[发明专利]电声谐振器以及包括电声谐振器的RF滤波器

说明书

提供了一种电声谐振器(EAR)，其实现了具有大带宽的RF滤波器。谐振器包括压电材料(PM)以及该压电材料上的电极结构(ES、EF)。压电材料是铌酸锂，并且具有晶体切口，该晶体切口由欧拉角(0°，80°至88°，0°)限定。

技术领域

本发明涉及电声谐振器，该电声谐振器允许RF滤波器具有较低的插入衰减和相对较大的带宽。这样的滤波器可以用于移动通信系统。

背景技术

例如，在移动通信系统中，需要RF滤波器以将想要的RF信号与不想要的RF信号分开。带通滤波器应当在通带内具有较低的插入衰减和在通带外具有较高的插入衰减。进一步地，RF滤波器的特征频率(例如，通带的中心频率)应当与温度无关。进一步地，尤其是对于在现代RF频带中使用的情况，对应RF滤波器的可获得带宽应当较大。

铌酸锂(LiNbO₃)是用于电声谐振器的已知材料。进一步地，已知使用铌酸锂(LN)128-旋转Y-切割晶圆来建立用于RF带通滤波器的电声谐振器。

然而，已知基于铌酸锂的电声谐振器可以建立RF滤波器，其需要应用外部(即，片外)线圈或电感器来为现代RF应用提供足够的带宽。由于对应电感部件的质量因数有限，所以所需外部线圈或电感器会增加对应RF滤波器的插入衰减。进一步地，对外部线圈或电感器的需求会增加对应滤波器部件的制造成本和空间尺寸。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种电声谐振器，该电声谐振器可以用于建立RF滤波器，该RF滤波器具有良好温度补偿(即，特征频率的温度依赖性减小)、大带宽、低插入衰减、以及制造成本低。进一步地，电声谐振器应当使用易于处理的制造步骤来制造。进一步地，电声谐振器应使对应RF滤波器的外部匹配元件(例如，线圈或电感器)多余。

为此，提供了根据独立权利要求的电声谐振器和对应RF滤波器。从属权利要求提供了优选实施例。

该电声谐振器包括压电材料以及该压电材料上的电极结构。声学波长为λ的声学主模式可以在谐振器中传播。压电材料是铌酸锂或掺杂的铌酸锂，并且具有晶体切口，该晶体切口由欧拉角(0°，80°至88°，0°)＝(λ'＝0°、80°≤μ≤88°、θ＝0°)限定。更优选的是欧拉角(0°，80°至83°，0°)。

由于压电效应，电极结构与压电材料的组合用于在施加到电极结构的RF信号与在谐振器的对应谐振结构中传播的声波之间进行转换。

声学主模式是谐振器的期望工作模式。

电极结构可以包括电极指，该电极指电连接到两个汇流排中的一个汇流排；以及反射元件，该反射元件布置在对应声学轨道的远端处以将声能限制于谐振器的有源区域中。

鉴于声学主模式的传播方向以及电极结构布置在压电材料上的平面，压电材料内部的晶体结构的方位由欧拉角限定。

在这种情况下，欧拉角(λ'，μ，θ)的定义如下：首先，一组轴x、y、z作为基础，这些轴是压电材料的晶轴。

第一角度λ'指定x轴和y轴围绕z轴旋转的幅度，x轴沿y轴的方向旋转。对应地，出现一组新轴x'、y'、z'，其中z＝z'。

在另一旋转中，z'轴和y'轴围绕x'轴旋转角度μ。在这种情况下，y'轴沿z'轴的方向旋转。对应地，出现一组新轴x”、y”、z”，其中x'＝x”。

在第三旋转中，x”轴和y”轴围绕z”轴旋转角度θ。在这种情况下，x”轴沿y”轴的方向旋转。因此，出现第三组轴x”'、y”'、z”'，其中z”＝z”'。

在这种情况下，x”'轴和y”'轴平行于衬底的表面。Z”'轴是衬底的表面的法线。x”'轴指定声波的传播方向。

该定义符合国际标准IEC 62276，2005年5月，附件A1。