滤波器和调整滤波器电路的方法、通信设备与流程

1.本发明涉及滤波器技术领域，特别地涉及一种滤波器和调整滤波器电路的方法、通信设备。


背景技术：

2.常规的滤波器的一种典型拓扑结构如图1所示，图1是根据现有技术中的声波滤波器的一种结构的示意图。这种滤波器10中，输入端131和输出端132之间有电感121、122以及多个谐振器(通常称作串联谐振器)101～104，各串联谐振器的连接点与接地端之间的多个支路(通常称作并联支路)上分别设置有谐振器111～113(通常称作并联谐振器)，以及电感123～125。各并联谐振器上添加有质量负载层，使并联谐振器的频率和串联谐振器的频率具有差异从而形成滤波器的通带。
3.滤波器是由多个谐振器通过一定的连接形式再加上匹配电路组成的。滤波器在实际的物理版图连接有多种排布和连接形式，而不同的排布和连接对滤波器的性能有较大的影响。通常滤波器中存在一些对性能不利的耦合和额外的损耗，亟需提出新的滤波器、调整滤波器电路的方法以及通信设备。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提出一种滤波器和调整滤波器电路的方法、通信设备，有利于改善抑制，插损和功率容量。
5.本发明第一方面提出一种滤波器，所述滤波器的芯片面积小于等于0.4mm2，所述滤波器的长宽比大于等于1.1，并且/或者，所述滤波器的输入焊盘与输出焊盘二者的间距大于350微米；或者，所述滤波器的长宽比大于等于1.2，并且/或者，所述滤波器的输入焊盘与输出焊盘二者的间距大于400微米。
6.可选地，所述滤波器具有：设置在输入端与输出端之间的多个串联谐振器，所述输入端、多个串联谐振器以及输出端位于所述芯片的版图对角线上；至少一个靠近输入端的并联谐振器及对应并联谐振器的接地焊盘，该并联谐振器及该接地焊盘位于所述对角线的第一侧；至少一个靠近输出端的并联谐振器及对应的接地焊盘，该并联谐振器及该接地焊盘位于所述对角线的第二侧。
7.可选地，所述至少一个靠近输入端的并联谐振器对应的接地焊盘与所述输入焊盘之间的第一距离，小于所述至少一个靠近输出端的并联谐振器对应的接地焊盘与所述输入焊盘之间的第二距离，以及，所述至少一个靠近输出端的并联谐振器对应的接地焊盘与输出焊盘之间的第三距离，小于所述至少一个靠近输入端的并联谐振器对应的接地焊盘与输出焊盘之间的第四距离。
8.可选地，所有串联谐振器中至少具有两个谐振器频率不同，并且所有串联谐振器中至少具有两个谐振器频率不同，所述所有串联谐振器中的最低频率的谐振器的频率，高于所述所有并联谐振器中的最高频率的谐振器的频率。
9.可选地，所述谐振器为凸多边形谐振器，各个所述凸多边形谐振器之间采用非最窄边进行电连接。
10.可选地，还包括：用于连接焊盘和谐振器或者用于连接两个谐振器的连接结构，其中，所述焊盘、所述谐振器及所述连接结构三者之间的最小夹角的角度大于90
°
或者大于120
°
。
11.本发明第二方面提出一种调整滤波器电路的方法，所述滤波器的芯片面积小于等于0.4mm2，包括如下步骤：设置所述滤波器的长宽比大于等于1.1，并且/或者，设置所述滤波器的输入焊盘与输出焊盘二者的间距大于350微米；或者，设置所述滤波器的长宽比大于等于1.2，并且/或者，设置所述滤波器的输入焊盘与输出焊盘二者的间距大于400微米。
12.可选地，所述滤波器的输入端与输出端之间具有多个串联谐振器，所述滤波器具有至少一个靠近输入端的并联谐振器及对应的接地焊盘，所述滤波器具有至少一个靠近输出端的并联谐振器及对应的接地焊盘，所述方法还包括如下步骤：将所述输入端、多个串联谐振器以及输出端设置在芯片版图对角线上；将所述至少一个靠近输入端的并联谐振器及对应的接地焊盘设置在所述对角线的第一侧；将所述至少一个靠近输出端的并联谐振器及对应的接地焊盘设置在所述对角线的第二侧。
13.可选地，还包括：设置所述至少一个靠近输入端的并联谐振器对应的接地焊盘与所述输入焊盘之间的第一距离，小于所述至少一个靠近输出端的并联谐振器对应的接地焊盘与所述输入焊盘之间的第二距离，以及，设置所述至少一个靠近输出端的并联谐振器对应的接地焊盘与输出焊盘之间的第三距离，小于所述至少一个靠近输入端的并联谐振器对应的接地焊盘与输出焊盘之间的第四距离。
