一種多信道聲表面波濾波器的製造方法
2023-12-06 16:00:51 2
一種多信道聲表面波濾波器的製造方法
【專利摘要】本實用新型一種多信道聲表面波濾波器，在壓電基片的一切向方向上並列設置兩個扇形換能器，扇形換能器包含多個窄帶濾波器，每個窄帶濾波器有一對輸入換能器和輸出換能器，多個窄帶濾波器通過輸入換能器的相互並聯和輸出換能器的相互並聯，實現並聯連接；每個窄帶濾波器看成一個通帶，多個窄帶濾波器的複數信號相加形成整體帶通；整體帶通包括多個阻帶，與阻帶相應的窄帶濾波器的輸入換能器與輸出換能器之間的距離，在通帶基礎上增加聲同步表面波半個波長的奇數倍；阻帶使所述整體帶通上形成陷波，陷波兩側形成帶通。本實用新型既能實現多帶通濾波的特性，又具備體積小、電路連接簡單的特點。
【專利說明】一種多信道聲表面波濾波器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用於北鬥衛星導航、移動通信、雷達等電子設備中的多通帶窄帶換能器，尤其是能在單一換能器上實現多通帶及窄帶濾波的聲表面濾波器。
【背景技術】
[0002]目前在北鬥衛星導航、移動通信、雷達等電子設備中，頻分多址是常用的通信方式。頻分多址要求在不同頻率點建立通信頻率鏈路，同時在不需要的頻率點進行抑制，例如北鬥通信在1561MHz、1268MHz等頻率點形成通信頻率鏈路，之後成為信道。
[0003]建立通信頻率鏈路通常的方式是在這些頻率點中的每一個點使用一個聲表面波濾波器進行濾波，即每個濾波器形成一個頻率通帶，一個頻率通帶對應於通信系統的一個信道。
[0004]針對多通帶的濾波方式通常會採用如下2種方案:
[0005]I)採用多個濾波器，每個濾波器採取單獨封裝的方式，然後通過電路連接起來，這種方式由於用到多個封裝，體積大。
[0006]2)採用將多個濾波器晶片封裝在一個封裝外殼中，即採用多工器的方式實現。由於採用了多個晶片，每個晶片實現一個通帶的濾波器功能，晶片面積依然較大，如EPCOS公司或者Murata公司的產品。
[0007]上述I)和2)的方式由於都是採取多個晶片外圍電路連接方式，連接也較為複雜。
[0008]因此，現有技術存在缺陷，有待於進一步改進和發展。
實用新型內容
[0009]針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的在於，解決現在特種通訊需求多通帶濾波的問題，提供一種能夠實現多帶通濾波的單一晶片，該晶片既能實現多帶通濾波的特性，又具備體積小、電路連接簡單的特點。
[0010]為實現上述目的，本實用新型的技術解決方案是:
[0011]一種多信道聲表面波濾波器，包括壓電基片，其中，在所述壓電基片的一切向方向上並列設置兩個扇形換能器，所述扇形換能器包含多個窄帶濾波器，所述每個窄帶濾波器包括一對輸入換能器和輸出換能器，所述多個窄帶濾波器相互並聯；
[0012]所述輸入換能器作為射頻信號輸入端，所述輸出換能器作為射頻信號輸出端；在輸入換能器上設置輸入匯流條電極，在輸出換能器上設置輸出匯流條電極；射頻信號從輸入匯流條電極輸入，從輸出匯流條電極輸出；
[0013]所述每個窄帶濾波器看成一個通帶，所述多個窄帶濾波器的複數信號相加形成整體帶通，其中，
[0014]所述輸入換能器為叉指鋁電極，所述輸出換能器為叉指鋁電極；
[0015]所述整體帶通設置多個阻帶，所述阻帶兩側形成通帶，與所述阻帶對應的窄帶濾波器的輸入換能器與輸出換能器之間的距離，在通帶基礎上增加半個聲同步表面波波長的奇數倍；
[0016]所述整體帶通包括多個阻帶，所述阻帶使所述整體帶通上形成陷波，所述陷波兩側形成帶通。
[0017]所述的一種多信道聲表面波濾波器，其中，所述叉指鋁電極對應的指條寬度是相應窄帶濾波器聲同步表面波波長的1/4，叉指鋁電極孔徑是1.35mm。
[0018]所述的一種多信道聲表面波濾波器，其中，所述整體通帶分成4個窄帶濾波器，所述頻率最高和頻率最低的窄帶濾波器的中心頻率分別是143MHz和137MHz。
[0019]所述的一種多信道聲表面波濾波器，其中，所述輸入換能器包括50對叉指鋁電極，所述輸出換能器包括58對叉指鋁電極。
[0020]所述的一種多信道聲表面波濾波器，其中，所述壓電基片採用ST-X石英。
