CN101088217A - 平衡型saw滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有良好的滤波特性的5IDT型的平衡型SAW滤波器,在具有平衡-不平衡变换功能的5IDT型纵耦合谐振子型SAW滤波器中,各IDT11~15具有窄间距电极指部,将第1~第5IDT11~15的窄间距电极指部的电极指的根数和电极指间距设为:N1,P1;N2a,P2a;N2b,P2b;N3,P3;N4a,P4a;N4b,P4b;N5,P5时,以满足从下述的条件(1)~(3)中选择的其中一个条件以及从下述的条件(4)~(6)中选择的其中一个条件的方式构成IDT11~15,〔式1〕条件(1):N1=N3=N5时,0.992≤P1/P3≤1.008,并且P1=P5,条件(2):N1=N5<N3时,0.9≤P1/P3<1,并且P1=P5,条件(3):N3<N1=N5时,1<P1/P3≤1.1,且P1=P5,〔式2〕条件(4):N2a=N2b=N4a=N4b时,0.991≤P2a/P2b≤1.009,且P2a/P2b=P4b/P4a,条件(5):N2a=N4b>N2b=N4a时,1<P2a/P2b≤1.1,且P2a/P2b=P4b/P4a,条件(6):N2a=N4b<N2b=N4a时,0.9≤P2a/P2b<1,且P2a/P2b=P4b/P4a,在条件(1)且条件(4)被选择的情况下,还满足下述的条件(7):条件(7):N1≠N2a,或P1≠P2a。从而能够抑制通过带域内的波动。
Description
技术领域
本发明涉及具有平衡-不平衡变换功能的平衡型SAW滤波器,更详细地说,涉及使用具有5个IDT的IDT型纵耦合谐振子型声表面波滤波器而构成的平衡型SAW滤波器。
背景技术
在便携式电话机等移动体通信机器的RF段,作为带域滤波器较广地使用声表面波滤波器。近年来,在这种声表面波滤波器中,要求平衡-不平衡变换功能,即所谓的平衡的功能。因此,在最近,为了能够与高频率化对应且容易地起到平衡-不平衡变换功能,而将纵耦合谐振子型声表面波滤波器作为RF段的带域滤波器而使用。
在下述的专利文献1中,公开了具有平衡-不平衡变换功能的纵耦合谐振子型滤波器。图13是表示专利文献1中所公开的声表面波滤波器的电极构造的示意性俯视图。在声表面波滤波器101中,沿着表面波传播方向配置5个IDT102~106。在设有IDT102~106的区域的表面波传播方向两侧配置反射器107、108。
IDT103、105被共通地连接,并通过1端子型声表面波谐振子109连接于不平衡端子111。另一方面,位于中央的IDT104,在表面波传播方向上被二分割,具有第1、第2分割IDT部104a、104b。IDT102和分割部104a共通地连接,并且连接在第1平衡端子112。分割IDT部104b和IDT106共通地连接并连接在第2平衡端子113。
通过将5个IDT102~106以上述那样连接,能够实现平衡-不平衡变换功能。在这种5IDT型纵耦合谐振子型声表面波滤波器101中,具有如下有利点:即能够减小通过带域内的插入损失,并能够容易地对终端阻抗进行调整,并能够进一步小型化。另外,连接于不平衡端子111的IDT电极103、105的电极指的总根数,比连接于平衡端子112的电极指的总根数即IDT102和分割IDT部104a的电极指的总根数,或连接于平衡端子113的电极指的总根数即IDT106和分割IDT部104b的电极指的总根数少。因此,能够使平衡端子112、113的阻抗成为不平衡端子111的阻抗的2~4倍。
专利文献1:特开2004-96244号公报
然而,在5IDT型的声表面波滤波器101中,存在如下问题:即出于设计参数的原因,而在通过带域内产生不希望的波动。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种平衡型SAW滤波器,其是一种解决了上述以往技术的缺点,并具有平衡-不平衡变换功能的5IDT型纵耦合谐振子型平衡型SAW滤波器,并抑制了通过带域内的波动。
