具有减少的板模式的电声滤波器制造技术

本发明专利技术详细说明具有减少的板模式的滤波器。另外，所述滤波器具有换能器系统(WS)，其具有并联连接的两个或更多个电声分路换能器(TW)，所述电声分路换能器代替常规换能器(W)。所述换能器系统的静态电容量对应于所述分路换能器的静态电容量的总和。每一分路换能器具有比所述换能器系统低的所要模式的电声耦合。所述换能器系统的板模式的电声耦合对应于分路换能器的板模式的电声耦合。

Electroacoustic Filter with Reduced Plate Mode

The invention details a filter with reduced board mode. In addition, the filter has a transducer system (WS), which has two or more acoustic shunt transducers (TW) connected in parallel, and the electroacoustic shunt transducer replaces the conventional transducer (W). The static capacitance of the transducer system corresponds to the sum of the static capacitance of the shunt transducer. Each shunt transducer has electro-acoustic coupling of the desired mode lower than that of the transducer system. The electro-acoustic coupling of the plate mode of the transducer system corresponds to the electro-acoustic coupling of the plate mode of the shunt transducer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有减少的板模式的电声滤波器相关申请案的交叉参考本申请案主张2016年7月29日申请的第102016114071.6号德国专利申请案的权益，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。
技术介绍
本专利技术涉及具有减少的因板模式而导致的扰动的电声滤波器、具有此类滤波器的双工器，以及用于创建此类经优化滤波器的程序。电声滤波器较适合用作现代通信设备中的HF滤波器，且具有压电材料和连接到所述压电材料的电极。此类滤波器包含共振器，在将HF信号施加在电极上后，通过所述共振器，基于压电效应，这即刻在HF信号与声波之间转换。因此，在压电材料中或在其表面上传播声波。电极结构之间的空间距离以及波速度基本上确定换能器的操作频率。温度变化是成问题的，因为它们可修改确定操作频率的参数(例如距离、波速度)。举例来说，如果滤波器中的共振器互连到带通滤波器，那么温度变化将导致通带的中心频率的移位。因为规范对滤波器的性能强加严格的要求，因此温度变化可容易导致不满足所述规范。补偿温度所导致的频率漂移的可能性在于使用所谓的温度补偿层，例如SAW换能器(SAW＝表面声波)的表面上的二氧化硅层。然而，此类温度补偿层通常修改换能器的声学效果，使得额外和非所要电声学扰动，例如板模式，可在换能器系统中传播，且与规范的遵从性也变得困难。板模式是沿所要声学模式的传播方向传播的声学模式，且通常具有高于所要模式的频率的频率。通过温度补偿层的厚度的变化，板模式的频率可移位到较不重要的范围。然而，随着一件通信设备的额外功能的增加，较不重要频率的范围减小，且与最佳层厚度的偏差意味着温度补偿的减少。板模式的频率也可因为例如SAW共振器上的电极指的指之间的距离的局部变化而移位。伴随此类变调的带宽降级也是成问题的。用于禁止不想要的频率分量的频带抑制器的使用例如从第8.125.300号美国专利已知。因此，存在对温度补偿式电声HF滤波器的要求，其中通过维持滤波器的剩余电声聊天来减少板模式所造成的扰动。当一件通信设备必须操作若干频带，例如为了LTE载波聚合时，此类滤波器是必需的，或发送与接收频带之间的带隙相对较大。对应的电声滤波器以及用于制造电声滤波器的程序必须取自独立权利要求。附属权利要求指定有利实施例。具有板模式的减小的刺激强度的电声滤波器包含具有两个或更多个部分电声换能器的换能器系统。在换能器系统中，所要模式是能够传播。换能器系统的静态容量对应于分路换能器的静态容量的总和。每一分路换能器具有比换能器系统低的所要模式的电声耦合。所述换能器系统的板模式的电声耦合对应于分路换能器的板模式的电声耦合。电声分路换能器优选并联连接。识别以下出人意料的关系：在分离分路换能器中的电声换能器，使得分路换能器的刺激电极结构(例如在SAW换能器的情况下，电极指)的数目与原始换能器相比减小后，刺激强度和电声耦合的强度也减小。伴随地，刺激最大值与分离度成比例地传播。因此，所要模式的耦合和板模式的耦合相应地减少。倘若电声分路换能器电连接，正如刺激电极结构的总和对应于原始转换器的电极结构的数目，且换能器系统具有与原始换能器相同的静态容量，所要模式的电声耦合恢复。伴随地，非所要板模式的电声耦合保持在单个分路换能器的显著较低电平。在几乎不变的所要电声交谈下，非所要板模式的刺激强度因此显著减小。有可能具有n＝2、3、4、5、6、7、8或更多个电声分路换能器。此处n给出换能器系统的分离度，且确定非所要板模式的耦合在不变的所要声学交谈下减小的因子。有可能且优选以均匀模式进行将换能器分成若干分路换能器，即分路换能器具有相同的面积、相同孔径和相同的指长度。