本發(fā)明屬于諧振器，特別涉及一種基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器及體聲波濾波器。

背景技術(shù)：

1、在體聲波諧振器工作時(shí)，主要利用了縱向聲波的傳輸完成電能-機(jī)械能-電能的轉(zhuǎn)換。然而現(xiàn)有的諧振器在工作時(shí)不僅僅只有縱向傳輸模式，還存在橫向模式，這將嚴(yán)重影響諧振器的工作性能。

2、而現(xiàn)有技術(shù)為抑制橫向模式的產(chǎn)生，一般會(huì)將諧振器設(shè)計(jì)成沒(méi)有平行邊和直角的形狀（諧振器形狀具體指底電極和壓電層重疊部分的輪廓形狀以及壓電層和頂電極重疊部分的輪廓形狀），例如五邊形（參考附圖4），旨在通過(guò)增加橫向波的傳輸距離從而減少寄生效應(yīng)。

3、然而上述形狀依然會(huì)導(dǎo)致諧振器產(chǎn)生較多振動(dòng)節(jié)點(diǎn)，以致?lián)p耗了部分能量，從而導(dǎo)致諧振器性能（例如q值）下降。

4、因此，現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供了一種基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器及體聲波濾波器，能夠使諧振器產(chǎn)生更少的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)，從而減少能量損耗，大大提高諧振器的性能。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器，包括依次堆疊設(shè)置的襯底、支撐層、底電極、壓電層和頂電極，所述襯底與所述支撐層之間設(shè)置有空腔，所述底電極和所述壓電層重疊部分以及所述壓電層和所述頂電極重疊部分的輪廓形狀均為對(duì)稱的封閉圖形且所述封閉圖形包括內(nèi)擺線和/或外擺線，所有所述內(nèi)擺線均基于第一動(dòng)圓和第一定圓得到，且所有所述外擺線均基于第二動(dòng)圓和第二定圓得到。

3、本發(fā)明提供的基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器，其形狀為內(nèi)外擺線構(gòu)成的對(duì)稱封閉圖形，相比于傳統(tǒng)的五邊形諧振器，能夠進(jìn)一步抑制寄生模態(tài)，以此提高諧振器性能。

4、進(jìn)一步的，所述內(nèi)擺線包括至少兩條相接的第一弧線段，兩條相接的所述第一弧線段的交接處設(shè)置有邊緣平滑的第一凸出部，每個(gè)所述第一凸出部均關(guān)于對(duì)應(yīng)的一個(gè)第一對(duì)稱軸對(duì)稱，所述第一對(duì)稱軸經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的所述第一凸出部的頂點(diǎn)；

5、所述第一凸出部上取關(guān)于所述第一對(duì)稱軸對(duì)稱的任意兩點(diǎn)并分別作為第一點(diǎn)和第二點(diǎn)，所述第一點(diǎn)到對(duì)應(yīng)的所述第一凸出部的頂點(diǎn)的向量作為第一向量，所述第二點(diǎn)到對(duì)應(yīng)的所述第一凸出部的頂點(diǎn)的向量作為第二向量，所述第一向量和所述第二向量之間的夾角為鈍角。

6、設(shè)計(jì)出將尖峰優(yōu)化為邊緣平滑的第一凸出部的內(nèi)擺線構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)諧振器性能的提升并有效降低其加工難度。

7、進(jìn)一步的，所述內(nèi)擺線滿足以下條件：

8、；

9、；

10、；

11、其中，以所述第一定圓的圓心作為第一原點(diǎn)建立第一直角坐標(biāo)系，為所述內(nèi)擺線上的點(diǎn)在所述第一直角坐標(biāo)系下的x軸坐標(biāo)值，為所述內(nèi)擺線上的點(diǎn)在所述第一直角坐標(biāo)系下的y軸坐標(biāo)值，為所述內(nèi)擺線上的點(diǎn)在所述第一直角坐標(biāo)系下與所述第一動(dòng)圓的連線和與所述第一定圓的連線之間的夾角，為所述第一定圓的半徑，為所述第一動(dòng)圓的半徑，為預(yù)設(shè)的第一實(shí)數(shù)，為預(yù)設(shè)的第一參數(shù)。

12、通過(guò)在一般內(nèi)擺線的參數(shù)方程基礎(chǔ)上增加，由此消除一般內(nèi)擺線上的尖峰并形成邊緣平滑的第一凸出部，進(jìn)而避免尖峰降低諧振器性能并有效降低加工難度。

13、進(jìn)一步的，所述外擺線包括至少兩條相接的第二弧線段，兩條相接的所述第二弧線段的交接處設(shè)置有邊緣平滑的第二凸出部，每個(gè)所述第二凸出部均關(guān)于對(duì)應(yīng)的一個(gè)第二對(duì)稱軸對(duì)稱，所述第二對(duì)稱軸經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的所述第二凸出部的頂點(diǎn)；

14、所述第二凸出部上取關(guān)于所述第二對(duì)稱軸對(duì)稱的任意兩點(diǎn)并分別作為第三點(diǎn)和第四點(diǎn)，所述第三點(diǎn)到對(duì)應(yīng)的所述第二凸出部的頂點(diǎn)的向量作為第三向量，所述第四點(diǎn)到對(duì)應(yīng)的所述第二凸出部的頂點(diǎn)的向量作為第四向量，所述第三向量和所述第四向量之間的夾角為鈍角。

15、設(shè)計(jì)出將尖峰優(yōu)化為邊緣平滑的第二凸出部的外擺線構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)諧振器性能的提升并有效降低其加工難度。

