CN209201028U - 一种声表滤波器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种声表滤波器，包括基片和在基片的金属薄膜上制作形成的换能器，所述基片的侧边垂直于所述换能器的信号传输方向设置有散射结构。所述散射结构为金属条，所述金属条面向所述换能器的侧面呈锯齿状。本申请的有益效果是通过在基片上设置换能器以及金属条结构的散射结构，使得经过所述散射结构的信号发生散射，进而避免了信号经基片端面反射后直接进入换能器内部而产生较大寄生杂波的影响，优化了滤波器的通带波动、带外抑制等电性能指标。
Description
技术领域
本公开一般涉及滤波器领域，具体涉及一种声表滤波器。
背景技术
扇形换能器结构的声表滤波器的特点是相对带宽宽，插入损耗一般在15dB左右，带外抑制一般在45dB左右。滤波器相对带宽较宽时，寄生杂波的影响会更突出，滤波器的通带波动、带外抑制也会随之恶化。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种声表滤波器。
第一方面本申请提供一种声表滤波器，包括基片和在基片的金属薄膜上制作形成的换能器，所述基片的侧边垂直于所述换能器的信号传输方向设置有散射结构。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述散射结构为金属条，所述金属条面向所述换能器的侧面呈锯齿状。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述换能器包括采用半导体平面工艺在压电单晶基片表面的金属薄膜上制作的第一扇形换能器和第二扇形换能器；所述散射结构包括设置在所述第一扇形换能器远离第二扇形换能器方向的非换能区由近及远平行设置的第一金属块列和第二金属块列，和，设置在所述第二扇形换能器远离第一扇形换能器方向的非换能区由近及远平行设置的第三金属块列和第四金属块列，所述第一金属块列、第二金属块列、第三金属块列和第四金属块列均由若干金属块排列组成，所述金属块面向换能器的侧面包括至少一个与所述信号传输方向呈非直角的倾斜面。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述金属块为菱形。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一金属块列、第二金属块列、第三金属块列和第四金属块列中金属块形状、大小均一致。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一金属块列与第一扇形换能器的水平间距和第三金属块列与第二扇形换能器的水平间距一致。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一金属块列与第二金属块列的水平间距和第三金属块列与第四金属块列水的平间距一致。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述金属块的材质与所述第一扇形换能器/第二扇形换能器材质一致。
本申请技术方案的有益效果是：通过在滤波器基片的金属薄膜上制作形成换能器并在所述基片的侧边垂直于所述换能器的信号传输方向设置散射结构，使得经过散射结构的信号发生散射，避免了信号经基片端面直接反射后进入所述换能器内部形成假信号，产生较大寄生杂波。优化了滤波器的通带平坦度、带外抑制等电性能指标。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请的一种锯齿状散射结构示意图；
图2为本申请的声表滤波器的平面示意图；
图3为信号在基片端面发生反射时信号传输示意图；
图4为信号在基片端面发生反射时滤波器的频响图；
图5为本申请的信号在金属块发生散射时的信号传输示意图；
图6为本申请的声表滤波器的频响图；
1、第一扇形换能器；2、第二扇形换能器；3、第一金属块列；4、第二金属块列；5、第三金属块列；6、第四金属块列；7、非换能区内未经过金属块前信号；8、经金属块散射后信号；81、散射后信号水平分量；82、散射后信号垂直分量；9、基片；10、经基片端面反射的信号；11、锯齿状散射结构。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本申请所设计的一种声表滤波器，包括基片9和在基片9的金属薄膜上制作形成的换能器，所述基片9的侧边垂直于所述换能器的信号传输方向设置有散射结构。所述散射结构为金属条，所述金属条面向所述换能器的侧面呈锯齿状。如图1所示为一种散射结构的结构示意图。
如图2所示为按照本申请设计的声表滤波器的第一种实施例的平面示意图，在本实施例中，所述换能器包括采用半导体平面工艺在压电单晶基片表面的金属薄膜上制作的第一扇形换能器1和第二扇形换能器2；所述散射结构包括设置在所述第一扇形换能器1远离第二扇形换能器2方向的非换能区由近及远平行设置的第一金属块列3和第二金属块列4，和，设置在所述第二扇形换能器2远离第一扇形换能器1方向的非换能区由近及远平行设置的第三金属块列5和第四金属块列6。所述第一扇形换能器1及第二扇形换能器2内部区域称为换能区，所述非换能区是指基片上换能区以外的所有区域。本实施例中，所述第一扇形换能器1和第二扇形换能器2均由叉指换能器构成。
本实施例中，所述基片9侧边的散射结构包括两列金属块，是为较优的选择，同时保证了散射效果和芯片的小型化设计的要求。在其他实施例中，所述散射机构可以包括一列金属块、三列金属块或者更多列的金属块，具体根据实际情况进行选择。
