CN114866057A - Lamb波谐振器、用于Lamb波谐振器的杂波消除方法及滤波器 - Google Patents
Lamb波谐振器、用于Lamb波谐振器的杂波消除方法及滤波器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114866057A CN114866057A CN202210590844.0A CN202210590844A CN114866057A CN 114866057 A CN114866057 A CN 114866057A CN 202210590844 A CN202210590844 A CN 202210590844A CN 114866057 A CN114866057 A CN 114866057A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- interdigital transducer
- electrode fingers
- wave resonator
- lamb wave
- bus bar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 235000019687 Lamb Nutrition 0.000 title claims abstract description 116
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000008030 elimination Effects 0.000 title abstract description 6
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 9
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 51
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 25
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 25
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 25
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 3
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02228—Guided bulk acoustic wave devices or Lamb wave devices having interdigital transducers situated in parallel planes on either side of a piezoelectric layer
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
本申请涉及谐振器技术领域，公开一种Lamb波谐振器，包括：第一叉指换能器；第二叉指换能器；压电衬底，用于承载第一叉指换能器和第二叉指换能器，第一叉指换能器和第二叉指换能器对称设置在压电衬底两侧；接地端口，连接第一叉指换能器的第一汇流条和第二叉指换能器的第一汇流条；射频信号输入端口，连接第一叉指换能器的第二汇流条和第二叉指换能器的第二汇流条。由于本方案提供的Lamb波谐振器在具体使用过程中只会形成纵向电场或横向电场，同时由于S模态的声波由纵向电场激励，A模态的声波由横向电场激励，因而Lamb波谐振器在具体使用过程中只会激发一种模态的声波，从而不会产生杂波。本申请还公开一种用于Lamb波谐振器的杂波消除方法及滤波器。
Description
技术领域
本申请涉及谐振器技术领域，例如涉及一种Lamb波谐振器、用于Lamb波谐振器的杂波消除方法及滤波器。
背景技术
伴随着通讯技术的发展，无线移动通讯对数据传输速率的要求也越来越高，为了满足这样的需求就需要提高谐振器的工作频段。而商业化的表面声波(SAW，surfaceacoustic wave)谐振器由于瑞利波的低相速度导致难以实现达到3GHz以上工作频率，没办法适用高频段的应用。同时，薄膜体声波谐振器(FBAR，film bulk acoustic waveresonator)的工作频率取决于薄膜的厚度，如果想要使其工作频率在高频段就要把薄膜做的非常薄，这就为加工工艺带来了挑战。Lamb(兰姆)波谐振器不仅同时兼备表面声波谐振器与薄膜体声波谐振器的优点，还可以工作在高频率；研究发现，Lamb波谐振器可以激励出S模态的声波和A模态的声波，Lamb波谐振器可以工作在高频率的原因在于S模态的声波与A模态的声波都具有高阶模式，并在高阶模式下会有更高的相速度。
