超晶格晶体谐振器以及超晶格晶体滤波器制造技术

超晶格晶体谐振器，包括介电体声学超晶格材料的基片，基片的两面镀有电极。如两面的电极均是单电极，构成单端对超晶格晶体谐振器；如一面的电极为单电极，另一面为双电极，构成双端对超晶格晶体谐振器。本实用新型专利技术还包括超晶格晶体滤波器，包括由双端对超晶格晶体谐振器构成的单片式超晶格晶体滤波器；或者由单端对超晶格晶体谐振器通过串联及并联连接方式构成的组合式超晶格晶体滤波器；以及由单端对超晶格晶体谐振器通过串联连接之后与并联式ＬＣ谐振电路连接构成的组合式超晶格晶体滤波器。上述超晶格晶体谐振器加工方便，上述超晶格晶体滤波器具有高功率、低插入损耗及小尺寸等优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于通信设备中的谐振器以及滤波器，尤其涉及介电体声学超晶 格晶体材料的谐振器以及介电体声学超晶格晶体材料的滤波器。
技术介绍
近年来，通信领域在减小如便携式电话这样的通信设备的尺寸和重量方面已经取 得了显著的技术进步。为了实现这种技术进步，已经实现了对具有多种功能的组合部件的 开发以及每个部件的简化和小型化。目前尤其关键的是，需要改进用于通信设备中的谐振 器及滤波器的性能。现有的声表面波谐振器具有承受功率小，频率高时加工工艺不易的问题。现有的声表面波滤波器具有矩形系数好、插入损耗小、尺寸小的特点；但承受功率 小，在有功率要求的应用时有局限性。现有的介质滤波器具有插入损耗小、承受功率大的特 点，但矩形系数大、尺寸大，在有选择性要求的应用时有局限性。如果提高矩形系数，插入损 耗和尺寸都会增加，必提高应用成本。申请号为97106837. 2的国家保密技术专利《具有分布电畴铁电晶体声学超 晶格的高频器件》中提供了一种铁电多层膜声学超晶格晶体材料或称之为介电体声学超晶 格晶体材料，其是一类压电系数周期性调制的微结构介电体，其调制周期与超声波波长可 以比拟(微米或亚微米量级)。超晶格沿某一方向正负铁电畴交替排列，压电系数对应于正 畴和负畴交替地改变符号。如图1、图2所示，当外加交变电场时，畴界面随之振动，并形成 在铁电体中传播的弹性波，图中的箭头方向为弹性声波的传播方向。图中的带状栅格表示 电畴的方向，图1、图2中镀电极的模式是不同的(图中黑色的面为镀电极的面)图1中镀 电极的面垂直于电畴的方向，图2中镀电极的面平行于电畴的方向。按照镀电极模式的不 同，共有两种振动模式。图1是声传播方向垂直于电场方向的振动模式；图2是声传播方向 平行于电场方向的振动模式。当弹性波波矢与超晶格调制波矢相等时产生共振增强效应， 具有谐振器特性，其谐振频率只决定于超晶格的周期。技术的内容针对前述现有的声表面波谐振器、声表面波滤波器以及介质滤波器的缺点，申请 人进行了改进研究，提供一种具有良好技术效果的超晶格晶体谐振器，以及超晶格晶体滤 波器，上述超晶格晶体谐振器易于加工、承受功率较大，上述超晶格晶体滤波器具有高功 率、低插入损耗及小尺寸等优点。本技术的技术方案如下一种超晶格晶体谐振器，有一介电体声学超晶格材料的基片，基片的两面分别镀 有电极。一种实施方案是所述基片两面的电极均是单电极，所述两个单电极分别作为电输 入端及电输出端。另一种实施方案是所述基片一面的电极为双电极，基片另一面的电极为 单电极，所述基片一面的双电极分别作为电输入端及电输出端，所述基片另一面的单电极 连接公共地端。本技术的技术方案还在于由所述超晶格晶体谐振器构成的超晶格晶体滤波 器。第一种实施方案是将上述后一种超晶格晶体谐振器作为单片式超晶格晶体滤波器。第 二种实施方案是包括由上述前一种超晶格晶体谐振器构成的串联支路，还有由并联式LC 谐振电路构成的并联支路，所述并联支路的一端接地，另一端分别与所述串联支路的输入 端、输出端以及超晶格晶体谐振器的串接端连接；所述并联式LC谐振电路由电容器支路与 电感器和电容器的串联支路并联连接构成。第三种技术方案是包括由上述前一种超晶格晶 体谐振器构成的串联支路，还有由上述前一种超晶格晶体谐振器构成的并联支路，所述并 联支路的一端接地，另一端分别与所述串联支路的输入端、输出端以及超晶格晶体谐振器 的串接端连接。第四种技术方案是包括由上述前一种超晶格晶体谐振器构成的两个串联支 路，还有上述前一种超晶格晶体谐振器构成的并联支路，所述并联支路的两端分别与所述 两个串联支路的输入端、输出端以及超晶格晶体谐振器的串接端连接。本技术的有益技术效果是本技术的超晶格晶体谐振器，采用介电体声学超晶格晶体材料为基片，其谐 振频率只决定于超晶格的本振周期，而与晶片的厚度无关，晶片的厚度可以依实际加工条 件或加工水平进行选择，从而可有效解决现有技术中用一般压电晶体制作高频谐振器时面 临的晶片厚度太薄等难以加工、承受功率小的问题。