專利名稱：平衡濾波器和雙工器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及平衡濾波器和雙工器，更具體地涉及一種包括平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的平衡濾波器和雙工器。
背景技術(shù)：
在近些年，存在著這樣的情形在接收側(cè)上的信號是差動信號，以抑制高頻電路中的共模噪聲。伴隨著該趨勢，用于接收電路的一些高頻裝置是差動類型(平衡類型)的。更具體地說，使用平衡低噪聲放大器(LNA)和平衡混頻器。
圖1是在配備有平衡混頻器128的便攜式電話裝置的天線附近的接收電路的框圖。通過公共端子(天線端子)Ant接收的信號由LNA 122放大。非平衡接收濾波器124消除不必要的信號分量?；祛l器128將該信號轉(zhuǎn)換為低頻信號。由于平衡混頻器128具有平衡輸入，因此將用于非平衡向平衡的轉(zhuǎn)換的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器126連接在非平衡接收濾波器124與平衡混頻器128之間。
圖2是在配備有平衡LNA 136和平衡混頻器138的便攜式電話裝置的天線附近的接收電路的框圖。通過公共端子(天線端子)Ant接收的信號經(jīng)過非平衡天線雙工器132，并到達(dá)接收電路。在由平衡LNA 136放大之后，該信號由平衡混頻器138轉(zhuǎn)換為低頻信號。由于該LNA 136具有平衡輸入，因此將用于非平衡向平衡的轉(zhuǎn)換的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器134連接在非平衡天線雙工器132與該LNA 136之間。
常常使用圖3中所示的梯形濾波器來作為非平衡接收濾波器124或非平衡天線雙工器132。將該梯形濾波器設(shè)計為，在輸入端子In與輸出端子Out之間串聯(lián)連接有串聯(lián)臂諧振器S1至S4并且并聯(lián)連接有并聯(lián)臂諧振器P1和P2。這些諧振器例如可以是表面聲波諧振器、邊界聲波諧振器或壓電薄膜諧振器。
圖4A是表面聲波諧振器的平面圖。圖4B是沿圖4A的線A-A截取的該表面聲波諧振器的剖面圖。如圖4A所示，在壓電基板50上形成有梳狀電極(IDT叉指式換能器)，在該IDT的兩側(cè)上形成有反射器R0。輸入端子In和輸出端子Out連接到該IDT。如圖4B所示，在壓電基板50上利用金屬膜形成電極52(其形成IDT和反射器R0)。在該表面聲波諧振器中，由IDT激發(fā)的聲波成為壓電基板50的表面上的駐波，并以由IDT的電極52的指間距(pitch)和表面聲波的傳播速度所確定的頻率諧振。利用該結(jié)構(gòu)，表面聲波諧振器充當(dāng)一諧振器。
圖5A是邊界聲波諧振器的平面圖。圖5B是沿圖5A的線A-A截取的該邊界聲波諧振器的剖面圖。不同于圖4A和4B中所示的結(jié)構(gòu)，該邊界聲波諧振器具有形成在IDT和反射器R0上的介電膜54和介電膜56。該結(jié)構(gòu)的其他方面與上述表面聲波諧振器的那些方面相同。在該邊界聲波諧振器中，由IDT激發(fā)的聲波成為介電膜54中的駐波，介電膜54是在壓電基板50與介電膜56之間的中間層。然后，該駐波以由IDT的電極52的指間距和邊界聲波的傳播速度所確定的頻率諧振。
圖6A是壓電薄膜諧振器的平面圖。圖6B是沿圖6A的線A-A截取的該壓電薄膜諧振器的剖面圖。在絕緣基板60上形成有下電極62和上電極66，以在其間插入壓電膜64。在下電極62的下方存在有空隙68或多層反射膜等。當(dāng)在下電極62與上電極66之間施加高頻信號時，在壓電膜64中產(chǎn)生厚度縱向振動的駐波，該駐波以由壓電膜64的膜厚度和厚度縱向振動的傳播速度所確定的頻率諧振。
圖7示出在非平衡濾波器或非平衡雙工器中使用的雙模表面聲波濾波器的示例。在該雙模濾波器中，在壓電基板50上形成有輸入IDT和輸出IDT，并且在這些IDT的外部布置有反射器R0。在圖7中，在兩個反射器R0之間設(shè)置有兩個輸出IDT(Out IDT)，在這兩個輸出IDT(Out IDT)之間設(shè)置有輸入IDT(In IDT)。將這兩個輸出IDT(Out IDT)的輸出連接到輸出端子Out。將輸入IDT連接到輸入端子In。在該雙模邊界聲波濾波器中，在圖7中所示的IDT和反射器R0上形成有圖5B所示的介電膜54和介電膜56。
利用發(fā)送濾波器20、接收濾波器10和匹配電路30來形成非平衡天線雙工器。圖8示出包括用作發(fā)送濾波器20和接收濾波器10的梯形濾波器的非平衡雙工器的結(jié)構(gòu)。發(fā)送濾波器20連接在公共端子Ant與發(fā)送端子Tx之間。發(fā)送濾波器20包括串聯(lián)臂諧振器S21至S24以及并聯(lián)臂諧振器P21和P22。接收濾波器10連接在公共端子Ant與接收端子Rx之間。接收濾波器10包括串聯(lián)臂諧振器S11至S14以及并聯(lián)臂諧振器P11至P13。匹配電路30設(shè)置在公共端子Ant與接收濾波器10之間。
現(xiàn)在描述可用作圖8中示出的雙工器的匹配電路30的裝置。圖9A示出帶狀線路/微帶狀線路。在容納濾波器芯片的陶瓷封裝的內(nèi)層的表面上形成該帶狀線路/微帶狀線路MS。圖9B和9C示出集總參數(shù)移相器。利用集成無源器件(IPD)或利用片式組件(例如片式電容器和片式電感器)來形成這些移相器。圖9D示出連接有并聯(lián)的電感器L1的諧振器S1。該諧振器S1例如可以是表面聲波諧振器、邊界聲波諧振器或壓電薄膜諧振器。該并聯(lián)的電感器L1可以是IPD或片式組件。
在圖1和圖2的電路中示出的用于非平衡向平衡轉(zhuǎn)換的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器通常具有高的插入損失，并且尺寸大，這增加了成本和重量。為了解決該問題，日本未審查專利公報第2000-114917號和第2002-359542號公開了在非平衡濾波器或非平衡雙工器中包含用于非平衡向平衡轉(zhuǎn)換的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的技術(shù)。利用該結(jié)構(gòu)，可以提供尺寸小、重量輕的平衡濾波器和雙工器。
圖10是平衡濾波器的電路圖。在非平衡輸入端子In與非平衡輸出端子T1之間，串聯(lián)地連接有串聯(lián)臂諧振器S1至S3，并聯(lián)地連接有并聯(lián)臂諧振器P1和P2。利用該結(jié)構(gòu)，形成非平衡梯形濾波器10。平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40包括非平衡端子T1和兩個平衡端子T21及T22。通過非平衡端子T1輸入的信號從這兩個平衡端子T21及T22輸出。在非平衡端子T1與平衡端子T21之間串聯(lián)地連接有第一電容器CS，第一電感器LP連接到平衡端子T21和接地。在非平衡端子T1與平衡端子T22之間串聯(lián)地連接有第二電感器LS，第二電容器CP連接到平衡端子T22和接地。利用該結(jié)構(gòu)，可以提供尺寸小、成本低的濾波器和雙工器，并且可以將這樣的濾波器和雙工器直接連接到平衡LNA和平衡混頻器。
但是，在利用在日本未審查專利公報第2000-114917號和第2002-359542號中公開的結(jié)構(gòu)形成平衡濾波器的情況下，會產(chǎn)生以下兩個問題。這兩個問題之一是平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的插入損耗高，濾波器相應(yīng)地具有高的插入損耗，這是因為采用了具有低Q值的集總參數(shù)器件。在日本未審查專利公報第2000-114917號和第2002-359542號中，利用接合線、表面聲波諧振器或壓電諧振器來形成平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的電感器，并利用表面聲波諧振器或壓電薄膜諧振器來形成電容器。在使用接合線、表面聲波諧振器或壓電薄膜諧振器作為電感器或電容器的情況下，Q值通常很低。因此，即使用接合線、表面聲波諧振器或壓電薄膜諧振器來構(gòu)造平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，插入損耗也會變得很高，從而未必能夠獲得作為便攜式電話系統(tǒng)所需要的性能。
