專利名稱：一種聲表面波濾波器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，具體涉及一種聲表面波濾波器模塊。
技術(shù)背景隨著無線技術(shù)的快速發(fā)展，聲表面波濾波器由于其優(yōu)良的濾波特性被廣泛的應(yīng)用在各個無線系統(tǒng)中，如電視接收機及有線電視CATV系統(tǒng)；移動 和無繩電話系統(tǒng)；光纖通信系統(tǒng)時鐘恢復(fù)；衛(wèi)星通信及定位(GPS)系統(tǒng)； 擴頻通信系統(tǒng)；通信偵察壓縮接收機；脈沖壓縮雷達系統(tǒng)；電子偵察用信道 化接收機；應(yīng)答式干擾機；無鑰匙進入和保密警戒系統(tǒng)；遙測遙控系統(tǒng)。由 于射頻電路接口阻抗基本是50歐姆，應(yīng)此大部份如放大器，濾波器，雙工 器，耦合器，隔離器，混頻器等器件模塊對外的輸入輸出阻抗都做成50歐 姆，為單板系統(tǒng)節(jié)省了匹配網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省了空間，同時方便了電路設(shè)計者使用 不同廠家的進行兼容。目前大部分聲表面波濾波器的輸入輸出阻抗都是失配狀態(tài)，這需用戶在 單板設(shè)計時進行輸入輸出阻抗的匹配，增加了單板的設(shè)計空間及參數(shù)調(diào)試的 時間，不同的廠家的阻抗參數(shù)會有差異，給用戶兼容替代帶來困難。聲表面波濾波器除阻抗不匹配外，同時其內(nèi)部構(gòu)造的特點，存在靜電損 傷，高溫焊接損壞，直流饋入損壞等隱患，由于這些因素而使用戶在生產(chǎn)單 板過程中，由于工藝問題而損壞一部分聲表面波濾波器。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種聲表面波濾波器模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)聲 表面波器件阻抗的 一致性。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種聲表面波濾波器模塊，包括用于進行頻帶濾波的聲表面波濾波器，還包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，用于將聲表面波濾波器輸入端口阻抗與射頻電路接口阻抗相匹配；包括兩個端口， 一個端口與聲表面波濾波器輸入端口相連，另一 端口作為所述聲表面波濾波器模塊的輸入端口 ；輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，用于將聲表面波濾波器輸出端口阻抗與射頻電路接口阻 抗相匹配；包括兩個端口， 一個端口與聲表面波濾波器輸出端口相連，另一 端口作為所述聲表面波濾波器模塊的輸出端口。進一步的，阻抗相匹配是指電壓駐波比小于1.5。進一步的，所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括以下網(wǎng)絡(luò)中的任一種集中參數(shù)LC網(wǎng)絡(luò)、分布參數(shù)網(wǎng)絡(luò)。進一步的，所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)為集中參數(shù)LC網(wǎng)絡(luò)，其公共端點 接地。進一步的，所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)為以下任一種或其任意組合 L型、T型或IT型。進一步的，所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中，電容與聲表面波濾波器串聯(lián)， 電感與聲表面波濾波器并聯(lián)。進一步的，所述輸入、輸出網(wǎng)絡(luò)中的元件取值為使得由聲表面波濾波器 模塊的S參數(shù)得到的誤差函數(shù)達到最小值時的元件阻抗值。進一步的，所述聲表面波濾波器模塊還包括印刷電路板，用于固定所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)所包括的元器件、聲表 面波濾波器，并實現(xiàn)它們之間的連接；外殼，用于把印刷電路板連同其上固定的各元器件封裝起來。進一步的，所述印刷電路板雙面大面積接地，所述聲表面波濾波器接地 底座緊貼所述印刷電路板；所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)和聲表面波濾波器各自 的地電流回^各盡量短。進一步的，輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的匹配元件與輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的匹配元件放置在 所述印刷電路板上時盡量彼此遠離；輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的匹配元件中的電感放置在PCB上時與輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的 匹配元件中的電感垂直》文置。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明引入了輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了聲表面波 器件阻抗的一致性，使兼容替代方便快捷，減去了用戶的設(shè)計工作量，對于 用戶來說，使電路的設(shè)計更像即插即用一樣簡單。而優(yōu)化方案中通過選擇合 適的輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有隔直流的功能、提供靜電的泄放通道，避 免聲表面波濾波器因直流及靜電損壞的可能；同時模塊對外的焊接端口與聲 表面波濾波器的端口分離開了，避免了高溫焊接對聲表面波濾波器的損傷。 從而提高了器件的可靠性。