本技术的超晶格晶体滤波器，兼顾声表面波滤波器和介质滤波器优点，采用 介电体声学超晶格晶体材料为基片制作的滤波器，除具有一般滤波器性能外，还同时具有 高功率、高选择性或矩形系数好、低插入损耗、尺寸小或成本低的优点。附图说明图1是声传播方向垂直于电场方向的振动模式。图2是声传播方向平行于电场方向的振动模式。图3是单端对超晶格晶体谐振器的剖视结构示意图。图4是采用声传播方向垂直于电场方向振动模式的单端对超晶格晶体谐振器谐 振特性图。图5是采用声传播方向平行于电场方向振动模式的单端对超晶格晶体谐振器谐 振特性图。图6是双端对超晶格晶体谐振器的剖视结构示意图。图7是图6的俯视图。图8是图6所示双端对超晶格晶体谐振器的谐振特性图。图9是单片式超晶格晶体滤波器的电极形状、位置的示意图。图10是图9所示超晶格晶体滤波器的滤波特性图。图11是由超晶格晶体谐振器构成的串联支路以及由LC谐振电路构成的并联支路 连接构成的组合式超晶格晶体滤波器的结构示意图。图12是图11所示超晶格晶体滤波器的滤波特性图。图13是分别由超晶格晶体谐振器构成的串联支路以及并联支路连接构成的组合 式超晶格晶体滤波器的结构示意图。图14是图13所示超晶格晶体滤波器的外围匹配电路图。图15是图13所示超晶格晶体滤波器的滤波特性图。图16是平衡输入输出的组合式超晶格晶体滤波器的结构示意图。图17是图16所示超晶格晶体滤波器的滤波特性图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。以下各实施例中所述超晶格晶体谐振器的基片材料皆选用按申请号为 97106837. 2专利申请的技术方案所制作的介电体声学超晶格晶体材料；有关实施例中的 超晶格晶体谐振器的谐振特性曲线或谐振特性参数以及超晶格晶体滤波器的滤波特性曲 线或滤波特性参数按常规方法测试。实施例1 单端对超晶格晶体谐振器如图3所示，本实施例的超晶格晶体谐振器包括介电体声学超晶格晶体材料的 基片1，基片1的两面镀有金属电极2和金属电极3，电极2和电极3均是连续的单电极。电 极2作为电输入端，电极3作为电输出端。这种结构称之为单端对超晶格晶体谐振器。其 可以采用两种振动模式如图1所示的声传播方向垂直于电场方向的振动模式；或者，如图 2所示的声传播方向平行于电场方向的振动模式。选择本振周期是7. 8um的超晶格晶体材料，切割大小3. 7mm X Imm X 0. 5mm的 基片1，按图1的模式镀电极，得到谐振频率为707. 66MHz，损耗1.9dB;反谐振频率为 712. 19MHz，损耗23. OdB,得到的单端对谐振器的谐振特性见图4，其采用图1所示振动模式。选择本振周期是7. 8um的超晶格晶体材料，切割大小4mmX0. 8mmX0. 5mm的基片 1，按图2的模式镀电极，得到谐振频率为450MHz，损耗3. OdB ；反谐振频率为468. 5MHz，损 耗22. OdB，得到的单端对谐振器的谐振特性见图5，其采用图2所示振动模式。将上述单端对谐振器接在大功率射频信号发生器上，当功率调整至超过5W，并工 作一段时间后，该谐振器的幅频特性出现恶化，因此得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超晶格晶体谐振器，其特征在于：有一介电体声学超晶格材料的基片，基片的两面分别镀有电极。

【技术特征摘要】
一种超晶格晶体谐振器，其特征在于有一介电体声学超晶格材料的基片，基片的两面分别镀有电极。2.如权利要求1所述超晶格晶体谐振器，其特征在于所述基片两面的电极均是单电 极，所述两个单电极分别作为电输入端及电输出端。3.如权利要求1所述超晶格晶体谐振器，其特征在于所述基片一面的电极为双电极， 基片另一面的电极为单电极；所述基片一面的双电极分别作为电输入端及电输出端，所述 基片另一面的单电极连接公共地端。4.一种超晶格晶体滤波器，其特征在于由包括一介电体声学超晶格材料的基片，基 片的两面分别镀有电极的超晶格晶体谐振器构成。5.如权利要求4所述超晶格晶体滤波器，其特征在于由一个基片一面的电极为双电 极，基片另一面的电极为单电极的超晶格晶体谐振器构成。6.如权利要求4所述超晶格晶体滤波器，其特征在于包括由基片两面的电极均是单 电极的超晶格晶体谐振器构成的串联支路，还有由并联式LC谐振电路构成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘平，朱永元，王竞宇，
申请(专利权)人：无锡市好达电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]