叉指换能器参数确定方法、装置、设备及声表面波滤波器与流程

1.本发明涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种叉指换能器参数确定方法、装置、设备及声表面波滤波器。


背景技术：

2.在声表面波滤波器领域，对频域信号进行傅里叶逆变换可以得到连续的时域信号，根据抽样定理，可以将连续的时域信号转化为离散的时域信号。声表面波滤波器是由两个或多个叉指换能器(idt)组成，叉指换能器中指条的位置模拟离散时域信号的位置，指条的长度模拟离散时域信号的幅度。因此，可以将声表面波滤波器期望的滤波特性表示为频率响应，通过傅里叶逆变换得到时域响应，完成叉指换能器的设计。而将声表面波滤波器的滤波特性表示为频域响应的解析表达式是至关重要的，直接影响到设计出的叉指换能器的性能。对于复杂频率响应的声表面波滤波器，在特定频率点有特殊的频率响应，难以确定能够准确描述其频率响应的解析表达式，设计出能够满足复杂频率响应的声表面波滤波器就变得较为困难。


技术实现要素：

3.本发明提供一种叉指换能器参数确定方法、装置、设备及声表面波滤波器，用以解决复杂频率响应的声表面波滤波器，难以确定能够准确描述其频率响应的解析表达式，从而难以设计出能满足复杂频率响应的声表面波滤波器的缺陷。
4.本发明提供一种叉指换能器参数确定方法，包括：
5.获取声表面波滤波器的目标频率响应；
6.基于目标坐标系对所述目标频率响应进行数值转化，得到所述目标频率响应对应的目标数值关系；所述目标坐标系是根据所述目标频率响应的响应参数建立的；所述响应参数包括中心频率、通带带宽和通带幅度；
7.对所述目标数值关系进行区间划分，并对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式；
8.根据所述目标解析表达式确定所述目标频率响应对应的时域响应，以根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的目标参数。
9.根据本发明提供的一种叉指换能器参数确定方法，所述对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式，包括：
10.对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的插值函数；所述插值函数用于表述所述频率区间内的频率响应的数值关系；
11.根据各所述频率区间的关键频率点求解各所述插值函数，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式；所述关键频率点包括各所述频率区间的交点和所述目标数值关系的端点；
12.其中，第一区间与第二区间的交点处的频率对应的目标幅度值，以及所述目标幅
度值关于频率的一阶导数和二阶导数，均同时满足所述第一区间与所述第二区间的插值函数；所述第一区间和所述第二区间为相邻的频率区间。
13.根据本发明提供的一种叉指换能器参数确定方法，所述对所述目标数值关系进行区间划分，包括：
14.根据所述目标数值关系确定所述目标频率响应的关键频率点；
15.根据所述关键频率点对所述目标数值关系进行区间划分。
16.根据本发明提供的一种叉指换能器参数确定方法，所述获取声表面波滤波器的目标频率响应之后，还包括：
17.根据所述目标频率响应的响应参数确定坐标原点和坐标刻度；
18.以所述坐标原点为基准，基于所述坐标刻度构建纵横坐标轴，并基于所述纵横坐标轴建立坐标系。
19.根据本发明提供的一种叉指换能器参数确定方法，所述基于目标坐标系对所述目标频率响应进行数值转化，得到所述目标频率响应对应的目标数值关系，包括：
20.基于目标坐标系，以所述中心频率的插入损耗为基准值，确定所述目标频率响应中各目标频率点相对于所述中心频率的相对插入损耗；
21.根据所述相对插入损耗对所述目标频率点的幅度进行数值转化，得到所述目标频率点的幅度数值；
22.基于所述目标坐标系，以所述中心频率为零点，确定各所述目标频率点的频率相对于所述中心频率的相对频率；
23.根据所述相对频率对所述目标频率点的位置进行数值转化，得到所述目标频率点的频率数值；
24.以所述幅度数值为纵坐标，所述频率数值为横坐标，确定所述目标频率点的坐标值，并根据各所述目标频率点的坐标值确定所述目标频率响应对应的目标数值关系。
25.根据本发明提供的一种叉指换能器参数确定方法，所述根据所述目标解析表达式确定所述目标频率响应对应的时域响应，包括：
26.获取所述声表面波滤波器的频域响应和时域响应的傅里叶变换关系；
27.基于所述傅里叶变换关系对所述目标解析表达式进行傅里叶变换，得到所述目标频率响应对应的时域响应。
28.根据本发明提供的一种叉指换能器参数确定方法，所述目标参数包括指条位置和指条长度；所述根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的目标参数，包括：
29.根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的时域信号的目标位置和目标幅度；