有可能具有SAW换能器或GBAW换能器(GBAW＝受引导体声波)作为分路换能器。换能器系统有可能用具有与替换换能器相同的静态容量的换能器系统来替换单个换能器。另外，替换单个换能器的换能器系统具有与单个换能器相同的所要模式的电声耦合。然而，换能器系统代替具有板模式的电声耦合的n倍的单个换能器。有可能，电声分路换能器中的每一者具有相等数目的电极指。有可能电声分路换能器中的每一者具有相同的静态容量。此外，电声滤波器有可能提供电感元件。倘若存在若干换能器系统，那么所述电感元件串联或并联连接到换能器系统或换能器系统中的一者。电感元件与换能器或代替换能器的换能器系统的互连可导致换能器的导纳(导电性)中的额外空白点或额外极点。尤其，串联连接可在换能器或换能器系统上呈现额外极点。分别与换能器或换能器系统的并联以及电感可呈现导纳的额外空白点。额外空白点或额外极点为HF滤波器的开发者提供专门抑制处于空白点或极位置的范围内的频率的可能性。因此，即使对于被上述换能器系统代替的换能器，也有可能通过空白点或极位置的目标放置来再现板模式所导致的无害残差干扰。电声滤波器可含有所谓的梯型滤波器电路的基本元件。梯型滤波器电路具有互连在信号路径中的串联共振器，以及并联共振器互连，以将信号路径中的各种电路节点接到接地。梯型电路的元件具有串联谐振器和并联谐振器。通过此类元件的串联电路，可容易地实现带通滤波器或陷波滤波器。电声共振器具有在其下导纳非常高的谐振频率，以及具有较低导纳的反谐振频率。在带通滤波器处，串联和并联共振器匹配，使得从根本上，并联谐振器的反谐振频率与串联谐振器的谐振频率匹配。在陷波滤波器的情况下，从根本上，串联滤波器的反谐振频率对应于并联谐振器的谐振频率。因此，谐振频率从根本上产生导纳的极点，而反谐振频率产生导纳的空白点。归因于将额外杆点添加-尤其到并联共振器-且将空白点分别添加尤其到串联共振器的发射行为的可能性，可抑制非所要模式，显著高于或低于通带频率或阻带。因此，有可能将换能器系统或其余换能器互连到信号路径，并将电感元件并联连接到此类换能器系统或换能器。或者或另外，有可能分别将换能器系统或换能器互连到并联路径，且将电感元件串联连接到换能器系统或换能器。在第一情况下，使用电感元件来实现额外极点。在第二情况下，用电感元件来实现导纳中的额外空白点。还可能并联连接电感元件，并创建导纳的额外空白点，和/或将电感元件串联连接到换能器系统，并获得额外导纳极点。有可能换能器系统为在换能器之间具有至少一个声学反射器的多栅极谐振器。多栅极谐振器因此是具有互连反射器的多端口谐振器，以便补偿对分裂成分路换能器的换能器系统中的表面的较高需要。反射器减小分路换能器的可能距离，这可在无反射器的情况下导致声学扰动。有可能上述电声滤波器是双工器的一部分，例如发送滤波器的一部分或接收滤波器的一部分。此外，发现不是HF滤波器的任何电声换能器都关于板模式的刺激同等地不利。增加的表面要求的主要缺点因此可在具有尤其高扰动输入的电声换能器处受限。因此，用于获得电声滤波器的程序包含以下步骤：-个别换能器的关于板模式的电声耦合强度的分析，-用具有并联连接的至少两个分路换能器的换能器系统来代替具有板模式的最高电声耦合强度的换能器，其中换能器系统的板模式的电声耦合强度限于分路换能器中的一者的板模式的电声耦合强度。替代的程序包含以下步骤：-个别换能器的关于板模式的电声耦合强度的分析，-将串联或并联电感添加到并不具有板模式的最高电声耦合强度的换能器。通常，并不尝试用电感来抑制换能器的板模式。原因是换能器的导纳经受处于板模式的范围内的强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有板模式的减小的刺激强度的电声滤波器(F)，其包含换能器系统(WS)，其中所要模式能够传播，其中两个或更多个电声分路换能器(TW)并联连接，其中‑所述换能器系统(WS)的静态电容量对应于所述分路换能器(TW)的静态电容量的总和。‑每一分路换能器(TW)具有比所述换能器系统(WS)低的所要模式的电声耦合，‑所述换能器系统(WS)的板模式的电声耦合对应于分路换能器(TW)的所述板模式的所述电声耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.29 DE 102016114071.61.一种具有板模式的减小的刺激强度的电声滤波器(F)，其包含换能器系统(WS)，其中所要模式能够传播，其中两个或更多个电声分路换能器(TW)并联连接，其中-所述换能器系统(WS)的静态电容量对应于所述分路换能器(TW)的静态电容量的总和。-每一分路换能器(TW)具有比所述换能器系统(WS)低的所要模式的电声耦合，-所述换能器系统(WS)的板模式的电声耦合对应于分路换能器(TW)的所述板模式的所述电声耦合。2.根据先前权利要求所述的电声滤波器，其中电声分路换能器(TW)的数目是n＝2、3、4、5、6、7或8。3.根据前述权利要求中任一项所述的电声滤波器，其中所述换能器系统(WS)代替具有相同静态容量、所述所要模式的相同电声耦合以及所述板模式的n倍电声耦合的单个换能器(W)。4.根据前述权利要求中任一项所述的电声滤波器，其中每一电声分路换能器(TW)具有相等数目的电极指。5.根据前述权利要求中任一项所述的电声滤波器，其中每一电声分路换能器(TW)具有相同的静态容量。6.根据前述权利要求中任一项所述的电声滤波器，其还包含与换能器系统(WS)串联或并联连接的电感元件(IE)。7.根据先前权利要求所述的电声滤波器，其中所述换能器系统(...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·贝特尔，卡斯滕·波特拉茨，
申请(专利权)人：追踪有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US