圖l是本發(fā)明聲表面波濾波器模塊的具體實施結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2 (a)到(h)是本發(fā)明應(yīng)用實例中匹配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3 (a) 、 (b)是應(yīng)用實例中聲表面波濾波器模塊的電路示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行更詳細的說明。本發(fā)明提供了一種聲表面波濾波器模塊，如圖1所示，包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)100，用于將聲表面波濾波器輸入端口阻抗與射頻電路接 口阻抗相匹配；相匹配是指電壓駐波比VSWR< 1.5,電壓駐波比的計算 方法同現(xiàn)有技術(shù)。還可以用于使聲表面波濾波器輸入端口隔直和提供靜電的 泄放通道；包括兩個端口， 一個端口與聲表面波濾波器輸入端口相連，另一 端口作為所述聲表面波濾波器模塊的輸入端口 ，當(dāng)使用該聲表面波濾波器模 塊時，需要濾波的信號從該輸入端口輸入。聲表面波濾波器200，用于進行頻帶濾波。輸出匹配網(wǎng)絡(luò)300,用于將聲表面波濾波器輸出端口阻抗與射頻電^^# 口阻抗相匹配；相匹配是指電壓駐波比VSWR〈 1.5。還可以用于4吏聲表 面波濾波器輸出端口隔直和提供靜電的泄放通道。包括兩個端口， 一個端口 與聲表面波濾波器輸出端口相連，另 一端口作為所述聲表面波濾波器模塊的 輸出端口，當(dāng)使用該聲表面波濾波器模塊時，濾波后的信號從該輸出端口輸 出。所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)稱為匹配網(wǎng)絡(luò)，其中的元件稱為匹配元件。所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)可以為集中參數(shù)LC網(wǎng)絡(luò)、分布參數(shù)網(wǎng)絡(luò)等匹 配網(wǎng)絡(luò)中的任一種。當(dāng)采用集中參數(shù)LC網(wǎng)絡(luò)時，該輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的公共端點接地，其 結(jié)構(gòu)可以為以下任一種或其任意組合L型、T型或IT型；比較優(yōu)選的方案 是采用電容與聲表面波濾波器串聯(lián)，電感與聲表面波濾波器并聯(lián)的方式，從 而達到隔直和提供靜電的泄放通道。所述聲表面波濾波器還可以包括PCB(印刷電路板)，用于固定所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)所包括的元器 件、聲表面波濾波器，并實現(xiàn)它們之間的連接。外殼，用于把PCB連同其上固定的各元器件封裝起來，保護元器件， 避免外力撞傷元器件。設(shè)計制作所述聲表面波濾波器^=莫塊的方法包括以下步驟A、 根據(jù)實際需要選擇相應(yīng)型號的聲表面波濾波器；B、 確定輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)；C、 設(shè)計PCB，并將所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)所包括的元器件、聲表面 波濾波器焊接在PCB上；用網(wǎng)絡(luò)分析儀進行參數(shù)的微調(diào)。D、 將把PCB連同其上固定的各元器件封裝進外殼。 下面用本發(fā)明的一個應(yīng)用實例進一步加以說明。首先，根據(jù)用戶關(guān)心的關(guān)鍵指標(biāo)如插損，通帶寬度，平坦度，抑制度， 矩陣系數(shù)等選擇聲表面波濾波器，這和現(xiàn)有技術(shù)中的做法一致。串通的橫向聲表面波(SAW)濾波器因固有的6dB雙向損耗，損耗一般較大，常需要 匹配來減小損耗到適當(dāng)值，而同時要求三次行程信號不致大到不可接受的程 度；基于單相單向換能器(SPUDT)的SAW濾波器，需要通過匹配使三次 行程信號減少，同時插入損耗降低。匹配電路對SAW濾波器的最終性能影 響很大，因而設(shè)計SAW濾波器的匹配電路非常重要。網(wǎng)絡(luò)的對電路性能的好處在于取得小的駐波系數(shù)；取得小的帶內(nèi)插損；取得 平坦的通帶特性；如果LC匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計得當(dāng)，可提高遠端帶外抑制。