CN101006640A - 平衡型声波滤波器件 - Google Patents
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Abstract
一种平衡型声波滤波器件,具有平衡-不平衡转换功能并能减少通频带中的插入损失。平衡型声表面波滤波器件(1)的结构为,与不平衡接线端(3)并联连接的第一、第二声表面波滤波部分(6,7)分别与第一和第二平衡接线端相连,从而被构造成第一平衡接线端(4)处的相位与第一平衡接线端(5)处的相位差180°,并且是纵向耦合谐振型声表面波滤波部分,每个都包含多个沿声表面波传播方向布置的IDT。第二声波滤波部分(7)的电极指对数多于第一声波滤波部分(6)中的电极指对数;所述第二声波滤波部分(7)中,沿声表面波传播方向IDT相邻部分的相邻电极指的极性不同,所述第一声波滤波部分(6)中,IDT相邻部分的相邻电极指的极性相同。
Description
技术领域
本发明涉及利用声表面波或边界声波的平衡型声波滤波器件,具体地说,涉及一种平衡型声波滤波器件,它包含第一和第二纵向耦合谐振器型声波滤波器部分,并具有平衡-不平衡转换功能。
背景技术
在移动通信设备中,声表面波滤波器通常被连接成为天线与差分放大器间的带通滤波器。在这种情况下,不平衡信号被输入或者被输出给天线。相反,平衡信号被输入或者被输出给差分放大器。因此,就必须在天线与差分放大器之间插入具有平衡-不平衡转换功能的部件,即平衡-不平衡转换器。如果把具有平衡-不平衡转换功能的声表面波滤波器用作上述带通滤波器,就可以省去所述平衡-不平衡转换器(balun)。于是,已经提出各种具有平衡-不平衡转换功能的平衡型声表面波滤波器。
下面将会述及的专利文献1公开了一种平衡型声表面波滤波器件,它的电极结构有如图14的平面示意图所示者。如图14所示,在平衡型声表面波滤波器件501中,在压电基板上形成各个电极。也就是说,设置各电极,形成第一纵向耦合谐振器型声波滤波部分502和第二纵向耦合谐振器型声波滤波部分503。
第一声波滤波部分502包括沿声表面波传播方向设置的第一至第三IDT511-513。第二声波滤波部分503也包括沿声表面波传播方向设置的第四至第六IDT514-516。沿着声表面波传播方向设置所述IDT511-513区域的两侧,设置反射器517a-517b。同样地,沿着声表面波传播方向设置所述IDT514-516区域的两侧,设置反射器518a-518b.
这就是说,声波滤波部分502和503是纵向耦合谐振器型声波滤波部分,每一部分由三个具有上述电极结构的IDT形成。
另外,所述IDT512和515的第一端分别设置在第一和第二声波滤波部分502和503的中心处,它们与不平衡接线端504相连。所述IDT512和515的第二端连接到地电位。
IDT511和513的第一端共同连接到第一平衡接线端505。IDT511和513的第二端连接到地电位。相反,设置于第二声波滤波部分503两侧的IDT514和516的第一端共同连接到第二平衡接线端506。IDT514和516的第二端连接到地电位。
在声表面波滤波器件501中,IDT512的相位与IDT515的相位相反。因此,流到第一平衡接线端505的信号相位与流到第二平衡接线端506的信号相位差180°。
由于所述声表面波滤波器件501有如上所述的结构,所以,声表面波滤波器件501具有平衡-不平衡转换功能。
专利文献1:日本未审专利申请公开No.2003-78387.
