CN117650765A - 谐振器、滤波器及射频前端模组 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种谐振器、滤波器和射频前端模组,谐振器的叉指换能器包括多个第一电极指和多个第二电极指,任一第一电极指和/或任一第二电极指包括在叉指换能器的孔径方向连接的间隙电极部和有源电极部;间隙电极部包括沿孔径方向依次连接的第一电极结构、第二电极结构和第三电极结构,第一电极结构和一汇流条连接,第一电极结构和第三电极结构于叉指换能器的声波传播方向上间隔设置于第二电极结构的相对两侧;第三电极结构和所述有源电极部连接,第三电极结构至少部分的宽度大于所述有源电极部至少部分的宽度。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种谐振器、滤波器及射频前端模组。
背景技术
声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)是沿物体表面传播的一种弹性波。SAW器件如SAW谐振器是一种将电信号转换为声信号或者将声信号转化为电信号的器件。比如SAW谐振器包括压电基板和形成于压电基板表面的声一电换能器,声-电换能器如叉指换能器(Interdigital Transducer,IDT)。
SAW谐振器的工作原理比如,压电基板表面的IDT通过逆压电效应将输入的电信号转变成声信号,此声信号沿压电基板表面传播,最终由压电基板表面的IDT将声信号转变成电信号输出。SAW谐振器在工作时产生的杂模会使SAW谐振器性能恶化,通常可在SAW谐振器的叉指换能器工作区域的边缘增加活塞结构实现对横向杂模的抑制。
随着射频技术的发展,对SAW谐振器的性能有了更高的要求,因此,如何进一步提高谐振器性能,比如如何提高SAW谐振器的Q值已成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种谐振器、滤波器及射频前端模组,能够在抑制谐振器的杂模的基础上,提高谐振器的Q值。
本申请实施例提供一种谐振器,其包括压电基板和设置于所述压电基板表面的叉指换能器,所述叉指换能器包括:
相对设置的两条汇流条;和
多个第一电极指和多个第二电极指,设置于所述两条汇流条之间,且一端与一所述汇流条连接,另一端与另一所述汇流条间隔设置;所述多个第一电极指和所述多个第二电极指所连接的汇流条不同,多个所述第一电极指和多个所述第二电极指依次交替间隔排布;
任一所述第一电极指和/或任一所述第二电极指包括在所述叉指换能器的孔径方向连接的间隙电极部和有源电极部;
所述间隙电极部包括沿所述孔径方向依次连接的第一电极结构、第二电极结构和第三电极结构,所述第一电极结构和一所述汇流条连接,所述第一电极结构和所述第三电极结构于所述叉指换能器的声波传播方向上间隔设置于所述第二电极结构的相对两侧;
所述第三电极结构和所述有源电极部连接,所述第三电极结构至少部分的宽度大于所述有源电极部至少部分的宽度。
本申请一种可选实施方式中,所述第三电极结构的宽度以及所述第一电极结构的宽度小于所述第二电极结构的宽度,所述第三电极结构的宽度大于四分之一所述第二电极结构的宽度。
本申请一种可选实施方式中,所述有源电极部包括中间结构和连接于所述中间结构两端的边缘结构,所述第三电极结构至少部分的宽度大于所述中间结构的宽度。
本申请一种可选实施方式中,所述边缘结构的宽度大于所述中间结构的宽度;
所述第三电极结构的宽度大于或等于任一所述边缘结构的宽度。
本申请一种可选实施方式中,所述谐振器还包括声速调节结构,所述声速调节结构用于调节所述边缘结构和/或所述中间结构所在区域的声速,以使所述边缘结构所在区域的声速小于所述中间结构所在区域的声速。
本申请一种可选实施方式中,所述第三电极结构的占空比介于所述第一电极结构的占空比和所述第二电极结构的占空比之间。
本申请一种可选实施方式中,所述第三电极结构在所述孔径方向的长度为L_mg,所述第二电极结构在所述孔径方向的长度为L_mb,所述第一电极结构在所述孔径方向的长度为L_g;
其中,0.4λ>L_mg>0.05λ;和/或
1.5*L_mb>L_mg>0.2*L_mb;和/或
L_mg<L_g;和/或
L_g>1λ。
本申请一种可选实施方式中,任一所述第一电极指和/或任一所述第二电极指还包括:
假指部,所述假指部连接所述第二电极结构,所述假指部和所述第一电极结构分别位于所述第二电极结构相对两侧,所述假指部和所述第三电极结构间隔。
本申请一种可选实施方式中,所述第三电极结构包括相互连接的第一部分和第二部分,所述第一部分连接所述第二电极结构,所述第二部分连接所述有源电极部;
所述第二部分的宽度均大于所述有源电极部至少部分的宽度以及所述第一部分的宽度;
所述第一部分的宽度以及所述假指部的宽度不小于所述有源电极部至少部分的宽度。
本申请一种可选实施方式中,所述第三电极结构包括相互连接的第一部分和第二部分,所述第一部分连接所述第二电极结构,所述第二部分连接所述有源电极部,所述假指部和所述第一部分所在的区域为假指区;
所述第二部分在所述孔径方向的长度为L_mg2,所述假指区在所述孔径方向的长度为L_d,0.25<L_d/L_mg2<2。
本申请一种可选实施方式中,所述叉指换能器还包括多个附加结构;
一个或多个所述附加结构设置于所述第二电极指的边缘结构和所述第一电极指的第二电极结构之间、且与所述第二电极指的边缘结构和所述第一电极指的第二电极结构间隔设置;以及
一个或多个所述附加结构设置于所述第一电极指的边缘结构和所述第二电极指的第二电极结构之间、且与所述第一电极指的边缘结构和所述第二电极指的第二电极结构间隔设置;
任意所述附加结构与任意所述第三电极结构间隔设置。
本申请一种可选实施方式中,所述附加结构的宽度等于所述边缘结构的宽度。
本申请一种可选实施方式中,所述压电基板包括层叠设置的第一介质层和压电层,所述第一介质层的厚度大于所述压电层的厚度,所述第一介质层的温度系数小于所述压电层的温度系数。
本申请一种可选实施方式中,所述压电基板还包括设置于所述第一介质层和所述压电层之间的第二介质层;
所述第二介质层为单层薄膜层或多层薄膜层,所述第二介质层至少包括第一薄膜层,所述第一薄膜层的声速小于所述压电层的声速,或者所述第一薄膜层的声阻抗小于所述压电层的声阻抗;
所述第一介质层的厚度大于所述第二介质层的厚度;
所述压电层和所述第二介质层的厚度均小于5微米。
本申请一种可选实施方式中,所述第三电极部的膜厚大于所述有源电极部至少部分的膜厚。
本申请实施例还提供一种谐振器,包括压电基板和设置于所述压电基板表面的叉指换能器,所述叉指换能器包括:
相对设置的两条汇流条;和
多个第一电极指和多个第二电极指,设置于所述两条汇流条之间,且一端与一所述汇流条连接,另一端与另一所述汇流条间隔设置;所述多个第一电极指和所述多个第二电极指所连接的汇流条不同,多个所述第一电极指和多个所述第二电极指依次交替间隔排布;
