[发明专利]一种高矩形度声表面波滤波器

说明书

本发明公开了一种高矩形度声表面波滤波器。包括集成在压电基片上的输入换能器和输出换能器；输入换能器和输出换能器采用共线结构；输入换能器和输出换能器均采用分裂指条；输入换能器和输出换能器的分裂指条均通过半导体平面工艺制作在压电基片上，输入换能器和输出换能器的端面涂上吸声胶；压电基片的背面刻槽。本发明通过采用尼米兹交换算法进行设计，避免了存在指条数量较多，指间反射等二次效应比较严重等设计缺陷；具有设计灵活，容易调整的特点，对于同等性能的滤波器，可以以最少的指条数来实现，获得较好的效果。

技术领域

本发明属于表面波滤波器技术领域，特别是涉及一种高矩形度声表面波滤波器。

背景技术

声表面波滤波器(SAWF，surface acoustic wave filter)是利用石英、铌酸锂、钛酸钡等晶体具有压电效应的性质作成的具有滤波功能的器件。所谓压电效应，即是当晶体受到机械作用时，将产生与压力成正比的电场现象；具有压电效应的晶体，在受到电信号的作用时，也会产生弹性形变而发出机械波(声波)，即可把电信号转为声信号。由于这种声波只在晶体表面传播，故称为声表面波。

随着技术的发展，声表面滤波器在移动通信、导航定位、汽车电子和物联网等领域有着广泛的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高矩形度声表面波滤波器，通过采用尼米兹交换算法进行设计，避免了存在指条数量较多，指间反射等二次效应比较严重等设计缺陷；具有设计灵活，容易调整的特点，对于同等性能的滤波器，可以以最少的指条数来实现，获得较好的效果。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种高矩形度声表面波滤波器，包括集成在压电基片上的输入换能器和输出换能器；所述输入换能器和输出换能器采用共线结构；

其中，所述输入换能器和输出换能器均采用分裂指条；所述输入换能器和输出换能器的分裂指条均通过半导体平面工艺制作在压电基片上，所述输入换能器和输出换能器的端面涂上吸声胶；

所述压电基片的背面刻槽。

所述滤波器的频响计算公式为：

其中H(f)为滤波器的频响，B(j)为相邻指条的重叠长度；

采用尼米兹(REMEZ)交换算法进行设计；其原理是滤波器的通带与阻带都采用加权的切比雪夫逼近来构造滤波器的幅频特性，进而得到与该幅频特相对应的脉冲响应的一种算法。根据交错定理，并利用交换算法，解出一组满足切比雪夫逼近公式的极值频率，进而推算出多项式的系数，也就解决了逼近问题；该方法具有设计灵活，容易调整等特点，对于同等性能的滤波器，可以以最少的指条数来实现，获得较好的效果。

所述优化算法得到的加权函数是对一个换能器的设计，但声表面波滤波器需要两个换能器才能工作，一个换能器作为输入，另一个换能器作为输出，可通过零点分解，设计两个换能器的加权；

所述输入换能器和输出换能器的初始加权函数为：

其中，h_n为第n个脉冲加权系数，T为相邻脉冲的时间间隔，等于1/(2f₀),加权函数的频率响应表示为：

设z＝e^2πfT，上式可改写为：

z_n是多项式H(z)的零点，由于加权系数是实数，这些零点分为两类，一类是实数，两一类是以共轭形式出现的复数；

其中，H(z)可以表示成以下多项式的乘积：