CN107306120A - 可调谐振器元件、滤波器电路和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于滤波器中的谐振器元件。谐振器元件包括声耦合到第二谐振器的第一谐振器。第一谐振器具有用于合并在滤波器结构中的端子。调谐电路被耦合到第二谐振器，以实现谐振器元件的调谐。

Description

可调谐振器元件、滤波器电路和方法

技术领域

本申请涉及可调谐振器元件、使用这种可调谐振器元件的滤波器和对应的方法。

背景技术

滤波器在各种电子电路中用于滤除信号的某些频率分量，同时使其他频率分量通过。例如，在通信电路中，滤波器可以用于阻止用于通信并且要由其他电路处理的频带或频带的一部分之外的频率分量。

为了增加带宽，如无线通信标准（例如LTE，长期演进）或此外基于有线的通信标准之类的通信标准不断增加所使用的频率范围和使用的频带的数目。在实现这种标准的通信设备中，通常需要与相应频带匹配的高选择性滤波器。所使用的频带可能随国家而不同。因此，需要具有不同滤波器特性（例如不同通带）的多个滤波器。此外，在所谓的载波聚合中，同时操作几个频带。这需要针对这些组合的特定滤波器设计。利用针对每个可能的组合提供的特定滤波器，物理滤波器的数目实际上远高于可用频带的数目。为了减少通信设备中实际需要的不同滤波器（两端口至n端口滤波器）的数目，可调滤波器是非常需要的。

作为通信电路和设备中的高选择性带通滤波器，经常使用表面声波（SAW）或体声波（BAW）技术。这种类型的常规滤波器被设计用于固定谐振或中心频率。因此，需要许多滤波器来服务如LTE之类的当前通信标准（包括WiFi）中所使用的几个频带中的个体频带或几个频带的聚合组合。然后，使用射频（RF）开关来选择多个滤波器中的个体滤波器例如用于天线和低噪声放大器或功率放大器之间的期望信号路径。因此，在这种常规方法中，需要大量通常分立的组件，这增加了电路复杂性，射频损耗，制造复杂性以及通信设备中的射频前端所需要的空间。空间在诸如智能电话的移动设备中是有限的，并且因此非常期望可调谐的解决方案来节省面积。

已经采取了一些方法来使这种SAW或BAW滤波器可调谐，以便减少所需的滤波器的总数目。然而，常规调谐技术可能具有关于如下各方面的缺点：其调谐范围、其选择性和/或由调谐滤波器的可能方案所引入的损耗。因此，目的是提供改进的滤波器调谐的可能方案。

发明内容

提供了如权利要求1中限定的谐振器元件、如权利要求17中所限定的滤波器设备和如权利要求20中所限定的方法。从属权利要求限定了进一步实施例。

附图说明

图1是根据实施例的谐振器元件的示意性框图。

图2是图示谐振器的实现的示意性横截面视图。

图3是在实施例中可用的谐振器堆叠的示意性横截面视图。

图4是图3的谐振器堆叠的示例性等效电路。

图5是可以使用根据实施例的谐振器元件来实现的示例性滤波器结构。

图6是可用作并联谐振器元件的根据实施例的谐振器元件的电路图。

图7是可用作串联谐振器元件的根据实施例的谐振器元件的电路图。

图8至图13图示了用于说明实施例的操作的仿真结果。

图14是图示根据实施例的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述各种实施例。应当注意，这些实施例仅用于说明性目的，并且不被解释为限制性的。例如，虽然实施例可以被描述为包括多个特征、元件或细节，但是在其他实施例中，这些特征、元件或细节中的一些可以被省略和/或可以被替代特征、元件或细节来替代。除了明确描述的特征、元件或细节，可以提供其他特征、元件或细节，例如通常在基于体声波（BAW）的滤波器中使用的组件。

不同实施例的特征可以被组合以形成其他实施例，除非有相反说明。除了另有说明之外，关于实施例中的一个描述的变化或修改还可以适用于其他实施例。

下面讨论的实施例涉及可以用于构建基于体声波（BAW）的滤波器的BAW谐振器元件。为了形成BAW谐振器，通常在两个电极之间提供压电层。在两个电极之间施加电场生成机械应力，该机械应力作为声波进一步被传播通过该结构的主体。当该结构的声学路径和厚度方向对应于声波长度的一半的整数倍时，建立谐振条件。

