CN108199697B - 一种声表面波滤波器及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种声表面波滤波器及其实现方法，属于滤波器技术领域。其中，该声表面滤波器包括：压电基片、制作在压电基片表面的叉指换能器，其中，压电基片为从30°Y至35°Y的石英压电基片中选取的任意一个石英压电基片；叉指换能器为符合金属线条参数关系的叉指换能器。通过本实施例提供的技术方案，一方面，避免了频率漂移量大的技术弊端；另一方面，实现了提高声表面滤波器的性能指标的技术效果。

Description

一种声表面波滤波器及其实现方法

技术领域

本发明实施例涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种声表面波滤波器及其实现方法。

背景技术

声表面波滤波器(SAWF，surface acoustic wave filter)是利用石英、铌酸锂、钛酸钡晶体具有压电效应的性质做成的。所谓压电效应，即是当晶体受到机械作用时，将产生与压力成正比的电场的现象。具有压电效应的晶体，在受到电信号的作用时，也会产生弹性形变而发出机械波(声波)，即可把电信号转为声信号。由于这种声波只在晶体表面传播，故称为声表面波。其性能参数由压电基片材料、叉指换能器的设计参数、工艺制作精度共同决定。

目前，使用石英压电材料制作的滤波器在全温度范围内的频率漂移量为500ppm。当滤波器的相对带宽达到1‰(1000ppm)或更窄时，500ppm的频率漂移量已严重影响滤波器的使用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种声表面波滤波器及其实现方法。

根据本发明实施例的一个方面，本发明实施例提供了，一种声表面波滤波器，所述声表面波滤波器包括：压电基片、制作在所述压电基片表面的叉指换能器，其中，

所述压电基片为从30°Y至35°Y的石英压电基片中选取的任意一个石英压电基片；

所述叉指换能器为符合金属线条参数关系的叉指换能器。

通过本实施例提供的：采用30°Y至35°Y的石英压电基片中选取的任意一个石英压电基片作为压电基片，采用复合金属线条参数关系的叉指换能器作为声表面滤波器的叉指换能器的技术方案，一方面，避免了频率漂移量大的技术弊端；另一方面，实现了提高声表面滤波器的性能指标的技术效果。

进一步地，符合金属线条参数关系的叉指换能器为符合式1的叉指换能器，式1：

4xy+y＝A

其中，x为所述叉指换能器的金属线条的宽度与所述金属线条的间隙宽度之间的比值，y为所述金属线条的厚度与所述声表面波滤波器的波长的比值，A的取值范围为满足使所述声表面波滤波器的温度系数曲线的拐点温度在10℃至20℃之间的常数区间。

通过本实施例提供的：满足式1的叉指换能器即为符合金属线条关系的叉指换能器，以确保声表面波滤波器的温度系数曲线的拐点温度在10℃至20℃之间的技术方案，实现了减小声表面滤波器在温度范围内的频率漂移，大大提高了声表面滤波器的温度稳定性的技术效果，且实现了对声表面滤波器的性能指标的优化的技术效果。

进一步地，当y的变化区间为2.5％～3.5％时，x的变化区间为1.75～0.82。

通过本实施例提供的：y的变化区间为2.5％～3.5％，x的变化区间为1.75～0.82的技术方案，实现了降低声表面滤波器的***损耗的技术效果。

进一步地，一个y对应一个x。

进一步地，A取0.15至0.2之间的任一值。

进一步地，所述压电基片为33.5°Y石英压电基片。

进一步地，A的取值为0.175。

进一步地，当y为2.5％时，x为1.5；

当y为3.5％时，x为1.0。

进一步地，所述声表面波滤波器的频率区间为10MHz～2GHz。

根据本发明实施例的另一个方面，本发明实施例提供了一种声表面波滤波器的实现方法，所述方法包括：

从30°Y至35°Y的石英压电基片中选取任意一个石英压电基片作为声表面波滤波器的压电基片；

在所述压电基片的表面制作符合金属线条参数关系的叉指换能器。

进一步地，所述方法还包括：

根据式1确定所述叉指换能器，式1：

4xy+y＝A

其中，x为所述叉指换能器的金属线条的宽度与所述金属线条的间隙宽度之间的比值，y为所述金属线条的厚度与所述声表面波滤波器的波长的比值，A的取值范围为满足使所述声表面波滤波器的温度系数曲线的拐点温度在10℃至20℃之间的常数区间。