按照本发明某一较广的发明,提供一种平衡型SAW滤波器,是备有不平衡端子和第1、第2平衡端子且具有平衡-不平衡变换功能的平衡型SAW滤波器,其特征在于,备有:压电基板;形成于所述压电基板上且沿表面波传播方向而配置的第1~第5IDT,第2、第4IDT的相位相差180°,所述第3IDT,具有在表面波传输方向上分割而配置的第1分割IDT部和第2分割IDT部,并且所述第1分割IDT部和所述第1IDT连接在所述第1平衡端子,所述第2分割IDT部和所述第5IDT连接在所述第2平衡端子,所述第1~第5IDT,对于在表面波传播方向上第1~第5IDT中的其他的IDT相邻的情况,在该相邻的IDT侧的端部,具有由电极指间距比其余的电极指部分更窄的多根电极指构成的窄间距电极指部,连接在所述平衡端子上的第1和第5IDT中的窄间距电极指部与第3IDT的窄间距电极指部中,电极指的根数较多一方的窄间距电极指部的电极指的间距,比电极指的根数较少的一方的窄间距电极指部的电极指的间距更大,设置于所述第2IDT的与第1IDT相邻的部分的窄间距电极指以及设置于所述第4IDT的与第5IDT相邻的部分的窄间距电极指部,和设置于所述第2IDT的与所述第3IDT相邻的部分的窄间距电极指部以及设置于所述第4IDT的与第3IDT相邻的部分的窄间距电极指中,电极指的根数较多的一方的窄间距电极指部的电极指的间距,比电极指的根数较少的一方的窄间距电极指部的电极指的间距大。
在本发明另一较广的方面中,是备有不平衡端子和第1、第2平衡端子且具有平衡-不平衡变换功能的平衡型SAW滤波器,其特征在于,具有:压电基板;形成于所述压电基板上且沿表面波传播方向而配置的第1~第5IDT,第2、第4IDT的相位相差180°,所述第3IDT,具有在表面波传播方向上分割而配置的第1分割IDT部和第2分割IDT部,并且所述第1分割IDT部和所述第1IDT与所述第1平衡端子相连接,所述第2分割IDT部和所述第5IDT与所述第2平衡端子相连接,所述第1~第5IDT,对于在表面波传播方向上第1~第5IDT中的其他的IDT相邻的情况,在该相邻的IDT侧的端部,具有由电极指间距比其余的电极指部分更窄的多根电极指所构成的窄间距电极指部。以满足如下条件的方式确定所述各窄间距电极指部的电极指的根数和间距:将所述第1IDT的窄间距电极指部的电极指的根数和间距设为N1、P1,在所述第3IDT的一对窄间距电极指部中将各窄间距电极指部的电极指的根数和间距设为N3、P3,将所述第5IDT的窄间距电极指部的电极指的根数和间距设为N5、P5时,从下述的条件(1)~(3)中选择的其中一个条件:
〔式1〕
条件(1):N1=N3=N5时,0.992≤P1/P3≤1.008,并且P1=P5,
条件(2):N1=N5<N3时,0.9≤P1/P3<1,并且P1=P5,
条件(3):N3<N1=N5时,1<P1/P3≤1.1,且P1=P5,
将设于所述第2IDT的与第1IDT相邻的部分的窄间距电极指部的电极指根数和间距设为N2a、P2a,将所述第2IDT的第3IDT侧的窄间距电极指部的电极指的根数和间距为N2b、P2b,将所述第4IDT的第3IDT侧的窄间距电极指部的电极指的根数和间距设为N4a、P4a,将第4IDT的第5IDT侧的窄间距电极指部的电极指的根数和间距设为N4b、P4b时,从下述的条件(4)~(6)中选择的其中一个条件:
〔式2)
条件(4):N2a=N2b=N4a=N4b时,0.991≤P2a/P2b≤1.009,且P2a/P2b=P4b/P4a
条件(5):N2a=N4b>N2b=N4a时,1<P2a/P2b≤1.1,且P2a/P2b=P4b/P4a
条件(6):N2a=N4b<N2b=N4a时,0.9≤P2a/P2b<1,且P2a/P2b=P4b/P4a,
在条件(1)且条件(4)被选择的情况下,还满足下述的条件(7):
条件(7):N1≠N2a,或P1≠P2a。
另外,在本发明所涉及的平衡型SAW滤波器的某一特定方面中,备有两个上述的平衡型SAW滤波器,两个平衡型SAW滤波器所述第1IDT对,第3IDT的第1、第2分割IDT部对,以及第5IDT对,级联连接着。
在本发明所涉及的平衡型SAW滤波器的另一特定方面中,以如下方式构成两个平衡型SAW滤波器的各第1~第5IDT:即在连接所述第1IDT对的信号线和连接所述第3IDT的第2分割IDT部对的信号线中传播的信号的相位,与在连接所述第3IDT的第1分割IDT部对的信号线和连接所述第5IDT对的信号线中传播的信号的相位相差180°。
在本发明所涉及的平衡型滤波器的又一其他特定方面中,备有两个上述的平衡型SAW滤波器,两个平衡型SAW滤波器的第2IDT对和第4IDT对级联连接着。
在本发明所涉及的平衡型滤波器的又一其他特定方面中,以如下方式构成两个平衡型SAW滤波器的各第1~第5IDT:即在连接所述第2IDT对的信号线中传播的信号的相位,和在连接第4IDT对的信号线中传播的信号的相位相差180°。
