CN112332795A - 一种表面开槽的兰姆波谐振器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种表面开槽的兰姆波谐振器，属于声表面波谐振器领域，具体包括压电模块、汇流条、电极和凹槽；电极位于压电模块上表面，且呈周期性排布；在电极沿孔径方向的两端设置有汇流条；每隔n个电极，在压电模块上表面设置有凹槽；汇流条用于对电极施加电压；凹槽用于通过破坏压电模块表面的连续性，抑制杂散波。兰姆波谐振器还包括假指；假指位于每个电极末端与汇流条之间，用于抑制能量的横向泄露，提高谐振器的Q值。本发明提供的兰姆波谐振器采用凹槽设计，极大抑制了谐振器中的杂散波。
Description
技术领域
本发明属于声表面波谐振器领域，更具体地，涉及一种表面开槽的兰姆波谐振器。
背景技术
5G通讯邻域的发展对高频滤波器件性能指标要求越来越高，特别是在手机射频终端邻域，滤波器的使用量大幅增加，而谐振器作为滤波器中最基本的结构单元之一，谐振器的频率、机电耦合系数和Q值等参数都对滤波器的性能起着十分关键的作用。
如今基于体声波谐振器的滤波器占据了很大部分的市场，但是体声波谐振器存在机电耦合系数小的缺点，且体声波谐振器的谐振频率与压电材料厚度相关，随着频率的逐渐升高，对体声波谐振器中压电材料厚度的要求也越来越严苛。近10年来关于兰姆波谐振器的研究，使谐振器同时具有高频、高机电耦合系数和高Q值，而且以硅基为衬底的兰姆波谐振器更容易与其他器件一起集成到智能手机的前端模块中。但是横波杂散一直是兰姆波谐振器中存在的问题，而横波杂散的存在会严重影响到基于兰姆波谐振器的滤波器设计，所以有必要抑制兰姆波谐振器中的横波杂散。
现有技术中对能很好抑制横波杂散的方式需要对整体结构造成较大的破坏，这会使本就具有物理结构不稳定缺点的兰姆波谐振器的物理结构更容易被破坏。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供了一种表面开槽的兰姆波谐振器，旨在解决传统谐振器由于存在器件边界，边界的作用使得谐振器中除了所需的工作模式外，常常伴随杂散波的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种表面开槽的兰姆波谐振器，包括压电模块、汇流条、电极和凹槽；
电极位于压电模块上表面，且呈周期性排布；在电极沿孔径方向的两端设置有汇流条；每隔n个电极，在压电模块上表面设置有凹槽；其中，n≥1；
汇流条用于对电极施加电压；凹槽用于通过破坏压电模块表面的连续性，抑制杂散波。
优选地，表面开槽的兰姆波谐振器还包括假指；假指位于每个电极末端与汇流条之间，用于抑制能量的横向泄露，提高谐振器的Q值。
优选地，压电模块为钽酸锂。
优选地，每隔两个电极，在压电模块上设置凹槽。
优选地，凹槽的宽度为凹槽两侧电极之间的距离，凹槽沿孔径方向的长度为同一径向两端汇流条之间的距离。
优选地，假指材料为铝。
通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：
本发明提供的凹槽结构会破坏压电材料表面的连续性，会对谐振模式和杂散波同时产生影响，凹槽结构的引入可以极大地抑制谐振器中绝大部分的杂散波。
本发明提供的假指结构可以抑制谐振器中能量的横向泄露，将能量更多地约束在谐振器中，即更多地能量存储在谐振器中，进而提高谐振器的Q值。
附图说明
图1是本发明提供的具有假指的表面开槽的兰姆波谐振器结构示意图；
图2是本发明提供的压电材料为42°YX-LiTaO3的现有导纳曲线图；
图3是本发明实施例一提供的压电材料为42°YX-LiTaO3的加假指和凹槽的导纳曲线图；
图4是本发明提供的压电材料为36°YX-LiTaO3的现有导纳曲线图；
图5是本发明实施例二提供的压电材料为36°YX-LiTaO3的加假指和凹槽的导纳曲线图；
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中，101：压电模块；102：汇流条；103：电极；104：假指；105：凹槽；K2：机电耦合系数；Q：-3dB-Q值。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1，本发明提供了一种表面开槽的兰姆波谐振器，包括压电模块101、汇流条102、电极103和凹槽105；
电极103位于压电模块101上表面，且呈周期性排布；在电极103沿孔径方向的两端设置有汇流条102；每隔n个电极，在压电模块101上表面设置有凹槽；其中，n≥1；
汇流条102用于对电极103施加电压；凹槽105用于通过破坏压电模块101表面的连续性，抑制杂散波。