第二個問題是作為平衡濾波器或雙工器的平衡特征低劣。該“平衡特征”包括從平衡濾波器的兩個平衡輸出端子輸出的差動信號之間的振幅差和相位差(分別稱為振幅平衡和相位平衡)。振幅平衡最好是0dB，相位平衡最好是180度。在平衡濾波器具有連接到非平衡濾波器的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的情況下(在下文中將把該平衡濾波器稱為包含平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的平衡濾波器)，該平衡濾波器的平衡特征基本上是所包含的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的平衡特征。一般來說，集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器在平衡特征方面并不優(yōu)良，振幅平衡為±0.5dB，相位平衡為180度±5度。
此外，如在日本未審查專利公報第2000-114917號和第2002-359542號中，在利用接合線、表面聲波諧振器或壓電薄膜諧振器來形成集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的電感器，并利用表面聲波諧振器或壓電薄膜諧振器來形成電容器的情況下，由于電感值和電容值的頻率依賴性，平衡特征進(jìn)一步劣化。振幅平衡變?yōu)椤?dB，而相位平衡變?yōu)?80度±10度。利用這種平衡特征，不能確保在以后的級中連接的高頻IC的高性能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種消除了上述缺點的平衡濾波器和雙工器。
本發(fā)明的更具體的目的是提供一種平衡濾波器和雙工器，該平衡濾波器和雙工器包括以具有高Q值的集總參數(shù)器件形成的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，以抑制損耗。本發(fā)明的另一具體目的是提供一種可以非常大地改善振幅平衡和相位平衡的平衡濾波器和雙工器。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種平衡濾波器，該平衡濾波器包括具有至少一個非平衡信號端子的濾波器；作為集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，其輸入或輸出基于從所述濾波器的所述非平衡信號端子輸入或輸出的信號而產(chǎn)生的具有不同相位的信號，該平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器以集成無源器件形成；以及安裝單元，在該安裝單元中以芯片倒裝方式安裝所述濾波器和所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種平衡濾波器，該平衡濾波器包括至少具有一個非平衡信號端子的濾波器；集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，其輸入或輸出基于從所述濾波器的所述非平衡信號端子輸入或輸出的信號而產(chǎn)生的具有不同相位的信號，該集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器具有兩個或更多個接地端子；以及接地電感器，該接地電感器連接在一節(jié)點與接地之間，所述節(jié)點由所述濾波器的至少一個接地端子和所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的至少一個所述接地端子共用。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種雙工器，該雙工器包括公共端子；以及連接到所述公共端子的兩個濾波器，所述兩個濾波器中的至少一個是如上所述的平衡濾波器。


本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點將通過結(jié)合附圖來閱讀以下詳細(xì)的描述而變得更清楚，在附圖中圖1是在配備有平衡混頻器的便攜式電話裝置的天線附近的接收電路的框圖；圖2是在配備有平衡低噪聲放大器和平衡混頻器的便攜式電話裝置的天線附近的接收電路的框圖；圖3是梯形濾波器的電路圖；圖4A是表面聲波諧振器的平面圖；圖4B是該表面聲波諧振器的剖面圖；圖5A是邊界聲波諧振器的平面圖；圖5B是該邊界聲波諧振器的剖面圖；圖6A是壓電薄膜諧振器的平面圖；圖6B是該壓電薄膜諧振器的剖面圖；圖7是雙模濾波器的平面圖；圖8是雙工器的電路圖；圖9A示出微帶狀線路；圖9B和9C示出集總參數(shù)移相器；圖9D是連接有并聯(lián)的電感器的諧振器的電路圖；圖10是具有連接到非平衡濾波器的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的濾波器的電路圖；圖11是例示平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的功能的框圖；圖12A至12C是示出形成平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的集總參數(shù)電路的示例的電路圖；圖13A和13B是示出形成平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的集總參數(shù)電路的其他示例的電路圖；圖14A至14C示出在平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的電感器L的Q值變化情況下的插入損耗、振幅平衡和相位平衡；圖15A至15C示出在平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的電容器C的Q值變化情況下的插入損耗、振幅平衡和相位平衡；圖16A是形成根據(jù)第一實施例的濾波器的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的集成無源器件的平面圖；圖16B是平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的電容器的剖面圖；圖17是根據(jù)第一實施例的濾波器的電路圖，該濾波器包括利用集成無源器件形成的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器；
圖18示出將根據(jù)第一實施例的濾波器安裝在疊層封裝中的示例情況；圖19A至19D示出未配備有平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的對比示例1和具有平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的第一實施例的帶通特征和平衡特征；圖20A和20B是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的濾波器A和濾波器B的電路圖；圖21A和21B是根據(jù)第二實施例的濾波器C和濾波器D的電路圖；圖22A至22C示出濾波器A至D的帶通特征和平衡特征；圖23A和23B是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的濾波器E和濾波器F的電路圖；圖24A至24C示出濾波器A、C、E和F的帶通特征和平衡特征；圖25A和25B示出對比示例4和本發(fā)明第四實施例；圖26A至26C示出將根據(jù)第四實施例的濾波器安裝在疊層封裝中的示例情況；圖27A和27B示出對比示例4和第四實施例的平衡特征的測量結(jié)果；圖28是根據(jù)對比示例5的雙工器的電路圖；圖29是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的雙工器的電路圖；圖30例示將根據(jù)第五實施例的雙工器安裝在疊層封裝中的示例情況；圖31A至31C示出對比示例5和第五實施例的帶通特征和平衡特征；圖32A和32B是根據(jù)對比示例6和本發(fā)明第六實施例的濾波器的電路圖；圖33是在對比示例6和第六實施例中使用的雙模濾波器的平面圖；圖34A至34C示出將根據(jù)第六實施例的濾波器安裝在疊層封裝中的示例情況；圖35A至35C示出對比示例6和第六實施例的帶通特征和平衡特征；圖36是根據(jù)本發(fā)明第七實施例的濾波器的電路圖；圖37是根據(jù)第七實施例的濾波器芯片的平面圖；圖38是根據(jù)本發(fā)明第八實施例的濾波器芯片的平面圖；
圖39A至39C例示在其中安裝根據(jù)第八實施例的濾波器的疊層封裝；以及圖40A至40C例示在其中安裝根據(jù)本發(fā)明第九實施例的濾波器的疊層封裝。
具體實施例方式
下面將參照附圖來描述本發(fā)明的實施例。
