CN116318035A - 一种声表面波谐振器和无线通信设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种声表面波谐振器和无线通信设备。声表面波谐振器，其特征在于，包括，第一汇流条、第二汇流条、多个第一叉指换能器电极和多个第二叉指换能器电极。还包括多个第一假指电极，第一假指电极设置在第一区域内，第一假指电极与第一直线之间的距离不为0，第一假指电极与第二汇流条之间的距离不为0。多个第二假指电极，第二假指电极设置在第二区域内，第二假指电极与第二直线之间的距离不为0，第二假指电极与第一汇流条之间的距离不为0。多个第一假指电极和多个第二假指电极可以抑制横波模式寄生的问题。提升声表面波滤波器件的性能，能够实现减小***损耗、减弱横波模式寄生造成的通带纹波劣化。
Description
技术领域
本发明实施例涉及声表面波谐振器技术，尤其涉及一种声表面波谐振器和无线通信设备。
背景技术
声表面波滤波器作为射频前端领域重要的元件之一，特别是在移动通信中的基站和移动终端射频、中频部分得到广泛应用。随着4G、5G通信技术的快速发展，对声表面波滤波器技术提出了更高的要求，声学滤波器技术领域从材料、换能器结构、拓扑结构等多维度出发，逐渐突破高世代声波滤波器关键技术。为实现低***损耗、更高频率段应用、低频率温度系数(TCF)、高Q值等的滤波器特性，温度补偿型声表面波(TC-SAW)滤波器、薄膜型声表面波(TF-SAW)滤波器应用而生。
然而，在研究公知的上述声表面波器件中，声波在纵向或横向上离开声轨迹。尤其是在声轨迹的有限孔径中，存在横波模式寄生的问题。相对于传统形式的SAW谐振器，特别是YX-LiTaO3块体衬底中，横波模式寄生对滤波器性能的影响很小，通常不用过多考虑。但在高世代滤波器技术中，如TC-SAW滤波器、TF-SAW滤波器等，横波模式寄生影响很明显，这会使得声表面波滤波器的通带内会存在大量纹波脉动，会增大***损耗和减弱Q值，劣化声表面波器件的滤波器特性。目前常用的横波寄生抑制的手段主要为指条加权和倾斜(例如整体倾斜、指条倾斜及声学通道倾斜等方案)，加权手段对插损性能恶化严重，倾斜会增大滤波器芯片面积和增加拓扑布线难度。
发明内容
本发明提供一种声表面波谐振器和无线通信设备，声表面波谐振器提供了一种横波寄生抑制方案。在声表面波谐振器具有横波寄生抑制能力的同时，避免了插损性能恶化，也避免了增大滤波器芯片面积或增加拓扑布线难度。
第一方面，本发明实施例提供了一种声表面波谐振器，包括：
第一汇流条，所述第一汇流条设置于一侧；
第二汇流条，所述第二汇流条设置于与所述第一汇流条平行相对的另一侧；
多个第一叉指换能器电极，所述第一叉指换能器电极均电连接于所述第一汇流条，所述第一叉指换能器电极的延展方向与所述第一汇流条垂直；各个所述第一叉指换能器电极远离所述第一汇流条的一端所在的第一直线与所述第二汇流条之间形成第一区域；
多个第二叉指换能器电极，所述第二叉指换能器电极均电连接于所述第二汇流条，所述第二叉指换能器电极的延展方向与所述第二汇流条垂直；所述第一叉指换能器电极与所述第二叉指换能器电极交替排布于所述第一汇流条和所述第二汇流条之间；各个所述第二叉指换能器电极远离所述第二汇流条的一端所在的第二直线与所述第一汇流条之间形成第二区域；
多个第一假指电极，所述第一假指电极设置在所述第一区域内，所述第一假指电极与所述第一直线之间的距离不为0，所述第一假指电极与所述第二汇流条之间的距离不为0；
多个第二假指电极，所述第二假指电极设置在所述第二区域内，所述第二假指电极与所述第二直线之间的距离不为0，所述第二假指电极与所述第一汇流条之间的距离不为0。
可选的，所述第一叉指换能器电极和所述第二叉指换能器电极沿所述第一汇流条的延展方向呈第一周期排布；所述第一假指电极和所述第二假指电极均沿所述第一汇流条的延展方向呈第二周期排布；所述第一周期与所述第二周期的周期长度相同。
可选的，所述第一假指电极或所述第二假指电极沿所述第一汇流条的延展方向离散排布。
