一種多信道聲表面波濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明一種多信道聲表面波濾波器，在壓電基片的一切向方向上并列設(shè)置兩個(gè)扇形換能器，扇形換能器包含多個(gè)窄帶濾波器，每個(gè)窄帶濾波器有一對輸入換能器和輸出換能器，多個(gè)窄帶濾波器通過輸入換能器的相互并聯(lián)和輸出換能器的相互并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)連接；每個(gè)窄帶濾波器看成一個(gè)通帶，多個(gè)窄帶濾波器的復(fù)數(shù)信號相加形成整體帶通；整體帶通包括多個(gè)阻帶，與阻帶相應(yīng)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(chǔ)上增加聲同步表面波半個(gè)波長的奇數(shù)倍；阻帶使所述整體帶通上形成陷波，陷波兩側(cè)形成帶通。本發(fā)明既能實(shí)現(xiàn)多帶通濾波的特性，又具備體積小、電路連接簡單的特點(diǎn)。
【專利說明】一種多信道聲表面波濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、移動(dòng)通信、雷達(dá)等電子設(shè)備中的多通帶窄帶 換能器，尤其是能在單一換能器上實(shí)現(xiàn)多通帶及窄帶濾波的聲表面濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、移動(dòng)通信、雷達(dá)等電子設(shè)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(diǎn)建立通信頻率鏈路，同時(shí)在不需要的頻率點(diǎn)進(jìn)行抑制，例如 北斗通信在1561MHz、1268MHz等頻率點(diǎn)形成通信頻率鏈路，之后成為信道。
[0003]建立通信頻率鏈路通常的方式是在這些頻率點(diǎn)中的每一個(gè)點(diǎn)使用一個(gè)聲表面波 濾波器進(jìn)行濾波，即每個(gè)濾波器形成一個(gè)頻率通帶，一個(gè)頻率通帶對應(yīng)于通信系統(tǒng)的一個(gè) 信道。
[0004]針對多通帶的濾波方式通常會采用如下2種方案:
I)采用多個(gè)濾波器，每個(gè)濾波器采取單獨(dú)封裝的方式，然后通過電路連接起來，這種方 式由于用到多個(gè)封裝，體積大。
[0005]2)采用將多個(gè)濾波器芯片封裝在一個(gè)封裝外殼中，即采用多工器的方式實(shí)現(xiàn)。由 于采用了多個(gè)芯片，每個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)一個(gè)通帶的濾波器功能，芯片面積依然較大，如EPCOS公 司或者M(jìn)urata公司的產(chǎn)品。
[0006]上述I)和2)的方式由于都是采取多個(gè)芯片外圍電路連接方式，連接也較為復(fù)雜。
[0007]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，有待于進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于，解決現(xiàn)在特種通訊需求多通帶濾 波的問題，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)多帶通濾波的單一芯片，該芯片既能實(shí)現(xiàn)多帶通濾波的特性， 又具備體積小、電路連接簡單的特點(diǎn)。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
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并 列設(shè)置兩個(gè)扇形換能器，所述扇形換能器包含多個(gè)窄帶濾波器，所述每個(gè)窄帶濾波器包括 一對輸入換能器和輸出換能器，所述多個(gè)窄帶濾波器相互并聯(lián)；
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(shè)置輸入?yún)R流條電極，在輸出換能器上設(shè)置輸出匯流條電極；射頻信號從輸入?yún)R 流條電極輸入，從輸出匯流條電極輸出；
所述每個(gè)窄帶濾波器看成一個(gè)通帶，所述多個(gè)窄帶濾波器的復(fù)數(shù)信號相加形成整體帶 通，其中，
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(shè)置多個(gè)阻帶，所述阻帶兩側(cè)形成通帶，與所述阻帶對應(yīng)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(chǔ)上增加半個(gè)聲同步表面波波長的奇數(shù) 倍;
所述整體帶通包括多個(gè)阻帶，所述阻帶使所述整體帶通上形成陷波，所述陷波兩側(cè)形成帶通。
[0010]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(yīng)的指條寬度是相應(yīng)窄帶濾波器聲同步表面波波長的1/4，叉指鋁電極孔徑是1.35_。
[0011 ] 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(gè)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。
[0012]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。
[0013]所述的一種多信道聲表面波濾波器，其中，所述壓電基片采用ST-X石英。