现有技术中，Lamb波谐振器包括叉指换能器，且叉指换能器包括多个第一电极指和多个第二电极指，各第一电极指和各第二电极指交叉设置；现有Lamb波谐振器在具体使用过程中，各第一电极指均接地，各第二电极指均连接射频信号，这样使得Lamb波谐振器会同时激励出S模态的声波和A模态的声波。
在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
由于现有Lamb波谐振器在具体使用过程中会同时激励出S模态的声波和A模态的声波，但在实际使用时只需要使用其中一种模态的声波，因此另一种模态的声波就会影响Lamb波谐振器使用性能。
发明内容
为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
本公开实施例提供了一种Lamb波谐振器、用于Lamb波谐振器的杂波消除方法及滤波器，以能够产生单一模态的声波。
在一些实施例中，所述Lamb波谐振器包括：第一叉指换能器；第二叉指换能器；压电衬底，用于承载所述第一叉指换能器和所述第二叉指换能器，所述第一叉指换能器和所述第二叉指换能器对称设置在所述压电衬底两侧；接地端口，连接所述第一叉指换能器的第一汇流条和所述第二叉指换能器的第一汇流条；射频信号输入端口，连接所述第一叉指换能器的第二汇流条和所述第二叉指换能器的第二汇流条。
在一些实施例中，所述第一叉指换能器包括多个第一电极指和多个第二电极指，各所述第一电极指与各所述第二电极指交叉设置，各所述第一电极指均与所述第一叉指换能器的第一汇流条连接，各所述第二电极指均与所述第一叉指换能器的第二汇流条连接；所述第二叉指换能器包括多个第三电极指和多个第四电极指，各所述第三电极指与各所述第四电极指交叉设置，各所述第三电极指均与所述第二叉指换能器的第一汇流条连接，各所述第四电极指均与所述第二叉指换能器的第二汇流条连接。
在一些实施例中，各所述第一电极指分别与各所述第三电极指对称设置在所述压电衬底两侧，各所述第二电极指分别与各所述第四电极指对称设置在所述压电衬底两侧。
在一些实施例中，各所述第一电极指分别与各所述第四电极指对称设置在所述压电衬底两侧；各所述第二电极指分别与各所述第三电极指对称设置在所述压电衬底两侧。
在一些实施例中，所述压电衬底的厚度为400纳米至8微米。
在一些实施例中，各所述第一电极指的厚度、各所述第二电极指的厚度、各所述第三电极指的厚度和各所述第四电极指的厚度均为100纳米至300纳米。
在一些实施例中，所述压电衬底由氮化铝、铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、氧化锌或压电陶瓷制成。
在一些实施例中，所述第一叉指换能器和所述第二叉指换能器均由铝、铂、镍、钼、铜、钛、钨或金制成。
在一些实施例中，所述方法中的Lamb波谐振器为上述的Lamb波谐振器；所述方法包括：触发各所述第一电极指和各所述第三电极指处于接地状态；将射频信号源产生的射频信号输入到各所述第二电极指和各所述第四电极指。
在一些实施例中，所述滤波器包括上述的Lamb波谐振器。
本公开实施例提供的Lamb波谐振器、用于Lamb波谐振器的杂波消除方法及滤波器，可以实现以下技术效果：通过将第一叉指换能器和第二叉指换能器对称设置在压电衬底两侧；并将接地端口连接第一叉指换能器的第一汇流条和第二叉指换能器的第一汇流条；射频信号输入端口连接第一叉指换能器的第二汇流条和第二叉指换能器的第二汇流条；这样，Lamb波谐振器在具体使用过程中，能够在第一叉指换能器的其中一个汇流条和第二叉指换能器的其中一个汇流条均处于接地状态，且第一叉指换能器的另一个汇流条以及第二叉指换能器的另一个汇流条受到射频信号激励的情况下，就能够在Lamb波谐振器中形成纵向电场或横向电场，由于S模态的声波由纵向电场激励，A模态的声波由横向电场激励，因而Lamb波谐振器在具体使用过程中只会激发一种模态的声波，不会产生杂波。
以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
图1是本公开实施例提供的一个Lamb波谐振器的俯视图；