在实施例中，使用彼此声学耦合的至少两个谐振器以形成谐振器元件。两个谐振器中的第一谐振器具有要合并在滤波器结构中的端子。第二谐振器被耦合到调谐电路。经由调谐电路，可以修改谐振器元件的谐振位置。

此外，在一些实施例中，第一谐振器可以连接到其它调谐电路。

图1示意性地图示了根据实施例的这种谐振器元件。图1的实施例的谐振器元件包括第一谐振器10，第一谐振器10经由声耦合13与第二谐振器14耦合。在这种情况下，声耦合是指第一谐振器10的声波可以至少部分地传播到第二谐振器14，并且反之亦然。谐振器之间的这种声耦合可以例如使用电介质材料来实现。

第一谐振器10具有第一端子11和第二端子12。使用可以例如对应于或耦合到第一谐振器10的电极的第一和第二端子11、12，图1的谐振器元件可以被合并在滤波器结构（如梯形滤波器结构或网格滤波器结构）中。

此外，调谐电路15耦合到第二谐振器14。调谐电路15可以包括阻抗网络，阻抗网络可以包括如可变阻抗的可变元件（例如可变电容器）或者如射频（RF）开关的开关。通过改变调谐电路15的（一个或多个）可变元件的值，图1的谐振器元件的谐振可能被偏移。这可以用于使用如图1中所示的一个或多个谐振器元件来构建可调谐滤波器。

应当注意，与一些常规方法相反，调谐电路15与第一谐振器10电气解耦，并且仅经由第二谐振器14和声耦合13来作用于第一谐振器10。在一些实施例中，这与调谐电路直接耦合到第一谐振器10相比避免了不利效果。

在一些实施例中，第一谐振器10和第二谐振器14可以是使用类似材料的类似谐振器结构。在其他实施例中，可以使用不同的材料。例如，在第一谐振器10的实施例中，可以使用具有较低压电耦合的材料，例如氮化铝（AlN）。这允许构建具有小带宽的滤波器。另一方面，在实施例中，可以基于具有较高压电耦合的材料来构建第二谐振器14，具有较高压电耦合的材料例如是铌酸锂（LiNbO₃）或铌酸钾（KNbO₃）或Sc掺杂的氮化铝或铝钪氮化物AlScN。这在一些实施例中允许高调谐范围。在一些实施例中，用于第一谐振器的压电材料的压电耦合常数k_T ²可以低于30%，例如低于20%或低于10%，而第二谐振器的压电耦合常数k_T ²可以高于10%，例如高于20%，例如高于30%或高于40%。压电（机电）耦合常数k_T ²可以从相应压电材料的张量特性（即弹性刚度或柔度系数、介电系数和压电系数）来计算。k_T ²也被称为横向固支材料的压电耦合常数。k_T ²可以被定义为k_T ²= K²/（1+K²），其中，压电耦合常数K²被定义为K²= e²/（ε^S c^E）。e是压电材料系数，ε^S是介电材料系数，并且c^E是所使用的相应压电材料的弹性材料系数。

压电耦合常数k_T ²是（理想）压电谐振器的相对带宽的度量。因此，在实施例中，用于第一谐振器10和第二谐振器14的不同材料的组合一方面允许一些通信应用所需的小带宽，并且另一方面允许较宽的调谐范围。在实施例中，使用基于氮化铝的谐振器作为第一谐振器10附加地提供了能够传输热量的良好的热传导，这对于一些应用能够防止过热可能是重要的。然而，上述材料仅作为实例，并且还可以使用其他材料。

第一谐振器10还可以被称为滤波器谐振器，因为它将被合并到使用第一和第二端子11、12的滤波器结构中。第二谐振器14还可以被称为频率调谐谐振器，因为它用于使用调谐电路15来调谐图1的谐振器元件的谐振频率。

第一谐振器10、声耦合13和第二谐振器14可以使用现有的过程流程来在单个材料堆叠中实现。

接下来将参考图2和3讨论对应的堆叠结构。作为介绍，图2示出了用于说明目的的具有单个谐振器的谐振器元件。然后，参考图3，将说明包括第一和第二谐振器（例如，图1的谐振器10、14）的谐振器堆叠。

图2图示了体声波（BAW）谐振器的横截面视图。谐振器本身包括夹在顶部电极20和底部电极22之间的压电材料21。顶部电极20和底部电极22每一个都可以由一个或多个金属层形成。

