CN108566176B - 一种声表面波谐振器的杂波抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种声表面波谐振器的杂波抑制方法，属于通信领域。该声表面波谐振器包括叉指换能器和反射栅，反射栅设置在叉指换能器的两端，该方法包括：利用第一加权函数对叉指换能器的孔径进行加权；第一加权函数是不关于声表面波传播方向对称的函数；调整反射栅的周期值，令反射栅的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内；解决了现有的石英声表面波谐振器中杂峰影响谐振器的性能，影响使用范围的问题；达到了消除或抑制声表面波谐振器的杂波，增强声表面波谐振器的性能，提高应用范围的效果。

Description

一种声表面波谐振器的杂波抑制方法

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，特别涉及一种声表面波谐振器的杂波抑制方法。

背景技术

声表面波是在压电基片材料表面产生和传播，且振幅随深入基片材料的深度增加而迅速减少的弹性波。石英声表面波谐振器具有成本低、体积小和Q值高、灵敏度高等特点，在无线控制领域的信号接收端的应用越来越广泛。

然而，普通的石英声表面波谐振器在谐振峰的高端和底端都存在杂峰，杂峰导致敏感信号的处理变得复杂，影响石英声表面波谐振器的性能。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种声表面波谐振器的杂波抑制方法。该技术方案如下：

第一方面，提供了一种声表面波谐振器的杂波抑制方法，该声表面波谐振器包括叉指换能器和反射栅，反射栅设置在叉指换能器的两端，该方法包括：

利用第一加权函数对叉指换能器的孔径进行加权；第一加权函数是不关于声表面波传播方向对称的函数；

调整反射栅的周期值，令反射栅的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内

可选的，第一加权函数为线性函数，利用第一加权函数对叉指换能器的孔径进行加权，包括：

利用第一加权函数计算出叉指换能器中每个叉指电极的长度；

将叉指换能器中的每个叉指电极的长度调整为计算出的长度，任意两个相邻的叉指电极的长度之差相等。

可选的，第一加权函数为非线性函数，利用第一加权函数对叉指换能器的孔径进行加权，包括：

利用第一加权函数计算出叉指换能器中每个叉指电极的长度；

将叉指换能器中的每个叉指电极的长度调整为计算出的长度，任意两个相邻的叉指电极的长度之差不相等。

可选的，调整反射栅的周期值，包括：

调整反射栅中电极的宽度，令反射栅中的每个周期结构的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

可选的，调整反射栅的周期值，包括：

调整反射栅中相邻两个电极的间隔大小，令反射栅中每个周期结构的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

可选的，调整反射栅的周期值，包括：

调整反射栅中电极的宽度和相邻两个电极的间隔大小，令反射栅中每个周期结构的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

可选的，该方法还包括：

利用第二加权函数对反射栅的孔径进行加权，第二加权函数是不关于声表面波传播方向对称的函数。

可选的，第二加权函数是线性函数，利用第二加权函数对反射栅的孔径进行加权，包括：

利用第二加权函数计算出反射栅中每个电极的长度；

将反射栅中的每个电极的长度调整为计算出的长度，任意两个相邻的电极的长度之差相等。

可选的，第二加权函数是非线性函数；

利用第二加权函数计算出反射栅中每个电极的长度；

将反射栅中的每个电极的长度调整为计算出的长度，任意两个相邻的电极的长度之差不相等。

可选的，反射栅中包括一种周期结构或两种周期结构或两种以上周期结构；

当反射栅中包括两种以上周期结构时，任意相邻的两个周期结构的周期值之差相等，或，任意相邻的两个周期结构的周期值不相等。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过利用第一加权函数对叉指换能器的孔径进行加权第一加权函数不关于声表面波传播方向对称，可消除谐振器的高端杂波，调整反射栅的周期值，令反射栅的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内，可抑制谐振器的低端杂波；解决了现有的石英声表面波谐振器中杂峰影响谐振器的性能，影响使用范围的问题；达到了消除或抑制声表面波谐振器的杂波，增强声表面波谐振器的性能，提高应用范围的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种声表面波谐振器的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种声表面波谐振器的杂波抑制方法的流程图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种声表面波传播的示意图；

