CN116938189B - 谐振器、滤波器、多工器和射频前端模组 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种谐振器、滤波器、多工器和射频前端模组。该谐振器包括压电衬底以及设于压电衬底上的叉指换能器，叉指换能器包括平行且间隔排列的两个汇流条、位于两个汇流条之间的多个电极指；汇流条和电极指之间设有导电件和连接件，连接件与导电件和汇流条相连；电极指的一端与一个导电件连通，另一端与另一个导电件间隔，连接于不同汇流条的电极指相互间隔且交替排列；多个电极指沿汇流条的长度方向相互重叠的孔径区域的边缘设有低声速结构；导电件的厚度大于电极指的厚度。本申请谐振器通过设置加厚导电件、连接件和低声速结构，以形成双活塞模式，能够将能量更好地限制在孔径区域，提高谐振器Q值，并提高横模抑制效果。
Description
技术领域
本申请涉及射频滤波技术领域，尤其涉及一种谐振器、一种包括所述谐振器的滤波器、一种包括所述滤波器的多工器、以及一种包括所述滤波器的射频前端模组。
背景技术
在射频领域，谐振器通常是在压电衬底上设置至少一个叉指换能器，通过叉指换能器上的多个电极指与压电衬底的配合，实现电信号与声波信号的相互转换。
通常情况下，由于多个电极指所形成的孔径大小有限，声波在传播过程中，可能会通过衍射效应产生横向声模态，从而干扰谐振器的传输特性，影响选频特性。
发明内容
鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种改善选频特性的谐振器，一种包括所述谐振器的滤波器，一种包括所述滤波器的多工器，以及一种包括所述滤波器的射频前端模组，具体包括如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种谐振器，包括压电衬底以及设于压电衬底上的至少一个叉指换能器，叉指换能器包括平行且间隔排列的两个汇流条、以及位于两个汇流条之间的多个电极指，每个电极指均沿两个汇流条的排布方向延伸；沿两个汇流条的排布方向，汇流条和电极指之间设有导电件和连接件，导电件的长度方向与汇流条的长度方向平行，连接件连接于导电件和汇流条之间，实现导电件和汇流条之间的导通；
电极指的一端通过一个导电件连通至一个汇流条，另一端与另一个汇流条相连的导电件间隔，连接于不同汇流条的电极指沿汇流条的长度方向相互间隔且交替排列；多个电极指沿汇流条的长度方向相互重叠的孔径区域的边缘设有低声速结构，以降低声波在孔径区域的边缘的传播速度；
导电件的厚度大于电极指的厚度。
本申请谐振器通过在孔径区域的边缘设置低声速结构，以降低低声速结构所在区域的声速，通过设置加厚导电件，以进一步降低导电件所在区域的声速，形成双活塞模式，能够将能量更好地限制在孔径区域，提高谐振器Q值，并提高横模抑制效果。
在一种实施例中，沿两个汇流条的排布方向，低声速结构所对应的压电衬底的区域为第二声速区域，低声速结构与邻近的汇流条之间的压电衬底的区域为综合声速区域，其中，声波在综合声速区域传播的声速小于声波在第二声速区域传播的声速。
在一种实施例中，与每个汇流条连通的导电件的数量为至少一个；与每个汇流条连通的导电件的数量为多个的情况下，沿汇流条的长度方向，与同一汇流条连通的多个导电件间隔排布，且任意相邻两个导电件之间的间距小于相邻两个电极指之间的间距。
在一种实施例中，沿汇流条的厚度方向，导电件的厚度与电极指的厚度的比值介于1-3之间，或，导电件的厚度与电极指的厚度的比值介于1-1.5之间。
在一种实施例中，沿两个汇流条的排布方向，导电件的宽度尺寸为L1，两个电极指之间所传输的声波的波长为λ，其中，L1<λ，或，L1<0.2λ。
在一种实施例中，导电件与邻近的汇流条之间设置有缓冲部，缓冲部与连接件间隔设置，沿两个汇流条的排布方向，缓冲部的长度小于缓冲部相邻的汇流条和导电件之间的间距。
在一种实施例中，缓冲部与导电件电连接。
在一种实施例中，沿两个汇流条的排布方向，缓冲部的长度尺寸为L2，两个电极指之间所传输的声波的波长为λ，其中，L2<0.5λ，或，L2<0.2λ。
在一种实施例中，沿两个汇流条的排布方向，导电件与邻近的汇流条之间的间距为L3，两个电极指之间所传输的声波的波长为λ，其中，L3>λ，或，L3>1.5λ。
在一种实施例中，压电衬底包括衬底和设置在衬底上的压电层，叉指换能器设置在压电层背离衬底的一面。
在一种实施例中，电极指的外表面设有介电层，介电层覆盖电极指，以改善电极指的温度特性。
在一种实施例中，介电层背离压电衬底的表面设有调频层，调频层用于配合介电层调整电极指的频率特性。
在一种实施例中，谐振器还包括两个反射栅，沿汇流条的长度方向，反射栅位于叉指换能器的相对两侧。
第二方面，本申请实施例提供了一种滤波器，包括信号输入端、信号输出端以及电性连接于信号输入端以及信号输出端之间的至少两个谐振器，至少两个谐振器包括本申请第一方面提供的谐振器。