在本发明所涉及的平衡型SAW滤波器中,在第2、第4IDT的相位相差180°,中央的第3IDT具有第1分割IDT部和第2分割IDT部并具有平衡-不平衡变换功能的平衡型SAW滤波器中,连接在所述平衡端子上的第1和第5IDT中的窄间距电极指部和第3IDT的窄间距电极指部中,电极指的根数较多一方的窄间距电极指部的电极指的间距,比电极指的根数较少的一方的窄间距电极指部的电极指的间距更大,且设置于所述第2IDT的与第1IDT相邻的部分的窄间距电极指以及设置于所述第4IDT的与第5IDT相邻的部分的窄间距电极指部,和设置于所述第2IDT的与所述第3IDT相邻的部分的窄间距电极指部以及设置于所述第4IDT的与第3IDT相邻的部分的窄间距电极指中,电极指的根数较多的一方的窄间距电极指部的电极指的间距,比电极指的根数较少的一方的窄间距电极指部的电极指的间距大。因此,如从后述的实验所能够明了的那样,能够抑制通过带域内的波动。
另外,若以满足从条件(1)~(3)中选择的一个条件,和从条件(4)~(6)中选择的一个条件的方式构成多个窄间距电极指部,则能够如后述的实验例所明了的那样,对通过带域内的波动进行抑制。
另外,在隔着间隙而在表面波传播方向上相邻的一对IDT中,在面对间隙部分设置窄间距电极指部的情况下,能够缓和IDT对相邻的部分的不连续性。
因此,按照本发明,能够提供一种具有劣化的滤波器特性的声表面波滤波器,其中不仅通过带域内的插入损失变小,小型化较为容易,能够对终端阻抗自由地进行调整,而且也能够对通过带域内的波动进行抑制。
本发明的平衡型SAW滤波器,在将两个平衡型SAW滤波器的第1、第3IDT的第1分割IDT部对,和第3IDT的第2分割IDT对以及第5IDT对级联连接的情况下,由于成为两级级联连接型的构造,因此能够寻求带域外衰减量的扩大。
在上述2段级联连接型的平衡型SAW滤波器中,以如下方式构成各第1~第5IDT:即在连接所述第1IDT对的信号线和连接所述第3IDT的第2分割IDT部对的信号线中传播的信号的相位,与在连接所述第3IDT的第1分割IDT部对的信号线和连接所述第5IDT对的信号线中传播的信号的相位相差180°。在这种情况下,能够改善平衡度。
本发明的平衡型SAW滤波器,在具有将2个平衡型SAW滤波器的第2IDT对和第4IDT对级联连接的构造的情况下,能够寻求带域外衰减量的扩大。
以如下方式构成两个平衡型SAW滤波器的各第1~第5IDT:即在连接两个平衡型SAW滤波器的第2IDT对的信号线中传播的信号的相位,和连接第4IDT对的信号线中传播的信号的相位相差180°。在这种情况下,能够改善平衡度。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的平衡型SAW滤波器的示意性俯视图。
图2是表示图1所示的实施方式的平衡型SAW滤波器的衰减量-频率特性的图。
图3是对使第1、第3以及第5IDT窄间距电极指部的电极指根数和电极指间距变化的情况下的插入损失-频率特性的变化进行表示的图。
图4是对使第1、第3窄间距电极指部的电极指间距的比P1/P3变化的情况下的通过带域内的波动等级(level)的变化进行表示的图。
图5是对使第1、第3和第5IDT窄电极指部的电极指的根数和电极指间距变化的情况下的插入损失-频率特性的变化进行表示的图。
图6是对使第1、第3以及第5IDT窄电极指部的电极指的根数和电极指间距变化的情况下的插入损失-频率特性的变化进行表示的图。
图7是对使第2、第4IDT窄间距电极指部的电极指的根数和电极指间距变化的情况下的滤波器特性的变化进行表示的图。
图8是对使第1、第3窄间距电极指部的电极指间距的比P2a/P2b变化的情况下的通过带域内的波动等级的变化进行表示的图。
图9是对使第2、第4IDT的窄间距电极指部的电极指根数和电极指间距变化的情况下的滤波器特性的变化进行表示的图。
图10是对使第2、第4IDT窄间距电极指部的电极指的根数和电极指间距变化的情况下的滤波器特性的变化进行表示的图。
图11是示意性地对本发明的平衡型SAW滤波器的变形例的电极构造进行表示的俯视图。
图12是示意性地表示本发明的平衡型SAW滤波器的另一变形例的电极构造的俯视图。
图13是表示现有技术的平衡型SAW滤波器的一例的示意性俯视图。
图中:1-平衡型SAW滤波器,1A-平衡型SAW滤波器,2-压电基板,3-不平衡端子,4、5-第1、第2平衡端子,11~15-第1~第5IDT,13a、13b-第1、第2分割IDT部,16、17-反射器,21-SAW谐振子,22-IDT,23、24-反射器,25-SAW 谐振子,31-平衡型SAW滤波器,41~45-第1~第5IDT,43a、43b-第1、第2分割IDT部,46、47-反射器,51~54-信号线,61-平衡型SAW滤波器,71-平衡型SAW滤波器,81~85-第1~第5IDT,83a、83b-第1、第2分割部,86、87-反射器,91、92-信号线,N11-窄间距电极指部,N12a、N12b-窄间距电极指部,N13a、N13b-窄间距电极指部,N14a、N14b-窄间距电极指部,N15-窄间距电极指部。