可选的，所述第一假指电极的延展方向与所述第一叉指换能器电极的延展方向相同，所述第二假指电极的延展方向与所述第二叉指换能器电极的延展方向相同；每个所述第一假指电极均与对应的一个所述第一叉指换能器电极构成第一轴对称图案，每个所述第二假指电极均与对应的一个所述第二叉指换能器电极构成第二轴对称图案，所述第一轴对称图案和所述第二轴对称图案的对称轴均垂直于所述第一汇流条的延展方向。
可选的，所述第一假指电极包括多个第一假指子电极，所述第二假指电极包括多个第二假指子电极，所述第一假指子电极和所述第二假指子电极均沿所述第一汇流条的延展方向离散排布。
可选的，所述第一假指电极或所述第二假指电极沿所述第一汇流条的延展方向连续分布。
可选的，所述第一假指电极和所述第二假指电极均包括沿所述第一汇流条的延展方向延伸的直线图案、锯齿线图案、波浪线图案、正弦图案、余弦图案或方波脉冲图案。
可选的，位于所述第一汇流条与所述第二假指电极间的所述第一叉指换能器电极，相比所述第二汇流条与所述第二假指电极间的所述第一叉指换能器电极相差半个所述第一周期。
可选的，所述第一汇流条与声波波矢间的角度大于0度，且小于15度。
可选的，所述第一区域与所述第二区域上覆盖有介质层。
第二方面，本发明实施例还提供了一种无线通信设备，包括上述任意一种声表面波谐振器。
本发明实施例中，声表面波谐振器包括，第一汇流条，第一汇流条设置于一侧；第二汇流条，第二汇流条设置于与第一汇流条相对的另一侧；多个第一叉指换能器电极，第一叉指换能器电极均电连接于第一汇流条，第一叉指换能器电极的延展方向与第一汇流条垂直；各个第一叉指换能器电极远离第一汇流条的一端所在的第一直线与第二汇流条之间形成第一区域；多个第二叉指换能器电极，第二叉指换能器电极均电连接于第二汇流条，第二叉指换能器电极的延展方向与第二汇流条垂直；第一叉指换能器电极与第二叉指换能器电极交替排布于第一汇流条和第二汇流条之间；各个第二叉指换能器电极远离第二汇流条的一端所在的第二直线与第一汇流条之间形成第二区域；多个第一假指电极，第一假指电极设置在第一区域内，第一假指电极与第一直线之间的距离不为0，第一假指电极与第二汇流条之间的距离不为0；多个第二假指电极，第二假指电极设置在第二区域内，第二假指电极与第二直线之间的距离不为0，第二假指电极与第一汇流条之间的距离不为0。多个第一假指电极和多个第二假指电极可以抑制横波模式寄生的问题，将第一假指电极和第二假指电极以上述形式设置在上述位置，可以使谐振器中的横向模态寄生得到抑制，提高Q值；同时提升声表面波滤波器件的性能，能够实现减小***损耗、减弱横波模式寄生造成的通带纹波劣化。
附图说明
图1为一种声表面波谐振器衬底叠层结构的剖面示意图；
图2为另一种声表面波谐振器衬底叠层结构的剖面示意图；
图3为另一种声表面波谐振器衬底叠层结构的剖面示意图；
图4为相关技术中单端口谐振器的导纳特性曲线图；
图5为本发明实施例提供的一种声表面波谐振器的平面示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图9为图5至图8实施例提供的声表面波谐振器的导纳特性曲线图；
图10为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图11为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图12为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图13为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图14为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图15为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图16为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图17为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