图2是本公开实施例提供的一个Lamb波谐振器的仰视图；
图3(a)是本公开实施例提供的一个Lamb波谐振器的剖视图；
图3(b)是本公开实施例的一个Lamb波谐振器的电场分布示意图；
图3(c)是本公开实施例的另一个Lamb波谐振器的剖视图；
图3(d)是本公开实施例的另一个Lamb波谐振器的电场分布示意图；
图4(a)是现有Lamb波谐振器的导纳响应示意图；
图4(b)是本公开实施例提供的一个Lamb波谐振器的导纳响应示意图；
图4(c)是本公开实施例提供的另一个Lamb波谐振器的导纳响应示意图；
图5(a)是现有Lamb波谐振器的机电耦合系数的示意图；
图5(b)是本公开实施例提供的一个Lamb波谐振器的机电耦合系数的示意图；
图5(c)是本公开实施例提供的另一个Lamb波谐振器的机电耦合系数的示意图；
图6(a)是本公开实施例提供的一个Lamb波谐振器在S模态声波S0’对应的谐振频率谐振时的纵向电场强度示意图；
图6(b)是本公开实施例提供的一个Lamb波谐振器在S模态声波S1’对应的谐振频率谐振时的纵向电场强度示意图；
图7(a)是本公开实施例提供的一个Lamb波谐振器在A模态声波A0’对应的谐振频率谐振时的横向电场强度示意图；
图7(b)是本公开实施例提供的一个Lamb波谐振器在A模态声波A1’对应的谐振频率谐振时的横向电场强度示意图；
图7(c)是本公开实施例提供的一个Lamb波谐振器在A模态声波A2’对应的谐振频率谐振时的横向电场强度示意图；
图8是本公开实施例提供的一个用于Lamb波谐振器的杂波消除方法的示意图。
附图标记：1、第一叉指换能器的第一汇流条；2、第一电极指；3、第二电极指；4、第一叉指换能器的第二汇流条；5、压电衬底；6、第二叉指换能器的第一汇流条；7、第三电极指；8、第四电极指；9、第二叉指换能器的第二汇流条；10、接地端口；11、射频信号输入端口。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。
术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。
术语“对应”可以指的是一种关联关系或绑定关系，A与B相对应指的是A与B之间是一种关联关系或绑定关系。
结合图1、图2所示，本公开实施例提供一种Lamb波谐振器，包括第一叉指换能器、第二叉指换能器、压电衬底5、接地端口10和射频信号输入端口11，压电衬底5用于承载第一叉指换能器和第二叉指换能器，第一叉指换能器和第二叉指换能器对称设置在压电衬底5两侧；接地端口10连接第一叉指换能器的第一汇流条1和第二叉指换能器的第一汇流条6；射频信号输入端口11连接第一叉指换能器的第二汇流条4和第二叉指换能器的第二汇流条9。
采用本公开实施例提供的Lamb波谐振器，通过将第一叉指换能器和第二叉指换能器对称设置在压电衬底两侧；并将接地端口连接第一叉指换能器的第一汇流条和第二叉指换能器的第一汇流条；射频信号输入端口连接第一叉指换能器的第二汇流条和第二叉指换能器的第二汇流条；这样，Lamb波谐振器在具体使用过程中，能够在第一叉指换能器的其中一个汇流条和第二叉指换能器的其中一个汇流条均处于接地状态，且第一叉指换能器的另一个汇流条以及第二叉指换能器的另一个汇流条受到射频信号激励的情况下，就能够在Lamb波谐振器中形成纵向电场或横向电场，由于S模态的声波由横向电场激励，A模态的声波由纵向电场激励，因而Lamb波谐振器在具体使用过程中只会激发一种模态的声波，不会产生杂波。
可选地，第一叉指换能器包括多个第一电极指2和多个第二电极指3，各第一电极指2与各第二电极指3交叉设置，各第一电极指2均与第一叉指换能器的第一汇流条1连接，各第二电极指3均与第一叉指换能器的第二汇流条4连接；第二叉指换能器包括多个第三电极指7和多个第四电极指8，各第三电极指7与各第四电极指8交叉设置，各第三电极指7均与第二叉指换能器的第一汇流条6连接，各第四电极指8均与第二叉指换能器的第二汇流条9连接。
这样，在第一叉指换能器的第一汇流条和第二叉指换能器的第一汇流条均处于接地状态的情况下，会使得各第一电极指和各第四电极指均处于接地状态；在将射频信号源产生的射频信号输入到第一叉指换能器的第二汇流条和第二叉指换能器的第二汇流条的情况下，射频信号源产生的射频信号也会被输入到各第三电极指和各第四电极指。
可选地，第一叉指换能器一端为接地端口，另一端为射频信号输入端口；可选地，第二叉指换能器一端为接地端口，另一端为射频信号输入端口。
