CN116781029B - 滤波器中谐振器的倾角确定方法、滤波器、射频芯片 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种射频芯片、滤波器及其所包括的声表面波谐振器电极的倾角确定方法，该方法基于声表面波谐振器所包括的叉指电极的电极厚度确定其设置倾角，从而可以在充分抑制滤波器中各声表面波谐振器的横向模式的前提下，保证各声表面波谐振器的品质因数Q值较高，减小各声表面波谐振器的插损，提高各声表面波谐振器的性能，从而减小滤波器的插损和通带波纹，提高滤波器的整体性能。
Description
技术领域
本申请涉及射频技术领域，尤其涉及谐振器的横向抑制模式和品质因数领域。
背景技术
声学滤波器包括SAW(声表面波滤波器)和BAW(体声波滤波器)，是用于射频通信领域的重要器件，能够滤除杂波干扰并放大指定信号。其中，SAW成本低，插损低，抑制性好且温度敏感，主要应用于射频中的低频段，也有TC-SAW(温度补偿声表面波滤波器)等进行温度补偿的设计。
具体的，SAW滤波器往往使用谐振器作为基本组成单元，通过多个谐振器串并联构成拓扑结构并放大指定频率成分信号。但目前应用中，滤波器中SAW谐振器的损耗较大，导致滤波器的插损较大，使得滤波器的性能有待提高。
发明内容
本申请提供了一种滤波器中谐振器的倾角确定方法、一种滤波器以及一种包括该滤波器的射频芯片，目的在于兼顾滤波器中声表面波谐振器的抑制横向模式和品质因数，在滤波器中声表面波谐振器的抑制横向模式和保持高品质因数Q值之间取得平衡，提高滤波器的性能。
为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
一种滤波器中谐振器的倾角确定方法，所述滤波器包括多个谐振器，所述多个谐振器包括至少一个声表面波谐振器，该方法包括：获取滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的厚度；基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的厚度，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角，从而可以在充分抑制滤波器中各声表面波谐振器的横向模式的前提下，保证各声表面波谐振器的品质因数Q值较高，减小各声表面波谐振器的插损，提高各声表面波谐振器的性能，从而减小滤波器的插损和通带波纹，提高滤波器的整体性能。
在一些实现方式中，基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的厚度，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角包括：基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的厚度，确定所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，所述相对厚度为所述叉指电极的厚度与所述滤波器中声表面波谐振器传输的声波信号的波长的比值；基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角。
在一些实现方式中，基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角包括：基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，利用声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器电极的设置倾角之间的关系，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角。具体的，基于滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，利用声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器电极的设置倾角之间的关系，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角包括：基于滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，利用声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器电极的设置倾角之间的函数关系，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角，以使得声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器的设置倾角之间的关系清晰明了，从而使得所述声表面波谐振器的设置倾角的确定过程简便快捷。
在一些实现方式中，所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器电极的设置倾角之间的函数关系为线性函数关系，以使得声表面波谐振器的叉指电极所包括的电极指条数目及声表面波谐振器的设置倾角之间的关系简单、直接，也可以为多项式函数关系，以使得所述声表面波谐振器的叉指电极所包括的电极指条数目和声表面波谐振器的设置倾角之间的关系更紧密。
在一些实现方式中，所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器电极的设置倾角之间的关系的获取方法包括：
S101：基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，设计多个倾斜角，仿真所述多个倾斜角下，所述声表面波谐振器的性能；
S102：基于所述多个倾斜角下，所述声表面波谐振器的性能的仿真结果，确定该相对厚度对应的最佳设置倾斜角；
S103：重复S101和S102，得到各相对厚度及其对应的最佳设置倾斜角；
