新型悬浮电极结构声表面波滤波器

摘要

本发明公开了一种新型悬浮电极结构声表面波滤波器，包括相互耦合的输入换能器和输出换能器，二者均为悬浮电极结构的叉指结构。输入换能器的输入端和输出换能器的输出端分别设有复合函数变迹加权的开短路混合反射栅阵。使用该结构设计的某些特定相对带宽声表面波滤波，可以实现更小损耗，进一步提高带外抑制。

权利要求

1.一种新型悬浮电极结构声表面波滤波器，其特征在于，包括相互耦合的输入换能器和输出换能器，所述输入换能器和输出换能器均为悬浮电极结构的叉指换能器，所述输入换能器的输入端和输出换能器的输出端分别设有反射栅阵；

所述叉指换能器包括相互交错布置的激发指(6)，相互交错布置的激发指(6)之间由短路指(3)进行耦合，相邻两个激发指(6)之间设有内反射区(4)，所述内反射区(4)包括单根开路指(5)和二根短路指(1、2)；

所述反射栅阵为复合函数变迹加权的开路与短路并存的混合反射栅阵；

所述反射栅阵由以下方法得到：

在均匀的反射栅阵上，将多个不同阶数的贝塞尔函数乘以不同的系数，并在均匀的反射栅阵上做线性迭加，得到变迹加权的反射栅阵，由于加权的作用，反射栅阵成为开路与短路并存的混合反射栅阵；

所述贝塞尔函数为一类贝塞尔函数；

所述内反射区(4)的短路指中，设有一根宽度较宽的指条(1)，所述内反射区(4)中其它的指条的宽度都小于该宽度较宽的指条(1)，且其它指条的宽度相同。

2.根据权利要求1所述的新型悬浮电极结构声表面波滤波器，其特征在于，用于耦合的短路指(3)和内反射区(4)内的指条(5、1、2)的反射系数均不为1，这些指条(3、5、1、2)的各自的中心位置之间的距离相等，且整体向声传播的方向上偏移。

3.根据权利要求2所述的新型悬浮电极结构声表面波滤波器，其特征在于，所述激发指(6)和用于耦合的短路指(3)单根指条宽度均为声波长的1/24；

所述内反射区(4)中宽度较宽的指条(1)的指宽为声波长的1/8，其余单指条宽度均为声波长的1/24；

反射系数为1.02～1.04，用于耦合的短路指(3)和内反射区(4)内的指条(5、1、2)的中心点的位置均向声传播方向移动了声波长的1/24的1.02～1.04倍。

说明书

新型悬浮电极结构声表面波滤波器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种声表面波技术，尤其涉及一种新型悬浮电极结构声表面波滤波器。

背景技术

[0002] 当具有压电效应的晶体受到机械作用时，将产生与压力成正比的电场的现象；具有压电效应的晶体，在受到电信号的作用时，也会产生弹性形变而发出机械波(声波)，即可把电信号转为声信号。由于这种声波只在晶体表面传播，故称为声表面波。

[0003] 声表面波技术的应用之一是声表面波滤波器，其工作原理是，电信号通过特殊的叉指换能器(IDT)在压电介质表面转换成高频率的声音信号，声信号经过一定的传播后，再通过输出叉指换能器(IDT)转换成电信号。其中对声信号的处理体现为对总体电信号的处理，既对电信号实现了滤波作用。对声信号的处理是技术关键点。声表面波滤波器(SAWF)具有体积小、重量轻、性能可靠、不需要复杂调整的优点，是无线通信中信号接收处理的关键器件。

[0004] 如图1所示，现有技术中的声表面波滤波器，输入换能器11和输出换能器12相互耦合，为减小损耗、提高带外抑制，输入换能器11和输出换能器12的设计结构多种多样，各有特点。但是，对于目前特定的相对带宽要求来讲，现有技术中的叉指换能器结构设计仍存在插入损耗较高、带外抑制也较低的缺点。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种插入损耗低、带外抑制高的悬浮电极结构声表面波滤波器。

[0006] 本发明的新型悬浮电极结构声表面波滤波器，包括相互耦合的输入换能器和输出换能器，所述输入换能器和输出换能器均为悬浮电极结构的叉指换能器，所述输入换能器的输入端和输出换能器的输出端分别设有变迹加权反射栅阵。

[0007] 由上述发明提供的技术方案可知，本发明的新型悬浮电极结构声表面波滤波器，由于输入换能器和输出换能器均为悬浮电极结构的叉指换能器，输入换能器的输入端和输出换能器的输出端分别设有变迹加权反射栅阵。该发明应用于特定相对带宽技术指标的声表滤波器设计，可以实现更小损耗，并进一步提高了带外抑制。