进一步地，当y的变化区间为2.5％～3.5％时，x的变化区间为1.75～0.82。

进一步地，一个y对应一个x。

进一步地，A取0.15至0.2之间的任一值。

进一步地，所述压电基片为33.5°Y石英压电基片。

进一步地，A的取值为0.175。

进一步地，当y为2.5％时，x为1.5；

当y为3.5％时，x为1.0。

进一步地，所述声表面波滤波器的频率区间为10MHz～2GHz。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种声表面波滤波器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种声表面波滤波器的压电基片的温度系数曲线示意图；

图3为本发明实施例提供的一种声表面波滤波器的金属线条参数关系的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种声表面波滤波器的流程示意图；

附图标记：1、压电基片，2、叉指换能器线条，3、叉指换能器间隙。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、接口、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

本发明实施例提供了一种声表面波滤波器及其实现方法。

根据本发明实施例的一个方面，本发明实施例提供了一种声表面波滤波器。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种声表面波滤波器的结构示意图。

如图1所示，声表面波滤波器包括：压电基片、制作在压电基片表面的叉指换能器，其中，

压电基片为从30°Y至35°Y的石英压电基片中选取的任意一个石英压电基片；

叉指换能器为符合金属线条参数关系的叉指换能器。

在本实施例中，一方面，压电基片选取30°Y至35°Y的石英压电基片。30°Y至35°Y的石英压电基片与现有技术中的压电基片相比，更容易实现全温度范围内的高温度稳定性，且制作的声表面滤波器的性能指标更高。

另一方面，通过选取符合金属线条参数关系的叉指换能器的技术方案，实现了声表面滤波器全温度范围内的频率漂移量得到了大幅度的减小的技术效果。

在一种可能实现的技术方案中，符合金属线条参数关系的叉指换能器为符合式1的叉指换能器，式1：

4xy+y＝A

其中，x为叉指换能器的金属线条的宽度与金属线条的间隙宽度之间的比值，y为金属线条的厚度与声表面波滤波器的波长的比值，A的取值范围为满足使声表面波滤波器的温度系数曲线的拐点温度在10℃至20℃之间的常数区间。

通过本实施例提供的技术方案，使得声表面滤波器全温度范围内的频率漂移量从现有技术中的500ppm减小到200ppm以下，具有还很高的温度稳定性，实现了声表面滤波器的可靠性和精准性。

在一种可能实现的技术方案中，当y的变化区间为2.5％～3.5％时，x的变化区间为1.75～0.82。

当y的变化区间不在2.5％～3.5％时，则声表面滤波器的***损耗、宽带等性能指标均存在明显的恶化。使得声表面滤波器的性能明显降低。

在一种可能实现的技术方案中，一个y对应一个x。

在一种可能实现的技术方案中，A取0.15至0.2之间的任一值。

在一种可能实现的技术方案中，压电基片为33.5°Y石英压电基片。

可以理解的是，33.5°Y为根据国际通用惯例，通过切割线沿Y轴转动33.5°切割得到的压电基片。

在一种可能实现的技术方案中，A的取值为0.175。

请请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种声表面波滤波器的压电基片的温度系数曲线示意图。

如图2所示，当压电基片为33.5°Y石英压电基片，且A的取值为0.175时，声表面波滤波器的温度系数曲线的拐点温度为15℃。其中，横轴表示：

温度(单位：℃)，纵轴表示温度系数(单位：ppm)