首先，描述以作為集總參數(shù)器件的電感器和電容器形成的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器(集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器)。圖11例示集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)。該集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器包括非平衡端子T1和兩個平衡端子T21及T22。在非平衡端子T1與平衡端子T21之間設(shè)置有將相位提前90度的電路42，在非平衡端子T1與平衡端子T22之間設(shè)置有將相位延遲90度的電路44。利用該結(jié)構(gòu)，將輸入到非平衡端子T1的信號從平衡端子T21及T22輸出為相位相差180度的信號。
圖12A至13B示出包括集總參數(shù)器件的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的示例。圖12A示出與圖10中所示的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，其包括T-CL電路和T-LC電路。圖12B所示的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器具有插入在非平衡端子T1與平衡端子T21之間的π-LCL電路以及插入在非平衡端子T1與平衡端子T22之間的π-CLC電路。圖12C所示的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器具有插入在非平衡端子T1與平衡端子T21之間的T-CLC電路以及插入在非平衡端子T1與平衡端子T22之間的π-CLC電路。圖13A所示的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器具有插入在非平衡端子T1與平衡端子T21之間的π-LCL電路以及插入在非平衡端子T1與平衡端子T22之間的T-LCL電路。圖13B所示的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器具有插入在非平衡端子T1與平衡端子T21之間的T-CLC電路以及插入在非平衡端子T1與平衡端子T22之間的T-LCL電路。
在這些集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器中的每一個中，在非平衡端子T1與平衡端子T21之間串聯(lián)地連接有第一電容器CS、CS1和CS2中的至少一個，并且在平衡端子T21與接地之間連接有第一電感器LP、LP1和LP2中的至少一個。另外，在非平衡端子T1與平衡端子T22之間串聯(lián)地連接有第二電感器LS、LS1和LS2中的至少一個，并且在平衡端子T22與接地之間連接有第二電容器CP、CP1和CP2中的至少一個。包括集總參數(shù)器件的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器不限于上述情況，可以做出上述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的各種組合。最經(jīng)常使用的電路是圖12A中示出的電路，其具有最小數(shù)量的元件。更具體地說，利用單個第一電容器CS、單個第一電感器LP、單個第二電感器LS和單個第二電容器CP來形成這種電路。
我們計算了最常用的并在圖12A中示出的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的帶通特性和平衡特性。對電感值和電容值進(jìn)行設(shè)置，以獲得針對PCS(個人通信服務(wù)，其是北美移動電話系統(tǒng))的接收頻帶(頻帶范圍1930MHz至1990MHz)的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。L和C這兩個值是由下面的等式(1)和(2)來表示L=Zin·Zout2πf015---(1)]]>C=12πf0Zin·Zout---(2)]]>其中Zin、Zout和f0別表示平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗、輸出阻抗和中心頻率。根據(jù)等式(1)和(2)，如果Zin＝50Ω、Zout＝100并且f0＝1960MHz，則L的值是5.74nH，而C的值是1.15pF。
為了檢查L和C的Q值對平衡特性的影響，通過變化L或C的Q值來計算平衡特性。圖14A至14C示出相對于頻率的衰減量、振幅平衡和相位平衡，其中C的Q值在2GHz處是固定在50，L的Q值是從10變化到50。相位平衡是由與180度的偏移來表示。更具體地說，當(dāng)相位平衡是0度時，來自平衡輸出端子1和2的輸出之間的相位差是180度。圖15A至15C示出相對于頻率的衰減量、振幅平衡和相位平衡，其中L的Q值在2GHz處固定在30，C的Q值是從30變化到70。
如從圖14A和15A所看到的，在通帶(接收頻帶)中的插入損耗的頻率依賴性基本上是恒定的，而與L和C的Q值無關(guān)。但是，隨著L和C的Q值變得越來越小，插入損耗變大。如在專利文獻(xiàn)1和2中，在使用接合線、表面聲波諧振器或壓電薄膜諧振器作為平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的電感器的情況下，L的Q值大約是10。在使用表面聲波諧振器或壓電薄膜諧振器作為電容器的情況下，C的Q值大約是20。因此，基于圖14A和15A的曲線圖，在專利文獻(xiàn)1和2的情況下的插入損耗變?yōu)榇蠹s0.7dB。
如從圖14B和15B所看到的，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的振幅平衡幾乎不表現(xiàn)出L和C的Q值依賴性，但表現(xiàn)出頻率依賴性。即使將振幅平衡設(shè)計為在接收頻帶的中心頻率處為0dB，但在接收頻帶的兩端處振幅平衡變?yōu)榇蠹s±0.3dB。
如從圖14C和15C所看到的，相位平衡表現(xiàn)出低的頻率依賴性，但當(dāng)L和C的Q值變小時相位平衡劣化。例如，在專利文獻(xiàn)1和2的情況下，相位平衡成為±8度，其中L的Q值是10，C的Q值是20。
在第一實施例中，以集成無源器件來形成平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，使得可以使用具有高Q值的L和C，并且可以使插入損耗和相位平衡更小。圖16A是構(gòu)成第一實施例的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的集成無源器件(IPD)芯片41的平面圖。圖16B是一電容器的剖面圖。如圖16A所示，在由石英等制成的基板70上形成有以諸如銅膜的金屬膜形成的螺旋形線圈72。如圖16B所示，在基板70上形成有以諸如銅膜的金屬膜形成的下電極76、以二氧化硅膜等形成的介電膜77和以金屬膜形成的上電極78，以形成MIM電容器74。如圖16A所示，MIM電容器74連接在非平衡端子T1與平衡端子T21之間作為第一電容器CS，而螺旋形線圈72連接在平衡端子T21與接地端子TG之間作為第一電感器LP。螺旋形線圈72連接在非平衡端子T1與平衡端子T22之間作為第二電感器LS，MIM電容器74連接在平衡端子T22與接地端子TG之間作為第二電容器CP。利用該結(jié)構(gòu)，形成了包括IPD的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40。
圖17是包括圖16A和16B示出的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的第一實施例的包含平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的濾波器的電路圖。如圖17所示，包括表面聲波串聯(lián)臂諧振器S1至S4和并聯(lián)臂諧振器P1至P4的非平衡梯形濾波器10連接在非平衡輸入端子In與非平衡端子T1之間。將圖16A和16B示出的IPD平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40連接到非平衡端子T1。從濾波器10的非平衡信號端子輸出的信號輸入到平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的非平衡端子T1，具有不同相位的信號(這些信號一般具有彼此相差180度的相位)輸入到平衡端子T21和T22。在IPD平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40中，在非平衡端子T1與平衡端子T21之間串聯(lián)地連接有第一電容器CS，在非平衡端子T1與平衡端子T21之間并聯(lián)地連接有第一電感器LP，在非平衡端子T1與平衡端子T22之間串聯(lián)地連接有第二電感器LS，在非平衡端子T1與平衡端子T22之間并聯(lián)地連接有第二電容器CP。