代替如图2所示的单个谐振器，在一些实施例中，提供了包括第一谐振器和第二谐振器的谐振器堆叠，如以下将在图3中所说明的。

在图2的实施例中，为了谐振器的声学隔离，将所谓的声反射镜放置于谐振器下方。图2的声反射镜包括具有交替的低和高声阻抗的层序列。例如，在图2中，附图标记23表示具有较低声阻抗的材料，而24A至24C表示具有较高声阻抗的层，从而产生了在谐振器20、21、22下方的交替的低和高声阻抗的层。实施例中的每个个体层（在层24A、24B、24C、电极22和衬底25以及层24A至24C本身之间的材料23的各部分）具有约λ/4的厚度，λ是层内的纵波的声波长。在这方面，应当注意，λ取决于相应层材料。该声反射镜结构将谐振器与支撑衬底25声学解耦。代替这样的声反射镜，在其他实施例中还可以提供空腔。空腔可以在底部电极22的正下方，或者在支撑谐振器结构20/21/22的薄膜下方。

如图2中所示的包括顶部电极20、压电材料21和底部电极22的谐振器的谐振频率取决于所有这些讨论的层的厚度，其中压电层厚度具有最大影响，随后是电极厚度。因此，在图2的情况下，在没有影响频率的其它电路的情况下，谐振器的谐振频率对于材料和层厚度的特定组合是固定的，并且可以例如使用如沉积或蚀刻的处理步骤（如光刻定义的全局措施或局部措施）仅通过物理改变所述结构而被改变。

图3图示了在实施例中可用的谐振器堆叠。在实施例中，图3的谐振器堆叠可以例如在图2的横截面视图中替代谐振器20-22。

图3的谐振器堆叠包括由夹在第一顶部电极30和第一底部电极32之间的第一压电材料31形成的第一谐振器。此外，谐振器堆叠3包括由夹在第二顶部电极34和第二底部电极36之间的第二压电材料35形成的第二谐振器。第一和第二谐振器通过一个或多个层33分离，层33提供声耦合并且在一些实施例中也提供电气隔离。层33可以由一个或多个电介质层形成。层33还可以包括电介质和导电（例如金属）层的组合。在需要底部电极32和顶部电极34之间的电气隔离的实施例中（如串联谐振器元件的情况），一个或多个层33包括至少一个电介质（非导电）层。无论是否电气隔离，所述一个或多个层（例如层堆叠）33总是在第一和第二谐振器之间提供声耦合。

电极30、32、34和36每一个都可以例如包括一个或多个金属层，如铝层、铜层或钨层，但不限于此。在一些实施例中，第一压电材料31和第二压电材料35可以是相同的材料。然而，在一些实施例中，可以使用不同的材料。例如，如已经参考图1所说明的，第一压电材料31可以是具有较低压电耦合的材料，例如氮化铝，并且第一谐振器可以用作如上所说明的滤波器谐振器，以构建具有较窄带宽的滤波器。例如，可以通过从Al靶的反应溅射来产生氮化铝压电层，例如层31。第二压电材料35可以包括具有较高压电耦合的材料，例如铌酸锂、铌酸钾或Sc掺杂的氮化铝，以提供大的调谐范围。注意，Sc掺杂的AlN层还可以被形成为可能包含大量Sc的所谓的AlScN层。在其他实施例中，压电层31、35二者都可以是基于氮化铝的，但是具有不同的掺杂剂和/或掺杂剂浓度，例如不同的钪（Sc）浓度。

应当注意，为了适当地耦合第一和第二谐振器，在实施例中，两个谐振器的压电材料压电耦合到相同类型（极化）的声波。压电耦合通常取决于材料，但也取决于所使用的晶体取向。如果两个压电层耦合到相同的声波类型/极化，则实施例中的第二谐振器的调谐电路可能仅影响第一谐振器的频率行为。例如，当使用溅射的氮化铝压电材料时，按如下等级（晶体取向）使用压电层35：提供与压电层31相同极化的强压电耦合。

例如，在氮化铝用于第一压电层31或第二压电层35中的实施例中，氮化铝可以以c轴取向被沉积在衬底材料上。作为衬底材料（例如，图2的衬底25），可以使用硅晶片或铌酸锂（LiNbO₃）或钽酸锂（LiTaO₃）晶体。