第三方面，本申请实施例提供了一种多工器，包括天线以及分别与天线通信连接的发射滤波器和接收滤波器，发射滤波器和接收滤波器中的至少一者包括本申请第二方面提供的滤波器。
第四方面，本申请实施例提供了一种射频前端模组，包括滤波器。
可以理解的，由于本申请谐振器能够提高谐振器Q值，并提高横向模态的抑制效果。而本申请第二方面所提供的滤波器、第三方面所提供的多工器、以及第四方面所提供的射频前端模组均采用了本申请第一方面所提供的谐振器，其同样具有提高谐振器Q值，并提高横向模态的抑制效果的有益效果。
附图说明
图1为本申请一种实施例中所提供的射频前端模组的结构示意图；
图2为本申请一种实施例中所提供的多工器的结构示意图；
图3为本申请一种实施例中所提供的滤波器的结构示意图；
图4为本申请一种实施例中所提供的谐振器的结构示意图；
图5为本申请一种实施例中所提供的谐振器的平面结构示意图；
图6为本申请一种实施例中所提供的谐振器的导纳曲线对比图；
图7为本申请一种实施例中所提供的谐振器的导纳实部曲线对比图；
图8为本申请一种实施例中所提供的导电件的厚度与Q值的关系示意图；
图9为本申请一种实施例中所提供的谐振器的剖面示意图；
图10为本申请一种实施例中所提供的谐振器的另一平面结构示意图；
图11为本申请一种实施例中所提供的谐振器的又一平面结构示意图；
图12为本申请一种实施例中所提供的谐振器的另一导纳曲线对比图；
图13为本申请一种实施例中所提供的谐振器的另一导纳实部曲线对比图；
图14为本申请一种实施例中所提供的谐振器的局部放大示意图；
图15为本申请一种实施例中所提供的谐振器的另一剖面示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。本申请中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，本申请中使用的术语“包括”、“可以包括”、“包含”、或“可以包含”表示公开的相应功能、操作、元件等的存在，并不限制其他的一个或多个更多功能、操作、元件等。此外，术语“包括”或“包含”表示存在说明书中公开的相应特征、数目、步骤、操作、元素、部件或其组合，而并不排除存在或添加一个或多个其他特征、数目、步骤、操作、元素、部件或其组合，意图在于覆盖不排他的包含。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
请参阅图1所示的本申请一种实施例中所提供的射频前端模组400的结构示意图。
如图1所示，射频前端模组400包括信号端401、开关402、放大器403以及滤波器200。其中，信号端401用于承接并传输外部信号。开关402通信连接于信号端401和滤波器200之间，以控制信号端401与滤波器200之间的信号传输。滤波器200用于处理传输至滤波器200的信号，并输出具有预设频率的信号。放大器403与滤波器200电性连接，以将滤波器200处理后的信号放大并向后续结构输出。其中，信号端401可设置为天线。
可以理解的，在另一些实施例中，滤波器200还可以设置为多个，多个滤波器200可以构成多工器300。本申请对此不做特别限定。
请参阅图2所示的本申请一种实施例中所提供的多工器300的结构示意图。
如图2所示，本申请多工器300可以为双工器，也可以为三工器等，多工器300包括天线301、发射滤波器302和接收滤波器303。其中，发射滤波器302和接收滤波器303均包括相对的第一端口304和第二端口305，且发射滤波器302和接收滤波器303的第一端口304均与天线301通信连接。
对于发射滤波器302，第一端口304用于发射信号，第二端口305用于接收信号。对于接收滤波器303，第一端口304用于接收信号，第二端口305用于发射信号。
当具有不同频率的信号分别从第一端口304和第二端口305输入至接收滤波器303和发射滤波器302时，接收滤波器303和发射滤波器302分别对对应频率的信号进行处理，并分别从第二端口305和第一端口304向外输送。由于发射滤波器302和接收滤波器303之间相互间隔。可以理解的，本申请多工器300使得发射滤波器302和接收滤波器303可以同时工作。也即，本申请多工器300可以同时接收信号和发射信号。
请参阅图3所示的本申请一种实施例中所提供的滤波器200的结构示意图。
如图3所示，本申请滤波器200包括信号输入端201、信号输出端202、接地端口203和多个谐振器100。其中，一部分谐振器100串联于信号输入端201和信号输出端202之间，另一部分谐振器100的一端与接地端口203连通，另一端连通于信号输入端201和信号输出端202之间的串联电路。可以理解的，多个谐振器100的相互串联和并联，能够实现本申请滤波器200对预设频率的信号的滤波功能。
其中，图2中的发射滤波器302和接收滤波器303均可采用本申请滤波器200。在另一种实施例中，发射滤波器302和接收滤波器303任意一者采用本申请滤波器200。
请参阅图4所示的本申请一种实施例中所提供的谐振器100的结构示意图。
