專利名稱：：一種設(shè)置在壓電基片上的梯形濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種設(shè)置在壓電基片上的梯形濾波器。
背景技術(shù)：
：聲表面波濾波器以性能穩(wěn)定、可靠、一致性好、而且工作頻率高，帶寬靈活等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了其它濾波器的不足，成為了濾波器行業(yè)的矚目對象。其中梯形濾波器因具有插入損耗低，非常平坦的通帶，不需要外接匹配電路和能夠承受非常高的功率等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用，但是其帶外抑制差，主要體現(xiàn)在遠(yuǎn)阻帶上，限制了其在更高帶外抑制要求領(lǐng)域的應(yīng)用。1992年O.Ikata等人在IEEEULTRASONICSSYMPOSIUM:pp.111-115的文章((Developmentoflow-lossband-passfiltersusingSAWresonatorsforportable·telephones))提出了聲表面波梯形濾波器，由通過電學(xué)端串聯(lián)的單端對諧振器Zs和并聯(lián)的單端對諧振器Zp組成如圖I所示。單端對諧振器如圖2所示，由壓電基片上放置叉指換能器，并且由一對反射柵夾在叉指換能器左右兩邊。1997年Y.Taguchi等人的專利“Surfaceacousticwavefilterwithdifferentfilterportionssatisfyingcomplexconjugaterelationshipofimpedances(US5592135)”，和2011年華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)第39卷第4期pp.20-24，文章《SAWRF濾波器的設(shè)計(jì)與仿真》中，均提出了可以將梯形濾波器與縱向耦合雙模濾波器(DMS)進(jìn)行級聯(lián)來實(shí)現(xiàn)高帶外抑制的射頻聲表面波濾波器。其中華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)文章提出的結(jié)構(gòu)如圖3所示，串聯(lián)臂諧振器Zs和并聯(lián)臂諧振器Zp組成梯形濾波器和DMS濾波器級聯(lián)。利用梯形濾波器和DMS濾波器的阻帶抑制互補(bǔ)的特點(diǎn)，級聯(lián)后可使近阻帶和遠(yuǎn)阻帶的抑制都得到大幅度提高，但此設(shè)計(jì)器件面積變大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。到目前為止，在不增加設(shè)計(jì)面積、結(jié)構(gòu)簡單情況下，解決梯形濾波器遠(yuǎn)阻帶上的帶外抑制差或者實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)阻帶帶外抑制強(qiáng)的窄帶梯形濾波器的方案尚有待提出。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠解決上述問題的梯形濾波器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種設(shè)置在壓電基片上的梯形濾波器。該設(shè)置在壓電基片上的梯形濾波器包括至少一對單端對諧振器，所述一對單端對諧振器包括一個串聯(lián)單端對諧振器和一個并聯(lián)單端對諧振器，所述單端對諧振器上具有一層二維金屬點(diǎn)陣。進(jìn)一步的，所述二維金屬點(diǎn)陣具有多個點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過調(diào)節(jié)所述多個點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得所述二維金屬點(diǎn)陣頻率響應(yīng)的阻帶與所述梯形濾波器的遠(yuǎn)阻帶疊加，同時使得所述二維金屬點(diǎn)陣頻率響應(yīng)的通帶與所述梯形濾波器的通帶疊加，提高所述梯形濾波器的遠(yuǎn)阻帶帶外抑制。進(jìn)一步的，所述二維金屬點(diǎn)陣具有多個點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過調(diào)節(jié)所述多個點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得所述ニ維金屬點(diǎn)陣頻率響應(yīng)的阻帶與所述梯形濾波器的通帶疊加，使梯形濾波器通帶帶寬變窄。進(jìn)ー步的，所述多個點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)參數(shù)包括點(diǎn)陣周期、所述點(diǎn)陣中點(diǎn)的長寬、點(diǎn)陣厚度和電極厚度中的ー個或多個。進(jìn)ー步的，所述ニ維金屬點(diǎn)陣的截面形狀為正方形、矩形、圓形或橢圓形。本實(shí)用新型不增加設(shè)計(jì)面積、結(jié)構(gòu)簡單，并且能有效提高梯形濾波器的遠(yuǎn)阻帶的帶外抑制，并且保持通帶變化不大，還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)阻帶抑制強(qiáng)且通帶帶寬變窄。