任一所述第一电极指和/或任一所述第二电极指包括在所述叉指换能器孔径方向连接的间隙电极部和有源电极部;
所述间隙电极部包括在所述孔径方向依次连接的第一电极结构、第二电极结构和第三电极结构,所述第一电极结构和一所述汇流条连接,所述第一电极结构和所述第三电极结构于所述叉指换能器的声波传播方向上间隔设置于所述第二电极结构的两侧,所述第三电极结构和所述有源电极部连接;
所述第三电极结构至少部分的膜厚大于所述有源电极部至少部分的膜厚。
本申请一种可选实施方式中所述第三电极结构的膜厚为H1,所述中间结构的膜厚为H2,H2<H1<1.5H2。
本申请一种可选实施方式中1.1H2<H1<1.3H2。
本申请实施例提供一种滤波器,所述滤波器包括如上所述的谐振器。
本申请实施例提供一种射频前端模组,所述设备前端模组包括如上所述的滤波器。
本申请中叉指换能器的第一电极结构和第三电极结构在声波传播方向上间隔设置在第二电极结构的两侧,形成弯曲的间隙电极部,能够减小间隙电极部所在区域的电势差,减弱该区域的激励源强度,抑制激励源的二次激发,从而能够有效抑制杂模尤其是产生于间隙电极部所在区域的杂模。
本申请中,将第三电极结构的至少部分的宽度设置为大于有源电极部的至少部分的宽度,相比第三电极结构的宽度和有源电极部的宽度相等的设计,能够减少叉指换能器的声波衍射,从而减少声波的能量损耗,提升谐振器的Q值。
同样的,本申请实施例第三电极结构的至少部分的膜厚大于有源电极部的至少部分的膜厚,相比第三电极结构的膜厚和有源电极部的膜厚相等的设计,本申请能够减少叉指换能器的声波衍射,从而减少声波的能量损耗,提升谐振器的Q值。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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。
为了更完整地理解本申请及其有益效果,下面将结合附图来进行以下说明,其中在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
图1为本申请实施例提供的第一种谐振器的剖视图。
图2为本申请实施例提供的第一种谐振器的俯视图。
图3为图2所示谐振器中第一种叉指换能器的结构示意图。
图4为图2所示谐振器中第二叉指换能器的结构示意图。
图5为图2所示谐振器中第三叉指换能器的结构示意图。
图6为图2所示谐振器的声波的频率和导纳曲线实部图。
图7为图2所示谐振器中第三电极结构在孔径方向长度变化和谐振器Q值的关系示意图。
图8为图2所示谐振器中第四叉指换能器的结构示意图。
图9为图2所示谐振器中第五叉指换能器的结构示意图。
图10为图2所示谐振器中第六叉指换能器的结构示意图。
图11图2所示谐振器的声波的频率和导纳曲线实部图。
图12为图2所示谐振器中第七叉指换能器的结构示意图。
图13为本申请实施例提供的第二种谐振器的剖视图。
图14为本申请实施例提供的第三种谐振器的剖视图。
具体实施方式
本申请实施例提供一种谐振器,谐振器可适用于普通的声表面谐振器、TC-SAW(Temperature compensated SAW)谐振器、压电薄膜SAW谐振器、X-BAR(横向激励薄膜体声波)谐振器等具有叉指换能器的谐振器中,本申请对谐振器的类型不做限定。下面结合附图对本申请实施例谐振器进行举例说明。
谐振器可以包括压电基板和叉指换能器,叉指换能器和压电基板层叠设置,叉指换能器设置于压电基板表面,或者说叉指换能器成型于压电基板表面。
本申请一种可选实施例方式中,谐振器还可以包括设置于压电基板表面的一对反射器,该一对反射器位于叉指换能器的两侧,或者说一个反射器位于叉指换能器一侧,另一个反射器位于叉指换能器另一侧。该一对反射器用于将声表面波约束在叉指换能器内。
本申请一种可选实施例方式中,叉指换能器可以是一个,也可以是多个。
其中,叉指换能器的材料可以是单一金属材料或者不同金属的复合或者合金材质,可选的,叉指换能器的材料可以是铝、钼、铜、金、铂、银、镍、铬、钨等或以上金属的复合或其合金等中的一者。
其中,叉指换能器和反射器均可以为单层金属膜结构,也均可以为层叠了多个金属层的层叠金属膜结构。
本申请一种可选实施例方式中,为了保护叉指换能器,压电基板和叉指换能器表面可以覆盖一层或多层介质层,例如覆盖温度补偿层、以对谐振器进行温度补偿,覆盖调频层、用于调节谐振器的频偏,或者覆盖钝化层、以保护叉指换能器以免被外界环境中的水汽等物质污染。其中,一层或多层介质层的材质可以是二氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝、五氧化二钽、氟氧化硅等中的一种或多种。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请的保护范围。
在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着,结合实施例或实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
如图1所示,图1为本申请实施例提供的第一种谐振器的剖视图。谐振器2可以包括压电基板40和设置于压电基板表面的叉指换能器20。
本申请一种可选实施例中,压电基板40可以包括层叠设置的压电层42、第二介质层46和第一介质层44。其中,叉指换能器20设置于压电层42表面,压电层42位于叉指换能器20和第二介质层46之间。第二介质层46位于第一介质层44和压电层42之间。
其中,压电层42也可以称为压电基片,压电层42的材料可以是氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅(PZT)或上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料;压电层42也可以选择单晶压电材料,例如单晶氮化铝、铌酸锂、钽酸锂、石英等中的一种,本申请实施例对压电层42的材料不作具体限制。
其中,第一介质层44也可以称为衬底,第一介质层44可以采用硅、石英、蓝宝石、碳化硅等材料中的一种,可选的,第一介质层44可以采用单晶硅和多晶硅中的至少一种,本申请实施例对第一介质层44的材料不作具体限制。
本申请一种可选实施方式中,第一介质层44的厚度T_22大于压电层42的厚度T_21,也即T_22>T_21。能够使得压电层42下方形成声反射结构,减小声波能量的纵向泄漏。其中,纵向大致为压电层42的厚度方向。
本申请一种可选实施例中,第一介质层44的温度系数小于压电层42的温度系数。从而能够对压电层42起温度补偿的作用。
其中,第二介质层46可以为单层薄膜层或多层薄膜层。本申请一种可选实施方式中,第二介质层46至少包括第一薄膜层,第一薄膜层的声速小于压电层42的声速,或者第一薄膜层的声阻抗小于压电层42的声阻抗。能够使得压电层42下方形成声反射结构,进一步减小声波能量的纵向泄漏。
