[实用新型]空位加权栅阵的声表面波谐振器

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种可以消除高阶横波模式干扰的声表面波谐振器，以实现优化频率响应，属于信号与信息处理领域。

背景技术

谐振器型声表面波（SAW）滤波器，由于其性能好、体积小、成本低，易于批量生产等特点，被广泛应用于电信领域中。

一般SAW谐振器，是在压电基片表面溅射金属叉指换能器（Interdigital Transducer，IDT）、和金属栅阵。但是，SAW谐振器结构中，叉指换能器为有限长的声孔径，会产生各种声波衍射效应。

文献“Analysis of general planar waveguides with n segments,”（IEEE Ultrason. Symp., pp.137–141, 2000.）指出，声表面波谐振器表面可以分为3个区域：金属化区域、自由表面区域和栅阵。不同区域之间的声波速度不同，特别是金属叉指电极和金属栅阵的周期性设计，导致其他横向声波干扰模式的并存。也就是除了携带主要声波信号的基波谐振模式以外，还存在一系列的束缚模(bound modes)、半束缚模(semi-bound modes)和辐射模式(radiation modes)等一系列的高阶横波模式。这些高阶横波模式的存在，会降低带外抑制，影响通带内的群延时，导致通带内不平坦，恶化SAW滤波器的频率响应特性。

为了消除高阶横波模式的影响，已经出现了几种声表面波谐振器的结构设计。

（1）        文献“GHz SAW resonators”( IEEE Ultrason. Symp., pp. 815–823,1979)中报道，采用变迹加权或者汇流条采用锯齿状设计，可用于平滑高阶横波模式引起的尖峰，但是这会增大器件尺寸，并且不能消除高阶横波模式的存在。 

（2）        文献“Low resistance quartz resonators for automotive applications without spurious modes” (IEEE Ultrason. Symp., pp. 1326–1329, 2004.)报道，采用第一阶非对称基波模式携带声波信号，可以一定频率范围内抑制高阶横波模式的影响，但是该方法仅限于高阶横波模式比较少的情况，而且会引起一定的频率偏移。

因此，现有技术存在缺陷，有待于进一步改进和发展。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种消除高阶横波模式干扰的声表面波谐振器。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

空位加权栅阵的声表面波谐振器，包括压电基片，所述压电基片上溅射金属叉指换能器和金属栅阵，其中，所述金属栅阵包括分别设置在所述金属叉指换能器左右两侧的反射栅，将左侧的反射栅称作第一反射栅，将右侧的反射栅称作第二反射栅，所述第一反射栅和第二反射栅组成的金属栅阵在所述金属叉指换能器左右两侧对称分布；所述第一反射栅和第二反射栅分别包括多根指条，在所述第一反射栅和第二反射栅的指条上设置空位。

所述的空位加权栅阵的声表面波谐振器，其中，所述金属叉指换能器的厚度为1500埃，所述金属叉指换能器的指条周期λ为9.86微米，设置70根指条，孔径大小为120λ。

所述的空位加权栅阵的声表面波谐振器，其中，所述第一反射栅和第二反射栅同时为开路栅或者短路栅阵。

所述的空位加权栅阵的声表面波谐振器，其中，每个反射栅包含138根指条。

本实用新型提供的空位加权栅阵的声表面波谐振器，在压电基片上溅射规则的金属叉指换能器，并且在所述规则的金属叉指换能器左侧设置第一开路栅，在右侧设置第二开路栅，在反射栅的指条进行空位设计，即根据加权函数设计，去除对应位置指条的部分金属，改变指条的金属化比，实现各个位置的反射栅指条具有不同的反射率。本实用新型利用空位对反射栅进行加权可以消除高阶横波模式对谐振器频率特性的影响，提高SAW谐振器的频率响应性能。

附图说明

图1为本实用新型空位加权栅阵的声表面波谐振器的结构示意图；

图2为本实用新型空位反射栅加权之后，反射栅的指条的孔径大小示意图；

图3为本实用新型空位反射栅加权与不加权归一化孔径的对比示意图；

图4为本实用新型利用空位对反射栅进行加权的声表面波谐振器的导纳图和模拟响应结果图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。