CN103117727A - 一种高阻抗声表面波谐振器 - Google Patents

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蒋欣
陈彦光
傅金桥
马晋毅
杜波
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Abstract

本发明公开了一种高阻抗声表面波谐振器，包括叉指换能器以及位于叉指换能器两侧的两反射栅，所述叉指换能器为并排设置的两个，第一叉指换能器的输入汇流条与输入端口连接，第一叉指换能器的输出汇流条与第二叉指换能器的输入汇流条电连接，第二叉指换能器的输出汇流条与输出端口连接，第一叉指换能器的输入汇流条和第二叉指换能器的输出汇流条位于同一端，第一叉指换能器的输出汇流条和第二叉指换能器的输入汇流条位于同一端；两反射栅位于两叉指换能器的外侧。本发明在不增加体积的情况下，在相同结构参数的情况下，将阻抗提高4倍，故利于实现器件的小型化。

Description

一种高阻抗声表面波谐振器
技术领域
本发明涉及声表面波谐振器技术的改进，具体涉及一种具有高阻抗的声表面波谐振器结构，属于声表面波谐振器技术领域。
 
背景技术
在移动通信设备中，声表面波滤波器通常被连接成为天线与低噪声放大器间的带通滤波器。在这种情况下，由于低噪声放大器往往工作在高阻状态，为了实现低噪声放大器与滤波器之间的匹配，在放大器与滤波器之间往往会搭建极为复杂的匹配网络，这必然增加整个模块的体积和成本。为了解决这一问题，需将声表滤波器输出端口设计为高阻状态，通常采用的办法是在原滤波器的输出端口加上一个高阻的单端谐振器，其结构见图1，由带输入汇流条和输出汇流条的叉指换能器以及位于叉指换能器两侧的两反射栅构成。但是，由于现有结构的高阻状态的单端谐振器具有较大的体积，难以满足日前器件小型化的要求。
 
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种高阻抗声表面波谐振器，本谐振器能在不增加体积的情况下，显著提高阻抗。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：
一种高阻抗声表面波谐振器，包括带输入汇流条和输出汇流条的叉指换能器以及位于叉指换能器两侧的两反射栅，其特征在于：所述叉指换能器为指对数完整且并排设置的两个，两叉指换能器共用两反射栅，第一叉指换能器的输入汇流条与输入端口连接，第一叉指换能器的输出汇流条与第二叉指换能器的输入汇流条电连接，第二叉指换能器的输出汇流条与输出端口连接，第一叉指换能器的输入汇流条和第二叉指换能器的输出汇流条位于同一端，第一叉指换能器的输出汇流条和第二叉指换能器的输入汇流条位于同一端；两反射栅位于两叉指换能器的外侧，即两叉指换能器任何一个叉指换能器一侧的反射栅均位于远离另一个叉指换能器的那侧。
本高阻抗声表面波谐振器所采用的基片材料为钽酸锂、铌酸锂、石英等单晶压电基片。
现有声表面波单端谐振器，其指对数为                                               ，叉指重叠长度为
Figure 2013100477726100002DEST_PATH_IMAGE004
，其阻抗计算公式可表示为
   （1）
其中
Figure 2013100477726100002DEST_PATH_IMAGE008
为声辐射电导，
Figure 2013100477726100002DEST_PATH_IMAGE010
为声辐射电纳，其大小与指对数以及叉指重叠长度成正比，
Figure 2013100477726100002DEST_PATH_IMAGE012
为单对叉指电容， 
本发明的高阻抗声表面波谐振器结构，其结构可等效为两个指对数为N/2的谐振器串联，则单个指对数为
Figure 2013100477726100002DEST_PATH_IMAGE014
的谐振器的阻抗为：
Figure 2013100477726100002DEST_PATH_IMAGE016
 （2）
因此，本发明的高阻抗声表面波谐振器的阻抗为：
Figure 2013100477726100002DEST_PATH_IMAGE018
（3）                
因此，本声表面波谐振器在不增加体积的情况下，在相同结构参数的情况下，将阻抗提高4倍，故利于实现器件的小型化。
附图说明
图1-现有技术中声表面波单端谐振器结构示意图。
图2-本发明高阻抗声表面波谐振器结构示意图。
图3-采用本发明高阻抗声表面波谐振器的滤波器结构示意图。
图4-采用本发明高阻抗声表面波谐振器的滤波器频响图。
 