本應(yīng)用實施中以簡單的L型結(jié)構(gòu)匹配網(wǎng)絡(luò)為例，如圖2(a)到(h)中 虛線框內(nèi)所示，為8種L型的匹配網(wǎng)絡(luò)。在滿足匹配的要求下，如果要實現(xiàn) 隔直流及提供靜電泄放通道的功能，可以優(yōu)選串聯(lián)電容及并聯(lián)電感的匹配方 式，即圖2中(a)、 (b)所示的結(jié)構(gòu)；采用T型或n型結(jié)構(gòu)的匹配網(wǎng)絡(luò)時 也是這樣。匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計包括理論計算及用矢網(wǎng)smith圓圖在PCB實際匹配而做的參數(shù)微調(diào)。其中參數(shù)計算是指得到聲表面波濾波器的S參數(shù)，計算濾波器雙端口 網(wǎng)絡(luò)Y參數(shù)，計算網(wǎng)絡(luò)元件值。通過測試儀器采集濾波器在未匹配條件下 的散射S參數(shù)，將其轉(zhuǎn)換為濾波器雙端口匹配網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納Y參數(shù)，然后建 立在匹配電路下的新的S參數(shù)一一即整個聲表面波濾波器模塊的S參數(shù)對匹 配電路元件值的函數(shù)關(guān)系，通過優(yōu)化方法尋找最佳元件值；所述最佳元件值 為使得由新的S參數(shù)得到的誤差函數(shù)達到最小值時的元件阻抗值。本應(yīng)用實例中的聲表面波濾波器模塊的電路如圖3所示，圖3(a)中Z (i=l, 2, 3， 4)為匹配元件阻抗，可以是電感，也可以是電容，優(yōu)化方案是 Zp Z3采用電容，而Z2、 Z4采用電感；設(shè)源、負載阻抗為r,此處為50歐 姆，采用圖3(a)匹配電路結(jié)構(gòu)，則有<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 9</formula>其中，Yu、 Y21、 Y12、 丫22指聲表面波濾波器雙端口網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納Y參數(shù)。若采用圖3 (b)匹配電路結(jié)構(gòu)，則Su和D表達式不變，Rg、 R4和Cy 表達式變?yōu)?lt;formula>formula see original document page 9</formula>建立一個誤差函數(shù)<formula>formula see original document page 9</formula>式中《為目標(biāo)頻率響應(yīng)；Wi為正加權(quán)系數(shù)，通常取l; k為非0整數(shù)； fj為取樣頻率點。當(dāng)k為1時，如果在匹配電路元件的阻抗值(z，，《，Z3。,Z4。)下， 該誤差函數(shù)值最小，則該匹配電路為最優(yōu)電路，匹配網(wǎng)絡(luò)中各元件值分別為 《，《,g，"。當(dāng)k為2時，即為如果在匹配電路元件的阻抗值(zf,z〗，《,z:)下， 誤差函數(shù)值的平方和最小，則該匹配電路為最優(yōu)電路。另外，匹配電路軟件對SAW濾波器的匹配非常有效，稍微修改后，可 對SAW濾波器兩端、負載，阻抗為復(fù)數(shù)的電路進行匹配。采用其它形式的匹配網(wǎng)絡(luò)時，也可以參照上述方法進行元件值的選擇。PCB是用于放置各個器件及實現(xiàn)各個器件的連接，除電路設(shè)計外，結(jié)構(gòu) 上需要一個外殼，以及在PCB上設(shè)計對用戶接口貼片焊盤。PCB設(shè)計的好 壞也是聲表模塊指標(biāo)好壞的一個關(guān)鍵因數(shù)。需要注意以下要點(1) 采用雙面大面積接:地的PCB。(2) PCB作些垂直交叉金屬化孔，減小PCB間的電容耦合。(3) 所述聲表面波濾波器接地底座緊貼PCB,以便接地良好。可能的話，外殼邊緣與PCB加焊幾個點。(4) 輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)和聲表面波濾波器各自的地電流回路盡量短， 以減小地電流回路引起的耦合。(5) 輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的匹配元件和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的匹配元件放置時盡量彼 此遠離，以便降低匹配元件之間的直達信號。(6) 輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的匹配元件中的電感放置在PCB上時與輸出匹配網(wǎng) 絡(luò)的匹配元件中的電感垂直放置，以減小互耦。(7) 可能的話，在濾波器輸入輸出間的PCB開隔離槽減小PCB介質(zhì)層 引起的RF泄漏。(8) 可能的話，在濾波器輸入輸出間、匹配網(wǎng)絡(luò)間加隔離腔。