发明内容
然而,声表面波滤波器件501中不能实现通频带中令人满意的插入损失和VSWR。这就是说,在声表面波滤波器件501中,由于IDT512的极性与IDT515的极性相反,所以,从第一和第二平衡接线端505和506取出的信号相位彼此相差180°。
于是,在各IDT彼此相邻的缝隙中,在第一声波滤波部分502和第二声波滤波部分503之间,一对相邻电极指的极性不同。例如,在第一声波滤波部分502中,彼此相邻的电极指中的每一个跨过IDT511和512之间的缝隙,与相应的信号接线端相连,以及,彼此相邻的电极指中的每一个跨过IDT512和513之间的缝隙,与相应的信号接线端相连。因此,在IDT511和512之间以及IDT512和513之间,不会激发非常强的声表面波。
相反,在第二声波滤波部分503中,通过IDT514和515之间缝隙彼此面对的电极指中的每一个连接到信号接线端,并且,所述电极指中的另一个连接到地电位。类似地,在IDT515和516之间彼此相邻的电极指中的每一个连接到地电位,并且,所述电极指中的另一个连接到信号接线端。因此,在IDT514和515之间的缝隙中以及IDT515和516之间的缝隙中,相对较强地激发声表面波。因而使带宽趋于被增大。
于是,在第一纵向耦合谐振器型声波滤波部分502和第二纵向耦合谐振器型声波滤波部分503中的缝隙内声表面波的激发状态彼此不同。这就引起带宽方面的差异,并使通频带内的VSWR和插入损失变差。
本发明的目的在于要克服上述相关技术的缺点,提供一种具有平衡-不平衡转换功能的平衡型声表面波滤波器件,它包括连接到不平衡接线端的第一和第二纵向耦合谐振器型声波滤波部分,并具有能够降低通频带内插入损失和VSWR的结构。
按照本发明,提供一种平衡型声表面波滤波器件,它包括压电基板和形成在该压电基板上的第一及第二纵向耦合谐振器型声波滤波部分,所述第一和第二声波滤波部分当中的每一个都包含沿声表面波传播方向设置的多个IDT。每一个第一和第二声波滤波部分的输入端或输出端连接到不平衡接线端,第一声波滤波部分的输出端或输入端连接到第一平衡接线端,第二声波滤波部分的输出端或输入端连接到第二平衡接线端,并且,第一声波滤波部分的的输出端或输入端的信号相位与第二声波滤波部分的的输出端或输入端的信号相位相差180°。在第一声波滤波部分中,在IDT沿声波传播方向彼此相邻的区域中彼此相邻的电极指的极性彼此相同;而在第二声波滤波部分中,在IDT彼此相邻的区域中彼此相邻的电极指的极性彼此相反。第二声波滤波部分中电极指对的总数多于第一声波滤波部分中电极指对的总数。
按照本发明的一种特殊方案,所述平衡型声表面波滤波器件还可以包括至少一个第三纵向耦合谐振器型声波滤波部分,该部分以级联排布的形式与第一声波滤波部分相连,以及至少一个第四纵向耦合谐振器型声波滤波部分,该部分以级联排布的形式与第二声波滤波部分相连。
按照本发明平衡型声表面波滤波器件的另一特殊方案,在多个IDT彼此相邻的区域内,每个IDT可以包含一个窄间距电极指部分,该部分的电极指间距比相应IDT其它部分的电极指间距窄。
按照本发明平衡型声表面波滤波器件的又一特殊方案,可将声表面波用作所述声波,并可用声表面波构造一种声表面波滤波器件。
按照本发明平衡型声表面波滤波器件的再一特殊方案,可将边界声波用作所述声波,并可用边界声波构造一种边界声波滤波器件。
按照本发明,所述第一和第二声波滤波部分当中每一个的输入端或输出端都被连接于不平衡接线端,第一声波滤波部分的输出端或输入端都被连接于第一平衡接线端,第二声波滤波部分的输出端或输入端都被连接于第二平衡接线端,并且,第一声波滤波部分的输出端或输入端的信号相位与第二声波滤波部分的输出端或输入端的信号相位差180°。因此,可以给出所述具有平衡-不平衡转换功能的平衡型声波滤波器件。
此外,第二声波滤波部分的电极指对的总数多于第一声波滤波部分的电极指对的总数,在所述第二声波滤波部分中,IDT彼此相邻的区域内的彼此相邻电极指的极性彼此相反,在所述第一声波滤波部分中,沿声波传播方向IDT彼此相邻的区域内的彼此相邻电极指的极性“接地-接地(ground and ground)”,或者“不接地-不接地(hot and hot)”。因而,可以降低通频带内的插入损失及VSRW。