可选地，结合图3(a)所示，各第一电极指分别与各第三电极指对称设置在压电衬底两侧，各第二电极指分别与各第四电极指对称设置在压电衬底两侧。由于Lamb波谐振器在使用时，第一电极指和第三电极指处于接地状态，射频信号源产生的射频信号会被输入到各第二电极指和各第四电极指，同时在Lamb波谐振器内，电场的方向是由各第二电极指分别指向相邻第一电极指、各第四电极指分别指向相邻的第三电极指，即形成如图3(b)所示的横向电场图；而横向电场能够激发出A模态的声波，而不会激发S模态的声波，相较于A模态的声波，S模态的声波即为杂波；这样不仅不会产生杂波，还能够提高Lamb波谐振器的机电耦合系数。
可选地，结合图3(c)所示，各第一电极指分别与各第四电极指对称设置在压电衬底两侧；各第二电极指分别与各第三电极指对称设置在压电衬底两侧。由于Lamb波谐振器在使用时，第一电极指和第三电极指处于接地状态，射频信号源产生的射频信号会被输入到各第二电极指和各第四电极指，由于在Lamb波谐振器内，电场的方向是由各第二电极指分别指向相对的第三电极指、各第四电极指分别指向相对的第一电极指，即形成如图3(d)所示的纵向电场图，而纵向电场能够激发出想要使用的S模态的声波，而不会激发A模态的声波；相较于S模态的声波，A模态的声波即为杂波，这样不仅不会产生杂波，还能够提高Lamb波谐振器的机电耦合系数。
可选地，压电衬底的厚度为400纳米至8微米。即压电衬底的厚度需要小于声波的一个波长，这样声波才能够在压电衬底中传播。
可选地，各第一电极指的厚度、各第二电极指的厚度、各第三电极指的厚度和各第四电极指的厚度均为100纳米至300纳米。由于各第一电极指、各第二电极指、各第三电极指和各第四电极指越薄，Lamb波谐振器的性能越好；因此这样能够提升Lamb波谐振器的性能。
可选地，压电衬底由氮化铝、铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、氧化锌或压电陶瓷制成。由于压电衬底由氮化铝、铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、氧化锌压电陶瓷等具有压电性的材料制成，这样才能够在压电衬底上形成压电效应，进而才能够在压电衬底上传输声波。
可选地，第一叉指换能器和第二叉指换能器均由铝、铂、镍、钼、铜、钛、钨或金制成。
可选地，第一叉指换能器和第一叉指换能器均与压电衬底的边缘留有间隙。这样能够减少声波从Lamb波谐振器的边缘泄露的能量。
在一些实施例中，压电衬底由厚度为10纳米至10微米的具有压电性能的铌酸锂晶体通过溅射或晶片键合工艺获得。在压电体衬底上使用蒸镀或溅射工艺获取金属薄膜层，对金属薄膜层进行光刻，然后通过剥离工艺或刻蚀工艺对金属薄膜层进行处理，得到第一叉指换能器和第二叉指换能器。光刻显影后通过光刻胶直接刻蚀或通过硬光罩刻蚀得到谐振腔的形状，通过和电极光刻工艺的校准标记对准得到准确的压电薄膜的反射边缘。最后通过湿法或干法刻蚀掉谐振腔下方的牺牲层材料、或直接从衬底背面刻蚀到压电层下方，得到释放后的薄膜谐振器。
在一些实施例中，结合图4(a)、图4(b)和图4(c)所示，图4(a)、图4(b)和图4(c)的横坐标均为谐振频率，单位均是109赫兹(GHz)，
图4(a)、图4(b)和图4(c)的纵坐标均为导纳，单位均是分贝(dB)，图4(a)为现有技术中Lamb波谐振器的导纳响应示意图，包括A模态声波A0的导纳、A模态声波A1的导纳、A模态声波A2的导纳、S模态声波S1的导纳和S模态声波S2的导纳；其中A0、A1是A2是由不同谐振频率激发的A模态声波、S1和S2是由不同谐振频率激发的S模态声波；可见，现有技术中的谐振器在实际使用过程中会激发出A模态的声波和S模态的声波。图4(b)为在各第一电极指分别与各第四电极指对称设置在压电衬底两侧；各第二电极指分别与各第三电极指对称设置在压电衬底两侧的情况下获得的Lamb波谐振器的导纳响应示意图，包括S模态声波S0’的导纳和S模态声波S1’的导纳；S0’、S1’是由不同谐振频率激发的S模态声波；并且，激发声波S0的谐振频率与激发声波S0’的谐振频率相同，激发声波S1的谐振频率与激发声波S1’的谐振频率相同。可见，在各第一电极指分别与各第四电极指对称设置在压电衬底两侧；各第二电极指分别与各第三电极指对称设置在压电衬底两侧的情况下，触发第一电极指和第三电极指处于接地状态，并将射频信号源产生的射频信号会被输入到各第二电极指和各第四电极指，只会激发出S模态的声波，而不会激发A模态的声波。