S104：基于各相对厚度及其对应的最佳设置倾斜角，获得声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器电极的设置倾角之间的关系。具体的，所述声表面波谐振器的性能包括所述声表面波谐振器的品质因数，以使得利用上述方法获得的声波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器的设置倾角之间的关系可以兼顾所述声表面波谐振器的品质因数，从而在确定声表面波谐振器的设置倾角时，兼顾声表面波谐振器的抑制横向模式和品质因数，在声表面波谐振器的抑制横向模式和保持高品质因数Q值之间取得平衡。
第二方面，本申请实施例提供了一种滤波器，包括多个谐振器，所述多个谐振器包括至少两个声表面波谐振器，所述至少两个声表面波谐振器中不同声表面波谐振器电极的设置倾角不完全相同，即所述多个谐振器中各声表面波谐振器的设置倾角可以完全不同，也可以部分相同，部分不同，以兼顾滤波器中各声表面波谐振器的抑制横向模式和品质因数，在各声表面波谐振器的抑制横向模式和保持高品质因数Q值之间取得平衡，提高滤波器的整体性能。
在一些实现方式中，所述至少两个声表面波谐振器中，具有不同相对厚度的声表面波谐振器的设置倾角不同，其中，所述相对厚度为所述声表面波谐振器的叉指电极的厚度与所述声表面波谐振器传输的声波信号的波长的比值。具体的，在一种实现方式中，所述声表面波谐振器的叉指电极的材料包括Cu、Pt和Al中的至少一种，且具有不同相对厚度的声表面波谐振器的电极材料不同。
在一些实现方式中，所述声表面波谐振器包括：沿第一方向延伸的多个交叉电极；在所述第一方向上位于所述多个交叉电极第一侧，且与所述多个交叉电极电连接的第一汇流条；以及，在所述第一方向上位于所述多个交叉电极第二侧，且与所述多个交叉电极电连接的第二汇流条，所述第一侧和所述第二侧相对；所述声表面波谐振器电极的设置倾角为其所包括的第一汇流条或第二汇流条的至少部分的设置倾角。
在一些实现方式中，所述第一汇流条和所述第二汇流条的形状可以相同，以降低声表面波谐振器的叉指电极的工艺复杂度，也可以不同，以充分考虑声表面波谐振器的工作性能；具体的，所述第一汇流条和所述第二汇流条形状相同时，在第一方向上，所述第一汇流条上不同位置到所述第二汇流条的距离可以为固定值，以进一步降低声表面波谐振器的叉指电极的工艺复杂度。需要说明的时，所述第一汇流条和所述第二汇流条形状不同时，所述第一汇流条和所述第二汇流条中至少一个汇流条的至少部分与所述声表面波谐振器的主声学模式传播方向之间的夹角大于0°，以使得声表面波谐振器的设置倾角大于0°。
在一些实现方式中，所述第一汇流条和所述第二汇流条均为直线形汇流条，且在第一方向上，所述第一汇流条各位置到所述第二汇流条的距离为固定值，即所述第一汇流条和所述第二汇流条平行，所述第一汇流条和所述第二汇流条的设置倾角相同，以降低声表面波谐振器中叉指电极的工艺复杂度。
在一些实现方式中，所述第一汇流条和所述第二汇流条均为折线形汇流条，或，所述第一汇流条和所述第二汇流条为弧线形汇流条，以在设置声表面波谐振器的汇流条形状时，进一步兼顾声表面波谐振器的横向抑制模式。需要说明的是，折线形汇流条的设置倾角为其至少一段不平行于所述主声学模式传播方向的汇流条与所述主声学模式传播方向之间的夹角；弧线形汇流条的设置倾角为该弧线起始处切线方向与所述主声学模式传播方向之间的夹角。
在一些实现方式中，所述第一汇流条为折线形汇流条，所述第二汇流条为直线形汇流条，或，所述第一汇流条为弧线形汇流条，所述第二汇流条为直线形汇流条，以兼顾声表面波谐振器中叉指电极的工艺复杂度以及声表面波谐振器的横向抑制模式。
本申请第三方面提供了一种射频芯片，该射频芯片包括上述任一实现方式中提供的滤波器，以提高包括滤波器的射频芯片的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，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为声表面波谐振器的结构示意图；
图2为声表面波谐振器的工作原理示意图；
图3为本申请一个实施例所提供的滤波器中声表面波谐振器的倾角确定方法的流程图；
图4为本申请一个实施例所提供的滤波器中声表面波谐振器的结构示意图；
图5为本申请又一个实施例所提供的滤波器中声表面波谐振器的结构示意图；
图6为本申请再一个实施例所提供的滤波器中声表面波谐振器的结构示意图；
图7为本申请又一个实施例所提供的滤波器中声表面波谐振器的结构示意图；
图8为本申请再一个实施例所提供的滤波器中声表面波谐振器的结构示意图；
图9为本申请一个实施例所提供的滤波器中声表面波谐振器的结构示意图；
图10为本申请一个实施例所提供的滤波器中谐振器的倾角确定方法中，声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度固定时，不同设置倾角下所述声表面波谐振器的Y参数仿真曲线示意图；
图11为本申请另一个实施例所提供的滤波器中谐振器的倾角确定方法中，声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度固定时，不同设置倾角下所述声表面波谐振器的Y参数仿真曲线示意图；
图12为本申请又一个实施例所提供的滤波器中谐振器的倾角确定方法中，声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度固定时，不同设置倾角下所述声表面波谐振器的Y参数仿真曲线示意图；
图13为未采用本申请实施例所提供的声表面波谐振器的倾角确定方法的声表面波谐振器的Y参数仿真曲线示意图；
图14为采用本申请实施例所提供的声表面波谐振器的倾角确定方法的声表面波谐振器的Y参数仿真曲线示意图；
图15本申请一个实施例所提供的滤波器的结构示意图；
图16本申请一个实施例所提供的滤波器中，叉指电极具有不同电极指条数目的滤波器的设置倾角不同的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本申请结合示意图进行详细描述，在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