特别是,当前对于移动通信设备等里面所用的带通滤波器而言,要求通频带内的插入损失要尽可能地小。因此,与各种公知的平衡型声表面波滤波器件相比,即使在插入损失方面有0.1dB的改善,就插入损失方面而言也算得到明显的进步。按照本发明,能使通频带内的插入损失得到有效的改善。因此,可以进一步增加把平衡型声波滤波器件用作通信设备等内的带通滤波器的机会。
如果设置至少一个第三纵向耦合谐振型声表面波滤波部分和至少一个第四纵向耦合谐振型声表面波滤波部分,它们以级联排布的方式分别与第一和第二声波滤波部分相连,则可进一步增大带域外衰减。
在各IDT彼此相邻的区域中,如果每个IDT包含一个窄间距电极指部分,其电极指间距窄于相应IDT其它部分的电极指间距,则可以减小各IDT彼此相邻的区域内的不连续性,从而,可进一步降低通频带内的插入损失。
附图说明
图1是本发明第一实施例声表面波滤波器件的平面示意图;
图2表示第一实施例声表面波滤波器件的衰减-频率特性和比较例1声表面波滤波器件的衰减-频率特性;
图3表示第一实施例声表面波滤波器件的不平衡接线端附近的VSWR特性和比较例1声表面波滤波器件的不平衡接线端附近的VSWR特性;
图4表示第一实施例声表面波滤波器件的平衡接线端附近的VSWR特性和比较例1声表面波滤波器件的平衡接线端附近的VSWR特性;
图5表示第一实施例声表面波滤波器件的衰减-频率特性和比较例2声表面波滤波器件的衰减-频率特性;
图6表示第一实施例声表面波滤波器件的不平衡接线端附近的VSWR特性和比较例2声表面波滤波器件的不平衡接线端附近的VSWR特性;
图7表示第一实施例声表面波滤波器件的平衡接线端附近的VSWR特性和比较例2声表面波滤波器件的平衡接线端附近的VSWR特性;
图8是第一实施例一种改型的声表面波滤波器件的电极结构平面示意图;
图9是第一实施例另一种改型的声表面波滤波器件的电极结构平面示意图;
图10是第一实施例又一种改型的声表面波滤波器件的电极结构平面示意图;
图11是第二实施例声表面波滤波器件的电极结构平面示意图;
图12是第三实施例声表面波滤波器件的电极结构平面示意图;
图13是用以说明边界声波器件结构的示意剖面图;
图14是相关技术声表面波滤波器件的电极结构平面示意图。
参考标记
1 声表面波滤波器件
2 压电基板
3 不平衡接线端
4,5 平衡接线端
6,7 第一和第二声表面波滤波部分
7A 第二声表面波滤波部分
8,9 声表面波谐振器
11-16 第一至第六IDT
12B IDT
15A,15B IDT
17a,17b,18a,18b 反射器
21 声表面波滤波器件
26,27 第一和第二声表面波滤波部分
31-33 IDT
31a,32a 电极指
41 声表面波滤波器件
42,43 浮置电极指
81 声表面波滤波器件
82,83 声表面波滤波部分
91 边界声波滤波器件
92 压电基板
93 介电材料
94 电极
具体实施方式
从以下参照附图对本发明实施例的描述,将使本发明变得愈为清晰。
图1是本发明第一实施例声表面波滤波器件的平面示意图。
平衡型声表面波滤波器件1具有形成于压电基板2上的图1所示电极结构。
本实施例中,压电基板2是由40+5°Y-切割、X-传送的LiTaO3制成的压电基板。不过,也可由其它类型的压电单晶或压电陶瓷制成所述压电基板2。另外,可将所述压电基板构造成,使得在压电材料或绝缘材料表面上形成压电薄膜。
虽然本实施例中用铝制成所示的电极,但也可以用铝合金、其它种类的金属或其它种类的合金制成各电极。另外,可以叠置多层电极而形成所述各电极。
平衡型声表面波滤波器件1具有不平衡接线端3和第一、第二平衡接线端4、5。第一和第二纵向耦合谐振型声表面波滤波部分6和7与所述不平衡接线端3并联连接。
第一声表面波滤波部分6是纵向耦合谐振型声表面波滤波部分,具有沿声表面波传播方向设置的三个IDT,即第一至第三IDT11-13。设在中间的IDT12与上述不平衡接线端3电连接。在设有IDT11-13的区域内声表面波传播方向的两侧,设置有反射器17a和17b。