16、進(jìn)一步的，所述外擺線滿足以下條件：

17、；

18、；

19、；

20、其中，以所述第二定圓的圓心作為第二原點(diǎn)建立第二直角坐標(biāo)系，為所述外擺線上的點(diǎn)在所述第二直角坐標(biāo)系下的x軸坐標(biāo)值，為所述外擺線上的點(diǎn)在所述第二直角坐標(biāo)系下的y軸坐標(biāo)值，為所述外擺線上的點(diǎn)在所述第二直角坐標(biāo)系下與所述第二動(dòng)圓的連線和與所述第二定圓的連線之間的夾角，為所述第二定圓的半徑，為所述第二動(dòng)圓的半徑，為預(yù)設(shè)的第二實(shí)數(shù)，為預(yù)設(shè)的第二參數(shù)。

21、進(jìn)一步的，所述底電極和所述壓電層重疊部分以及所述壓電層和所述頂電極重疊部分的輪廓形狀在上下方向上的投影完全重合。

22、進(jìn)一步的，所述底電極和所述壓電層重疊部分以及所述壓電層和所述頂電極重疊部分的輪廓形狀相同且所述底電極和所述壓電層重疊部分以及所述壓電層和所述頂電極重疊部分的輪廓大小依次減小或增大。

23、進(jìn)一步的，所述封閉圖形還包括直線和/或除所述內(nèi)擺線和所述外擺線外的弧線或曲線。

24、第二方面，本發(fā)明提供一種體聲波濾波器，包括上述的所述基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器。

25、進(jìn)一步的，包括多個(gè)相互串接的所述內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器和/或多個(gè)相互并接的所述內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器。

26、由上可知，本發(fā)明的基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器，由于內(nèi)外擺線構(gòu)成的諧振器形狀更加對(duì)稱，相比于現(xiàn)有的五邊形諧振器，對(duì)稱結(jié)構(gòu)的諧振器會(huì)產(chǎn)生更少的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)，從而減少了能量損耗，極大程度地提高諧振器的q值，同時(shí)內(nèi)外擺線可以通過(guò)函數(shù)關(guān)系直接得到，更便于設(shè)計(jì)且曲線弧度平滑，有助于改善應(yīng)力集中的問(wèn)題，以此優(yōu)化并提升諧振器性能。

27、本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫的說(shuō)明書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器，其特征在于，包括依次堆疊設(shè)置的襯底（100）、支撐層（200）、底電極（300）、壓電層（400）和頂電極（500），所述襯底（100）與所述支撐層（200）之間設(shè)置有空腔（600），其特征在于，所述底電極（300）和所述壓電層（400）重疊部分以及所述壓電層（400）和所述頂電極（500）重疊部分的輪廓形狀均為對(duì)稱的封閉圖形且所述封閉圖形包括內(nèi)擺線（710）和/或外擺線（720），所有所述內(nèi)擺線（710）均基于第一動(dòng)圓和第一定圓得到，且所有所述外擺線（720）均基于第二動(dòng)圓和第二定圓得到。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器，其特征在于，所述內(nèi)擺線（710）包括至少兩條相接的第一弧線段（711），兩條相接的所述第一弧線段（711）的交接處設(shè)置有邊緣平滑的第一凸出部（712），每個(gè)所述第一凸出部（712）均關(guān)于對(duì)應(yīng)的一個(gè)第一對(duì)稱軸對(duì)稱，所述第一對(duì)稱軸經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的所述第一凸出部（712）的頂點(diǎn)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器，其特征在于，所述內(nèi)擺線（710）滿足以下條件：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器，其特征在于，所述外擺線（720）包括至少兩條相接的第二弧線段（721），兩條相接的所述第二弧線段（721）的交接處設(shè)置有邊緣平滑的第二凸出部（722），每個(gè)所述第二凸出部（722）均關(guān)于對(duì)應(yīng)的一個(gè)第二對(duì)稱軸對(duì)稱，所述第二對(duì)稱軸經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的所述第二凸出部（722）的頂點(diǎn)；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器，其特征在于，所述外擺線（720）滿足以下條件：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器，其特征在于，所述底電極（300）和所述壓電層（400）重疊部分以及所述壓電層（400）和所述頂電極（500）重疊部分的輪廓形狀在上下方向上的投影完全重合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器，其特征在于，所述底電極（300）和所述壓電層（400）重疊部分以及所述壓電層（400）和所述頂電極（500）重疊部分的輪廓形狀相同且所述底電極（300）和所述壓電層（400）重疊部分以及所述壓電層（400）和所述頂電極（500）重疊部分的輪廓大小依次減小或增大。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器，其特征在于，所述封閉圖形還包括直線和/或除所述內(nèi)擺線（710）和所述外擺線（720）外的弧線或曲線。

9.一種體聲波濾波器，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的體聲波濾波器，其特征在于，包括多個(gè)相互串接的所述內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器和/或多個(gè)相互并接的所述內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器及體聲波濾波器，屬于諧振器技術(shù)領(lǐng)域，包括依次堆疊設(shè)置的襯底、支撐層、底電極、壓電層和頂電極，襯底與支撐層之間設(shè)置有空腔，底電極和壓電層重疊部分以及壓電層和頂電極重疊部分的輪廓形狀均為對(duì)稱的封閉圖形且封閉圖形包括內(nèi)擺線和/或外擺線，所有內(nèi)擺線均基于第一動(dòng)圓和第一定圓得到，且所有外擺線均基于第二動(dòng)圓和第二定圓得到。本發(fā)明的基于內(nèi)外擺線構(gòu)型的體聲波諧振器能夠使諧振器產(chǎn)生更少的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)，從而減少能量損耗，大大提高諧振器的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：李國(guó)強(qiáng),衣新燕,王嘉麒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣州市艾佛光通科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19