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表面聲波單方向特性 李如月 羅如燕 李虹諭* 義守大學 電機工程學系 * 東方技術學院 電子與資訊系 高雄縣大樹鄉學城路一段一號 摘要 — 本文探討如何利用相鄰電極的中心 同相位時，其振幅會有加成的結果；而當反射訊號 頻率來達到表面聲波元件的單方向性，並將其應用 具有不同相位時，其振幅會有相消的現象，此種現 於中頻濾波器及高頻濾波器的設計。在本文中，主 象即為三次傳輸干擾 (TTI) [3, 4] 。有鑑於此，如何 要是藉由傳輸矩陣法加以模擬分析表面聲波濾波 器與橫向濾波器的單方向性，並評估反射柵欄相鄰 適當地對這些表面聲波元件加以設計以便獲得更 電極與叉指換能器相鄰電極的參數對其之影響，藉 優良的特性，如較低的插入損耗、更平坦的帶 此奠定設計表面聲波元件之單方向性的理論基 通、高旁波瓣抑制以及極佳的形狀因子，已經成 礎。在此架構之下，我們可以設計出低插入損耗、 最佳形狀因子的表面聲波濾波器，並改善中頻橫向 為一個重要的議題。而本文所使用的壓電材料為 濾波器的三次傳輸干擾。 YZ-LiNbO3 ，其波傳模式為Rayleigh wave，並針對 關鍵詞 — 單方向性，表面聲波濾波器，橫向濾波器， 表面聲波元件發展出一個新穎及有效率的傳輸矩 三次傳輸干擾。 陣方法來描述表面聲波元件的聲、電特性，並進一 I. 前言 步設計出利用相鄰電極的中心頻率來達到表面聲 近年來，全球的行動通訊手機市場持續成長， 波元件的單方向性，並改善低插入損耗及三次傳輸 而輕、薄、短、小更是行動電話的發展趨勢，故共 干擾。 振器、濾波器的尺寸與重量是選擇的重要考量。因 此，表面聲波元件被廣泛應用於無線通訊系統的濾 II. 理論推導 波器及振盪器等電子元件中，其主要是因為表面聲 圖一為橫向濾波器之幾何結構圖，其主要是由 波元件具有尺寸小重量輕、材質堅固、操作頻率範 均勻重疊寬度的輸出入叉指換能器所構成的，其中 叉指換能器相鄰電極寬度皆為 λ /8和 λ /8，而λ 圍含蓋 10M~10GHz 以上、能大量生產及 IC 相容 t1 t2 t1 與λ 是在中心頻率下的波長。圖二為表面聲波濾波 性佳等優點，可達到電子通訊元件所要求的製作 t2 成本低、多附加功能、高靈敏度、低消耗功率及高 器之幾何結構圖，除了有均勻重疊寬度的輸出入叉 品質信號、可大量生產且重現性高…等等需求 [1, 指換能器，再加上兩旁短路的反射式柵欄以及兩者 2] 。基於上述表面聲波元件的優點，在本文中設計 之間的延遲線所組合而成的。其中，叉指換能器相 鄰電極寬度皆為 λ /4 與λ /4，其中λ 和 λ 是在中 出低插入損耗和較佳