单相单向声表面波换能器和改进的反射器制造技术

一种用于声表面波（ＳＡＷ）器件的单向换能器（１００）。在一个实施例中，器件包括在其中有垂直于ＳＡＷ传播方向（１７０）的开路反射器（１３０）的压电基片（１５０）上的规定的区域；以及位于规定的区域内和被连接到相反的总线条（１６０）的一对低反射率换能器电极（１４０），该电极（１４０）垂直于ＳＡＷ传播方向（１７０），以及被放置成电极对（１４０）的激励中心位于离反射器（１３０）在ＳＡＷ的中心频率下约八分之七瑞利波长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及声表面波(SAW)器件，更具体地，涉及用于SAW 器件的单相单向声表面波换能器和改进的反射器。
技术介绍
永无止境的趋于更小的电子器件的趋势不断地增加开发更小的 和更有效的元件的压力。例如，无线通信系统不断需要被使用于信号 处理的无源元件的增强的性能，特别是工作在1GHz以上频率的那些 元件。在SAW滤波器的情形下，典型地要求的特性包括低插入损耗、 低通带波紋(ripple )、高相位线性度和高选择性。为了满足这些要求， 经常使用单相单向换能器(SPUDT)。 SPUDT器件也可被使用于SAW 传感器和SAW射频识别标签。SPUDT结构要求这样地放置反射器和换能器，以使得在每个单 元内换能的中心相对于反射的中心进行移位。理想地，这个相移应当 等于土7t的一半(土:r/2)。在大多数SPUDT结构中，八分之一瑞利SAW波长宽的电极和从四分之一到八分之三波长宽的反射器被使用来得到 无反射的换能。在大多数情形下，电极是八分之一波长或更窄。因此，在GHz的范围，电极的临界尺寸超出对于基于光刻的大规模制作技术 的可实现性的极限范围。对于工作在2GHz和更高的频率的SAW器件，波长约为2pm。 因此，八分之一波长宽的电极具有0. 25jam的绝对宽度。对于从2% 到10%的波长的厚度，电极的绝对高度约为40-200nm。对于电极的 这个小的铝截面使得电阻损耗变为高到无法接受。为此，SPUDT换能 器很少使用于lGHz以上。因此，本领域所需要的是可以通过利用基于光刻的大规模制造技 术生产的、工作在高于lGHz频率的基片上的低损耗单向换能器。另外，本领域所需要的是使用于SAW射频识别标签的更好的反 射器结构。在SAW识别标签的情形下，重要的是，响应于换能器生 成的询问脉冲，尽可能多地获取反射的能量。如果位于基片上的铝反 射器是与换能器相同的尺寸并且如果反射器是直的并且基本上垂直于 询问脉沖，则在反射脉沖中将不包括大量由换能器生成的能量。这是 因为由换能器生成的一部分能量，由于该能量在远离换能器向SAW标 签面行进时尺寸扩大，所以不影响反射器。因此，本领域所需要的是具有获取更多的询问脉冲能量以便返回 更强有力的反射信号到换能器的能力的、在SAW标签上使用的更好 的反射器。
技术实现思路
为了解决现有技术的上述的缺陷，本专利技术提供用于SAW器件的 单向换能器。在一个实施例中，器件包括(l)在其上有垂直于SAW传 播方向的开路反射器的压电基片上的规定的区域；以及(2)位于规定的 区域内并被连接到相反的总线条的一对低反射率换能器电极，电极垂 直于SAW传播方向，并被放置成该对电极的激励中心位于离反射器 在SAW的中心频率下约八分之七瑞利波长。因此，本专利技术提供一种把SAW的能量集中在SAW基片上一个 方向的换能器。这样的器件在这样的SAW器件作为SAW识别标签的 情形下是有利的。对于SAWRFID标签，希望只处理一组反射信号。 另外，本专利技术提供更强有力的询问脉冲，因为否则会被丢弃的由换能 器生成的能量被加到SAW询问脉冲的能量。在一个实施例中，本专利技术提供规定的区域，其距离约等于在SAW 的中心频率下约两倍瑞利波长加上在SAW的中心频率下的波长乘以 正整数减l。在另一个实施例中，换能器电极间隔开为在SAW的中心 频率下约一半的瑞利波长的距离。在再一个实施例中，换能器电极每个具有在SAW的中心频率下约四分之一的瑞利波长的宽度。为了制造方便起见，有利的是使用铝用于反射器和换能器电极。 本专利技术的实施例提供具有低的总反射率的电^ l。在本专利技术的一个实施 例中，电极具有约等于在SAW的中心频率下十分之一的瑞利波长的 厚度。