如图4所示，本申请谐振器100包括压电衬底10和叉指换能器20，叉指换能器20设于压电衬底10上。叉指换能器20包括平行且间隔排列的两个汇流条21、以及平行且间隔排列的多个电极指22。其中，汇流条21用于接收或输出信号。
为了便于描述，本申请图4以及后续图示中，将两个汇流条21的排布方向设置为第一方向001，将两个汇流条21的长度方向设置为第二方向002。其中，第一方向001和第二方向002相互垂直。
电极指22包括多个第一电极指221和多个第二电极指222，且第一电极指221和第二电极指222均沿第一方向001向压电衬底10的相对两侧延伸。在第二方向002上，第一电极指221和第二电极指222交替排列。
汇流条21包括第一汇流条211和第二汇流条212，第一汇流条211和第二汇流条212均沿第二方向002向压电衬底10的相对两侧延伸，电极指22均位于第一汇流条211和第二汇流条212之间。
沿第一方向001，邻近的汇流条21和电极指22之间设有导电件23和连接件24。其中，第一汇流条211和电极指22之间设有第一导电件231和第一连接件241，其中，第一导电件231沿第二方向002向压电衬底10的相对两侧延伸，且第一导电件231的延伸方向与第一汇流条211的延伸方向相同。第一连接件241连接于第一导电件231和第一汇流条211之间，以实现第一导电件231和第一汇流条211之间的导通。
沿第一方向001，第二汇流条212和电极指22之间设有第二导电件232和第二连接件242，其中，第二导电件232沿第二方向002向压电衬底10的相对两侧延伸，且第二导电件232的延伸方向与第二汇流条212的延伸方向相同。第二连接件242连接于第二导电件232和第二汇流条212之间，以实现第二导电件232和第二汇流条212之间的导通。
第一电极指221的一端与一个第一导电件231连通，另一端与第二导电件232间隔，第二电极指222的一端与一个第二导电件232连通，另一端与第一导电件231间隔。
请参阅图5所示的本申请一种实施例中所提供的谐振器100的平面结构示意图。
如图5所示，第一电极指221和第二电极指222在沿第一方向001上具有相互重叠的孔径区域25。沿第二方向002，孔径区域25的边缘设有低声速结构26。其中，每个第一电极指221和每个第二电极指222上均设有低声速结构26。可以理解的，在另一些实施例中，低声速结构26可设于部分所述电极指22上。本申请对此不做特别限定。
沿第一方向001，孔径区域25包括声速不同的两个区域，分别为第一声速区域111和在第一方向001上位于第一声速区域111两侧的第二声速区域112，第一声速区域111和第二声速区域112相连，且第二声速区域112为低声速结构26所在的区域。孔径区域25与邻近的导电件23之间的区域为第三声速区域113。
其中，如图5所示，沿第二方向002，低声速结构26的宽度大于电极指22的宽度，从而使得第二声速区域112的质量负载增大。基于第二声速区域112内低声速结构26的质量负载与第二声速区域112内传播的声波的声速呈负相关。可以理解的，低声速结构26的宽度增大，使得第二声速区域112的质量负载增大，从而使得第二声速区域112内传播的声波的声速降低。
可以理解的，在另一种实施例中，低声速结构26对位于第二声速区域112内的电极指22还可以是用于增大电极指22的厚度，从而增大第二声速区域112的质量负载，降低第二声速区域112内传播的声波声速。在另一种实施例中，低声速结构26还可以设置为不同于电极指22的材料，其中，制备低声速结构26的材料具有降低声速的特性，以实现第二声速区域112的第二声速V2小于第一声速区域111的第一声速V1的效果。示例性的，低声速结构26可设置为低声速介质层，例如氧化硅或五氧化二钽。低声速结构26还可以是导电层，例如铝、铜、钛、钼、铂等金属或合金。
由于第三声速区域113中仅存在相互间隔的第一电极指221或第二电极指222，从而使得第三声速区域113所处区域的占空比明显小于第一声速区域111和第二声速区域112。可以理解的，第三声速区域113的第三声速V3大于第二声速区域112的第二声速V2。
其中，占空比可以表示为电极指的宽度与相邻电极指中心距离之间的比值。例如，电极指22在孔径区域25的占空比为，在孔径区域25内，第一电极指221的宽度与相邻的第一电极指221和第二电极指222之间中心距离的比值。也即是金属化率。
在一种实施例中，电极指22在孔径区域25的占空比介于0.25-0.5之间。占空比在该范围内，能够形成传输特性较好的声表面波。
本申请实施例中，由于第二声速区域112的第二声速V2小于第一声速区域111的第一声速V1，第三声速区域113的第三声速V3大于第二声速V2以及第一声速V1，使得第一声速区域111、第二声速区域112和第三声速区域113配合形成一个活塞模式，从而实现对横向模态的抑制。并且第三声速区域113的第三声速V3大于第二声速V2，使得声波的能量能够被限制在第一声速区域111，进而减小了声波能量穿过第二声速区域112泄漏到第三声速区域113的可能。
