CN108512525A - 一种声表面横波谐振滤波器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种声表面横波谐振滤波器，包括压电石英基片，其特征在于，压电石英基片上的依次梳状设置有第一反射器、第一换能器、中间短路栅、第二换能器及第二反射器作为压电石英基片的拓扑结构，第一换能器的两端分别设置有第一电极及第二电极，第二换能器的两端分别设置有第三电极及第四电极，其中：第一反射器及第二反射器的指条宽度大于指条之间间隙宽度，中间短路栅的指条宽度等于指条之间间隙宽度，第一换能器及第二换能器的指条宽度等于指条之间间隙宽度。本申请公开了作为滤波器应用的一种声表面横波谐振滤波器，与现有的滤波器相比具有通带宽、带内平坦度好、带内波动小的优点，满足了对高性能滤波器的要求。
Description
技术领域
本申请涉及声表面波器件技术领域，尤其涉及一种声表面横波谐振滤波器。
背景技术
压电石英基片上激励的声表面横波，具有高达5000m/s的声速，在相同工艺条件下，能制作出比瑞利型声表面波器件的频率高1.6倍的器件，更适合于高频应用。作为带有反射栅的谐振结构的谐振器，要求谐振器具备高的Q值，因此谐振器的带宽越窄越好。而作为滤波器应用的声表面横波谐振滤波器，对谐振器的性能要求并不局限于高频率及低损耗，作为高性能滤波器，还要求通带带宽宽、通带一致性好，即带内波动小，且在不增加损耗的情况下，增加通带频带带宽，降低带内波动，提高谐振滤波器的通带性能。
因此，本申请公开了作为滤波器应用的一种声表面横波谐振滤波器，与现有的滤波器相比具有通带波纹宽、带内平坦度好、带内波动小的优点，满足了对高性能滤波器的要求。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本申请公开了作为滤波器应用的一种声表面横波谐振滤波器，与现有的滤波器相比具有通带波纹少、带内波动小的优点，满足了对高性能滤波器的要求。
为解决上述技术问题，本申请采用了如下的技术方案：
一种声表面横波谐振滤波器，包括压电石英基片，所述压电石英基片上的依次梳状设置有第一反射器、第一换能器、中间短路栅、第二换能器及第二反射器作为所述压电石英基片的拓扑结构，所述第一换能器的两端分别设置有第一电极及第二电极，所述第二换能器的两端分别设置有第三电极及第四电极，其中：
所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度大于指条之间间隙宽度，所述中间短路栅的指条宽度等于指条之间间隙宽度，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度等于指条之间间隙宽度。
所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度为a21，所述第一反射器及所述第二反射器的指条之间间隙宽度为b21，1＜a21/b21≤1.3。
一种声表面横波谐振滤波器，包括压电石英基片，所述压电石英基片上的依次梳状设置有第一反射器、第一换能器、中间短路栅、第二换能器及第二反射器作为所述压电石英基片的拓扑结构，所述第一换能器的两端分别设置有第一电极及第二电极，所述第二换能器的两端分别设置有第三电极及第四电极，其中：
所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度等于指条之间间隙宽度，所述中间短路栅的指条宽度大于指条之间间隙宽度，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度大于指条之间间隙宽度。
所述中间短路栅的指条宽度为a33，所述中间短路栅的指条之间间隙宽度为b33，1＜a33/b33≤1.3，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度为a32，所述第一换能器及所述第二换能器的指条之间间隙宽度为b32，1＜a32/b32≤1.3。
一种声表面横波谐振滤波器，包括压电石英基片，所述压电石英基片上的依次梳状设置有第一反射器、第一换能器、中间短路栅、第二换能器及第二反射器作为所述压电石英基片的拓扑结构，所述第一换能器的两端分别设置有第一电极及第二电极，所述第二换能器的两端分别设置有第三电极及第四电极，其中：
所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度大于指条之间间隙宽度，所述中间短路栅的指条宽度大于指条之间间隙宽度，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度大于指条之间间隙宽度。