实施方式
以下,通过参照附图说明本发明的具体的实施方式,使本发明更加明了。
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的平衡型SAW滤波器的示意性俯视图。
平衡型SAW滤波器1,是作为DSC接收用带域滤波器而使用的器件,通过带域被设定在1805~1880MHz。另外,本实施方式以及后述的各实施方式中,不平衡端子的阻抗是50Ω、第1、第2平衡端子的阻抗为100Ω。
在本实施方式中,在压电基板2上,形成图示的电极构造。压电基板2上,形成了图示的电极构造。压电基板2,由40±5° Y切X传播的LiTaO3基板所构成。
平衡型SAW滤波器1,具有不平衡端子3;第1、第2平衡端子4、5。于是,沿着表面波传播方向,配置有第1~第5IDT11~15。在设置有第1~第5的IDT11~15的区域的表面波传播方向两侧配置反射器16、17。因此,SAW滤波器1,是5IDT型纵耦合谐振子型SAW滤波器。
IDT11、12在表面波传播方向中隔着间隙而相邻。该IDT11的间隙侧的端部,以及IDT12的间隙侧的端部,分别形成窄间距电极指部N11、N12a。这样,在IDT11~15中,在表面波传播方向中在隔着间隙而相邻的一对IDT的部分中,在间隙侧端部设有电极指间距比该IDT的中央的电极指间距更窄的窄间距电极指部。
IDT12,具有设于IDT11侧的端部的窄间距电极指部N12a以及设于IDT13侧的端部的窄间距电极指部N12b。同样,IDT13,也具有设于IDT12侧的端部的窄间距电极指部N13a;以及配置于IDT14侧端部的窄间距电极指部13b。此外,IIDT14,具有配置于IDT13侧的端部的窄间距电极指部N14a;以及配置于IDT15侧端部的窄间距电极指部14b。IDT15,具有配置于IDT14侧的端部的窄间距电极指部N15。
另外,中央的第3IDT13,在表面波传播方向中被二分割。也就是说,IDT13,具有:第1分割部IDT部13a和第2分割IDT部13b。第1IDT部13a配置于IDT12侧,第2IDT部13b配置于第4IDT14侧。
第2IDT12、第4IDT14的一端,共通连接着,并连接在不平衡端子3上。IDT12、14的另一端,连接于地电位。
第1IDT11的一端和第3IDT13的第1分割IDT部13a共通连接,并通过一端子型SAW皆振子21连接于第1平衡端子4。也可以不设置1端子型SAW皆振子21。SAW皆振子21,具有IDT22和配置于IDT22的表面波传播方向两侧的反射器23、24。
第2分割IDT部13b和第5IDT共通地连接着,并通过1端子型SAW谐振子25连接于第2平衡端子5。第2个1端子型SAW皆振子25与1端子型SAW谐振子21同样地构成。也可以不设置1端子型SAW谐振子25。
可是,如上述那样,通过将1端子型SAW谐振子21、25连接在第1、第2平衡端子4、5之间,能够扩大通过带域高频侧近旁的衰减带域的衰减量。
另外,在IDT11、13、15的、与连接在第1、第2平衡端子4、5的一侧相反一侧的端部,连接接地电位。
在本实施方式中,上述IDT11~15,反射器16、17,以及单端子型SAW皆振子21、22,以及包含连接他们的信号布线的电极构造,由Al形成。但是,这些电极,也可以由A1以外的导电材料构成。
然而,在具有多个IDT的纵耦合谐振子型SAW滤波器中,设置窄间距电极指部,能够通过设置窄间距电极指部而减小多个IDT相邻的部分的不连续性,并且,通过调整IDT间的间隙的大小,能够得到带域宽度较宽的带通滤波器。
但是,在本实施方式中,如上述那样,为了寻求不连续性的缓和以及带域的扩大,而不仅设置窄间距电极指部,并且为了对前述那样的通过带域内的并不所望的波纹进行抑制,而对窄间距电极指部N11、N12a、N12b、N13a、N13b、N14a、以及N15的电极指的根数以及电极指间距进行确定。
对此更详细地进行说明。
首先,若将由IDT11~15中的窄间距电极指部以外的电极指部的间距所决定的波长设为λI,则由以下的方法制作上述电极构造的SAW滤波器1。
电极指交叉宽度:105μm。
IDT电极指的根数(第1IDT11/第2IDT12/第3IDT13/第4IDT14/第5IDT15的顺序):28(5)/(4)27(4)/(5)54(5)/(4)27(4)/(5)28。
另外,()内的数字表示1个窄间距电极指部中的电极指的根数,未被括号包含的数字,是在该IDT中将窄间距电极指以外的电极指部的电极指的根数和窄间距电极指部中的电极指的根数合计的根数。