圖I為梯形濾波器結(jié)構(gòu)圖；圖2為傳統(tǒng)單端對諧振器結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實(shí)用新型的ニ維點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)單端對諧振器結(jié)構(gòu)圖；圖4為傳統(tǒng)梯形濾波器頻率響應(yīng)圖；圖5為周期4.85微米ニ維鎢點(diǎn)陣的頻率響應(yīng)圖；圖6為周期4.85微米ニ維鎢點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)梯形濾波器與傳統(tǒng)梯形濾波器的頻率響應(yīng)對比圖；圖7為周期5.0微米ニ維鎢點(diǎn)陣的頻率響應(yīng)圖；圖8為周期5.0微米ニ維鎢點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)梯形濾波器與傳統(tǒng)梯形濾波器的頻率響應(yīng)對比具體實(shí)施方式本實(shí)用新型提供的設(shè)置在壓電基片上的梯形濾波器，包括至少ー對單端對諧振器，每對單端對諧振器包括一個串聯(lián)單端對諧振器和ー個并聯(lián)單端對諧振器，每個單端對諧振器上具有一層ニ維金屬點(diǎn)陣，因此該梯形濾波器結(jié)構(gòu)簡単。通過合理調(diào)節(jié)ニ維金屬點(diǎn)陣的多個點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)參數(shù)(多個點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)參數(shù)包括點(diǎn)陣周期、所述點(diǎn)陣中點(diǎn)的長寬、點(diǎn)陣厚度和電極厚度中的ー個或多個)，使得所述ニ維金屬點(diǎn)陣頻率響應(yīng)的阻帶與所述梯形濾波器的遠(yuǎn)阻帶疊加，同時使得所述ニ維金屬點(diǎn)陣頻率響應(yīng)的通帶與所述梯形濾波器的通帶疊加，提高梯形濾波器的遠(yuǎn)阻帶帶外抑制；使得ニ維金屬點(diǎn)陣頻率響應(yīng)的阻帶與所述梯形濾波器的通帶疊加，使梯形濾波器通帶帶寬變窄。下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。本實(shí)施例中，一種設(shè)置在壓電基片上的梯形濾波器的結(jié)構(gòu)為一個ニ維金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)單端對串聯(lián)諧振器和一個ニ維金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)單端對并聯(lián)諧振器。如圖3所示，其為ニ維點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)單端對諧振器結(jié)構(gòu)圖。ニ維點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)單端對諧振器包括壓電基片1，單端對諧振器2，ニ維金屬點(diǎn)陣3。單端對諧振器2設(shè)置在壓電基片I上，在單端對諧振器上設(shè)置ー層ニ維金屬點(diǎn)陣。ニ維金屬點(diǎn)陣2中金屬點(diǎn)的形狀可以為圓形、正方形、橢圓形或矩形，金屬點(diǎn)陣可以由鎢、金或銅金屬材料等制成。需要說明的是，ニ維金屬點(diǎn)陣2中金屬點(diǎn)的形狀也可以是其它形狀，并且也可以由其他材料制成，并不限于本實(shí)用新型實(shí)施例中提到的形狀和材料。下面根據(jù)具體參數(shù)舉實(shí)施例對本實(shí)用新型做描述。[0028]設(shè)置單端對串聯(lián)諧振器的中心頻率為500MHz，膜厚O.38微米，IDT周期8微米，反射柵周期8.16微米，孔徑160微米，IDT對數(shù)116.5，反射柵對數(shù)10對；設(shè)置單端對并聯(lián)諧振器的中心頻率為480MHz，膜厚O.38微米，IDT周期8.32微米，反射柵周期8.16微米，孔徑163.2微米，IDT對數(shù)90.5，反射柵對數(shù)10對。此時由單端對串聯(lián)諧振器和單端對并聯(lián)諧振器構(gòu)成的傳統(tǒng)梯形濾波器的頻率響應(yīng)如圖4所示。二維金屬點(diǎn)陣采用金屬鎢，設(shè)置該二維鎢點(diǎn)陣參數(shù)如下點(diǎn)陣周期4.85微米，長寬各為2.425微米，二維鎢點(diǎn)陣厚度與叉指鋁電極厚度都在O.5%λ|IJ10%λ范圍，λ壓電基片激發(fā)的聲表面波波長，在該范圍內(nèi)，二維點(diǎn)陣頻率響應(yīng)分布基本保持不變。此時，周期4.85微米二維鎢點(diǎn)陣的頻率響應(yīng)如圖5所示。為了提高為傳統(tǒng)梯形濾波器在遠(yuǎn)阻帶上的帶外抑制，將設(shè)置好的傳統(tǒng)梯形濾波器設(shè)置在用360YX-LiTa03制成的壓電基片上，將上述周期4.85微米二維鎢點(diǎn)陣鍍在傳統(tǒng)梯形濾波器的單端對串聯(lián)諧振器和單端對并聯(lián)諧振器上，構(gòu)成二維鎢點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)梯形濾波器。使得二維鎢點(diǎn)陣頻率響應(yīng)中的阻帶與梯形濾波器的遠(yuǎn)阻帶疊加，同時二維鎢頻率響應(yīng)的通·帶與梯形濾波器的通帶疊加，保持梯形濾波器通帶變化不大。二維金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)梯形濾波器頻率特性由梯形濾波器頻率響應(yīng)和二維金屬點(diǎn)陣頻率響應(yīng)疊加復(fù)合而成。