本申请一种可选实施例中,第一介质层44的厚度T_22大于第二介质层46的厚度T_23,即T_22>T_23。
本申请一种可选实施例中,第二介质层46的厚度T_23和压电层42的厚度T_21均小于5微米。
本申请一种可选实施方式中,第二介质层46为单层薄膜层,即第二介质层46等同于第一薄膜层。第二介质层46可以理解为低声速层或低声阻抗层,第一介质层44可以理解为高声速层或高声阻抗层,从而能够有效减小声波能量的纵向泄露。第一薄膜层可以采用二氧化硅、氟氧化硅等材料。
本申请一种可选实施方式中,第二介质层46为多层薄膜层,以第二介质层46为两层薄膜层为例进行说明,需要说明的第二介质层46中薄膜层的层数并不限于此,还可以为其他层数,在此不再一一举例说明。诸如第二介质层46包括第一薄膜层和第二薄膜层,第一薄膜层和第二薄膜层为高低声阻抗或高低声速相互交替层叠设置的层结构。从而能够更好地抑制声波能量纵向泄漏。
其中,第二薄膜层为高声速层,高声速层的材质包括氮化硅、氧化铝以及碳化硅中的至少一种。其中,高声速层的材质通常为上述材质中的一种,即高声速层的材质为单一材质。当然,在一些可实现的实施方式中,高声速层的材质也可以是混合材质,此时高声速层的材质可以是上述材质中任意几种的混合,或者是上述材质中的一种或几种与其他材质的混合。
需要说明的是,图1所示谐振器2可以理解为压电薄膜声表面波谐振器,相对于其他结构的谐振器如普通的声表面谐振器、TC-SAW谐振器来讲,图1所示谐振器2的Q值更大。还需要说明的是,Q值越高,声波能量越高,谐振器2的声波衍射的概率越大,导致谐振器2的能量损耗越大。相比其他结构的谐振器如普通的声表面谐振器、TC-SAW谐振器来讲,谐振器2更需要抑制声波衍射。
基于此,本申请实施例所提供的谐振器2能够有效减少谐振器2中的声波衍射,从而减少谐振器2的声波能量损耗,Q值提升效果更好。下面结合谐振器2的其他附图如俯视图,或者说正视图进行详细说明。
谐振器2包括压电基板和设置于压电基板表面的叉指换能器20,叉指换能器20包括相对设置的两条汇流条、多个第一电极指和多个第二电极指,多个第一电极指和多个第二电极指设置于所述两条汇流条之间,且一端与一汇流条连接,另一端与另一汇流条间隔设置;多个第一电极指和多个第二电极指所连接的汇流条不同,多个第一电极指和多个第二电极指依次交替间隔排布。
任一第一电极指和/或任一第二电极指包括在叉指换能器20的孔径方向连接的间隙电极部和有源电极部。
间隙电极部包括沿孔径方向依次连接的第一电极结构、第二电极结构和第三电极结构,第一电极结构和一汇流条连接,第一电极结构和第三电极结构于叉指换能器20的声波传播方向上间隔设置于第二电极结构的相对两侧。
本申请一种可选实施例方式中,第三电极结构和有源电极部连接,第三电极结构至少部分的宽度大于有源电极部至少部分的宽度。相比第三电极结构的宽度和有源电极部的宽度相等的设计,能够减少叉指换能器20的声波衍射,从而减少声波的能量损耗,提升谐振器2的Q值。需要说明的是,第三电极结构的宽度均不小于有源电极部的宽度。
本申请一种可选实施例方式中,第三电极结构至少部分的膜厚大于有源电极部至少部分的膜厚。相比第三电极结构的膜厚和有源电极部的膜厚相等的设计,能够减少叉指换能器20的声波衍射,从而减少声波的能量损耗,提升谐振器2的Q值。
请参阅图2和图3,图2为本申请实施例提供的第一种谐振器的俯视图,图3为图2所示谐振器中第一种叉指换能器的结构示意图。谐振器2中的叉指换能器20可以包括第一汇流条21、第二汇流条23、多个第一电极指22和多个第二电极指24。第一汇流条21、第二汇流条23、多个第一电极指22和多个第二电极指24均设置于压电基板40表面。
示例性的,谐振器2具有多个区域,诸如谐振器2可以包括在叉指换能器的孔径W方向依次排布第一汇流区R11、第一间隙区R1、有源区R3、第二间隙区R2以及第二汇流区R21。第一汇流区R11和第二汇流区R21间隔、且相对排布。
本申请一种可选实施方式中,第一汇流条21设置于第一汇流区R11,第二汇流条23设置于第二汇流区R21,第一汇流条21和第二汇流条23间隔、且相对设置。其他可选实施方式中,第一汇流条21也可以设置于第二汇流区R21,第二汇流条23也可以设置于第一汇流区R11。
多个第一电极指22和多个第二电极指24设置于第一汇流条21和第二汇流条23之间,也可以理解为多个第一电极指22和多个第二电极指24设置于第一间隙区R1、有源区R3和第二间隙区R2。
多个第一电极指22和多个第二电极指24一端与一汇流条连接,另一端与另一汇流条间隔设置;多个第一电极指22和多个第二电极指24所连接的汇流条不同。举例来讲,多个第一电极指22的一端与第一汇流条21连接,多个第一电极指22的另一端与第二汇流条23间隔设置;以及多个第二电极指24的一端与第二汇流条23连接,多个第二电极指24的另一端与第一汇流条21间隔设置。
多个第一电极指22和多个第二电极指24依次交替间隔排布,也可以理解为相邻两个第一电极指22之间排布有一个第二电极指24,相邻两个第二电极指24之间排布有一个第一第一电极指22。
本申请一种可选实施方式中,任一第一电极指22和/或任一第二电极指24可以包括在孔径W方向连接的间隙电极部和有源电极部,有源电极部包括中间结构和连接于中间结构两端的边缘结构。本申请实施例以所有第一电极指22和所有第二电极指24包括在孔径W方向连接的间隙电极部和有源电极部为例进行说明,可以理解的是,本申请实施例所有第一电极指22和所有第二电极指24中任意一个电极指具有本申请实施例所界定的间隙电极部和有源电极部的构造均在本申请实施例的保护范围内。
举例来讲,任意一个第一电极指22可以包括在孔径W方向连接的间隙电极部222和有源电极部224,间隙电极部222与第一汇流条21连接,有源电极部224与第一汇流条21以及第二汇流条23间隔设置。有源电极部224包括在孔径W方向依次连接的第一边缘结构2242、中间结构2241和第二边缘结构2243,第一边缘结构2242与间隙电极部222连接,第二边缘结构2243与间隙电极部222以及第二汇流条23间隔设置。
再比如,任意一个第二电极指24可以包括在孔径W方向连接的间隙电极部242和有源电极部244,间隙电极部242与第二汇流条23连接,有源电极部244与第一汇流条21以及第二汇流条23间隔设置。有源电极部244包括在孔径W方向依次连接的第一边缘结构2442、中间结构2441和第二边缘结构2443,第一边缘结构2442与间隙电极部242连接,第二边缘结构2443与间隙电极部242以及第一汇流条21间隔设置。
其中,间隙电极部222设置于第一间隙区R1,间隙电极部242设置于第二间隙区R2,有源电极部224以及有源电极部244设置于有源区R3。第一边缘结构2242、中间结构2241、第二边缘结构2243、第一边缘结构2442、中间结构2441和第二边缘结构2443设置于有源区R3。
其中,多个第一电极指22和多个第二电极指24于压电基板40表面在谐振器2的声波传播方向重叠的部分定义为有源区R3,也可以称为谐振区、工作区。