正如背景技术部分所述，目前应用中，滤波器中谐振器的损耗较大，导致滤波器的插损较大，使得滤波器的性能有待提高。
如图1所示，SAW滤波器中谐振器的关键器件为叉指电极(又称叉指换能器，IDT)，是指状或者梳妆的面内有周期性图案的电极，其通过压电效应进行电声信号的转换。具体的，SAW滤波器中谐振器(即声表面波谐振器)通常包括压电基片，位于压电基片上由多个交叉电极形成的叉指电极，继续如图1所示，该叉指电极01两侧往往还设有反射栅03以形成谐振模式，从而完成电声信号的相互转换。具体的，如图2所示，SAW滤波器的工作原理是：当在压电基片上的一叉指电极的输入端input施以交变电信号激励时，就会产生周期分布的电场，由于逆压电效应，在压电介质表面附近会激发相应的弹性形变，从而引起固体质点的振动，形成沿基体表面传播的声表面波；当该声表面波传到压电介质的另一端时，又因为正压电效应会在金属电极两端产生电荷，从而可以利用另一叉指电极输出端output输出交变电信号，从而完成电信号-声信号-电信号的传递过程，并且根据特定的频响特性形成滤波功能。
需要说明的是，继续如图1所示，声表面波谐振器还包括与多个交叉电极01电连接的汇流条02，目前声表面波谐振器在工作时，会在汇流条02之间形成横向驻波，即横向模式，该横向模式表现在谐振器的电响应方面，会在主谐振点和反谐振点之间出现杂散，该杂散模式会影响通带内谐振曲线的平坦性，增大谐振器的损耗，影响滤波器的性能。而且，在传输高频信号时，谐振器中的横向模式等杂散模式的干扰也更严重。
发明人研究发现，在SAW滤波器设计，尤其是TC-SAW(温度补偿SAW)/TF-SAW(薄膜SAW)的设计中，可以将谐振器倾斜以抑制横向模式，即可以通过调整滤波器中谐振器的设置倾角来抑制谐振器的横向模式，并调整谐振器的品质因数Q值。但是，对于单个谐振器来说，由于拓扑结构的不同，每个谐振器实现抑制横向模式所需要的倾斜角度是不同的，而过大的倾斜角度会引起谐振器品质因数Q值的严重降低，从而导致滤波器性能降低。因此，在实际应用时，如何兼顾滤波器中各谐振器的抑制横向模式和品质因数，在滤波器中各谐振器的抑制横向模式和保持高品质因数Q值之间取得平衡，成为本领域的技术难题。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种滤波器及其所包括的谐振器的倾角确定方法，其中，所述滤波器包括多个谐振器，所述多个谐振器包括至少一个声表面波谐振器，以在抑制横向模式的前提下，提高该滤波器中声表面波谐振器的品质因数，提高滤波器的性能。下面结合具体实施例对本申请提供的滤波器及其谐振器的倾角确定方法进行描述。
实施例一：
本申请实施例提供了一种滤波器中谐振器的倾角确定方法，该滤波器包括多个谐振器，所述多个谐振器包括至少一个声表面波谐振器，如图3所示，该方法包括：
S101：获取滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的厚度。
具体的，在本申请的一个实施例中，如图4所示，所述声表面波谐振器包括：沿第一方向X延伸的多个交叉电极10；在第一方向X上位于所述多个交叉电极10第一侧，且与所述多个交叉电极10电连接的第一汇流条20；以及，在第一方向X上位于所述多个交叉电极10第二侧，且与所述多个交叉电极10电连接的第二汇流条30，所述第一侧和所述第二侧相对。可选的，在本实施例中，所述声表面波谐振器的叉指电极的厚度为所述交叉电极10的厚度，
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，继续如图4所示，所述声表面波滤波器还包括多个假指40，所述假指40与所述交叉电极10一一对应，且与其对应的交叉电极10位于同一直线上。
S102：基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的厚度，确定滤波器中声表面波谐振器的设置倾角。
具体的，在本申请的一个实施例中，基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的厚度，确定滤波器中声表面波谐振器的设置倾角包括：基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的厚度，确定所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度；基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，确定所述滤波器中声表面波谐振器的设置倾角。需要说明的是，在本实施例中，所述相对厚度为所述叉指电极的厚度与所述滤波器中声表面波谐振器传输的声波信号的波长的比值。记所述声表面波谐振器中叉指电极的厚度为h，所述声表面波谐振器中传输的声波信号的波长为λ，则所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度d＝h/λ。
可选的，在本申请的一个实施例中，所述多个谐振器包括至少两个声表面波谐振器，在本实施例中，如果滤波器中不同声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度不同，则不同声表面波谐振器的设置倾角不同，以使得滤波器中各声表面波谐振器具有不同的设置倾角，从而在充分抑制滤波器中各声表面波谐振器的横向模式的前提下，保证各声表面波谐振器的品质因数Q值较高，减小各声表面波谐振器的插损，提高各声表面波谐振器的性能，从而减小滤波器的插损和通带波纹，提高滤波器的整体性能。
需要说明的是，在具体制作时，所述声表面波谐振器中叉指电极的厚度为优先考虑因素，而造成所述声表面波谐振器的叉指电极的厚度不同的原因有多种，因此，在具体制作声表面波谐振器时，需要先确定声表面波谐振器中叉指电极的厚度，再确定声表面波谐振器的设置倾角。