該周期4.85微米二維鎢點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)梯形濾波器與傳統(tǒng)梯形濾波器的頻率響應(yīng)對比如圖6所示。通帶頻率490510MHz保持變化不大，遠(yuǎn)阻帶上515550MHz的帶外抑制得到加強(qiáng)。設(shè)置單端對串聯(lián)諧振器的中心頻率為500MHz，膜厚O.38微米，IDT周期8微米，反射柵周期8.16微米，孔徑160微米，IDT對數(shù)116.5，反射柵對數(shù)10對；設(shè)置單端對并聯(lián)諧振器的中心頻率為480MHz，膜厚O.38微米，IDT周期8.32微米，反射柵周期8.16微米，孔徑163.2微米，IDT對數(shù)90.5，反射柵對數(shù)10對。此時由單端對串聯(lián)諧振器和單端對并聯(lián)諧振器構(gòu)成的傳統(tǒng)梯形濾波器的頻率響應(yīng)如圖4所示。二維金屬點(diǎn)陣采用金屬鎢，設(shè)置該二維鎢點(diǎn)陣參數(shù)如下點(diǎn)陣周期5.O微米，長寬各為2.5微米，二維鎢點(diǎn)陣厚度與叉指鋁電極厚度都在O.5%λ|IJ10%λ范圍，λ壓電基片激發(fā)的聲表面波波長，在該范圍內(nèi)，二維點(diǎn)陣頻率響應(yīng)分布基本保持不變。此時，周期5.O微米二維鎢點(diǎn)陣的頻率響應(yīng)如圖7所示。為了實(shí)現(xiàn)窄帶梯形濾波器，將設(shè)置好的傳統(tǒng)梯形濾波器設(shè)置在用360YX_LiTa03制成的壓電基片上，將上述周期5.O微米二維鎢點(diǎn)陣鍍在傳統(tǒng)梯形濾波器的單端對串聯(lián)諧振器和單端對并聯(lián)諧振器上，構(gòu)成二維鎢點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)梯形濾波器。使二維鎢陣點(diǎn)頻率響應(yīng)中的阻帶與梯形濾波器通帶疊加，從而使通帶變窄。二維金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)窄帶梯形濾波器頻率特性由梯形濾波器頻率響應(yīng)和二維金屬點(diǎn)陣頻率響應(yīng)疊加復(fù)合而成。該周期5.O微米二維鎢點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)梯形濾波器與傳統(tǒng)梯形濾波器的頻率響應(yīng)對比如圖8所示。窄通帶頻率在490MHz497MHz附近，遠(yuǎn)阻帶上500550MHz的帶外抑制得到加強(qiáng)。本實(shí)用新型不增加設(shè)計(jì)面積、結(jié)構(gòu)簡單，并且通過對二維金屬點(diǎn)陣參數(shù)的合理調(diào)整使二維金屬點(diǎn)陣的通帶與阻帶，分別與聲表面波梯形濾波器的通帶和遠(yuǎn)阻帶疊加，提高梯形濾波器在遠(yuǎn)阻帶上的帶外抑制，并且保持通帶帶寬基本不變，還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)阻帶抑制強(qiáng)且通帶帶寬變窄。[0037]最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。權(quán)利要求1.一種設(shè)置在壓電基片上的梯形濾波器，其特征在于，所述梯形濾波器包括至少一對單端對諧振器，所述一對單端對諧振器包括一個串聯(lián)單端對諧振器和一個并聯(lián)單端對諧振器，所述單端對諧振器上具有一層二維金屬點(diǎn)陣。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)置在壓電基片上的梯形濾波器，其特征在于，所述二維金屬點(diǎn)陣的截面形狀為正方形、矩形、圓形或橢圓形。專利摘要本實(shí)用新型涉及一種設(shè)置在壓電基片上的梯形濾波器，該設(shè)置在壓電基片上的梯形濾波器包括至少一對單端對諧振器，所述一對單端對諧振器包括一個串聯(lián)單端對諧振器和一個并聯(lián)單端對諧振器，所述單端對諧振器上具有一層二維金屬點(diǎn)陣。所述二維金屬點(diǎn)陣具有多個點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過調(diào)節(jié)所述多個點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得所述二維金屬點(diǎn)陣頻率響應(yīng)的阻帶與所述梯形濾波器的遠(yuǎn)阻帶疊加，同時使得所述二維金屬點(diǎn)陣頻率響應(yīng)的通帶與所述梯形濾波器的通帶疊加，提高所述梯形濾波器遠(yuǎn)阻帶帶外抑制；通過調(diào)節(jié)所述多個點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得所述二維金屬點(diǎn)陣頻率響應(yīng)的阻帶與所述梯形濾波器的通帶疊加，使得所述梯形濾波器通帶帶寬變窄。文檔編號H03H7/12GK202759418SQ20122034721公開日2013年2月27日申請日期2012年7月17日優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日發(fā)明者李紅浪,柯亞兵,程利娜,何世堂申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所