其中,谐振器2的声波传播方向可以参考方向X。其中X方向可以理解为沿图示平面的横向方向。
其中,孔径W可以理解为相邻两个电极指之间的重叠长度。其中,孔径W方向可以参考方向Y。,其中Y方向可以理解为沿图示平面的竖向方向。
本申请一种可选实施方式中,有源区R3可以包括中间区R16、第一边缘区R15和第二边缘区R25。中间结构2241和中间结构2441设置于中间区R16,第一边缘结构2242和第二边缘结构2443设置于第一边缘区R15,第二边缘结构2243和第一边缘结构2442设置于第二边缘区R25。
本申请一种可选实施方式中,间隙电极部包括沿孔径方向依次连接的第一电极结构、第二电极结构和第三电极结构,第一电极结构和一汇流条连接,第一电极结构和第二电极结构弯折设置,第二电极结构和第三电极结构弯折设置,第一电极结构和第三电极结构于叉指换能器20的声波传播方向间隔。从而形成弯曲的间隙电极部,或者说形成弯折的间隙电极部。
举例来讲,间隙电极部222包括沿孔径W方向依次连接的第一电极结构2221、第二电极结构2222和第三电极结构2223,第一电极结构2221和第一汇流条21连接,第三电极结构2223和第一边缘结构2242连接。
本申请一种可选实施方式中,第一电极结构2221和第二电极结构2222弯折设置,第二电极结构2222和第三电极结构2223弯折设置。第一电极结构2221和第三电极结构2223位于第二电极结构2222的两侧。
本申请实施例谐振器2中叉指换能器20的第一电极结构2221、第二电极结构2222和第三电极结构2223三者依次弯折设置,能够减小间隙电极部222所在区域的电势差,减弱该区域的激励源强度,抑制激励源的二次激发,能够有效抑制杂模如间隙电极部222所在区域的杂模。需要说明的是,第一电极结构2221、第二电极结构2222和第三电极结构2223依次弯折设置还能够在一定程度上抑制横向杂模。
在一种可行的实施方式中,第一电极指22所包含的各结构和第二电极指24所包含的各结构可以为相同的导电材料制成。进一步地,第一电极指22所包含的各结构和第二电极指24所包含的各结构在同一工序中制成。
本申请一种可选实施方式中,第一电极结构2221和第三电极结构2223位于第二电极结构2222的两端,可以理解的是,第一电极结构2221和第三电极结构2223不位于第二电极结构2222的两端也是可以的,只要能够满足第一电极结构2221和第三电极结构2223于叉指换能器20的声波传播方向间隔。
再比如,间隙电极部242包括沿孔径W方向依次连接的第一电极结构2421、第二电极结构2422和第三电极结构2423,第一电极结构2421和第二汇流条23连接,第三电极结构2423和第一边缘结构2442连接。需要说明的是,第二电极指24的各部分结构可以参考第一电极指22的各部分结构,在此不再一一举例说明。
其中,第一间隙区R1可以包括沿孔径W方向依次排布的第一子间隙区R12、横向连接区R13、第二子间隙区R14。其中,第二间隙区R2可以包括沿孔径W方向依次排布的第一子间隙区R22、横向连接区R23、第二子间隙区R24。
其中,第一电极结构2221设置于第一子间隙区R12,第二电极结构2222设置于横向连接区R13,第三电极结构2223设置于第二子间隙区R14,第一电极结构2421设置于第一子间隙区R22,第二电极结构2422设置于横向连接区R23,第三电极结构2423设置于第二子间隙区R24。
本申请一种可选实施方式中,第三电极结构至少部分的宽度大于中间结构的宽度,第三电极结构的宽度均小于第二电极结构的宽度。其中,电极指或者说电极结构的宽度可以理解为电极指或电极结构在谐振器2的声波传播方向的宽度,如参考X方向的宽度。
举例来讲,第三电极结构2223的至少部分的宽度W_mg大于中间结构2241的宽度W_m1,第三电极结构2223的宽度W_mb均小于第二电极结构2222的宽度W_mb。其中,第二电极指24的构造,以及第二电极指24的各个部分的尺寸可以参考参考第一电极指22,以及第一电极指22的各个部分的尺寸。本申请实施例于视图中标记出第一电极指22的多个部分的尺寸作为示例性说明。
本申请实施例第三电极结构2223的至少部分的宽度W_mb大于中间结构2241的宽度W_m1,相比第三电极结构的宽度和中间结构的宽度相等的设计,本申请实施例使得第三电极结构2223的占空比和第二电极结构2222的占空比更接近,从而使得第二电极结构2222和第三电极结构2223之间的电场变化更加缓慢,能够缓冲电场。或者说第三电极结构2223和第二电极结构2222两者之间的电场分布更加接近。从而本申请实施例能够减少叉指换能器20的能量如声波衍射,比如本申请实施例能够减少叉指换能器20的声波往叉指换能器20的更指端如往第二电极结构2222或第一汇流条21方向衍射。进而能够节省谐振器2的能量,提升谐振器2的Q值。因此,本申请实施例叉指换能器20的设计能够限制能量在有源区R3,减小高阶杂散对谐振器2通带的影响,提升谐振器2的Q值。
第三电极结构2223的至少部分的宽度W_mb可以大于第一电极结构2221的宽度,第三电极结构2223的至少部分的宽度W_mb也可以不大于第一电极结构2221的宽度,诸如第三电极结构2223的至少部分的宽度W_mb也可以等于第一电极结构2221的宽度。中间结构2241的宽度W_m1可以等于第一电极结构2221的宽度,中间结构2241的宽度W_m1也可以小于第一电极结构2221的宽度。本申请一种可选实施方式中,第一电极结构2221的宽度小于第二电极结构2222的宽度W_mb。
在一种可选的实施方式中,第一电极结构2221与有源电极部224的宽度相同,具体地,第一电极结构2221可以与有源电极部224的中间结构2241的宽度相同。
本申请一种可选实施方式中,第三电极结构2223的宽度W_mb大于四分之一第二电极结构2222的宽度W_mb,即W_mb>W_mb/4。从而可以确保第三电极结构2223的占空比和第二电极结构2222的占空比更接近,从而使得第二电极结构2222和第三电极结构2223之间的电场变化更加缓慢,能够缓冲电场。本申请一种可选实施方式中,第三电极结构2223的占空比介于第一电极结构2221的占空比和第二电极结构2222的占空比之间。
其中占空比等于电极指宽度/pitch,pitch为相邻两个电极指中心线之间的距离。
需要说明的是,第二电极结构2222的存在会增加第二电极结构2222所在区域与第三电极结构2223所在区域的电势差,第三电极结构2223至少部分加宽,相比于不加宽,能够减小第三电极结构2223的占空比与第二电极结构2222的占空比的差距,从而使得第二电极结构2222和第三电极结构2223之间的电场变化更加缓慢,缓冲电场。能够有效减少叉指换能器20的声波往叉指换能器20的更指端如往第二电极结构2222或者第一汇流条21方向衍射。从而能够有效节省谐振器2的能量,提升谐振器2的Q值。
