Лестничный фильтр на поверхностных акустических волнах с повышенной избирательностью

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к частотно-избирательным средствам. Техническим результатом является увеличение внеполосной режекции сигналов. Лестничный фильтр на поверхностных акустических волнах с повышенной избирательностью содержит пьезоэлектрический звукопровод с нанесенными на его поверхность структурами параллельных и последовательных резонаторов, соединенных по лестничной схеме, либо установленный в корпус, или непосредственно на плату, земляные выводы параллельных резонаторов поделены поровну между входом и выходом лестничного фильтра и выведены отдельными микрополосковыми линиями на отдельные, ни с чем более не соединенные земляные контактные площадки пьезоэлектрического звукопровода, заземляемые снаружи на плате в одной точке по входу и в одной точке по выходу при монтаже лестничного фильтра на плату, либо при монтаже пьезоэлектрического звукопровода в корпус земляные контактные площадки пьезоэлектрического звукопровода соединяются с отдельными площадками корпуса, также заземляемыми снаружи на плате в одной точке по входу и в одной точке по выходу при монтаже корпусированного лестничного фильтра на плату. 5 ил.

 

Изобретение относится к радиоэлектронике (а именно - к электрическим фильтрам для частотной селекции радиосигналов) и может использоваться в устройствах связи, автоматики и управления.

Известны лестничные фильтры с использованием резонаторов на поверхностных, приповерхностных, сдвиговых и т.п. (всего более 10 типов акустических волн) - в дальнейшем для краткости будем называть их лестничными фильтрами с резонаторами на поверхностных акустических волнах (ПАВ).

Известен лестничный электрический фильтр (O.Ikata, Т.Miyashita, T.Matsuda, T.Nishihara, and Y.Satoh. Development Of Low-Loss Band-Pass Filters Using SAW Resonators For Portable Telephones // proc. IEEE, Ultrasonics Symposium. - 1992. - P.111-115), содержащий пьезоэлектрический звукопровод с расположенными на нем последовательными 1 и параллельными 2 ПАВ резонаторами, соединенными общим земляным проводником 3 (Фиг.2), причем этот общий земляной проводник соединяет вход и выход устройства.

Известен лестничный электрический фильтр (US Patent No.: 6 242 991 B1, Int. Cl. H03H 9/64, Jun. 5, 2001), содержащий пьезоэлектрический звукопровод с расположенными на нем последовательными Rsl, Rs2 и параллельными ПАВ резонаторами Rp1, Rp2, Rp3, эквивалентная схема которого показана на Фиг.3. Земляные выводы параллельных резонаторов также объединены общим земляным проводником, соединяющим вход и выход устройства (показаны также паразитные сопротивления R1-R3 и индуктивности выводов L1-L3).

Известен лестничный электрический фильтр (US Patent No.: 5 955 933, Int. Cl. H03H 9/25, Sep.21, 1999), схемное решение которого практически идентично предыдущему и показано на Фиг.3.

Известен лестничный электрический фильтр (Т.Omori, К.Matsuda, Y.Sugama, Y.Tanaka, К.Hashimoto and M.Yamaguchi. Suppression of Spurious Responses for Ultra-Wideband and Low-Loss SAW Ladder Filter on a Cu-grating/15°YX-LiNbO3 Structure: proc. IEEE Ultrasonics Symposium. 2006. - P.1874-1877), содержащий пьезоэлектрический звукопровод ниобата лития с расположенными на нем последовательными 1 и параллельными 2 ПАВ резонаторами, соединенными общим земляным проводником 3, причем этот общий земляной проводник также соединяет вход и выход устройства (топология фильтра показана на Фиг.4).

Наиболее близким по технической сущности решением, взятым за прототип, является лестничный электрический фильтр (US Patent No.: 6 150 904, Int. Cl. H03H 9/64, Nov. 21, 2000), содержащий пьезоэлектрический звукопровод с расположенными на нем последовательными S1, S2 и параллельными ПАВ резонаторами P1, P2, Р3, эквивалентная схема которого показана на Фиг.5. Данная схема фильтра имеет раздельные заземляющие проводники входа и выхода, однако земляные выводы выходных резонаторов P2 и Р3 объединены вместе и только затем выведены за пределы корпуса и заземлены.

