本發(fā)明涉及諧振器領(lǐng)域，特別是涉及一種聲表面波諧振器。

背景技術(shù)：

由于聲表面波的傳播速度比電磁波的傳播速度小10⁵倍，使得聲表面波在無線電及射頻技術(shù)方面有很多不同的應(yīng)用，為了得到特定頻段的聲表面波信號(hào)，得到優(yōu)質(zhì)的聲信號(hào)，通過聲表面波諧振器對(duì)聲表面波進(jìn)行濾波處理是基本的處理方式。

傳統(tǒng)的表面波諧振器，采用石英壓電材料，有著超過10000的高品質(zhì)因數(shù)，所沉積的金屬膜厚和制造工藝變化對(duì)諧振頻率非常敏感。如，聲表面波諧振器中叉指換能器的金屬厚度增加，將導(dǎo)致聲表面波的傳播速度速度降低和反射系數(shù)增加，諧振頻率將受到影響而產(chǎn)生偏移，進(jìn)而影響到濾波效果，導(dǎo)致得到的聲表面波信號(hào)質(zhì)量變差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種聲表面波諧振器，其諧振頻率對(duì)尺寸變化不敏感，使得諧振頻率更穩(wěn)定，同時(shí)簡(jiǎn)化了制造工藝。

一種聲表面波諧振器，包括：

基礎(chǔ)叉指換能器，包括兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元，并排設(shè)置在壓電基片上，用于產(chǎn)生聲表面波，所述兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元相鄰電極條的中心距離為(n+0.05)P～(n+0.2)P(n＝1，2，3…)；

反射柵，設(shè)置在所述基礎(chǔ)叉指換能器的兩側(cè)，用于反射所述基礎(chǔ)叉指換能器產(chǎn)生的聲表面波；

其中，P為所述基礎(chǔ)叉指換能器的周期。

上述聲表面波諧振器，通過在兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元之間設(shè)置特定的間距，使得其產(chǎn)生的聲表面波的速度變化被反射系數(shù)變化補(bǔ)償，進(jìn)而穩(wěn)定了諧振頻率，諧振頻率對(duì)聲表面波諧振器自身的尺寸，如叉指換能器的金屬厚度不敏感，使得諧振頻率更穩(wěn)定，同時(shí)簡(jiǎn)化了制造工藝。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元之間的間隔區(qū)設(shè)置有調(diào)頻叉指換能器，用于調(diào)節(jié)所述聲表面波諧振器的聲阻抗。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)頻叉指換能器包括兩個(gè)調(diào)頻叉指換能器單元，所述兩個(gè)調(diào)頻叉指換能器單元對(duì)稱地設(shè)置在所述間隔區(qū)中心線的兩側(cè)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)調(diào)頻叉指換能器單元相鄰電極條的中心距離從所述基礎(chǔ)叉指換能器到所述間隔區(qū)中心線的方向上單調(diào)變化。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)調(diào)頻叉指換能器單元相鄰電極條的中心距離從所述基礎(chǔ)叉指換能器到所述間隔區(qū)中心線的方向上單調(diào)遞增。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)調(diào)頻叉指換能器單元相鄰電極條的中心距離從所述基礎(chǔ)叉指換能器到所述間隔區(qū)中心線的方向上單調(diào)遞減。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)頻叉指換能器相鄰電極條的中心距離相同，且大于所述基礎(chǔ)叉指換能器的半波長(zhǎng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)頻叉指換能器相鄰電極條的中心距離相同，且小于所述基礎(chǔ)叉指換能器的半波長(zhǎng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)頻叉指換能器的匯流條與所述基礎(chǔ)叉指換能器的匯流條電連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)頻叉指換能器的匯流條與所述基礎(chǔ)叉指換能器的匯流條斷開。

附圖說明

圖1為一實(shí)施例中聲表面波諧振器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為Hiccup聲表面波諧振器S11頻率響應(yīng)曲線仿真圖；

圖3為本發(fā)明的聲表面波諧振器S11頻率響應(yīng)曲線仿真圖；

圖4為另一實(shí)施例中聲表面波諧振器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1，圖1為一實(shí)施例中聲表面波諧振器的結(jié)構(gòu)示意圖。

