[其他]單相窄帶型無(wú)調(diào)諧表面漏波低插損濾波器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000002577
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85102577B
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章德;水永安;吳文虬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京大學(xué)
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本發(fā)明是單相無(wú)調(diào)諧表面漏波低插損濾波器，屬聲表面波技術(shù)。本發(fā)明合理地選擇了基片的材料，及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，濾波器的相對(duì)帶寬提高到１５％至２０％，在無(wú)調(diào)諧電路時(shí)損耗在３ｄＢ左右，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可廣泛用于電子領(lǐng)域中。本發(fā)明的主要技術(shù)特征是基片材料選用４０°至６５°Ｙ旋轉(zhuǎn)切割，Ｘ傳播方向的ＬｉＮｂＯ↓［３］。濾波器結(jié)構(gòu)采用由兩個(gè)轉(zhuǎn)移反射器和兩個(gè)叉指換能器組成的結(jié)構(gòu)，其中轉(zhuǎn)移反射器可由窄帶型或?qū)拵娃D(zhuǎn)移反射式多條耦合反射器組成。

本發(fā)明屬于廣義的聲表面波技術(shù)范圍。

通常叉指換能器固有的雙向性發(fā)射及為了抑制三次行程假訊號(hào)對(duì)阻抗失配的要求，使表面波濾波器（SAWF）存在一個(gè)弱點(diǎn)-插入損耗大。而且叉指電極靜態(tài)電容的存在，使整個(gè)器件的損耗更大，為抵消靜態(tài)電容的影響必須外加調(diào)諧電感，這就幾乎失去了表面波濾波器穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，也限制了表面波濾波器在電子領(lǐng)域中的應(yīng)用。為降低插損，目前采取的單向換能器結(jié)構(gòu)（群型、三相、四相）在工藝上的困難及復(fù)雜的相移網(wǎng)絡(luò)，使它們幾乎無(wú)法推廣使用。最近出現(xiàn)的無(wú)調(diào)諧低插損濾波器不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料選擇不當(dāng)，性能不佳，而且?guī)捪拗圃?～6%以下，甚至只能小于1%。由此可見(jiàn)，表面波低損耗濾波器還存在不少問(wèn)題。

本發(fā)明的目的在于能合理選擇基片材料及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使表面波濾波器實(shí)現(xiàn)無(wú)調(diào)諧低插損，并且無(wú)需多層制造工藝。開(kāi)拓表面波濾波器的應(yīng)用。

本發(fā)明的內(nèi)容是：

參考圖1，叉指換能器輻射導(dǎo)納Y_T＝G_T+jB_T，外負(fù)載導(dǎo)納Y_L＝G_L+jB_L，自由表面的聲傳播阻抗Z_c。y指換能器在中心頻率處的工作衰減為：

（1）

其中為中心頻率處的輻射導(dǎo)。無(wú)外調(diào)諧時(shí)，B_L為零，當(dāng)外負(fù)載與換能器輻射阻匹配時(shí)，并滿(mǎn)足：

B_L＜＜（G₀+G_L） （2）

此時(shí)公式（1）中僅留下第一部分（換能器的雙向性損耗）。我們知道正比于機(jī)電耦合系數(shù)K2s ]]>，因此為滿(mǎn)足公式（1），我們應(yīng)選擇K〉大的材料。另外，在材料的選擇上還得考慮到我們采用了多條耦合反射器，必須滿(mǎn)足多條耦合器聲能量轉(zhuǎn)移的條件，這就要求聲波在開(kāi)路周期金屬條（對(duì)稱(chēng)模）與短路周期金屬條（反對(duì)稱(chēng)模）下傳播衰減不大而且相等的條件，否則在一個(gè)通道內(nèi)不可能相消，也就不能實(shí)現(xiàn)聲能量的轉(zhuǎn)移。為了滿(mǎn)足上述兩個(gè)要求，我們選用40°至65°Y旋轉(zhuǎn)切割，X方向傳播的LiNbO₃作為濾波器的基片材料。濾波器的結(jié)構(gòu)采用圖2所示的雙向轉(zhuǎn)移反射結(jié)構(gòu)，它可以由兩個(gè)轉(zhuǎn)移反射器（21）和兩個(gè)叉指換能器組成，其中轉(zhuǎn)移反射器可以是窄帶型轉(zhuǎn)移反射式多條耦合反射器（NRMSC），也可以是寬帶型轉(zhuǎn)移反射式多條耦合反射器（BRMSC）;其中叉指換能器為輸入換能器（19）與輸出換能器（20）。這樣不但可以避免端面反射的嚴(yán)重影響，而且消除了常規(guī)濾波器（一發(fā)一接式）存在的6dB的雙向性損耗。輸入、輸出換能器還能同時(shí)加權(quán)，提高了濾波器的性能。轉(zhuǎn)移反射器在這里的作用是將聲能量從A通道轉(zhuǎn)移反射至B通道。