图18为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图19为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图20为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图21为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图22为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图；
图23为图22实施例提供的声表面波谐振器的导纳特性曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供了一种声表面波谐振器，针对声表面波谐振器的衬底结构中的膜层平面结构进行了重新设计，从而得到相应的有益效果。本发明实施例不针对声表面波谐振器衬底的叠层结构或声表面波谐振器的用途和种类进行限定，且将在下文示例性的给出几种声表面波谐振器衬底的叠层结构。
图1为一种声表面波谐振器衬底叠层结构的剖面示意图，参考图1。可选的，一种声表面波谐振器衬底的叠层结构可以如下文所述，包括叉指换能器层01、压电材料层02和高声速支撑层04，叉指换能器层01包括叉指换能器(IDT)电极和反射器。压电材料层02层叠于高声速支撑层04上表面，叉指换能器层01层叠于压电材料层02上表面。
图2为另一种声表面波谐振器衬底叠层结构的剖面示意图，参考图2。可选的，声表面波谐振器的另一衬底结构包括压电材料层02、叉指换能器层01、温度补偿层06，叉指换能器层01由IDT电极和反射器构成。叉指换能器层01层叠于压电材料层02上表面，在其上覆盖温度补偿层06。
图3为另一种声表面波谐振器衬底叠层结构的剖面示意图，参考图3。可选的，声表面波谐振器的又一衬底结构包括压电材料层02、中间层03、高声速层05、叉指换能器层01，叉指换能器层01由IDT电极和反射器构成。中间层03层叠于压电材料层02与高声速层05之间，高声速层05设于支撑基底上，或者高声速层05和支撑基底为一体成型。或者中间层03可以用多层中间层层叠结构(可以包括第一中间层031、第二中间层032、第三中间层033)替代。IDT电极和反射器设置在压电材料层02上。
在上述方案中，本发明压电材料层02可以为LiNbO3、LiTaO3、AlN、ZnO、PZT、石英等材料中的任意一种或一种以上。IDT电极材料可采用Cu、Al、Pt、Ti或Cr等金属或上述金属组成的合金，也可以设计为层状结构。中间层03材料可以为SiO2、SiC、Si3N4、SiFO2、AlN或Al2O3等材料，可以为单层材料构成亦可以由多层材料构成。中间层03具有声波能量束缚和温度补偿作用。高声速层05和支撑层04材料可以选择为单晶硅、蓝宝石、金刚石、SiC(4H/6H)、石英晶体或钇铁石榴石铁氧体(YIG)等。高声速层05和支撑层04具有高电阻率(一般大于2000Ω·m)且具有较高声速(相比于中间层材料)。
在相关技术中，常规形态的叉指换能器结构包括呈周期性的IDT梳状电极指条交叠***形成有效孔径区域，电极指条外侧与彼此对置的汇流条连接，汇流条与电极指条前端间隙配置假指电极，假指电极一侧与汇流条连接。当常规形态的叉指换能器配置在上面衬底结构上时，所形成的声表面波器件中存在一些严重的杂波模式寄生，进而影响滤波器的性能。
图4为相关技术中单端口谐振器的导纳特性曲线图，参考图4。
其中横坐标为频率，纵坐标为导纳。从导纳幅值和导纳实部曲线中可以看出在谐振器禁带内存在多个寄生的横波模式尖峰，同时给出了各横波模式对应的位移分布图像。在常规谐振器形态的比较例中，这些横波寄生会严重影响滤波器的通带特性，造成通带插损恶化、纹波增加。所以必须寻求有效的方式来抑制这些横波模式的寄生。
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种声表面波谐振器，在声表面波谐振器中，可以包括：