在本實(shí)施例中，該聲表面波諧振器包括基礎(chǔ)叉指換能器和反射柵12。

基礎(chǔ)叉指換能器包括兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元10，并排設(shè)置在壓電基片上，用于產(chǎn)生聲表面波，所述兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元10相鄰電極條的中心距離S為(n+0.05)P～(n+0.2)P(n＝1，2，3…)，其中，P為所述基礎(chǔ)叉指換能器的周期，即該基礎(chǔ)叉指換能器單元10的周期，上述兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元10相同。叉指換能器的周期為連接在同一根匯流條上的兩個(gè)相鄰電極條的中心距離。

反射柵12設(shè)置在所述基礎(chǔ)叉指換能器的兩側(cè)，用于反射所述基礎(chǔ)叉指換能器產(chǎn)生的聲表面波。

反射柵12的一端獨(dú)立設(shè)置，另一端與基礎(chǔ)叉指換能器的匯流條電連接。反射柵12的半波長(zhǎng)與基礎(chǔ)叉指換能器的半波長(zhǎng)相同，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)同步的聲表面波諧振器。反射柵的半波長(zhǎng)是指反射柵相鄰電極條的中心距離，基礎(chǔ)叉指換能器的半波長(zhǎng)是指其相鄰電極條的中心距離。

對(duì)于Hiccup聲表面波諧振器，其產(chǎn)生的聲表面波的諧振頻率滿足關(guān)系：△F/△F₀＝A△V，其中，A為常數(shù)，F(xiàn)為Hiccup聲表面波諧振器產(chǎn)生的聲表面波的頻率，F(xiàn)₀為聲表面波的諧振頻率，V為聲表面波在傳播通道上的傳播速度?？梢娐暠砻娌ǖ闹C振頻率與傳播速度直接相關(guān)，而該傳播速度與諧振器的固有尺寸相關(guān)，諧振器中叉指換能器的金屬厚度增加，將導(dǎo)致聲表面波的傳播速度降低和反射系數(shù)增加。

本實(shí)施例的聲表面波諧振器，當(dāng)兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元10相鄰電極條的中心距離S，即兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元10的間距為(n+0.05)P～(n+0.2)P(n＝1，2，3…)時(shí)，其諧振頻率滿足關(guān)系：

△F/△F₀＝A△V-B△K；

其中，A、B為常數(shù)，K為該聲表面波諧振器的反射系數(shù)?？梢?，該聲表面波諧振器產(chǎn)生的聲表面波的傳播速度的變化量ΔV會(huì)被反射系數(shù)的變化量ΔK補(bǔ)償。

在生產(chǎn)工藝中，若諧振器中叉指換能器的金屬厚度與標(biāo)準(zhǔn)厚度之間有偏差，對(duì)于該聲表面波諧振器而言其厚度的變化對(duì)諧振頻率的影響小，使得該聲表面波諧振器對(duì)制造工藝的要求降低，進(jìn)而簡(jiǎn)化了制造工藝，且得到的諧振頻率穩(wěn)定。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，參見圖2和圖3，圖2為Hiccup聲表面波諧振器S11頻率響應(yīng)曲線仿真圖，圖3為本發(fā)明的聲表面波諧振器S11頻率響應(yīng)曲線仿真圖。

取Hiccup聲表面波諧振器中叉指換能器的金屬厚度分別等于波長(zhǎng)的2.5％和2.6％，占空比：m/q分別取0.7和0.75，本發(fā)明的聲表面波諧振器中基礎(chǔ)叉指換能器的金屬厚度分別等于波長(zhǎng)的2.5％和2.6％，占空比：m/q分別取0.7和0.75，且S＝6.15P(n＝6)。

其中，占空比m/q為叉指換能器金屬電極條的寬度m和半波長(zhǎng)q的比值，q＝P/2，P為其周期，叉指換能器的周期等于波長(zhǎng)。分別得到Hiccup聲表面波諧振器和本發(fā)明的聲表面波諧振器的四種不同尺寸，并對(duì)其分別進(jìn)行S11模擬，得到對(duì)應(yīng)的S11頻率響應(yīng)曲線。

上述兩種聲表面波諧振器在四種尺寸參數(shù)下通過仿真分別得到四條S11頻率響應(yīng)曲線，具體對(duì)應(yīng)于下列尺寸參數(shù)：

Série1：金屬厚度為2.6％，占空比為0.75；

Série2：金屬厚度為2.5％，占空比為0.75；

Série3：金屬厚度為2.6％，占空比為0.7；

Série4：金屬厚度為2.5％，占空比為0.7。

由圖2可以看到，Hiccup聲表面波諧振器的頻率差約為0.78MHz，該頻率差為Série1和Série4的諧振頻率差。由圖3可以看到，本實(shí)施例的聲表面波諧振器的頻率差約為0.41MHz，約為Hiccup聲表面波諧振器的頻率差的一半，極大的減小了由尺寸參數(shù)的變化而引起的諧振頻率的變化，使得聲表面波諧振器對(duì)尺寸參數(shù)的敏感度降低，提高了頻率穩(wěn)定性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元10之間的間隔區(qū)設(shè)置有調(diào)頻叉指換能器，用于調(diào)節(jié)所述聲表面波諧振器的聲阻抗。