[0014]本發(fā)明提供的一種多信道聲表面波濾波器，在單一芯片基礎(chǔ)上，設(shè)置扇形換能器，所述扇形換能器包括多個(gè)窄帶濾波器，窄帶濾波器的個(gè)數(shù)根據(jù)需要設(shè)定，每個(gè)窄帶濾波器包括一對輸入換能器和輸出換能器，多個(gè)窄帶濾波器并聯(lián)；輸入換能器和輸出換能器由叉指鋁電極構(gòu)成，每個(gè)窄帶濾波器對應(yīng)一個(gè)帶通，多個(gè)并聯(lián)的帶通構(gòu)成整體帶通；本發(fā)明設(shè)置多個(gè)阻帶，阻帶兩側(cè)是帶通；與阻帶對應(yīng)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(gè)聲同步表面波波長的奇數(shù)倍，從而使該窄帶濾波器與相鄰?fù)◣д瓗V波器信號相位相反幅度相減形成阻帶，實(shí)現(xiàn)帶通分割。在整體通帶上形成多個(gè)陷波，就可以實(shí)現(xiàn)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】
[0015]圖1是本發(fā)明寬帶濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明寬帶濾波器的整體通帶圖；
圖3是本發(fā)明多信道聲表面波濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明多信道聲表面濾波器的頻率通帶響應(yīng)圖；
圖5是本發(fā)明多信道聲表面波濾波器的一優(yōu)選實(shí)施例的頻率帶通。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0017]聲表面波扇形叉指換能器(SurfaceAcoustic Wave Filter used SlantedInterdigital Transducers)實(shí)現(xiàn)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(gè)窄帶濾波器8組成，每個(gè)窄帶濾波器形成一個(gè)窄的通帶，每個(gè)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(gè)窄帶濾波器8電學(xué)上并聯(lián)，整體電信號是復(fù)數(shù)信號相加。第j個(gè)窄帶濾波器對應(yīng)的左右兩個(gè)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(guān)系，這個(gè)關(guān)系的滿足使得相鄰?fù)◣еg的相位同相，從而復(fù)數(shù)信號相加就使相鄰?fù)◣Х认嗉?，多個(gè)通帶疊加的結(jié)果就是一個(gè)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(gè)整體通帶9。
[0018]本發(fā)明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并列設(shè)置兩個(gè)扇形換能器，所述扇形換能器包括了多個(gè)窄帶濾波器8，所述每個(gè)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(gè)窄帶濾波 器分別通過輸入換能器2的相互并聯(lián)和輸出換能器3的相互并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)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(shè)置輸入?yún)R流條電極4，在輸出換能器3上設(shè)置輸出匯流條電極5 ;射頻信號從輸入?yún)R流 條電極4輸入,從輸出匯流條電極5輸出；本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,所述扇形換能器的 每個(gè)窄帶濾波器8可以看成一個(gè)帶通7，所述扇形換能器看成多個(gè)通帶7構(gòu)成，所有窄帶濾 波器8的復(fù)數(shù)信號相加，形成本發(fā)明多信道聲表面波濾波器的整體通帶9。
[0019]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述壓電基片I采用ST-X石英，在所述壓電基片I 上設(shè)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。
[0020]將整體通帶的中心頻率設(shè)置為140MHz，整體通帶分成4個(gè)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?jīng)Q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(yīng)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(gè)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(xù)。與通帶對應(yīng)的各個(gè) 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(yīng)的窄帶濾波器 的輸入換能器2和輸出換能器3，采用與通帶相位相反的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
[0021]具體的，本發(fā)明采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(shè)計(jì)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(chǔ)上，再增加半個(gè)聲 同步表面波波長的奇數(shù)倍，即:Lj’=Lj+ (入j/2)*(2*n+l)，n為整數(shù)，入j為該窄帶濾波器 帶通的波長。
[0022]所述多信道聲表面波濾波器的頻率整體通帶響應(yīng)圖如圖4所示，具體的頻率帶通 結(jié)果如圖5所示，整體帶通中與阻帶對應(yīng)的位置形成一個(gè)中間陷波，阻帶兩側(cè)形成上下2個(gè) 通帶。如果增加陷波的數(shù)目，則可以增加更多的陷波和通帶。