但第一声速区域111、第二声速区域112和第三声速区域113的相互配合所形成的活塞模式，并不能完全抑制横模，且还存在部分声波能量从孔径区域25泄漏的情况，从而降低了品质因数（Q值）。
如图5所示，第一导电件231和第二导电件232所对应的压电衬底10的区域为第四声速区域114，第一连接件241和第二连接件242所对应的压电衬底10的区域为第五声速区域115，第一汇流条211和第二汇流条212所对应的压电衬底10的区域为第六声速区域116。其中，沿第一方向001，第四声速区域114、第五声速区域115和第六声速区域116依次连接。第四声速区域114的声速为第四声速V4，第五声速区域115的声速为第五声速V5。第二声速区域112、第三声速区域113和第四声速区域114构成综合声速区域117。其中，综合声速区域117的声速为平均声速V0。
第一导电件231和第二导电件232的设置，使得综合声速区域117为低声速区，其声速平均值均小于第一声速V1，且小于第五声速区域115对应的第五声速V5，从而在原有活塞模式的结构上进一步形成另一个活塞模式，以进一步抑制横向模态。
但随着通信技术的发展，对谐振器100的性能有了更高的要求，该结构并不能满足对谐振器100性能的需求。
如图5所示，导电件23的厚度大于电极指22的厚度。而导电件23的厚度增加，能够增加第四声速区域114的质量负载，从而降低第四声速区域114的第四声速V4，使得综合声速区域117的平均声速V0进一步降低，实现平均声速V0小于第二声速区域112对应的第二声速V2，增大了平均声速V0与第五声速V5的声速差值，从而能够更有效地抑制横向模态，并有效地降低了能量泄漏，从而提高了Q值，满足对谐振器100工作性能的需求。
在本申请实施例中，第一声速区域111的第一声速V1大于综合声速区域117的平均声速V0，且第一声速区域111的第一声速V1小于第五声速区域115的第五声速V5。可以理解的，第一声速区域111和第五声速区域115，配合综合声速区域117，能够形成本申请谐振器100的另一活塞模式。并配合第一声速区域111、第二声速区域112和第三声速区域113所形成的活塞模式，能够进一步抑制了横向模态的产生，且能够进一步抑制声波的能量泄漏。
同时，导电件23的厚度的增加，进一步减小了第四声速V4，增大了平均声速V0和第一声速V1之间的声速差，以及增大了平均声速V0和第五声速V5之间的声速差，强化了第一声速区域111和第五声速区域115配合综合声速区域117所形成的活塞模式的效果，进一步保证了声波主模态的波长，抑制了横向模态的产生，提高本申请谐振器100的Q值和对声波能量的限制效果。
由此，本申请谐振器100通过设置两个活塞模式，并将导电件23的厚度设置大于电极指22的厚度，以使得声波能量能够在两个活塞模式的作用下，被限制于孔径区域25内，提高了谐振器100的Q值。同时，综合声速区域117的平均声速V0小于第二声速区域112的第二声速V2，增大了与第一声速区域111的第一声速V1的声速差，以及增大了与第五声速区域115的第五声速V5的声速差，从而限制了横向模态的形成条件，进而保证了本申请谐振器100的声波质量。
可以理解的，导电件23的厚度大于电极指22的厚度，可以是第一导电件231和第二导电件232中的至少一个的厚度大于电极指22的厚度，本申请实施例不作限定。
具体的，请参阅图6所示的本申请一种实施例中所提供的谐振器100的导纳曲线对比图，以及请参阅图7所示的本申请一种实施例中所提供的谐振器100的导纳实部曲线对比图。其中，导纳是用于描述元件和信号的响应过程。在本申请谐振器100中，导纳运用于衡量压电衬底10表面传播的杂波对声波质量的影响。图6和图7的纵坐标的单位为dB。
在理想情况下，谐振器100的压电衬底10上的声波传播方向应该为沿第二方向002传播，该部分声波即为谐振器100的主模态声波，对应于图6和图7中，基于不同的主模态频率，主模态声波的导纳的变化为可预测的。但在实际过程中，主模态声波传播过程中，可能会受到其他杂波的干扰，对应于图6和图7中，导纳曲线中可能会存在凸起。
可以理解的，图6和图7中，在不同的主模态频率下，主模态声波的导纳曲线被杂波影响的程度越小，对应的谐振器100对杂波的抑制效果越好，谐振器100的Q值提升效果越好。
如图6和图7所示，在对比例中，导电件23的厚度通常与电极指22相同。此时，图6和图7中的虚线部分表示在该情况下的声波的导纳曲线。
而在本申请谐振器100的实施例中，导电件23厚度大于电极指22的厚度。此时，图6和图7中的实线部分表在该情况下的声波的导纳曲线。
如图6和图7所示，基于不同的声波主模态的频率，本申请谐振器100的导纳曲线相较于对比例中的谐振器的导纳曲线，本申请谐振器100的导纳曲线具有更少的导纳凸起，也具有更小的波动幅度。示例性的，如图7所示的点划线线框部分，可以明显得出，本申请谐振器100的导纳曲线相较于相关技术的谐振器的导纳曲线，具有更少的导纳凸起，导纳曲线的波动幅度相对较小。