第一汇流条，第一汇流条设置于一侧。
第二汇流条，第二汇流条设置于与第一汇流条平行相对的另一侧。
多个第一叉指换能器电极，第一叉指换能器电极均电连接于第一汇流条，第一叉指换能器电极的延展方向与第一汇流条垂直。各个第一叉指换能器电极远离第一汇流条的一端所在的第一直线与第二汇流条之间形成第一区域。
多个第二叉指换能器电极，第二叉指换能器电极均电连接于第二汇流条，第二叉指换能器电极的延展方向与第二汇流条垂直。第一叉指换能器电极与第二叉指换能器电极交替排布于第一汇流条和第二汇流条之间。各个第二叉指换能器电极远离第二汇流条的一端所在的第二直线与第一汇流条之间形成第二区域。
多个第一假指电极，第一假指电极设置在第一区域内，第一假指电极与第一直线之间的距离不为0，第一假指电极与第二汇流条之间的距离不为0。
多个第二假指电极，第二假指电极设置在第二区域内，第二假指电极与第二直线之间的距离不为0，第二假指电极与第一汇流条之间的距离不为0。
其中，叉指换能器包括第一叉指换能器电极和第二叉指换能器电极，汇流条包括第一汇流条和第二汇流条，假指电极(又称浮动假指电极)包括第一假指电极和第二假指电极。第一叉指换能器电极和第二叉指换能器电极均垂直于第一汇流条和第二汇流条，避免了相关技术中增大滤波器芯片面积和增加拓扑布线难度的问题。第一假指电极设置在第一叉指换能器电极所在区域和第二汇流条之间。第二假指电极设置在第二叉指换能器电极所在区域和第一汇流条之间。解决了相关技术中叉指换能器配置在上面衬底结构上时，所形成的声表面波器件中存在一些严重的杂波模式寄生，进而影响滤波器性能的问题。下文中还将介绍几种具体实施方式，通过阅读下述实施方式，可以更好的理解本发明实施例。
可选的，第一叉指换能器电极和第二叉指换能器电极沿第一汇流条的延展方向呈第一周期排布。第一假指电极和第二假指电极均沿第一汇流条的延展方向呈第二周期排布。第一周期与第二周期的周期长度相同。
其中，将第一叉指换能器电极和第二叉指换能器电极的排布周期相同，使得多个叉指换能器电极的距离具有较好的一致性。还可以将第一叉指换能器电极和第二叉指换能器电极的分布位置设置为相差半个周期，从而保证声表面波谐振器具有较好的特性。
可选的，在第一周期与第二周期的周期长度相同的基础上，第一假指电极或第二假指电极沿第一汇流条的延展方向离散排布。
可选的，在第一假指电极或第二假指电极沿第一汇流条的延展方向离散排布的基础上，还可以设置为第一假指电极的延展方向与第一叉指换能器电极的延展方向相同，第二假指电极的延展方向与第二叉指换能器电极的延展方向相同。每个第一假指电极均与对应的一个第一叉指换能器电极构成第一轴对称图案，每个第二假指电极均与对应的一个第二叉指换能器电极构成第二轴对称图案，第一轴对称图案和第二轴对称图案的对称轴均垂直于第一汇流条的延展方向。
图5为本发明实施例提供的一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图5。图中示出了一种声表面波谐振器结构，包括IDT电极和反射器(图中未示出)并将其设置在压电材料上表面，IDT电极包括第一叉指换能器电极12第二叉指换能器电极13、彼此对置的两汇流条11，第一叉指换能器电极12的外边缘连接下侧汇流条11，第二叉指换能器电极13的外边缘连接上侧汇流条，第一叉指换能器电极与第二叉指换能器电极的梳状指条部分交叠***形成交叠区域(即有效孔径区域)，定义IDT电极沿汇流条延展方向分布周期为λ，满足v＝λ*f关系，其中v为波速，f为谐振器中心频率。在第一/二IDT电极的沿孔径方向前端与汇流条之间的区域，分别设置浮动假指电极14，在浮动假指电极14靠近汇流条11和IDT电极12/13两侧形成间隙区域15。浮动(floating)假指电极14指条线宽为Wd，长度为Ld。
具体地，浮动假指电极14指条长度Ld可选择0.5λ～2λ范围，优选地1.2λ～1.8λ范围。浮动假指电极14指条线宽Wd选择范围与第一叉指换能器电极12和第二叉指换能器电极13指条的线宽相关。浮动假指电极14指条线宽Wd的选择可采用如下的任意一种形式：