本申请一种可选实施方式中,中间结构2241的宽度可以小于有源电极部224的两个边缘结构中的至少一个。诸如中间结构2241的宽度W_m1小于第二边缘结构2243的宽度W_m2,第一边缘结构2242的宽度和第二边缘结构2243的宽度W_m2可以相等。当第一边缘结构2242的宽度和第二边缘结构2243的宽度W_m2均大于中间结构2241的宽度W_m1时,可以将第一边缘结构2242和第二边缘结构2243理解为两个质量负载结构,或者说第一边缘结构2242和第二边缘结构2243均包括低声速介质层,以使声波在第一边缘区R15及第二边缘区R25传播声速低于中间区R16。能够进一步抑制叉指换能器20的杂模。
本申请一种可选实施方式中,第三电极结构的宽度等于任一边缘结构的宽度。诸如第三电极结构2223的宽度W_mb等于第一边缘结构2242的宽度和第二边缘结构2243的宽度W_m2。
需要说明的是,第三电极结构的宽度大于一个或所有边缘结构的宽度也是可以的。下面结合其他视图进行说明。
如图4所示,图4为图2所示谐振器中第二叉指换能器的结构示意图。图4所示叉指换能器20与图3所示叉指换能器20的区别在于:图4所示叉指换能器20中第三电极结构2223的宽度W_mb大于第一边缘结构2242的宽度和第二边缘结构2243的宽度W_m2,且第一边缘结构2242的宽度和第二边缘结构2243的宽度W_m2大于中间结构2241的宽度W_m1。
需要说明的是,中间结构的宽度等于一个或所有边缘结构的宽度也是可以的。下面结合其他视图进行说明。
如图5所示,图5为图2所示谐振器中第三叉指换能器的结构示意图。图5所示叉指换能器20与图3所示叉指换能器20的区别在于:图5所示叉指换能器20中第三电极结构2223的宽度W_mb大于第一边缘结构2242的宽度和第二边缘结构2243的宽度W_m2,且第一边缘结构2242的宽度和第二边缘结构2243的宽度W_m2等于中间结构2241的宽度W_m1。本实施例基础上,为了进一步抑制杂模,图5所示第一边缘结构2242和第二边缘结构2243还可以设置声速调节结构,比如增加图5所示第一边缘结构2242和第二边缘结构2243的膜厚,或者说图5所示第一边缘结构2242和第二边缘结构2243的膜厚大于图5所示中间结构2241的膜厚。
其中,声速调节结构用于调节第一边缘结构2242和第二边缘结构2243和/或中间结构2241所在区域的声速,以使得第一边缘结构2242和第二边缘结构2243所在区域的声速小于中间结构2241所在区域的声速。该声速调节结构并不限于第一边缘结构2242和第二边缘结构2243厚度大于中间结构2241厚度,或者第一边缘结构2242和第二边缘结构2243的宽度大于中间结构2241的宽度。声速调节结构还可以是第一边缘结构2242和第二边缘结构2243厚度大于中间结构2241厚度,且第一边缘结构2242和第二边缘结构2243的宽度大于中间结构2241的宽度。声速调节结构还可以是在中间区R16设置高声速介质层,或者在第一边缘区R15和第二边缘区R25设置低声速介质层等各种情况,以使第一边缘区R15和第二边缘区R25声速小于中间区R16声速,能够进一步提高横向杂模抑制效果。
请参阅图6,图6为图2所示谐振器的声波的频率和导纳曲线实部图。其中图6所示的横坐标表示声波的频率,纵坐标表示导纳,本申请谐振器的声波的频率和导纳曲线实部为谐振器2具有图3所示叉指换能器20的声波的频率和导纳曲线实部。相关技术1谐振器的声波的频率和导纳曲线实部,为谐振器的叉指换能器中的电极指不具有弯折的间隙电极部,而具有活塞结构。相关技术2谐振器的声波的频率和导纳曲线实部,为谐振器的叉指换能器具有弯折的间隙电极部诸如本申请实施例所限定的第一电极结构、第二电极结构及第三电极结构的弯折关系。图6中可以确定,本申请实施例及相关技术2在谐振器2的通带内的横向模态相比相关技术1明显减小,本申请实施例及相关技术1能够抑制横向模态。相比相关技术1,本申请实施例能够在提升谐振器2的Q值的基础上,还能够有效抑制杂模,能够大大提升谐振器2的性能。
需要说明的是,谐振器2具有图4或图5所示叉指换能器时,谐振器2的声波频率和导纳曲线实部接近图6所示声波的频率和导纳曲线实部。
请参阅图7,图7为图2所示谐振器中第三电极结构在孔径方向长度变化和谐振器Q值的关系示意图。图7所示实线为图3所示第三电极结构在孔径W方向长度变化和图2谐振器2的Q值的关系,图7所示点划线为相关技术谐振器中电极指的一部分在孔径方向长度变化和相关技术谐振器的Q值的关系。需要说明的是,该相关技术谐振器具有弯折的间隙电极部,弯折的间隙电极部可以参考本申请实施例第一电极结构、第二电极结构及第三电极结构的弯折关系。第三电极结构如第三电极结构2223在孔径W方向长度在一定范围内时,改变第三电极结构2223在孔径W方向长度,谐振器2的Q值相对于相关技术谐振器有明显的增长,增长幅度在2%左右。故此第三电极结构2223在孔径W方向长度不宜过大,也不宜过小。诸如第三电极结构在孔径W方向长度大于0.05λ。下面会结合其他视图对第三电极结构2223在孔径W方向长度进行详细说明。
需要说明的是,图4或图5所示第三电极结构在孔径W方向长度变化和图2谐振器2的Q值的关系接近图7所示的实线。
为了减少谐振器2的能量损耗,本申请并不限于谐振器2所包含的图3至图5所示的叉指换能器。比如叉指换能器的第三电极结构至少部分的膜厚大于有源电极部至少部分的膜厚。举例来讲,叉指换能器的第三电极结构的膜厚大于中间结构的膜厚。
请参阅图8,图8为图2所示谐振器中第四叉指换能器的结构示意图,图8所示叉指换能器20与图5所示叉指换能器20的区别在于:图8所示叉指换能器20的第三电极结构2223的膜厚大于中间结构2241的膜厚,诸如第三电极结构2223的膜厚为H1,中间结构2241的膜厚为H2,H2<H1<1.5H2。本申请实施例第三电极结构2223的膜厚H1大于中间结构2241的膜厚相比第三电极结构的膜厚和中间结构的膜厚相等的设计,本申请实施例能够减少叉指换能器20的能量如声波衍射,比如本申请实施例能够减少叉指换能器20的声波往叉指换能器20的更指端如往第二电极结构2222或第一汇流条21方向衍射。从而能够节省谐振器2的能量,提升谐振器2的Q值。
本申请一种可选实施方式中,1.1H2<H1<1.3H2。从而可以确保第三电极结构2223的占空比和第二电极结构2222的占空比更接近,从而使得第二电极结构2222和第三电极结构2223之间的电场变化更加缓慢,能够缓冲电场。能够进一步节省谐振器2的能量,进一步提升谐振器2的Q值。
图8所示叉指换能器20中的其他结构可以参考图5所示叉指换能器20中的结构,谐振器2具有图8所示叉指换能器20所具有的有益效果与谐振器2具有图5所示叉指换能器20所具有的有益效果接近,在此不再一一举例说明。
需要说明的是,图8所示叉指换能器20中的其他结构还可以参考图3所示叉指换能器或图4所示叉指换能器20。谐振器2具有图8所示叉指换能器20所具有的有益效果与谐振器2具有图3或图4所示叉指换能器20所具有的有益效果接近,在此不再一一举例说明。
