[發(fā)明專利]點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的聲表面波諧振器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310210349.3
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN103296994B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科微聲（天津）傳感技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H03H9/25
• 分類號(hào): H03H9/25;H03H9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種可以消除高階橫波模式干擾的聲表面波諧振器，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化頻率響應(yīng)，屬于信號(hào)與信息處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

諧振器型聲表面波（SAW）濾波器，由于其性能好、體積小、成本低，易于批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電信領(lǐng)域中。

一般SAW諧振器，是在壓電基片表面濺射金屬叉指換能器（Interdigital?Transducer，IDT）、和金屬柵陣。但是，SAW諧振器結(jié)構(gòu)中，叉指換能器為有限長(zhǎng)的聲孔徑，會(huì)產(chǎn)生各種聲波衍射效應(yīng)。

文獻(xiàn)“Analysis?of?general?planar?waveguides?with?n?segments,”（IEEE?Ultrason.?Symp.,?pp.137–141,?2000.）指出，聲表面波諧振器表面可以分為3個(gè)區(qū)域：金屬化區(qū)域、自由表面區(qū)域和柵陣。不同區(qū)域之間的聲波速度不同，特別是金屬叉指電極和金屬柵陣的周期性設(shè)計(jì)，導(dǎo)致其他橫向聲波干擾模式的并存。也就是除了攜帶主要聲波信號(hào)的基波諧振模式以外，還存在一系列的束縛模(bound?modes)、半束縛模(semi-bound?modes)和輻射模式(radiation?modes)等一系列的高階橫波模式。這些高階橫波模式的存在，會(huì)降低帶外抑制，影響通帶內(nèi)的群延時(shí)，導(dǎo)致通帶內(nèi)不平坦，惡化SAW濾波器的頻率響應(yīng)特性。

為了消除高階橫波模式的影響，已經(jīng)出現(xiàn)了幾種聲表面波諧振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（1）????????文獻(xiàn)“GHz?SAW?resonators”(?IEEE?Ultrason.?Symp.,?pp.?815–823,1979)中報(bào)道，采用變跡加權(quán)或者匯流條采用鋸齒狀設(shè)計(jì)，可用于平滑高階橫波模式引起的尖峰，但是這會(huì)增大器件尺寸，并且不能消除高階橫波模式的存在。?

（2）????????文獻(xiàn)“Low?resistance?quartz?resonators?for?automotive?applications?without?spurious?modes”?(IEEE?Ultrason.?Symp.,?pp.?1326–1329,?2004.)報(bào)道，采用第一階非對(duì)稱基波模式攜帶聲波信號(hào)，可以一定頻率范圍內(nèi)抑制高階橫波模式的影響，但是該方法僅限于高階橫波模式比較少的情況，而且會(huì)引起一定的頻率偏移。

因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，有待于進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種消除高階橫波模式干擾的聲表面波諧振器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的聲表面波諧振器，包括壓電基片，所述壓電基片上濺射金屬叉指換能器和金屬柵陣，其中，所述金屬叉指換能器兩側(cè)設(shè)置金屬柵陣，所述金屬柵陣包括設(shè)置在所述金屬叉指換能器左右兩側(cè)的開路柵，將左側(cè)的開路柵稱作第一開路柵，將右側(cè)的開路柵稱作第二開路柵，所述第一開路柵和第二開路柵在所述金屬叉指換能器左右兩側(cè)對(duì)稱分布；所述第一開路柵和第二開路柵構(gòu)成的金屬柵陣在y方向上平行設(shè)置、在x方向上垂直設(shè)置并且在x方向上周期性分布；

在所述金屬叉指換能器上設(shè)置聲子晶體，所述聲子晶體在x方向上周期性分布，所述聲子晶體在y方向上隨機(jī)分布

所述的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的聲表面波諧振器，其中，所述的壓電基片是128°YX鈮酸鋰材料。

所述的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的聲表面波諧振器，其中，所述金屬叉指換能器的厚度為2000埃；所述金屬叉指換能器的金屬指條周期λ為9.86微米，共219根指條，孔徑大小為32λ。

所述的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的聲表面波諧振器，其中，所述金屬柵陣中的第一開路柵和第二開路柵的金屬指條周期λ為9.9微米，所述第一開路柵和第二開路柵都包含184根指條。

所述的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的聲表面波諧振器，其中，所述聲子晶體是材料為鋁的金屬點(diǎn)陣，所述金屬叉指換能器的每個(gè)叉指上設(shè)置一個(gè)鋁的晶格，x方向晶格的周期同金屬叉指換能器的金屬指條周期相同。

所述的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的聲表面波諧振器，其中，y方向上和x方向上的晶格常數(shù)比b/a為1.86。

所述的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的聲表面波諧振器，其中，所述金屬叉指換能器的材料為金或鋁。