IDT11~15中的电极指间距(第1~第5IDT的顺序):1.084μm(0.987μm)/(1.000μm)1.079μm(1.000μm)/(0.987μm)1.084μm(0.987μm)/(1.000μm)1.079μm(1.000μm)/(0.987μm)1.084μm。
另外,()内的数字表示窄间距电极指部的电极指间距,()外的数字表示窄间距电极指部以外的电极指部的电极指间距。
反射器中的电极指的根数:80根
IDT及反射器中的金属化比率(metallization ratio):0.68
电极膜厚:0.092λI
另外,SAW谐振子21、25由以下方式构成:
即电极指交叉宽度:45μm
IDT的电极指的根数:161根
一个反射器中的电极指的根数:15根
金属化比率(metallization ratio):0.60
图2是表示本实施方式的平衡型SAW滤波器的插入损失-频率特性。从图2可以明了的那样,在通过带域内,几乎没有表现出波动。
另外,以满足前述的条件(1)和条件(4)的方式确定窄间距电极指部的电极指的根数和间距,并且在P1=P3=P5、P2a=P2b=P4b=P4a的情况下,进而N1和N2a不同,P1和P2a不同。因此,也可以在第1、第3、第5IDT和第2、第4IDT中使设计参数不同。
本申请的发明者发现:对因设计参数而产生的通过带域内的波动进行研究的结果,窄间距电极指部中的电极指的根数和间距,对上述通过带域内的波动的产生具有较大的影响。于是,若上述窄间距电极指部的电极指间距以及电极指的根数,以满足前述的条件(1)~(3)的任何一个条件和条件(4)~(6)的任何一个条件的方式构成第1~第5IDT11~15,则与上述实施方式同样,能够得到在通过带域内几乎不产生波动的影响的、良好的滤波特性。
首先,以如下方式定义各窄间距电极指部的电极指的根数和间距。
设第1IDT11的窄间距电极指部N1 1的电极指根数为N1,间距为P1;设第2IDT12的窄间距电极指部N12a的电极指的根数及间距为N2a,P2a;设第2IDT12的窄间距电极指部N12b的电极指的根数和间距为N2b,P2b;设第3IDT13的窄间距电极指部N13a的电极指的根数以及间距为N3,P3。另外,窄间距电极指部N13b的电极指的根数以及间距,与窄间距电极指部N13a的电极指的根数和间距相等。
将第4IDT14的窄间距电极指部N14a的电极指的根数和间距设为N4a、P4a;将窄间距电极指部N14b的电极指的根数和间距设为N4b、P4b。另外,将第5IDT15的窄间距电极指部N15的电极指的根数和间距设为N5,P5。
〔N1=N3=N5〕
作为N1=N3=N5,使各窄间距电极指部的电极指间距变化,制作各种平衡型SAW滤波器1,测定滤波器特性。图3示出了结果。在图3中,虚线是作为P1=P3=P5=0.987μm的情况,是相当于上述实施方式的特性。另一方面,一点点划线是作为P1=P5=0.982μm且P3=0.992μm的情况的特性。另外,实线是P1=P5=0.977μm且P3=0.997μm的情况的滤波器特性。
可知,如从图3所明了的那样,若增大电极指间距P1、P5和电极指间距P3的差,则通过带域内所表现出的波动变得较大。
因此,使P1/P3进行种种变化,而调查波动的大小的变化。图4的横轴是P1/P3,纵轴是波动的等级(1evel)(dB)。另外,波动的等级(dB)对所表示的波动的插入损失的最大部分的插入损失的值进行表示。其中,在P1/P3=1.00处,不产生波动。因此,在P1/P3=1.00的值不是波动的等级的情况下绘出了与在P1/P3为1.00以外的情况下产生波动的频率相当的频率的插入损失值。
如从图4可以明了那样,可知若P1/P3为0.992~1.008的范围,则能够抑制到作为波动的优选等级的2.0dB以下。
〔N1=N5<N3的情况〕
图5对使得N1=N5=4根,N3=5根,变化窄间距电极指部的电极指间距的情况下的滤波器特性的变化进行表示。在图5中,虚线P1=P3=P5=0.987μm的情况,实线表示P1=P5=0.982且P3=0.987μm的情况的结果,一点点划线表示作为P1=P5=0.972μm且P3=0.987μm的情况的结果。
如从图5所明了的那样,在以成为N1=N5<N3的方式变化窄间距电极指部的电极指的根数的情况下,在P1=P3=P5的情况下,通过带域内表现出较大的波动。与此相对,若使P1、P5的大小比电极指间距P3的大小小,则几乎不产生波动。因此,在如N1=N5<N3那样调整窄间距电极指部的根数的情况下,可以按照P1=P5<P3的方式对电极指间距进行设定。
优选为,P1=P5,且P1/P3≥0.9。使第3IDT的窄间距电极指的间距P3为窄间距电极指以外的间距(1.084μm)的0.91倍即0.987。若P1/P3≥0.9,则第1IDT的窄间距电极指的间距P1,能够实现:作为窄间距电极指的间距相对于窄间距电极指以外的间距的优选比率的0.81以上。