該間隔區(qū)為兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元10相鄰電極條中心之間的區(qū)域，其寬度范圍為(n+0.05)P～(n+0.2)P(n＝1，2，3…)。

若兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元10之間的間隔太大將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生的聲表面波在傳播的過程中產(chǎn)生很強(qiáng)的衰減，在兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元10之間的間隔區(qū)設(shè)置若干電極條，可以調(diào)節(jié)該表面波諧振器的聲阻抗，減小聲表面波的衰減。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)頻叉指換能器包括兩個(gè)調(diào)頻叉指換能器單元11，所述兩個(gè)調(diào)頻叉指換能器單元11對(duì)稱地設(shè)置在所述間隔區(qū)中心線L的兩側(cè)。

調(diào)頻叉指換能器為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使得聲表面波在傳播的過程中聲阻抗一致。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)調(diào)頻叉指換能器單元11相鄰電極條的中心距離從所述基礎(chǔ)叉指換能器到所述間隔區(qū)中心線L的方向上單調(diào)變化。

當(dāng)調(diào)頻叉指換能器單元11相鄰電極條的中心距離，即其半波長(zhǎng)從基礎(chǔ)叉指換能器到所述間隔區(qū)中心線L的方向上單調(diào)變化時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)更好的聲阻抗一致性，極大的減小聲表面波的衰減，提高該聲表面波諧振器的功率。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)調(diào)頻叉指換能器單元11相鄰電極條的中心距離從所述基礎(chǔ)叉指換能器到所述間隔區(qū)中心線L的方向上單調(diào)遞增。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，參見圖4，兩個(gè)調(diào)頻叉指換能器單元11相鄰電極條的中心距離q，即其半波長(zhǎng)從所述基礎(chǔ)叉指換能器到所述間隔區(qū)中心線L的方向上單調(diào)遞減。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)頻叉指換能器相鄰電極條的中心距離相同，且大于所述基礎(chǔ)叉指換能器的半波長(zhǎng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)頻叉指換能器相鄰電極條的中心距離相同，且小于所述基礎(chǔ)叉指換能器的半波長(zhǎng)。

不論調(diào)頻叉指換能器相鄰電極條的中心距離呈現(xiàn)上述哪種狀態(tài)，基礎(chǔ)叉指換能器的間隔區(qū)的長(zhǎng)度范圍均在(n+0.05)P～(n+0.2)P(n＝1，2，3…)的區(qū)間內(nèi)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)頻叉指換能器的匯流條與所述基礎(chǔ)叉指換能器的匯流條13電連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)頻叉指換能器的匯流條與所述基礎(chǔ)叉指換能器的匯流條斷開，能降低該聲表面波諧振器的旁瓣。

上述聲表面波諧振器可作為漏波或其他形式的聲表面波諧振器。

上述聲表面波諧振器，通過在兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元10之間設(shè)置特定的間距，使得其產(chǎn)生的聲表面波的速度變化被反射系數(shù)變化補(bǔ)償，進(jìn)而穩(wěn)定了諧振頻率，諧振頻率對(duì)聲表面波諧振器自身的尺寸，如叉指換能器的金屬厚度變化不敏感，使得諧振頻率更穩(wěn)定，得到特定頻段的聲表面波，提高了聲表面波信號(hào)的質(zhì)量，同時(shí)簡(jiǎn)化了制造工藝。同時(shí)，在兩個(gè)基礎(chǔ)叉指換能器單元10形成的間隔區(qū)之間設(shè)置相對(duì)于該間隔區(qū)的中心線L對(duì)稱的調(diào)頻叉指換能器單元11，且兩個(gè)調(diào)頻叉指換能器單元11相鄰電極條的中心距離從基礎(chǔ)叉指換能器到所述間隔區(qū)的中心線L的方向上單調(diào)變化，極大的減小了該聲表面波諧振器的聲阻抗，實(shí)現(xiàn)良好的聲阻抗一致性。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。