圖18示出在其中安裝第一實施例的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。將在其中形成有串聯(lián)臂諧振器S1至S4和并聯(lián)臂諧振器P1至P4的濾波器芯片11和在其中形成有平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的IPD芯片41以芯片倒裝方式安裝在具有空腔84的疊層封裝80中。設(shè)置金屬蓋作為疊層封裝80上的蓋82，以氣密地密封空腔84。
圖19A至19D示出第一實施例的包含平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的濾波器(平衡濾波器)的帶通特性、接收頻帶附近的放大圖、振幅平衡和相位平衡。圖19A和19B還示出作為不具有平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的對比示例1的非平衡濾波器的特征。如從圖19B所看到的，由于添加平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40所造成的插入損耗的增加大約是0.2dB。因此，在第一實施例中的插入損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于當(dāng)在專利文獻(xiàn)1和2的情況下添加平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器時計算出的0.7dB的插入損耗。如從圖19C所看到的，相對于中心頻率，接收頻帶任何一端處的振幅平衡是±0.3dB，再次獲得了圖14B和15B中示出的結(jié)果。如從圖19D所看到的，相位平衡是180度±3度，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在專利文獻(xiàn)1和2的情況下的±8度的相位平衡。
根據(jù)第一實施例，濾波器10至少具有一個非平衡信號端子，集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40基于從濾波器10的非平衡端子T1(非平衡信號端子)輸入和輸出的信號，輸入和輸出彼此具有不同相位的信號。第一實施例提供了利用集成無源器件形成的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40，以及在其中以芯片倒裝方式安裝濾波器10和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的疊層封裝80(安裝單元)。利用該結(jié)構(gòu)，可以使用具有高Q值的IPD電感器和IPD電容器，以降低插入損耗并提高相位平衡。在第一實施例中，使用疊層封裝80作為安裝單元。但是，可以使用包括基板和有機(jī)絕緣膜的封裝，只要該封裝可以容納濾波器10和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40。
在本發(fā)明的第二實施例中計算了在圖20A至21B中示出的四個濾波器A至D的帶通特性、振幅平衡和相位平衡。圖20A是濾波器A的電路圖。不同于在圖17中示出的濾波器，濾波器A將梯形濾波器10的并聯(lián)臂諧振器P1至P4的接地側(cè)連接到公共節(jié)點NG，并且在公共節(jié)點NG與接地之間連接有接地電感器LG。該結(jié)構(gòu)的其他方面與圖17所示的結(jié)構(gòu)的那些方面相同，在此省略對它們的說明。圖20B是濾波器B的電路圖。與濾波器A不同，濾波器B將平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的第一電感器LP的接地側(cè)連接到公共節(jié)點NG，并經(jīng)由接地電感器LG而接地。圖21A是濾波器C的電路圖。與濾波器A不同，濾波器C將平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的第二電容器CP的接地側(cè)連接到公共節(jié)點NG，并經(jīng)由接地電感器LG而接地。圖21B是濾波器D的電路圖。與濾波器A不同，濾波器D將平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的第一電感器LP和第二電容器CP的接地側(cè)連接到公共節(jié)點，并經(jīng)由接地電感器LG而接地。
圖22A至22C示出濾波器A至D的每一個的帶通特性、振幅平衡和相位平衡。如圖22A所示，在濾波器A至D中，帶通特性不發(fā)生大的變化。如圖22B所示，濾波器C具有比其它三個濾波器好得多的振幅平衡。例如，濾波器A的振幅平衡在接收頻帶內(nèi)是±0.3dB，而濾波器C的振幅平衡是±0.1dB。如圖22C所示，濾波器A的相位平衡在接收頻帶內(nèi)是180度±3度，而濾波器C的相位平衡是180度±1.5度。
根據(jù)第二實施例，在接地與濾波器10的接地端子的公共節(jié)點NG和具有兩個或更多個接地端子的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的至少一個接地端子之間設(shè)置接地電感器LG。利用該結(jié)構(gòu)，可以改善振幅平衡和相位平衡。
特別的是，在具有兩個或更多個接地端子的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的接地端子中，與濾波器10的接地端子一起連接到公共節(jié)點的接地端子是第二電容器CP的接地側(cè)的端子的情況下，可以極大地改善振幅平衡和相位平衡。
本發(fā)明的第三實施例是梯形濾波器10的并聯(lián)臂諧振器P1至P4的接地端子分成連接到兩個接地電感器的兩組的示例情況。如圖23A所示，在濾波器E中，梯形濾波器10的并聯(lián)臂諧振器P1經(jīng)由接地電感器LG1連接到接地，并聯(lián)臂諧振器P2至P4連接到公共節(jié)點NG2，在該節(jié)點NG2與接地之間連接有接地電感器LG2。平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的第二電容器CP的接地側(cè)也連接到節(jié)點NG2。
如圖23B所示，除了平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的第一電感器的接地側(cè)連接到濾波器10的并聯(lián)臂諧振器P1的接地側(cè)并經(jīng)由接地電感器LG1而接地之外，濾波器F與濾波器E相同。
圖24A至24C示出濾波器A、C、E和F的帶通特性、振幅平衡和相位平衡。如圖24A所示，在濾波器A、C、E和F之間，帶通特性基本上不發(fā)生變化。如圖24B所示，在濾波器C、E和F之間，振幅平衡基本上不發(fā)生變化。如圖24C所示，濾波器C的相位平衡在接收頻帶內(nèi)是180度±1.5度，而濾波器E和F的相位平衡是180度±1.0度。因此，濾波器E和F的相位平衡得到了改善。
在第二實施例的濾波器C中，濾波器10的全部并聯(lián)臂諧振器P1至P4的接地端子連接到平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的接地端子。但是，在第三實施例的濾波器E中，濾波器10的并聯(lián)臂諧振器P1至P4中的并聯(lián)臂諧振器P2至P4的接地端子連接到平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的至少一個接地端子，以改善相位平衡。更具體的說，濾波器10的并聯(lián)臂諧振器P2至P4的接地端子連接到接地電感器LG2，第二電容器CP的接地側(cè)也連接到該接地電感器LG2，而濾波器10的并聯(lián)臂諧振器P1的接地端子不連接到平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的接地側(cè)，而是連接到接地電感器LG1。利用該結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步改善相位平衡。