Общим недостатком известных решений, описанных выше, является практическая невозможность получения высокого гарантированного затухания в полосе режекции фильтра при увеличении числа звеньев лестничного фильтра. Это связано с тем, что на высоких частотах земляные проводники параллельных резонаторов вносят заметный вклад в эквивалентную схему каждого резонатора, пренебрегать которым нельзя. Кроме того, при объединении нескольких земляных выводов параллельных резонаторов в один (Фиг.5) вывод возникают связи, также ухудшающие внеполосную режекцию и даже приводящие к неравномерности в полосе пропускания фильтра.

Целью изобретения является увеличение внеполосной режекции сигналов.

Для достижения указанной цели предлагается лестничный фильтр на поверхностных акустических волнах с повышенной избирательностью, выполненный на резонаторах поверхностных акустических волн, содержащий пьезоэлектрический звукопровод с нанесенными на его поверхность структурами параллельных и последовательных резонаторов, соединенных по лестничной схеме, либо установленный в корпус, или непосредственно на плату.

Согласно изобретению земляные выводы параллельных резонаторов поделены поровну между входом и выходом лестничного фильтра и выведены отдельными микрополосковыми линиями на отдельные, ни с чем более не соединенные земляные контактные площадки пьезоэлектрического звукопровода, заземляемые снаружи на плате в одной точке по входу и в одной точке по выходу при монтаже лестничного фильтра на плату, либо (при монтаже пьезоэлектрического звукопровода в корпус) земляные контактные площадки пьезоэлектрического звукопровода соединяются с отдельными площадками корпуса, также заземляемыми снаружи на плате в одной точке по входу и в одной точке по выходу при монтаже корпусированного лестничного фильтра на плату.

Сочетание отличительных признаков и свойств предлагаемого лестничного фильтра из литературы не известно, поэтому изобретение соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.

На Фиг.1 показана схема предлагаемого фильтра, на Фиг.2 и на Фиг.3 - схемы аналогов предлагаемого фильтра, на Фиг.4 - топология аналога предлагаемого фильтра, на Фиг.5 - схема прототипа предлагаемого изобретения.

Численное моделирование различных схем лестничных фильтров с большим количеством звеньев (более 3) и анализ экспериментальных исследований изготовленных образцов показали, что при выполнении заземления параллельных резонаторов по схемам Фиг.2 - Фиг.5 не удается получить ожидаемый уровень внеполосной режекции. Для решения этой задачи необходимо изменить схему лестничного фильтра, выполнив земляные выводы параллельных резонаторов отдельными микрополосковыми линиями и заземлив их в одной точке по входу и по выходу лестничного фильтра (Фиг.1).

В случае монтажа пьезоэлектрического звукопровода в планарный корпус земляные выводы параллельных резонаторов лестничного фильтра выведены отдельными микрополосковыми линиями на отдельные, ни с чем более не соединенные земляные контактные площадки корпуса, заземляемые снаружи при монтаже лестничного фильтра на плату, в одной точке, либо как можно ближе друг к другу. При этом при расчете характеристик лестничного фильтра необходимо учитывать в схеме и моделировать все переходные отверстия и полоски корпуса в земляных цепях параллельных резонаторов, так как они заметно влияют на характеристики лестничного фильтра.

В случае бескорпусного монтажа пьезоэлектрического звукопровода (например, с использованием flip-chip технологии) необходимо также разделять земляные выводы входа и выхода на плате, куда устанавливается пьезоэлектрический звукопровод, и размещать заземляемые снаружи выводы при монтаже лестничного фильтра на плату в одной точке для входа и в одной точке для выхода. Если нет возможности осуществить заземление в одной точке, то соответствующие земляные выводы отдельных параллельных резонаторов необходимо выполнять на плате как можно ближе друг к другу (Фиг.1).