具体的，在本申请的一个实施例中，造成所述声表面波谐振器的叉指电极的厚度不同的原因可以为为了平衡所述声表面波谐振器的性能参数，即所述声表面波谐振器中叉指电极的厚度设置需要平衡所述声表面波谐振器的性能参数，如利用较厚的电极形成质量加载效应降低在电极垂直覆盖区域声波的波速，从而减小谐振器的所需设计尺寸等。
在本申请的另一个实施例中，造成所述声表面波谐振器的叉指电极的厚度不同的原因还可以为所述叉指电极的材料不同，对于不同的电极材料而言，每种材料的最佳厚度波长比是不同的，因此，所述声表面波谐振器的叉指电极厚度在设置时通常会兼顾所述叉指电极的实际厚度和所述声表面波谐振器的最佳相对厚度(即最佳厚度波长比)。其中，所述叉指电极常用的电极材料可以为Cu、Pt、Al等，本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
需要说明的是，在本实施例中，所述声表面波谐振器的设置倾角为所述声表面波谐振器中至少一个汇流条的至少部分的设置倾角，具体为所述声表面波谐振器中至少一个汇流条的至少部分与所述声表面波谐振器的主声学模式传播方向之间的夹角。具体的，在本申请的一个实施例中，所述声表面波谐振器包括第一汇流条和所述第二汇流条时，所述声表面波谐振器的设置倾角为所述第一汇流条或所述第二汇流条的至少部分的设置倾角，也即所述第一汇流条或所述第二汇流条的至少部分与所述声表面波谐振器的主声学模式传播方向之间的夹角。
可选的，在本申请的一个实施例中，所述声表面波谐振器的汇流条为直线形汇流条，且所述声表面波谐振器的汇流条延伸方向与所述声表面波谐振器的主声学模式传播方向不同，则所述声表面波谐振器的设置倾角为所述声表面波谐振器的汇流条的延伸方向与所述主声学模式传播方向之间的夹角。
继续以图4为例，记所述声表面波谐振器的主声学模式传播方向为第二方向Y，在本实施例中，所述第一汇流条20和所述第二汇流条30均为直线形汇流条，且在第一方向X上，所述第一汇流条20各位置到所述第二汇流条30的距离为固定值，即所述第一汇流条20和所述第二汇流条30平行，所述第一汇流条20和所述第二汇流条30的设置倾角相同，在本实施例中，所述声表面波谐振器的设置倾角为所述第一汇流条和所述第二汇流条的延伸方向与主声学模式传播方向Y之间的夹角θ。
在本申请的又一个实施例中，所述声表面波谐振器的汇流条中至少一个汇流条为折线形汇流条，所述折线形汇流条的设置倾角为所述折线形汇流条至少一段不平行于所述主声学模式传播方向的汇流条与所述主声学模式传播方向之间的夹角。
如图5所示，在本申请的一个具体实施例中，所述第一汇流条20为折线形汇流条，所述第二汇流条30为直线形汇流条，所述第一汇流条20包括对称的第一子汇流条和第二子汇流条，所述第二汇流条30的设置倾角为0°，所述第一子汇流条与所述第二方向Y之间具有第一夹角θ，所述第二子汇流条与所述第二方向之间具有第二夹角(图中未示出)。在本实施例中，如果所述第一夹角和所述第二夹角相同，则所述声表面波谐振器的设置倾角为第一夹角；如果所述第一夹角和所述第二夹角不同，则所述声表面波谐振器的设置倾角为所述第一夹角或所述第二夹角。
在本申请的再一个实施例中，如图6所示，所述第一汇流条20和所述第二汇流条30均为折线形汇流条，且在第一方向X上，所述第一汇流条20各位置到所述第二汇流条30的距离为固定值，如所述第一汇流条20包括对称的第一子汇流条和第二子汇流条，所述第二汇流条30包括对称的第三子汇流条和第四子汇流条，所述第一子汇流条和所述第三子汇流条平行，所述第二子汇流条和所述第四子汇流条平行，所述第一子汇流条与所述第二方向Y之间具有第一夹角θ，所述第二子汇流条与所述第二方向之间具有第二夹角(图中未示出)。在本实施例中，如果所述第一夹角和所述第二夹角相同，则所述声表面波谐振器的设置倾角为第一夹角；如果所述第一夹角和所述第二夹角不同，则所述声表面波谐振器的设置倾角为所述第一夹角或所述第二夹角。
在本申请的再一个实施例中，所述声表面波谐振器的汇流条中至少一个汇流条为弧线形汇流条，所述弧线形汇流条的设置倾角为该弧线起始处切线方向与主声学模式传播方向之间的夹角。具体的，如图7-图8所示，所述第一汇流条20和所述第二汇流条30中至少一个汇流条为弧线形汇流条，在本实施例中，弧线形汇流条的设置倾角是指该弧线起始处切线方向与主声学模式传播方向之间的夹角，即该弧线的起点切线与第二方向Y之间的夹角。
具体的，在本申请的一个实施例中，如图7所示，所述第一汇流条20为弧线形汇流条，所述第二汇流条30为直线形汇流条，且所述第二汇流条30的设置倾角为0°，则所述声表面波谐振器的设置倾角为所述第一汇流条20的起点切线与第二方向Y之间的夹角θ。
在本申请的另一个实施例中，如图8所示，所述第一汇流条20为弧线形汇流条，所述第二汇流条30也为弧线形汇流条，且在第一方向X上，所述第一汇流条20各位置到所述第二汇流条30的距离为固定值，则所述声表面波谐振器的设置倾角为所述第一汇流条20的起点切线与第二方向之间的夹角θ或所述第二汇流条30的起点切线与第二方向之间的夹角。
在本申请的其他实施例中，所述第一汇流条和所述第二汇流条还可以为其他形状的汇流条，需要说明的是，所述第一汇流条和/或所述第二汇流条的形状越复杂，所述声表面波谐振器的工艺难度越大，因此，在本申请的一个可选实施例中，所述第一汇流条和所述第二汇流条为规则形状的汇流条组合，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，确定滤波器中声表面波谐振器的设置倾角包括：基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，利用声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器的设置倾角之间的关系，确定滤波器中声表面波谐振器的设置倾角。
具体的，在本申请的一个实施例中，基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，利用声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器的设置倾角之间的关系，确定滤波器中声表面波谐振器的设置倾角包括：
