專利名稱：一種具有高功率承受力的聲表面波濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲表面波濾波器技術(shù)的改進，特別涉及一種具有高功率承受力、工作于射頻頻段的低損耗聲表面波阻抗元濾波器，屬于聲表面波濾波器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聲表面波濾波器具有工作頻率高、體積小、適宜于大規(guī)模生產(chǎn)等特點，被廣泛應(yīng)用于無線通信領(lǐng)域。聲表面波阻抗元濾波器制作在壓電基材上，構(gòu)成聲表面波阻抗元濾波器的主體為聲表面波諧振器。現(xiàn)有的聲表面波諧振器結(jié)構(gòu)如圖1所示，由帶輸入?yún)R流條I和輸出匯流條2的叉指換能器以及位于叉指換能器兩側(cè)的兩反射柵4、5構(gòu)成，其輸入?yún)R流條I和輸出匯流條2位于叉指換能器兩端。信號通過輸入?yún)R流條I輸入叉指換能器并通過輸出匯流條2輸出叉指換能器；3為叉指換能器指條，它的線寬由聲表面波濾波器工作頻率決定，工作頻率越高，指條線寬越窄。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，聲表面波濾波器不斷向著高頻化、低損耗、高功率承受力等方向發(fā)展。由于聲表面波濾波器的工作頻率與叉指換能器的指條線寬呈反比，濾波器工作頻率越高，叉指換能器指條線寬越細，這使得聲表面波濾波器在高頻工作時功率承受能力降低，限制了聲表面波濾波器的應(yīng)用范圍。申請?zhí)枮椤?9125838. X”、發(fā)明名稱為“聲表面波濾波器”的中國發(fā)明專利公開了一種由常規(guī)聲表面波諧振器結(jié)構(gòu)組成的阻抗71結(jié)構(gòu)聲表面波濾波器，但未提出聲表面波濾波器高功率承受力的解決辦法。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中聲表面波濾波器在高頻工作時功率承受能力降低的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高頻、低損耗聲表面波阻抗元濾波器，本聲表面波阻抗元濾波器可以在保證濾波器優(yōu)異電學性能的前提下，具有更高的功率承受能力。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的
一種具有高功率承受力的聲表面波濾波器，本聲表面波濾波器電路結(jié)構(gòu)為阻抗元電路結(jié)構(gòu)，它包括若干聲表面波諧振器，每個聲表面波諧振器包括帶輸入?yún)R流條和輸出匯流條的叉指換能器以及位于叉指換能器兩側(cè)的兩反射柵，其特征在于至少部分聲表面波諧振器為高阻抗聲表面波諧振器，高阻抗聲表面波諧振器的叉指換能器為指對數(shù)完整且并排設(shè)置的兩個，兩叉指換能器共用兩反射柵，第一叉指換能器的輸入?yún)R流條與輸入端口連接，第一叉指換能器的輸出匯流條與第二叉指換能器的輸入?yún)R流條電連接，第二叉指換能器的輸出匯流條與輸出端口連接，第一叉指換能器的輸入?yún)R流條和第二叉指換能器的輸出匯流條位于同一端，第一叉指換能器的輸出匯流條和第二叉指換能器的輸入?yún)R流條位于同一端；兩反射柵位于兩叉指換能器的外側(cè)。
本聲表面波濾波器制作在壓電基材上，壓電基材為鈮酸鋰、鉭酸鋰或石英，或者由上述材料制作的去熱釋電壓電基材。構(gòu)成本聲表面波濾波器的電極薄膜材料為鋁、鋁銅合金、銅或金等材料中的一種或多種，所述電極薄膜可以是單層，也可以是上下疊加的多層。本聲表面波濾波器為單端輸入輸出結(jié)構(gòu)，或者為平衡輸入輸出電路結(jié)構(gòu)。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明將高阻抗聲表面波諧振器應(yīng)用于聲表面波濾波器的制作中，在相同的阻抗下，高阻抗聲表面波諧振器相比于常規(guī)諧振器結(jié)構(gòu)，具有更多的指對數(shù)或更短的孔徑，削弱了每根換能器指條上的電流，使得在不改變聲表面波濾波器電性能的前提下，大幅提高了聲表面波濾波器的功率承受能力。2、通過采用去熱釋電基片材料，可以解決壓電基片在高溫下由熱釋電效應(yīng)產(chǎn)生的靜電燒傷現(xiàn)象，進一步提高濾波器的功率承受力。3、通過采用高功率承受力的聲表面波濾波器結(jié)構(gòu)，選用銅、金等高電導率材料，或使用由Ti/AlCu/Ti/AlCu多層電極薄膜上下疊加而成的復合電極薄膜，可以進一步提高濾波器的功率承受能力。