[0021]本實用新型提供的一種多信道聲表面波濾波器，在單一晶片基礎上，設置扇形換能器，所述扇形換能器包括多個窄帶濾波器，窄帶濾波器的個數根據需要設定，每個窄帶濾波器包括一對輸入換能器和輸出換能器，多個窄帶濾波器並聯；輸入換能器和輸出換能器由叉指鋁電極構成，每個窄帶濾波器對應一個帶通，多個並聯的帶通構成整體帶通；本實用新型設置多個阻帶，阻帶兩側是帶通；與阻帶對應的窄帶濾波器的輸入換能器與輸出換能器之間的距離Lj』比通帶窄帶濾波器的輸入換能器與輸出換能器之間的距離增加半個聲同步表面波波長的奇數倍，從而使該窄帶濾波器與相鄰通帶窄帶濾波器信號相位相反幅度相減形成阻帶，實現帶通分割。在整體通帶上形成多個陷波，就可以實現多信道的通帶隔離。體積小、且電路連接簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型寬帶濾波器的結構示意圖；
[0023]圖2是本實用新型寬帶濾波器的整體通帶圖；
[0024]圖3是本實用新型多信道聲表面波濾波器的結構示意圖；
[0025]圖4是本實用新型多信道聲表面濾波器的頻率通帶響應圖；
[0026]圖5是本實用新型多信道聲表面波濾波器的一優選實施例的頻率帶通。
【具體實施方式】
[0027]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
[0028]聲表面波扇形叉指換能器(SurfaceAcoustic Wave Filter used SlantedInterdigital Transducers)實現寬帶濾波的功能，稱為扇形濾波器，扇形濾波器可以看成是由多個窄帶濾波器8組成，每個窄帶濾波器形成一個窄的通帶，每個窄帶濾波器由輸入換能器2和輸出換能器3組成，如圖1所示。各個窄帶濾波器8電學上並聯，整體電信號是複數信號相加。第j個窄帶濾波器對應的左右兩個換能器的間距Lj和該窄帶濾波器的子帶通中心頻率Fj滿足一定的關係，這個關係的滿足使得相鄰通帶之間的相位同相，從而複數信號相加就使相鄰通帶幅度相加，多個通帶疊加的結果就是一個寬通帶濾波器，通常稱為寬帶濾波器，如圖1和圖2所示，該寬帶濾波器形成一個整體通帶9。
[0029]本實用新型的一種多信道聲表面波濾波器，如圖3所示，包括壓電基片1，在所述壓電基片I的一特定切向方向上並列設置兩個扇形換能器，所述扇形換能器包括了多個窄帶濾波器8，所述每個窄帶濾波器8包括一對輸入換能器2和輸出換能器3，所述多個窄帶濾波器分別通過輸入換能器2的相互並聯和輸出換能器3的相互並聯，實現並聯連接。所述輸入換能器2作為射頻信號輸入端，所述輸出換能器3作為射頻信號輸出端；在輸入換能器2上設置輸入匯流條電極4，在輸出換能器3上設置輸出匯流條電極5 ;射頻信號從輸入匯流條電極4輸入，從輸出匯流條電極5輸出；本實用新型的一個優選實施例中，所述扇形換能器的每個窄帶濾波器8可以看成一個帶通7，所述扇形換能器看成多個通帶7構成，所有窄帶濾波器8的複數信號相加，形成本實用新型多信道聲表面波濾波器的整體通帶9。
[0030]本實用新型的一個優選實施例中，所述壓電基片I採用ST-X石英，在所述壓電基片I上設置的輸入換能器2和輸出換能器3為叉指鋁電極，所述輸入換能器2為50對叉指鋁電極，所述輸出換能器3為58對叉指鋁電極。
[0031]將整體通帶的中心頻率設置為140MHz，整體通帶分成4個窄帶濾波器，頻率從最高到最低分別是I?4窄帶濾波器，頻率最高和最低的窄帶濾波器的中心頻率分別是143MHz和137MHz，中間其它窄帶濾波器的中心頻率和孔徑按扇形濾波器公式決定。輸入換能器和輸出換能器的叉指鋁電極指條寬度是相應窄帶濾波器聲同步表面波信號波長的1/4，其中，中心頻率最高143MHz和最低137MHz的兩個子窄帶，其叉指鋁電極的指條寬度分別為22.956um和24.923um ;叉指鋁電極孔徑是1.35mm ;中間帶通連續。與通帶對應的各個窄帶濾波器的輸入換能器2和輸出換能器3，信號相位相同疊加；與阻帶對應的窄帶濾波器的輸入換能器2和輸出換能器3，採用與通帶相位相反的設計結構。
[0032]具體的，本實用新型採用將阻帶窄帶濾波器輸入換能器與輸出換能器之間的距離Lj』，設計為在通帶窄帶濾波器輸入換能器與輸出換能器之間距離Lj的基礎上，再增加半個聲同步表面波波長的奇數倍，即:Lj，=Lj+ ( λ j/2)*(2*n+l)，n為整數，λ j為該窄帶濾波器帶通的波長。