基于滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，利用声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器的设置倾角之间的函数关系，确定滤波器中声表面波谐振器的设置倾角，以使得声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器的设置倾角之间的关系清晰明了，从而使得所述声表面波谐振器的设置倾角的确定过程简便快捷。
可选的，在本申请的一个实施例中，声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器的设置倾斜角之间的函数关系可以为线性函数关系，以使得声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度及声表面波谐振器的设置倾角之间的关系简单、直接，也可以为多项式函数关系，以使得所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器的设置倾角之间的关系更紧密，本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
具体的，在本申请的一个实施例中，声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器的设置倾角之间的关系的获取方法包括：
S201：基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，设计多个倾斜角，仿真所述多个倾斜角下，所述声表面波谐振器的性能；
S202：基于所述多个倾斜角下，所述声表面波谐振器的性能的仿真结果，确定该相对厚度对应的最佳设置倾斜角；
S203：重复S201和S202，得到各相对厚度及其对应的最佳倾斜角；
S204：基于各相对厚度及其对应的最佳倾斜角，获得声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器的设置倾角之间的关系。
可选的，在本申请的一个实施例中，所述声表面波谐振器的性能包括所述声表面波谐振器的品质因数，以使得利用上述方法获得的声波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器的设置倾角之间的关系可以兼顾所述声表面波谐振器的品质因数，从而在确定声表面波谐振器的设置倾角时，兼顾声表面波谐振器的抑制横向模式和品质因数，在声表面波谐振器的抑制横向模式和保持高品质因数Q值之间取得平衡。在本申请的其他实施例中，所述声表面波谐振器的性能还可以包括所述声表面波谐振器的其他参数，本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
下面结合一具体实施例，对利用本申请实施例所提供的滤波器中谐振器的倾角确定方法进行描述。具体操作时，在本申请一个实施例中，滤波器中谐振器的倾角确定方法包括：
第一步，选定一个声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度(即叉指电极厚度d/声波波长λ，可选的，所述叉指电极的相对厚度的取值范围为1％～10％；
第二步，在确定该相对厚度的基础上，设计仿真多组倾斜角不同的声表面波谐振器，可选的，所述声表面波谐振器的倾斜角取值范围为1°～20°，需要说明的是，在该步骤中，所述声表面波谐振器的设置倾斜角取值越多，则后续基于该所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度与所述声表面波谐振器的设置倾角之间的关系确定的最佳倾斜角的判断就越精确；
第三步，根据仿真结果，确定该相对厚度对应的最佳倾斜角度(即能够最大程度抑制寄生响应，同时品质因数Q值和机电耦合系数K2都处在较优的范围内)；
第四步，重复第一步～第三步，直到有足够多的结果对应不同相对厚度之下的最佳电极倾斜角，显然重复的次数越多，即选定的相对厚度越多，得到的叉指电极相对厚度～声表面波谐振器的设置最佳倾斜角之间的函数关联就越准确；
第五步，根据叉指电极相对厚度～声表面波谐振器的设置最佳倾斜角之间的函数关系，来设计新的谐振器和滤波器，以实现最优的传输性能——一般而言，叉指电极厚度是根据器所需的传输性能优先确定的参数，再据此来选择合适的电极倾斜角度。
可选的，在本申请的一个实施例中，如图9所示，所述声表面波谐振器包括：POI衬底100；位于所述POI衬底100表面的电极结构200，所述电极结构包括叉指电极以及反射栅，其中，所述叉指电极包括交叉电极和假指。具体的，在本申请的一个实施例中，继续如图9所示，所述POI衬底100包括层叠的高阻基底110、氧化埋层120和压电层130，其中，所述高阻基底采用高阻硅作为材料；所述氧化埋层用于降低声速，可选为二氧化硅；所述压电层可选为42°切角的钽酸锂，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
在所述声表面波谐振器采用上述结构的基础上，在本申请的一个具体实施例中，所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度h/λ＝7.29％，所述叉指电极包括的指条根数为121根，所述声表面波谐振器中声孔径大小为18λ，反射栅根数为20根，指条周期为2.4μm，在本实施例中，分别仿真倾斜角(即汇流条和主声学模式的传播方向的夹角)θ为6°和8.5°时的Y参数曲线如图10所示。从图10可以看出，所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度d/λ＝7.29％时，所述声表面波谐振器的设置倾斜角为8.5°时比其设置倾斜角为6°时，性能更好一些。