也即，相较于对比例，本申请实施例谐振器100导电件23的厚度增加，配合两个活塞模式的设置，增强了本申请谐振器100对横向模态的抑制效果，并且还能够提高本申请谐振器100的Q值，从而改善本申请谐振器100的选频特性，使得本申请谐振器100的滤波效果增强。
具体的，请参阅图8所示的本申请一种实施例中所提供的导电件23的厚度与Q值的关系示意图，其中，横坐标表示导电件23的厚度，单位为声表面波的波长λ，λ也可以理解为相邻两个电极指22之间的中心距离，或者声表面波的主模态的波长。在本申请实施例中，电极指22的厚度为0.08λ。
如图8所示，在电极指22厚度不变的条件下，随着导电件23的厚度增加，谐振器100的Q值也增大，从而改善本申请谐振器100的选频特性，使得本申请谐振器100的滤波效果增强。
请参阅图9所示的本申请一种实施例中所提供的谐振器100的剖面示意图。
如图9所示，第一导电件231的第一厚度D1和第二导电件232的第二厚度D2均大于电极指22的第三厚度D3。基于第一导电件231和第二导电件232与压电衬底10的接触面积没变，当第一导电件231和第二导电件232的厚度增大时，第一导电件231和第二导电件232在压电衬底10上的单位质量负载增大，从而使得第一导电件231和第二导电件232所处区域的声速降低。
基于第一导电件231和第二导电件232所对应的压电衬底10的区域为第四声速区域114。可以理解的，第一导电件231和第二导电件232的厚度增加，能够增加第四声速区域114的质量负载，从而降低第四声速区域114的第四声速V4，使得综合声速区域117的平均声速V0进一步降低，实现平均声速V0小于第二声速区域112对应的第二声速V2，增大了平均声速V0与第五声速V5的声速差值，从而能够更有效地抑制横向模态，并有效地降低了能量泄漏，从而提高了Q值，满足对谐振器100工作性能的需求。
可以理解的，在另一种实施例中，第一导电件231的第一厚度D1大于电极指22的第三厚度D3，而第二导电件232的第二厚度D2小于或等于电极指22的第三厚度D3。在另一种实施例中，第一导电件231的第一厚度D1小于或等于电极指22的第三厚度D3，而第二导电件232的第二厚度D2大于电极指22的第三厚度D3。
在另一种实施例中，本申请谐振器100还可以在压电衬底10表面设置两个叉指换能器20，其中，一个叉指换能器20的第一汇流条211和第二汇流条212均用于接收外部信号，另一叉指换能器20的第一汇流条211和第二汇流条212均用于向外输出信号。在另一些实施例中，在压电衬底10表面设置的叉指换能器20的数量还可以为其它，本申请对此不做特别限定。
可以理解的是，本申请可以应用于声表面波谐振器、纵向耦合声表面波谐振器、双模声表面波（DMS）谐振器、横向激励薄膜体声波谐振器(X-Film Bulk AcousticResonator，X-BAR)等包括叉指换能器的谐振器中，本申请对此不做限定。
在一种实施例中，如图9所示，压电衬底10还可以是依次层叠设置的衬底12、功能层13和压电层14，且压电层14位于功能层13和电极指22之间。其中，衬底12的材料可以是单晶硅、多晶硅、石英和玻璃中的至少一者，压电层14的材料可以是石英、氮化铝、蓝宝石、铌酸锂和钽酸锂中的至少一者。功能层的材料可以为单层氧化硅层，在另一种实施例中，功能层也可以是高低声速层交替设置的叠层结构等。
在另一种实施例中，压电衬底10还可以为单层结构。在另一种实施例中，压电衬底10还可以仅包括层叠的衬底12和压电层14。
在一种实施例中，如图9所示，沿汇流条21的厚度方向，第一导电件231的第一厚度D1与电极指22的第三厚度D3的比值介于1-3之间，第二导电件232的第二厚度D2与电极指22的第三厚度D3的比值也介于1-3之间。也即，第一厚度D1大于第三厚度D3，且小于第三厚度D3的三倍，第二厚度D2大于第三厚度D3，且小于第三厚度D3的三倍。由于第一导电件231和第二导电件232的长度相较于电极指22的长度较长，当外部电信号分别经由第一导电件231和第二导电件232进入电极指22时，电信号会配合导电件23和压电衬底10，激发导电件23的模态，从而产生纹波。
当第一厚度D1和第三厚度D3的比值，第二厚度D2和第三厚度D3的比值均小于或等于1时，不利于谐振器100的Q值的提高，且不利于提高对横向模态的抑制效果。
当第一厚度D1和第三厚度D3的比值，第二厚度D2和第三厚度D3的比值均大于或等于3时，会导致被限制于两个导电件23之间的压电衬底10和电极指22配合的激励模式过强，而当能量转移至该激励模式上时，会减小谐振器100的Q值，同时，还会导致纹波产生，影响本申请谐振器100传播的声波质量。
由此，本申请谐振器100通过将导电件23的厚度和电极指22的厚度的比值设置介于1-3之间，能够在减小纹波产生的同时，保证本申请谐振器100的两个活塞模式的产生，从而保证了本申请谐振器100对横向模态的抑制效果。