30.根据所述目标位置确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的指条位置，并根据所述目标幅度确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的指条长度。
31.本发明还提供一种叉指换能器参数确定装置，包括：
32.获取模块，用于获取声表面波滤波器的目标频率响应；
33.数值转化模块，用于基于目标坐标系对所述目标频率响应进行数值转化，得到所述目标频率响应对应的目标数值关系；所述目标坐标系是根据所述目标频率响应的响应参数建立的，所述响应参数包括中心频率、通带带宽和通带幅度；
34.插值处理模块，用于对所述目标数值关系进行区间划分，并对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式；
35.参数确定模块，用于根据所述目标解析表达式确定所述目标频率响应对应的时域响应，以根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的目标参数。
36.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述叉指换能器参数确定方法。
37.本发明还提供一种声表面波滤波器，包括叉指换能器，所述叉指换能器采用上述任一种所述的叉指换能器参数确定方法确定的目标参数设计生成。
38.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述叉指换能器参数确定方法。
39.本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述叉指换能器参数确定方法。
40.本发明提供的叉指换能器参数确定方法、装置、设备及声表面波滤波器，通过获取声表面波滤波器的目标频率响应，根据目标频率响应的响应参数建立坐标系；基于坐标系对目标频率响应进行数值转化，得到目标频率响应对应的目标数值关系；对目标数值进行区间划分，并对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各频率区间对应的目标解析表达式；根据该目标解析表达式确定目标频率响应对应的时域响应，并根据时域响应确定声表面波滤波器的叉指换能器的设计参数。通过将声表面波滤波器的频率响应转化为对应的数值关系，并通过区间划分和三次样条插值处理，可以得到准确表述声表面波滤波器的频率响应的解析表达式，从而确定叉指换能器的目标参数，基于该目标参数可以设计出能够满足复杂频率响应的叉指换能器。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1是本发明提供的叉指换能器参数确定方法的流程示意图；
43.图2是本发明提供的声表面波滤波器的目标频率响应的示意图；
44.图3是本发明提供的声表面波滤波器的目标频率响应的数值关系示意图；
45.图4是本发明提供的声表面波滤波器的目标频率响应的关键频率点示意图；
46.图5是本发明提供的叉指换能器参数确定装置的结构示意图；
47.图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
48.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳
动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.下面结合图1-图6描述本发明的叉指换能器参数确定方法、装置、设备及声表面波滤波器。
50.本发明提供的叉指换能器参数确定方法，用于设计声表面波滤波器中的叉指换能器，采用三次样条插值的方法，得到描述滤波器的频率响应的解析表达式，完成声表面波滤波器的叉指换能器的设计，对类似特定频率点特殊频率响应的复杂频率响应滤波器的设计和优化有重要的指导意义。具体地，参照图1，图1为本发明实施例提供的叉指换能器参数确定方法的流程示意图，基于图1，本发明实施例提供的叉指换能器参数确定方法，包括：
51.步骤100，获取声表面波滤波器的目标频率响应；
52.在设计声表面波滤波器中的叉指换能器时，首先获取声表面波滤波器的目标频率响应，该目标频率响应为声表面波滤波器期望的频率响应，根据声表面波滤波器预期达到的滤波效果，确定声表面波滤波器的设计要求，从而得到声表面波滤波器的频域特性，即目标频率响应。
53.步骤200，基于目标坐标系对所述目标频率响应进行数值转化，得到所述目标频率响应对应的目标数值关系；所述目标坐标系是根据所述目标频率响应的响应参数建立的，所述响应参数包括中心频率、通带带宽和通带幅度；
54.根据目标频率响应的响应参数建立目标坐标系，其中，响应参数包括目标频率响应的中心频率、通带带宽和通带幅度。基于建立的坐标系，对目标频率响应进行数值转化，得到目标频率响应对应的目标数值关系。其中，对目标频率响应的数值转化，包括对目标频率响应的幅度和位置的数值转化，将声表面波滤波器的目标频率响应以中心频率、通带带宽、通带幅度为基准，转化为幅度和位置对应的数值关系。
