[發(fā)明專利]超晶格晶體諧振器及其作為超晶格晶體濾波器的用途

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010120102.9
• 申請日: 2010-02-05
• 公開（公告）號: CN101771394A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉平;朱永元;王競宇
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫市好達(dá)電子有限公司
• 主分類號: H03H9/19
• 分類號: H03H9/19;H03H9/56
• 代理公司: 無錫華源專利事務(wù)所 32228
• 代理人: 聶漢欽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于通信設(shè)備中的諧振器以及濾波器，尤其涉及介電體聲學(xué)超晶格晶體材料的諧振器以及介電體聲學(xué)超晶格晶體材料的濾波器。

背景技術(shù)

近年來，通信領(lǐng)域在減小如便攜式電話這樣的通信設(shè)備的尺寸和重量方面已經(jīng)取得了顯著的技術(shù)進(jìn)步。為了實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)進(jìn)步，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對具有多種功能的組合部件的開發(fā)以及每個(gè)部件的簡化和小型化。目前尤其關(guān)鍵的是，需要改進(jìn)用于通信設(shè)備中的諧振器及濾波器的性能。

現(xiàn)有的聲表面波諧振器具有承受功率小，頻率高時(shí)加工工藝不易的問題。

現(xiàn)有的聲表面波濾波器具有矩形系數(shù)好、插入損耗小、尺寸小的特點(diǎn)；但承受功率小，在有功率要求的應(yīng)用時(shí)有局限性?，F(xiàn)有的介質(zhì)濾波器具有插入損耗小、承受功率大的特點(diǎn)，但矩形系數(shù)大、尺寸大，在有選擇性要求的應(yīng)用時(shí)有局限性。如果提高矩形系數(shù)，插入損耗和尺寸都會增加，必提高應(yīng)用成本。

申請?zhí)枮?7106837.2的國家保密發(fā)明專利《具有分布電疇鐵電晶體聲學(xué)超晶格的高頻器件》中提供了一種鐵電多層膜聲學(xué)超晶格晶體材料或稱之為介電體聲學(xué)超晶格晶體材料，其是一類壓電系數(shù)周期性調(diào)制的微結(jié)構(gòu)介電體，其調(diào)制周期與超聲波波長可以比擬(微米或亞微米量級)。超晶格沿某一方向正負(fù)鐵電疇交替排列，壓電系數(shù)對應(yīng)于正疇和負(fù)疇交替地改變符號。如圖1、圖2所示，當(dāng)外加交變電場時(shí)，疇界面隨之振動，并形成在鐵電體中傳播的彈性波，圖中的箭頭方向?yàn)閺椥月暡ǖ膫鞑シ较?。圖中的帶狀柵格表示電疇的方向，圖1、圖2中鍍電極的模式是不同的(圖中黑色的面為鍍電極的面)：圖1中鍍電極的面垂直于電疇的方向，圖2中鍍電極的面平行于電疇的方向。按照鍍電極模式的不同，共有兩種振動模式。圖1是聲傳播方向垂直于電場方向的振動模式；圖2是聲傳播方向平行于電場方向的振動模式。當(dāng)彈性波波矢與超晶格調(diào)制波矢相等時(shí)產(chǎn)生共振增強(qiáng)效應(yīng)，具有諧振器特性，其諧振頻率只決定于超晶格的周期。

發(fā)明的內(nèi)容

針對前述現(xiàn)有的聲表面波諧振器、聲表面波濾波器以及介質(zhì)濾波器的缺點(diǎn)，申請人進(jìn)行了改進(jìn)研究，提供一種具有良好技術(shù)效果的超晶格晶體諧振器，以及提供該超晶格晶體諧振器作為超晶格晶體濾波器的用途，上述超晶格晶體諧振器易于加工、承受功率較大，上述超晶格晶體濾波器具有高功率、低插入損耗及小尺寸等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種超晶格晶體諧振器，有一介電體聲學(xué)超晶格材料的基片，基片的兩面分別鍍有電極。一種實(shí)施方案是所述基片兩面的電極均是單電極，所述兩個(gè)單電極分別作為電輸入端及電輸出端。另一種實(shí)施方案是所述基片一面的電極為雙電極，基片另一面的電極為單電極，所述基片一面的雙電極分別作為電輸入端及電輸出端，所述基片另一面的單電極連接公共地端。

本發(fā)明的技術(shù)方案還在于將所述超晶格晶體諧振器作為超晶格晶體濾波器的用途。第一種實(shí)施方案是將上述后一種超晶格晶體諧振器用作為單片式超晶格晶體濾波器。第二種實(shí)施方案是包括由上述前一種超晶格晶體諧振器構(gòu)成的串聯(lián)支路，還有由并聯(lián)式LC諧振電路構(gòu)成的并聯(lián)支路，所述并聯(lián)支路的一端接地，另一端分別與所述串聯(lián)支路的輸入端、輸出端以及超晶格晶體諧振器的串接端連接；所述并聯(lián)式LC諧振電路由電容器支路與電感器和電容器的串聯(lián)支路并聯(lián)連接構(gòu)成。第三種技術(shù)方案是包括由上述前一種超晶格晶體諧振器構(gòu)成的串聯(lián)支路，還有由上述前一種超晶格晶體諧振器構(gòu)成的并聯(lián)支路，所述并聯(lián)支路的一端接地，另一端分別與所述串聯(lián)支路的輸入端、輸出端以及超晶格晶體諧振器的串接端連接。第四種技術(shù)方案是包括由上述前一種超晶格晶體諧振器構(gòu)成的兩個(gè)串聯(lián)支路，還有上述前一種超晶格晶體諧振器構(gòu)成的并聯(lián)支路，所述并聯(lián)支路的兩端分別與所述兩個(gè)串聯(lián)支路的輸入端、輸出端以及超晶格晶體諧振器的串接端連接。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

本發(fā)明的超晶格晶體諧振器，采用介電體聲學(xué)超晶格晶體材料為基片，其諧振頻率只決定于超晶格的本振周期，而與晶片的厚度無關(guān)，晶片的厚度可以依實(shí)際加工條件或加工水平進(jìn)行選擇，從而可有效解決現(xiàn)有技術(shù)中用一般壓電晶體制作高頻諧振器時(shí)面臨的晶片厚度太薄等難以加工、承受功率小的問題。

本發(fā)明的超晶格晶體濾波器，兼顧聲表面波濾波器和介質(zhì)濾波器優(yōu)點(diǎn)，采用介電體聲學(xué)超晶格晶體材料為基片制作的濾波器，除具有一般濾波器性能外，還同時(shí)具有高功率、高選擇性或矩形系數(shù)好、低插入損耗、尺寸小或成本低的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是聲傳播方向垂直于電場方向的振動模式。

圖2是聲傳播方向平行于電場方向的振動模式。

圖3是單端對超晶格晶體諧振器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。