[發明專利]電聲諧振器和RF濾波器

在審

• 申請號: 201980077344.3
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN113169723A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: G·達德加·賈維德;C·許克
• 申請（專利權）人: RF360歐洲有限責任公司
• 主分類號: H03H9/145
• 分類號: H03H9/145;H03H9/05
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 郭星

提供了一種與薄壓電膜兼容并且提供附加自由度的電聲諧振器。諧振器包括帶有兩個匯流條(ES，BB)和電極指(ES，EF)的IDT部分。IDT部分通過剪切而傾斜角度α，并且相對于壓電軸(PA)整體旋轉角度β。

本發明涉及可以組合以建立可以在無線通信設備中使用的RF濾波器的電聲諧振器。

電聲諧振器可以被電組合，例如以梯形電路拓撲或格型電路拓撲的形式，以建立RF濾波器，諸如帶通濾波器或帶阻濾波器。這樣的濾波器可以用于無線通信設備中。小型化的趨勢要求較小的空間尺寸。越來越多的無線功能的趨勢導致必須遵守更嚴格的規范。因此，存在一個普遍的問題，即，為濾波器提供諧振器，該諧振器具有符合規范的良好的電學和聲學性能。

常規的電聲諧振器可以包括聲軌，聲波可以在該聲軌中傳播。電極結構布置在壓電材料上，并且由于壓電效應而在電磁RF信號與在聲軌中傳播的聲學RF信號之間轉換。通常，期望具有單個聲波模式。但是，在實際的換能器中，可能會激發雜散模式，從而使諧振器以及對應的RF濾波器的聲學和電學性能惡化。

從US 2013/0051588 A1中，已知具有減小的損耗并且具有減小的聲能橫向發射和改進的性能和改進的橫向模式抑制的電聲換能器和對應的諧振器。

然而，發現，其中公開的技術措施在使用設置為薄膜的壓電材料的新型電聲諧振器中可能效果低下。

因此，期望有一種改進的電聲諧振器，該電聲諧振器提供具有良好的電學和聲學性能并且與薄膜壓電材料兼容的RF濾波器。

此外，對應的換能器應當具有抑制或消除的雜散模式、減少的聲損耗、以及改善的介電強度以防止靜電放電和改善的功率耐久性。

此外，期望在設計諧振器和濾波器時具有附加的自由度。具體地，期望獲取較陡的通帶或抑制帶側翼(rejection band flanks)。

為此，提供了根據獨立權利要求的電聲諧振器。從屬權利要求提供了優選實施例和優選濾波器。

電聲諧振器包括具有壓電軸的壓電材料、傳播方向和電極結構。電極結構具有IDT部分(IDT＝叉指換能器)，該IDT部分帶有兩個匯流條和電極指。電極指在垂直于傳播方向的方向上延伸。IDT部分傾斜。此外，傾斜的IDT部分相對于壓電軸旋轉。

在本諧振器中，壓電材料和電極結構建立聲軌。聲軌是諧振器的為聲波的傳播而設置的區域。聲波的傳播方向建立了聲軌和諧振器的縱向方向x。IDT部分的傾斜表示，與非傾斜諧振器相比，諧振器受到剪切使得電極指保持其方向延伸。但是，電極指的橫向位置取決于電極指的縱向位置。相反，匯流條具有相對于縱向方向x旋轉的延伸方向。匯流條可以布置在聲軌的橫向側翼處。在基本上由壓電材料的表面限定的平面中，橫向方向基本上與縱向方向正交。

注意，“x”表示沿著縱向方向的位置?！皔”表示沿著與縱向方向正交的橫向方向的位置。

除了由于傾斜而引起的匯流條的延伸的旋轉，對應的傾斜的IDT部分附加地相對于壓電軸旋轉角度β。

電極指的法線方向保持確定沿著縱向方向的傳播方向x，因為該方向由該指的取向定義為垂直于該指的延伸的方向。然而，相對于壓電軸的旋轉導致該指和壓電軸的非正交關系。

該旋轉有可能降低電聲耦合系數。

減小的電聲耦合系數可能減小諧振器的零極點距離。

如果這樣的諧振器被連接以分別建立帶通濾波器或帶阻濾波器，則零極點距離的減小會導致減小的帶寬度或抑制帶的減小的寬度。

此外，減小的零極點距離會導致通帶或抑制帶的陡峭側翼。

因此，可以為帶通濾波器或帶阻濾波器的側翼整形獲取新的自由度。