CN103051303A - 弹性波滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种弹性波滤波器,该带通型弹性波滤波器使用曲流结构的IDT电极作为输入侧电极及输出侧电极中的至少一者,并且在通带的更低域侧及通带的更高域侧分别设置了衰减域,且在衰减域内可以获得良好的衰减特性。作为输入侧IDT电极(12)及输出侧IDT电极(13),分别配置:在输入埠(21)或输出埠(22)与接地埠(23)之间相互串联连接着多个IDT区块(1)的曲流结构的电极,并且在相互邻接的IDT区块(1、1)间去除电极指(17),而抑制多余的弹性波激发。
Description
技术领域
本发明涉及一种弹性波滤波器,例如表面声波(Surface Acoustic Wave,SAW)滤波器。
背景技术
作为各种通讯用的带通滤波器(bandpass filter),已知有利用弹性表面波(SAW,以下称为“弹性波”)的滤波器。近年来,伴随着无线数据(wireless data)通讯的高速化、大容量化,这种带通滤波器中对于低损耗、广频宽(bandwidth)、高平坦性、高选择性及小型化的要求逐年增强。为了应对这种要求,有利的是一种锥形滤波器(tapered filter)。
锥形滤波器构成为:将电极指群以呈锥形状的方式、配置在叉指换能器(interdigital transducer,IDT)电极的一对汇流条(bus bar)间,并且将这种IDT电极沿着弹性波的传播方向而排列在压电基板上,以作为输入侧电极及输出侧电极。在各个IDT电极中,例如在一对汇流条中的其中一汇流条上连接输入埠(port)、输出埠,在另一汇流条上连接接地埠。
而且,作为IDT电极的构成之一,已知一种分布式声波反射换能器(Distributed Acoustic Reflection Transducer,DART)电极,如图22所示,所述分布式声波反射换能器电极上周期性排列着:相互邻接地从其中一汇流条100延伸的3根电极指101;及与所述3根电极指101邻接而从另一汇流条100延伸的1根电极指101。
作为这种IDT电极,近年来,为了抑制弹性波的绕射影响,而且为了适度提高阻抗(impedance),如图22所示,采用的是使IDT电极在譬如中途部位蜿蜒状折返而成的、被称为曲流(meander)结构的布局。关于所述结构,若参照图22的输入侧电极105进行简单说明,是在弹性波的传播方向上将输入侧电极105区划成例如3个区块107,而且,在右侧区块107的里侧的汇流条100上连接输入埠110。而且,将所述右侧区块107的近前侧的汇流条100与中央区块107的近前侧的汇流条100相互连接,并且将中央区块107的里侧的汇流条100与左侧区块107的里侧的汇流条100相互连接。而且,将左侧区块107的近前侧的汇流条100连接到接地埠111上。
于此,在这种曲流结构中,相互邻接的区块107、107彼此之间,会激发(excitation)意外的多余的弹性波。因此,传输应答特性从设计值发生变化,衰减特性变差。在专利文献1中,记载了所述曲流结构,但并未记载所述问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特表平11-500593(图12~图15)
发明内容
本发明是鉴于所述情况研究而成,目的在于提供一种带通型弹性波滤波器,该带通型弹性波滤波器使用曲流结构的IDT电极作为输入侧电极及输出侧电极中的至少一者,并且在通带(pass band)的更低域侧及通带的更高域侧分别设置了衰减域(attenuation band),且衰减域内可以获得良好的衰减特性。
本发明的弹性波滤波器的特征在于,包括:
输入侧IDT电极及输出侧IDT电极,以沿着弹性波的传播方向相互隔开的方式而配置在压电基板上,且所述这些IDT电极的至少一者包括:
(1)构成为沿着弹性波的传播方向排列的多个IDT区块,所述IDT区块是:从以沿着弹性波的传播方向分别延伸的方式而相互平行配置的一对汇流条的各个开始、朝着对向的汇流条侧延伸出电极指,以使电极指群为梳齿状排列而成,并且,所述多个IDT区块通过各汇流条而串联连接;
(2)在位于相互串联连接的IDT区块群两端的汇流条上,分别连接着第一信号埠及第二信号埠;
(3)以周期单位沿着弹性波的传播方向周期性重复的方式构成各IDT区块的电极指群,所述周期单位包括:相互邻接地从各IDT区块的一对汇流条中俯视时位于所述第一信号埠侧的一方的汇流条延伸出的3根电极指;及与所述3根电极指邻接而从另一方的汇流条延伸出的1根电极指,并且,以所述周期单位在所述IDT电极中周期性重复的方式,而设定相互邻接的IDT区块彼此的隔开尺寸;
(4)为了抑制相互邻接的IDT区块间的弹性波的多余的激发,将一方的IDT区块内的另一方的IDT区块侧的电极指、与另一方的IDT区块内的一方的IDT区块侧的电极指的至少一方的电极指进行代替,而形成空白区域(space area)。
所述弹性波滤波器还可以按照以下方式构成。
为了抑制因形成所述空白区域所导致的弹性波的相位偏移,而将相互邻接的IDT区块彼此的隔开尺寸设定为:与对应于周期单位的尺寸为不同的尺寸。
为了移除弹性波的激发位置,代替从所述另一方的汇流条延伸出的电极指,而配置从所述一方的汇流条延伸出的电极指。
代替相互邻接地从所述一方的汇流条延伸出的2根电极指,而配置反射电极。