图4(c)为在各第一电极指分别与各第三电极指对称设置在压电衬底两侧，各第二电极指分别与各第四电极指对称设置在压电衬底两侧的情况下获得的谐振器的导纳图，包括A模态声波A0’的导纳、A模态声波A1’的导纳以及A模态声波A2’的导纳。其中，A0’、A1’和A2’是由不同谐振频率激发的A模态声波；并且，激发声波A0的谐振频率与激发声波A0’的谐振频率相同，激发声波A1的谐振频率与激发声波A1’的谐振频率相同，激发声波A2的谐振频率与激发声波A2’的谐振频率相同。可见，在各第一电极指分别与各第三电极指对称设置在压电衬底两侧，各第二电极指分别与各第四电极指对称设置在压电衬底两侧的情况下，触发第一电极指和第三电极指处于接地状态，并将射频信号源产生的射频信号会被输入到各第二电极指和各第四电极指，只会激发出A模态的声波，而不会激发S模态的声波。
在一些实施例中，结合图5(a)、图5(b)和图5(c)所示，图5(a)、图5(b)和图5(c)的横坐标均为归一化厚度，归一化厚度是由氮化铝制作的压电衬底的厚度除以声波波长的厚度；图5(a)、图5(b)和图5(c)的纵坐标均为机电耦合系数，图5(a)为现有技术中不同模态的声波分别在不同归一化厚度下对应的机电耦合系数；包括：A模态声波A0在不同归一化厚度对应的机电耦合系数、A模态声波A1在不同归一化厚度对应的机电耦合系数、A模态声波A2在不同归一化厚度对应的机电耦合系数；S模态声波S0在不同归一化厚度对应的机电耦合系数以及S模态声波S1在不同归一化厚度对应的机电耦合系数；其中，A0、A1和A2为不同谐振频率激发的A模态声波；S0和S1为不同谐振频率激发的S模态声波。可见，现有技术中的谐振器在实际使用过程中会激发出A模态的声波和S模态的声波。图5(b)为在各第一电极指分别与各第四电极指对称设置在压电衬底两侧；各第二电极指分别与各第三电极指对称设置在压电衬底两侧的情况下，声波在不同归一化厚度对应的机电耦合系数；包括：S模态声波S0’在不同归一化厚度对应的机电耦合系数以及S模态声波S1’在不同归一化厚度对应的机电耦合系数；其中，S0’和S1’是由不同谐振频率激发的S模态声波；并且，激发声波S0的谐振频率与激发声波S0’的谐振频率相同，激发声波S1的谐振频率与激发声波S1’的谐振频率相同。在声波S0与声波S0’的归一化厚度相同的情况下，声波S0’对应的机电耦合系数大于声波S0对应的机电耦合系数。因此，采用本公开实施例提供的Lamb波谐振器能够提高机电耦合系数。图5(c)为各第一电极指分别与各第三电极指对称设置在压电衬底两侧，各第二电极指分别与各第四电极指对称设置在压电衬底两侧的情况下，声波在不同归一化厚度对应的机电耦合系数；包括：A模态声波A0’在不同归一化厚度对应的机电耦合系数、A模态声波A1’在不同归一化厚度对应的机电耦合系数以及A模态声波A2’在不同归一化厚度对应的机电耦合系数；其中，A0’、A1’和A2’是由不同谐振频率激发的A模态声波；并且，激发声波A0的谐振频率与激发声波A0’的谐振频率相同，激发声波A1的谐振频率与激发声波A1’的谐振频率相同，激发声波A2的谐振频率与激发声波A2’的谐振频率相同。在声波A0与声波A0’的归一化厚度相同的情况下，声波A0’对应的机电耦合系数大于声波A0对应的机电耦合系数。可见，采用本公开实施例提供的Lamb波谐振器能够提高机电耦合系数。
在一些实施例中，结合图6(a)和图6(b)所示，本公开实施例的Lamb波谐振器，各第一电极指分别与各第四电极指对称设置在压电衬底两侧，各第二电极指分别与各第三电极指对称设置在压电衬底两侧。本公开实施例的Lamb波谐振器在实际应用中，第一电极指和第三电极指处于接地状态，射频信号源产生的射频信号会被输入到各第二电极指和各第四电极指。现有Lamb波谐振器包括叉指换能器，且叉指换能器包括多个第一电极指和多个第二电极指，各第一电极指和各第二电极指交叉设置；现有Lamb波谐振器在实际使用中，各第一电极指均接地，各第二电极指均连接射频信号。同时，图6(a)中的E0表征本公开实施例的Lamb波谐振器在S模态声波S0’对应的谐振频率谐振时，压电衬底厚度对应的电场强度，即纵向电场强度。图6(a)中的E0’表征现有Lamb波谐振器在S模态声波S0’对应的谐振频率谐振时，压电衬底厚度对应的电场强度，即纵向电场强度。图6(b)中的E1表征本公开实施例的Lamb波谐振器在S模态声波S1’对应的谐振频率谐振时，压电衬底厚度对应的电场强度，即纵向电场强度。图6(b)中的E1’表征现有Lamb波谐振器在S模态声波S1’对应的谐振频率谐振时，压电衬底厚度对应的电场强度，即纵向电场强度。其中，图6(a)和图6(b)中hp为压电衬底厚度，纵坐标为电场强度。可见，本公开实施例的Lamb波谐振器的纵向电场强度大部分大于现有Lamb波谐振器的纵向电场强度。