55.步骤300，对所述目标数值关系进行区间划分，并对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式；
56.目标数值关系体现为函数关系，对目标数值关系进行区间划分，得到目标频率响应对应的一个或多个频率区间，对每个频率区间进行三次样条插值处理，建立不同频率区间的三次样条插值函数，得到各频率区间对应的目标解析表达式。每个频率区间对应的目标解析表达式分别用于表述该频率区间内的频率响应的数值关系，采用三次样条插值的方法分别描述不同频率区间内的幅频响应数值关系，即每个频率区间采用不同的一元三次方程描述该频率区间内的频率响应的数值关系。
57.步骤400，根据所述目标解析表达式确定所述目标频率响应对应的时域响应，以根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的目标参数。
58.根据各频率区间对应的目标解析表达式，确定目标频率响应对应的时域响应，根据该时域响应确定叉指换能器的目标参数，目标参数即叉指换能器的设计参数，基于该设计参数设计生成的叉指换能器，能够满足声表面波滤波器对复杂频率响应的设计要求。通过划分频率区间和三次样条插值处理，采用分段的三次函数描述每个频率区间的频率响应，完成声表面波滤波器的叉指换能器的设计，对同类滤波器的设计和优化有重要的指导意义。
59.在本实施例中，通过获取声表面波滤波器的目标频率响应，根据目标频率响应的响应参数建立坐标系；基于坐标系对目标频率响应进行数值转化，得到目标频率响应对应
的目标数值关系；对目标数值进行区间划分，并对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各频率区间对应的目标解析表达式；根据该目标解析表达式确定目标频率响应对应的时域响应，并根据时域响应确定声表面波滤波器的叉指换能器的设计参数。通过将声表面波滤波器的频率响应转化为对应的数值关系，并通过区间划分和三次样条插值处理，可以得到准确描述声表面波滤波器的频率响应的解析表达式，从而确定叉指换能器的目标参数，基于该目标参数可以设计出能够满足复杂频率响应的叉指换能器。
60.在一较佳的实施方式中，步骤100中，获取声表面波滤波器的目标频率响应之后，还包括：
61.步骤101，根据所述目标频率响应的响应参数确定坐标原点和坐标刻度；
62.步骤102，以所述坐标原点为基准，基于所述坐标刻度构建纵横坐标轴，建立目标坐标系。
63.在建立目标坐标系时，根据目标频率响应的响应参数，即中心频率、通带带宽和通带幅度等，确定坐标原点和坐标刻度，以坐标原点为基准，基于坐标刻度构建纵横坐标轴，从而基于构建的纵横坐标轴建立目标坐标系。其中，纵坐标轴即y轴，横坐标轴即x轴；坐标刻度包括x轴坐标刻度和y轴坐标刻度，x轴坐标刻度可以是通带带宽的一半，y轴坐标刻度可以根据通带幅度确定，在此不做具体限定。
64.优选地，步骤200中，基于建立的目标坐标系，对目标频率响应进行数值转化，得到目标频率响应对应的目标数值关系，还可以包括：
65.步骤201，基于目标坐标系，以所述中心频率的插入损耗为基准值，确定所述目标频率响应中各目标频率点相对于所述中心频率的相对插入损耗；
66.步骤202，根据所述相对插入损耗对所述目标频率点的幅度进行数值转化，得到所述目标频率点的幅度数值；
67.步骤203，基于所述目标坐标系，以所述中心频率为零点，确定各所述目标频率点的频率相对于所述中心频率的相对频率；
68.步骤204，根据所述相对频率对所述目标频率点的位置进行数值转化，得到所述目标频率点的频率数值；
69.步骤205，以所述幅度数值为纵坐标，所述频率数值为横坐标，确定所述目标频率点的坐标值，并根据各所述目标频率点的坐标值确定所述目标频率响应对应的目标数值关系。
70.基于建立的坐标系，对目标频率响应的数值转化包括幅度数值转化和位置转化，其中，位置转化即频率数值转化。具体地，在进行幅度数值转化时，基于建立的坐标系，以中心频率f0的插入损耗为基准值il0，确定目标频率响应中的各目标频率点f1相对于中心频率f0的插入损耗相对值il1：il1＝il(f)-il0。根据各目标频率点的相对插入损耗il1，对目标频率点f1的幅度进行数值转化，得到目标频率点f1的幅度数值，其中，对目标频率点f1的幅度进行数值转化，即将不同频率点的相对插入损耗转化为幅度数值，转化关系为下列公式1所示：
[0071][0072]
在进行位置转化时，基于建立的坐标系，以中心频率为零点，确定各目标频率点相
对于中心频率的相对频率，该相对频率为各目标频率点与中心频率之间的频率差值。根据该相对频率对目标频率点的位置进行数值转化，得到目标频率点的频率数值。以各目标频率点的幅度数值为纵坐标，频率数值为横坐标，确定各目标频率点的坐标值，即以各目标频率点的幅度数值建立纵轴坐标、以各目标频率点的相对频率建立横轴坐标，从而得到每个目标频率点的坐标值。根据各目标频率点的坐标值确定目标频率响应对应的目标数值关系，各目标频率点是对目标频率响应进行抽样得到的抽样频率点。
[0073]