图6为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图6。第一宽度浮动假指电极14a的宽度Wd与IDT电极指条宽度相同。
图7为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图7。第二宽度浮动假指电极14b的宽度Wd大于IDT电极指条宽度，Wd宽度为IDT电极梳状指条宽度w的1.0～2.0倍，优选地0.8～1.5范围。
图8为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图8。第三宽度浮动假指电极14c的宽度Wd小于IDT电极指条宽度，Wd宽度为IDT电极梳状指条宽度w的0.5～1.0倍。
激发的声波在谐振腔内传播时在边界处会发生反射，在谐振器垂直IDT电极两侧由于汇流条的存在边界不是绝对自由的，使得声波要么部分反射回谐振腔，要么滞留在汇流条和腔边界之间的空间，被反射回来的声波中就存在横波模式，引入浮动假指电极，在汇流条和腔边界间的空间形成浮动电势，从而改变腔内的电场分布，允许母线和相对电极之间更好的解耦，从而可以抑制那些不需要的寄生模式。
图9为图5至图8实施例提供的声表面波谐振器的导纳特性曲线图，参考图9。图中示出了上述谐振器的导纳特性曲线，其中上述谐振器的结构设置有浮动假指电极14，电极宽度Wd分别为0.8*w、1.0*w、1.2*w、1.5*w，其中w为IDT电极线宽(IDT金属化率可为0.5)。为了更好的观察，不同线宽下的曲线进行一定量的频率移动，从谐振器导纳曲线中可以看出：与比较例谐振器的导纳特性相比，上述谐振器阻带内的各阶的寄生横波模式得到很好抑制，并且具有较高的导纳比(或阻抗比)，表明具有高的Q值。所以，本发明实施例中涉及的此种设计方式能够进一步提高滤波器的性能指标。
可选的，第一假指电极或第二假指电极沿第一汇流条的延展方向连续分布。
进一步的，第一假指电极和第二假指电极均包括沿第一汇流条的延展方向延伸的直线图案。
图10为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图10。示出上述第一实施方式的第一修改实施方式的声表面波器件结构。如图所示，浮动假指电极14还包括假指电极短路金属条141，假指电极短路金属条141位于浮动假指电极14中靠近上下两侧的位置，假指电极短路金属条141分别与垂直于汇流条的其余浮动假指电极两侧边缘相连接，假指电极短路金属条141线宽与IDT电极线宽接近。
图11为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图11。将第一叉指换能器电极12和第二叉指换能器电极13中，位于浮动假指电极14与汇流条11之间的部分沿着声波传播方向向左或者向右移动1/2周期距离(λ/2)。同样地，在浮动假指电极14边缘两侧连接假指电极短路金属条141。通过配置短路金属条，可以实现消除汇流条与IDT电极前端之间区域的横向间隙部分的电场强度，或至少减小电场强度(金属条、浮动电极与汇流条具有相同的电势)，从而减少或消除了横向间隙模式的激励。采用此结构可以进一步灵活横向模态抑制的设计。
可选的，第一假指电极包括多个第一假指子电极，第二假指电极包括多个第二假指子电极，第一假指子电极和第二假指子电极均沿第一汇流条的延展方向离散排布。
图12为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图12。图中示出本发明中另一种声表面波谐振器结构，包括第一叉指换能器电极12和第二叉指换能器电极13，以及与IDT电极相连接的彼此对置的两汇流条11。浮动假指电极14与汇流条11之间具有间隙区域15，同时浮动假指电极14与叉指换能器之间也具有间隙区域15。将浮动假指电极14设置成阵列形式，阵列中浮动假指电极14的数量至少为N根，且N≥2，并按周期性排列，浮动假指电极阵列的周期小于IDT电极的周期λ。