如同在濾波器F中，濾波器10的并聯(lián)臂諧振器P2至P4的接地端子連接到接地電感器LG2，第二電容器CP的接地側(cè)也連接到該接地電感器LG2，而濾波器10的并聯(lián)臂諧振器P1的接地端子連接到還連接到第一電感器LP的接地電感器LG1。利用該結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步改善相位平衡。
本發(fā)明的第四實施例是使用疊層封裝來制造第三實施例的濾波器E的示例情況。圖25A是作為對比示例4的濾波器的電路圖。接地電感器LG1連接到梯形濾波器10的并聯(lián)臂諧振器P1的接地側(cè)。并聯(lián)臂諧振器P2至P4的接地側(cè)連接到公共接地節(jié)點NG2，而在該公共節(jié)點NG與接地之間連接有接地電感器LG2。平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的接地端子獨立于濾波器10的接地端子而接地。圖25B示出與圖23A中所示的濾波器E相同的濾波器，在此省略對該濾波器的說明。
圖26A至26C示出根據(jù)第四實施例的在其中安裝濾波器的疊層封裝的各個層。圖26A示出在其上安裝芯片的芯片安裝層96的表面。圖26B示出芯片安裝層96下方的中間層94的表面。圖26C示出作為中間層94的底面的底部焊盤層92。這些層的每一層都是利用諸如陶瓷的絕緣材料來形成，并具有由銅或類似物制成的導(dǎo)電圖案和穿透該層且填充有導(dǎo)電材料的孔。應(yīng)注意的是，由黑點表示各層中形成的孔，由白點表示上一層的孔連接到的區(qū)域。如圖26A所示，濾波器芯片11和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器芯片41以芯片倒裝方式安裝在芯片安裝層96上。濾波器芯片11的節(jié)點NG2連接到具有突起的突起焊盤BF。平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器芯片41的第二電容器CP的接地側(cè)連接到具有突起的突起焊盤BC。突起焊盤BF和BC利用線路圖案LL1而相互連接，并通過孔V1連接到中間層94的線路圖案LL2。線路圖案LL2充當(dāng)接地電感器LG2。線路圖案LL2連接到接地底部焊盤GF，接地底部焊盤GF是在底部焊盤層92上形成的接地端子。利用上述結(jié)構(gòu)，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的第二電容器CP的接地端子和濾波器10的接地端子經(jīng)由接地電感器LG2連接到接地。圖25A中示出的對比示例4的濾波器也安裝在疊層封裝中。
圖27A和圖27B示出在圖25A中示出的對比示例4和在圖25B中示出的第四實施例的振幅平衡和相位平衡。如圖27A所示，第四實施例的振幅平衡是±(0.15至0.2)，這好于對比示例4的±0.3dB的振幅平衡。如圖27B所示，第四實施例的相位平衡是180度±0.5度，這好于對比示例4的180度±3度的相位平衡。如同圖24A至24C所示的計算結(jié)果，該實驗的結(jié)果表示第四實施例(第三實施例的濾波器E)的振幅平衡和相位平衡更好。
本發(fā)明的第五實施例是在雙工器中采用了第四實施例的濾波器的示例情況。圖28是對比示例5的雙工器的電路圖。在該雙工器中，在公共端子Ant與非平衡端子T1之間連接有具有串聯(lián)連接的串聯(lián)臂諧振器S11至S15和并聯(lián)連接的并聯(lián)臂諧振器P11至P14的接收濾波器10。最靠近接收濾波器10的公共端子Ant的串聯(lián)臂諧振器S11并聯(lián)地連接有電感器L11。在并聯(lián)臂諧振器P11的接地端子與接地之間連接有接地電感器LG11。并聯(lián)臂諧振器P12至P14的接地端子利用節(jié)點NG2彼此連接。在該節(jié)點NG2與接地之間連接有接地電感器LG12。按照在發(fā)送頻帶中形成衰減極的方式來設(shè)置電感器L11和接地電感器LG11及LG12的感應(yīng)系數(shù)。圖17所示的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40連接到非平衡端子T1，而平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的兩個平衡端子分別用作接收端子1Rx1和接收端子2Rx2。通過公共端子Ant輸入的接收頻帶的信號經(jīng)過接收濾波器10，并將由平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40處理成彼此具有相反的相位的信號從接收端子Rx1和Rx2輸出。
同時，在公共端子Ant與發(fā)送端子Tx之間連接有發(fā)送濾波器20。發(fā)送濾波器20是包括串聯(lián)臂諧振器S21至S24和并聯(lián)臂諧振器P21和P22的梯形濾波器。通過發(fā)送端子Tx輸入的發(fā)送頻帶的信號經(jīng)過發(fā)送濾波器20，并從公共端子Ant輸出。在發(fā)送頻帶的頻率處，由于接收濾波器10的串聯(lián)臂諧振器S11和電感器L11的存在，而導(dǎo)致接收濾波器10的輸入阻抗較大。因此，發(fā)送頻帶的信號不能進(jìn)入接收濾波器10。
圖29是根據(jù)第五實施例的雙工器的電路圖。不同于圖28所示的雙工器，該雙工器將平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的第二電容器CP的接地端子連接到節(jié)點NG2。換言之，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的第二電容器CP的接地端子連接到接地電感器LG12，接收濾波器10的一些并聯(lián)臂諧振器的接地端子也連接到該接地電感器LG12。該實施例的結(jié)構(gòu)的其他方面與圖28所示的對比示例的那些方面相同，在此省略對它們的說明。
圖30例示在疊層封裝80中安裝根據(jù)第五實施例的雙工器的結(jié)構(gòu)。在疊層封裝80中以芯片倒裝方式安裝其中形成有接收濾波器10和發(fā)送濾波器20的濾波器芯片21、其中利用集成無源器件形成平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器芯片41和其中形成有電感器L11的電感器芯片12。該結(jié)構(gòu)的其他方面與圖18所示的那些方面相同，在此省略對它們的說明。圖28所示的對比示例5的雙工器也安裝在疊層封裝80中。
圖31A至31C示出圖28所示的對比示例5的接收濾波器和圖29所示的第五實施例的雙工器的雙工器帶通特性、振幅平衡和相位平衡。如圖31A所示，對比示例5的帶通特性基本上與第五實施例的帶通特性相同。如圖31B所示，第五實施例的振幅平衡是±(0.15至0.2)，這好于對比示例5的±0.3dB的振幅平衡。如圖31C所示，第五實施例的相位平衡是180度±0.5度，這好于對比示例5的180度±3度的相位平衡。因此，利用第五實施例的雙工器，可以改善振幅平衡和相位平衡。
本發(fā)明的第六實施例是采用雙模濾波器作為濾波器的示例情況。圖32A是對比示例6的結(jié)構(gòu)的電路圖，圖32B是根據(jù)第六實施例的結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖32A所示，在對比示例6中，在輸入端子In與非平衡端子T1之間串聯(lián)地連接有兩個雙模濾波器15，這兩個雙模濾波器15分別經(jīng)由接地電感器LG1和LG2而連接到接地。平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40連接到非平衡端子T1，通過兩個平衡端子T21和T22輸出差動信號。如圖32B所示，在第六實施例中，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的第二電容器CP的接地側(cè)連接到雙模濾波器15之一的接地電感器LG21(第三電感器)的接地側(cè)，并經(jīng)由接地電感器LG22而連接到接地。換言之，接地電感器LG21連接在節(jié)點NG與雙模濾波器15之間。
圖33例示雙模濾波器15。在壓電基板100上利用諸如鋁膜的金屬膜來形成電極。圖33中示出的實心黑色圖案是其上形成有金屬膜的圖案。在每一個輸入IDT(In IDT)的兩側(cè)上都形成有兩個輸出IDT(Out IDT)。在這兩個輸出IDT(Out IDT)的每一個的兩側(cè)上都設(shè)置有反射器R0，以形成雙模濾波器的一個單元。在圖33所示的結(jié)構(gòu)中，并聯(lián)地連接兩個單元，并且是縱向上相互連接。利用諸如金突起或焊料突起來形成輸入端子In、輸出端子Out和接地端子Gnd。