[0023]本發(fā)明提供的一種多信道聲表面波濾波器，根據(jù)多通帶的需求，采用一組錯(cuò)位通 帶的寬帶扇形濾波器結(jié)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)多信道隔離；通常的扇形濾波器中多個(gè)相鄰帶通是相位 基本同相，幅度疊加；本發(fā)明采用把多通帶濾波器分成幾個(gè)部分，首先按傳統(tǒng)方式設(shè)計(jì)一個(gè) 寬帶濾波器，該寬帶濾波器的通帶覆蓋所有帶通；由于一個(gè)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，采用傳統(tǒng)的相鄰帶通相位相同 的方法；對于不是需求通帶的部分即阻帶，采取相鄰帶通相位相反的方式，實(shí)現(xiàn)幅度相減， 從而實(shí)現(xiàn)阻帶特性。
[0024]本發(fā)明阻帶相位相反的實(shí)現(xiàn)方法為:將與阻帶對應(yīng)的窄帶濾波器的輸入換能器與 輸出換能器之間的距離Lj’，在傳統(tǒng)的相位相同的通帶結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加聲同步表面波波長 二分之一的奇數(shù)倍:即:Lj’ =Lj+ ( A j/2)*(2*n+l)，n為整數(shù)，A j為該帶通的聲同步表面 波長，即相位的180度的奇數(shù)倍，這樣其相位就與相鄰的通帶相位相差180度，即相位反向， 復(fù)信號相加時(shí)候，幅度相減。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)相位相反的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，形成的頻率響應(yīng)原 理圖如圖4所示。
[0025]本發(fā)明提供的一種多信道聲表面波濾波器，在單一芯片基礎(chǔ)上，設(shè)置扇形換能器，所述扇形換能器包括多個(gè)窄帶濾波器，窄帶濾波器的個(gè)數(shù)根據(jù)需要設(shè)定，每個(gè)窄帶濾波器包括一對輸入換能器和輸出換能器，多個(gè)窄帶濾波器通過輸入換能器的相互并聯(lián)和輸出換能器的相互并聯(lián)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)連接；輸入換能器和輸出換能器由叉指鋁電極構(gòu)成；每個(gè)窄帶濾波器對應(yīng)一個(gè)帶通，多個(gè)并聯(lián)的帶通構(gòu)成整體帶通；本發(fā)明設(shè)置多個(gè)阻帶，阻帶兩側(cè)是帶通；與阻帶對應(yīng)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(chǔ)上增加半個(gè)聲同步表面波波長的奇數(shù)倍，使該窄帶濾波器與相鄰?fù)◣д瓗V波器信號相位相反幅度相減形成阻帶，從而實(shí)現(xiàn)帶通分割；在整體通帶上形成多個(gè)陷波，就可以實(shí)現(xiàn)多信道的通帶隔離。體積小、且電路連接簡單。
[0026]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對本發(fā)明較佳實(shí)施例的表述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種多信道聲表面波濾波器,包括壓電基片，其特征在于，在所述壓電基片的一切向方向上并列設(shè)置兩個(gè)扇形換能器，所述扇形換能器包含多個(gè)窄帶濾波器，所述每個(gè)窄帶濾波器有一對輸入換能器和輸出換能器，所述多個(gè)窄帶濾波器分別通過輸入換能器的相互并聯(lián)和輸出換能器的相互并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)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(shè)置輸入?yún)R流條電極，在輸出換能器上設(shè)置輸出匯流條電極；射頻信號從輸入?yún)R流條電極輸入，從輸出匯流條電極輸出；所述每個(gè)窄帶濾波器看成一個(gè)通帶，所述多個(gè)窄帶濾波器的復(fù)數(shù)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(shè)置多個(gè)阻帶，所述阻帶兩側(cè)形成通帶，與所述阻帶相應(yīng)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(chǔ)上，增加半個(gè)波長的奇數(shù)倍；所述整體帶通包括多個(gè)阻帶，阻帶使所述整體帶通上形成陷波，所述陷波兩側(cè)形成通帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多信道聲表面波濾波器，其特征在于，所述叉指鋁電極對應(yīng)的指條寬度是相應(yīng)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1.35mm0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多信道聲表面波濾波器，其特征在于，所述整體通帶分成4個(gè)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 ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多信道聲表面波濾波器，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求4所述的一種多信道聲表面波濾波器，其特征在于，所述壓電基片采用ST-X石英。
【文檔編號】H03H9/64GK103580644SQ201310600280
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)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