CN107819449A - 一种超宽带声表面波谐振器及滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超宽带声表面波谐振器，包括15°铌酸锂基片，基片上梳状设置有金属指条，金属指条的宽度d与超宽带声表面波谐振器的半个谐振周期p的比值的取值范围为0.28‑0.38，且金属指条的厚度h与超宽带声表面波谐振器的一个谐振周期2p的比值的取值范围为0.08‑0.11。本发明通过对谐振器占空比和镀膜相对厚度的优化，采用在15°铌酸锂材料镀铜的工艺方法实现横向模和瑞利波寄生的有效抑制，使通带波纹限制在1dB范围内，可实现相对带宽20%可工程应用的小型化、超宽带的声表面波滤波器。

Description

一种超宽带声表面波谐振器及滤波器
技术领域
本发明涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种超宽带声表面波谐振器及滤波器。
背景技术
传统低损耗声表面波滤波器的相对带宽限制在0.1-5%之间，而为了满足5-20%的相对带宽的性能要求，则必须使用LC滤波器（无源滤波器）或者MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统）滤波器，而LC滤波器或者MEMS滤波器的体积都远大于传统低损耗声表面波滤波器。
因此，日本千叶大学的Hashimotto教授在文献《Suppression of SpuriousResponses for Ultra Wideband and Low Loss SAW Ladder Filter on a Cugrating15°YX LiNbO3 Structure》公开了在15°铌酸锂（LiNbO3）基片上设置铜指条的滤波器，这种滤波器的相对带宽可以达到20%，但是，由于声波在15°铌酸锂材料上传播时存在严重的横向模和瑞利波寄生，使滤波器在通带内会形成大于5dB的波动，这会影响滤波器的实际使用。
因此，如何抑制横向模和瑞利波寄生，降低滤波器在通带内的波动，成为了本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何抑制横向模和瑞利波寄生，降低滤波器在通带内的波动。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种超宽带声表面波谐振器，包括15°铌酸锂基片，所述基片上梳状设置有金属指条，所述金属指条的宽度d与所述超宽带声表面波谐振器的半个谐振周期p的比值的取值范围为0.28-0.38，且所述金属指条的厚度h与所述超宽带声表面波谐振器的一个谐振周期2p的比值的取值范围为0.08-0.11。
优选地，所述金属指条为铜指条。
一种超宽带声表面波滤波器，使用上述的超宽带声表面波谐振器作为所述超宽带声表面波滤波器中的谐振器。
优选地，所述超宽带声表面波滤波器包括3个所述超宽带声表面波谐振器，分别为谐振器RP1、谐振器RS1及谐振器RS2，其中，所述谐振器RS1和所述谐振器RS2串联形成串联支路，所述谐振器RP1与所述串联支路并联。
综上所述，本发明公开了一种超宽带声表面波谐振器，包括15°铌酸锂基片，基片上梳状设置有金属指条，金属指条的宽度d与超宽带声表面波谐振器的半个谐振周期p的比值的取值范围为0.28-0.38，且金属指条的厚度h与超宽带声表面波谐振器的一个谐振周期2p的比值的取值范围为0.08-0.11。本发明通过对谐振器占空比和镀膜相对厚度的优化，采用在15°铌酸锂材料镀铜的工艺方法实现横向模和瑞利波寄生的有效抑制，使通带波纹限制在1dB范围内，可实现相对带宽20%可工程应用的小型化、超宽带的声表面波滤波器。
附图说明
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明公开的一种超宽带声表面波滤波器的结构示意图；
图2为本发明公开的一种超宽带声表面波谐振器的实测结果图；
图3为本发明公开的一种超宽带声表面波滤波器的实测结果图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
本发明公开了一种超宽带声表面波谐振器，包括15°铌酸锂基片，基片上梳状设置有金属指条，金属指条的宽度d与超宽带声表面波谐振器的半个谐振周期p的比值的取值范围为0.28-0.38，且金属指条的厚度h与超宽带声表面波谐振器的一个谐振周期2p的比值的取值范围为0.08-0.11。
具体实施时，金属指条为铜指条。
如图2所示，为本发明公开的超宽带声表面波谐振器的实测结果图。其中横坐标表示谐振器的频率，纵坐标表示谐振器的导纳。d/p为0.28，h/2p为0.08时，谐振器曲线如图dB(Y(5,6))；d/p为0.38，h/2p为0.11时，谐振器曲线如图dB(Y(1,2))；d/p为0.33，h/2p为0.95时，谐振器曲线如图dB(Y(3,4))。
如图1所示，本发明还公开了一种超宽带声表面波滤波器，使用上述的超宽带声表面波谐振器作为超宽带声表面波滤波器中的谐振器。
具体实施时，超宽带声表面波滤波器包括3个超宽带声表面波谐振器，分别为谐振器RP1、谐振器RS1及谐振器RS2，其中，谐振器RS1和谐振器RS2串联形成串联支路，谐振器RP1与串联支路并联。
如图3所示，为本发明公开的超宽带声表面波滤波器的实测结果图，此滤波器采用d/p为0.33，h/2p为0.95的谐振器来设计，滤波器曲线如图dB(S(1,2))，横坐标表示滤波器的频率，纵坐标表示滤波器的损耗。
本发明通过对谐振器占空比和镀膜相对厚度的优化，采用在15°铌酸锂材料镀铜的工艺方法实现横向模和瑞利波寄生的有效抑制，使通带波纹限制在1dB范围内，可实现相对带宽20%可工程应用的小型化、超宽带的声表面波滤波器。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (4)

1.一种超宽带声表面波谐振器，包括15°铌酸锂基片，所述基片上梳状设置有金属指条，其特征在于，所述金属指条的宽度d与所述超宽带声表面波谐振器的半个谐振周期p的比值的取值范围为0.28-0.38，且所述金属指条的厚度h与所述超宽带声表面波谐振器的一个谐振周期2p的比值的取值范围为0.08-0.11。
2.如权利要求1所述的超宽带声表面波谐振器，其特征在于，所述金属指条为铜指条。
3.一种超宽带声表面波滤波器，其特征在于，使用如权利要求1或2所述的超宽带声表面波谐振器作为所述超宽带声表面波滤波器中的谐振器。
4.如权利要求3所述的超宽带声表面波滤波器，其特征在于，所述超宽带声表面波滤波器包括3个所述超宽带声表面波谐振器，分别为谐振器RP1、谐振器RS1及谐振器RS2，其中，所述谐振器RS1和所述谐振器RS2串联形成串联支路，所述谐振器RP1与所述串联支路并联。
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