图4图示了图3的层堆叠的等效电路。附图标记40表示图3中由层30、31和32形成的第一谐振器，并且41表示由图3中的层34、35和36形成的第二谐振器。端子43接触第一顶部电极（图3的30，在图4中也标记为t₁），端子44与第一底部电极（图3中的32，也标记为b₁）电接触，端子45接触第二顶部电极（图3中的34，也标记为t₂），并且端子46电接触第二底部电极（图3中的36，也标记为b₂）。

具有电容C₁₂的寄生电容器42与在第一谐振器的底部电极和第二谐振器顶部电极之间的电介质层（堆叠）33相关联。

应当注意，尽管在图3和图4的实施例中，第一底部电极32与第二顶部电极34电气分离，但在不需要分离的端子的其他实施例中，也可以提供单个电极用作第二顶部电极和第一底部电极二者，并且然后谐振器的声耦合经由该公共电极。在该情况下，不需要用于电气分离的电介质层。

在实施例中，端子43和44然后用于将图4的谐振器元件合并到滤波器结构中。为了提供频率调谐，调谐电路可以被耦合到端子45和46。接下来将参考图5至图7来讨论各个示例。

图5图示了梯形滤波器（在该情况下为3 ¹/₂级梯形滤波器）的示例性拓扑。附图标记50表示信号输入，附图标记51表示信号输出，并且附图标记52表示地线。图5的梯形滤波器包括四个串联谐振器53A至53D​​和三个并联谐振器54A至54C。通常，所有串联谐振器53A至53D​​具有相同的谐振频率，并且所有并联谐振器54A至54C具有相同的谐振频率，但是串联谐振器和并联谐振器的谐振频率彼此失谐（detune）。失谐量大致对应于所得到的滤波器的带宽。在典型情况下，并联谐振器54A至54C的谐振频率低于串联谐振器53A至53D​​的谐振频率。

谐振器53A至53D​​、54A至54C中的每一个均可以是谐振器元件的第一谐振器，如先前关于图1、图3和图4所讨论的。经由耦合到谐振器元件的相应第二谐振器的调谐电路，可以执行滤波器的频率调谐。图5的梯形滤波器结构仅作为示例，并且与本领域中的BAW谐振器一起使用的任何常规梯形或网格滤波器结构可以通过如下方式被使用和修改：替换由谐振器元件通常使用的谐振器，该谐振器元件包括如参考图1、图3和图4说明的第一和第二谐振器。可以组合多个这样的滤波器以形成n端口滤波器结构，例如用于对在通信应用中使用的多个频带进行滤波。

图6图示根据实施例的谐振器元件，谐振器元件包括调谐电路并且可用作并联谐振器元件，例如用于实现图5的梯形滤波器结构的并联谐振器54A至54C。

图6的谐振器元件包括具有第一顶部电极t1和第一底部电极b1的第一谐振器62以及具有第二顶部电极t2和第二底部电极b2的第二谐振器65。第一谐振器62和第二谐振器65例如通过由寄生电容64表示的电介质材料而被电气隔离（但不被声学解耦）。该电介质材料提供谐振器62、65之间的声耦合，如箭头63所示。第一谐振器62和第二谐振器65的实现可以如先前关于图1、图3和图4所说明的那样。

第一谐振器62的第一顶部电极t1被连接到第一端子60（也标记为“3”）和第二端子61（也标记为“4”）。端子60、61用于与其他谐振器或信号输入/输出端子的连接以构建滤波器结构。例如，当图6的并联谐振器元件用于实现图5的并联谐振器54A时，第一端子60与串联谐振器53A连接，并且第二端子61与串联谐振器53B连接。

第一谐振器62的第一底部电极b1经由端子68（也标记为“0”）耦合到地。在图5的示例性滤波器结构中，这对应于并联谐振器54A至54C中的任何一个耦合到地线52。

第二谐振器65的第二顶部电极t2经由端子69（也标记为“0”）耦合到地。

此外，调谐电路被耦合在第二谐振器65的第二顶部电极t2和第二底部电极b2之间。在图6的示例中，调谐电路包括与电感66并联耦合的可变电容器67。在一些实施例中，电感66可以被实现为高Q（品质因数）电感器或其他电抗，例如，具有大于10、大于50或大于100的Q因数。电感器的电感L1可以例如在0.5和200nH之间，例如低于50nH，例如在1和10 nH之间。可变电容器67可以以任何常规方式使用例如变容二极管或开关电容器来实现。通过改变可变电容器67的电容值，图6的谐振器元件的谐振（串联谐振和并联谐振）可以被调谐。图6的调谐电路仅仅是示例，并且可以使用电容、电感器和/或电阻器的各种组合，这些电容、电感器和/或电阻器中的一个或多个是可变的，以便提供调谐。在一些实施例中，调谐电路还可以包括开关，如射频（RF）开关，该开关可以选择性地被断开和闭合以调谐谐振器元件。在这种调谐电路中，电容或电感可以串联或并联连接到一个或多个开关（例如一个或多个RF开关）。