本实施例中，所述第一金属块列3、第二金属块列4、第三金属块列5和第四金属块列6均由4个大小、形状一致的金属块排列组成，在其他实施例中，每列金属块的数量可以是3个至6个范围内的任意值。为优化信号散射效果，可以将第一金属块列3及第三金属块列5的金属块数量设为4个，同时将第二金属块列4及第四金属块列6的金属块数量设为6个，使得经过金属块列边缘的信号能够较好地散射。在其他优选实施例中，所述第二金属块列4包含的金属块数比第一金属块列3的金属块数多2个-6个范围内的任意值，第四金属块列6包含的金属块数比第三金属块列5的金属块数多1个-6个范围内的任意值。
在本实施例中所述金属块形状为正方形，边长为100um。在其他实施例中，所述金属块面向换能器的侧面包括至少一个与所述信号传输方向呈非直角的倾斜面，例如所述金属块可以是菱形，边长范围可以是90um至110um范围内的任意值。
在本实施例中，所述正方形金属块设置时，按照其两条对角线方向分别垂直和平行所述信号传输方向的方式进行设置，这样满足了本申请的金属块面向换能器的侧面包括至少一个与信号传输方向呈非直角倾斜面的设计要求。
在本实施例中，第一金属块列3与第一扇形换能器1的水平间距和第三金属块列5与第二扇形换能器2的水平间距一致，均为600um，在其他实施例中，该举例也可以是400-900um范围内的任意值，具体根据叉指换能器尺寸和封装滤波器的外壳以及内腔尺寸来确定，水平间距距离较近时，影响声波信号经过金属块时的散射效果，距离较远时，会增加滤波器芯片尺寸，不利于芯片小型化，而在上述范围内时，同时保证了金属块的散射效果和芯片的小型化设计的要求。
本实施例中，所述第一金属块列3与第二金属块列4的水平间距和第三金属块列5与第四金属块列6的水平间距一致，均为250um，在其他实施例中，该举例也可以是240-300um范围内的任意值，水平间距距离太近时会影响信号经过第二金属块列4与第四金属块列6时的散射效果，距离太远时会增加滤波器芯片尺寸，不利于芯片小型化，而在上述范围内时，同时保证了金属块的散射效果和芯片的小型化设计的要求。
本实施例中，同列中相邻的金属块的间距范围为160um，在其他实施例中，同列中相邻金属块间距为160-220um范围内的任意值。所述相邻金属块间距过大或者过小都会影响经过金属块的声波信号的散射效果。
在本实施例中，所述金属块的材质与换能器材质一致。
如图3所示为现有技术中，声波信号在基片端面发生反射时的信号传输示意图，由图中所示可以看出，传输在非换能区的声波信号7传输到芯片端面时会发生反射，经过反射后的声波信号10强度几乎与信号7的强度一致，以与信号7相反的方向进入扇形换能器的内部，反射信号10在换能器内部形成假信号，形成较强的寄生杂波。图4所示为声波信号在基片端面发生反射时滤波器的频响图，如图中可以看出，较强的反射波使得滤波器产生较强的寄生杂波。
图5为声波信号在金属块上发生散射时的信号传输示意图，由图中可以看出，非换能区传输的声波信号7在金属块列上发生散射，发生散射后形成信号8，信号8可以按照x、y轴的坐标方向分解为水平信号分量81以及垂直信号分量82，其中只有水平信号分量81可以沿与信号7传输方向相反的方向进入扇形换能器内部，形成寄生杂波，由于水平分量信号81的信号强度小于信号8的信号强度，因而由水平信号分量81产生的寄生杂波小于信号8产生的寄生杂波，优化了滤波器的通带平坦度、带外抑制等。
在一优选实施例中，将相邻平行的两列金属块沿着与信号传输方向垂直的方向上下错开排布，较佳使得一列中的金属块列正对着另外一列的间隙。以第一金属块列3与第二金属块列4为例，穿过第一金属块列3间隙的信号7会在正对着的第二金属块列4中的金属块上发生散射，这样可以使得信号7能够发生较充分的散射，进一步减小寄生杂波。本优选实施例中所述错开距离均为150um，在其他实施例中，所述错开距离在120-160um范围内的任意值。
如图6所示为本申请所设计的声表滤波器的频响图，由图中可以看出，本申请所设计的滤波器相较于图4具有较小的寄生杂波，达到了本申请设计的目的。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (8)
1.一种声表滤波器，其特征在于，包括基片和在基片的金属薄膜上制作形成的换能器，所述基片的侧边垂直于所述换能器的信号传输方向设置有散射结构。
2.根据权利要求1所述的声表滤波器，其特征在于，所述散射结构为金属条，所述金属条面向所述换能器的侧面呈锯齿状。
3.根据权利要求1所述的声表滤波器，其特征在于，所述换能器包括采用半导体平面工艺在压电单晶基片表面的金属薄膜上制作的第一扇形换能器和第二扇形换能器；所述散射结构包括设置在所述第一扇形换能器远离第二扇形换能器方向的非换能区由近及远平行设置的第一金属块列和第二金属块列，和，设置在所述第二扇形换能器远离第一扇形换能器方向的非换能区由近及远平行设置的第三金属块列和第四金属块列，所述第一金属块列、第二金属块列、第三金属块列和第四金属块列均由若干金属块排列组成，所述金属块面向换能器的侧面包括至少一个与所述信号传输方向呈非直角的倾斜面。
4.根据权利要求3所述的声表滤波器，其特征在于，所述金属块为菱形。
5.根据权利要求3中所述的声表滤波器，其特征在于：所述第一金属块列、第二金属块列、第三金属块列和第四金属块列中金属块形状、大小均一致。
6.根据权利要求3中所述的声表滤波器，其特征在于：所述第一金属块列与第一扇形换能器的水平间距和第三金属块列与第二扇形换能器的水平间距一致。
7.根据权利要求3中所述的声表滤波器，其特征在于：所述第一金属块列与第二金属块列的水平间距和第三金属块列与第四金属块列水的平间距一致。
8.根据权利要求3-7中任意一项所述的声表滤波器，其特征在于：所述金属块的材质与所述第一扇形换能器/第二扇形换能器材质一致。
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