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图2，从图上可以看出，本发明高阻抗声表面波谐振器结构，包括第一叉指换能器1、第二叉指换能器2和两反射栅3a、3b，两叉指换能器共用两反射栅。两叉指换能器指对数完整且并排设置，每个叉指换能器都带有输入输出汇流条。两叉指换能器连接关系为：第一叉指换能器的输入汇流条与输入端口5连接，第一叉指换能器的输出汇流条与第二叉指换能器的输入汇流条电连接，第二叉指换能器的输出汇流条与输出端口6连接，第一叉指换能器的输入汇流条和第二叉指换能器的输出汇流条位于同一端，第一叉指换能器的输出汇流条和第二叉指换能器的输入汇流条位于同一端。因此两叉指换能器实质为并排设置的串联结构，串联后构成复合叉指换能器，第一叉指换能器的输入汇流条即为复合叉指换能器的输入汇流条，第二叉指换能器的输出汇流条即为复合叉指换能器的输出汇流条。两反射栅位于两并排设置的叉指换能器的外侧，即第一叉指换能器1 旁的反射栅位于远离第二叉指换能器2的一端，第二叉指换能器2旁的反射栅位于远离第一叉指换能器1的一端。两叉指换能器共用两反射栅构成的声通道。
本发明高阻抗声表面波谐振器结构采用的基片材料为钽酸锂、铌酸锂、石英等单晶压电基片。
在图1所示单端谐振器结构中，假设其指对数为
Figure 370083DEST_PATH_IMAGE002
，叉指重叠长度为
Figure 287223DEST_PATH_IMAGE004
，其阻抗计算公式可表示为
Figure 2013100477726100002DEST_PATH_IMAGE020
 （1）
其中
Figure 332540DEST_PATH_IMAGE008
为声辐射电导，
Figure 88269DEST_PATH_IMAGE010
为声辐射电纳，其大小与指对数以及叉指重叠长度成正比，
Figure 902641DEST_PATH_IMAGE012
为单对叉指电容， 
本发明的高阻抗声表面波谐振器结构如图2所示，其结构可等效为两个指对数为N/2的谐振器串联，则单个指对数为
Figure 787420DEST_PATH_IMAGE014
的谐振器的阻抗为：
Figure 2013100477726100002DEST_PATH_IMAGE022
（2）
因此，本发明的高阻抗声表面波谐振器的阻抗为：
Figure 2013100477726100002DEST_PATH_IMAGE024
 （3）                
因此，在相同结构参数的情况下，在不增加体积的情况下，采用了本发明结构的谐振器能显著提高阻抗，利于实现器件的小型化。
为验证本结构对滤波器电性能的影响， 本发明选用某声表面波滤波器作为研究对象，该声表面波滤波器结构如图3所示，该声表面波滤波器基片材料为 42°钽酸锂，输入阻抗为 50Ω，输出阻抗为 150Ω，输入输出阻抗比为1：3，应用于手机射频前端，起滤波作用。实验中将本发明结构和以往结构在电性能上进行比较，从图4所示的频响图可以看出， 本发明得到的滤波器在通带形状、 矩形度、 带外抑制等电性能同以往滤波器得到的电性能是一致的。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种高阻抗声表面波谐振器，包括带输入汇流条和输出汇流条的叉指换能器以及位于叉指换能器两侧的两反射栅，其特征在于：所述叉指换能器为指对数完整且并排设置的两个，两叉指换能器共用两反射栅，第一叉指换能器（1）的输入汇流条与输入端口（5）连接，第一叉指换能器的输出汇流条与第二叉指换能器的输入汇流条电连接，第二叉指换能器（2）的输出汇流条与输出端口（6）连接，第一叉指换能器的输入汇流条和第二叉指换能器的输出汇流条位于同一端，第一叉指换能器的输出汇流条和第二叉指换能器的输入汇流条位于同一端；两反射栅位于两叉指换能器的外侧。
2.根据权利要求1所述的高阻抗声表面波谐振器，其特征在于：本高阻抗声表面波谐振器所采用的基片材料为钽酸锂、铌酸锂或石英单晶压电基片。
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