本发明设置的凹槽105结构会破坏压电模块101表面的连续性，进而对谐振模式和杂散波同时产生影响，凹槽105结构的引入虽然会小范围降低谐振模式的频率和机电耦合系数，但是可以抑制绝大部分的杂散波。
优选地，表面开槽的兰姆波谐振器还包括假指104，假指104设置于每个电极103末端与汇流条102之间；用于抑制能量的横向泄露，将能量更多的约束在谐振器内，进而提高谐振器的Q值。
优选地，压电模块101为钽酸锂。
优选地，每隔两个电极103，在压电模块101上设置凹槽。
优选地，凹槽105的宽度为凹槽105两侧电极之间的距离，凹槽105沿孔径方向的长度为同一径向两端汇流条102之间的距离。
优选地，假指104材料为铝。
实施例一
本实施例公开的兰姆波谐振器包括压电模块101、汇流条102、电极103、假指104和凹槽105；其中压电模块101使用42°YX-LiTaO3；假指104的材料为金属Al；电极103在压电模块101上表面，电极103呈周期性排布，且在电极103沿孔径方向的两端设置有汇流条102，通过汇流条102对电极103施加电压，每个电极103末端与汇流条102之间设置有假指104；每隔两个电极103，在压电模块101上表面设置有凹槽105，凹槽105的宽度为凹槽105两侧电极103之间的距离，凹槽105沿孔径方向的长度为两个汇流条102之间的距离。
图2压电材料为42°YX-LiTaO3的现有导纳曲线图；图3是本实施例提供的压电材料为42°YX-LiTaO3的加假指和凹槽的导纳曲线图；对比图2和图3，加假指104和凹槽105后，杂波数量明显减少，且加假指104和凹槽105后，Q值从6735提升至23375，机电耦合系数达到9.48％。
实施例二
本实施例公开的兰姆波谐振器包括压电模块101、汇流条102、电极103和凹槽105；其中压电模块101使用36°YX-LiTaO3；假指104的材料为金属Al；电极103在压电模块101上表面，电极103呈周期性排布，且在电极103沿孔径方向的两端设置有汇流条102，通过汇流条102对电极103施加电压，每个电极103末端与汇流条102之间设置有假指104；每隔两个电极103，在压电模块101上表面设置有凹槽105，凹槽105的宽度为凹槽105两侧电极103之间的距离，凹槽105沿孔径方向的长度为两个汇流条102之间的距离。
图4压电材料为36°YX-LiTaO3的现有导纳曲线图；图5是本实施例提供的压电材料为36°YX-LiTaO3的加假指和凹槽的导纳曲线图；对比图2和图3，加假指104和凹槽105后，杂波数量明显减少，且加假指104和凹槽105后，Q值从7467提升至21127，机电耦合系数达到10.42％。
图2～5中的K2为机电耦合系数；Q为-3dB-Q值。
与现有技术相比，本发明能够取得以下有益效果：
本发明提供的凹槽结构会破坏压电材料表面的连续性，会对谐振模式和杂散波同时产生影响，凹槽结构的引入可以极大地抑制谐振器中绝大部分的杂散波。
本发明提供的假指结构可以抑制谐振器中能量的横向泄露，将能量更多地约束在谐振器中，即更多地能量存储在谐振器中，进而提高谐振器的Q值。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种表面开槽的兰姆波谐振器，其特征在于，包括压电模块(101)、汇流条(102)、电极(103)和凹槽(105)；
所述电极(103)位于所述压电模块(101)上表面，且呈周期性排布；在所述电极(103)沿孔径方向的两端设置有汇流条(102)；每隔n个电极，在所述压电模块(101)上表面设置有所述凹槽(105)；其中，n≥1；
所述凹槽(105)用于通过破坏所述压电模块(101)表面的连续性，抑制杂散波。
2.根据权利要求1所述的兰姆波谐振器，其特征在于，还包括假指(104)，所述假指(104)位于每个所述电极(103)末端与所述汇流条(102)之间，用于抑制能量的横向泄露，提高谐振器的Q值。
3.根据权利要求1所述的兰姆波谐振器，其特征在于，所述压电模块(101)为钽酸锂。
4.根据权利要求1至3任一所述的兰姆波谐振器，其特征在于，每隔两个所述电极(103)，在所述压电模块(101)上设置所述凹槽(105)。
5.根据权利要求4所述的兰姆波谐振器，其特征在于，所述凹槽(105)的宽度为凹槽两侧所述电极(103)之间的距离，所述凹槽(105)沿孔径方向的长度为同一径向两端所述汇流条(102)之间的距离。
6.根据权利要求2所述的兰姆波谐振器，其特征在于，所述假指(104)的材料为铝。
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