[發(fā)明專(zhuān)利]具有對(duì)不需要模態(tài)的改善的抑制的電聲換能器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480083333.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107005219A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹姬滿(mǎn);菲利普·米夏埃多·耶格爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 追蹤有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H03H9/02
• 分類(lèi)號(hào): H03H9/02
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11287
• 代理人: 章蕾

本發(fā)明涉及具有改善的聲波模態(tài)分布的電聲換能器。

電聲換能器可在與聲波一起工作的RF濾波器中使用。相應(yīng)濾波器可包括一個(gè)或多個(gè)聲道中的一個(gè)或多個(gè)電聲諧振器。該諧振器包括具有叉指式電極指的換能器，這些叉指式電極指中的每個(gè)叉指式電極指連接到換能器的兩個(gè)母線中的一個(gè)母線。利用壓電效應(yīng)，換能器將電磁RF信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波，并且反之亦然。

電聲換能器的可能的具體實(shí)施是SAW換能器(SAW＝表面聲波)或GBAW換能器(GBAW＝引導(dǎo)體聲波)。

如果不需要的波模態(tài)未在諧振器中被抑制，則相應(yīng)RF濾波器的電氣屬性被劣化。

從EP 1 871 006 A1和EP 1 962 424 A1已知SAW換能器。使用孔徑加權(quán)來(lái)抑制不需要的橫向模態(tài)。

從US 7,576,471 B1、US 2013/051588 A1以及從US 7,538,637 B2已知工作于活塞模態(tài)的換能器用于抑制不需要的橫向模態(tài)。

從US 7,939,987 B1已知另外的手段諸如二維發(fā)射器用于抑制橫向模態(tài)。

從文章“Two Dimensional Periodic Array of Reflection Centers on Electrodes in SAW Resonators”(Jiman Yoon等人，超聲研討會(huì)，2012，IEEE，2012年10月，第1798-1801頁(yè))已知用于對(duì)換能器中的基本模態(tài)成形的手段。

因此，本專(zhuān)利申請(qǐng)的一個(gè)目的是提供一種允許相應(yīng)濾波器的改善的電氣屬性的電聲換能器。特別地，本專(zhuān)利申請(qǐng)的一個(gè)目的是提供一種具有改善的活塞模態(tài)的換能器。

為此，提供了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的電聲換能器。從屬權(quán)利要求提供了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。

提供了兩種換能器方案：一種換能器方案是具有LiNbO₃作為壓電材料的換能器，并且另一種換能器方案是具有LiTaO₃作為壓電材料的換能器。

具有LiNbO₃作為壓電材料的電聲換能器包括縱向和與該縱向正交的橫向?？v向限定聲波的主傳播方向。橫向主要限定換能器的叉指式電極指的取向。

該換能器進(jìn)一步包括在換能器中傳播的聲波的橫向速度分布以及聲學(xué)活動(dòng)區(qū)域。聲學(xué)活動(dòng)區(qū)域主要定義成相反極性的電極指的重疊區(qū)域，即定義成沿縱向傳播的聲波在RF信號(hào)被施加到換能器時(shí)被激勵(lì)的區(qū)域。

換能器進(jìn)一步包括在活動(dòng)區(qū)域中沿橫向具有周期性結(jié)構(gòu)的周期性電介質(zhì)材料。

橫向速度分布在該活動(dòng)區(qū)域中具有周期性結(jié)構(gòu)。該周期性電介質(zhì)材料有助于形成速度分布的周期性結(jié)構(gòu)的形狀。該周期性結(jié)構(gòu)具有多個(gè)最小值和比該最小值大的多個(gè)最大值。另外，該周期性結(jié)構(gòu)在兩側(cè)上由橫向速度分布的邊緣結(jié)構(gòu)側(cè)接。該邊緣結(jié)構(gòu)中的速度比周期性結(jié)構(gòu)的最大值小。

可能的是該周期性結(jié)構(gòu)包括具有最大速度的兩個(gè)最外側(cè)部分。

即，每個(gè)單元格有兩個(gè)較低速度條帶被布置成靠近活動(dòng)區(qū)域內(nèi)的周期性結(jié)構(gòu)。在這里，單元格表示具有聲學(xué)波長(zhǎng)λ的縱向上的長(zhǎng)度的聲道的區(qū)段。

LiNbO₃的可能的晶體切割是常規(guī)LN RY-X切割。

具有LiTaO₃作為壓電材料的電聲換能器包括縱向和與該縱向正交的橫向?？v向限定聲波的主傳播方向。橫向主要限定換能器的電極指的取向。

該換能器進(jìn)一步包括在換能器中傳播的聲波的橫向速度分布以及聲學(xué)活動(dòng)區(qū)域。聲學(xué)活動(dòng)區(qū)域主要定義成相反極性的叉指式電極指的重疊區(qū)域，即定義成正沿縱向傳播的聲波在RF信號(hào)被施加到換能器時(shí)被激勵(lì)的區(qū)域。

換能器還包括活動(dòng)區(qū)域中的沿橫向具有周期性結(jié)構(gòu)的周期性電介質(zhì)材料。

橫向速度分布在該活動(dòng)區(qū)域中具有周期性結(jié)構(gòu)。該周期性電介質(zhì)材料有助于形成速度分布的周期性結(jié)構(gòu)的形狀。該周期性結(jié)構(gòu)具有多個(gè)最小值和比該最小值大的多個(gè)最大值。另外，該周期性結(jié)構(gòu)在兩側(cè)上由橫向速度分布的邊緣結(jié)構(gòu)側(cè)接。該邊緣結(jié)構(gòu)中的速度比周期性結(jié)構(gòu)的最小值大。

LiTaO₃的可能晶體切割是：LT 36..46RY-X。

其他壓電材料諸如石英、硅酸鎵鑭晶體、鈮酸鎵鑭晶體、鉭酸鎵鑭晶體、AlN、ZnO、KNbO₃、NaNbO₃、GaPO₄、Li₂B₄O₇也是可能的。

還可能的是，壓電材料包括相應(yīng)晶體學(xué)族的其他復(fù)合物。