[发明专利]电声谐振器和RF滤波器

说明书

提供了一种与薄压电膜兼容并且提供附加自由度的电声谐振器。谐振器包括带有两个汇流条(ES，BB)和电极指(ES，EF)的IDT部分。IDT部分通过剪切而倾斜角度α，并且相对于压电轴(PA)整体旋转角度β。

本发明涉及可以组合以建立可以在无线通信设备中使用的RF滤波器的电声谐振器。

电声谐振器可以被电组合，例如以梯形电路拓扑或格型电路拓扑的形式，以建立RF滤波器，诸如带通滤波器或带阻滤波器。这样的滤波器可以用于无线通信设备中。小型化的趋势要求较小的空间尺寸。越来越多的无线功能的趋势导致必须遵守更严格的规范。因此，存在一个普遍的问题，即，为滤波器提供谐振器，该谐振器具有符合规范的良好的电学和声学性能。

常规的电声谐振器可以包括声轨，声波可以在该声轨中传播。电极结构布置在压电材料上，并且由于压电效应而在电磁RF信号与在声轨中传播的声学RF信号之间转换。通常，期望具有单个声波模式。但是，在实际的换能器中，可能会激发杂散模式，从而使谐振器以及对应的RF滤波器的声学和电学性能恶化。

从US 2013/0051588 A1中，已知具有减小的损耗并且具有减小的声能横向发射和改进的性能和改进的横向模式抑制的电声换能器和对应的谐振器。

然而，发现，其中公开的技术措施在使用设置为薄膜的压电材料的新型电声谐振器中可能效果低下。

因此，期望有一种改进的电声谐振器，该电声谐振器提供具有良好的电学和声学性能并且与薄膜压电材料兼容的RF滤波器。

此外，对应的换能器应当具有抑制或消除的杂散模式、减少的声损耗、以及改善的介电强度以防止静电放电和改善的功率耐久性。

此外，期望在设计谐振器和滤波器时具有附加的自由度。具体地，期望获取较陡的通带或抑制带侧翼(rejection band flanks)。

为此，提供了根据独立权利要求的电声谐振器。从属权利要求提供了优选实施例和优选滤波器。

电声谐振器包括具有压电轴的压电材料、传播方向和电极结构。电极结构具有IDT部分(IDT＝叉指换能器)，该IDT部分带有两个汇流条和电极指。电极指在垂直于传播方向的方向上延伸。IDT部分倾斜。此外，倾斜的IDT部分相对于压电轴旋转。

在本谐振器中，压电材料和电极结构建立声轨。声轨是谐振器的为声波的传播而设置的区域。声波的传播方向建立了声轨和谐振器的纵向方向x。IDT部分的倾斜表示，与非倾斜谐振器相比，谐振器受到剪切使得电极指保持其方向延伸。但是，电极指的横向位置取决于电极指的纵向位置。相反，汇流条具有相对于纵向方向x旋转的延伸方向。汇流条可以布置在声轨的横向侧翼处。在基本上由压电材料的表面限定的平面中，横向方向基本上与纵向方向正交。

注意，“x”表示沿着纵向方向的位置。“y”表示沿着与纵向方向正交的横向方向的位置。

除了由于倾斜而引起的汇流条的延伸的旋转，对应的倾斜的IDT部分附加地相对于压电轴旋转角度β。

电极指的法线方向保持确定沿着纵向方向的传播方向x，因为该方向由该指的取向定义为垂直于该指的延伸的方向。然而，相对于压电轴的旋转导致该指和压电轴的非正交关系。

该旋转有可能降低电声耦合系数。

减小的电声耦合系数可能减小谐振器的零极点距离。

如果这样的谐振器被连接以分别建立带通滤波器或带阻滤波器，则零极点距离的减小会导致减小的带宽度或抑制带的减小的宽度。

此外，减小的零极点距离会导致通带或抑制带的陡峭侧翼。

因此，可以为带通滤波器或带阻滤波器的侧翼整形获取新的自由度。