在一些实施例中，结合图7(a)、图7(b)和图7(c)所示，本公开实施例的Lamb波谐振器，各第一电极指分别与各第三电极指对称设置在压电衬底两侧，各第二电极指分别与各第四电极指对称设置在压电衬底两侧。本公开实施例的Lamb波谐振器在实际应用中，第一电极指和第三电极指处于接地状态，射频信号源产生的射频信号会被输入到各第二电极指和各第四电极指。现有Lamb波谐振器包括叉指换能器，且叉指换能器包括多个第一电极指和多个第二电极指，各第一电极指和各第二电极指交叉设置；现有Lamb波谐振器在实际使用中，各第一电极指均接地，各第二电极指均连接射频信号。同时，图7(a)中E2表征本公开实施例的Lamb波谐振器在A模态声波A0’对应的谐振频率谐振时的横向电场强度。图7(a)中E2’表征现有Lamb波谐振器在A模态声波A0’对应的谐振频率谐振时的横向电场强度。图7(b)中E3表征本公开实施例的Lamb波谐振器在A模态声波A1’对应的谐振频率谐振时的横向电场强度。图7(b)中E3’表征现有Lamb波谐振器在A模态声波A1’对应的谐振频率谐振时的横向电场强度。图7(c)E4表征本公开实施例的Lamb波谐振器在A模态声波A2’对应的谐振频率谐振时的横向电场强度。图7(c)中E4’表征现有Lamb波谐振器在A模态声波A2’对应的谐振频率谐振时的横向电场强度。其中，图7(a)、图7(b)和图7(c)中的n为压电衬底同一侧相邻两电极之间的距离，即横向距离。纵坐标为电场强度。可见，本公开实施例的Lamb波谐振器的横向电场强度大于现有Lamb波谐振器的横向电场强度。即本公开实施例提供的Lamb波谐振器能够增强电场强度。
结合图8所示，本公开实施例提供一种用于Lamb波谐振器的杂波消除方法，该Lamb波谐振器为上述的Lamb波谐振器；该方法包括：
步骤S801，触发第一叉指换能器的第一汇流条和第二叉指换能器的第一汇流条处于接地状态；
步骤S802，将射频信号源产生的射频信号输入到第一叉指换能器的第二汇流条和第二叉指换能器的第二汇流条。
采用本公开实施例提供的用于Lamb波谐振器的杂波消除方法，通过将第一叉指换能器和第二叉指换能器对称设置在压电衬底两侧；并触发第一叉指换能器的其中一个汇流条和第二叉指换能器的其中一个汇流条均处于接地状态，将射频信号源产生的射频信号输入到第一叉指换能器的另一个汇流条以及第二叉指换能器的另一个汇流条；这样能够在Lamb波谐振器中形成纵向电场或横向电场，同时由于S模态的声波由横向电场激励，A模态的声波由纵向电场激励，因而Lamb波谐振器在具体使用过程中只会激发一种模态的声波，而不会产生杂波。
可选地，将射频信号源产生的射频信号输入到第一叉指换能器的第二汇流条和第二叉指换能器的第二汇流条，包括：将射频探针一端与射频信号源连接，将射频探针的另一端插入射频信号输入端口，实现将射频信号源产生的射频信号输入到第一叉指换能器的第二汇流条和第二叉指换能器的第二汇流条。
可选地，将射频信号源产生的射频信号输入到第一叉指换能器的第二汇流条和第二叉指换能器的第二汇流条，包括：将射频同轴线一端与射频信号源连接，将射频同轴线的另一端与射频信号输入端口连接，实现将射频信号源产生的射频信号输入到第一叉指换能器的第二汇流条和第二叉指换能器的第二汇流条。
本公开实施例提供一种滤波器，包括上述的Lamb波谐振器。由于本公开实施例提供的Lamb波谐振器将第一叉指换能器和第二叉指换能器对称设置在压电衬底两侧；并将接地端口连接第一叉指换能器的第一汇流条和第二叉指换能器的第一汇流条；射频信号输入端口连接第一叉指换能器的第二汇流条和第二叉指换能器的第二汇流条；这样，Lamb波谐振器在具体使用过程中，能够在第一叉指换能器的其中一个汇流条和第二叉指换能器的其中一个汇流条均处于接地状态，且第一叉指换能器的另一个汇流条以及第二叉指换能器的另一个汇流条受到射频信号激励的情况下，就能够在Lamb波谐振器中形成纵向电场或横向电场，由于S模态的声波由纵向电场激励，A模态的声波由横向电场激励，因而Lamb波谐振器在具体使用过程中只会激发一种模态的声波，不会产生杂波。因而能够提升滤波器的性能。
Claims (10)
1.一种Lamb波谐振器，其特征在于，包括：
第一叉指换能器；
第二叉指换能器；