设置于中间的第二IDT12两侧的第一和第三IDT11和13的第一端之间,以一单端口型声表面波谐振器8共同连接到第一平衡接线端4。
第一和第三IDT11和13的第二端连到地电位。第二IDT12的与连接到不平衡接线端3的那一端相对的端部被连到地电位。
同样地,第二纵向耦合谐振型声表面波滤波部分7具有沿声表面波传播方向设置的第四至第六IDT14-16,设在中间的第五IDT15与所述不平衡接线端3连接。IDT15的相反一端连到地电位。IDT14和16的第一端之间,以声表面波谐振器9共同连接到第二平衡接线端5。IDT14和16的第二端连到地电位。在设有IDT14-16的区域内声表面波传播方向的两侧,设置有反射器18a和18b。
第五IDT15的相位与第二IDT12的相位相反。因而,自第一平衡接线端4取出的信号相位与自第二平衡接线端5取出的信号相位差180°。相应地,实现平衡-不平衡转换功能。
按照本实施例,在IDT彼此相邻的区域内,所述IDT11-13中和IDT14-16中的每一个IDT都包含窄间距电极指部分。下面将描述由IDT11与IDT12彼此相邻的区域所代表的窄间距电极指部分N的构造。在IDT11与IDT12隔着其间的一个缝隙彼此相邻的区域内,从IDT11靠近IDT12那一端起的至少两个电极指的间距小于IDT11的其它电极指的间距。因此,至少两个具有窄电极指间距的电极指构成所述窄间距电极指部分N。在IDT12靠近IDT11的端部中也提供有所述窄间距电极指部分N。由于提供这些窄间距电极指部分N,就可以减缓IDT11与IDT12之间的缝隙内声表面波传播的不连续性。从而可进一步降低通频带内的插入损失。
本发明中,并非必须在IDT彼此相邻的区域内提供所述窄间距电极指部分N。
本实施例的声表面波器件1的特征在于第二声表面波滤波部分7中的总电极指对数多于第一声表面波滤波部分6中的总电极指对数,并因此而使通频带内的插入损失和VSWR都减小。对于这一特征将会参照图2-7有更为详细的描述。
按照下面给出的说明制备上述实施例的声表面波滤波器件1。压电基板2为40±5°Y-切割、X-传送的LiTaO3的压电基板。
(第一声表面波滤波部分6)
膜厚=0.092λ1
IDT11-13的波长λ1=2.15μm。IDT11-13的窄间距电极指部分N的波长=1.93μm。
反射器17a和17b的波长=2.17μm。
第一至第三IDT11-13的电极指对数:IDT11=8.5/(1.5),IDT12=(1.5)/13.0/(1.5),IDT13=(1.5)/8.5。圆括号中所示的电极指对数表示窄间距电极指部分N中的电极指对数,而不由圆括号所示的电极指对数表示除窄间距电极指部分N以外的各电极指部分中的电极指对数。
第一至第三IDT11-13中电极指对数的总和为36(=8.5+1.5+1.5+13.0+1.5+1.5+8.5)对。不过,考虑到各IDT之间的缝隙数目,则所示总电极指的对数为39(=36+(各IDT间缝隙数)×0.5)对。
反射器17a和17b的电极指数=80
IDT11至13中各IDT之间的间隔(各电极指中心之间的距离)=0047μm。
反射器17a和IDT11之间以及反射器17b和IDT13之间的间隔=0.49λ1。
各电极指的交叉宽度=35.9λ1。
(第二声表面波滤波部分7)
膜厚=0.092λ2
除IDT14-16的窄间距电极指部分N外的各电极指部分的波长λ2=2.15μm。
IDT14-16的窄间距电极指部分N中的各电极指部分的波长=1.98μm。
第四至第六IDT14-16的电极指对数:IDT14=8.5/(2.5),IDT15=(1.5)/13.0/(1.5),IDT16=(2.5)/8.5。圆括号中所示的电极指对数表示窄间距电极指部分N中的电极指对数,而不由圆括号所示的电极指对数表示除窄间距电极指部分N以外的各电极指部分中的电极指对数。
第四至第六IDT14-16中电极指对数的总和为38(=8.5+2.5+1.5+13.0+1.5+2.5+8.5)对。不过,考虑到各IDT之间的缝隙数目,则所述总电极指的对数为41(=38+(各IDT间缝隙数)×0.5)对。
反射器18a和18b的电极指数=80