如稍后将使用仿真结果更详细说明的，与仅使用可变电容器的情况相比，电感66（例如电感器）可以增加调谐范围。

图7是适合用作滤波器结构（如图5的滤波器结构）中的串联谐振器的谐振器元件的电路图，例如用于实现串联谐振器53A至53D。图7的谐振器元件包括第一谐振器72和第二谐振器75，它们被电气分离，如由具有电容值C₁₂的（寄生）电容73指示的。电容73与一些电介质层（一个或多个）相关联，电介质层声耦合第一谐振器72和第二谐振器75，如箭头74所指示的。第一谐振器72具有第一顶部电极t1和第一底部电极b1，并且第二谐振器75具有第二顶部电极t2和第二底部电极b2。第一和第二谐振器72、75可以如以上参考图1、图3和图4说明的那样来实现。

第一顶部电极t1与第一端子70（也标记为“5”）耦合，并且第一底部电极B1与第二端子71（也标记为“6”）耦合。经由第一和第二端子70、71，图7的谐振器元件可以被合并在滤波器结构中。例如，为了实现图5的串联谐振器53A，第一端子70将耦合到信号输入50，并且第二端子71将耦合到谐振器54A和53B。在如图6中那样实现谐振器54A的情况下，例如图7的第二端子71将与图6的第一端子60耦合，并且然后，图6的第二端子61将与谐振器53B的对应端子耦合。

第二顶部电极t2经由端子78（也标记为“0”）被耦合到地。图6和图7的端子60、61、70、71的标记3、4、5和6稍后将在参考图8至图12的仿真讨论中使用，同时耦合到地的端子在图6和图7中也标记为“0”。

此外，包括例如电感76和可变电容器77的调谐电路被耦合到第二顶部电极t2和第二底部电极b2。阻抗76和可变电容77可以分别按照与针对图6的电感66和可变电容67说明的类似的方式来实现。此外，电感76和电容77仅仅是耦合到第二谐振器75的调谐电路的一个示例，并且也如针对图6所说明的那样，其他调谐电路配置也是可能的。

利用图6的并联谐振器元件和图7的串联谐振器元件，可以构建如网格滤波器和梯形滤波器的各种滤波器结构，例如图5的梯形滤波器结构。

为了进一步说明上述谐振器元件的功能，将参考图8至图12讨论仿真结果或各种配置。

对于图8至图12的仿真，采用由掺杂的氮化铝（例如钪掺杂的或掺杂有另一材料）制成的具有7.1%的压电耦合常数k_T ²的第一谐振器（滤波器谐振器），并且对于第二谐振器（频率调谐谐振器），采用具有压电耦合常数k_T ²=25%的基于LiNbO3晶体的谐振器。

图8（a）至8（d）示出了针对各种配置的关于频率的S参数（散射参数，表示插入损耗）。在图8（a）和8（b）中，针对谐振器元件示出了S参数，其中第一谐振器以并联配置被耦合，如例如图6中所示的。图8（c）和8（d）图示了串联耦合的第一谐振器（如例如图7中所示的）的曲线。图8（a）和8（b）图示了相同的曲线，其中，与图8（a）相比，y轴在图8（b）中被放大，并且同样地，与图8（c）相比，在图8（d）中y轴被放大。在图8（a）和8（b）中，曲线80示出针对包括如图6的阻抗66之类的阻抗的调谐电路的S参数。仿真中的阻抗是1 nH的电感，具有非常高的品质因数。此外，采用1pF的小电容67。曲线81图示了在10pF的附加电容与曲线80的阻抗并联的情况下的S参数。观察到约300MHz的所示谐振的大的偏移。

