本发明实施例涉及滤波器领域,特别涉及一种声表面波滤波器。
背景技术:
声表面波是一种沿物体表面传播的弹性波。随着移动通信技术的不断发展,声表面波滤波器在移动通信领域的应用也越来越多。
现有的声表面波滤波器,由于受到材料机电耦合系数及设计方案的限制,声表面波滤波器的矩形度不高,带宽一般在中心频率的2%-4%,通带内插入损耗也较大。以梯形声表面波滤波器为例,梯形声表面波滤波器由串联与并联的谐振器级联构成,虽然能够获得良好的矩形度,但阻带抑制较差。
在未来的通信系统中,对高矩形度、窄带宽、高阻带、低损耗、体积小的滤波器的需求增大,现有的声表面波滤波器难以同时满足上述多种性能。
技术实现要素:
为了解决现有技术的问题,本发明实施例提供了一种声表面波滤波器。该技术方案如下:
第一方面,提供了一种声表面波滤波器,包括压电基片、设置在压电基片上的叉指换能器、反射栅和电容;
第一叉指换能器和第二叉指换能器通过第一汇流条连接;
第三叉指换能器和第四叉指换能器通过第二汇流条连接;
第五叉指换能器设置在第一叉指换能器和第三叉指换能器之间,第六叉指换能器设置在第二叉指换能器和第四叉指换能器之间;
电容通过电极与第一汇流条和第二汇流条连接;
第一叉指换能器与第二叉指换能器的相位相差180度,第三叉指换能器和第四叉指换能器的相位相差180度;
第一叉指换能器和第五叉指换能器之间设置有反射栅,第五叉指换能器和第三叉指换能器之间设置有反射栅,第二叉指换能器和第六叉指换能器之间设置有反射栅,第六叉指换能器和第四叉指换能器之间设置有反射栅。
可选的,第一叉指换能器的两端、第二叉指换能器的两端、第三叉指换能器的两端、第四叉指换能器的两端设置有反射栅。
可选的,第五叉指换能器和第六叉指换能器分别连接声表面波滤波器的输入电极和输出电极。
可选的,第一叉指换能器、第二叉指换能器、第三叉指换能器、第四叉指换能器分别连接接地电极。
可选的,压电基片的材料为钽酸锂。
可选的,声表面波滤波器的膜厚相同。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
该声表面波滤波器包括压电基片、设置在压电基片上的叉指换能器、反射栅和电容,三组叉指换能器中的两组倒相接入电容,叉指换能器之间设置有反射栅;解决了现有的声表面波滤波器难以同时满足窄带宽高矩形度的问题;达到了降低声表面波滤波器的插入损耗,降低声表面波滤波器的芯片大小和省略了部分接地引线或焊接球以节约成本,同时提高了阻带抑制的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例,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是根据一示例性实施例示出的一种声表面滤波器的结构示意图;
图2是根据一示例性实施例示出的一种a-b方向的声表面滤波器的结构截面图;
图3是根据一示例性实施例示出的一种声表面滤波器的仿真结果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
请参考图1,其示出了本发明一个实施例提供的声表面波滤波器的结构示意图。该如图1所示,该声表面波滤波器包括压电基片1、设置在压电基片1上的叉指换能器、反射栅和电容2。
叉指换能器、反射栅和电容2生长在压电基片1上。
图1所示的声表面波滤波器为接入电容2的两个级联的dms(doublemodesawfilter,双模式声表面波滤波器)结构。
电容2的特征为:电容的周期为声表面波滤波器中心频率对应的声表面波波长的0.5倍至1.2倍。
第一叉指换能器3和第二叉指换能器4通过第一汇流条5连接。
第三叉指换能器6和第四叉指换能器7通过第二汇流条8连接。
第五叉指换能器9设置在第一叉指换能器3和第三叉指换能器6之间,第六叉指换能器10设置在第二叉指换能器4和第四叉指换能器7之间。
电容2的两端为电极11,电容通过电极11与第一汇流条5和第二汇流条8连接。