本申请其他可选实施例中,谐振器2中叉指换能器的第三电极结构至少部分的宽度大于有源电极部至少部分宽度,以及谐振器2中叉指换能器的第三电极结构至少部分膜厚大于有源电极部至少部分膜厚,能够进一步限制谐振器2的能量,提升谐振器2的Q值。比如第三电极结构的宽度大于中间结构的宽度,以及第三电极结构的膜厚大于中间结构的膜厚。
本申请一种可选实施方式中,叉指换能器20的金属化率可选0.25-0.5,比如0.25、0.3、0.4、0.45、0.5等。其中,金属化率可以理解为单个电极指占半个电极指周期的比例。
请参阅图9,图9为图2所示谐振器中第五叉指换能器的结构示意图,谐振器2中叉指换能器20的第三电极结构2223在孔径W方向的长度为L_mg,第二电极结构2222在孔径W方向的长度为L_mb,第一电极结构2221在孔径W方向的长度为L_g。本申请一种可选实施例中,0.4λ>L_mg>0.05λ。本申请其他可选实施例中,1.5*L_mb>L_mg>0.2*L_mb,或者L_mg<L_g。其中,L_g>1λ。从而可以使得第三电极结构在孔径W方向长度在一定范围内,能够确保谐振器2的Q值相对于相关技术谐振器有增长,也即提升谐振器2的Q值。
可以理解的是,图9所示叉指换能器20的其他结构可以参考图3、图4、图5、或者图8所示的叉指换能器,在此不再赘述。
请参阅图10,图10为图2所示谐振器中第六叉指换能器的结构示意图。谐振器2中叉指换能器20还包括多个假指部28,诸如一第一电极指22包括一假指部28,一第二电极指24包括一假指部28。假指部28连接第二电极结构,诸如一假指部28连接第二电极结构2222,假指部28和第一电极结构2221分别位于第二电极结构2222的相对两侧。本申请一种可选实施例中,假指部28和第一电极结构2221位于第二电极结构2222的同一端的相对两侧。
一假指部28连接第二电极结构2422,假指部28和第一电极结构2421分别位于第二电极结构2422的相对两侧。本申请一种可选实施例中,假指部28和第一电极结构2421位于第二电极结构2422的同一端的相对两侧。
本申请一种可选实施方式中,第三电极结构2223可以包括在孔径W方向相互连接的第一部分222a和第二部分222b,第一部分222a连接第二电极结构2222,第一部分222a和假指部28位于第二电极结构2222的同一侧的相对两端。第二部分222b连接第一边缘结构2242。第一部分222a和第二部分222b均与假指部28间隔设置。第三电极结构2423可以包括在孔径W方向相互连接的第一部分242a和第二部分242b,第一部分242a连接第二电极结构2422,第一部分242a和假指部28位于第二电极结构2422的同一侧的相对两端。第二部分242b连接第一边缘结构2442。第一部分242a和第二部分242b均与假指部28间隔设置。
本申请一种可选实施方式中,第二部分的宽度均大于中间结构的宽度、第一部分的宽度以及假指部28的宽度。诸如第二部分222b的宽度W_mg2大于中间结构2241的宽度W_m1、第一部分222a的宽度W_mg1以及假指部28的宽度。第二部分242b的宽度大于中间结构2441的宽度、第一部分242a的宽度以及假指部28的宽度。其中假指部28的宽度与第一部分222a的宽度或者第一部分242a的宽度可以相等,也可以不相等。
本申请一种可选实施方式中,假指部28的宽度和第一部分222a的宽度不小于中间结构2241的宽度,以及假指部28的宽度和第一部分242a的宽度不小于中间结构2441的宽度。诸如假指部28的宽度、第一部分222a的宽度均略大于中间结构2241的宽度,假指部28的宽度、第一部分242a的宽度均略大于中间结构2441的宽度。
其中第二部分222b的宽度与第一电极指22除第一部分222a之间的宽度关系外均可以参考图3、图4、图5和图8所示叉指换能器,以及第二部分242b的宽度与第二电极指24除第一部分242a之间的宽度关系外均可以参考图3、图4、图5和图8所示叉指换能器,在此不再赘述。
本申请实施例能够使得进一步减小叉指换能器20的电势梯度,能够进一步减小杂模,进而提升谐振器2的Q值。下面结合谐振器2的频率和导纳曲线实部关系图进行进行说明。
请参阅图11,图11为图2所示谐振器的声波的频率和导纳曲线实部图。其中图6所示的横坐标表示声波的频率,纵坐标表示导纳,间隔线段表示本申请谐振器2具有图11所示叉指换能器20的声波的频率和导纳曲线实部,实线表示本申请谐振器2具有图3所示叉指换能器20的声波的频率和导纳曲线实部。图11中可以确定,本申请实施例具有图11所示叉指换能器20的谐振器2的声波的频率和导纳曲线实部和具有图3所示叉指换能器20的谐振器2的声波的频率和导纳曲线实部接近。本申请实施例具有图11所示叉指换能器20的谐振器2在2G附近的杂峰减小,从而本申请实施例能够更进一步减小杂模尤其是间隙区杂模。
本申请一种可选实施例中,假指部28与第一部分222a以及第一部分242a所在的区域为假指区,或者说谐振器2还包括两个假指区,一个假指区用于布置多个假指部28和多个第一部分222a,另一个假指区用于布置多个假指部28和多个第一部分242a。
其中,假指区在孔径W方向的长度为L_d,第二部分222b及242b在孔径W方向的长度为L_mg2。本申请一种可选实施方式中,0.25<L_d/L_mg2<2。
可以理解的是,图10所示叉指换能器20的其他结构可以参考图3、图4、图5、图8或者图9所示的叉指换能器,在此不再赘述。
请参阅图12,图12为图2所示谐振器中第七叉指换能器的结构示意图,谐振器2中叉指换能器20还包括多个附加结构26,一个或多个附加结构26设置于第二电极指24的边缘结构如第二边缘结构2443和第一电极指22的第二电极结构2222之间、且与第二电极指24的边缘结构如第二边缘结构2443和第一电极指22的第二电极结构2222间隔设置。一个或多个附加结构26设置于第一电极指22的边缘结构如第二边缘结构2243和第二电极指24的第二电极结构2422之间、且与第一电极指22的边缘结构如第二边缘结构2243和第二电极指24的第二电极结构2422间隔设置。
本申请一种可选实施例中,任意附加结构26与任意第三电极结构间隔设置。诸如任意附加结构26与第三电极结构2223间隔设置,且任意附加结构26与第三电极结构2423间隔设置。附加结构26能够降低第一电极指22及第二电极指24在在第二子间隙区R14及第二子间隙区R24的声速,能够进一步减小声波衍射,减小谐振器2的能量损耗,进而提升谐振器2的Q值。且能够在一定程度上抑制杂模。
本申请实施例以一个附加结构26设置于第二电极结构2222和第二边缘结构2443之间,以及一个附加结构26设置于第二电极结构2422和第二边缘结构2243之间为例进行说明,可以理解的是,本申请实施例对此不做限制。