所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度为a41，所述第一反射器及所述第二反射器的指条之间间隙宽度为b41，1＜a41/b41≤1.3，所述中间短路栅的指条宽度为a43，所述中间短路栅的指条之间间隙宽度为b43，1＜a43/b43≤1.3，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度为a42，所述第一换能器及所述第二换能器的指条之间间隙宽度为b42，1＜a42/b42≤1.3。
综上所述，一种声表面横波谐振滤波器，包括压电石英基片，其特征在于，压电石英基片上的依次梳状设置有第一反射器、第一换能器、中间短路栅、第二换能器及第二反射器作为压电石英基片的拓扑结构，第一换能器的两端分别设置有第一电极及第二电极，第二换能器的两端分别设置有第三电极及第四电极，其中：第一反射器及第二反射器的指条宽度大于指条之间间隙宽度，中间短路栅的指条宽度等于指条之间间隙宽度，第一换能器及第二换能器的指条宽度等于指条之间间隙宽度。本申请公开了作为滤波器应用的一种声表面横波谐振滤波器，与现有的滤波器相比具有通带宽、带内平坦度好、带内波动小的优点，满足了对高性能滤波器的要求。
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申请作进一步的详细描述，其中：
图1为现有的声表面横波谐振滤波器的结构示意图；
图2为现有的声表面横波谐振滤波器的测试图；
图3为本申请公开的声表面横波谐振滤波器实施例1的结构示意图；
图4为本申请公开的声表面横波谐振滤波器实施例1的一种具体结构的测试图；
图5为本申请公开的声表面横波谐振滤波器实施例1的另一种具体结构的测试图；
图6为本申请公开的声表面横波谐振滤波器实施例2的结构示意图；
图7为本申请公开的声表面横波谐振滤波器实施例2的一种具体结构的测试图；
图8为本申请公开的声表面横波谐振滤波器实施例2的另一种具体结构的测试图；
图9为本申请公开的声表面横波谐振滤波器实施例3的结构示意图；
图10为本申请公开的声表面横波谐振滤波器实施例3的测试图。
图中，9、声表面横波谐振滤波器芯片；10、压电石英基片；111、211、311、411，第一反射器；112、212、312、412，第一换能器；113、213、313、413，中间短路栅；114、214、314、414，第二换能器；115、215、315、415，第二反射器；131、231、331、431，第一换能器信号输入端电极；133、233、333、433、第一换能器接地端电极；132、232、332、432、第二换能器接地电极；134、234、334、434、第二换能器信号输出电极。a11、a21、a31、a41，第一反射器及第二反射器指条宽度；b11、 b21、b31、b41，第一反射器及第二反射器指条之间间隙宽度；a12、a22、a32、a42，第一换能器及第二换能器指条宽度；b12、b22、b32、b42，第一换能器及第二换能器指条之间间隙宽度；a13、a23、a33、a43，中间短路栅指条宽度；b13、b23、b33、b43，中间短路栅指条之间间隙宽度。下面结合附图对本申请作进一步的详细说明。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步的详细说明。
如图1所示，现有的声表面横波谐振滤波器，包括压电石英基片，所述压电石英基片上的依次梳状设置有第一反射器、第一换能器、中间短路栅、第二换能器及第二反射器作为所述压电石英基片的拓扑结构，所述第一换能器的两端分别设置有第一电极及第二电极，所述第二换能器的两端分别设置有第三电极及第四电极，其中：
所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度等于指条之间间隙宽度，所述中间短路栅的指条宽度等于指条之间间隙宽度，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度等于指条之间间隙宽度。
如图2所示，现有的声表面横波谐振滤波器的测试图。
现有（一般情况下）所有的谐振器、谐振滤波器最基本的结构形式就是指条宽度与间歇宽度相等的结构。
实施例1：
如图3所示，本申请公开了一种声表面横波谐振滤波器，包括压电石英基片，所述压电石英基片上的依次梳状设置有第一反射器、第一换能器、中间短路栅、第二换能器及第二反射器作为所述压电石英基片的拓扑结构，所述第一换能器的两端分别设置有第一电极及第二电极，所述第二换能器的两端分别设置有第三电极及第四电极，其中：