压电衬底，用于承载所述第一叉指换能器和所述第二叉指换能器，所述第一叉指换能器和所述第二叉指换能器对称设置在所述压电衬底两侧；
接地端口，连接所述第一叉指换能器的第一汇流条和所述第二叉指换能器的第一汇流条；
射频信号输入端口，连接所述第一叉指换能器的第二汇流条和所述第二叉指换能器的第二汇流条。
2.根据权利要求1所述的Lamb波谐振器，其特征在于，所述第一叉指换能器包括多个第一电极指和多个第二电极指，各所述第一电极指与各所述第二电极指交叉设置，各所述第一电极指均与所述第一叉指换能器的第一汇流条连接，各所述第二电极指均与所述第一叉指换能器的第二汇流条连接；
所述第二叉指换能器包括多个第三电极指和多个第四电极指，各所述第三电极指与各所述第四电极指交叉设置，各所述第三电极指均与所述第二叉指换能器的第一汇流条连接，各所述第四电极指均与所述第二叉指换能器的第二汇流条连接。
3.根据权利要求2所述的Lamb波谐振器，其特征在于，各所述第一电极指分别与各所述第三电极指对称设置在所述压电衬底两侧，各所述第二电极指分别与各所述第四电极指对称设置在所述压电衬底两侧。
4.根据权利要求2所述的Lamb波谐振器，其特征在于，各所述第一电极指分别与各所述第四电极指对称设置在所述压电衬底两侧；各所述第二电极指分别与各所述第三电极指对称设置在所述压电衬底两侧。
5.根据权利要求1至4任一项所述的Lamb波谐振器，其特征在于，所述压电衬底的厚度为400纳米至8微米。
6.根据权利要求2至4任一项所述的Lamb波谐振器，其特征在于，各所述第一电极指的厚度、各所述第二电极指的厚度、各所述第三电极指的厚度和各所述第四电极指的厚度均为100纳米至300纳米。
7.根据权利要求1至4任一项所述的Lamb波谐振器，其特征在于，所述压电衬底由氮化铝、铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、氧化锌或压电陶瓷制成。
8.根据权利要求1至4任一项所述的Lamb波谐振器，其特征在于，所述第一叉指换能器和所述第二叉指换能器均由铝、铂、镍、钼、铜、钛、钨或金制成。
9.一种用于Lamb波谐振器的杂波消除方法，其特征在于，所述Lamb波谐振器为权利要求1至8任一项所述的Lamb波谐振器；所述方法包括：
触发所述第一叉指换能器的第一汇流条和所述第二叉指换能器的第一汇流条处于接地状态；
将射频信号源产生的射频信号输入到所述第一叉指换能器的第二汇流条和所述第二叉指换能器的第二汇流条。
10.一种滤波器，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的Lamb波谐振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210590844.0A CN114866057A (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | Lamb波谐振器、用于Lamb波谐振器的杂波消除方法及滤波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210590844.0A CN114866057A (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | Lamb波谐振器、用于Lamb波谐振器的杂波消除方法及滤波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114866057A true CN114866057A (zh) | 2022-08-05 |
Family
ID=82642215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210590844.0A Pending CN114866057A (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | Lamb波谐振器、用于Lamb波谐振器的杂波消除方法及滤波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114866057A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024046099A1 (zh) * | 2022-08-27 | 2024-03-07 | 华为技术有限公司 | 兰姆波谐振器及制备方法、滤波器、射频模组、电子设备 |