参照图2所示的声表面波滤波器的频率响应，以图2所示的频率响应作为声表面波滤波器的目标频率响应为例，根据该目标频率响应的响应参数建立坐标系，并基于建立的坐标系对目标频率响应进行数值转化，得到目标频率响应对应的目标数值关系。参照图3，图3为图2所示的频率响应对应的声表面波滤波器的数值关系示意图。进一步地，在进行数值转化时，为了减少计算量，当各频率点的相对损耗大于第一预设阈值，将幅度数值设置为第一预设值；当各频率点的相对损耗小于第二预设阈值时，将幅度数值设置为第二预设值。其中，第一预设阈值如-1db，此时各频率点对应的幅度数值为0.89，第一预设值如1；第二预设阈值如-40db，此时各频率点对应的幅度数值为0.01，第二预设值如0。
[0074]
以图2所示的目标频率响应为例，在进行位置转化时，可以将-40db带宽的一半作为横轴的坐标刻度，按照下列公式2进行位置的数值转化。其中，在公式2中，b-40
指的是-40db带宽，将b-40
的一半作为x轴的一个基本单位，即作为1，通过将其他频率点的频率与b-40
的一半做比较，确定其它频率点在x轴上的位置，如其他频率点与b-40
的一半的比值为3，则该频率点在x轴上的坐标为3。
[0075][0076]
优选地，步骤300中，对目标数值关系进行区间划分，包括：
[0077]
步骤301，根据所述目标数值关系确定所述目标频率响应的关键频率点；
[0078]
步骤302，根据所述关键频率点对所述目标数值关系进行区间划分。
[0079]
在对目标数值关系进行区间划分时，首先，根据目标数值关系确定目标响应频率的关键频率点，关键频率点包括目标数值关系的端点，基于此，关键频率点至少包括两个。根据关键频率点对目标数值关系进行区间划分，具体是将除端点之外的其他关键频率点作为相邻频率区间的交点，将目标数值关系按照关键频率点划分为一个或多个频率区间。
[0080]
以图3所示的目标数值关系示意图为例，其关键频率点如图4所示，在图4中，关键频率点包括f1、f2、f3和f4，根据声表面波滤波器的频响要求，将关键频率点和端点的幅度数值和频率数值转化为xy坐标系上的坐标。以图3为例，声表面波滤波器在两个关键频率点f2和f3的频率响应有特殊要求，例如，在端点f1处的频率响应数值为0.8，在关键频率点f2处的频率响应数值为0.9，在关键频率点f3处的频率响应数值为1，在端点f4处的频率响应数值为1，可以将目标数值关系划分为三个频率区间，通过三次样条插值处理，可以通过三个三次样条插值函数表示目标频率响应的数值关系。
[0081]
进一步地，步骤300中，对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各频率区间对应的目标解析表达式，具体包括：
[0082]
步骤303，对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的插值函数；所述插值函数用于表述所述频率区间内的频率响应的数值关系；
[0083]
步骤304，根据各所述频率区间的关键频率点求解各所述插值函数，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式；所述关键频率点包括各所述频率区间的交点和所述目标数值关系的端点；
[0084]
其中，第一区间与第二区间的交点处的频率对应的目标幅度值，以及所述目标幅度值关于频率的一阶导数和二阶导数，均同时满足所述第一区间与所述第二区间的插值函数；所述第一区间和所述第二区间为相邻的频率区间。
[0085]
对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各频率区间对应的插值函数，该插值函数为三次样条插值函数，三次样条插值函数即一元三次函数，用于描述频率区间内的频率响应的数值关系。复杂频率响应的声表面波滤波器对关键频率点有抑制度要求，根据关键频率点划分频率区间，将关键频率点设置为相邻两个频率区间的交点。如图4所示，存在两个频率点的抑制度有特殊要求，则划分出三个频率区间，采用三次样条插值的方法，分别描述三个频率区间内的频率响应的数值关系，即每个频率区间采用不同的一元三次方程描述该频率区间内的频率响应的数值关系。不同频率区间交点处的频率的幅度数值、幅度数值关于频率的一阶导数、幅度数值关于频率的二阶导数同时满足相邻两个频率区间内不同的一元三次方程。根据声表面波滤波器的频响要求，将关键频率点和端点的幅度数值和频率数值转化为xy坐标系上的坐标。如上所述，在图4中，四个关键频率点的x轴和y轴坐标为：f1(-1,0.8)、f2(-0.6,0.9)、f3(-0.2,1)、f4(1,1)。
[0086]
根据各频率区间对应的关键频率点，可以得到对应的方程，从而求解各频率区间的插值函数中的未知数，得到各频率区间对应的目标解析表达式。同样以图4为例，存在两个关键频率点和两个端点，总计有四个关键频率点，将目标数值关系划分为三个频率区间，通过三次样条插值方法，采用三个一元三次函数分别描述这三个频率区间的声表面波滤波器的频率响应。三个一元三次函数共有12个未知数，需要12个方程进行求解，其中，两个端点对应的关键频率点分别满足f1、f2之间的第一个频率区间和f3、f4之间的第三个频率区间的一元三次函数，得到两个方程；两个关键频率点为频率区间的交点，要同时满足两个频率区间的一元三次函数，可以得到四个方程；中间两个关键频率点均同时满足两个频率区间的一元三次函数，因此，这两个频率区间的一元三次函数在关键频率点的一阶导数和二阶导数是相等的，由此可以得到四个方程；两个端点所在的频率区间的一元三次函数的一阶导数和二阶导数在端点处的数值为0，可以得到两个方程；因此，四个关键频率点的频率区间分段可以得到12个方程，求解出12个未知数，从而可以求解出每个频率区间的三次样条插值函数中的未知数，得到各频率区间对应的目标解析表达式。