所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度大于指条之间间隙宽度，所述中间短路栅的指条宽度等于指条之间间隙宽度，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度等于指条之间间隙宽度。
置于两换能器外侧的反射器指条宽度大于间歇宽度，中间短路栅和换能器指条宽度与其间歇相等的拓扑结构，因反射器指条带宽增宽，增大了反射回换能器的总反射量，在频率幅度响应图中表现为峰值低频端带宽增加。
具体实施时，所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度为a21，所述第一反射器及所述第二反射器的指条之间间隙宽度为b21，1＜a21/b21≤1.3。
图4中，a21/b21=1.15，图5中，a21/b21=1.3。
在频率幅度相应图4和图5中，其BW为-1dB带宽值。图4中峰值处低频端有明显的另一峰值，与图2相比，峰值处总的带宽比图2所示增加了低频端，因而总的带宽增加，但波纹较大。图5所示，在峰值低频端带宽增加，并且比图4较为平坦。虽然由于测试系统误差，图4和图5的-1dB带宽测试值相差不大，但两图的峰值带宽比图2中要宽些。
实施例2：
如图6所示，本申请公开了一种声表面横波谐振滤波器，包括压电石英基片，所述压电石英基片上的依次梳状设置有第一反射器、第一换能器、中间短路栅、第二换能器及第二反射器作为所述压电石英基片的拓扑结构，所述第一换能器的两端分别设置有第一电极及第二电极，所述第二换能器的两端分别设置有第三电极及第四电极，其中：
所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度等于指条之间间隙宽度，所述中间短路栅的指条宽度大于指条之间间隙宽度，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度大于指条之间间隙宽度。
置于两换能器外侧的反射器指条宽度等于间歇宽度，中间短路栅指条宽度大于间歇宽度，换能器指条宽度大于间歇宽度，因换能器和中间短路栅指条带宽增宽，增加换能器激励声波能量，因与间歇不等宽，减少了传播损耗，在频率幅度响应图中表现为峰值低频端带宽增加，并且比较平滑。
具体实施时，所述中间短路栅的指条宽度为a33，所述中间短路栅的指条之间间隙宽度为b33，1＜a33/b33≤1.3，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度为a32，所述第一换能器及所述第二换能器的指条之间间隙宽度为b32，1＜a32/b32≤1.3。
图7中，a33/b33=1.15，a32/b32=1.15，图8中，a33/b33=1.3，a32/b32=1.3。
在频率幅度相应图7和图8中，其BW为-1dB带宽值。图7中峰值处低频端有明显的另一峰值，与图2相比，峰值处总的带宽比图2所示增加了低频端，并且较为平坦，波纹较小，总的带宽增加。图8所示，在峰值低频端带宽增加更多，并且更为平坦，波纹更小。虽然由于测试系统误差，图4和图5的-1dB带宽测试值相差不大，但两图的峰值带宽比图2中要宽得多。
实施例3,：
如图9所示，本申请公开了一种声表面横波谐振滤波器，包括压电石英基片，所述压电石英基片上的依次梳状设置有第一反射器、第一换能器、中间短路栅、第二换能器及第二反射器作为所述压电石英基片的拓扑结构，所述第一换能器的两端分别设置有第一电极及第二电极，所述第二换能器的两端分别设置有第三电极及第四电极，其中：
所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度大于指条之间间隙宽度，所述中间短路栅的指条宽度大于指条之间间隙宽度，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度大于指条之间间隙宽度。
置于两换能器外侧的反射器指条宽度大于间歇宽度，中间短路栅指条宽度大于间歇宽度，换能器指条宽度大于间歇宽度，因反射器指条带宽增宽，增大了反射回换能器的总反射量；换能器指条带宽大于间歇宽度，中间短路栅指条带宽大于间歇宽度，增加换能器激励声波能量，因与间歇不等宽，减少了传播损耗，在频率幅度响应图中表现为峰值更加地平坦，通带带宽更宽，带内波纹更小，通带更加地平坦。