在本申请的另一个实施例中，所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度h/λ＝6.48％，所述叉指电极包括的指条根数为121根，所述声表面波谐振器重声孔径大小为18λ，反射栅根数为20根，指条周期为2.7μm，在本实施例中，分别仿真倾斜角(即汇流条和主声学模式的传播方向的夹角)θ为8.5°和9.5°的Y参数曲线如图11所示。从图11可以看出，所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度h/λ＝6.48％时，所述声表面波谐振器的设置倾斜角为9.5°时比其设置倾斜角为8.5°时，性能更好一些。
在本申请的又一个实施例中，所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度h/λ＝5.83％，所述叉指电极包括的指条根数为121根，所述声表面波谐振器重声孔径大小为18λ，反射栅根数为20根，指条周期为3.0μm，在本实施例中，分别仿真倾斜角(即汇流条和主声学模式的传播方向的夹角)θ为8.5°和10°的Y参数曲线如图12所示。从图12可以看出，所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度h/λ＝5.83％时，所述声表面波谐振器的设置倾斜角为10°时比其设置倾斜角为8.5°时，性能更好一些。
基于上述实施例可知，所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度与所述声表面波谐振器的设置倾角之间的关系为线性函数关系，具体可以为θ＝-102.74*(h/λ)+15.99，但本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度与所述表征波谐振器的设置倾角之间的关系也可以为多项式函数关系，具体视情况而定。需要说明的是，在仿真确定的最佳取值点越多的情况下，所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度与所述声表面波谐振器的设置倾角之间的关系的拟合结果就越精确。
如图13和图14所示，图13为未采用本申请实施例所提供的声表面波谐振器的倾角确定方法的声表面波谐振器的Y参数仿真曲线示意图，其中，所述声表面波谐振器的机电耦合系数k2为11.15％，品质因数为1606；图14为采用本申请实施例所提供的声表面波谐振器的倾角确定方法的声表面波谐振器的Y参数仿真曲线示意图，其中，所述声表面波谐振器的机电耦合系数k2为10.73％，品质因数为2008。
对比图13和图14可以看出，相较于图13的Y参数仿真结果，本申请实施例所提供的声表面波谐振器在机电耦合系数k2仅有很小的减少的情况下(从11.15％减少到10.73％)，品质因数从1606提高到了2008，而且对于横向杂散模式也具有显著地抑制效果。
需要说明的是，在本实施例中，如果所述滤波器包括多个声表面波谐振器，所述多个声表面波谐振器中各声表面波谐振器的倾角设置不完全相同，即所述多个谐振器中各声表面波谐振器的倾斜角设置可以完全不同，也可以部分相同，部分不同，本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
实施例二
本申请实施例提供了一种滤波器，所述滤波器包括多个谐振器，所述多个谐振器包括至少两个声表面波滤波器，如图15所示，所述至少两个声表面波滤波器中不同声表面波滤波器的设置倾角不完全相同，即所述多个谐振器中各声表面波谐振器的设置倾角可以完全不同，也可以部分相同，部分不同，以兼顾滤波器中各声表面波谐振器的抑制横向模式和品质因数，在各声表面波谐振器的抑制横向模式和保持高品质因数Q值之间取得平衡，提高滤波器的整体性能。
可选的，在本申请的一个实施例中，所述至少两个声表面波谐振器中，具有不同相对厚度的声表面波谐振器的设置倾角不同，其中，所述相对厚度为所述声表面波谐振器的叉指电极的厚度与所述声表面波谐振器传输的声波信号的波长的比值。如图16所示，图16为滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度不同时，声表面波谐振器的设置倾角不同的示意图，具体为：所述滤波器包括七个声表面波谐振器时，各声表面波谐振器的设置倾角完全不同的示意图，但本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，所述多个谐振器还可以包括其他数量的声表面波谐振器，具体视情况而定。
需要说明的是，在具体制作时，所述声表面波谐振器中叉指电极的厚度为优先考虑因素，而造成所述声表面波谐振器的叉指电极的厚度不同的原因有多种，因此，在具体制作声表面波谐振器时，需要先确定声表面波谐振器中叉指电极的厚度，再确定声表面波谐振器的设置倾角。
具体的，在本申请的一个实施例中，造成所述声表面波谐振器的叉指电极的厚度不同的原因可以为为了平衡所述声表面波谐振器的性能参数，即所述声表面波谐振器中叉指电极的厚度设置需要平衡所述声表面波谐振器的性能参数，如利用较厚的电极形成质量加载效应降低在电极垂直覆盖区域声波的波速，从而减小谐振器的所需设计尺寸等。
在本申请的另一个实施例中，造成所述声表面波谐振器的叉指电极的厚度不同的原因还可以为所述叉指电极的材料不同，对于不同的电极材料而言，每种材料的最佳厚度波长比是不同的，因此，所述声表面波谐振器的叉指电极厚度在设置时通常会兼顾所述叉指电极的实际厚度和所述声表面波谐振器的最佳相对厚度(即最佳厚度波长比)。
可选的，在本申请的一个实施例中，所述声表面波谐振器的叉指电极的材料包括Cu、Pt和Al中的至少一种，且具有不同相对厚度的声表面波谐振器的电极材料不同，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
继续如图4-图8所示，本申请实施例所提供的声表面波谐振器包括：沿第一方向X延伸的多个交叉电极10；在第一方向X上位于所述多个交叉电极10第一侧，且与所述多个交叉电极10电连接的第一汇流条20；以及，在第一方向X上位于所述多个交叉电极10第二侧，且与所述多个交叉电极10电连接的第二汇流条30，所述第一侧和所述第二侧相对。在本实施例中，所述声表面波谐振器的设置倾角为其所包括的第一汇流条或第二汇流条的至少部分的设置倾角，也即所述第一汇流条或所述第二汇流条的至少部分与所述声表面波谐振器的主声学模式传播方向之间的夹角。