图8（c）和8（d）中的曲线82，类似于图8（a）和（b）的曲线80，图示了针对用于调谐电路的串联谐振器情况的S参数，调谐电路包括由具有非常高的品质因数的1 nH的电感加上1pF的小电容作为电容形成的阻抗，并且曲线83图示了在10pF的附加电容与所述阻抗并联耦合的情况下的行为。这里也观察到约300MHz的谐振的频率偏移。

接下来，参考图9至12，将说明图6和图7的阻抗66或76的电感的影响。类似于图8，在图9至图12中，图形（a）和（b）图示了针对如图6中所示的并联谐振器布置的曲线，并且图形（c）和（d）示出了针对如图7中所示的串联谐振器配置的S参数。而且，类似于图8，在图9至图12的图形（b）中，与图形（a）相比，y轴被放大，并且在图形（d）中，与图形（c）相比，y轴被放大。在图9至图12的图形的每一个中，类似于针对图8说明的内容，示出了针对1pF电容的曲线（或一组曲线）和针对10pF电容的曲线或一组曲线。

在图9中，调谐电路的阻抗66和76分别具有100nH的值。曲线90和92示出了针对1pF电容的S参数，并且曲线91和93示出了针对10pF电容的S参数。对于并联谐振器情况和串联谐振器情况二者，所示的谐振偏移了小于100Mhz。

图10示出针对3 nH电感的情况。曲线100和102图示了针对1pF电容的S参数，并且曲线101和103图示了针对10pF电容的S参数。曲线100至103中的每一个包括多条曲线，特别是在分别针对曲线91和93在图形（b）和（d）的放大版本中可见的。这些曲线表示针对电感的不同Q因数（品质因数）的、即针对42至100的Q因数范围的行为。通常，较高Q因数导致更明显的谐振和降低的插入损耗。该情况下的谐振被偏移约150 MHz。

图11图示了针对1.7 nH电感值的曲线。曲线110和112图示了针对1pF的电容的S参数，并且曲线111和113图示了针对10pf的电容的S参数。曲线110至113中的各个个体曲线，特别在图11（b）和（d）的放大视图中是可见的，图示了也在42至200的范围内针对电感的不同Q因数。通过电容的变化，谐振被偏移稍少于300MHz。

最后，图12图示了1.3nH电感的情况。曲线120和122图示了针对1pF的电容的S参数，并且曲线121、123图示了针对10pF的电容的S参数。曲线120至123中的各个个体曲线图示了针对不同Q因数的行为。这里，谐振被偏移了几乎400 MHz。因此，如可以看到的，通过减小电感，可以用相同的电容变量获得更大的频率调谐范围。然而，不同Q因数之间的差异随着减小的电感而变得更加明显，使得在使用低于5nH的小电感的实施例中，可以选择高于100（例如高于150）的高Q因数来实现电感。

图13图示了如图6中所示那样配置（并联谐振器配置）的谐振器堆叠的声学相位，该谐振器堆叠具有针对由箭头63所示的声学路径的匹配固有声学端口终端。曲线130示出了在调谐阻抗66情况下的相位，而曲线131示出了当电容67被附加地引入时的相位。因此，通过改变电容，例如点132被偏移到点133，导致如箭头134所指示的调谐范围。

图14图示了根据实施例的方法。尽管图14的方法被描述为一系列动作或事件，但是这些动作或事件被描述和示出的顺序不被解释为限制性的。图14的方法可以使用上述谐振器元件来实现，并且关于这些谐振器元件描述的特征、元件、变化和修改也适用于该方法。为了便于参考，将参考谐振器元件的先前描述来描述图14的方法。然而，图14的方法还可以独立于先前描述的谐振器元件来实现。

在图14中的140处，提供谐振器堆叠。提供谐振器堆叠可以例如包括在衬底上形成两个堆叠的谐振器，例如如关于图3讨论和描述的堆叠谐振器。提供谐振器堆叠还可以包括在谐振器下方提供声反射镜或空腔，如参考图2所说明的。

在141，该方法包括将谐振器堆叠的第一谐振器（例如，前面讨论的实施例的第一谐振器（滤波器谐振器））合并在滤波器结构中。例如，第一谐振器可以作为并联谐振器或串联谐振器被包括在滤波器结构中。

在142处，将调谐电路（例如包括电感器和可变电容器的调谐电路，如图6和7中所示）提供给谐振器堆叠的第二谐振器。通过调谐电路，谐振器堆叠然后可以被调谐到期望频率以在滤波器结构中使用。例如，经由调谐电路，滤波器结构可以被适配到在通信设备中使用的不同频带。