圖1-常規(guī)聲表面波諧振器結(jié)構(gòu)圖。圖2-本發(fā)明高功率承受力聲表面波濾波器實施例1結(jié)構(gòu)示意圖。圖3-本發(fā)明高阻抗聲表面波諧振器結(jié)構(gòu)圖。圖4-實施例1中濾波器和常規(guī)濾波器電性能測試結(jié)果比較圖。圖5-本發(fā)明高功率承受力聲表面波濾波器實施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。參見圖2，本發(fā)明具有高功率承受力的聲表面波濾波器，其基本電路結(jié)構(gòu)為阻抗元電路結(jié)構(gòu)，構(gòu)成主體為若干聲表面波諧振器，每個聲表面波諧振器包括帶輸入?yún)R流條和輸出匯流條的叉指換能器以及位于叉指換能器兩側(cè)的兩反射柵。本發(fā)明至少部分聲表面波諧振器為高阻抗聲表面波諧振器，即聲表面波諧振器可以全部為高阻抗聲表面波諧振器，也可以部分為高阻抗聲表面波諧振器、部分為常規(guī)結(jié)構(gòu)聲表面波諧振器。高阻抗聲表面波諧振器結(jié)構(gòu)特點為(參見圖3)，從圖上可以看出，本發(fā)明高阻抗聲表面波諧振器的叉指換能器為指對數(shù)完整且并排設(shè)置的兩個，兩叉指換能器共用兩反射柵18、19，第一叉指換能器的輸入?yún)R流條13與輸入端口連接，第一叉指換能器的輸出匯流條與第二叉指換能器的輸入?yún)R流條電連接形成共用匯流條15，第二叉指換能器的輸出匯流條14與輸出端口連接，第一叉指換能器的輸入?yún)R流條13和第二叉指換能器的輸出匯流條14位于同一端，第一叉指換能器的輸出匯流條和第二叉指換能器的輸入?yún)R流條位于同一端。因此兩叉指換能器實質(zhì)為并排設(shè)置的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，串聯(lián)后構(gòu)成復合叉指換能器，第一叉指換能器的輸入?yún)R流條13即為復合叉指換能器的輸入?yún)R流條，第二叉指換能器的輸出匯流條14即為復合叉指換能器的輸出匯流條。兩反射柵18、19位于兩并排設(shè)置的叉指換能器的外側(cè)，即第一個叉指換能器旁的反射柵位于遠離另一個叉指換能器的一端，另一個叉指換能器旁的反射柵位于遠離第一個叉指換能器的一端。圖3中的標號13、14、15均為聲表面波叉指換能器匯流條,其中,標號13為輸入?yún)R流條、標號14為輸出匯流條，標號15為兩并排叉指換能器電連接后的匯流條，信號通過輸入?yún)R流條13輸入復合叉指換能器并通過輸出匯流條14輸出聲表面波復合叉指換能器；16為叉指換能器指條，它的線寬也由聲表面波濾波器工作頻率決定，工作頻率越高，指條線寬越窄；17為相鄰的具有相同相位的兩根指條。聲表面波諧振器的阻抗與諧振器指對數(shù)N、指孔徑W近視呈反比關(guān)系。設(shè)常規(guī)結(jié)構(gòu)聲表面波諧振器的指對數(shù)為N，指孔徑為W，其對應(yīng)的阻抗值為Z。本高阻抗聲表面波諧振器總的指對數(shù)也為N，指孔徑為W，其相當于兩個指對數(shù)為N/2，孔徑為W的常規(guī)結(jié)構(gòu)聲表面波諧振器串聯(lián)，即相當于兩個阻抗為2Z的阻抗串聯(lián)，它總的阻抗即為4Z。因此，在相同的指對數(shù)和指孔徑條件下，高阻抗聲表面波諧振器的阻抗近視為常規(guī)結(jié)構(gòu)聲表面波諧振器阻抗的四倍。當諧振器作為阻抗元濾波器的一部分時，為滿足諧振器之間的阻抗匹配，并使得濾波器的輸入輸出阻抗為50 Q，諧振器的阻抗往往是定值。在相同的阻抗和指孔徑條件下，高阻抗聲表面波諧振器的指對數(shù)為常規(guī)結(jié)構(gòu)聲表面波諧振器指對數(shù)的四倍。指對數(shù)的增力口，使得每根指條上通過的電流降低，從而提高了聲表面波器件的功率承受能力。圖2為一種典型的高功率承受力聲表面波濾波器電路結(jié)構(gòu)，其六個聲表面波諧振器S1、S2、S3、S4、PU P2全部為高阻抗聲表面波諧振器，S1、S2、S3、S4依次串聯(lián)，構(gòu)成串聯(lián)諧振器；P1并聯(lián)在S1、S2之間，P2并聯(lián)在S3、S4之間，PU P2為并聯(lián)諧振器；6為整個濾波器的輸入?yún)R流條，7為整個濾波器的輸出匯流條；標號8、9、10為諧振器之間的信號連接線；11、12為并聯(lián)諧振器接地匯流條。