示例性的，第一厚度D1和第三厚度D3的比值可以设置为1.2、1.5、1.8和2.2中的一者。第二厚度D2和第三厚度D3的比值可以设置为1.2、1.5、1.8和2.2中的一者。
在一种实施例中，第一厚度D1和第三厚度D3的比值设置介于1-1.5之间，第二厚度D2和第三厚度D3的比值设置介于1-1.5之间。能够在减小纹波产生的同时，保证本申请谐振器100的两个活塞模式的产生，进一步提升本申请谐振器100对横向模态的抑制效果。
在另一种实施例中，第一导电件231的第一厚度D1与电极指22的第三厚度D3的比值介于1-3之间，或，第二导电件232的第二厚度D2与电极指22的第三厚度D3的比值介于1-3之间。
在一种实施例中，如图5所示，第一导电件231为连续的一个，第二导电件232也为连续的一个。
请参阅图10所示的本申请一种实施例中所提供的谐振器100的另一平面结构示意图。请配合参阅图5。
如图5和图10所示，每个汇流条21所连通的导电件23的数量为多个。沿第一方向001，与第一汇流条211连接的第一导电件231相互间隔，与第二汇流条212连接的第二导电件232相互间隔。其中，相邻两个第一导电件231之间的间距为第一间距S1，相邻两个第二导电件232之间的间距为第二间距S2，相邻的第一电极指221和第二电极指222之间的间距为第三间距S3。且第一间距S1和第二间距S2均小于第三间距S3。
可以理解的，小于第三间距S3的第一间距S1和第二间距S2的设置，使得两个导电件23所对应的第四声速区域114的占空比小于第一声速区域111，从而使得第四声速V4低于第一声速V1。由此保证了第一声速区域111和第四声速区域114之间的声速关系。
其中，两个导电件23所对应的第四声速区域114的占空比可以介于0.6-1之间。也即，第四声速区域114的占空比大于或等于0.6，且小于或等于1。
基于第一间距S1和第二间距S2越小，导电件23所对应的第四声速区域114的占空比越大。示例性的，第一间距S1和第二间距S2为零。在另一种实施例中，第一间距S1和第二间距S2不相同，以匹配不同的声速差异需求。在另一种实施例中，第一间距S1和第二间距S2相等，以使得声波在向两侧传播时，所受到的限制效果相同。
在一种实施例中，如图5和图10所示，沿第二方向002，相邻的第一电极指221的几何轴线和第二电极指222的几何轴线之间的距离为标准间距S，其中，标准间距S的两倍即为传播于压电衬底10表面的声波主模态的波长λ。
沿第一方向001，导电件23的宽度尺寸为L1，且L1<λ。可以理解的，当导电件23的宽度尺寸L1大于波长λ时，会增大导电件23所激发的自身的纹波数量，影响本申请谐振器100传播的声波质量。
由此，将导电件23的宽度尺寸L1设置小于波长λ，能够减小导电件23自身激发所产生的模态，避免产生的纹波对主模态声波的影响，从而保证了本申请谐振器100传播的声波质量。
在一种实施例中，沿第一方向001，导电件23的宽度尺寸为L1，且L1<0.2λ。能够进一步减小导电件23自身激发所产生的模态，避免产生的纹波对主模态声波的影响，从而进一步保证了本申请谐振器100传播的声波质量。
请参阅图11所示的本申请一种实施例中所提供的谐振器100的又一平面结构示意图。
如图11所示，导电件23和邻近的汇流条21之间设有缓冲部27，缓冲部27与邻近的导电件23电连接，缓冲部27与连接件24间隔设置，且沿第一方向001上，缓冲部27的长度小于缓冲部27相邻的汇流条21和导电件23之间的间距。可以理解的，在第一方向001上，缓冲部27所对应的压电衬底10的区域为第七声速区域118，其中，第七声速区域118位于第四声速区域114和第五声速区域115之间。
如图11所示，缓冲部27所处的第七声速区域118的占空比介于相邻的第四声速区域114和第五声速区域115之间。也即，第七声速区域118的第七声速V7大于第四声速V4，且小于第五声速V5。
由于第四声速V4和第五声速V5之间的差距过大，而压电衬底10上的声波声速从第四声速V4到第五声速V5变化过程中，第五声速区域115的电场突变较快，可能会导致第五声速区域115出现杂波，以及导致导电件23受到激发而产生纹波。
可以理解的，缓冲部27的设置，减缓了压电衬底10上的声波从第四声速V4变化至第五声速V5的突变过程，从而阻止了电场突变较快的现象，减小了压电衬底10表面传播的杂波的产生。
另一方面，由于缓冲部27本身也会受到激发而产生杂波。可以理解的，将缓冲部27设置在导电件23和邻近的汇流条21之间，使得第七声速区域118远离第一声速区域111，从而减小了缓冲部27对声波质量的影响。
具体的，请参阅图12所示的本申请一种实施例中所提供的谐振器100的另一导纳曲线对比图，以及请参阅图13所示的本申请一种实施例中所提供的谐振器100的另一导纳实部曲线对比图。其中，导纳是用于描述元件和信号的响应过程。在本申请谐振器100中，导纳运用于衡量压电衬底10表面传播的杂波对声波质量的影响。图12和图13的纵坐标的单位为dB。