〔N3<N1=N5的情况〕
接下来,对于N3<N1=N5的情况,制作各种的电极指间距的平衡型SAW滤波器,并对特性进行评价。
图6对使得N1=N5=5,且N3=4,使窄间距电极指部的电极指间距进行种种变化的情况的滤波器特性的变化进行表示。在图6中,虚线表示P1=P3=P5=0.987μm的情况的结果,实线表示P1=P5=0.987μm且P3=0.972μm的情况的结果。
如图6所明了的那样,在以成为N3<N1=N5的方式而变化窄间距电极指部的电极指的根数的情况下,在P1=P3=P5处,产生较大的波动。与此相对,若使电极指间距P3比电极指间距P1、P5更小,则几乎不产生波动。因此,在以N3<N1=N5的方式而调整电极指的根数的情况下,若以P3<P1=P5的方式设定电极指间距,则能够降低波动。
优选为,设计为P1=P5,且P1/P3≤1.1。第1IDT的窄间距电极指的间距P1,为窄间距电极指以外的间距(1.084μm)的0.91倍即0.987μm。若成为P1/P3≤1.1,则关于第3IDT窄间距电极指的间距P3,能够实现:作为窄间距电极指的间距相对于窄间距电极指以外的间距的理想比率的0.8倍以上。
接下来,对第2、第4IDT12、14的窄间距电极指的电极指部的电极指的根数和电极指间距的关系进行调查。
〔N2a=N2b=N4a=N4b的情况〕
图7对变化窄间距电极指部的电极指间距的情况下的滤波器特性的变化进行表示。在图7中,虚线表示P2a=P2b=P4a=1.000μm,即与前述的实施方式的特性的情况相同的情况的结果。另外,一点点划线表示P2a=P4b=0.990μm,且P2b=P4a=1.010μm的情况的特性,实线表示P2a=P4b=0.980μm,且P2b=P4a=1.020μm的情况。
如从图7所明了的那样,可知,随着电极指间距P2a=电极指间距P4b,与电极指间距P2b=电极指间距P4a的间距之差的增大,波动变大。
图8是表示变化电极指间距P2a/P2b比的情况下的波动的等级的变化的图,是相当于前述的图4的图。
另外,在图8中,在P2a/P2b=1.00时,由于没有表现出波动,因此绘制出了在没有波动等级的情况下通过带域内表现出的波动的发生频率位置的插入损失之值。
如从图8所明了的那样,若P2a/P2b在0.991~1.009的范围内,则能够将波动的电平抑制到2.0dB以下。
〔N2a=N4b>N2b=N4a的情况〕
图9表示假设N2a=N4b=5根,且N2b=N4a=4根,而变化窄间距电极指部的电极指间距时的滤波器特性的变化。在图9中,虚线表示P2a=P2b=P4a=P4b=1.000μm的情况的结果,实线表示P2a=P4b=1.02μm且P2b=P4a=1.00μm时的结果。
如从图9可明了那样,可知:在以N2a=N4b>N2b=N4a的方式而变化窄间距电极指部的电极指的根数的情况下,在P2a=P2b=P4a=P4b处,在通过带域内表现出较大的波动。然而,若使P2a=P4b比P2b=P4a大,则几乎没有上述波动。从该结果可知,在以N2a=N4b>N2b=N4a的方式而设定窄间距电极指部的电极指的根数的情况下,通过按照P2a=P4b>P2b=P4a的方式设定窄间距电极指部的电极指的根数,能够降低波动。
优选为,使得P2a/P2b=P4b/P4a,且P2a/P2b≤1.1。设于第2IDT的与第1 IDT相邻的部分的窄间距电极指的间距P2a是窄间距电极指以外的间距(1.079μm)的0.94倍即1.02μm。若使得P2a/P2b≤1.1,则设于第2IDT的与第3IDT相邻的部分的窄间距电极指P2b,能够实现:作为窄间距电极指的间距相对于窄间距电极指以外的间距的理想比率的0.85倍以上。
〔N2a=N4b<N2b=N4a的情况〕
图10表示使得N2a=N4b=4且N2b=N4a=5根,且变化窄间距电极指部的电极指间距的情况的滤波器特性的变化。在图10中,虚线表示P2a=P2b=P4a=P4b=1.000μm的情况的结果,实线表示P2a=P4b=1.00μm且P2b=P4a=1.02μm的情况的结果。
如从图10可以明了的那样,在以P2a=P4b<P2b=P4a的方式而变化窄间距电极指部的电极指根数的情况下,在P2a=P2b=P4a=P4b的情况下,通过带域内产生较大的波动。与此相对,若使P2b=P4a的值比P2a=P4b的值大,则几乎没有上述的波动。
因此,可知在以N2a=N4b<N2b=N4a的方式而设定窄间距电极指部的电极指的根数的情况下,若以P2a=P4b<P2b=P4a的方式而设定窄间距电极指部的间距,则能够降低波动。