图4是根据另一示例性实施例示出的一种声表面波谐振器的杂波抑制方法的流程图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种反射栅的周期结构的示意图；

图6是根据另一示例性实施例示出的一种声表面波谐振器的杂波抑制方法的流程图；

图7是根据另一示例性实施例示出的一种声表面波谐振器的杂波抑制方法的流程图；

图8是根据另一示例性实施例示出的一种声表面波谐振器的杂波抑制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1和图2，其示出了本发明一个实施例提供的声表面波谐振器的杂波抑制方法的流程图。如图1所示，声表面波谐振器至少包括叉指换能器和反射栅，反射栅结构1和反射栅结构2设置在叉指换能器的两端，叉指换能器包括输入和输出电极4、叉指电极3，反射栅结构中包括构成反射栅的电极。反射栅结构1和2中的反射栅为短路反射栅。

如图2所示，该声表面波谐振器的杂波抑制方法可以包括以下步骤：

步骤101，利用第一加权函数对叉指换能器的孔径进行加权。

第一加权函数是不关于声表面波传播方向对称的函数。

如图3所示，在叉指电极X1两端的是反射栅T1和反射栅T2，声表面波S在叉指电极的孔径范围内产生，声表面波S沿着虚线上的箭头方向传播。

需要说明的是，图3中的虚线数量不代表实际的声表面波的数量，声表面波覆盖叉指电极的孔径范围，图3仅为示例性说明。

第一加权函数不关于声表面波传播方向对称，是指在声表面波传播方向上不存在一条对称轴，令第一加权函数沿着该对称轴折叠后重叠。

叉指换能器的孔径指相邻两个叉指电极的相互重迭部分的长度。

步骤102，调整反射栅的周期值，令反射栅的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

反射栅的周期值等于反射栅中的电极宽度的两倍与相邻两个电极之间的间隔的两倍之和，即T＝2a+2b，T表示反射栅的周期值，a表示电极宽度，b表示相邻两个电极之间的间隔。

叉指换能器的周期值等于叉指电极的宽度的两倍与相邻两个叉指电极的间隔的两倍之和。

由于叉指换能器的周期值是固定的，若要调整反射栅的周期值u叉指换能器的周期值的比值，只能调整反射栅的周期值。

可选的，通过调整反射栅中电极的宽度调整反射栅的周期值，或，通过调整相邻两个反射栅的间隔大小调整反射栅的周期值，或，通过调整反射栅中电极的宽度和相邻两个反射栅的间隔大小调整反射栅的周期值。

反射栅的周期值大于叉指换能器的周期值。

可选的，反射栅的周期值与叉指换能器的周期值的比值的预定范围为1.002至1.01，具体数值根据石英材料的切向确定。

综上所述，本发明实施例提供的声表面波谐振器的杂波抑制方法，通过利用第一加权函数对叉指换能器的孔径进行加权第一加权函数不关于声表面波传播方向对称，可消除谐振器的高端杂波，调整反射栅的周期值，令反射栅的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内，可抑制谐振器的低端杂波；解决了现有的石英声表面波谐振器中杂峰影响谐振器的性能，影响使用范围的问题；达到了消除或抑制声表面波谐振器的杂波，增强声表面波谐振器的性能，提高应用范围的效果。

可选的，第一加权函数为线性函数，或第一加权函数为非线性函数。

当第一加权函数为线性函数时，通过调整反射栅中电极的宽度来调整反射栅的周期值时，该声表面波谐振器的杂波抑制方法可以包括以下步骤，如图4所示：

步骤401，利用第一加权函数计算出叉指换能器中每个叉指电极的长度。

步骤402，将叉指换能器中的每个叉指电极的长度调整为计算出的长度。

其中，叉指换能器中任意两个相邻的叉指电极的长度之差相等。

步骤403，调整反射栅中电极的宽度，令反射栅中每个周期结构的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

反射栅中的每个周期结构由两个相邻的电极和2倍的两个相邻电极之间的间隔构成，如图5所示，反射栅中有周期结构p1、p2、……、p7、……。

反射栅中每个周期结构的周期值都大于叉指换能器的周期值。

在基于图4所示实施例的可选实施例中，还可以通过调整反射栅中相邻两个电极的间隔大小来调整反射栅的周期值，也即步骤403可以被步骤404替换实现，如图6所示。

步骤404，调整反射栅中相邻两个电极的间隔大小，令反射栅中每个周期结构的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