反射器18a和18b的电极指波长=2.17μm。
反射器18a和IDT14之间以及反射器18b和IDT16之间的间隔=0.47λ2。
IDT14-16中各IDT之间的间隔=0.49λ2。
各电极指的交叉宽度=34.6λ2。
(声表面波谐振器8和9)
膜厚=0.094λ3
IDT8a和9a的电极指对数=120对
每个反射器8b,8c,9b和9c中的电极指数目=15
IDT8a和9a的波长λ3=2.11μm
反射器8b,8c,9b和9c的波长=2.11μm
IDT8的各电极指的交叉宽度为2.93λ3,而IDT9的各电极指的交叉宽度为43.1λ3。
于是,在本实施例的声表面波滤波器件1中,第一声表面波滤波部分6中各IDT的电极指总对数为39,而第二声表面波滤波部分7中各IDT的电极指总对数为41。一个声表面波滤波部分中各IDT的电极指总对数由等式:总对数=(电极指总数-1)/2表示。因此,各IDT的电极指对数总和并非必须等于有如上述计算所得的声表面波滤波部分中各IDT的电极指对数总和。另外,本发明中,由于电极指的总对数影响到宽度和通频带特性,所以要考虑各IDT的电极指对数总和。
对于有如上述制备的本实施例声表面波滤波器件而言,由图2中所示的实线表示衰减-频率特性,由图3中所示的实线表示不平衡接线端附近的VSWR特性,以及由图4中所示的实线表示平衡接线端附近的VSWR特性。
为比较的目的,以下面的方式制备比较例1的声表面波滤波器件,并观察所述衰减-频率特性和VSWR特性。图2-4中所示的虚线表示比较例1的观察结果。
(比较例1的结构)
除下述各点外,以与上述实施例声表面波滤波器件1类似的方式制备比较例1。
也就是,在声表面波滤波器件1中,像下述那样改变第四至第六IDT14-16的电极指对数,也即IDT14的电极指对数为7.5/(2.5),IDT15的电极指对数为(1.5)/13.0/(1.5),而IDT16的电极指对数为(2.5)/7.5。由于第二声表面波滤波部分7中各IDT的电极指总对数为79,所以,总的电极指对数为39对,这等于第一纵向耦合谐振型声表面波滤波部分6的电极指总对数39对。另外,把声表面波谐振器9的电极指交叉宽度设定成与声表面波谐振器8的电极指交叉宽度相等。
有如从图2-4所清楚地看到的,虽然在比较例1的声表面波滤波器件中通频带中的插入损失,也即通频带中插入损失的最大值为1.3dB,但在前述实施例的声表面波滤波器件1中的插入损失最大值被改善为1.2dB,这意味着改善了0.1dB。对于移动通信设备中使用带通滤波器而言,通频带中插入损失改善了0.1dB是十分重要的。因此,0.1dB的改善是特性方面的重大改善。在1815MHz附近和1860MHz附近,传输特性得到大大的改善,于是可以实现VSWR方面的约为0.1dB的改善。这就是说,使因阻抗不匹配所致的损失得以减小,从而改善了插入损失。
如上所述,在前述实施例的声表面波滤波器件1中,由于第二声表面波滤波部分7中的电极指总对数多于第一声表面波滤波部分6中的电极指总对数,能够使通频带内的插入损失和VSWR都得到有效的改善。这里所说的第二声表面波滤波部分7中,在IDT14-16彼此相邻的区域内彼此相邻的各电极指的极性彼此相反,而所说的第一声表面波滤波部分6中,在沿声表面波传播方向各IDT彼此相邻的区域内彼此相邻的各电极指的极性彼此相同。
在本发明中,由于把第二纵向耦合谐振型声表面波滤波部分7中各IDT的电极指总对数设定为41,多于第一声表面波滤波部分6中所述电极指的总对数39,可使所述插入损失及VSWR得到改善。这种改善是由于下述原因所引起的。
这就是,IDT11与IDT12之间的缝隙以及IDT12与IDT13之间的缝隙中,与地电位相连的电极指隔着其间的对应缝隙彼此相邻。因此,在IDT之间的缝隙中不激发声表面波。相反,在第二声表面波滤波部分7中,在IDT14和IDT15彼此相邻的区域内,以及IDT15和IDT16之间的缝隙内,与地电位相连的电极指和与信号接线端相连的电极指彼此相邻。因而,在相应的缝隙内激发声表面波。