本专利技术的有利的实施例提供具有压电基片的器件，使得该对电 极与反射器的机械反射率与反射率的电的部分相比较具有相反的符 号。这样的压电基片是128QLiNb03。在又一个实施例中，电极的宽度小于四分之一波长。在再一个实 施例中，反射器的波长是在0.3波长与0.5波长之间。本专利技术的有利的实施例提供至少两个开路反射器，具有约四分之 一波长的宽度并互相间隔开约半个波长的距离。在本专利技术的另一个实 施例中，该对电极的激励中心位于离反射器在SAW的中心频率下约 八分之七瑞利波长，在等于该八分之七瑞利波长的土 10 %的量内变化。本专利技术的有用的实施例提供多个电极对，每个电极对偏移个等于 多个波长的距离，并且以相同的极性的顺序被连接到相同的总线条 (busbar)。在另一个实施例中，器件还包括多个等效的反射器，每 个反射器互相偏移等于多个波长的距离，使得反射器不覆盖电极。器件的另一个有用的实施例还为它提供包括规定区域的周期的 组。在这个实施例中，规定区域的周期的組以等于规定区域的长度或 比该长度大整数个波长的周期被准周期地放置，波长沿压电基片的长度緩慢的改变(啁啾地改变)。这里描述的本专利技术被有用地用作为用于低损耗应用的单向SAW。本专利技术再一个实施例提供多个规定区域，被放置在并行的声音子 信道中，在垂直于波的传播方向的方向上被分隔开可以与波长相比的 距离，并且被并联地电连接。当然，本专利技术的具体的有用的应用是用于SAW识别标签。因此， 这里描述的器件在规定的区域位于SAW识别标签上时被有用地利用。本专利技术的极其有用的实施例提供SAW器件，它包括(l)其上有 SAW换能器的压电基片；和(2)位于基片上的反射器，用于反射对于 由SAW换能器生成的询问脉冲的应答，反射器被安排在基片上，基 本上匹配于询问脉冲的绕射场。在一个实施例中，反射器位于询问脉 沖的远场区，而在另一个实施例中，它位于近场区。当然，器件还可包括被安排在基片上的多个反射器。在这样的情 形下，多个反射器的至少一个反射器可被放置在近场区以及多个反射 器的至少 一个反射器被放置在询问脉冲的远场区，这仍旧属于本专利技术 的打算的范围。本专利技术还提供被弯曲成基本上匹配于在询问脉冲的绕射场中的 等相位线的反射器。在又一个实施例中，反射器被弯曲成基本上匹配 于在询问脉冲的绕射场中的等幅度线。在再一个实施例中，反射器被 弯曲成基本上匹配于在询问脉冲的绕射场中的等相位线和等幅度线。 特别有用的实施例提供被分段为形成基本上弯曲的形状并且基本上匹 配于在询问脉冲的绕射场中的等相位线和等幅度线的反射器。本专利技术还可被有用地利用来使得反射器把反射的脉沖聚焦到换 能器，使得反射信号基本上匹配于询问脉冲的幅度和相位分布。本专利技术可以在反射器是开路金属条带或短路时被有用地利用。本 专利技术也可以在非金属反射器的情形下被有用地利用。本专利技术的有用的 实施例提供分段的反射器。在分段的反射器的情形下，有用的实施例 提供在每个分段之间约等于四分之一 波长的间隔。在另 一个实施例中， 反射器被设计成包围询问脉冲的主瓣和第一副瓣。在其中反射器包围询问脉冲的主瓣和第 一副瓣的 一个实施例中，八个分段被使用于主瓣，四个分段被使用于每个副瓣，总共16个分段。本专利技术的重要的实施例提供SAW器件，它具有(l)其上有SAW 换能器的压电基片；和(2)在基片上的反射器，用于反射对于由SAW 换能器生成的询问脉冲的应答，其中反射器以基本上弯曲的配置被安 排在基片上，以基本上匹配于询问脉冲的绕射场的幅度和相位。以上概述了本专利技术的优选的和替本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＳＡＷ器件，包括：　其上有ＳＡＷ换能器的压电基片；和　位于所述基片上的反射器，用于反射对于由所述ＳＡＷ换能器生成的询问脉冲的应答，所述反射器被安排在所述基片上以基本上匹配于所述询问脉冲的绕射场。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：克林顿S哈特曼，维克特P普莱斯基，
申请(专利权)人：射频表面声波元件公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]