本發(fā)明涉及濾波器，具體涉及一種超大帶寬聲表面波濾波器。

背景技術(shù)：

聲表面波是一種沿物體表面?zhèn)鞑サ膹椥圆?。聲表面波器件具有成本低、體積小和功能多等特點(diǎn)，在雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、識別等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷飛速發(fā)展，我國的聲表面波器件也向移動(dòng)通信領(lǐng)域邁進(jìn)，隨著通信方式的多樣化發(fā)展，在未來的通信系統(tǒng)中，超大帶寬，低損耗的濾波器有著巨大的應(yīng)用需求。超大帶寬濾波器在民用與軍用電子系統(tǒng)中大多采用LC濾波器，體積較大，選擇性也不好，限制了整機(jī)的小型化與性能。

現(xiàn)有的聲表面波濾波器，由于受到材料機(jī)電耦合系數(shù)及設(shè)計(jì)方案的限制，聲表面波濾波器帶寬一般在中心頻率的5％以下，通帶內(nèi)插入損耗在1db以上。聲表面波常規(guī)材料為石英、膽酸鋰、壓電薄膜材料等，其機(jī)電耦合系數(shù)低；傳統(tǒng)的單一膜厚結(jié)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)大帶寬濾波器的設(shè)計(jì)，勉強(qiáng)設(shè)計(jì)，其器件性能指標(biāo)也無法達(dá)到通信應(yīng)用的要求。梯形濾波器由串聯(lián)與并聯(lián)諧振器級聯(lián)而成，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)中串聯(lián)與并聯(lián)諧振器均采用相同的金屬膜厚。

T.Omori,K.Matsuda,Y.Sugama,Y.Tanaka,K.Hashimoto and M.Yamaguchi發(fā)表的文獻(xiàn)Ultra-Wide band and Low-Loss SAW Ladder Filter on a Cu-grating/15°YX-LiNbO3 Structure，2006 IEEE Ultrasonics Symposium，1874-1877報(bào)道了在15°鈮酸鋰基片上，以銅為電極材料的超大帶寬濾波器。但是，這種濾波器的通帶內(nèi)有一個(gè)瑞利波寄生響應(yīng)，通常5-6dB大小。文獻(xiàn)1采用諧振器表面涂覆一層有機(jī)膠的方法吸收瑞利波的能量，使瑞利波的響應(yīng)減小到2-3dB。但是這樣的寄生響應(yīng)在實(shí)際使用中是無法接受的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種超大帶寬聲表面波濾波器。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種超大帶寬聲表面波濾波器，包括連接成為梯形結(jié)構(gòu)的第一聲表面波諧振器組和第二聲表面波諧振器組，所述第一聲表面波諧振器組中各個(gè)聲表面波諧振器的膜厚相同；所述第二聲表面波諧振器組中各個(gè)聲表面波諧振器的膜厚相同；所述第一聲表面波諧振器組中各個(gè)聲表面波諧振器的膜厚與所述第二聲表面波諧振器組的中各個(gè)聲表面波諧振器的膜厚相同或者不同。

其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述聲表面波諧振器制作在介質(zhì)基片上，所述介質(zhì)基片為Y旋0°～64°鈮酸鋰材料制成。

其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，還包括連接在聲表面波諧振器組上的電極；所述電極由銅、鎢、金或鉑材料制成。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

本發(fā)明所述的聲表面波濾波器可以實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)無寄生模式響應(yīng)，帶寬可達(dá)到中心頻率的6～20％，插入損耗小于2dB的高性能、超大帶寬濾波器，且本發(fā)明尺寸小，成本低，在軍、民通訊設(shè)備領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的仿真結(jié)果圖。所示的是利用本發(fā)明所述的方案設(shè)計(jì)的一款中心頻率為1698MHz,帶寬300MHz的超大帶寬濾波器的仿真設(shè)計(jì)參數(shù)，1db帶寬可達(dá)到363MHz，插入損耗只有0.214db。

與現(xiàn)有技術(shù)中相比，本發(fā)明屬于聲學(xué)領(lǐng)域，且使用了聲表面波諧振器，聲表面波諧振器的原理、性質(zhì)與現(xiàn)有技術(shù)中的介質(zhì)諧振器均完全不同，且所達(dá)到的技術(shù)效果也不相同。本發(fā)明可以大大擴(kuò)寬聲表面波濾波器的帶寬。

本發(fā)明所提出的設(shè)計(jì)巧妙地利用Y旋0～64°鈮酸鋰材料中瑞利波、縱波和體波傳播特性的不同，利用梯形結(jié)構(gòu)、銅電極和不同的膜厚設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了20％以上的帶寬，且保證了通帶的低插損，避免了寄生相應(yīng)的影響

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)截面圖。

圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的仿真結(jié)果圖

具體實(shí)施方式

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)截面圖。如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括介質(zhì)基片10，介質(zhì)基片10之上安裝有串聯(lián)聲表面波諧振器組3、4、5、6和并聯(lián)聲表面波諧振器組7、8、9。串聯(lián)聲表面波諧振器組3、4、5、6和并聯(lián)聲表面波諧振器組7、8、9形連接為梯形結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，使用了如圖1所示的4個(gè)聲表面波諧振器串聯(lián)，3個(gè)聲表面波諧振器并聯(lián)的梯形結(jié)構(gòu)。也可根據(jù)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，如中心頻率及帶寬的不同，增加或者減少串聯(lián)與并聯(lián)的聲表面波諧振器的數(shù)量。且梯形結(jié)構(gòu)的阻帶抑制性能優(yōu)越，可保證濾波器在阻帶的性能。

串聯(lián)聲表面波諧振器組3、4、5、6的厚度均為H1；并聯(lián)聲表面波諧振器組7、8、9的厚度均為H2。在本發(fā)明中，聲表面波濾波器利用兩組不同膜厚的聲表面波諧振器陣列，分別優(yōu)化串聯(lián)與并聯(lián)聲表面波諧振器，以消除寄生模式，并利用膜厚的差距近一步將濾波器的帶寬拉寬。如圖2所示，在本實(shí)施例中，H1＝H2。優(yōu)選的，H1≠H2

介質(zhì)基片10為Y旋0°～64°鈮酸鋰材料制成。該類壓電材料其機(jī)電耦合系數(shù)大，有利于通帶信號的傳輸，大的耦合系數(shù)可保證濾波器在較寬的通帶范圍具有低的插入損耗。

串聯(lián)聲表面波諧振器組3、4、5、6兩端分別連接有第一電極1和第二電極2，作為聲表面波濾波器的輸入端和輸出端。第一電極1和第二電極2由銅、鎢、金或鉑等重金屬材料制成。

本發(fā)明利用基底材料鈮酸鋰的大機(jī)電耦合系數(shù)，選用銅、鎢、金、鉑等重金屬材料作為電極材料，通過設(shè)計(jì)兩組不同膜厚的梯形諧振器組合，結(jié)合微加工工藝，兩次圖形化過程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述濾波器的制備。

本發(fā)明通過材料、結(jié)構(gòu)和工藝的巧妙結(jié)合，以上設(shè)計(jì)共同實(shí)現(xiàn)了一種超大帶寬的聲表面波濾波器，該濾波器插入損耗極低。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。