[其他]單相窄帶型無調諧表面漏波低插損濾波器

無效

• 申請號: 85102577
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102577B
• 公開（公告）日: 1988-06-01
• 發明（設計）人: 章德;水永安;吳文虬
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H03H9/64
• 分類號: H03H9/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于廣義的聲表面波技術范圍。

通常叉指換能器固有的雙向性發射及為了抑制三次行程假訊號對阻抗失配的要求，使表面波濾波器（SAWF）存在一個弱點-插入損耗大。而且叉指電極靜態電容的存在，使整個器件的損耗更大，為抵消靜態電容的影響必須外加調諧電感，這就幾乎失去了表面波濾波器穩定可靠的特點，也限制了表面波濾波器在電子領域中的應用。為降低插損，目前采取的單向換能器結構（群型、三相、四相）在工藝上的困難及復雜的相移網絡，使它們幾乎無法推廣使用。最近出現的無調諧低插損濾波器不但結構復雜，材料選擇不當，性能不佳，而且帶寬限制在5～6%以下，甚至只能小于1%。由此可見，表面波低損耗濾波器還存在不少問題。

本發明的目的在于能合理選擇基片材料及設計結構，使表面波濾波器實現無調諧低插損，并且無需多層制造工藝。開拓表面波濾波器的應用。

本發明的內容是：

參考圖1，叉指換能器輻射導納Y_T＝G_T+jB_T，外負載導納Y_L＝G_L+jB_L，自由表面的聲傳播阻抗Z_c。y指換能器在中心頻率處的工作衰減為：

（1）

其中為中心頻率處的輻射導。無外調諧時，B_L為零，當外負載與換能器輻射阻匹配時，并滿足：

B_L＜＜（G₀+G_L）（2）

此時公式（1）中僅留下第一部分（換能器的雙向性損耗）。我們知道正比于機電耦合系數K2s]]>，因此為滿足公式（1），我們應選擇K〉大的材料。另外，在材料的選擇上還得考慮到我們采用了多條耦合反射器，必須滿足多條耦合器聲能量轉移的條件，這就要求聲波在開路周期金屬條（對稱模）與短路周期金屬條（反對稱模）下傳播衰減不大而且相等的條件，否則在一個通道內不可能相消，也就不能實現聲能量的轉移。為了滿足上述兩個要求，我們選用40°至65°Y旋轉切割，X方向傳播的LiNbO₃作為濾波器的基片材料。濾波器的結構采用圖2所示的雙向轉移反射結構，它可以由兩個轉移反射器（21）和兩個叉指換能器組成，其中轉移反射器可以是窄帶型轉移反射式多條耦合反射器（NRMSC），也可以是寬帶型轉移反射式多條耦合反射器（BRMSC）;其中叉指換能器為輸入換能器（19）與輸出換能器（20）。這樣不但可以避免端面反射的嚴重影響，而且消除了常規濾波器（一發一接式）存在的6dB的雙向性損耗。輸入、輸出換能器還能同時加權，提高了濾波器的性能。轉移反射器在這里的作用是將聲能量從A通道轉移反射至B通道。

濾波器的帶寬應當由輸入、輸出換能器及反射器的帶寬所決定。叉指換能器的相對帶寬可由指對數決定，因此，反射器帶寬的寬窄，直接決定了濾波器的最大帶寬，圖3所示為NRMSC結構。（22）（23）為懸浮電極，（24）為短路電極由匯流條（25）連接，也可短路接地。它的同步頻率的波長示于圖3之中，每個電極寬度與間隙可為1/6λ。NRMSC可采用每個波長包含三條金屬電極的結構（稱為三條指結構）也可采用每個波長包含四條金屬電極的結構（稱為四條指結構）。當A通道入射聲波后，在電極上產生了電壓，它的相位差如圖4所示。BRMSC結構如圖5所示，它可以由一個半轉移多條耦合器（26）和兩個多條耦合反射器（27）組成。濾波器中的轉移反射器若選用NRMSC，則可構成窄帶型無調諧低插損濾波器，若選用BRMSC則可構成寬帶型無調諧低插損濾波器。

本發明的優點與積極效果：