在基于图4所示实施例的可选实施例中，还可以通过调整反射栅中电极的宽度和相邻两个电极的间隔大小来调整反射栅的周期值，也即步骤403可以被步骤405替换实现，如图7所示。

步骤405，调整反射栅中电极的宽度和相邻两个电极的间隔大小，令反射栅中每个周期结构的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

当第一加权函数为非线性函数时，通过调整反射栅中电极的宽度来调整反射栅的周期值时，该声表面波谐振器的杂波抑制方法可以包括以下步骤：

步骤801，利用第一加权函数计算出叉指换能器中每个叉指电极的长度。

步骤802，将叉指换能器中的每个叉指电极的长度调整为计算出的长度。

其中，叉指换能器中任意两个相邻的叉指电极的长度之差不相等。

当第一加权函数为非线性函数时，相邻的两个叉指电极的长度变化值是随位置变化的值，任意两个相邻的叉指电极的长度之差不相等。

步骤803，调整反射栅中电极的宽度，令反射栅中每个周期结构的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

反射栅中每个周期结构的周期值都大于叉指换能器的周期值。

当第一加权函数为非线性函数时，还可以通过调整反射栅中相邻两个电极的间隔大小来调整反射栅的周期值，也即步骤803可以被步骤804替换实现。

步骤804，调整反射栅中相邻两个电极的间隔大小，令反射栅中每个周期结构的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

当第一加权函数为非线性函数时，还可以通过调整反射栅中电极的宽度和相邻两个电极的间隔大小来调整反射栅的周期值，也即步骤803可以被步骤805替换实现。

步骤805，调整反射栅中电极的宽度和相邻两个电极的间隔大小，令反射栅中每个周期结构的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

需要说明的是，反射栅中只有一种周期结构，或者，反射栅中包括两种周期结构，或者，反射栅中包括两种以上期结构。

当反射栅中只有一种周期结构时，反射栅中的每个周期结构的周期值大小相同，比如，图5中反射栅中的周期结构p1、p2、……、p7、……的周期值大小相等。

当反射栅中包括两种周期结构时，两种周期结构的周期值不相等。

当反射栅中包括两种以上周期结构时，任意两个相邻的周期结构的周期值之差相等，或者，任意两个相邻的周期结构的周期值之差不相等。

若任意两个相邻的周期结构的周期值之差相等，则表示周期结构是渐变的，比如：图3中周期结构p1的周期值为m，周期结构p2的周期值为m+n，周期结构p3的周期值为m+2n，……。

若任意两个相邻的周期结构的周期值之差不相等，则表示周期结构是随机变化的，比如：图3中周期结构p1的周期值为m，周期结构p2的周期值为n，周期结构p3的周期值为k，……，周期结构p7的周期值为y，……，其中，m、n、k、y等周期值互不相等。

在基于图1所示实施例的可选实施例中，为了更好地抑制声表面波谐振器的低端杂波，还可以利用第二加权函数对反射栅的孔径进行加权，也即在步骤102之后还包括步骤103，如8所示。

步骤101，利用第一加权函数对叉指换能器的孔径进行加权。

第一加权函数是不关于声表面波传播方向对称的函数。

可选的，第一加权函数为线性函数或非线性函数。

该步骤在步骤101中进行了阐述，这里不再赘述。当第一加权函数为线性函数时，该步骤在步骤401、402中进行了阐述，这里不再赘述；当第一加权函数为非线性函数时，该步骤在步骤601、602中进行了阐述，这里不再赘述。

步骤102，调整反射栅的周期值，令反射栅的周期值与叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

该步骤在步骤102、步骤404、步骤405、步骤406中进行了阐述这里不再赘述。

步骤103，利用第二加权函数对反射栅的孔径进行加权。

第二加权函数是不关于声表面波传播方向对称的函数。

第二加权函数不关于声表面波传播方向对称，是指在声表面波传播方向上不存在二条对称轴，令第二加权函数沿着该对称轴折叠后重叠。

反射栅的孔径指相邻两个电极的相互重迭部分的长度。

当对反射栅的孔径进行加权时，反射栅的孔径宽度发生变化即电极的长度发生变化，针对不同的声表面波来说，反射栅中的电极个数发生变化，也即在声表面波传播过程中，每条声表面波遇到的反射栅的电极的个数不同。