圖34A至34C例示疊層封裝。各層是與圖26A至26C中所示的那些層相同。在芯片安裝層96的表面上以芯片倒裝方式安裝其中形成有兩個雙模濾波器15的濾波器芯片14、其中形成有平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器芯片41。在平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器芯片41中形成的第二電容器CP的接地側(cè)連接到突起焊盤BC，并經(jīng)由線路圖案LL4和孔V1連接到中間層94的線路圖案LL5。同時，在濾波器芯片14中形成的雙模濾波器的接地側(cè)經(jīng)由線路圖案LL3和孔V2連接到中間層94的接地線路圖案LLG21。線路圖案LLG21連接到連接到第二電容器CP的線路圖案LL5，以形成經(jīng)由孔V3連接到接地底部焊盤GF的線路圖案LLG22。線路圖案LLG21和LLG22分別等效于接地電感器LG21和LG22。利用該結(jié)構(gòu)，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的第二電容器CP和雙模濾波器的接地側(cè)的接地電感器LG21經(jīng)由接地電感器LG22而接地。圖32A中示出的對比示例6的濾波器也安裝在疊層封裝中。
圖35A至35C示出圖32A所示的對比示例6和圖32B所示的第六實施例的濾波器的帶通特性、振幅平衡和相位平衡。如圖35A所示，對比示例6的帶通特性基本上與第六實施例的帶通特性相同。如圖35B所示，對比示例6的振幅平衡是±0.3dB，而第六實施例的振幅平衡降低為±0.1。如圖35C所示，第六實施例的相位平衡是180度±2度，這好于對比示例6的180度±3度的相位平衡。因此，利用第六實施例的濾波器，可以改善振幅平衡和相位平衡。
根據(jù)第六實施例，通過經(jīng)由相同的接地電感器將濾波器的接地端子和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的接地端子接地而改善了平衡特性的效果不僅可以利用梯形濾波器來獲得，而且可以利用任何其他類型的濾波器來獲得。應(yīng)該注意的是，該實施例中采用的雙模濾波器可以是雙模表面聲波濾波器或雙模邊界聲波濾波器。
本發(fā)明的第七實施例是采用諧振器作為平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的電容器或電感器的示例情況。圖36是根據(jù)第七實施例的濾波器的電路圖。利用公共節(jié)點NG2將設(shè)置在輸入端子In與非平衡端子T1之間的梯形濾波器10的并聯(lián)臂諧振器P2的接地側(cè)與平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的第二電容器CP的接地側(cè)彼此相連接，并經(jīng)由接地電感器LG2而接地。
圖37示出在一個芯片中形成有平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40和根據(jù)第七實施例的濾波器10的結(jié)構(gòu)。在壓電基板110上利用表面聲波器件形成梯形濾波器10的串聯(lián)臂諧振器S1至S4和并聯(lián)臂諧振器P1和P2。諧振器可用作在諧振點與反諧振點之間的頻率處的電感器。因此，分別利用諧振器RLP和RLS來形成平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的電感器LP和LS。諧振器也可用作諧振點之下和反諧振點之上的頻率處的電容器。因此，利用諧振器RCS和RCP來形成平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的電容器CS和CP。這里，諧振器RCS和RCP的諧振頻率應(yīng)該設(shè)置在通帶之外。針對這些諧振器不必要提供反射器R0。濾波器10的并聯(lián)臂諧振器P2的接地側(cè)和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的諧振器RCP的接地側(cè)彼此相連接，并經(jīng)由用作接地電感器LG2的線路圖案LLG2而接地至接地突起TG。以該方式，諧振器可以用作平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的電感器或電容器。
本發(fā)明的第八實施例是采用接合線作為平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的電感器的示例情況。圖38示出根據(jù)第八實施例的濾波器10的芯片。不同于圖37示出的結(jié)構(gòu)，濾波器10以接合線114作為平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的第一電感器LP。以該方式，可以使用接合線作為平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的電感器。此外，接地電感器LG2以芯片上的線路圖案LLG2和接合線113形成。
本發(fā)明的第九實施例是利用片式電感器和片式電容器來形成平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的電感器和電容器的示例情況。圖39A至39C示出了與圖26A至26C所示的疊層封裝相同的疊層封裝。應(yīng)注意的是，由黑點表示各層中形成的各個孔VIA，由白點表示來自上層的孔連接到的各區(qū)域。如圖39A所示，濾波器芯片11是以芯片倒裝方式安裝的，并將濾波器芯片11的非平衡端子T1連接到突起焊盤BF。片式電容器CCP串聯(lián)地連接到突起焊盤BF，并經(jīng)由孔VIA連接到圖39C中所示的作為平衡端子T21的底部焊盤FT21。底部焊盤FT21經(jīng)由片式電容器CLP連接到接地底部焊盤FG。同樣，片式電感器CLS串聯(lián)地連接到突起焊盤BF，并經(jīng)由孔VIA連接到圖39C中所示的作為平衡端子T22的底部焊盤FT22。底部焊盤FT22經(jīng)由片式電容器CCP連接到節(jié)點NG2，該節(jié)點NG2連接到濾波器芯片11的接地端子。節(jié)點NG2經(jīng)由圖39B所示的線路圖案LLG2連接到接地端子FG，該線路圖案LLG2形成中間層94的接地電感器LG2。這樣，利用芯片元件來形成平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明的第十實施例是使用在疊層封裝上形成的線路圖案作為平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的電感器并使用該疊層封裝各層之間的電容器作為平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的電容器的示例情況。圖40A至40C示出與圖39A至39C示出的疊層封裝相同的疊層封裝的各層。代替第九實施例的片式電容器CCS，采用了以在芯片安裝層96的表面上形成的上電極LCS1和在中間層94的表面上形成的下電極LCS2形成的MIM電容器。代替片式電感器CLP，采用了以在芯片安裝層96的表面上形成的線路圖案LLP1和在中間層94的表面上形成的線路圖案LLP2形成的電感器。該實施例的結(jié)構(gòu)的其他方面與第九實施例的那些方面相同，在此省略對它們的說明。在該實施例中，使用疊層封裝作為安裝單元，但安裝單元只需要具有安裝濾波器的功能，并可以是疊層的基板等。
如同在第五實施例中，優(yōu)選的是，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40利用作為集成無源器件的電感器和電容器來形成。作為集成無源器件的這樣的電感器和電容器具有高的Q值，并且以較低的成本而具有較小的尺寸。但是，如同在第七至第十實施例中，作為平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的電感器，可以采用片式電感器、以接合線形成的電感器、以諧振器形成的電感器或以設(shè)置在安裝單元上的線路圖案形成的電感器。此外，作為平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40的電容器，可以采用片式電容器、以諧振器形成的電容器或在安裝單元上形成的電容器。