14.可选地，还包括：设置所述所有串联谐振器中的最低频率的谐振器的频率使其高于所述所有并联谐振器中的最高频率的谐振器的频率。
15.可选地，所述谐振器为凸多边形谐振器，还包括：在各个所述凸多边形谐振器之间采用非最窄边进行电连接。
16.可选地，所述滤波器还包括用于连接焊盘和谐振器或者用于连接两个谐振器的连接结构，该方法还包括：设置所述焊盘、所述谐振器及所述连接结构三者之间的最小夹角的角度大于90
°
或者大于120
°
。
17.本发明第三方面提出一种通信设备，包括本发明公开的任一项滤波器。
18.根据本发明的技术方案，通过一些特定的排布方式和尺寸规则，可以避免滤波器中产生对性能不利的耦合和额外的损耗，有利于改善抑制，插损和功率容量。
附图说明
19.为了说明而非限制的目的，现在将根据本发明的优选实施例、特别是参考附图来描述本发明，其中：
20.图1是根据现有技术的滤波器的拓扑结构示意图；
21.图2是根据本发明实施方式的滤波器的版图排布示意图；
22.图3a是两个谐振器宽边电连接示意图，图3b是两个谐振器窄边电连接示意图；
23.图4a是特定角度大于120
°
时的电流分布示意图，图4b是特定角度大于90
°
时的电流分布示意图；
24.图5是本发明实施方式和现有技术的滤波器的带外抑制的对比曲线图。
具体实施方式
25.本发明实施方式中，通过一些特定的排布方式和尺寸规则，可以避免滤波器中产生对性能不利的耦合和额外的损耗，有利于改善抑制，插损和功率容量。以下具体加以说明。
26.图2是本发明实施方式的滤波器的版图排布示意图。其中in，out分别为输入焊盘和输出焊盘，g1、g2、g3分别为对地焊盘。s1至s5为串联谐振器，p1至p4为并联谐振器。图2中的粗黑实线并非实体焊线，仅是虚拟线条，它表示“输入焊盘-串联谐振器-输出焊盘”的信号从输入到输出的流通情况。上图中谐振器的数量只是示意，实际本发明实施方式的滤波器并不限定于上述数量的谐振器，实际限定串联和并联谐振器分别至少有1个和2个。为了简便，图2中各个谐振器之间以及谐振器和焊盘之间的连线未标出。其中a和b分别为滤波器版图区域的长和宽，其中a》b，滤波器的尺寸s＝a*b，长宽比k＝a/b。输入焊盘、输出焊盘之间的距离即为in和out之间的直线距离l。本发明实施方式的滤波器，当芯片面积s小于等于0.4mm2时，k大于等于1.1并且/或者l大于等于350微米，更优的是k大于等于1.2并且/或者l大于等于400微米。注意上述的芯片面积是指未封装的裸芯片面积。本发明实施方式的滤波器可以保证在小尺寸的芯片中，输入输出有足够的距离，可以避免输入输出之前产生的不利耦合，有助于改善带外抑制。
27.输入焊盘in、输出焊盘out以及中间的串联谐振器s1至s5分布在版图对角线上。至少有一个靠近输入的并联谐振器p1(包括对应的接地焊盘g1)以及至少有一个靠近输出的并联谐振器p4(包括对应的接地焊盘g4)分布在串联谐振器的两侧(即图2中黑色曲线对应的谐振器的两侧虚线框中的器件结构)。s1至s5的串联谐振器连接到输入焊盘in和输出焊盘out之间，并联谐振器分别连接到串联支路和对地焊盘之间。其中，至少一个靠近输入的并联谐振器p1和至少一个靠近输出的并联谐振器p4要分散在s1至s5这条连线的两侧，而不能分布在同一侧。上述设置可以避免多个并联谐振器之间以及多个并联谐振器对应的连线之间产生不利耦合，从而避免了带外抑制恶化。
28.至少有一个靠近输入的并联谐振器对应的接地焊盘(比如g1或者g2)，距离输入焊盘in的第一距离，小于靠近输出的并联谐振器对应的接地焊盘(比如g3或者g4)距离输入焊盘in的第二距离；至少有一个靠近输出的并联谐振器对应的接地焊盘(比如g3或者g4)距离输出焊盘out的第三距离，小于靠近输入的并联谐振器对应的接地焊盘(比如g1或者g2)距离输出焊盘out的第四距离。比如至少有一个g1和in的距离要小于in到g3的距离，至少有一个g4和out的距离要小于out到g2的距离。上述设置可以避免输入/输出和多个并联谐振器之间以及输入焊盘、输出焊盘和和多个并联谐振器对应的连线之间产生不利耦合，从而避免了带外抑制恶化。