优选为,使得P2a/P2b=P4b/P4a,且P2a/P2b≥0.9。在第2IDT的与第3IDT相邻的部分设置的窄间距电极指的间距P2b为窄间距电极指以外的间距(1.079μm)的0.97倍即1.02μm。若使得P2a/P2b≥0.9,则设于第2IDT的与第3IDT相邻的部分的窄间距电极指的间距P2a中,能够实现作为窄间距电极指的间距相对于窄间距电极指以外的间距的理想比率的0.85倍以上。
根据以上结果,可知,在压电基板上沿着表面波传播方向而配置第1~第5IDT11~15的纵耦合谐振子型的5IDT型SAW滤波器即以具有平衡一不平衡变换功能而将第3IDT二分割的结构中,为了不产生通过带域内的波动,以如下那样设定窄间距电极指部的电极指的根数和间距即可。
·在N1=N3=N5时,0.992≤P1/P3≤1.008,且P1=P5
·N1=N5<N3时,0.9≤P1/P3≤1,且 P1=P5
·N3<N1=N5时,1≤P1/P3≤1.1,且 P1=P5
·N2a=N2b=N4a=N4b时,0.991≤P2a/P2b≤1.009,且P2a/P2b=P4b/P4a
·N2a=N4b>N2b=N4a时,1<P2a/P2b≤1.1,且P2a/P2b=P4b/P4a
·N2a=N4b<N2b=N4a时,0.9≤P2a/P2b≤1,且P2a/P2b=P4b/P4a
另外,在当N1=N3=N5时将P1/P3的范围作为上述特定的范围且使得P1=P5的情况下,或者在当N2a=N2b=N4a=N4b时将P2a/P2b作为上述特定的范围的情况下,可以使得N1和N2a不相等,且使得N1和N2a不相等。
另外,在上述实施方式中,在一个的5IDT型纵耦合谐振子型声表面波滤波器中,级联连接1端子型声表面波谐振子21、24,在本发明中,也可以级联连接多个纵耦合谐振子型声表面波滤波器。图11和图12示出了这种变形例。
在图11所示的变形例的平衡型SAW滤波器中,在除去了上述的实施方式的平衡型SAW滤波器的SAW谐振子21、25的滤波器1A的后段,不是级联连接1端子型声表面波谐振子,而是级联连接着第2纵耦合型谐振子型SAW滤波器部31。第2平衡型SAW滤波器31,具有沿着表面波传播方向而配置的第1~第5IDT41~45,在设有该IDT41~45的区域的表面波传播方向两侧设置反射器46、47。于是,IDT41~45与IDT11~15,除第4IDT外,隔着通过两者的中心且与表面波传播方向平行的假想线而对称。另外,第4IDT44,与第4IDT14同样地而构成。因此,在第2SAW滤波器31中,第2IDT42和第41DT44,其相位相差180°。
这里,第1SAW滤波器1A的第1IDT和第2SAW滤波 31的第1IDT41通过第1信号线51而连接。同样,第1、第2分割IDT部13a、13b,分别通过第2、第3信号线52、53而连接于第1、第2分割部IDT部43a、43b。另外,第5IDT15、45对通过第4信号线54而连接。
在第1、第3信号线51、53中传播的信号的相位和在第2、第4信号线52、54中传播的信号的相位大约相差180°。
在图1 2所示的变形例的平衡型SAW滤波器61中,第2SAW滤波器71,具有第1~第5IDT81~85。这里,第1SAW滤波器1A的第2、第4IDT12、14,通过第1、第2信号线91、92而与第2SAW滤波器71的第2、第4IDT82、84级联(cascade)连接着。在信号线91、92中传送的信号的相位约相差180°。
另外,在第2SAW滤波器71中,第1DIT81和第3IDT83的第1分割IDT部83a共通连接,而连接于第1平衡端子4。另外,第3IDT83的第2分割IDT部83b和第5IDT85共通连接而连接于第2平衡端子5。
即使在图11、图12所示那样的两级级联连接型的纵耦合谐振子型SAW滤波器中,按照本发明而构成窄间距电极指部,由此能够抑制通过带域内的波动。并且,由于是两级级联连接,因此能够寻求带域外的衰减量的扩大。
另外,在本发明中,作为压电基板不限于40±5° Y切X传播LiTaO3基板,也可以使用64°~72°Y切X传播LiNbO3基板或41°Y切X传播LiNbO3基板等各种晶包的压电基板。
Claims (6)
1、一种平衡型SAW滤波器,是备有不平衡端子和第1、第2平衡端子且具有平衡一不平衡变换功能的平衡型SAW滤波器,其特征在于,
备有:
压电基板;
形成于所述压电基板上且沿表面波传播方向而配置的第1~第5IDT,
第2、第4IDT的相位相差180°,
所述第3IDT,具有在表面波传输方向上分割而配置的第1分割IDT部和第2分割IDT部,并且所述第1分割IDT部和所述第1IDT连接在所述第1平衡端子,所述第2分割IDT部和所述第5IDT连接在所述第2平衡端子,