具体实施时，所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度为a41，所述第一反射器及所述第二反射器的指条之间间隙宽度为b41，1＜a41/b41≤1.3，所述中间短路栅的指条宽度为a43，所述中间短路栅的指条之间间隙宽度为b43，1＜a43/b43≤1.3，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度为a42，所述第一换能器及所述第二换能器的指条之间间隙宽度为b42，1＜a42/b42≤1.3。
图10中，a41/b41=1.3，a43/b43=1.3，a42/b42=1.3。
在频率幅度相应图10中，其BW为-1dB带宽值。从图10可见，滤波器峰值处-1dB带宽更大，带内波动小，通带更为平坦。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管通过参照本申请的优选实施例已经对本申请进行了描述，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做出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本申请的精神和范围。
Claims (6)
1.一种声表面横波谐振滤波器，包括压电石英基片，其特征在于，所述压电石英基片上的依次梳状设置有第一反射器、第一换能器、中间短路栅、第二换能器及第二反射器作为所述压电石英基片的拓扑结构，所述第一换能器的两端分别设置有第一电极及第二电极，所述第二换能器的两端分别设置有第三电极及第四电极，其中：
所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度大于指条之间间隙宽度，所述中间短路栅的指条宽度等于指条之间间隙宽度，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度等于指条之间间隙宽度。
2.如权利要求1所述的声表面横波谐振滤波器，其特征在于，所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度为a21，所述第一反射器及所述第二反射器的指条之间间隙宽度为b21，1＜a21/b21≤1.3。
3.一种声表面横波谐振滤波器，包括压电石英基片，其特征在于，所述压电石英基片上的依次梳状设置有第一反射器、第一换能器、中间短路栅、第二换能器及第二反射器作为所述压电石英基片的拓扑结构，所述第一换能器的两端分别设置有第一电极及第二电极，所述第二换能器的两端分别设置有第三电极及第四电极，其中：
所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度等于指条之间间隙宽度，所述中间短路栅的指条宽度大于指条之间间隙宽度，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度大于指条之间间隙宽度。
4.如权利要求3所述的声表面横波谐振滤波器，其特征在于，所述中间短路栅的指条宽度为a33，所述中间短路栅的指条之间间隙宽度为b33，1＜a33/b33≤1.3，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度为a32，所述第一换能器及所述第二换能器的指条之间间隙宽度为b32，1＜a32/b32≤1.3。
5.一种声表面横波谐振滤波器，包括压电石英基片，其特征在于，所述压电石英基片上的依次梳状设置有第一反射器、第一换能器、中间短路栅、第二换能器及第二反射器作为所述压电石英基片的拓扑结构，所述第一换能器的两端分别设置有第一电极及第二电极，所述第二换能器的两端分别设置有第三电极及第四电极，其中：
所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度大于指条之间间隙宽度，所述中间短路栅的指条宽度大于指条之间间隙宽度，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度大于指条之间间隙宽度。
6.如权利要求5所述的声表面横波谐振滤波器，其特征在于，所述第一反射器及所述第二反射器的指条宽度为a41，所述第一反射器及所述第二反射器的指条之间间隙宽度为b41，1＜a41/b41≤1.3，所述中间短路栅的指条宽度为a43，所述中间短路栅的指条之间间隙宽度为b43，1＜a43/b43≤1.3，所述第一换能器及所述第二换能器的指条宽度为a42，所述第一换能器及所述第二换能器的指条之间间隙宽度为b42，1＜a42/b42≤1.3。
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