专利名称：一种纵向耦合双模谐振器型滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及压电声子晶体和声表面波器件领域，尤其是ー种纵向耦合双模谐振器型滤波器。
背景技术：
声表面波滤波器具有体积小、一致性好、性能出色、适合大規模生产的优点，因此在通讯、导航、无线数据传输等领域的相关设备以及电子试听产品中获得了广泛的应用。其中纵向耦合双模谐振器型(DMS)滤波器具有插入损耗低，它的相对带宽可以达到3. 5%等优点，但它的通带高端有ー个非常凸起的肩膀即近阻带抑制差，从而限制了它的应用。1992 年 T. Morita 等人在 ffiEE ULTRASONICS SYMPOSIUM: pp. 95-104 的文章((Wideband low loss double mode SAW filters》提出一种纵向f禹合双模谐振器型滤波器·结构如图I所示，中间是叉指换能器Tl，在Tl两边放置一对对称的叉指换能器T2，以上三个叉指换能器夹在ー对反射栅R内。可实现低插入损耗和宽带宽，但通带高端的近阻带抑制差，其频率响应如图2所示。为提高通带高端的带外抑制比，提出采用多级结构级联，但牺牲了插入损耗。1997 年 Y. Taguchi 等人的专利“ Surface acoustic wave filter withdifferent filter portions satisfying complex conjugate relationship ofimpedances (US5592135) ”，和2011年华中科技大学学报第39卷第4期pp. 20-24，文章《SAW RF滤波器的设计与仿真》中，均提出将梯形滤波器与DMS波器进行级联来实现高带外抑制的射频声表面波滤波器。其中华中科技大学学报文章提出的结构如图3所示，串联谐振器Zs和并联谐振器Zp组成梯形滤波器和纵向耦合双模谐振器型滤波器级联。利用梯形滤波器和纵向耦合双模谐振器型滤波器的阻带抑制互补的特点，级联后可使近阻带和远阻带的抑制都得到大幅度提高，但此设计器件面积变大，结构复杂。到目前为止，在不增加设计面积、结构简单情况下，解决纵向耦合双模谐振器近阻带上的带外抑制差或实现窄带双模谐振器型滤波器的方案尚有待提出。
实用新型内容本实用新型的目的是提供ー种能够解决上述问题的纵向耦合双模谐振器型滤波器。本实用新型提供的纵向耦合双模谐振器型滤波器，设置在压电基片上，还包括设置在纵向耦合双模谐振器型滤波器上的ニ维金属点阵。通过合理调节ニ维金属点阵參数，使得ニ维金属点阵频率响应中阻带与纵向耦合双模谐振器型滤波器凸起的肩膀叠加，ニ维金属点阵频率响应的通带与纵向耦合双模谐振器型滤波器通带叠加，使纵向耦合双模谐振器型滤波器凸起的肩膀得到抑制；使得ニ维金属点阵频率响应中阻带与纵向耦合双模谐振器型滤波器通带叠加，使纵向耦合双模谐振器型滤波器通带带宽变窄。
图I是现有技术中纵向耦合双模谐振器 型滤波器结构示意图；图2是不加二维金属点阵的纵向耦合双模谐振器型滤波器频率响应图；图3是现有技术中梯形滤波器和纵向耦合双模谐振器型滤波器级联图；图4是本实用新型实施例提供的纵向耦合双模谐振器型滤波器结构示意图；图5是本实用新型实施例提供的二维钨点阵频率响应图；图6是本实用新型实施例提供的实现抑制凸起肩膀的纵向耦合双模谐振器型滤波器频率响应图；图7是本实用新型实施例提供的又一二维钨点阵频率响应图；图8是本实用新型实施例提供的实现窄带纵向耦合双模谐振器型滤波器频率响应图。
具体实施方式