于是,如果对于第一声表面波滤波部分6的设计参数与对第二声表面波滤波部分7的设计参数相同,则第一声表面波滤波部分6的滤波特性——特别是带宽,不同于第二声表面波滤波部分7的滤波特性——即带宽。从而第二声表面波滤波部分7的带宽增大。结果,按照比较例1,第二声表面波滤波部分7中的阻抗集中程度减小,VSWR变差,而且插入损失增大。
相反,在前述实施例的声表面波滤波器件1中,由于第二声表面波滤波部分7中IDT的电极指总对数多于第一声表面波滤波部分6中IDT的电极指总对数,所以,滤波特性,特别是第二声表面波滤波部分7的带宽接近第一声表面波滤波部分6的带宽。于是,可如上述那样使通频带内的VSWR和插入损失都得到改善。
在前述实施例中,不仅第一声表面波滤波部分6和第二声表面波滤波部分7中各IDT的电极指对总数互不相同,而且对于声表面波谐振器8和声表面波谐振器9所设计的参数等也互不相同。这是因为当电极指的总对数改变时,会使其它设计参数的最佳值改变,因而要把其它设计参数调整成最佳值。
不仅通过把其它设计参数设定为不同值,而且通过把第一声表面波滤波部分6和第二声表面波滤波部分7的各IDT的电极指总对数设定成互不相同,而能够实现本发明的优点。这将在下面给予描述。
在上述比较例1的声表面波滤波器件中,将第一声表面波滤波部分6和第二声表面波滤波部分7中的各IDT的电极指总对数每一个都设定为39对,并按照所述各IDT的电极指总对数,使第一声表面波滤波部分6、第二声表面波滤波部分7,以及声表面波谐振器8和9的其它设计参数最优化。
按照下面所说的方式制备比较例2的声表面波滤波器件。这就是,使第一和第二声表面波滤波部分6和7中的各IDT的电极指总对数等于前述实施例的声表面波滤波部分7中的电极指总对数,即为41对。另外,按照前述实施例的声表面波滤波部分7中电极指的总对数,使其它设计参数最优化。
图5-7与前述实施例声表面波滤波器件的滤波特性一起,示出除上述结构外类似于前述实施例结构的比较例2声表面波滤波器件的滤波特性。图5-7中每一幅中的实线表示前述实施例声表面波滤波器件1的滤波特性,而虚线表示比较例2声表面波滤波器件的滤波特性。图5表示衰减-频率特性,图6表示不平衡接线端附近的VSWR特性,而图7表示平衡接线端附近的VSWR特性。
有如图5-7所清楚地表示的那样,与比较例2的声表面波滤波器件相比,在前述实施例声表面波滤波器件1中可以实现通频带中的低插入损失和极好的VSWR特性。也就是从图2-4中所示结果和图5-7中所示结果所能清楚看出的,不仅通过把其它设计参数设定为不同值,而且通过把第一声表面波滤波部分6中各IDT的电极指总对数设定成与第二声表面波滤波部分7中各IDT的电极指总对数不同,能够实现减少通频带中插入损失的优点。
在第一实施例中,第四IDT14中的电极指对数和第六IDT16中的电极指对数当中的每一个都增大1对。不过,所述第四IDT中的对数和第六IDT中的对数当中之一可以增大2对。在这种情况下,除所述对数之外的各参数也是左右非对称的。作为另一种可供选择的方式,只有第五IDT15中的对数可以增大2对。
图8是表示本发明第二实施例声表面波滤波器件的电极结构的平面示意图。在第二实施例声表面波滤波器件21中,第一和第二纵向耦合谐振型声表面波滤波部分26和27每一个都由三个IDT形成,它们都与不平衡接线端3相连。本实施例与第一实施例不同在于,虽然在第一实施例的声表面波滤波器件1中,第一声表面波滤波部分6中IDT11-13彼此相邻的区域内,与地电位相连的各电极指隔着其间的缝隙彼此相邻,但第二实施例中,设置于IDT彼此相邻的区域两侧的每个电极指与设置在第一声表面波滤波部分26中的第一至第三IDT31-33的区域内的信号接线端相连。作为IDT31-33彼此相邻的区域的举例,在IDT32附近的IDT31的电极指31a和在IDT31附近的IDT32的最外侧电极指当中的每一个与平衡接线端4相连,或者与不平衡接线端3相连。也就是说,隔着其间缝隙彼此相邻的每个最外侧的电极指与信号接线端相连。
除上面所述之外,声表面波滤波器件21的结构与声表面波滤波器件1的结构类似。因此,以相同的参考标号表示与声表面波滤波器件1相同的部件,并省去对这些相同部件的说明。