需要说明的是，在本申请实施例中，所述第一汇流条和所述第二汇流条的形状可以相同，以降低声表面波谐振器的叉指电极的工艺难度，也可以不同，以充分考虑声表面波谐振器的工作性能；所述第一汇流条和所述第二汇流条形状相同时，在第一方向上，所述第一汇流条上不同位置到所述第二汇流条的距离可以为固定值，以进一步降低声表面波谐振器的叉指电极的工艺复杂度，也可以为非固定值，本申请对此并不做限定，具体视情况而定。具体的，所述第一汇流条和所述第二汇流条形状不同时，所述第一汇流条和所述第二汇流条中至少一个汇流条的至少部分与所述声表面波谐振器的主声学模式传播方向之间的夹角大于0°，以使得声表面波谐振器的设置倾角大于0°。
还需要说明的是，在本申请实施例中，所述第一汇流条沿其延伸方向的各部分可以在一条直线上，也可以不在一条直线上；同理，所述第二汇流条沿其延伸方向的各部分可以在一条直线上，也可以不在一条直线上，本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
下面结合具体视情况对本申请实施例所提供的滤波器中的声表面波谐振器的汇流条形状进行描述。
可选的，在本申请的一个实施例中，如图4所示，所述第一汇流条20和所述第二汇流条30均为直线形汇流条，且在第一方向X上，所述第一汇流条20各位置到所述第二汇流条30的距离为固定值，即所述第一汇流条20和所述第二汇流条30平行，所述第一汇流条20和所述第二汇流条30的设置倾角相同，在本实施例中，所述声表面波谐振器的设置倾角为所述第一汇流条20和所述第二汇流条30的设置倾角，也即所述声表面波谐振器的设置倾角为所述第一汇流条和所述第二汇流条的延伸方向与主声学模式传播方向之间的夹角。
在本申请的又一个实施例中，如图5所示，所述第一汇流条20为折线形汇流条，所述第二汇流条30为直线形汇流条，以兼顾声表面波谐振器中叉指电极的工艺复杂度以及声表面波谐振器的横向抑制模式。具体的，所述第一汇流条20包括对称的第一子汇流条和第二子汇流条，所述第二汇流条30的设置倾角为0°，所述第一子汇流条与所述主声学模式传播方向Y之间具有第一夹角θ，所述第二子汇流条与所述主声学模式传播方向之间具有第二夹角(图中未示出)。在本实施例中，如果所述第一夹角和所述第二夹角相同，则所述声表面波谐振器的设置倾角为第一夹角；如果所述第一夹角和所述第二夹角不同，则所述声表面波谐振器的设置倾角为所述第一夹角或所述第二夹角。
在本申请的再一个实施例中，如图6所示，所述第一汇流条20和所述第二汇流条30均为折线形汇流条，且在第一方向X上，第一汇流条20各位置到第二汇流条30的距离为固定值，如所述第一汇流条20包括对称的第一子汇流条和第二子汇流条，所述第二汇流条30包括对称的第三子汇流条和第四子汇流条，所述第一子汇流条和所述第三子汇流条平行，所述第二子汇流条和所述第四子汇流条平行，所述第一子汇流条与所述主声学模式传播方向Y之间具有第一夹角θ，所述第二子汇流条与所述主声学模式传播方向Y之间具有第二夹角(图中未示出)。在本实施例中，如果所述第一夹角和所述第二夹角相同，则所述声表面波谐振器的设置倾角为第一夹角；如果所述第一夹角和所述第二夹角不同，则所述声表面波谐振器为所述第一夹角或所述第二夹角。
在本申请的再一个实施例中，如图7-图8所示，所述第一汇流条20和所述第二汇流条30中至少一个汇流条为弧线形汇流条，在本实施例中，弧线形汇流条的设置倾角是指该弧线起始处切线方向与主声学模式传播方向之间的夹角。
具体的，在本申请的一个实施例中，如图7所示，所述第一汇流条20为弧线形汇流条，所述第二汇流条30为直线形汇流条，且所述第二汇流条30的设置倾角为0°，则所述声表面波谐振器的设置倾角为所述第一汇流条20的起点切线与主声学模式传播方向Y之间的夹角θ。
在本申请的另一个实施例中，如图8所示，所述第一汇流条20为弧线形汇流条，所述第二汇流条30也为弧线形汇流条，且在第一方向X上，所述第一汇流条20各位置到所述第二汇流条30的距离为固定值，则所述声表面波谐振器的设置倾角为所述第一汇流条20的起点切线与主声学模式传播方向Y之间的夹角或所述第二汇流条30的起点切线与主声学模式传播方向Y之间的夹角θ。
在本申请的其他实施例中，所述第一汇流条和所述第二汇流条还可以为其他形状的汇流条，需要说明的是，所述第一汇流条和/或所述第二汇流条的形状越复杂，所述声表面波谐振器的工艺难度越大，因此，在本申请的一个可选实施例中，所述第一汇流条和所述第二汇流条为规则形状的汇流条组合，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
需要说明的是，在本申请实施例中，所述滤波器中各声表面波谐振器在其设置倾角下可以保持一个较高的品质因数，从而使得各声表面波谐振器的插损较小，进而使得所述滤波器的插损较小。
此外，本申请实施例还提供了一种包括上述任一实施例所提供的滤波器的射频芯片，由于滤波器在射频芯片中的工作原理已为本领域所熟知，本申请对此不再赘述。
综上可知，本申请实施例所提供的射频芯片、滤波器及其所包括的声表面波谐振器的倾角确定方法，可以在充分抑制各声表面波谐振器的横向模式的前提下，保证各声表面波谐振器的品质因数Q值较高，减小各声表面波谐振器的插损，提高各声表面波谐振器的性能，从而减小滤波器的插损和通带波纹，提高滤波器的整体性能。
本说明书中各个部分采用并列和递进相结合的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (17)
1.一种滤波器中谐振器的倾角确定方法，其特征在于，所述滤波器包括多个谐振器，所述多个谐振器包括至少一个声表面波谐振器，该方法包括：
获取滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的厚度；
基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的厚度，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角；