[0033]所述多信道聲表面波濾波器的頻率整體通帶響應圖如圖4所示，具體的頻率帶通結果如圖5所示，整體帶通中與阻帶對應的位置形成一個中間陷波，阻帶兩側形成上下2個通帶。如果增加陷波的數目，則可以增加更多的陷波和通帶。
[0034]本實用新型提供的一種多信道聲表面波濾波器，根據多通帶的需求，採用一組錯位通帶的寬帶扇形濾波器結構，來實現多信道隔離；通常的扇形濾波器中多個相鄰帶通是相位基本同相，幅度疊加；本實用新型採用把多通帶濾波器分成幾個部分，首先按傳統方式設計一個寬帶濾波器，該寬帶濾波器的通帶覆蓋所有帶通；由於一個寬帶濾波器可以看成是諸多窄帶濾波器疊加而成，針對需求的通帶所覆蓋的窄帶濾波器，採用傳統的相鄰帶通相位相同的方法；對於不是需求通帶的部分即阻帶，採取相鄰帶通相位相反的方式，實現幅度相減，從而實現阻帶特性。
[0035]本實用新型阻帶相位相反的實現方法為:將與阻帶對應的窄帶濾波器的輸入換能器與輸出換能器之間的距離U』，在傳統的相位相同的通帶結構基礎上增加聲同步表面波波長二分之一的奇數倍:即:Lj』 =Lj+ ( λ j/2)*(2*n+l),n為整數，λ j為該帶通的聲同步表面波長，即相位的180度的奇數倍，這樣其相位就與相鄰的通帶相位相差180度，即相位反向，覆信號相加時候，幅度相減。本實用新型實現相位相反的結構圖如圖3所示，形成的頻率響應原理圖如圖4所示。
[0036]本實用新型提供的一種多信道聲表面波濾波器，在單一晶片基礎上，設置扇形換能器，所述扇形換能器包括多個窄帶濾波器，窄帶濾波器的個數根據需要設定，每個窄帶濾波器包括一對輸入換能器和輸出換能器，多個窄帶濾波器通過輸入換能器的相互並聯和輸出換能器的相互並聯實現並聯連接；輸入換能器和輸出換能器由叉指鋁電極構成；每個窄帶濾波器對應一個帶通，多個並聯的帶通構成整體帶通；本實用新型設置多個阻帶，阻帶兩側是帶通；與阻帶對應的窄帶濾波器的輸入換能器與輸出換能器之間的距離，在通帶的基礎上增加半個聲同步表面波波長的奇數倍，使該窄帶濾波器與相鄰通帶窄帶濾波器信號相位相反幅度相減形成阻帶，從而實現帶通分割；在整體通帶上形成多個陷波，就可以實現多信道的通帶隔離。體積小、且電路連接簡單。
[0037]應當理解的是，上述針對本實用新型較佳實施例的表述較為詳細，並不能因此而認為是對本實用新型專利保護範圍的限制，本實用新型的專利保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種多信道聲表面波濾波器，包括壓電基片，其特徵在於，在所述壓電基片的一切向方向上並列設置兩個扇形換能器，所述扇形換能器包含多個窄帶濾波器，所述每個窄帶濾波器有一對輸入換能器和輸出換能器，所述多個窄帶濾波器分別通過輸入換能器的相互並聯和輸出換能器的相互並聯，實現並聯連接； 所述輸入換能器作為射頻信號輸入端，所述輸出換能器作為射頻信號輸出端；在輸入換能器上設置輸入匯流條電極，在輸出換能器上設置輸出匯流條電極；射頻信號從輸入匯流條電極輸入，從輸出匯流條電極輸出； 所述每個窄帶濾波器看成一個通帶，所述多個窄帶濾波器的複數信號相加形成整體帶通； 所述輸入換能器為叉指鋁電極，所述輸出換能器為叉指鋁電極； 所述整體帶通設置多個阻帶，所述阻帶兩側形成通帶，與所述阻帶相應的窄帶濾波器的輸入換能器與輸出換能器之間的距離，在通帶窄帶濾波器的基礎上，增加半個波長的奇數倍； 所述整體帶通包括多個阻帶，阻帶使所述整體帶通上形成陷波，所述陷波兩側形成通帶。
2.根據權利要求1所述的一種多信道聲表面波濾波器，其特徵在於，所述叉指鋁電極對應的指條寬度是相應窄帶濾波器的聲同步表面波波長的1/4，所述叉指鋁電極孔徑是1.35mmο
3.根據權利要求2所述的一種多信道聲表面波濾波器，其特徵在於，所述整體通帶分成4個窄帶濾波器，所述頻率最高和最低的窄帶濾波器的中心頻率分別是143MHz和137MHz。
4.根據權利要求3所述的一種多信道聲表面波濾波器，其特徵在於，所述輸入換能器包括50對叉指鋁電極，所述輸出換能器包括58對叉指鋁電極。
5.根據權利要求4所述的一種多信道聲表面波濾波器，其特徵在於，所述壓電基片採用ST-X石英。
【文檔編號】H03H9/64GK203608172SQ201320748804
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】雷順京, 張虹, 趙志娟, 雷雅雯 申請人:寧夏索特科新型器件有限公司