图13为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图13。在第一叉指换能器电极12和第二叉指换能器电极13对应浮动假指电极14的部分同样设置为浮动假指阵列形式，使得整个设有浮动假指电极14的区域形成浮动假指阵列区21，使整个浮动假指阵列区21中的指条呈周期排列。
图14为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，图15为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图14和图15。进一步地，对浮动假指电极阵列及浮动假指阵列区21两侧边缘设置假指电极短路金属条141，形成短路阵列区域。
具体地，浮动假指电极阵列及浮动假指阵列区21中，假指电极的指条长度Ld选择范围为0.5λ～2λ，优选地1.2λ～1.8λ范围。
可选的，第一假指电极或第二假指电极沿第一汇流条的延展方向连续分布。
进一步的，第一假指电极和第二假指电极均包括沿第一汇流条的延展方向延伸的直线图案。
本发明实施例还给出了一些声表面波谐振器的具体结构。图16为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图16。声表面波谐振器包括第一叉指换能器电极12和第二叉指换能器电极13，以及与IDT电极相连接的彼此对置的汇流条11。浮动假指电极14还包括短假指电极142，在第一叉指换能器电极12和第二叉指换能器电极13与汇流条未连接侧前端设置短假指电极142，短假指电极142的靠近汇流条11侧边缘设置假指电极短路金属条141。在假指电极短路金属条141和汇流条11之间形成高声速空隙19，短假指电极142和假指电极短路金属条141所在区域可以形成低声速区，有效孔径区域为中间声速区，三种不同声速区域共同构成“活塞模式(piston mode)”，从而可以抑制SAW谐振器阻带中横波模式寄生。
图17为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图17。图中示出另一种声表面波器件结构，在高声速空隙19区域设置浮动假指电极14，且浮动假指电极不与短路金属条和汇流条相连接，在两侧形成空隙(gap)区域。
图18为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图18。可选的，所述第一区域与所述第二区域上覆盖有介质层。图中示出另一种声表面波器件结构，在短假指电极142、假指电极短路金属条141和间隙区域15共同位置范围上设置(即覆盖)介质层20，介质层20形状为条状，介质层20材料可采用SiO2、SiC、Si3N4、SiFO2、AlN、Al2O3等单层材料或由这些材料形成的多层材料。
进一步地，介质层20可以设置在短假指电极142、假指电极短路金属条141上表面或下面(即直接层叠在压电材料上表面)。介质层20厚度可选择0～0.5λ范围，优选地为0.2～0.4λ范围。
因此，在实施方式中形成的“活塞模式”结构，提高了声表面波在横向边界处的反射系数,声波能量将有效地限制在有源电极区域中，并且高阶横波模态由于在两侧阶跃剖面的相位反转而不具有电激发性，从而可以有效抑制横波寄生模式。
可选的，第一假指电极或第二假指电极沿第一汇流条的延展方向连续分布。
进一步的，第一假指电极和第二假指电极均包括沿第一汇流条的延展方向延伸的锯齿线图案、波浪线图案、正弦图案、余弦图案或方波脉冲图案。其中，旨在通过修饰浮动假指电极14前端与汇流条区域配置的假指电极短路金属条141的形状，使谐振器中的横向模态寄生得到抑制，提高Q值。
进一步的，位于第一汇流条与第二假指电极间的第一叉指换能器电极，相比第二汇流条与第二假指电极间的第一叉指换能器电极相差半个第一周期。
图19为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图19。其中x方向与y方向垂直。声表面波谐振器包括第一叉指换能器电极12和第二叉指换能器电极13，以及与IDT电极相连接的彼此对置的两汇流条11。在第一叉指换能器电极12和第二叉指换能器电极13和汇流条未连接侧前端与汇流条之间区域配置具有周期性形状起伏变化的假指电极短路金属条141，假指电极短路金属条141数量M≥1，优选地1≤M≤10范围。这些假指电极短路金属条141在谐振器y方向上形成反射栅阵。在IDT电极远离汇流条侧与远离汇流条的金属条之间的空隙区域配置短假指电极142，短假指电极142一侧与假指电极短路金属条141连接。