[0087]
在一较佳的实施方式中，以图4所示的关键频率点为例，f1至f4四个关键频率点的坐标为f1(-1,0.8)、f2(-0.6,0.9)、f3(-0.2,1)、f4(1,1)，则对每个频率区间进行三次样条插值处理后，得到的三次样条插值函数如下所示：
[0088]
f1、f2之间的第一段频率区间内，三次样条插值函数的一元三次函数：
[0089]
y1＝a1x
13
+b1x
12
+c1x1+d1ꢀꢀ
(3)
[0090]
f2、f3之间的第二段频率区间内，三次样条插值一元三次函数为：
[0091]
y2＝a2x
23
+b2x
22
+c2x2+d2ꢀꢀ
(4)
[0092]
f3、f4之间的第三段频率区间内，三次样条插值一元三次函数为：
[0093]
y3＝a3x
33
+b3x
32
+c3x3+d3ꢀꢀ
(5)
[0094]
其中，f1、f2位于第一段频率区间的三次样条插值函数曲线上，f2、f3位于第二段频率区间的三次样条插值函数曲线上，f3、f4位于第三段频率区间的三次样条插值函数曲线上，将这四个关键频率点的坐标代入三个三次样条插值函数中，存在下列公式6-11所示的关系：
[0095]
0.8＝-a1+b
1-c1+d1ꢀꢀ
(6)
[0096]
0.9＝-0.216a1+0.36b
1-0.6c1+d1ꢀꢀ
(7)
[0097]
0.9＝-0.216a2+0.36b
2-0.6c2+d2ꢀꢀ
(8)
[0098]
1＝-0.008a2+0.04b
2-0.2c2+d2ꢀꢀ
(9)
[0099]
1＝-0.008a3+0.04b
3-0.2c3+d3ꢀꢀ
(10)
[0100]
1＝a3+b3+c3+d3ꢀꢀ
(11)
[0101]
共六个方程，表明三次样条插值函数在各关键频率点是连续的，同时，三次样条插值函数的一阶导数、二阶导数在各关键频率点也应该是连续的。一阶导数连续，将f2的坐标分别代入第一段和第二段频率区间的三次样条插值函数的一阶导数中，则有：
[0102]
1.08a
1-1.2b1+c1＝1.08a
2-1.2b2+c2ꢀꢀ
(12)
[0103]
同样地，将f3的坐标分别代入第二段和第三段频率区间的三次样条插值函数的一阶导数中，则有：
[0104]
0.12a
2-0.4b2+c2＝0.12a
3-0.4b3+c3ꢀꢀ
(13)
[0105]
进一步地，二阶导数连续，与一阶导数基本相同地，将f2、f3的坐标分别代入第一段和第二段频率区间的三次样条插值函数的二阶导数中，则有：
[0106]-3.6a1+2b1＝-3.6a2+2b2ꢀꢀ
(14)
[0107]-1.2a2+2b2＝-1.2a3x3+2b3ꢀꢀ
(15)
[0108]
同时，端点对应的关键频率点f1、f4只位于第一段频率区间的三次样条插值函数上，假定第一段频率区间的三次样条插值函数在频率点f1处的一阶导数和二阶导数为0，则有a1＝0,b1＝0。结合上述公式3至15，则可以求解出a1至a3、b1至b3、c1至c3以及d1至d3这12个未知数，代入到三个三次样条插值函数中，则可以得到三个频率区间对应的目标解析表达式。
[0109]
基于得到的目标解析表达式，可以将声表面波滤波器的目标频率响应以分段的形式表示，如下列公式16所示，其中，t为时间：
[0110][0111]
优选地，在确定声表面波滤波器的目标频率响应的目标解析表达式后，根据该目标解析表达式确定声表面波滤波器的时域响应，具体地，步骤400中，根据目标解析表达式确定目标频率响应对应的时域响应，还包括：
[0112]
步骤401，获取所述声表面波滤波器的频域响应和时域响应的傅里叶变换关系；
[0113]
步骤402，基于所述傅里叶变换关系对所述目标解析表达式进行傅里叶变换，得到所述目标频率响应对应的时域响应。
[0114]
首先，获取声表面波滤波器的频域响应与时域响应的傅里叶变换关系，该傅里叶变换关系可以是预设的，基于该傅里叶变换关系对目标解析式进行傅里叶变换，得到目标频率响应对应的时域响应。其中，预设的傅里叶变换关系如下列公式17所示：
[0115][0116]
进一步地，叉指换能器的目标参数包括指条位置和指条长度，可知地，叉指换能器的指条位置可以用于模拟离散时域信号的位置，叉指换能器的指条长度可以用于模拟离散时域信号的幅度，基于此，步骤400中，根据时域响应确定声表面波滤波器的叉指换能器的目标参数，还可以包括：
[0117]
步骤403，根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的时域信号的目标位置和目标幅度；
[0118]