在一种可能实现的技术方案中，当y为2.5％时，x为1.5；

当y为3.5％时，x为1.0。

请请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种声表面波滤波器的金属线条参数关系的示意图。

如图3所示，当y为3.5％时，x为1.0，当y为2.5％时，x为1.5。

其中，h/λ＝y，h为金属线条的厚度，λ为声表面波滤波器的波长。

d/d’＝x，d为叉指换能器的金属线条的宽度，d’为金属线条的间隙宽度。

在一种可能实现的技术方案中，声表面波滤波器的频率区间为10MHz～2GHz。

根据本发明的另一个发明，本发明实施例提供了一种声表面波滤波器的实现方法。

请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种声表面波滤波器的流程示意图。

如图4所示，该方法包括：

S100：从30°Y至35°Y的石英压电基片中选取任意一个石英压电基片作为声表面波滤波器的压电基片；

S200：在压电基片的表面制作符合金属线条参数关系的叉指换能器。

在一种可能实现的技术方案中，根据式1确定所述叉指换能器，式1：

4xy+y＝A

其中，x为所述叉指换能器的金属线条的宽度与所述金属线条的间隙宽度之间的比值，y为所述金属线条的厚度与所述声表面波滤波器的波长的比值，A的取值范围为满足使所述声表面波滤波器的温度系数曲线的拐点温度在10℃至20℃之间的常数区间。

在一种可能实现的技术方案中，当y的变化区间为2.5％～3.5％时，x的变化区间为1.75～0.82。

在一种可能实现的技术方案中，一个y对应一个x。

在一种可能实现的技术方案中，A取0.15至0.2之间的任一值。

在一种可能实现的技术方案中，压电基片为33.5°Y石英压电基片。

在一种可能实现的技术方案中，A的取值为0.175。

在一种可能实现的技术方案中，当y为2.5％时，x为1.5；

当y为3.5％时，x为1.0。

在一种可能实现的技术方案中，声表面波滤波器的频率区间为10MHz～2GHz。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

还应理解，在本发明各实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种声表面波滤波器，其特征在于，所述声表面波滤波器包括：压电基片、制作在所述压电基片表面的叉指换能器，其中，

所述压电基片为从30°Y至35°Y的石英压电基片中选取的任意一个石英压电基片；

所述叉指换能器为符合金属线条参数关系的叉指换能器；

其中，符合金属线条参数关系的叉指换能器为符合式1的叉指换能器，式1：

4xy+y＝A

其中，x为所述叉指换能器的金属线条的宽度与所述金属线条的间隙宽度之间的比值，y为所述金属线条的厚度与所述声表面波滤波器的波长的比值，A的取值范围为满足使所述声表面波滤波器的温度系数曲线的拐点温度在10℃至20℃之间的常数区间。

2.根据权利要求1所述的一种声表面波滤波器，其特征在于，

当y的变化区间为2.5％～3.5％时，x的变化区间为1.75～0.82。

3.根据权利要求2所述的一种声表面波滤波器，其特征在于，

一个y对应一个x。

4.根据权利要求1所述的一种声表面波滤波器，其特征在于，

A取0.15至0.2之间的任一值。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种声表面波滤波器，其特征在于，

所述压电基片为33.5°Y石英压电基片。

6.根据权利要求5所述的一种声表面波滤波器，其特征在于，

A的取值为0.175。

7.根据权利要求5所述的一种声表面波滤波器，其特征在于，

当y为2.5％时，x为1.5；

当y为3.5％时，x为1.0。

8.根据权利要求1-4、6-7中任一项所述的一种声表面波滤波器，其特征在于，

所述声表面波滤波器的频率区间为10MHz～2GHz。

9.一种声表面波滤波器的实现方法，其特征在于，所述方法包括：

从30°Y至35°Y的石英压电基片中选取任意一个石英压电基片作为声表面波滤波器的压电基片；

在所述压电基片的表面制作符合金属线条参数关系的叉指换能器；

其中，所述方法还包括：

根据式1确定所述叉指换能器，式1：

4xy+y＝A

其中，x为所述叉指换能器的金属线条的宽度与所述金属线条的间隙宽度之间的比值，y为所述金属线条的厚度与所述声表面波滤波器的波长的比值，A的取值范围为满足使所述声表面波滤波器的温度系数曲线的拐点温度在10℃至20℃之间的常数区间。

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