具有周期性形状起伏变化的假指电极短路金属条141形状为周期性三角折线形，金属条线宽选择0～2.0倍的IDT电极线宽范围(即与IDT电极金属率相关)，优选地，选择0.5～1.5倍的IDT电极线宽范围
图20为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图20。进一步地，假指电极短路金属条141的延伸方向与y方向垂直，具有周期性形状起伏变化的假指电极短路金属条141形状还可采用如下的任意一种结构：
第一种假指电极短路金属条1411：第一种假指电极短路金属条1411形状为周期锯齿形。
第二种假指电极短路金属条1412：第二种假指电极短路金属条1412形状为周期波浪型或三角函数型。
第三种假指电极短路金属条1413：第三种假指电极短路金属条1413形状为周期|sin(x)|或|cos(x)|函数型。
第四种假指电极短路金属条1414：第四种假指电极短路金属条1414形状为周期脉冲型，半周期长度为p。
具有周期性形状起伏变化的假指电极短路金属条141形状在本发明中未示出的一阶、二阶、三阶甚至更高阶的形状，还有其异形形状的金属条配置的情况均落入本发明，如弯曲状、特殊函数型等等。
或者，本发明还有一种实施方式。图21为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图21。在IDT电极远离汇流条侧与远离汇流条的金属条之间的间隙区域不配置短假指电极。
在有效孔径区域(有源区)边缘与汇流条之间的间隙区域配置具有周期性形状起伏变化的假指电极短路金属条141，从而减弱前述间隙区域内的电场(改变电常分布)，来抑制横向间隙模式的激励，这些异形金属条形成的栅阵可以很好地减弱或消除横向间隙模式寄生。其次，具有周期性形状起伏变化的假指电极短路金属条141的配置，使得声波在IDT电极有效孔径区域两侧的边界发生改变，相当于两侧配置了异形反射器，可以调节谐振腔波导边界的反射系数和透射系数，在不影响基模的情况下，使得寄生的高阶模态和横向模式减弱或抑制。
可选的，第一汇流条与声波波矢间的角度大于0度，且小于15度。
图22为本发明实施例提供的另一种声表面波谐振器的平面示意图，参考图22。本发明实施例中的所有谐振器结构还可以配置成图中所示的形式，通过整体倾斜设计可以进一步抑制横波寄生模式。对任一种谐振器结构沿波矢方向k顺时针或逆时针旋转一定角度β，β取值范围为-15°～15°，优选地，β取值范围为-7°～7°。
本发明中提出的谐振器结构，可以在用来构建声学滤波器元件，可以是带通滤波器、带阻滤波器、高通/低通滤波器等。对应滤波器可以具有梯形电路拓扑结构、Π型电路拓扑结构、X型电路拓扑结构或双模耦合(DMS)电路拓扑结构等。进一步地，由此发明得到的滤波器可以用于双工器、四工器或更高阶多工器中。
图23为图22实施例提供的声表面波谐振器的导纳特性曲线图，参考图23。图中示出上述谐振器的导纳特性曲线，包括导纳幅值和导纳实部曲线，其中谐振器的结构为图22所示的结构形式，谐振器绕波矢k旋转角度β为5°，两曲线分别对应浮动假指情形和非浮动假指情形，其中浮动假指和非浮动假指电极宽度Wd分别为1.2*w，其中w为IDT电极线宽(IDT金属化率为0.5)。为了方便比较分析，两种谐振器的导纳曲线进行的一定量的频率移动，从谐振器导纳曲线中可以看出：由于谐振器旋转和浮动假指设置，使谐振器阻带内的各阶横波寄生模式得到很好抑制，阻带内曲线光滑，这非常有利于滤波器通带内纹波脉动抑制。
本发明实施例还提供了一种无线通信设备，包括上述任意一种声表面波谐振器的特征。
其中，由于本发明实施例中的无线通信设备包括上述任意一种声表面波谐振器，因此具有相应的有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (11)
