[發明專利]SAW濾波器

有效

• 申請號: 200980110117.2
• 申請日: 2009-03-16
• 公開（公告）號: CN101978599A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: J·A·達米;R·拉爾達;M·佩拉恰
• 申請（專利權）人: 埃普科斯股份有限公司
• 主分類號: H03H9/64
• 分類號: H03H9/64;H03H9/145;H03H9/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧霽晨;高為

本發明涉及具有增強帶外抑制的RSPUDT(諧振型單相單向換能器)或DART(分布式聲反射換能器)型的帶有遞歸(recursive)特征的橫向濾波器。

例如，從1995年的IEEE超聲波會議論文集第39-50頁上J.M.Hode等人的文章“基于SPUDT的濾波器：設計原理及優化”(J.M.Hode?et?al.，″SPUDT-Based?Filter：Design?Principles?and?Optimization″，1995IEEE?ULTRASONICS?SYMPOSIUM，pages?39-50)中知道RSPUDT型的換能器。RSPUDT換能器被用在橫向濾波器中。使用這樣的換能器的濾波器具有低插入損耗。

設計具有所期望的傳遞函數的RSPUDT濾波器需要對源和反射器在換能器的長度上的分布進行優化。選擇壓電基片材料來實現所期望的帶寬，這取決于所述材料的耦合系數。三次渡越信號(triple?transitsignal)的消除(suppression)和高帶外抑制是與充分諧振的結構和換能器的長度有關的問題。

本發明的目標是以RSPUDT結構提供具有離散源分布的提高的準確性的濾波器，從而提高相對帶外抑制的水平并且對所期望的傳遞函數建模。

這個問題通過根據權利要求1的橫向濾波器來解決。在從屬權利要求中給出了所述換能器的實施例。

發明人發現，沒有反射器的任何變跡換能器(apodized?transducer)的使用由于沒有充分消除三次渡越信號而會產生過高的插入損耗。獲得充分的三次渡越消除和小的插入損耗的唯一方法是使用聲反射(acoustical?reflection)。

所用的另一種方案是部分換能器(partial?transducer)的串聯連接，SAWTEK將其用于逼近(approximate)扇形加權，但是它對于非常長的換能器絕對不是好的方案而這種非常長的換能器對用于高帶外抑制以及通帶和阻帶之間的陡變過渡的這種類型的濾波器是必需。

本發明的一個目的是解決由不能使用高反射結構(聲腔)制造的相對大頻帶的濾波器所導致的問題，所述高反射結構更適合于小頻帶的濾波器(高選擇性濾波器)。

另一個目的是提供結合低插入損耗與簡單的抽指(withdrawal)的濾波器以在遠離通帶處實現優良的抑制水平。

另一個目的是結合由橫向濾波器所給予的抑制性能來提供低損耗濾波器。

橫向濾波器被提供，其包括：

-壓電基片；

-形成在所述基片上的至少一個聲通道(acoustic?track)；

-被布置在每個通道上的至少一個SAW輸入換能器和至少一個SAW輸出換能器。輸入換能器和輸出換能器中的至少一個具有通過將激勵的源分布在所述換能器的長度上而形成的分布式激勵(distributed?excitation)。源的分布形成具有主瓣(main?lobe)和具有比所述主瓣的激勵強度低的激勵強度的至少一個尾瓣(tail?lobe)的連續激勵函數。通過相對所述主瓣的激勵強度S減小所述尾瓣的激勵強度G來限制(confine)激勵的分布。優選的是S＝x×G，其中x是實數并且8≥x≥2。

減小所述尾瓣的激勵強度G產生非常適合于理想地修改(adapt)所述傳遞函數的小權重的激勵。

在優選實施例中，至少將每個通道的輸入換能器劃分成兩個部分以提供主瓣子換能器和尾瓣子換能器。這通過將所述輸入換能器的至少一個匯流條電分離成兩個部分來完成。沿平行于聲波的傳播方向的縱軸布置這兩個彼此鄰接的子換能器。得到部分換能器或者子換能器的“分割”被完成使得所述激勵的主瓣被分配給(assigned?to)所述主瓣子換能器，所述至少一個尾瓣被分配給所述尾瓣子換能器。現在有可能用不同的電壓或者不同的信號幅度來驅動所述子換能器以產生不同的激勵強度。由此避免了所述換能器的變跡(apodization)并且因此避免了所述換能器的聲孔徑(acoustic?aperture)的減小。因此，這樣的換能器非常適合于應用在整個孔徑上的反射結構的使用。這產生具有極低損耗(例如遠低于10dB)的濾波器。

至少一個換能器是遞歸的(recursive)并且因此具有優選的波傳播方向。可以使用SPUDT單元和/或RSPUDT單元來構造這樣的換能器。所述至少一個遞歸換能器可以包括具有正、負或者零激勵的單元。每個單元可以是或者可以不是反射性的，反射系數是正的、負的或者是零。反射被用于在所述換能器的內部形成諧振腔以延長響應并且獲得具有非常小的過渡帶的陡變信號。