步骤404，根据所述目标位置确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的指条位置，并根据所述目标幅度确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的指条长度。
[0119]
根据时域响应，确定声表面波滤波器的时域信号的目标位置和目标幅度，基于目标位置确定叉指换能器的指条位置，基于目标幅度确定叉指换能器的指条长度，从而确定叉指换能器的设计参数。
[0120]
在本实施例中，基于目标频率响应，确定复杂频率响应的声表面波滤波器对于特定频率点的特殊频率响应，通过频率区间划分和三次样条插值法，采用分段的三次函数描述每个频率区间的频率响应，从而获取到能够准确表述声表面波滤波器复杂频率响应的解析表达式，进而确定叉指换能器的设计参数用于声表面波滤波器的设计，使得设计出的声表面波滤波器能够满足复杂频率响应的滤波需求。
[0121]
进一步地，在获取能够准确描述声表面波滤波器复杂频率响应的解析表达式时，给出了三次样条插值函数的求解方法，提供了复杂频率响应的声表面波滤波器中叉指换能器的设计思路，有利于提高设计效率，缩短研制周期和成本。
[0122]
需要说明的是，在本发明提供的叉指换能器参数确定方法的各实施例中，涉及的目标频率响应、目标数值关系、关键频率点及其坐标值，以及三次样条插值函数的求解过程所涉及的具体数据等，仅用于示例性说明，并不对本发明构成限定。在实际应用时，对目标频率响应、目标数值关系、关键频率点等，均可以根据实际的设计需求进行适应性调整。
[0123]
下面对本发明提供的叉指换能器参数确定装置进行描述，下文描述的叉指换能器参数确定装置与上文描述的叉指换能器参数确定方法可相互对应参照。
[0124]
参照图5，本发明实施例提供的叉指换能器参数确定装置，包括：
[0125]
获取模块10，用于获取声表面波滤波器的目标频率响应；
[0126]
数值转化模块20，用于基于目标坐标系对所述目标频率响应进行数值转化，得到所述目标频率响应对应的目标数值关系；所述目标坐标系是根据所述目标频率响应的响应参数建立的，所述响应参数包括中心频率、通带带宽和通带幅度；
[0127]
插值处理模块30，用于对所述目标数值关系进行区间划分，并对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式；
[0128]
参数确定模块40，用于根据所述目标解析表达式确定所述目标频率响应对应的时域响应，以根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的目标参数。
[0129]
在一个实施例中，所述插值处理模块30，还用于：
[0130]
对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的插值函数；所述插值函数用于表述所述频率区间内的频率响应的数值关系；
[0131]
根据各所述频率区间的关键频率点求解各所述插值函数，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式；所述关键频率点包括各所述频率区间的交点和所述目标数值关系的端点；
[0132]
其中，第一区间与第二区间的交点处的频率对应的目标幅度值，以及所述目标幅度值关于频率的一阶导数和二阶导数，均同时满足所述第一区间与所述第二区间的插值函数；所述第一区间和所述第二区间为相邻的频率区间。
[0133]
在一个实施例中，所述插值处理模块30，还用于：
[0134]
根据所述目标数值关系确定所述目标频率响应的关键频率点；
[0135]
根据所述关键频率点对所述目标数值关系进行区间划分。
[0136]
在一个实施例中，所述获取模块10，还用于：
[0137]
根据所述目标频率响应的响应参数确定坐标原点和坐标刻度；
[0138]
以所述坐标原点为基准，基于所述坐标刻度构建纵横坐标轴，并基于所述纵横坐标轴建立坐标系。
[0139]
在一个实施例中，所述数值转化模块20，还用于：
[0140]
基于目标坐标系，以所述中心频率的插入损耗为基准值，确定所述目标频率响应中各目标频率点相对于所述中心频率的相对插入损耗；
[0141]
根据所述相对插入损耗对所述目标频率点的幅度进行数值转化，得到所述目标频率点的幅度数值；
[0142]
基于所述目标坐标系，以所述中心频率为零点，确定各所述目标频率点的频率相对于所述中心频率的相对频率；
[0143]
根据所述相对频率对所述目标频率点的位置进行数值转化，得到所述目标频率点的频率数值；
[0144]
以所述幅度数值为纵坐标，所述频率数值为横坐标，确定所述目标频率点的坐标值，并根据各所述目标频率点的坐标值确定所述目标频率响应对应的目标数值关系。
[0145]
在一个实施例中，所述参数确定模块40，还用于：
[0146]
获取所述声表面波滤波器的频域响应和时域响应的傅里叶变换关系；
[0147]
基于所述傅里叶变换关系对所述目标解析表达式进行傅里叶变换，得到所述目标频率响应对应的时域响应。
[0148]
在一个实施例中，所述参数确定模块40，还用于：