可选的，第二加权函数为线性函数或非线性函数。

当第二加权函数为线性函数时，利用第二加权函数计算出反射栅中电极的长度，将反射栅中的电极的实际长度调整出计算出的电极的长度。此时，反射栅中任意两个相邻的电极的长度之差相等。

当第二加权函数为非线性函数时，利用第二加权函数计算出反射栅中电极的长度，将反射栅中的电极的实际长度调整出计算出的电极的长度。此时，反射栅中任意两个相邻的电极的长度之差不相等，相邻两个电极的长度变化值是随位置变化的值。

此外，通过利用第二加权函数对反射栅的孔径进行加权，可以最大限度地抑制声表面波谐振器的低端杂波；通过对叉指换能器和反射栅的调整，实现了对声表面波谐振器的高端和低端散射波的抑制，最大程度上消除和抑制声表面波谐振器的无用杂峰，进一步拓宽了声表面波谐振器的应用范围。

需要说明的是，第一加权函数与第二加权函数相同，或者，第一加权函数与第二加权函数不相同，本发明实施例对此不作限定。

需要说明的是：上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种声表面波谐振器的杂波抑制方法，其特征在于，所述声表面波谐振器包括叉指换能器和反射栅，所述反射栅设置在所述叉指换能器的两端，所述方法包括：

利用第一加权函数对所述叉指换能器的孔径进行加权；所述第一加权函数是不关于声表面波传播方向对称的函数；所述叉指换能器的孔径指相邻两个叉指电极的相互重迭部分的长度；其中，所述第一加权函数不关于声表面波传播方向对称，是指在声表面波传播方向上不存在一条对称轴，令第一加权函数沿着该对称轴折叠后重叠；

通过调整所述反射栅中电极的宽度和/或相邻两个电极的间隔大小调整所述反射栅的周期值，令所述反射栅的周期值与所述叉指换能器的周期值的比值在预定范围内，所述反射栅中包括两种周期结构或两种以上周期结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一加权函数为线性函数，所述利用第一加权函数对所述叉指换能器的孔径进行加权，包括：

利用所述第一加权函数计算出所述叉指换能器中每个叉指电极的长度；

将所述叉指换能器中的每个叉指电极的长度调整为计算出的所述长度，任意两个相邻的叉指电极的长度之差相等。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一加权函数为非线性函数，所述利用第一加权函数对所述叉指换能器的孔径进行加权，包括：

利用所述第一加权函数计算出所述叉指换能器中每个叉指电极的长度；

将所述叉指换能器中的每个叉指电极的长度调整为计算出的所述长度，任意两个相邻的叉指电极的长度之差不相等。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述反射栅的周期值，包括：

调整所述反射栅中电极的宽度，令所述反射栅中的每个周期结构的周期值与所述叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述反射栅的周期值，包括：

调整所述反射栅中相邻两个电极的间隔大小，令所述反射栅中每个周期结构的周期值与所述叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述反射栅的周期值，包括：

调整所述反射栅中电极的宽度和相邻两个电极的间隔大小，令所述反射栅中每个周期结构的周期值与所述叉指换能器的周期值的比值在预定范围内。

7.根据权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用第二加权函数对所述反射栅的孔径进行加权，所述第二加权函数是不关于声表面波传播方向对称的函数。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二加权函数是线性函数，所述利用第二加权函数对所述反射栅的孔径进行加权，包括：

利用所述第二加权函数计算出所述反射栅中每个电极的长度；

将所述反射栅中的每个电极的长度调整为计算出的所述长度，任意两个相邻的电极的长度之差相等。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二加权函数是非线性函数；

利用所述第二加权函数计算出所述反射栅中每个电极的长度；

将所述反射栅中的每个电极的长度调整为计算出的所述长度，任意两个相邻的电极的长度之差不相等。

10.根据权利要求4至6任一所述的方法，其特征在于，

当反射栅中包括两种以上周期结构时，任意相邻的两个周期结构的周期值之差相等，或，任意相邻的两个周期结构的周期值不相等。

Images