附加结构26的宽度可以等于边缘结构诸如第二边缘结构2243的宽度W_m2以及第二边缘结构2443的宽度,附加结构26的宽度也可以不等于边缘结构,诸如附加结构26的宽度可以大于边缘结构的宽度。
附加结构26的宽度可以等于第三电极结构诸如第三电极结构2223的宽度W_mb及第三电极结构2423的宽度,附加结构26的宽度也可以不等于第三电极结构的宽度,诸如附加结构26的宽度可以小于第三电极结构的宽度。
附加结构26的宽度可以大于中间结构诸如中间结构2241的宽度W_m1和中间结构2441的宽度,附加结构26的宽度也可以不大于中间结构的宽度,诸如附加结构26的宽度可以等于中间结构的宽度。
本申请一种可选实施例中,附加结构26为矩形结构。
可以理解的是,图12所示叉指换能器20的其他结构可以参考图3、图4、图5、图8或者图9所示的叉指换能器,在此不再赘述。
需要说明的是,本申请实施例各个电极指的构造可以相同,诸如各个第一电极指22的构造可以相同,各个第二电极指24的构造可以相同,在此不再赘述。本申请一种可选实施例中,各个第二电极指24的构造与第一电极指22的构造可以相同,在此不再赘述。
在一种可选的实施方式中,第一电极指22的第二电极结构2222与第二电极指24的有源电极部244在孔径W方向上不重叠,减少叉指换能器20的各电极指端头电容。需要说明的是,该叉指换能器20可以为以上任一叉指换能器,在此不再赘述。
在一种可选的实施方式中,叉指换能器20的第二电极结构2222与第一电极结构2221之间可以形成直角、钝角,也或锐角;相同地,第二电极结构2222与第三电极结构2223之间也可以形成直角、钝角,也或锐角。需要说明的是,该叉指换能器20可以为以上任一叉指换能器,在此不再赘述。
叉指换能器20的汇流条、第一电极结构、第二电极结构形成一开口,该开口方向与第一电极结构至第三电极结构的方向相同,第一电极指的开口方向与第二电极指的开口方向相反。比如第一汇流条21、第一电极结构2221、第二电极结构2222形成第一开口,第二汇流条23、第一电极结构2241、第二电极结构2242形成第二开,第一开口和第二开口方向相反。需要说明的是,该叉指换能器20可以为以上任一叉指换能器,在此不再赘述。
需要说明的是,本申请上述各实施例谐振器2的压电基板40的层结构并不限于压电层42、第一介质层44和第二介质层46。诸如压电基板40仅包括压电层42和第一介质层44。
如图13所示,图13为本申请实施例提供的谐振器的第二种层结构示意图。谐振器5可以包括压电基板70和设置于压电基板70表面的叉指换能器50。图13所示谐振器5与图1所示谐振器2的区别在于:图13所示谐振器5中的压电基板70可以包括层叠设置的第一介质层74和压电层72。
其中,叉指换能器50设置于压电层72表面,压电层72位于叉指换能器50和第一介质层74之间。图13所示压电层72可以参考图1所示压电层42,图13所示第一介质层74可以参考图1所示第一介质层44,以及第一介质层74和压电层72的关系可以参考图1及相关内容,在此不再赘述。
需要说明的是,叉指换能器50可以参考图3、图4、图5、图8、图9、图10或者图12所示的叉指换能器,在此不再赘述。
需要说明的是,本申请上述各实施例谐振器2中叉指换能器20的构造并不局限于压电薄膜声表面波谐振器。本申请上述各实施例叉指换能器20的构造也可以应用于其他类型谐振器中。下面结合其他谐振器的附图进行举例说明。
如图14所示,图14为本申请实施例提供的谐振器的第三种层结构示意图。谐振器1可以包括压电基板30和设置于压电基板30表面的叉指换能器10。图14所示谐振器1与图1所示谐振器2的区别在于:压电基板30可以为单层结构,该压电基板30也可以称为压电基片或压电层。图14所示压电基板30可以参考图1所示压电层42,在此不再赘述。
需要说明的是,叉指换能器10可以参考图3、图4、图5、图8、图9、图10或者图12所示的叉指换能器,在此不再赘述。
本申请实施例谐振器2能够应用于滤波器中,也可以理解为本申请实施例还提供一种滤波器,该滤波器可以包括多个谐振器,该滤波器的多个谐振器中的一个或多个谐振器为本申请上述任意实施方式中的谐振器2。
可以理解的是,由于本申请实施例滤波器包括一个或多个谐振器2,上述任意实施方式中的谐振器2所具有的有益效果,均能够在该滤波器中呈现。或者说该滤波器具有上述任意实施方式中的谐振器2所具有的有益效果。比如谐振器2能够有效减少杂模,提高谐振器2的Q值,从而滤波器的Q值提高,还可以减少滤波器通带频率内的杂模,减少滤波器的带内波动,改善滤波器的插损。
需要说明的是,该滤波器所具有的谐振器并不限于本申请上述实施方式所限定的谐振器2,比如该滤波器包括一个或多个谐振器2,以及包括一个或多个其他谐振器。可以根据实际需求来设定谐振器的类型及排布,本申请实施例并不对滤波器所具有谐振器2的个数进行限制,比如滤波器可以包括两个谐振器2、三个谐振器2、四个谐振器2等。当谐振器2的个数为多个时,多个谐振器2可以需求进行排布,本申请实施例并不对多个谐振器2的排布关系进行限制。
本申请一种可选实施例方式中,滤波器可以为梯形结构滤波器,梯形结构滤波器可以包括多个串联臂谐振器以及多个并联臂谐振器,多个串联臂谐振器以及多个并联臂谐振器中的至少一个为本申请上述实施方式中的谐振器2。需要说明的是,滤波器的类型并不限于,滤波器也可以为其他类型的滤波器,在此不再一一举例说明。
具有谐振器2的滤波器可以作为射频前端模组的一部分,也可以理解为本申请实施例还提供一种射频前端模组,射频前端模组可以包括一个或多个具有谐振器2的滤波器。
可以理解的是,由于本申请实施例射频前端模组包括一个或多个具有谐振器2的滤波器,上述任意实施方式中的谐振器2所具有的有益效果,均能够在该射频前端模组中呈现。或者说该射频前端模组具有上述任意实施方式中的谐振器2所具有的有益效果。比如谐振器2能够有效减少杂模,提高谐振器2的Q值,从而滤波器的Q值提高,还可以减少滤波器通带频率内的杂模,减少滤波器的带内波动,改善滤波器的插损,进而能够提高射频前端模组的工作性能。
射频前端模组的器件诸如具有谐振器2的滤波器能够安装于一基板上,诸如该滤波器倒装于该基板上,并与该基板电连接。在示例性实施方式中,该基板可以为印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)。
可以理解的是,射频前端模组还可以包括其他器件,诸如射频前端模组包括射频开关、噪声放大器、功率放大器等。本申请实施例并不对射频前端模组所包含的器件以及各器件的连接关系进行限制。
需要说明的是,具有谐振器2的滤波器及该射频前端模组能够应用于电子设备中。电子设备包括但不局限于:LED面板、平板电脑、笔记本电脑、导航仪、手机和电子手表等任何具有PCB板组件的电子设备或者部件,本申请实施例对此不作具体限制。
