[发明专利]一种高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线相位偏差补偿方法

说明书

本发明公开了一种高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线的相位偏差补偿方法，所述方法包括：生成高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线；获得所述声表面波沟槽栅阵色散延迟线的相位特性曲线；根据不同频率点处相位特性调整所对应反射栅阵的横向位置，获得相位补偿版图；根据相位补偿版图生成具有低相位偏差的声表面波沟槽栅阵色散延迟线。本发明所述的通过调整反射栅阵横向位置进行高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线相位补偿的方法比传统的相位条补偿方法简单，不需在单片声表面波沟槽栅阵色散延迟线上进行相位条图形化工艺，适用于对于表面特性较为敏感、不宜进行过多工艺过程的高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线的相位补偿。

技术领域

本发明涉及高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线，尤其涉及一种高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线相位偏差补偿方法。

背景技术

声表面波色散延迟线可以产生宽频带的线性调频信号，也可以将线性调频信号进行脉冲压缩。主要应用于脉冲压缩雷达；以及用于快速准确地测量外来信号频率的频谱分析系统，在深空探测、射电天文、气象等领域应用具有综合优势。声表面波色散延迟线主要包括两种结构形式，第一为声表面波色散型色散延迟线，它的输入、输出换能器采用色散换能器形式；第二为反射阵列型色散延迟线，色散延迟主要由反射栅阵列实现，反射阵列采用金属栅条、点阵或刻蚀沟槽来实现。

目前沟槽反射阵列型色散延迟线是研究最充分，性能最优异的色散延迟线，然而，其中心频率一般在10-100MHz量级，达到GHz量级的沟槽栅阵色散延迟线的研制存在一定困难，主要是随着频率的增加，损耗增加，对栅阵的深度精度要求增大；另外，适用于低频器件的相位补偿条方法对高频器件的相位偏差补偿效果不显著，这主要是由于相位补偿条的制备需要在芯片表面进行金属薄膜沉积、光刻、刻蚀等多道工艺，对芯片表面性质影响很大，而高频器件的相位特性对芯片表面性质非常敏感，使得相位条补偿效果随之降低。

发明内容

本发明提供了一种高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线相位偏差补偿方法，包括：

生成第一高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线；

获得第一高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线的相位-频率特性曲线；

根据不同频率点处相位特性调整所对应反射栅阵的横向位置，获得相位补偿版图；

根据相位补偿版图生成第二高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线。

优选地，第一高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线和第二高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线包括高频叉指换能器和沟槽栅阵。

优选地，第一高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线和第二高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线的中心频率范围是100MHz至3GHz，带宽为100至2GHz。

具体地，第一高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线和第二高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线的生成过程包括：

采用铌酸锂、锗酸铋等压电材料作为基底，沉积10-100nm量级铝薄膜，采用光刻工艺完成叉指换能器和沟槽栅阵金属掩膜制备，采用离子束刻蚀工艺进行沟槽栅阵的刻蚀，去除沟槽栅阵金属掩膜，在芯片边缘涂吸声胶。

具体地，第一高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线的生成数量不少于三个，根据不少于三个相位-频率特性曲线的平均值作为补偿前相位-频率特性曲线。

进一步，第一高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线沟槽栅阵的横向位置参数取值为：

其中：x为沟槽栅阵横向位置；f₁为频率上限；ΔT为色散时延；ΔF为带宽；v为声表面波声速，f₀为中心频率。

根据补偿前相位-频率特性曲线及其中频率f与沟槽栅阵横向位置x的对应关系，确定横向位置x处沟槽栅阵所对应的相位调整沟槽栅阵横向位置变化Δx为：