[0149]
根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的时域信号的目标位置和目标幅度；
[0150]
根据所述目标位置确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的指条位置，并根据所述目标幅度确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的指条长度。
[0151]
图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(communications interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行叉指换能器参数确定方法，该方法
包括：
[0152]
获取声表面波滤波器的目标频率响应；
[0153]
基于目标坐标系对所述目标频率响应进行数值转化，得到所述目标频率响应对应的目标数值关系；所述目标坐标系是根据所述目标频率响应的响应参数建立的，所述响应参数包括中心频率、通带带宽和通带幅度；
[0154]
对所述目标数值关系进行区间划分，并对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式；
[0155]
根据所述目标解析表达式确定所述目标频率响应对应的时域响应，以根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的目标参数。
[0156]
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0157]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的叉指换能器参数确定方法，该方法包括：
[0158]
获取声表面波滤波器的目标频率响应；
[0159]
基于目标坐标系对所述目标频率响应进行数值转化，得到所述目标频率响应对应的目标数值关系；所述目标坐标系是根据所述目标频率响应的响应参数建立的，所述响应参数包括中心频率、通带带宽和通带幅度；
[0160]
对所述目标数值关系进行区间划分，并对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式；
[0161]
根据所述目标解析表达式确定所述目标频率响应对应的时域响应，以根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的目标参数。
[0162]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的叉指换能器参数确定方法，该方法包括：
[0163]
获取声表面波滤波器的目标频率响应；
[0164]
基于目标坐标系对所述目标频率响应进行数值转化，得到所述目标频率响应对应的目标数值关系；所述目标坐标系是根据所述目标频率响应的响应参数建立的，所述响应参数包括中心频率、通带带宽和通带幅度；
[0165]
对所述目标数值关系进行区间划分，并对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式；
[0166]
根据所述目标解析表达式确定所述目标频率响应对应的时域响应，以根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的目标参数。
[0167]
再一方面，本发明还提供一种声表面波滤波器，包括叉指换能器，该叉指换能器利用上述各方法提供的叉指换能器参数确定方法确定的目标参数设计生成。
[0168]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0169]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0170]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种叉指换能器参数确定方法，其特征在于，所述方法包括：获取声表面波滤波器的目标频率响应；基于目标坐标系对所述目标频率响应进行数值转化，得到所述目标频率响应对应的目标数值关系；所述目标坐标系是根据所述目标频率响应的响应参数建立的，所述响应参数包括中心频率、通带带宽和通带幅度；对所述目标数值关系进行区间划分，并对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式；根据所述目标解析表达式确定所述目标频率响应对应的时域响应，以根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的目标参数。2.