-
2022
- 2022-05-27 CN CN202210590844.0A patent/CN114866057A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024046099A1 (zh) * | 2022-08-27 | 2024-03-07 | 华为技术有限公司 | 兰姆波谐振器及制备方法、滤波器、射频模组、电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10911017B2 (en) | Solidly mounted transversely excited film bulk acoustic resonator using rotated Z-cut lithium niobate | |
| JP4721779B2 (ja) | 音響共振器 | |
| US9450563B2 (en) | Acoustic wave bandpass filter comprising integrated acoustic guiding | |
| US7602101B2 (en) | Piezoelectric thin-film resonator and filter using the same | |
| US20200412331A1 (en) | Resonator and method for manufacturing the same | |
| JP5319491B2 (ja) | 圧電薄膜共振子 | |
| JP6325799B2 (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタおよびデュプレクサ | |
| JP5563739B2 (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタ、デュープレクサ、通信モジュール、および通信装置 | |
| US7109826B2 (en) | Tapered electrode in an acoustic resonator | |
| US20070210878A1 (en) | Piezoelectric thin film device | |
| JPWO2008078573A1 (ja) | 弾性表面波共振器並びにそれを用いた弾性表面波フィルタ及びアンテナ共用器 | |
| JP2014161001A (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタおよびデュプレクサ | |
| JP2015119249A (ja) | 圧電薄膜共振器およびその製造方法、フィルタ並びにデュプレクサ | |
| US11996827B2 (en) | Transversely-excited film bulk acoustic resonator with periodic etched holes | |
| JP4836748B2 (ja) | バルク音響波共振子及びフィルタ装置並びに通信装置 | |
| JP2022011770A (ja) | 弾性表面波素子 | |
| CN115001438A (zh) | 一种纵向泄漏声表面波谐振器的结构及滤波器 | |
| JP2000216632A (ja) | 表面弾性波発振器 | |
| CN114866057A (zh) | Lamb波谐振器、用于Lamb波谐振器的杂波消除方法及滤波器 | |
| CN111245392B (zh) | 声波装置、滤波器和多路复用器 | |
| JP2005260484A (ja) | 圧電共振器およびそれを備えた電子部品 | |
| JP5591977B2 (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタ、デュープレクサ、通信モジュール、および通信装置 | |
| JP2005210681A (ja) | 圧電共振器、その製造方法、それを用いたフィルタ、共用器、および通信機器 | |
| JP3733020B2 (ja) | 圧電素子およびそれを用いた移動体通信装置 | |
| WO2024027033A1 (en) | Acoustic resonator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |