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压电石英基片高频率声表面横波谐振器

技术简介

       1987 年Bagwell和Bray在石英基片上首次实现了高Q值声表面横波(简称STW)谐振器。声表面波谐振器是在两个反射器单元之间设置激励和接收IDT(叉指换能器),使IDT传播的能量反射到接收IDT上,信号谐振,减少损耗。声表面横波谐振器与瑞利波型谐振器不同之处,是在两IDTs之间加入了短路栅结构,使掠面体波(简称SSBW)能被嵌制到石英基片表面,而不是深入基片内传播,其结构图如下。


       压电石英基片上高频声表面横波谐振器,具有一阶温度系数为零,比瑞利型声表面波高1.6倍的声传播速度,由于石英基片上激励的表面横波信号只有基波模式,而不像瑞利型声表面波那样有高阶模式,因此,声表面横波谐振器的损耗更低。


技术指标

       ●压电石英基片高频率声表面横波谐振器声传播速度:5050m/s;

       ●压电基片:石英;

       ●一阶温度系数为0;

       ●工作频率:2400MHz;

       ●损耗:≤10dB。

       ●频率温度稳定度:3×10-4(-40℃~+70℃)(设计值);

       ●年老化率:10-6(设计参考);

       ●工作温度:-40℃~+60℃;

       ●储存温度:-55℃~+125℃。


技术特点

       声表面横波谐振器具有稳定的频率温度系数(其一阶温度系数为零),高的声传播速度(其声速是瑞利型声表面波的1.6倍),低的传播损耗,好的1/f相位噪声,高的功率承受能力,低的老化率和振动灵敏度等,是高频谐振器和极窄带谐振滤波器的理想声波器件。

       声表面横波谐振器的制作是在压电基底上采用半导体加工工艺,稳定性高、重复性好、易于批量生产,由于采用压电石英基底上制作,具有极高的温度稳定性和可靠性。

       目前,在民用方面,声表面波谐振器应用广泛,在民用领域的应用,主要有电话系统、电视广播工程、应答式干扰系统、卫星通讯及定位(GPS)系统,扩频通讯系统,识别和定位系统、导航系统、无钥匙进入和保密警戒系统、传感器系统、锁相频率本振源等。

       STW谐振器与瑞利型声表面波具有相同的工艺,而在同样的工艺条件下,制作出同样宽度的IDT指条, STW激励的频率是瑞利型声表面波频率的1.6倍高。因此,在制作高频器件时,声表面横波谐振器更适合。


预期效益

        声表面横波谐振器作为民用技术发展,将提高其性能,在高性能传感器(如生物传感器、无线温度传感器)、语音通话、高性能本振源、信号处理模块系统、遥测遥控等发挥重要作用。预计将创造巨大的经济效益。