由于PCB分布參數(shù)的影響，設(shè)計后的匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)需要在PCB上，用 網(wǎng)絡(luò)分析儀測試的S參數(shù)及Smith圓圖進行-瞼證及微調(diào)。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的 形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種聲表面波濾波器模塊，包括用于進行頻帶濾波的聲表面波濾波器，其特征在于，還包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，用于將聲表面波濾波器輸入端口阻抗與射頻電路接口阻抗相匹配；包括兩個端口，一個端口與聲表面波濾波器輸入端口相連，另一端口作為所述聲表面波濾波器模塊的輸入端口；輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，用于將聲表面波濾波器輸出端口阻抗與射頻電路接口阻抗相匹配；包括兩個端口，一個端口與聲表面波濾波器輸出端口相連，另一端口作為所述聲表面波濾波器模塊的輸出端口。
2、 如權(quán)利要求1所述的聲表面波濾波器模塊，其特征在于，阻抗相匹 配是指電壓駐波比小于1.5。
3、 如權(quán)利要求1所述的聲表面波濾波器模塊，其特征在于，所述輸入、 輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括以下網(wǎng)絡(luò)中的任一種集中參數(shù)LC網(wǎng)絡(luò)、分布參數(shù)網(wǎng)絡(luò)。
4、 如權(quán)利要求l所述的聲表面波濾波器模塊，其特征在于 所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)為集中參數(shù)LC網(wǎng)絡(luò)，其公共端點接地。
5、 如權(quán)利要求4所述的聲表面波濾波器模塊，其特征在于 所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)為以下任一種或其任意組合L型、T型或n型。
6、 如權(quán)利要求4所述的聲表面波濾波器模塊，其特征在于所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中，電容與聲表面波濾波器串聯(lián)，電感與聲表 面波濾波器并聯(lián)。
7、 如權(quán)利要求1所述的聲表面波濾波器模塊，其特征在于所述輸入、輸出網(wǎng)絡(luò)中的元件取值為使得由聲表面波濾波器模塊的S參 數(shù)得到的誤差函數(shù)達到最小值時的元件阻抗值。
8、 如權(quán)利要求1所述的聲表面波濾波器模塊，其特征在于，還包括印刷電路板，用于固定所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)所包括的元器件、聲表面波濾波器，并實現(xiàn)它們之間的連接；外殼，用于把印刷電路板連同其上固定的各元器件封裝起來。
9、 如權(quán)利要求8所述的聲表面波濾波器模塊，其特征在于所述印刷電路板雙面大面積接地，所述聲表面波濾波器接地底座緊貼所 述印刷電路板；所述輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)和聲表面波濾波器各自的地電流回 路盡量短。
10、 如權(quán)利要求8所述的聲表面波濾波器模塊，其特征在于輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的匹配元件與輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的匹配元件;改置在所述印刷 電路板上時盡量彼此遠離；輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的匹配元件中的電感放置在PCB上時與輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的 匹配元件中的電感垂直》丈置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種聲表面波濾波器模塊，包括用于進行頻帶濾波的聲表面波濾波器，還包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，用于將聲表面波濾波器輸入端口阻抗與射頻電路接口阻抗相匹配；包括兩個端口，一個端口與聲表面波濾波器輸入端口相連，另一端口作為所述聲表面波濾波器模塊的輸入端口；輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，用于將聲表面波濾波器輸出端口阻抗與射頻電路接口阻抗相匹配；包括兩個端口，一個端口與聲表面波濾波器輸出端口相連，另一端口作為所述聲表面波濾波器模塊的輸出端口。本發(fā)明實現(xiàn)了聲表面波器件阻抗的一致性，使兼容替代方便快捷，減去了用戶的設(shè)計工作量。
文檔編號H03H9/00GK101217267SQ20081000180
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月3日
發(fā)明者泉 范 申請人:中興通訊股份有限公司