如同在第五、第六、第九和第十實施例中的情況，接地電感器LG2可以是以設(shè)置在其中安裝濾波器的安裝單元上的線路圖案形成的電感器。而且，如同在第七和第八實施例中，可以使用在其中形成有濾波器的芯片110上形成的線路圖案。此外，如同在第八實施例中，可以使用以接合線形成的電感器。
在第一至第五實施例以及第八至第十實施例中，濾波器10是梯形濾波器，接地端子是并聯(lián)臂諧振器P1至P4的接地側(cè)的端子。但是，可以采用雙模濾波器15作為濾波器，如同在第六實施例中。此外，可以采用一些其他類型的濾波器。關(guān)于諧振器，可以使用圖4A和4B中示出的表面聲波諧振器、圖5A和5B中示出的邊界聲波諧振器以及圖6A和6B中示出的壓電薄膜諧振器。
盡管在第五實施例中使用了第四實施例的雙工器，但針對第五實施例的雙工器可以使用第一至第三實施例以及第六至第十實施例的濾波器。特別的是，這些實施例的濾波器作為經(jīng)常接收差動信號的接收濾波器是有效的。
第一至第十實施例中的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器40是圖12A中所示的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。但是，可以采用圖12B至13B中示出的任一平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器或一些其他的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。
最后，將本發(fā)明的多個方面總結(jié)如下。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種平衡濾波器，該平衡濾波器包括具有至少一個信號端子的濾波器；作為集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，其輸入或輸出基于從所述濾波器的非平衡信號端子輸入或輸出的信號而生成的具有不同相位的信號，該平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器以集成無源器件形成；以及安裝單元，在該安裝單元中以芯片倒裝方式安裝所述濾波器和所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。因此，可以使用具有高Q值的集成無源器件電感器和集成無源器件電容器。從而可以降低插入損耗并改善相位平衡。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種平衡濾波器，該平衡濾波器包括具有至少一個信號端子的濾波器；集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，其輸入或輸出基于從所述濾波器的非平衡信號端子輸入或輸出的信號而生成的具有不同相位的信號，該集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器具有兩個或更多個接地端子；以及接地電感器，該接地電感器連接在一節(jié)點與接地之間，所述節(jié)點由所述濾波器的至少一個接地端子和所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的至少一個接地端子共用。因此，可以改善振幅平衡和相位平衡。
可以將所述平衡濾波器構(gòu)成為，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器包括非平衡端子和兩個平衡端子；第一電容器和第一電感器，該第一電容器并聯(lián)地連接在所述非平衡端子與所述兩個平衡端子中的一個之間，該第一電感器連接到所述兩個平衡端子中的一個以及接地；以及第二電感器和第二電容器，該第二電感器串聯(lián)地連接在所述非平衡端子與所述兩個平衡端子的另一個之間，該第二電容器連接到所述兩個平衡端子的所述另一個以及接地。可以將所述平衡濾波器構(gòu)造成所述第一電容器、第一電感器、第二電感器和第二電容器中的每一種是單個組件。
可以將所述平衡濾波器構(gòu)造成所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的多個接地端子中的至少一個是所述第二電容器的接地側(cè)的端子。利用該結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步改善相位平衡。
可以將所述平衡濾波器構(gòu)造成所述濾波器包括多個接地端子；并且所述濾波器的至少一個接地端子是所述多個接地端子中的一個。利用該結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步改善相位平衡。
可以將所述平衡濾波器構(gòu)造成所述濾波器的一部分接地端子連接到接地電感器，該接地電感器連接到所述第二電容器的接地側(cè)；并且所述濾波器的其余接地端子連接到另一個接地電感器，而不連接到所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的接地側(cè)。利用該結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步改善相位平衡。
可以將所述平衡濾波器構(gòu)造成所述濾波器的一部分接地端子連接到接地電感器，該接地電感器連接到所述第二電容器的接地側(cè)；并且所述濾波器的其余接地端子連接到另一個接地電感器，該另一個接地電感器連接到所述第一電感器的接地側(cè)。利用該結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步改善相位平衡。
可以將所述平衡濾波器構(gòu)造成，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器包括以集成無源器件形成的電感器?？梢詫⑺銎胶鉃V波器構(gòu)造成，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器包括下面中的一個片式電感器、以接合線形成的電感器、以諧振器形成的電感器和以形成在其中安裝所述濾波器的安裝單元上的線路圖案形成的電感器?？梢詫⑺銎胶鉃V波器構(gòu)造成，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器包括以集成無源器件形成的電容器?？梢詫⑺銎胶鉃V波器構(gòu)造成，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器包括以下電容器中的一種片式電容器、以諧振器形成的電容器和在其中安裝所述濾波器的安裝單元上形成的電容器。可以將所述平衡濾波器構(gòu)造成，所述接地電感器是以下電感器中的一種以接合線形成的電感器、以設(shè)置在其中安裝所述濾波器的安裝單元上的線路圖案形成的電感器和設(shè)置在其中形成所述濾波器的芯片中的線路圖案。可以將所述平衡濾波器構(gòu)造成所述濾波器是梯形濾波器；并且所述至少一個接地端子是并聯(lián)臂諧振器的接地側(cè)的端子?？梢詫⑺銎胶鉃V波器構(gòu)造成，所述梯形濾波器包括以下諧振器中的一種表面聲波諧振器、邊界聲波諧振器和壓電薄膜諧振器?？梢詫⑺銎胶鉃V波器構(gòu)造成所述濾波器包括雙模濾波器。可以將所述平衡濾波器構(gòu)造成所述雙模濾波器是雙模表面聲波濾波器或雙模邊界聲波濾波器。可以將所述平衡濾波器構(gòu)造成在所述節(jié)點與所述雙模濾波器之間連接有第三電感器。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種雙工器，該雙工器包括公共端子；以及連接到所述公共端子的兩個濾波器，所述兩個濾波器中的至少一個是如上所述的平衡濾波器。因此，可以將損耗保持得較低。另外，改善了振幅平衡和相位平衡。
所述平衡濾波器可以是接收濾波器。因此，可以在包含差動信號的接收濾波器中使用所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。
根據(jù)本發(fā)明，采用了以具有高的Q值的集總參數(shù)器件形成的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，以提供具有低插入損耗的平衡濾波器和雙工器。另外，本發(fā)明可以提供極大地改善了振幅平衡和相位平衡的平衡濾波器和雙工器。
盡管已示出和描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以在這些實施例中作出改變，本發(fā)明的范圍是在權(quán)利要求及其等同物中限定。
