[发明专利]具有减少的二阶非线性的电声转换器

说明书

给出一种具有减少的二阶非线性的转换器。为了减少非线性，所述转换器(IDT)包括在叉指电极(EFI1)和相对而置的汇流排(BB)之间的绝缘区域(IB)，以及用于降低在所述绝缘区域中的电场强(Ey)的介电材料(DM)。

本发明涉及具有减少的通过二阶非线性效果引起的干扰的电声转换器。

电声转换器能够使用在HF滤波器中。这些电声转换器在布置在一起且相互接线的情况下能够形成带通滤波器，这些带通滤波器由于其小的结构尺寸良好地适用于便携式通信设备，例如在前端电路中。

电声转换器通常包括布置在压电材料例如单晶衬底上的金属结构，该金属结构带有梳形地相互接合的电极结构，该电极结构带有汇流条和叉指电极。通过压电效果，这样的结构在电波与声波之间转换，其中声波半波长λ/2基本上通过相邻的具有不同极性的叉指电极的中间的间距确定。这样的转换器的电声作用区域即声道在此包括彼此并排的具有相反的极化的叉指电极。

桩指迄今为止被用于降低起干扰作用的横向效果。

例如从文章“在表面声波装置中的二阶非线性的产生机理”(K.Hashimoto、R.Kodaira、T.Omori；2014年IEEE的国际超声研讨会，第791页)中已知，在二次谐振频率的情形下通过在横向方向上产生介电位移D能够出现二阶非线性干扰。

例如从文章“用于SAW装置的二阶非线性信号的有效抑制方法”(R.Nakagawa、H.Kyoya、H.Shimizu、T.Kihara；2014年IEEE的国际超声研讨会；第782页)中已知，这样的干扰能够通过分开声道而降低。

在改进电特性时的问题在于通过分开被迫引起的声特性的退化。

因此存在对于这样的转换器的期望，即该转换器不仅具有良好的电特性尤其减少的二阶非线性而且具有良好的声特性。

为此给出根据权利要求1所述的转换器。本发明的有利实施方案参阅从属权利要求。

电声转换器包括压电材料、彼此并排布置在压电材料上且平行取向的两个汇流排和布置在汇流排之间的用于激励声波的叉指电极。这些叉指电极分别与两个汇流排中的一个接线。转换器此外包括绝缘区域，该绝缘区域布置在叉指电极和分别另一相对而置的汇流排之间且叉指电极与该相对而置的汇流排电分离。此外转换器具有用于降低在绝缘区域中的电场强的介电材料。

图3显示了汇流排和叉指电极相对于声波的传播方向X的原则上的布置。叉指电极以一侧与两个汇流排中的一个连接。在分别另一侧上叉指电极与相对而置的汇流排隔绝，以为了避免电短路。彼此并排布置的叉指电极且相应地两个相对而置的汇流排处于不同的电势上。相应于集聚在电极结构上的所属的电负荷，在相反加载电荷的结构组件存在电场。在电极结构之间的区域中场强相对于距离d成倒数：

图2显示了转换器的相应的区段且图解说明问题：在常见的转换器中除了传统的叉指电极之外还有指桩与汇流排连接。在桩指和相对而置的电极的叉指电极之间的距离利用d_G表示。如果转换器运行，则在金属化物之间存在电场，该电场在y方向上的强度与该距离成倒数：

在桩指的端部和相对而置的叉指电极的端部之间的区域称为“间隙”。

通过以下方式产生非线性干扰，即介电常数的张量具有不同于零的分量ε_yyy。由此电场的分量E_y引起介电移位的在y方向上存在的分量D_y：

介电移位的分量与电场的分量的平方成比例，这就是为什么电场的时间变化引起介电移位的随着双倍频率的时间变化。