众所周知的是带宽随着隔着各IDT之间缝隙彼此相邻的电极指的极性而改变。在第一实施例中,第一声表面波滤波部分6中,隔着其间缝隙彼此相邻的一对电极指连接到地电位,而第二声表面波滤波部分7中,一个电极指连接到地电位,并且另一个电极指连接到信号接线端。于是,若像比较例1那样,对于第一和第二声表面波滤波部分6和7的设计参数完全相同,则第二声表面波滤波部分7的带宽必然会增大。因此,在第一实施例的声表面波滤波器件中,通过把第二声表面波滤波部分7中电极指的总对数设定成多于第一声表面波滤波部分6中IDT的电极指总对数,使两个滤波部分6和7的带宽彼此接近,从而改善了VSWR和插入损失。
相反,在第二实施例的声表面波滤波器件21中,第一声表面波滤波部分26中隔着IDT之间缝隙彼此相邻的每个电极指连接到的信号接线端;第二声表面波滤波部分的隔着各IDT之间缝隙彼此相邻的电极指当中之一连到地电位,而另一个电极指连接到信号接线端。在这种情况下,就像第一实施例那样,如果对于第一和第二声表面波滤波部分26和27的设计参数相同,则第二声表面波滤波部分27的带宽大于第一声表面波滤波部分26的带宽。因此,在第二实施例中,把第二声表面波滤波部分27中各IDT的电极指总对数设定得多于第一声表面波滤波部分26中各IDT的电极指总对数。从而,第二声表面波滤波部分27的带宽接近第一声表面波滤波部分26的带宽。因而有如第一实施例那样,可使通频带中的插入损失和VSWR得到改善。
本发明的声表面波滤波器件并不限于第一和第二实施例的结构,可对本发明做各种改型。
图9是第一实施例声表面波滤波器件1改型的平面示意图。除在第二声表面波滤波部分7A中,中央的第五IDT15A实行串联加权(seriesweighting)之外,声表面波滤波器件41被构造成与声表面波滤波器件1相类似。
所述串联加权是一种对包括最外电极指在内的多个电极指赋予权重,使得在IDT15A的最外电极指和至少一个相邻电极指的位置处设置浮置电极指42和43的方法。采用这种串联加权,可进一步调节第二声表面波滤波部分7A的带宽。这就是说,虽然把第二声表面波滤波部分7A中电极指的总对数设定得多于第一声表面波滤波部分6中电极指的总对数,并因此而使第一和第二声表面波滤波部分6和7A的带宽互相接近,通过上述串联加权,可使第二声表面波滤波部分7A的带宽更加接近于第一声表面波滤波部分6的带宽。
如上所述,按照本发明,为了使第一和第二声表面波滤波部分的带宽互相接近,除把第二声表面波滤波部分中电极指的总对数设定得多于第一声表面波滤波部分中电极指的总对数外,可以并用各类加权,比如串联加权。除了串联加权之外,比如相间抽取加权(withdrawal weighting)或变迹加权(apodization weighting)也可为适用的。
图10是第一实施例声表面波滤波器件1另一种改型的声表面波滤波器件电极结构的平面示意图。
在声表面波滤波器件1中,第一和第二声表面波滤波部分6和7内中央IDT12和15当中的每一个的电极指数为奇数个。然而,在声表面波滤波器件51中,第二和第五IDT12B和15B中每一个的电极指数为偶数个。除上述这点外,声表面波滤波器件51的结构类似于声表面波滤波器件1。
按照声表面波滤波器件51,在第一声表面波滤波部分中的IDT11和12B彼此相邻的区域中,连接于地电位的各电极指隔着其间缝隙彼此相邻,并且,在IDT12B与IDT13彼此相邻的区域中隔着其间缝隙彼此相邻的各电极指中的每一个与信号接线端相连。另一方面,第二声表面波滤波部分7内,在IDT彼此相邻的区域中,与地电位相连的电极指和与信号接线端相连的电极指彼此相邻。
如上所述,第一声表面波滤波部分6中,一对电极指并非必须连接到地电位。在各IDT彼此相邻的区域中,隔着其间缝隙彼此相邻的电极指的极性相同的情况下,可将该对电极指中的每一个连接到信号接线端。在这样的情况下,通过将第二声表面波滤波部分7中各IDT的电极指总对数设定得多于第一声表面波滤波部分6中所述电极指总对数,使第一声表面波滤波部分6的带宽与第二声表面波滤波部分7的带宽互相接近。于是,像第一声表面波滤波器件1中那样,可使通频带中的插入损失及VSWR得以被改善。