本發(fā)明基于在2006年5月22日提交的日本專利申請No.2006-141956，在此通過引用而并入其全部公開內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種平衡濾波器，該平衡濾波器包括濾波器，其具有至少一個非平衡信號端子；作為集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，其輸入或輸出基于從所述濾波器的所述非平衡信號端子輸入或輸出的信號而生成的具有不同相位的信號，該平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器以集成無源器件形成；以及安裝單元，在該安裝單元中以芯片倒裝方式安裝所述濾波器和所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。
2.一種平衡濾波器，該平衡濾波器包括具有至少一個非平衡信號端子的濾波器；集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，其輸入或輸出基于從所述濾波器的所述非平衡信號端子輸入或輸出的信號而生成的具有不同相位的信號，該集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器具有兩個或更多個接地端子；以及接地電感器，該接地電感器連接在一節(jié)點與接地之間，所述節(jié)點由所述濾波器的至少一個接地端子和所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的至少一個所述接地端子共用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平衡濾波器，其中，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器包括非平衡端子和兩個平衡端子；第一電容器和第一電感器，所述第一電容器串聯(lián)地連接在所述非平衡端子與所述兩個平衡端子中的一個之間，所述第一電感器連接到所述兩個平衡端子中的一個以及接地；以及第二電感器和第二電容器，所述第二電感器串聯(lián)地連接在所述非平衡端子與所述兩個平衡端子中的另一個之間，所述第二電容器連接到所述兩個平衡端子的所述另一個以及接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平衡濾波器，其中，所述第一電容器、所述第一電感器、所述第二電感器和所述第二電容器中的每一個是單個組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平衡濾波器，其中，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的所述接地端子中的所述至少一個是所述第二電容器的接地側(cè)的端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平衡濾波器，其中所述濾波器包括多個接地端子；并且所述濾波器的所述至少一個接地端子是所述多個接地端子之中的接地端子。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平衡濾波器，其中所述濾波器的一部分接地端子連接到接地電感器，該接地電感器連接到所述第二電容器的接地側(cè)；并且所述濾波器的其余接地端子連接到另一個接地電感器，而不連接到所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的接地側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平衡濾波器，其中所述濾波器的一部分接地端子連接到接地電感器，該接地電感器連接到所述第二電容器的接地側(cè)；以及所述濾波器的其余接地端子連接到另一個接地電感器，該另一個接地電感器連接到所述第一電感器的接地側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡濾波器，其中，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器包括以集成無源器件形成的電感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡濾波器，其中，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器包括以下電感器中的一種片式電感器、以接合線形成的電感器、以諧振器形成的電感器和以形成在其中安裝所述濾波器的所述安裝單元上的線路圖案形成的電感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡濾波器，其中，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器包括以集成無源器件形成的電容器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡濾波器，其中，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器包括以下電容器中的一種片式電容器、以諧振器形成的電容器和形成在其中安裝所述濾波器的所述安裝單元上的電容器。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平衡濾波器，其中，所述接地電感器是以下電感器中的一種以接合線形成的電感器、以設(shè)置在其中安裝所述濾波器的所述安裝單元上的線路圖案形成的電感器和設(shè)置在其中形成所述濾波器的芯片中的線路圖案。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平衡濾波器，其中所述濾波器是梯形濾波器；并且所述至少一個接地端子是并聯(lián)臂諧振器的接地側(cè)的端子。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的平衡濾波器，其中，所述梯形濾波器包括以下諧振器中的一種表面聲波諧振器、邊界聲波諧振器和壓電薄膜諧振器。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平衡濾波器，其中，所述濾波器包括雙模濾波器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的平衡濾波器，其中，所述雙模濾波器是雙模表面聲波濾波器或雙模邊界聲波濾波器。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的平衡濾波器，其中，在所述節(jié)點與所述雙模濾波器之間連接有第三電感器。
19.一種雙工器，該雙工器包括公共端子；以及連接到所述公共端子的兩個濾波器，所述兩個濾波器中的至少一個是平衡濾波器，該平衡濾波器包括濾波器部分，其具有至少一個非平衡信號端子；作為集總參數(shù)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，其輸入或輸出基于從所述濾波器部分的所述非平衡信號端子輸入或輸出的信號而生成的具有不同相位的信號，該平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器以集成無源器件形成；以及安裝單元，在該安裝單元中以芯片倒裝方式安裝所述濾波器部分和所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的雙工器，其中，所述平衡濾波器是接收濾波器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種平衡濾波器和雙工器。該平衡濾波器包括濾波器，其具有至少一個非平衡信號端子；作為集總參數(shù)平衡－不平衡轉(zhuǎn)換器的平衡－不平衡轉(zhuǎn)換器，其輸入或輸出基于從所述濾波器的所述非平衡信號端子輸入或輸出的信號而生成的具有不同相位的信號，該平衡－不平衡轉(zhuǎn)換器以集成無源器件形成；以及安裝單元，在該安裝單元中以芯片倒裝方式安裝所述濾波器和所述平衡－不平衡轉(zhuǎn)換器。
文檔編號H03H9/46GK101079609SQ20071010407
公開日2007年11月28日 申請日期2007年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月22日
發(fā)明者井上將吾, 松田隆志, 水戶部整一 申請人:富士通媒體部品株式會社, 富士通株式會社