1.一种声表面波谐振器，其特征在于，包括：
第一汇流条，所述第一汇流条设置于一侧；
第二汇流条，所述第二汇流条设置于与所述第一汇流条平行相对的另一侧；
多个第一叉指换能器电极，所述第一叉指换能器电极均电连接于所述第一汇流条，所述第一叉指换能器电极的延展方向与所述第一汇流条垂直；各个所述第一叉指换能器电极远离所述第一汇流条的一端所在的第一直线与所述第二汇流条之间形成第一区域；
多个第二叉指换能器电极，所述第二叉指换能器电极均电连接于所述第二汇流条，所述第二叉指换能器电极的延展方向与所述第二汇流条垂直；所述第一叉指换能器电极与所述第二叉指换能器电极交替排布于所述第一汇流条和所述第二汇流条之间；各个所述第二叉指换能器电极远离所述第二汇流条的一端所在的第二直线与所述第一汇流条之间形成第二区域；
多个第一假指电极，所述第一假指电极设置在所述第一区域内，所述第一假指电极与所述第一直线之间的距离不为0，所述第一假指电极与所述第二汇流条之间的距离不为0；
多个第二假指电极，所述第二假指电极设置在所述第二区域内，所述第二假指电极与所述第二直线之间的距离不为0，所述第二假指电极与所述第一汇流条之间的距离不为0。
2.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述第一叉指换能器电极和所述第二叉指换能器电极沿所述第一汇流条的延展方向呈第一周期排布；所述第一假指电极和所述第二假指电极均沿所述第一汇流条的延展方向呈第二周期排布；所述第一周期与所述第二周期的周期长度相同。
3.根据权利要求2所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述第一假指电极或所述第二假指电极沿所述第一汇流条的延展方向离散排布。
4.根据权利要求3所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述第一假指电极的延展方向与所述第一叉指换能器电极的延展方向相同，所述第二假指电极的延展方向与所述第二叉指换能器电极的延展方向相同；每个所述第一假指电极均与对应的一个所述第一叉指换能器电极构成第一轴对称图案，每个所述第二假指电极均与对应的一个所述第二叉指换能器电极构成第二轴对称图案，所述第一轴对称图案和所述第二轴对称图案的对称轴均垂直于所述第一汇流条的延展方向。
5.根据权利要求4所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述第一假指电极包括多个第一假指子电极，所述第二假指电极包括多个第二假指子电极，所述第一假指子电极和所述第二假指子电极均沿所述第一汇流条的延展方向离散排布。
6.根据权利要求2所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述第一假指电极或所述第二假指电极沿所述第一汇流条的延展方向连续分布。
7.根据权利要求6所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述第一假指电极和所述第二假指电极均包括沿所述第一汇流条的延展方向延伸的直线图案、锯齿线图案、波浪线图案、正弦图案、余弦图案或方波脉冲图案。
8.根据权利要求6所述的声表面波谐振器，其特征在于，位于所述第一汇流条与所述第二假指电极间的所述第一叉指换能器电极，相比所述第二汇流条与所述第二假指电极间的所述第一叉指换能器电极相差半个所述第一周期。
9.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述第一汇流条与声波波矢间的角度大于0度，且小于15度。
10.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述第一区域与所述第二区域上覆盖有介质层。
11.一种无线通信设备，其特征在于，包括权利要求1-10任一所述的声表面波谐振器。
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