所述第1~第5IDT,对于在表面波传播方向上第1~第5IDT中的其他的IDT相邻的情况,在该相邻的IDT侧的端部,具有由电极指间距比其余的电极指部分更窄的多根电极指构成的窄间距电极指部,
连接在所述平衡端子上的第1和第5IDT中的窄间距电极指部与第3IDT的窄间距电极指部中,电极指的根数较多一方的窄间距电极指部的电极指的间距,比电极指的根数较少的一方的窄间距电极指部的电极指的间距更大,
设置于所述第2IDT的与第1IDT相邻的部分的窄间距电极指以及设置于所述第4IDT的与第5IDT相邻的部分的窄间距电极指部,和设置于所述第2IDT的与所述第3IDT相邻的部分的窄间距电极指部以及设置于所述第4IDT的与第3IDT相邻的部分的窄间距电极指中,电极指的根数较多的一方的窄间距电极指部的电极指的间距,比电极指的根数较少的一方的窄间距电极指部的电极指的间距大。
2、一种平衡型SAW滤波器,是备有不平衡端子和第1、第2平衡端子且具有平衡一不平衡变换功能的平衡型SAW滤波器,其特征在于,
具有:
压电基板;
形成于所述压电基板上且沿表面波传播方向而配置的第1~第5IDT,
第2、第4IDT的相位相差180°,
所述第3IDT,具有在表面波传播方向上分割而配置的第1分割IDT部和第2分割IDT部,并且所述第1分割IDT部和所述第1IDT与所述第1平衡端子相连接,所述第2分割IDT部和所述第5IDT与所述第2平衡端子相连接,
所述第1~第5IDT,对于在表面波传播方向上第1~第5IDT中的其他的IDT相邻的情况,在该相邻的IDT侧的端部,具有由电极指间距比其余的电极指部分更窄的多根电极指所构成的窄间距电极指部,
以满足如下条件的方式确定所述各窄间距电极指部的电极指的根数和间距:即
将所述第1IDT的窄间距电极指部的电极指的根数和间距设为N1、P1,在所述第3IDT的一对窄间距电极指部中将各窄间距电极指部的电极指的根数和间距设为N3、P3,将所述第5IDT的窄间距电极指部的电极指的根数和间距设为N5、P5时,从下述的条件(1)~(3)中选择的其中一个条件:
〔式1〕
条件(1):N1=N3=N5时,0.992≤P1/P3≤1.008,并且P1=P5,
条件(2):N1=N5<N3时,0.9≤P1/P3<1,并且P1=P5,
条件(3):N3<N1=N5时,1<P1/P3≤1.1,且P1=P5,
将设于所述第2IDT的与第1IDT相邻的部分的窄间距电极指部的电极指根数和间距设为N2a、P2a,将所述第2IDT的第3IDT侧的窄间距电极指部的电极指的根数和间距为N2b、P2b,
将所述第4IDT的第3IDT侧的窄间距电极指部的电极指的根数和间距设为N4a、P4a,将第4IDT的第5IDT侧的窄间距电极指部的电极指的根数和间距设为N4b、P4b时,从下述的条件(4)~(6)中选择的其中一个条件:
〔式2〕
条件(4):N2a=N2b=N4a=N4b时,0.991≤P2a/P2b≤1.009,且P2a/P2b=P4b/P4a
条件(5):N2a=N4b>N2b=N4a时,1<P2a/P2b≤1.1,且P2a/P2b=P4b/P4a
条件(6):N2a=N4b<N2b=N4a时,0.9≤P2a/P2b<1,且P2a/P2b=P4b/P4a,
在条件(1)且条件(4)被选择的情况下,还满足下述的条件(7):
条件(7):N1≠N2a,或P1≠P2a。
3、一种平衡型SAW滤波器,其特征在于,
备有两个由权利要求1或2所记载的平衡型SAW滤波器,
两个平衡型SAW滤波器所述第1IDT对,第3IDT的第1、第2分割IDT部对,以及第5IDT对级联连接着。
4、根据权利要求3所述的平衡型SAW滤波器,其特征在于,
以如下方式构成两个平衡型SAW滤波器的各第1~第5IDT:即在连接所述第1IDT对的信号线和连接所述第3IDT的第2分割IDT部对的信号线中传播的信号的相位,与在连接所述第3IDT的第1分割IDT部对的信号线和连接所述第5IDT对的信号线中传播的信号的相位相差180°。
5、一种平衡型SAW滤波器,其特征在于,
备有两个由权利要求1~4中任一项所记载的平衡型SAW滤波器,
两个平衡型SAW滤波器的第2IDT对和第4IDT对级联连接着。
6、根据权利要求5所述的平衡型SAW滤波器,其特征在于,
以如下方式构成两个平衡型SAW滤波器的各第1~第5IDT:即在连接所述第2IDT对的信号线中传播的信号的相位,和在连接第4IDT对的信号线中传播的信号的相位相差180°。
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