图11是本发明第三实施例声表面波滤波器件的电极结构的平面示意图。在声表面波滤波器件61中,第一和第二声表面波滤波部分66和67均为纵向耦合谐振型声表面波滤波部分,分别包括第一至第五IDT71-75和第六至第十IDT76-80。除上述这点之外,声表面波滤波器件61的结构与声表面波滤波器件1的相同。如上所述,本发明中的第一和第二声表面波滤波部分可为纵向耦合谐振型声表面波滤波部分,每个都由五个IDT形成。在本实施例中,将第二纵向耦合谐振型声表面波滤波部分67中各IDT的电极指总对数设定得多于第一声表面波滤波部分66中各IDT的电极指总对数。从而,可使插入损失和VSWR得到改善。
图12是本发明第四实施例声表面波滤波器件的电极结构的平面示意图。在图12所示的声表面波滤波器件81中,纵向耦合谐振型声表面波滤波部分82和83每一个都由三个IDT形成,它们以级联的方式分别连接于第一实施例声表面波滤波器件1第一和第二声表面波滤波部分6和7的后段。
在这种情况下,如果将第二声表面波滤波部分7中的电极指总对数设定得多于第一声表面波滤波部分6中各IDT的电极指总对数,也就是说,如果使本声表面波滤波器件的结构与第一实施例的声表面波滤波器件1的结构类似,则可以实现插入损失和VSWR方面的改善。这就是说,可使声表面波滤波部分82中的电极指总对数等于声表面波滤波部分83中的电极指总对数。
图12中声表面波滤波部分82和声表面波滤波部分83以级联排布的方式分别与第一声表面波滤波部分6和第二声表面波滤波部分7相连。然而,可按级联排布的方式使两个或更多声表面波滤波部分与第一声表面波滤波部分6和第二声表面波滤波部分7当中的每一个相连。当使多个声表面波滤波部分按级联的方式与第一和第二声表面波滤波部分6和7中的每一个相连时,声表面波滤波部分的数目并无特别的限制。
如上所述,前述各实施例及改型的声表面波滤波器件采用声表面波。按照本发明,可以使用其它声波,如边界声波代替声表面波。
图13是以示意的方式表示边界声波滤波器件结构的剖面图。通过叠层作为第一介质层的压电基板92和作为第二介质层的介电材料93,形成边界声波滤波器件91。在所述压电基板92和介电材料93之间的边界中,形成包含多个IDT的多个电极。通过采用在边界内传播的边界声波,可以实现作为滤波器的特性。在这种情况下,当边界声波滤波器件91的各电极94的结构与前述各实施例及改型的声表面波滤波器件中的电极结构类似时,可以构成本发明的声波滤波器件。
Claims (5)
1.一种平衡型声表面波滤波器件,它包括压电基板和形成在该压电基板上的第一及第二纵向耦合谐振器型声波滤波部分,所述第一和第二声波滤波部分当中的每一个都包含多个沿声表面波传播方向设置的IDT;
第一和第二声波滤波部分当中每一个的输入端或输出端连接到不平衡接线端,第一声波滤波部分的输出端或输入端连接到第一平衡接线端,第二声波滤波部分的输出端或输入端连接到第二平衡接线端,并且,第一声波滤波部分的的输出端或输入端的信号相位与第二声波滤波部分的的输出端或输入端的信号相位相差180°;
在第一声波滤波部分中,在沿声波传播方向IDT彼此相邻的区域中彼此相邻的电极指的极性彼此相同;而在第二声波滤波部分中,在IDT彼此相邻的区域中彼此相邻的电极指的极性彼此相反;而且
第二声波滤波部分中电极指对的总数多于第一声波滤波部分中电极指对的总数。
2.如权利要求1所述的平衡型声表面波滤波器件,其中,还包括至少一个第三纵向耦合谐振器型声波滤波部分,该部分以级联排布的形式与第一声波滤波部分相连,以及至少一个第四纵向耦合谐振器型声波滤波部分,该部分以级联排布的形式与第二声波滤波部分相连。
3.如权利要求1或2所述的平衡型声表面波滤波器件,其中,在各IDT彼此相邻的区域内,每个IDT包含一个窄间距电极指部分,该部分的电极指间距比相应IDT其它部分的电极指间距窄。
4.如权利要求1-3任一项所述的平衡型声表面波滤波器件,其中,可将声表面波用作所述声波,并可用声表面波构造一种声表面波滤波器件。
5.如权利要求1-3任一项所述的平衡型声表面波滤波器件,其中,可将边界声波用作所述声波,并可用边界声波构造一种边界声波滤波器件。
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