在理想情况下，谐振器100的压电衬底10上的声波传播方向应该为沿第二方向002传播，该部分声波即为谐振器100的主模态声波，对应于图12和图13中，基于不同的主模态频率，主模态声波的导纳的变化为可预测的。但在实际过程中，主模态声波传播过程中，可能会受到其他杂波的干扰，对应于图12和图13中，导纳曲线中可能会存在凸起。
可以理解的，图12和图13中，在不同的主模态频率下，主模态声波的导纳曲线被杂波影响的程度越小，对应的谐振器100对杂波的抑制效果越好，谐振器100的Q值提升效果越好。
如图12和图13所示，在对比例中，通常将缓冲部27设置于导电件23与电极指22之间，且与导电件23电连接。此时，图12和图13中的虚线部分表示在该情况下的导纳。
而在本申请谐振器100的实施例中，将缓冲部27设置于导电件23和邻近的汇流条21之间，且使得导电件23与邻近的导电件23电连接。此时，图12和图13中的实线部分表示在该情况下的导纳。
如图12和图13所示，基于不同的声波主模态的频率，本申请谐振器100的导纳曲线相较于对比例中的谐振器的导纳曲线，本申请谐振器100的导纳曲线具有更少的导纳凸起，也具有更小的波动幅度。示例性的，如图13所示的点划线线框部分，可以明显得出，本申请谐振器100的导纳曲线相较于对比例的谐振器的导纳曲线，具有更少的导纳凸起，导纳曲线的波动幅度相对较小。
也即，相较于对比例，本申请谐振器100将缓冲部27设置于导电件23和邻近的汇流条21之间，且使得导电件23与邻近的导电件23电连接，能够增强对横向模态和纹波的抑制效果，提升本申请谐振器100的Q值。从而改善本申请谐振器100的选频特性，使得本申请谐振器100的滤波效果增强。
请参阅图14所示的本申请一种实施例中所提供的谐振器100的局部放大示意图。
如图14所示，沿第一方向001，缓冲部27的长度尺寸为L2，其中，L2<0.5λ。当缓冲部27的长度尺寸L2大于0.5λ时，会增大第七声速区域118在第一方向001上的尺寸，从而减小第五声速区域115在第一方向001上的尺寸。可以理解的，当第五声速区域115的尺寸过小时，会影响第五声速区域115配合第一声速区域111，以及综合声速区域117形成的活塞模式，从而影响活塞模式对本申请谐振器100的横向模态抑制效果。
由此，本申请将缓冲部27的长度尺寸L2设置小于0.5λ，能够保证第五声速区域115的尺寸，进而保证第五声速区域115和第一声速区域111配合综合声速区域117形成的活塞模式，从而保证了本申请谐振器100对横向模态的抑制效果。
在一种实施例中，如图14所示，沿第一方向001，缓冲部27的长度尺寸为L2，其中，L2<0.2λ。进一步保证了第五声速区域115的尺寸，保证了第五声速区域115和第一声速区域111配合综合声速区域117形成的活塞模式，进一步保证了本申请谐振器100对横向模态的抑制效果。
在一种实施例中，请回看图10，沿第一方向001，导电件23与邻近的汇流条21之间的间距为L3，其中，L3>λ。可以理解的，L3与L2的相互配合，保证了第五声速区域115在第一方向001上的尺寸，避免了因第五声速区域115的尺寸过小而影响平均声速V0和第五声速V5之间的声速差。
基于平均声速V0和第五声速V5之间的声速差越大，越能够使得活塞模式靠近于理想状态。可以理解的，本申请谐振器100将L3设置大于λ，保证了平均声速V0和第五声速V5之间的声速差的大小，保证了本申请谐振器100对横向模态的抑制效果。
在一种实施例中，如图10所示，沿第一方向001，导电件23与邻近的汇流条21之间的间距为L3，其中，L3>1.5λ，以进一步保证了平均声速V0和第五声速V5之间的声速差的大小，保证了本申请谐振器100对横向模态的抑制效果。
在一种实施例中，如图4所示，本申请谐振器100还包括两个反射栅30，沿第二方向002，两个反射栅30分别位于叉指换能器20的相对两侧，用于将叉指换能器20与压电衬底10配合产生的声波约束在叉指换能器20内传播。
请参阅图15所示的本申请一种实施例中所提供的谐振器100的另一剖面示意图。
如图15所示，叉指换能器20还包括介电层28，介电层28设置于电极指22的外表面，并覆盖电极指22，以调节电极指22的温度特性，避免因电极指22的温度过高而影响谐振器100的谐振频率。
在一种实施例中，介电层28可采用氧化硅、氮氧化硅和氮化硅中的至少一者。
在一种实施例中，如图15所示，叉指换能器20还包括调频层29，调频层29设置于介电层28背离压电衬底10的表面，调频层29可用于保护介电层28。同时，调频层29可以通过调整自身的厚度，实现对相邻电极指22之间的声波频率调节。
在一种实施例中，调频层29可采用氮化硅、氮氧化硅和氧化铝中的至少一者。
需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