所述声表面波谐振器电极的设置倾角为其所包括的第一汇流条或第二汇流条的至少部分的设置倾角。
2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的厚度，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角包括：
基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的厚度，确定所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，所述相对厚度为所述叉指电极的厚度与所述滤波器中声表面波谐振器传输的声波信号的波长的比值；
基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角。
3.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角包括：
基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，利用声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器电极的设置倾角之间的关系，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角。
4.根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，基于滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，利用声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器电极的设置倾角之间的关系，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角包括：
基于滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，利用声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器电极的设置倾角之间的函数关系，确定滤波器中声表面波谐振器电极的设置倾角。
5.根据权利要求4所述的确定方法，其特征在于，所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器电极的设置倾角之间的函数关系为线性函数关系或多项式函数关系。
6.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，所述声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器电极的设置倾角之间的关系的获取方法包括：
S101：基于所述滤波器中声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度，设计多个倾斜角，仿真所述多个倾斜角下，所述声表面波谐振器的性能；
S102：基于所述多个倾斜角下，所述声表面波谐振器的性能的仿真结果，确定该相对厚度对应的最佳设置倾斜角；
S103：重复S101和S102，得到各相对厚度及其对应的最佳设置倾斜角；
S104：基于各相对厚度及其对应的最佳设置倾斜角，获得声表面波谐振器的叉指电极的相对厚度和声表面波谐振器电极的设置倾角之间的关系。
7.一种滤波器，其特征在于，包括多个谐振器，所述多个谐振器包括至少两个声表面波谐振器，所述至少两个声表面波谐振器中不同声表面波谐振器电极的设置倾角不完全相同；
所述声表面波谐振器电极的设置倾角为其所包括的第一汇流条或第二汇流条的至少部分的设置倾角，且所述至少两个声表面波谐振器中，具有不同相对厚度的声表面波谐振器的设置倾角不同；
其中，所述相对厚度为所述声表面波谐振器的叉指电极的厚度与所述声表面波谐振器传输的声波信号的波长的比值。
8.根据权利要求7所述的滤波器，其特征在于，所述声表面波谐振器的叉指电极的材料包括Cu、Pt和Al中的至少一种，且具有不同相对厚度的声表面波谐振器的电极材料不同。
9.根据权利要求7所述的滤波器，其特征在于，所述声表面波谐振器包括：沿第一方向延伸的多个交叉电极；在所述第一方向上位于所述多个交叉电极第一侧，且与所述多个交叉电极电连接的第一汇流条；以及，在所述第一方向上位于所述多个交叉电极第二侧，且与所述多个交叉电极电连接的第二汇流条，所述第一侧和所述第二侧相对。
10.根据权利要求9所述的滤波器，其特征在于，所述第一汇流条和所述第二汇流条形状相同。
11.根据权利要求10所述的滤波器，其特征在于，在所述第一方向上，所述第一汇流条上不同位置到所述第二汇流条的距离是固定值。
12.根据权利要求11所述的滤波器，其特征在于，所述第一汇流条和所述第二汇流条为直线形汇流条；或，所述第一汇流条和所述第二汇流条为折线形汇流条；或，所述第一汇流条和所述第二汇流条为弧线形汇流条。
13.根据权利要求9所述的滤波器，其特征在于，所述第一汇流条和所述第二汇流条形状不同。
14.根据权利要求13所述的滤波器，其特征在于，所述第一汇流条和所述第二汇流条中至少一个汇流条的至少部分与所述声表面波谐振器的主声学模式传播方向之间的夹角大于0°。
15.根据权利要求14所述的滤波器，其特征在于，所述第一汇流条为折线形汇流条，所述第二汇流条为直线形汇流条；或，所述第一汇流条为弧线形汇流条，所述第二汇流条为直线形汇流条。
16.根据权利要求15所述的滤波器，其特征在于，折线形汇流条的设置倾角为其至少一段不平行于所述主声学模式传播方向的汇流条与所述主声学模式传播方向之间的夹角；弧线形汇流条的设置倾角为该弧线起始处切线方向与所述主声学模式传播方向之间的夹角。
17.一种射频芯片，其特征在于，包括权利要求7-16任一项所述的滤波器。
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