专利名称：一种采用声表面波叉指换能器的微型天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用声表面波叉指换能器的微型天线。 技术背景声表面波(Surface Acoustic Wave，SAW)器件是在压电晶片上制作的无源微型电子元件，已在雷达、通讯、音视频、遥控、传感等领域得到广泛应用。声表面波叉指换能器(图1)，是声表面波器件的基本部件，它的基本结构是在压电基片上的周期叉指状金属电极阵列，叉指电极两端汇流电极为电输入(出)。由于逆压电效应，当叉指换能器被电压源激励后，会在压电基片表面产生声表面波。同样，叉指换能器接收到声表面波时，也因压电效应而在汇流电极间产生电压。所以一个叉指换能器就能实现电-声表面波-电的能量转换功能，从电学应用来说，是一个无源元件。由于叉指换能器的电极具有周期性，所以仅当电信号激励的声表面波波长与叉指换能器电极周期近似一致时，电信号才能有效转换为声表面波。反之，仅当接收到的声表面波波长近似与叉指换能器电极周期一致时，也才能有效转换为电信号。所以，叉指换能器具有频率选择性。目前，微型天线研制有助于手机等移动通信设备的小型化。天线本质是一个对需要接收电磁波有选择性的无源元件，并且声表面波速仅为电磁波速的十万分之一，所以声表面波换能器可以成为微型天线的基本结构。但是，把声表面波换能器应用于移动通信设备的微型天线，至今未见相关报道。发明内容针对现有技术中存在的问题，本实用新型设计一个采用声表面波叉指换能器的微型天线，叉指换能器单元是制作在压电基片上的，利用压电基片上叉指换能器可收发电磁波并具有频率选择性实现天线功能。本实用新型采用的技术方案为一种采用声表面波叉指换能器的微型天线，其特征在于它是由采用在压电基片上的声表面波换能器单元组合成的微型天线。上述声表面波换能器单元可以仅是标准叉指换能器；也可以是由一个叉指换能器和两侧对称分布的反射栅阵构成的准谐振器。上述微型天线是串并联混合连接声表面波换能器单元构成的两端网络，组成天线的各声表面波换能器单元，其参数是相同的，或者其参数是不同的；所述叉指换能器是并指结构或者谐波结构等现有技术声表面波器件采用的其他形式。本实用新型有益效果保证了天线的微型化，扩大了使用范围；根据天线的性能要求，设计串并连混合连接的两端网络，并对叉指换能器单元的参数加以调整，可以得到需要的天线阻抗。
图1本实用新型实施例的标准声表面波叉指换能器。[0013]图2本实用新型实施例的有两侧对称配置反射栅阵的声表面波叉指换能器(准谐振器)。图3本实用新型实施例的采用声表面波叉指换能器的微型天线。图4本实用新型实施例的微型天线的频率选择性。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明创造作进一步详细阐述。本发明是采用声表面波叉指换能器的微型天线实用新型，其主要内容为1)采用在压电基片上的声表面波换能器单元组合成微型天线；2)声表面波换能器单元由一个叉指换能器和两侧对称分布的反射栅阵构成(准谐振器)；3)声表面波换能器单元为标准叉指换能器；4)天线是串并联混合连接声表面波换能器单元构成的两端网络；5)组成天线的各声表面波换能器单元，其参数可以是不同的；6)叉指换能器可以是现今声表面波器件采用的所有形式，如并指结构、谐波结构等；7)声表面波换能器单元采用现今声表面波器件技术设计制造。要设计一个采用声表面波叉指换能器的微型天线，必须考虑如下事项。叉指换能器单元是制作在压电基片上的，熟悉声表面波器件的专业人士都知晓压电材料性能对于天线性能的影响。为提高天线的性能，必须使其具有较大的尺寸。对应通信频段的单个声表面波叉指换能器，其大小约为0. 02 mm2~0. 2mm2，所以微型天线也要由多个叉指换能器单元组合而成。叉指换能器单元可以仅是标准叉指换能器(图1)，图1中的声表面波叉指换能器是现有技术中的声表面波叉指换能器；也可以是由一个叉指换能器和两侧对称配置的反射栅阵构成的准谐振器(图2)，图2本实施例的有两侧对称配置反射栅阵的声表面波叉指换能器(准谐振器)。采用后者的主要原因是为减小各叉指换能器单元间的牵连，所以在叉指换能器两边设置了短反射栅构成准谐振器结构。它也可增加叉指换能器的频率选择性，但由此会减小叉指换能器单元带宽，所以必须综合考虑。天线要有规定的阻抗。而声表面波叉指换能器的阻抗与压电基片材料和叉指换能器的参数有关。所以天线是由多个叉指换能器串并连混合连接的两端网络，以得到需要的天线阻抗。为了满足天线性能要求，在设计串并联混合连接两端网络时，可以对叉指换能器单元的参数加以调整，来得到需要的天线性能。 由于本发明是基于现今声表面波器件技术的应用，所以现今声表面波器件技术的所有设计和工艺都是可采用的，例如声表面波叉指换能器的类型、结构和设计技术，器件制作技术等都是与本发明息息相关。 图3为一实例，图3中的采用声表面波叉指换能器的微型天线，它由三级结构构成第一级结构为8个叉指换能器单元串联，第二级结构为8个第一级结构的并联，第三极为3个第二级结构串联，共计192个声表面波叉指换能器单元。叉指换能器单元采用图3 的准谐振器，中心叉指换能器电极60对，两侧反射栅阵电极各20根，声孔径25个波长。第一级结构的8个叉指换能器单元，采用了不同参数电极周期相差1。天线中心频率1575MHz，有效带宽20MHz，阻抗约50欧姆。采用标准声表面波器件技术制作在128 LN压电基片上，天线有效尺寸4mm2，封装在一陶瓷基座内。图4为上述实施例的频率选择性。虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但附图和实施例并不是用来限定本实用新型，任何熟悉此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，均同样在本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
权利要求1.一种采用声表面波叉指换能器的微型天线，其特征在于它是由采用在压电基片上的声表面波换能器单元组合成的微型天线。
2.根据权利要求1所述的微型天线，其特征在于所述声表面波换能器单元由一个叉指换能器和两侧对称分布的反射栅阵构成的准谐振器。
3.根据权利要求1所述的微型天线，其特征在于所述声表面波换能器单元为标准叉指换能器。
4.根据权利要求1、2或3所述的微型天线，其特征在于所述微型天线是串并联混合连接声表面波换能器单元构成的两端网络。
5.根据权利要求2或3所述的微型天线，其特征在于所述叉指换能器是并指结构或者谐波结构。专利摘要本实用新型公开了一种采用声表面波换能器的微型天线，它是由采用在压电基片上的声表面波换能器单元组合成的微型天线。天线是串并联混合连接声表面波换能器单元构成的两端网络。声表面波换能器单元为单个叉指换能器，也可以由一个叉指换能器和两侧对称分布的反射栅阵构成。
文档编号H01Q1/36GK202196861SQ20112023695
公开日2012年4月18日 申请日期2011年7月7日 优先权日2011年7月7日
发明者孙娟, 陈培杕, 雷爱红 申请人:中国电子科技集团公司第五十五研究所