可以理解地,电子设备还可包含诸如个人数字助理(Personal DigitalAssistant,PDA)和/或音乐播放器功能的电子设备,诸如手机、平板电脑、具备无线通讯功能的可穿戴电子设备(如智能手表)等。上述电子设备也可以是其它电子装置,诸如具有触敏表面(例如触控面板)的膝上型计算机(Laptop)等。在一些实施例中,电子设备可以具有通信功能,即可以通过2G(第二代手机通信技术规格)、3G(第三代手机通信技术规格)、4G(第四代手机通信技术规格)、5G(第五代手机通信技术规格)、6G(第六代手机通信技术规格)或W-LAN(无线局域网)或今后可能出现的通信方式与网络建立通信。为简明起见,对此本实施例不做进一步限定。
以上对本申请实施例所提供的谐振器、滤波器及射频前端模组进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (20)
1.一种谐振器,其特征在于,包括压电基板和设置于所述压电基板表面的叉指换能器,所述叉指换能器包括:
相对设置的两条汇流条;和
多个第一电极指和多个第二电极指,设置于所述两条汇流条之间,且一端与一所述汇流条连接,另一端与另一所述汇流条间隔设置;所述多个第一电极指和所述多个第二电极指所连接的汇流条不同,多个所述第一电极指和多个所述第二电极指依次交替间隔排布;
任一所述第一电极指和/或任一所述第二电极指包括在所述叉指换能器的孔径方向连接的间隙电极部和有源电极部;
所述间隙电极部包括沿所述孔径方向依次连接的第一电极结构、第二电极结构和第三电极结构,所述第一电极结构和一所述汇流条连接,所述第一电极结构和所述第三电极结构于所述叉指换能器的声波传播方向上间隔设置于所述第二电极结构的相对两侧;
所述第三电极结构和所述有源电极部连接,所述第三电极结构至少部分的宽度大于所述有源电极部至少部分的宽度。
2.根据权利要求1所述的谐振器,其特征在于,所述第三电极结构的宽度以及所述第一电极结构的宽度小于所述第二电极结构的宽度,所述第三电极结构的宽度大于四分之一所述第二电极结构的宽度。
3.根据权利要求1所述的谐振器,其特征在于,所述有源电极部包括中间结构和连接于所述中间结构两端的边缘结构,所述第三电极结构至少部分的宽度大于所述中间结构的宽度。
4.根据权利要求3所述的谐振器,其特征在于,所述边缘结构的宽度大于所述中间结构的宽度;
所述第三电极结构的宽度大于或等于任一所述边缘结构的宽度。
5.根据权利要求3所述的谐振器,其特征在于,所述谐振器还包括声速调节结构,所述声速调节结构用于调节所述边缘结构和/或所述中间结构所在区域的声速,以使所述边缘结构所在区域的声速小于所述中间结构所在区域的声速。
6.根据权利要求1所述的谐振器,其特征在于,所述第三电极结构的占空比介于所述第一电极结构的占空比和所述第二电极结构的占空比之间。
7.根据权利要求1至6任一项所述的谐振器,其特征在于,所述第三电极结构在所述孔径方向的长度为L_mg,所述第二电极结构在所述孔径方向的长度为L_mb,所述第一电极结构在所述孔径方向的长度为L_g;
其中,0.4λ>L_mg>0.05λ;和/或
1.5*L_mb>L_mg>0.2*L_mb;和/或
L_mg<L_g;和/或
L_g>λ。
8.根据权利要求1至6任一项所述的谐振器,其特征在于,任一所述第一电极指和/或任一所述第二电极指还包括:
假指部,所述假指部连接所述第二电极结构,所述假指部和所述第一电极结构分别位于所述第二电极结构相对两侧,所述假指部和所述第三电极结构间隔。
9.根据权利要求8所述的谐振器,其特征在于,所述第三电极结构包括相互连接的第一部分和第二部分,所述第一部分连接所述第二电极结构,所述第二部分连接所述有源电极部;
所述第二部分的宽度均大于所述有源电极部至少部分的宽度以及所述第一部分的宽度;
所述第一部分的宽度以及所述假指部的宽度不小于所述有源电极部至少部分的宽度。
10.根据权利要求8所述的谐振器,其特征在于,所述第三电极结构包括相互连接的第一部分和第二部分,所述第一部分连接所述第二电极结构,所述第二部分连接所述有源电极部,所述假指部和所述第一部分所在的区域为假指区;
所述第二部分在所述孔径方向的长度为L_mg2,所述假指区在所述孔径方向的长度为L_d,0.25<L_d/L_mg2<2。
11.根据权利要求1至6任一项所述的谐振器,其特征在于,所述叉指换能器还包括多个附加结构;
一个或多个所述附加结构设置于所述第二电极指的边缘结构和所述第一电极指的第二电极结构之间、且与所述第二电极指的边缘结构和所述第一电极指的第二电极结构间隔设置;以及
一个或多个所述附加结构设置于所述第一电极指的边缘结构和所述第二电极指的第二电极结构之间、且与所述第一电极指的边缘结构和所述第二电极指的第二电极结构间隔设置;
任意所述附加结构与任意所述第三电极结构间隔设置。
12.根据权利要求11所述的谐振器,其特征在于,所述附加结构的宽度等于所述边缘结构的宽度。
13.根据权利要求1所述的谐振器,其特征在于,所述压电基板包括层叠设置的第一介质层和压电层,所述第一介质层的厚度大于所述压电层的厚度,所述第一介质层的温度系数小于所述压电层的温度系数。
14.根据权利要求13所述的谐振器,其特征在于,所述压电基板还包括设置于所述第一介质层和所述压电层之间的第二介质层;
所述第二介质层为单层薄膜层或多层薄膜层,所述第二介质层至少包括第一薄膜层,所述第一薄膜层的声速小于所述压电层的声速,或者所述第一薄膜层的声阻抗小于所述压电层的声阻抗;
所述第一介质层的厚度大于所述第二介质层的厚度;
所述压电层和所述第二介质层的厚度均小于5微米。
15.根据权利要求1所述的谐振器,其特征在于,所述第三电极部的膜厚大于所述有源电极部至少部分的膜厚。
16.一种谐振器,其特征在于,包括压电基板和设置于所述压电基板表面的叉指换能器,所述叉指换能器包括:
相对设置的两条汇流条;和
多个第一电极指和多个第二电极指,设置于所述两条汇流条之间,且一端与一所述汇流条连接,另一端与另一所述汇流条间隔设置;所述多个第一电极指和所述多个第二电极指所连接的汇流条不同,多个所述第一电极指和多个所述第二电极指依次交替间隔排布;
任一所述第一电极指和/或任一所述第二电极指包括在所述叉指换能器孔径方向连接的间隙电极部和有源电极部;
所述间隙电极部包括在所述孔径方向依次连接的第一电极结构、第二电极结构和第三电极结构,所述第一电极结构和一所述汇流条连接,所述第一电极结构和所述第三电极结构于所述叉指换能器的声波传播方向上间隔设置于所述第二电极结构的两侧,所述第三电极结构和所述有源电极部连接;
所述第三电极结构至少部分的膜厚大于所述有源电极部至少部分的膜厚。
17.根据权利要求16所述的谐振器,其特征在于,所述第三电极结构的膜厚为H1,所述中间结构的膜厚为H2,H2<H1<1.5H2。
18.根据权利要求17所述的谐振器,其特征在于,1.1H2<H1<1.3H2。
19.一种滤波器,其特征在于,所述滤波器包括权利要求1-18任一项所述的谐振器。
20.一种射频前端模组,其特征在于,所述设备前端模组包括权利要求19所述的滤波器。
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