本实用新型提供的纵向耦合双模谐振器型滤波器，设置在压电基片上，还包括设置在纵向耦合双模谐振器型滤波器上的二维金属点阵，结构简单，通过合理调节二维金属点阵参数，使得二维金属点阵频率响应中阻带与纵向耦合双模谐振器型滤波器凸起的肩膀叠加，二维金属点阵频率响应的通带与纵向耦合双模谐振器型滤波器通带叠加，使纵向耦合双模谐振器型滤波器凸起的肩膀得到抑制；使得二维金属点阵频率响应中阻带与纵向耦合双模谐振器型滤波器通带叠加，使纵向耦合双模谐振器型滤波器通带带宽变窄。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图对本实用新型具体实施例作进一步的详细描述。图4是本实用新型实施例提供的纵向耦合双模谐振器型滤波器结构示意图。如图4所示，本实用新型实施例的纵向耦合双模谐振器型滤波器包括压电基片I、设置在所述压电基片I上的纵向耦合双模谐振器型滤波器，所述纵向耦合双模谐振器型滤波器由一对反射栅R、夹在所述一对反射栅R中的叉指换能器Tl、Tl两边的一对对称的叉指换能器T2组成。其中，在纵向耦合双模谐振器型滤波器上有一层二维金属点阵2，二维金属点阵2中金属点的形状可以为圆形、正方形、椭圆形或矩形，金属点阵可以由钨、金或铜金属材料等制成。需要说明的是，夹在一对反射栅R中的叉指换能器也可以是只有一对对称的叉指换能器T2，二维金属点阵2中金属点的形状也可以是其它形状，并且也可以由其他材料制成，并不限于本实用新型实施例中提到的形状和材料。下面根据具体参数举实施例对本实用新型做描述。为了抑制凸起的肩膀频率，对图4中的纵向耦合双模谐振器型滤波器参数进行如下设置纵向耦合双模谐振器型滤波器的参数如下换能器Tl的指条数是53，结构周期是5. 102微米，换能器T2的指条数是36，结构周期是5. 102微米，反射栅R的指条数是110，结构周期是5. 153微米，金属间隙为7. 780微米，金属化比O. 3，孔径352. 012微米，电极厚度O. 35微米，压电基片材料是36° YX-LiTa03，电极材料采用铝。图2是不加二维金属点阵的纵向耦合双模谐振器型滤波器频率响应图。如图2所示，通带频率为O. 39 O. 41，凸起的肩膀频率为0. 41 0. 42，归ー化频率为IGHZ。ニ维钨点阵參数如下点阵周期5. 83微米，长宽各为2. 9微米，ニ维钨点阵厚度与叉指铝电极厚度都在0. 59U IlJ 10% A范围(X为压电基片激发的声表面波波长，在该范围内，ニ维金属点阵频率响应分布基本保持不变)。图5是本实用新型实施例提供的ニ维钨点阵频率响应图，归ー化频率为1GHZ。图6是本实用新型实施例提供的实现抑制凸起肩膀的纵向耦合双模谐振器型滤波器频率响应图。如图6所示，纵向耦合双模谐振器型滤波器频率响应和ニ维金属点阵频率响应叠加复合后的频率响应与不加ニ维金属点阵的纵向耦合双模谐振器型滤波器的频率响应比较，通带频率0. 39 0. 41保持变化不大，纵向耦合双模谐振器型滤波器凸起的肩膀频率0. 41 0. 42通过与ニ维金属点阵阻带复合叠加使凸起肩膀得到抑制。需要说明的是，也可以对ニ维金属点阵參数做其他调整实现上述效果。本实用新型实施例描述的为为了抑制凸起的肩膀，调节ニ维金属点阵參数，使得 ニ维金属点阵频率响应中阻带与纵向耦合双模谐振器型滤波器凸起的肩膀复合叠加，ニ维金属点阵频率响应的通带与纵向耦合双模谐振器型滤波器通带叠加，起到了抑制凸起的肩膀的目的，并可以保持通带频率变化不大。下述实施例描述的为实现窄带双模谐振器型滤波器的过程。需要对图4中的纵向耦合双模谐振器型滤波器參数进行如下设置其纵向耦合双模谐振器型滤波器的參数如下换能器Tl的指条数是53，结构周期是5. 102微米，换能器T2的指条数是36，结构周期是5. 