Известные схемные и топологические решения лестничных фильтров на ПАВ не позволяют создавать лестничные фильтры с высоким (более 40-50 дБ) внеполосным подавлением сигналов. В заявленном решении лестничного фильтра с высоким подавлением земляные выводы параллельных резонаторов поделены поровну между входом и выходом лестничного фильтра и выведены отдельными микрополосковыми линиями на отдельные, ни с чем более не соединенные земляные контактные площадки пьезоэлектрического звукопровода, заземляемые снаружи на плате в одной точке по входу и в одной точке по выходу при монтаже лестничного фильтра на плату, либо (при монтаже пьезоэлектрического звукопровода в корпус) земляные контактные площадки пьезоэлектрического звукопровода соединяются с отдельными площадками корпуса, также заземляемыми снаружи на плате в одной точке по входу и в одной точке по выходу при монтаже корпусированного лестничного фильтра на плату. Это позволило, как показали расчеты и измерения экспериментальных образцов, увеличить гарантированное подавление лестничного фильтра вне полосы пропускания до 75-80 дБ и более.

Эквивалентная схема предлагаемого решения показана на Фиг.1. Последовательные резонаторы 1 соединены с параллельными резонаторами 2 для получения лестничной схемы фильтра. Земляные выводы 3 параллельных резонаторов 2 выведены на край пьезоэлектрического звукопровода раздельно и в расчетах моделировались микрополосковой линией передачи. Эти выводы 3 должны быть заземлены снаружи при монтаже лестничного фильтра на плату в одной точке по входу и в одной точке по выходу лестничного фильтра.

В ФГУП "РНИИРС" были изготовлены более 7000 шт. лестничных ПАВ фильтров в диапазоне частот 100…1040 МГц и внеполосным подавлением 65-80 дБ, выполненных с раздельным заземлением параллельных резонаторов в соответствии с предлагаемым изобретением.

Лестничный фильтр на поверхностных акустических волнах с повышенной избирательностью, выполненный на резонаторах поверхностных акустических волн, содержащий пьезоэлектрический звукопровод с нанесенными на его поверхность структурами параллельных и последовательных резонаторов, соединенных по лестничной схеме, либо установленный в корпус, или непосредственно на плату, отличающийся тем, что земляные выводы параллельных резонаторов поделены поровну между входом и выходом лестничного фильтра и выведены отдельными микрополосковыми линиями на отдельные, ни с чем более не соединенные земляные контактные площадки пьезоэлектрического звукопровода, заземляемые снаружи на плате в одной точке по входу и в одной точке по выходу при монтаже лестничного фильтра на плату, либо при монтаже пьезоэлектрического звукопровода в корпус земляные контактные площадки пьезоэлектрического звукопровода соединяются с отдельными площадками корпуса, также заземляемыми снаружи на плате в одной точке по входу и в одной точке по выходу при монтаже корпусированного лестничного фильтра на плату.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электроники и может использоваться для построения генераторов. .

Изобретение относится к области акустоэлектроники и может быть использовано в качестве высокочастотных (10 МГц - 10 ГГц) перестраиваемых по частоте фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ).

Изобретение относится к области акустоэлектроники и может быть использовано в качестве высокочастотных (10 МГц - 1 ГГц) перестраиваемых по частоте фильтров на ПАВ с применением при изготовлении устройств радиосвязи и обработки сигналов.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в устройствах частотной селекции радиосигнала. .

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для селекции радиосигналов во входных каскадах радиоприемных устройств. .

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может использоваться в устройствах частотной селекции сигналов для различных систем связи, телевизионных приемников и т.д.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может использоваться в акустоэлектронных устройствах для обработки сигналов на поверхностных акустических волнах (ПАВ).

Изобретение относится к области акустоэлектроники и может быть использовано при разработке и изготовлении узкополосных фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ) с низким температурным коэффициентом частоты.

Изобретение относится к радиолокационной технике, в частности к транспондерам для систем радиочастотной идентификации подвижных и неподвижных объектов. .

Изобретение относится к области акустоэлектроники и может быть использовано при разработке и изготовлении узкополосных фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ) с низким температурным коэффициентом частоты (ТКЧ).