根据权利要求1所述的叉指换能器参数确定方法，其特征在于，所述对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式，包括：对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的插值函数；所述插值函数用于表述所述频率区间内的频率响应的数值关系；根据各所述频率区间的关键频率点求解各所述插值函数，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式；所述关键频率点包括各所述频率区间的交点和所述目标数值关系的端点；其中，第一区间与第二区间的交点处的频率对应的目标幅度值，以及所述目标幅度值关于频率的一阶导数和二阶导数，均同时满足所述第一区间与所述第二区间的插值函数；所述第一区间和所述第二区间为相邻的频率区间。3.根据权利要求2所述的叉指换能器参数确定方法，其特征在于，所述对所述目标数值关系进行区间划分，包括：根据所述目标数值关系确定所述目标频率响应的关键频率点；根据所述关键频率点对所述目标数值关系进行区间划分。4.根据权利要求1所述的叉指换能器参数确定方法，其特征在于，所述获取声表面波滤波器的目标频率响应之后，还包括：根据所述目标频率响应的响应参数确定坐标原点和坐标刻度；以所述坐标原点为基准，基于所述坐标刻度构建纵横坐标轴，建立目标坐标系。5.根据权利要求4所述的叉指换能器参数确定方法，其特征在于，所述基于目标坐标系对所述目标频率响应进行数值转化，得到所述目标频率响应对应的目标数值关系，包括：基于目标坐标系，以所述中心频率的插入损耗为基准值，确定所述目标频率响应中各目标频率点相对于所述中心频率的相对插入损耗；根据所述相对插入损耗对所述目标频率点的幅度进行数值转化，得到所述目标频率点的幅度数值；基于所述目标坐标系，以所述中心频率为零点，确定各所述目标频率点的频率相对于所述中心频率的相对频率；根据所述相对频率对所述目标频率点的位置进行数值转化，得到所述目标频率点的频率数值；以所述幅度数值为纵坐标，所述频率数值为横坐标，确定所述目标频率点的坐标值，并根据各所述目标频率点的坐标值确定所述目标频率响应对应的目标数值关系。
6.根据权利要求1所述的叉指换能器参数确定方法，其特征在于，所述根据所述目标解析表达式确定所述目标频率响应对应的时域响应，包括：获取所述声表面波滤波器的频域响应和时域响应的傅里叶变换关系；基于所述傅里叶变换关系对所述目标解析表达式进行傅里叶变换，得到所述目标频率响应对应的时域响应。7.根据权利要求1所述的叉指换能器参数确定方法，其特征在于，所述目标参数包括指条位置和指条长度；所述根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的目标参数，包括：根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的时域信号的目标位置和目标幅度；根据所述目标位置确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的指条位置，并根据所述目标幅度确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的指条长度。8.一种叉指换能器参数确定装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取声表面波滤波器的目标频率响应；数值转化模块，用于基于目标坐标系对所述目标频率响应进行数值转化，得到所述目标频率响应对应的目标数值关系；所述目标坐标系是基于所述目标频率响应的响应参数建立的，所述响应参数包括中心频率、通带带宽和通带幅度；插值处理模块，用于对所述目标数值关系进行区间划分，并对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各所述频率区间对应的目标解析表达式；参数确定模块，用于根据所述目标解析表达式确定所述目标频率响应对应的时域响应，以根据所述时域响应确定所述声表面波滤波器的叉指换能器的目标参数。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述叉指换能器参数确定方法。10.一种声表面波滤波器，包括叉指换能器，其特征在于，所述叉指换能器利用权利要求1至7任一项所述的叉指换能器参数确定方法确定的目标参数设计生成。

技术总结
本发明涉及滤波器技术领域，提供一种叉指换能器参数确定方法、装置、设备及声表面波滤波器，该方法包括：获取声表面波滤波器的目标频率响应，并基于建立的目标坐标系对目标频率响应进行数值转化，得到对应的目标数值关系；对该目标数值关系进行区间划分，并对划分出的各频率区间进行三次样条插值处理，得到各频率区间对应的目标解析表达式；根据目标解析表达式确定声表面波滤波器的时域响应，进而确定叉指换能器的目标参数。通过三次样条插值方法描述声表面波滤波器的频率响应，得到对应的解析表达式，进而确定叉指换能器的目标参数，基于该目标参数可以设计出复杂频率响应的叉指换能器，对复杂频率响应滤波器的设计和优化有重要的指导意义。要的指导意义。要的指导意义。


技术研发人员：陈晓阳 王永安 叶志 王宇 孟腾飞 高黄杰 周培根 范佰杰
受保护的技术使用者：北京航天微电科技有限公司
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/7/11