第一叉指换能器3和第二叉指换能器4的两边倒相接入电容2,即第一叉指换能器3和第二叉指换能器4的相位相差180度,可以理解为第一叉指换能器3上与电容2连接的叉指电极的极性和第二叉指换能器4上与电容2连接的叉指电极的极性呈镜像,在电学上相位相差180度。
第三叉指换能器6和第四叉指换能器7的两边倒相接入电容2,即第三叉指换能器6和第四叉指换能器7的相位相差180度,可以理解为第三叉指换能器6上与电容2连接的叉指电极的极性和第四叉指换能器7上与电容2连接的叉指电极的极性呈镜像,在电学上相位相差180度。
第一叉指换能器3和第五叉指换能器9之间设置有反射栅12,第五叉指换能器9和第三叉指换能器6之间设置有反射栅12,第二叉指换能器4和第六叉指换能器10之间设置有反射栅12,第六叉指换能器10和第四叉指换能器7之间设置有反射栅12。
可选的,反射栅的数量是预先经过优化计算确定的。
综上所述,本发明实施例提供的在声表面波滤波器,包括压电基片、设置在压电基片上的叉指换能器、反射栅和电容,三组叉指换能器中的两组倒相接入电容,叉指换能器之间设置有反射栅;解决了现有的声表面波滤波器难以同时满足窄带宽高矩形度的问题;达到了降低声表面波滤波器的插入损耗,降低声表面波滤波器的芯片大小,提高声表面波滤波器的矩形度,降低声表面波滤波器的带宽,同时提高阻带抑制的效果。
通过在叉指换能器之间加入反射栅,可以令声表面波滤波器的带宽达到0.5%至4%,相比于常规声表面波滤波器的2%至4%的带宽更窄,同时实现省略接地引线或接地焊球,令结构更加紧凑、体积减小、节约成本、方便生产的效果。
通过将叉指换能器倒相并接入电容,令声表面波信号与电信号相位相差180度,使电容发挥作用匹配阻抗,令矩形系数和高端阻带抑制更好。
需要说明的是,本发明实施例中的“第一、第二、第三、第四、第五、第六”仅用于指示不同位置的叉指换能器,不表示叉指换能器之间的先后顺序,且各个叉指换能器的结构相同。
在基于图1所示实施例的可选实施例中,第一叉指换能器3的两端、第二叉指换能器4的两端、第三叉指换能器6的两端、第四叉指换能器的两端7设置有反射栅12;即图1中第一叉指换能器3的上方也设置有反射栅12,第二叉指换能器4的上方也设置反射栅12,第三叉指换能器7的下方也设置有反射栅12,第四叉指换能器的下方也设置有反射栅12。
可选的,第五叉指换能器9和第六叉指换能器10分别连接声表面波滤波器的输入电极和输出电极。
比如:第五叉指换能器9连接输入电极13,第六叉指换能器10连接输出电极14;或者,第五叉指换能器9连接输出电极13,第六叉指换能器10连接输入电极14。
可选的,第一叉指换能器3、第二叉指换能器4、第三叉指换能器6、第四叉指换能器7分别连接接地电极15。
可选的,压电基片的材料为钽酸锂,比如压电基片的材料为42°的钽酸锂。
由于钽酸锂的机电耦合系数大,有利于通带信号的传输,可以保证声表面波滤波器在通带范围内具有低的插入损耗。
可选的,压电基片的材料为其他任意可用于声表面波滤波器制作的压电材料。
可选的,声表面波滤波器中电极的材料为铝或铜或金或钨或铂等金属材料。
可选的,声表面波滤波器的膜厚相同。
图2示出了图1中a-b方向的声表面波滤波器的结构截面图,可以看出声表面波滤波器的膜厚相同。
声表面波滤波器的膜厚可根据实际设计需求确定。
需要说明的是,声表面滤波器中的孔径、周期、叉指数膜厚、电容值及反射栅的数目可根据实际的具体设计需求确定,以获得不同的带外抑制、相对带宽、插入损耗及矩形度,本发明对上述参数的具体设置不作限定。
在一个示例中,采用本发明所示的声表面波滤波器的结构制作了一种高矩形度的窄带宽声表面波滤波器,滤波器的中心频率为285mhz,带宽为中心频率的1.19%,其通带外1.7m抑制可达到40bb,相对带宽达到1%至5%,尤其是0.5%至2%,该声表面波滤波器的仿真结果图如图3所示。
需要说明的是:上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。