[发明专利]一种基于超高带宽声波谐振器的带宽调节方法

说明书

本发明提出了一种基于超高带宽声波谐振器的带宽调节方法。本发明超高带宽声波谐振器包括：衬底、欧拉角变换的压电层、电极层,所述电极层由多个电极构成。本发明调整所述欧拉角变换的压电层的欧拉角，进一步调整所述欧拉角变换的压电层的材料的晶格轴向；通过调整所述欧拉角变换的压电层的材料的晶格轴向，进而调整所述欧拉角变换的压电层的材料的压电应力常数矩阵；通过调整所述欧拉角变换的压电层的材料的压电应力常数矩阵中元素而调整机械耦合系数。本发明通过调整压电材料的欧拉角，改变压电材料的压电应力常数，继而控制又压电系数造成的声波模态耦合产生的机电耦合系数，实现谐振器的带宽控制。

技术领域

本发明属于谐振器技术领域，特别涉及一种基于超高带宽声波谐振器的带宽调节方法。

背景技术

5G/6G时代已经到来，移动通讯终端对滤波器开始要求更高的频率和更大的带宽，从而对谐振器的性能提出了更高的要求。现有的声波滤波技术因其优异的使用性能被广泛使用，因此，实现大带宽的谐振器组件成为了目前要解决的首要难题。

新的5G滤波器(N77、N78和N79)需要高频(3-5GHz)和非常大的带宽，但是这对现有的声表面波(SAW)和体声波(BAW)技术提出了严峻的挑战，这些技术通常受到较低的声耦合、较窄的带宽以及对高频的尺寸要求越来越小的限制。2010年，Michio Kadota和TakashiOgami在395nm的铌酸锂晶体板上设计并制作了反共振频率(Fr)为5.44ghz的Lamb波谐振器，认为这是第一次报道了在频率大于5GHz的高频谐振器件，但是带宽只在30％左右，仍然不足支持5G谐振器的带宽。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种能有效改变谐振器的机电耦合系数的超高带宽声波谐振器。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于超高带宽声波谐振器的带宽调节方法。

所述超高带宽声波谐振器包括：衬底、欧拉角变换的压电层、电极层,所述电极层由多个电极构成；

所述欧拉角变换的压电层置于所述衬底之上，所述欧拉角变换的压电层的欧拉角为β，且0°≤β≤180°；

所述电极层分别沉积在所述欧拉角变换的压电层上或者嵌入所述欧拉角变换的压电层；

在上述的超高带宽声波谐振器中，所述欧拉角变换的压电层的切型选自下列任一种：Z切(0°，0°～180°，0°)。

在上述的超高带宽声波谐振器中，所述欧拉角变换的压电层的刻蚀形成的截面形状为：圆形、弯曲形、规则多边形或不规则多边形；

在上述的超高带宽声波谐振器中，所述欧拉角变换的压电层采用的材料包括铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、PZT；

在上述的超高带宽声波谐振器中，所述电极的截面形状为：圆形、规则多边形或不规则多边形；电极的材料为铂、钼、铜、银、钨、铝或金。

在上述的超高带宽声波谐振器中，所述电极排列方式为规则图形或不规则图形。

所述带宽调节方法包括以下步骤：

步骤1：调整所述欧拉角变换的压电层的欧拉角，进一步调整所述欧拉角变换的压电层的材料的晶格轴向；

步骤2：通过调整所述欧拉角变换的压电层的材料的晶格轴向，进而调整所述欧拉角变换的压电层的材料的压电应力常数矩阵；

步骤3：通过调整所述欧拉角变换的压电层的材料的压电应力常数矩阵中元素而调整机械耦合系数。

作为优选，步骤2所述压电应力常数矩阵为：