102微米，反射栅R的指条数是110，结构周期是5. 153微米，金属间隙为7. 780微米，金属化比0. 3，孔径352. 012微米，电极厚度0. 35微米，压电基片材料是36° YX-LiTa03，电极材料采用铝。图2是不加ニ维金属点阵的纵向耦合双模谐振器型滤波器频率响应图。如图2所示，通带频率为0. 39 0. 41，凸起的肩膀频率为0. 41 0. 42，归ー化频率为IGHZ。ニ维钨点阵參数如下点阵周期5. 90微米，长宽各为2. 9微米，ニ维钨点阵厚度与叉指铝电极厚度都在0. 59U IlJ 10% A范围(X压电基片激发的声表面波波长，在该范围内，ニ维金属点阵频率响应分布基本保持不变)。图7是本实用新型实施例提供的又一二维钨点阵频率响应图，归ー化频率为1GHZ。图8是本实用新型实施例提供的实现窄带纵向耦合双模谐振器型滤波器频率响应图。如图8所示，纵向耦合双模谐振器型滤波器频率响应和ニ维金属点阵频率响应叠加复合后的频率响应与不加ニ维金属点阵的纵向耦合双模谐振器型滤波器频率响应比较，通带频率为0. 390 0. 403，与原通带0. 390 0. 410相比较变窄，实现了窄带纵向耦合双模谐振器型滤波器。需要说明的是，也可以对ニ维金属点阵參数做其他调整实现上述效果。本实用新型实施例描述的为为了实现窄带纵向耦合双模谐振器型滤波器，调节ニ维金属点阵參数，使得ニ维金属点阵频率响应中阻带与纵向耦合双模谐振器型滤波器通带叠加，使通带带宽变窄。需要说明的是，也可以对ニ维金属点阵參数或/和纵向耦合双模谐振器型滤波器參数做其他调整实现其他效果。以上所述的具体实施方式
，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式
而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。·
权利要求1.一种纵向耦合双模谐振器型滤波器，设置在压电基片上，其特征在于，还包括设置在纵向耦合双模谐振器型滤波器上的二维金属点阵。
2.如权利要求I所述的纵向耦合双模谐振器型滤波器，其特征在于所述纵向耦合双模谐振器型滤波器由一对金属反射栅阵和夹在所述一对金属反射栅阵中的至少两个叉指换能器组成。
3.如权利要求I所述的纵向耦合双模谐振器型滤波器，其特征在于，所述二维金属点阵中金属点的形状为圆形、正方形、椭圆形或矩形。
4.如权利要求I所述的纵向耦合双模谐振器型滤波器，其特征在于，二维金属点阵具有如此参数，使得二维金属点阵频率响应中阻带与纵向耦合双模谐振器型滤波器凸起的肩膀叠加，二维金属点阵频率响应的通带与纵向耦合双模谐振器型滤波器通带叠加，使纵向耦合双模谐振器型滤波器凸起的肩膀得到抑制。
5.如权利要求I所述的纵向耦合双模谐振器型滤波器，其特征在于，二维金属点阵具有如此参数，使得二维金属点阵频率响应中阻带与纵向耦合双模谐振器型滤波器通带叠力口，使纵向耦合双模谐振器型滤波器通带带宽变窄。
专利摘要本实用新型实施例涉及一种纵向耦合双模谐振器型滤波器。所述纵向耦合双模谐振器型滤波器，设置在压电基片上，还包括设置在纵向耦合双模谐振器型滤波器上的二维金属点阵。通过调节二维金属点阵参数，可以实现通带变化不大、近阻带抑制强的纵向耦合双模谐振器型滤波器和近阻带抑制强的窄带纵向耦合双模谐振器型滤波器，并且结构简单。
文档编号H03H9/02GK202759423SQ20122034686
公开日2013年2月27日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者李红浪, 柯亚兵, 程利娜, 何世堂 申请人:中国科学院声学研究所