29.所有串联谐振器中至少具有两个谐振器频率不同，并且所有串联谐振器中至少具有两个谐振器频率不同。换言之，所有串联谐振器s1至s5和所有并联谐振器p1至p4分别至少有两个频率的谐振器。串联谐振器s1至s5中最低频率的谐振器的谐振频率需要高于并联谐振器p1至p4中最高频率的谐振器的谐振频率，这样可以使整个通带具有良好的匹配。
30.各个谐振器可以为凸多边形谐振器，各个凸多边形谐振器之间采用非最窄边进行
电连接。例如，当多边形谐振器s1和s2为四边形时，采用图3a所示的宽边电连接，而非采用图3b所示的窄边电连接。采用最窄的连线会增加谐振器的损耗。当使用非最窄边进行电连接时，连线引入的电阻更小，因此具有更好的插损。
31.本发明实施方式中的滤波器还可包括用于连接焊盘和谐振器或者用于连接两个谐振器的连接结构。焊盘包括输入焊盘、输出焊盘和接地焊盘；谐振器包括串联谐振器和并联谐振器。焊盘、连接结构以及谐振器的电极层都是金属材料，连接之后形成了多边形的整块金属。优选地，焊盘、谐振器及连接结构三者之间的最小夹角的角度大于90
°
，或者，大于120
°
，这样可以避免应力集中和电流集中，从而避免增加连接损耗和恶化功率容量。图4a和图4b分别示出了夹角角度大于120
°
和等于90
°
时谐振器的电极层上的电流分布示意图。如图4a所示，角度1大于120
°
度时，电流密度较小，为5.4803
×
*103a/m；如图4b所示，角度2为90
°
时，电流密度较大，为7.1365
×
103a/m，因此增加夹角角度可以避免高功率下的器件损坏，从而提高功率容量。
32.图5是本发明实施方式和现有技术的滤波器的带外抑制的对比曲线图。其中实线是本发明实施方式的滤波器的情况，虚线是现有技术的滤波器的情况。可以看出本发明实施方式的滤波器的外带抑制得到了改善。
33.另外，本发明实施方式的滤波器的情况同样适用于双工器或者多工器。对于多颗滤波器连接的情况，其中每个滤波器按照本上文公开的方式除了可以改善带外抑制，还会改善相互之间的隔离度。
34.本发明实施方式涉及的滤波器电路中，滤波器的芯片面积可小于等于0.4mm2，调整滤波器电路的方法可以包括如下步骤：设置滤波器的长宽比大于等于1.1，并且/或者，设置滤波器的输入焊盘与输出焊盘二者的间距大于350微米；或者，设置滤波器的长宽比大于等于1.2，并且/或者，设置滤波器的输入焊盘与输出焊盘二者的间距大于400微米。
35.该调整滤波器电路的方法中，滤波器的输入端与输出端之间具有多个串联谐振器，滤波器具有至少一个靠近输入端的并联谐振器及对应的接地焊盘，滤波器具有至少一个靠近输出端的并联谐振器及对应的接地焊盘，该方法还包括如下步骤：将输入端、多个串联谐振器以及输出端设置在芯片版图对角线上；将至少一个靠近输入端的并联谐振器及对应的接地焊盘设置在对角线的第一侧；将至少一个靠近输出端的并联谐振器及对应的接地焊盘设置在对角线的第二侧。
36.该方法还可以包括：设置至少一个靠近输入端的并联谐振器对应的接地焊盘与输入焊盘之间的第一距离，小于至少一个靠近输出端的并联谐振器对应的接地焊盘与输入焊盘之间的第二距离，以及，设置至少一个靠近输出端的并联谐振器对应的接地焊盘与输出焊盘之间的第三距离，小于至少一个靠近输入端的并联谐振器对应的接地焊盘与输出焊盘之间的第四距离。
37.另外，该方法还可以包括：设置所有串联谐振器中的最低频率的谐振器的频率，高于所有并联谐振器中的最高频率的谐振器的频率。
38.在滤波器的谐振器为凸多边形谐振器的情况下，该方法还可以包括：设置各个凸多边形谐振器之间采用非最窄边进行电连接。
39.滤波器还包括用于连接焊盘和谐振器或者用于连接两个谐振器的连接结构，该方法还包括：设置焊盘、谐振器及连接结构三者之间的最小夹角的角度大于90
°
或者大于
120
°
。
40.本发明实施方式的通信设备包括本文公开的任一项滤波器。
41.根据本发明的技术方案，通过一些特定的排布方式和尺寸规则，可以避免滤波器中产生对性能不利的耦合和额外的损耗，有利于改善带外抑制和插入损耗性能，降低功率密度，提升功率容量。
42.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。