Изобретение относится к области акустоэлектроники и может быть использовано при разработке и изготовлении узкополосных фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ) с низким температурным коэффициентом частоты (ТКЧ)

Изобретение относится к полосовым режекторным радиочастотным фильтрам и может использоваться в системах связи. Достигаемый технический результат - ограничение рассеяния энергии и устранение нежелательных сигналов. Полосовой режекторный радиочастотный фильтр включает входной порт, выходной порт, множество акустических резонаторов, индуктор для согласования импедансов множества акустических резонаторов, индуктор размещается в полосовом режекторном фильтре среди множества акустических резонаторов так, что статическая емкость между входным портом и индуктором в основном равна статической емкости между выходным портом и индуктором. Множество акустических резонаторов может быть множеством параллельных резонаторов, множеством последовательных резонаторов или комбинацией последовательных и параллельных резонаторов. Полосовой режекторный радиочастотный фильтр изготавливается используя технологию поверхностной акустической волны, технологию тонкопленочного резонатора объемных акустических волн и технологию резонатора объемных акустических волн. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 29 ил.

Изобретение относится к акустоэлектронике и может быть использовано для изготовления термостабильных фильтров на поверхностных акустических волнах. Достигаемый технический результат - повышение термостабильности и улучшение механической прочности конструкции. Термостабильный узкополосный фильтр на поверхностных акустических волнах содержит звукопровод - пьезоэлектрическую подложку со сформированными на поверхности встречно-штыревыми преобразователями, на обратной стороне подложки располагается плоская пластина из металла или диэлектрика со сквозными отверстиями по краям пластины, через которые пластина крепится к звукопроводу и одновременно к посадочному месту корпуса резиноподобным клеем с большим КЛТР, крепление пластины в центральной части к звукопроводу выполнено тонким слоем резиноподобного клея с большим КЛТР, между посадочным местом корпуса и пластиной выполнен зазор, превышающий стрелу прогиба посадочного места корпуса при воздействии отрицательных и положительных температур окружающей среды.5 илл.

Изобретение относится к каскадному соединению нескольких фильтров. Достигаемый технический результат - обеспечение широкой полосы пропускания или широкой полосы задерживания с узкой полосой по меньшей мере на одной стороне полосы пропускания или задерживания. Фильтр содержит по меньшей мере один первый фильтр, который представляет собой полосно-заграждающий фильтр с первой группой параметров, которые определяются первым материалом, используемым для его изготовления и по меньшей мере один второй фильтр со второй группой параметров фильтра, которые определяются вторым материалом, фильтра, каждый из фильтров представляет собой полосно-заграждающий фильтр или полосно-пропускающий фильтр, фильтры соединяют для формирования составного фильтра, первый и второй материалы различаются, составной фильтр имеет третью группу параметров, которые зависят как от первого, так и от второго материалов. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах обработки информации. Технический результат - увеличение напряжения, подаваемого на пьезоэлектрическую пленку, без изменения напряжения, подаваемого на преобразователь, что приводит к уменьшению вносимых потерь фильтра и увеличению вдвое верхнего предела рабочих частот фильтра, так как ширина электродов больше четверти длины ПАВ на центральной частоте фильтра. Фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ) содержит звукопровод на рабочей поверхности которого в одном акустическом канале расположены передающий и приемный преобразователи, каждый из которых содержит напыленную на поверхность звукопровода сплошную металлическую пленку, на которой расположена пленка из окиси цинка толщиной в 30-.40 раз меньше длины ПАВ на центральной частоте фильтра, на которую нанесена система штыревых электродов, которая выполнена в виде короткозамкнутой решетки с периодом, равным длине ПАВ, и шириной, равной половине длины ПАВ на центральной частоте фильтра. 3 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов. Достигаемый технический результат – обеспечение возможности изменения ширины полосы пропускания фильтра и увеличение числа одновременно работающих полос пропускания. Лестничный реконфигурируемый фильтр выполнен на одной плате и содержит два резонатора на поверхностных акустических волнах (ПАВ), две катушки индуктивности, два конденсатора и два варикапа, причем первые выводы первого варикапа, первого конденсатора и первого ПАВ-резонатора соединены между собой и подключены к входной потенциальной клемме фильтра. 12 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к частотно-избирательным средствам

Наверх