附图说明

[0008] 图1为现有技术中声表面波滤波器的原理图；

[0009] 图2为本发明的新型悬浮电极结构声表面波滤波器的具体实施例的结构原理图；

[0010] 图3为本发明的具体实施例中输入换能器和输出换能器的半周期的结构示意图；

[0011] 图4为本发明的具体实施例中反射栅阵中的开路短路结构示意图；

[0012] 图5为本发明的具体实施例中实际设计的示意图样；

[0013] 图6为本发明的具体实施例中实际设计的上边的局部示意图样；

[0014] 图7为本发明的具体实施例中实际设计的下边的局部示意图样；

[0015] 图8为本发明的具体实施例中反射栅阵的实际设计的示意图样；

[0016] 图9为本发明的具体实施例中反射栅阵的实际设计的局部示意图样。

具体实施方式

[0017] 本发明的新型悬浮电极结构声表面波滤波器，其较佳的具体实施方式如图2所示：

[0018] 包括相互耦合的输入换能器a和输出换能器b，所述输入换能器a和输出换能器b均为悬浮电极结构的叉指换能器，所述输入换能器a的输入端和输出换能器b的输出端分别设有反射栅阵c。

[0019] 所述叉指换能器包括相互交错布置的激发指6，相互交错布置的激发指6之间由短路指3进行耦合，相邻两个激发指6之间设有内反射区4，所述内反射区4包括单根开路指5和二根短路指1、2。

[0020] 所述内反射区4的短路指中，设有一根宽度较宽的指条1，所述内反射区4中其它的指条的宽度都小于该宽度较宽的指条1，且其它指条的宽度相同。

[0021] 如图3所示，用于耦合的短路指3和内反射区4内的指条5、1、2的反射系数均不为1，这些指条3、5、1、2的各自的中心位置之间的距离相等，且整体向声传播的方向上偏移(如图3中的距离C)。

[0022] 具体实施例中：

[0023] 所述激发指6和用于耦合的短路指3单根指条宽度均为声波长的1/24；

[0024] 所述内反射区4中宽度较宽的指条1的指宽为声波长的1/8，其余单指条宽度均为声波长的1/24；

[0025] 反射系数为1.02～1.04，用于耦合的短路指3和内反射区4内的指条5、1、2的中心点的位置均向声传播方向移动了声波长的1/24的1.02～1.04倍。

[0026] 如图4所示，所述反射栅阵为复合函数变迹加权的开路与短路并存的混合反射栅阵。所述反射栅阵可以由以下方法得到：

[0027] 在均匀的反射栅阵上，将多个不同阶数的贝塞尔函数乘以不同的系数，并在均匀的反射栅阵上做线性迭加，得到变迹加权的反射栅阵，由于加权的作用，反射栅阵成为开路与短路并存的混合反射栅阵。

[0028] 所述贝塞尔函数可以为一类贝塞尔函数。

[0029] 具体实施例：

[0030] 再参见图3，激发指6和用于耦合的短路指3单根指条宽度为声波长的1/24。内反射区4中宽度较宽的指条1的指宽为声波长的1/8，其余单指条宽度均为声波长的1/24。反射系数为1.02～1.04，即用于耦合的短路指3和内反射区4内的指条5、1、2的中心点的位置均向声传播方向移动了声波长的1/24的1.02～1.04倍，从而进一步增强了反射，减小了损耗。

[0031] 再参见图4，复合函数变迹加权的反射栅阵为：

[0032] 在均匀的反射栅阵上，将多个不同阶数的贝塞尔函数做线性迭加，通过计算这些系数，使换能器反向传输出来的残余的声信号自我抵消。具体为：A(w)＝∑Ai*Ji(w),其中Ji()为N阶贝塞尔函数，Ai为对应不同阶数贝塞尔函数的系数。上述公式展开后为：

[0033] A(w)＝A0*J0(w)

[0034] +A1*J1(w)

[0035] +A2*J2(w)

[0036] +A3*J3(w)

[0037] 实际中取了三阶。

[0038] 一个具体实施例的技术参数：

[0039] 中心频率为140MHZ，相对带宽为1％的声表面波滤波器设计：

[0040] F0＝140MHz

[0041] V(声速度)＝3896m/s

[0042] 声波长＝27.824um

[0043] 激励指和耦合指开路反射指宽＝1.160um

[0044] 内反射指宽度＝3.478um

[0045] 反射比例＝1.195um(1.03)

[0046] 反射栅阵加权系数为:A0＝1

[0047] A1＝0.372

[0048] A2＝0.0389

[0049] A3＝0.005

[0050] 输入输出换能器分别为本发明的悬浮电极结构的抽指加权和变迹加权设计,其均匀指部分的实际图形参见图3。实际的设计版图如图5所示，其上边的局部图样如图6所示，下边的局部图样如图7所示。

[0051] 一侧反射栅阵的实际图形如图8所示，其局部图形如图9所示。

[0052] 具体实施例的电气参数，如表1所示：

[0053] 表1、具体实施例的电气参数

[0054]

[0055] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。