圖4為工作頻率為1268MHz，采用高阻抗聲表面波諧振器組成的高功率承受力聲表面波濾波器和由常規(guī)聲表面波諧振器組成的濾波器的頻率響應(yīng)測試結(jié)果對比圖，其中，虛線為高功率承受力聲表面波濾波器的測試結(jié)果，實線為常規(guī)聲表面波濾波器測試結(jié)果。從測試結(jié)果的對比可以發(fā)現(xiàn)，兩種濾波器具有相似的頻率響應(yīng)特性，表明高功率承受力聲表面波濾波器結(jié)構(gòu)不會惡化濾波器性能。經(jīng)過耐功率測試，結(jié)果表明，當濾波器工作頻率為1268MHz時，傳統(tǒng)聲表面波濾波器結(jié)構(gòu)的耐受功率為IOdBm,本發(fā)明聲表面波濾波器結(jié)構(gòu)的耐受功率在20dBm以上。通過調(diào)整濾波器電極材料，如采用高導電率材料Cu或由Ti/AlCu/Ti/AlCu多層電極薄膜上下疊加而成的復合電極薄膜，濾波器耐受功率可以提高到30dBm以上。圖5為另一種高功率承受力聲表面波濾波器典型結(jié)構(gòu)示意圖，其五個聲表面波諧振器S1、S2、S3、PU P2全部為高阻抗聲表面波諧振器，S1、S2、S3依次串聯(lián)，構(gòu)成串聯(lián)諧振器；P1并聯(lián)在S1、S2之間，P2并聯(lián)在S2、S3之間，P1、P2為并聯(lián)諧振器；20為整個濾波器的輸入?yún)R流條，21為整個濾波器的輸出匯流條；標號22、23為諧振器之間的信號連接線；24、25為并聯(lián)諧振器接地匯流條。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種具有高功率承受力的聲表面波濾波器，本聲表面波濾波器電路結(jié)構(gòu)為阻抗元電路結(jié)構(gòu)，它包括若干聲表面波諧振器，每個聲表面波諧振器包括帶輸入?yún)R流條和輸出匯流條的叉指換能器以及位于叉指換能器兩側(cè)的兩反射柵，其特征在于:至少部分聲表面波諧振器為高阻抗聲表面波諧振器，高阻抗聲表面波諧振器的叉指換能器為指對數(shù)完整且并排設(shè)置的兩個，兩叉指換能器共用兩反射柵，第一叉指換能器的輸入?yún)R流條與輸入端口連接，第一叉指換能器的輸出匯流條與第二叉指換能器的輸入?yún)R流條電連接，第二叉指換能器的輸出匯流條與輸出端口連接，第一叉指換能器的輸入?yún)R流條和第二叉指換能器的輸出匯流條位于同一端，第一叉指換能器的輸出匯流條和第二叉指換能器的輸入?yún)R流條位于同一端；兩反射柵位于兩叉指換能器的外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高功率承受力的聲表面波濾波器，其特征在于:本聲表面波濾波器制作在壓電基材上，壓電基材為鈮酸鋰、鉭酸鋰或石英，或者由上述材料制作的去熱釋電壓電基材。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高功率承受力的聲表面波濾波器，其特征在于:構(gòu)成本聲表面波濾波器的電極薄膜材料為鋁、鋁銅合金、銅或金等材料中的一種或多種，所述電極薄膜為單層或上下疊加的多層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高功率承受力的聲表面波濾波器，其特征在于:本聲表面波濾波器為單端輸入輸出結(jié)構(gòu)，或者為 平衡輸入輸出電路結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有高功率承受力的聲表面波濾波器，它包括若干聲表面波諧振器，每個聲表面波諧振器包括叉指換能器以及反射柵，至少部分聲表面波諧振器為高阻抗聲表面波諧振器，高阻抗聲表面波諧振器的叉指換能器為并排設(shè)置的兩個，兩叉指換能器共用兩反射柵，第一叉指換能器的輸出匯流條與第二叉指換能器的輸入?yún)R流條電連接，第一叉指換能器的輸入?yún)R流條和第二叉指換能器的輸出匯流條位于同一端；兩反射柵位于兩叉指換能器的外側(cè)。本發(fā)明在相同的阻抗下，高阻抗聲表面波諧振器具有更多的指對數(shù)或更短的孔徑，削弱了每根換能器指條上的電流，使得在不改變聲表面波濾波器電性能的前提下，大幅提高了聲表面波濾波器的功率承受能力。
文檔編號H03H9/64GK103078603SQ20131004777
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者杜波, 陳彥光, 傅金橋, 馬晉毅, 蔣欣, 蔣世義 申請人:中國電子科技集團公司第二十六研究所