应当理解的是，本申请的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。本领域的一般技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。
Claims (18)
1.一种谐振器，其特征在于，包括压电衬底以及设于所述压电衬底上的至少一个叉指换能器，所述叉指换能器包括平行且间隔排列的两个汇流条、以及位于两个所述汇流条之间的多个电极指，每个所述电极指均沿两个所述汇流条的排布方向延伸；沿两个所述汇流条的排布方向，所述汇流条和所述电极指之间设有导电件和连接件，所述导电件的长度方向与所述汇流条的长度方向平行，所述连接件连接于所述导电件和所述汇流条之间，实现所述导电件和所述汇流条之间的导通；
所述电极指的一端通过一个所述导电件连通至一个所述汇流条，另一端与另一个所述汇流条相连的所述导电件间隔，连接于不同所述汇流条的所述电极指沿所述汇流条的长度方向相互间隔且交替排列；多个所述电极指沿所述汇流条的长度方向相互重叠的孔径区域的边缘设有低声速结构，以降低声波在所述孔径区域的边缘的传播速度；
所述导电件的厚度大于所述电极指的厚度，沿所述汇流条的厚度方向，所述导电件的厚度与所述电极指的厚度的比值介于1-3之间。
2.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，与每个所述汇流条连通的所述导电件的数量为至少一个；
与每个所述汇流条连通的所述导电件的数量为多个的情况下，沿所述汇流条的长度方向，与同一所述汇流条连通的多个所述导电件间隔排布，且任意相邻两个所述导电件之间的间距小于相邻两个所述电极指之间的间距。
3.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，沿所述汇流条的厚度方向，所述导电件的厚度与所述电极指的厚度的比值介于1-1.5之间。
4.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，沿两个所述汇流条的排布方向，所述导电件的宽度尺寸为L1，两个所述电极指之间所传输的声波的波长为λ，其中，L1<λ。
5.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，沿两个所述汇流条的排布方向，所述导电件的宽度尺寸为L1，两个所述电极指之间所传输的声波的波长为λ，其中，L1<0.2λ。
6.根据权利要求1-5任一项所述的谐振器，其特征在于，所述导电件与邻近的所述汇流条之间设置有缓冲部，所述缓冲部与所述连接件间隔设置，沿两个所述汇流条的排布方向，所述缓冲部的长度小于所述缓冲部相邻的所述汇流条和所述导电件之间的间距。
7.根据权利要求6所述的谐振器，其特征在于，所述缓冲部与所述导电件电连接。
8.根据权利要求6所述的谐振器，其特征在于，沿两个所述汇流条的排布方向，所述缓冲部的长度尺寸为L2，两个所述电极指之间所传输的声波的波长为λ，其中，L2<0.5λ。
9.根据权利要求6所述的谐振器，其特征在于，沿两个所述汇流条的排布方向，所述缓冲部的长度尺寸为L2，两个所述电极指之间所传输的声波的波长为λ，其中，L2<0.2λ。
10.根据权利要求1-5任一项所述的谐振器，其特征在于，沿两个所述汇流条的排布方向，所述导电件与邻近的所述汇流条之间的间距为L3，两个所述电极指之间所传输的声波的波长为λ，其中，L3>λ。
11.根据权利要求1-5任一项所述的谐振器，其特征在于，沿两个所述汇流条的排布方向，所述导电件与邻近的所述汇流条之间的间距为L3，两个所述电极指之间所传输的声波的波长为λ，其中，L3>1.5λ。
12.根据权利要求1-5任一项所述的谐振器，其特征在于，所述压电衬底包括衬底和设置在所述衬底上的压电层，所述叉指换能器设置在所述压电层背离所述衬底的一面。
13.根据权利要求1-5任一项所述的谐振器，其特征在于，所述电极指的外表面设有介电层，所述介电层覆盖所述电极指，以改善所述电极指的温度特性。
14.根据权利要求13所述的谐振器，其特征在于，所述介电层背离所述压电衬底的表面设有调频层，所述调频层用于配合所述介电层调整所述电极指的频率特性。
15.根据权利要求1-5任一项所述的谐振器，其特征在于，所述谐振器还包括两个反射栅，沿所述汇流条的长度方向，所述反射栅位于所述叉指换能器的相对两侧。
16.一种滤波器，其特征在于，包括信号输入端、信号输出端以及电性连接于所述信号输入端以及所述信号输出端之间的至少两个谐振器，所述至少两个谐振器包括如权利要求1-15任一项所述的谐振器。
17.一种多工器，其特征在于，包括天线以及分别与所述天线通信连接的发射滤波器和接收滤波器，所述发射滤波器和所述接收滤波器中的至少一者包括如权利要求16所述的滤波器。
18.一种射频前端模组，其特征在于，包括如权利要求16所述的滤波器。
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