谐振器S3和第二串联谐振器S2的波长不同；所述第五串联谐振器S5的电容大于第四串联谐振器S4的电容，所述第四串联谐振器S4的频率高于第五串联谐振器S5的频率，所述第三串联谐振器3的电容大于第二串联谐振器S2的电容，所述第二串联谐振器S2的频率高于第三串联谐振器S3的频率。 [0030] 所述第一串联谐振器S1、第二串联谐振器S2、第三串联谐振器S3、第四串联谐振器S4、第五串联谐振器S5、第一并联谐振器P1、第二并联谐振器P2、第三并联谐振器P3、第四并联谐振器P4、第六串联谐振器S6、第七串联谐振器S7、第五并联谐振器P5以及第六并联谐振器P6均包括IDT电极、汇流条以及反射栅；所述反射栅位于IDT电极的上下两端，所述汇流条位于IDT电极的左右两边。 [0031] 本实施例中，DMS型滤波器为双模声表面波滤波器（Double‑mode SAW，以下均简称为DMS）。 [0032] 本实施例中，发射滤波器中的第二并联谐振器P2为抑制谐振器，抑制谐振器作用频率在接收滤波器通带的高端，第二并联谐振器P2的参数：波长=2*1.741um，对数=35对，孔径=37um。本发明利用抑制谐振器代替并联谐振器，在发射滤波器频段上，与抑制谐振器相连的两个串联谐振器相当于是同一级，即两个串联的谐振器。在整个发射滤波器上，相当于将4级串联谐振器与4级并联谐振器的结构简化为3级串联谐振器与3级并联谐振器的结构，其中与发射端2连接的第一级谐振器拆分成两个谐振器串联，与发射端2连接的第二级谐振器也拆分成两个谐振器串联，这样的结构电容面积大，功率容量可以得到保证。 [0033] 本实施例中，第四串联谐振器S4和第五串联谐振器S5的波长不同，第三串联谐振器S3和第二串联谐振器S2的波长也不同，这样信号从发射端2进入发射滤波器时，每个串联谐振器承受的功率被分散，常规的，谐振频率越高在相同频点上所能承受的功率越大。基于此，在电路设计时，第五串联谐振器S5的电容设置大于第四串联谐振器S4，同时第四串联谐振器S4的频率高于第五串联谐振器S5；类似的，第三串联谐振器S3的电容设置大于第二串联谐振器S2，同时第二串联谐振器S2的频率高于第三串联谐振器S3，如此设置后，该双工器所能承受的耐电力为最优。 [0034] 本实施例的双工器最终尺寸为1210um*870um，在1612封装中实现了体积小，功率容量足够的优势。 [0035] 在对比例中，如图5所示，1为天线端，2为发射端，3为接收端；发射端2与天线端1之间为发射滤波器，包含第一串联臂S1、第一并联臂P1、第二串联臂S2、第二并联臂P2、第三串联臂拆分为两个串联谐振器，分别为 S3和S31，第三并联臂P3、第四串联臂S4、第五串联臂S5以及第四并联臂P4。天线端1与接收端3之间为接收滤波器，包含第六串联臂S6、第五并联臂P5、5阶DMS型滤波器DMS、第七串联臂S7和第六并联臂P6。对比例中为了保证双工器能承受足够的功率，将靠近发射端的两级串联谐振器进行了拆分，由前可知，串联拆分后谐振器的面积变为原来的4倍，增大了双工器的体积。 |
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