应当注意，尽管在上述实施例中，调谐电路仅被提供给相应谐振器元件的第二谐振器，但是在谐振器元件和方法的其他实施例中，可以另外向第一谐振器元件提供其它调谐电路。该其它调谐电路可以按照与上面针对调谐电路说明的类似的方式被实现，例如成为阻抗网络。

尽管使用如上所述的谐振器元件的滤波器可以具体用于如移动通信设备之类的通信设备中，并且使用对应滤波器结构的这种通信设备可以形成各个实施例，但是该滤波器也可以在其他设备中使用，其中信号，特别是在GHz范围内高频信号，将被过滤。

以上讨论的实施例仅用作示例，并且不应被解释为限制性的，因为除了明确示出和描述的那些之外也存在其他实现的可能方案。

Claims (23)

1.一种用于滤波器的谐振器元件，包括：

第一谐振器，具有用于耦合到滤波器结构的第一端子和第二端子，

第二谐振器，具有第三端子和第四端子，其中，所述第二谐振器声耦合到所述第一谐振器，以及

调谐电路，耦合到所述第三端子和所述第四端子。

2.根据权利要求1所述的谐振器元件，其中，所述第一谐振器和所述第二谐振器被实现为谐振器堆叠。

3.根据权利要求2所述的谐振器元件，其中，所述第一谐振器或所述第二谐振器中的一个谐振器形成在衬底上，并且所述第一谐振器和所述第二谐振器中的另一个谐振器形成在所述第一谐振器或所述第二谐振器中的所述一个谐振器上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的谐振器元件，其中，所述第一谐振器包括第一压电材料，并且所述第二谐振器包括第二压电材料。

5.根据权利要求4所述的谐振器元件，其中，所述第一压电材料的压电耦合比所述第二压电材料的压电耦合低。

6.根据权利要求4或5所述的设备，其中，所述第一压电材料的压电耦合常数k_T ²小于10%。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的谐振器元件，其中，所述第二压电材料的压电耦合常数k_T ²大于10%。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的谐振器元件，其中，所述第一压电材料包括氮化铝或钪掺杂的氮化铝中的至少一个。

9.根据权利要求4-8中任一项所述的谐振器元件，其中，所述第二谐振器材料包括至少一个铌酸锂、铌酸钾或钪掺杂的氮化铝。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的谐振器元件，其中，所述调谐电路包括阻抗网络。

11.根据权利要求10所述的谐振器元件，其中，所述阻抗网络包括可变电容、开关、具有固定电容的开关或与固定电容并联的开关中的至少一个。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的谐振器元件，其中，所述阻抗网络包括至少一个电感器。

13.根据权利要求12所述的谐振器元件，其中，所述电感器具有低于50nH的电感。

14.根据权利要求12或13所述的谐振器元件，其中，所述电感器具有至少10的Q因数。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的谐振器元件，包括耦合到所述第一端子和第二端子的其它调谐电路。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的谐振器元件，其中，所述第二端子和第三端子被实现为公共端子或彼此电耦合。

17.一种滤波器设备，包括信号输入、信号输出以及在所述信号输入和所述信号输出之间耦合的至少一个根据权利要求1-16中任一项所述的谐振器元件。

18.根据权利要求17所述的滤波器设备，其中，至少一个谐振器元件中的至少一个谐振器元件的第一谐振器作为所述滤波器结构中的串联谐振器以串联连接被耦合在所述信号输入和所述信号输出之间。

19.根据权利要求17或18所述的滤波器，其中，至少一个谐振器的谐振器元件的第一谐振器在信号输入和信号输出之间的信号路径与地之间作为并联谐振器被耦合。

20.一种方法，包括：

提供包括第一谐振器和第二谐振器的谐振器堆叠，

将所述谐振器堆叠的第一谐振器包括在滤波器结构中，以及

向所述谐振器堆叠的第二谐振器提供调谐电路。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，提供所述谐振器堆叠包括提供通过至少一个电介质层分离的所述第一谐振器和所述第二谐振器。

22.根据权利要求20或21所述的方法，其中，提供所述调谐电路包括提供与可变电容器并联的电感器。

23.根据权利要求20-22中任一项所述的方法，进一步包括向所述第一谐振器提供其它调谐电路。