在相互邻接的IDT区块中,一方的IDT区块内的另一方的IDT区块侧、以及所述另一方的IDT区块内的所述一方的IDT区块侧,为了抑制所述多个IDT区块彼此之间产生电场,而分别配置从所述一方的汇流条延伸出的电极指。
相互邻接的2个周期单位是:以弹性波的激发位置在所述多个周期单位中反转180°的方式,在所述多个周期单位中的其中一周期单位内、置换地形成从所述另一方的汇流条延伸出的电极指,且在所述多个周期单位中的其他周期单位内、置换地形成从所述一方侧的汇流条延伸出的3根电极指的任一根电极指。
发明的效果
本发明中,作为输入侧电极及输出侧电极的至少一方的电极,配置的是曲流结构的IDT电极,该曲流结构的IDT电极是将多个IDT区块相互串联地连接在第一信号埠与第二信号埠之间,并且沿着弹性波的传播方向排列。而且,所述IDT电极是构成为:周期单位沿着弹性波的传播方向而周期性重复的DART型电极,该周期单位包括:从一方的汇流条延伸出的3根电极指、及从另一方的汇流条延伸的1根电极指,并且在相互邻接的区块间至少去除1根电极指。因此,通过去除电极指,在该电极指和与所述电极指邻接的区块之间可以抑制多余的弹性波被激发,从而能够抑制传输应答特性劣化而获得良好的衰减特性。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的弹性波滤波器的一例的俯视图。
图2是表示所述弹性波滤波器的输入侧IDT电极的俯视图。
图3(a)、图3(b)是表示所述输入侧IDT电极的基本结构的俯视图。
图4(a)~图4(c)是用来说明所述输入侧IDT电极的构成的俯视图。
图5是表示所述输入侧IDT电极的某一周期长λa的俯视图。
图6是将所述输入侧IDT电极的一部分放大表示的俯视图。
图7是说明IDT区块间的隔开尺寸的特性图。
图8是表示所述弹性波滤波器的输出侧IDT电极的俯视图。
图9是表示所述弹性波滤波器获得的特性的特性图。
图10是表示以往的弹性波滤波器获得的特性的特性图。
图11是表示本发明的弹性波滤波器和以往的弹性波滤波器各自的特性的特性图。
图12是表示所述弹性波滤波器的其他例的俯视图。
图13是表示所述其他例的俯视图。
图14是表示所述弹性波滤波器的其他例的俯视图。
图15(a)~图15(c)是表示所述弹性波滤波器的其他例的俯视图。
图16(a)~图16(c)是表示所述弹性波滤波器的其他例的俯视图。
图17(a)~图17(c)是表示所述弹性波滤波器的其他例的俯视图。
图18(a)~图18(b)是表示所述弹性波滤波器的其他例的俯视图。
图19是表示所述弹性波滤波器的其他例的俯视图。
图20是表示所述弹性波滤波器的其他例的俯视图。
图21是表示所述弹性波滤波器的其他例的俯视图。
图22是表示以往的弹性波滤波器的俯视图。
符号的说明:
1:IDT区块
11:压电基板
12:输入侧IDT电极
13:输出侧IDT电极
14:汇流条
14a:里侧的汇流条
14b:近前侧的汇流条
15:屏蔽电极
16:吸音材
17:电极指
18:反射电极
20:空白区域
21:输入埠
22:输出埠
23:接地埠
100:汇流条
101:电极指
105:输入侧电极
107:区块
110:输入埠
111:接地埠
λ、λa、λ1、λ2:周期长
L、L′:隔开尺寸
t:宽度尺寸
具体实施方式
参照图1~图8,来说明作为本发明实施方式的弹性波滤波器的一例的SAW滤波器。所述弹性波滤波器是一种带通滤波器,在例如铌酸锂(LiNbO3)等的压电基板11上,包括:在弹性波的传播方向(左右方向)上相互隔开排列的锥形输入侧IDT电极12及输出侧IDT电极13,且如下所述,在通带的更低域侧及通带的更高域侧分别形成着衰减域。所述例子中,输入侧IDT电极12及输出侧IDT电极13分别配置在图1中的左侧及右侧。图1中,21、22分别是输入埠及输出埠,23是接地埠。而且,图1中,15是屏蔽电极(shield electrode),16是用于吸收向压电基板11的端部区域传播的多余的弹性波的吸音材(阻尼器(damper))。还有,以下将与弹性波的传播方向正交的方向作为前后方向进行说明。
首先,说明输入侧IDT电极12。如图2所示,所述输入侧IDT电极12在弹性波的传播方向上、在所述多个例子中,是被区划为2个IDT区块1、1。所述多个IDT区块1、1是以在输入埠21和接地埠23之间相互串联的方式连接而采用曲流结构。即,IDT区块1、1分别包括:一对汇流条14、14,以沿着弹性波的传播方向相互平行的方式配置;及多个电极指17,以从所述多个汇流条14、14分别朝对向的汇流条14、14呈梳齿状延伸的方式形成。而且,若将2个IDT区块1、1中右侧的IDT区块1称为“第一IDT区块1”、将左侧的IDT区块1称为“第二IDT区块1”,则在第一IDT区块1的近前侧的汇流条14上连接着接地埠23。而且,第一IDT区块1的里侧的汇流条14朝第二IDT区块1向左侧延伸,和邻接于该汇流条14的第二IDT区块1的里侧的汇流条14连接。所述第二IDT区块1的近前侧的汇流条14是连接于输入埠21。这样,在输入埠21与接地埠23之间,第一IDT区块1及第二IDT区块1相互串联地依次连接,并且所述多个IDT区块1、1以沿着弹性波的传播方向相互邻接的方式排列。所述例子中,接地埠23形成第一信号埠,输入埠21形成第二信号埠。还有,图1中,省略了各IDT区块1而表示。
各IDT区块1、1中,若对里侧的汇流条14及近前侧的汇流条14分别附加“14a”及“14b”的符号,则各IDT区块1、1中,从所述多个汇流条14a、14b分别延伸的电极指17采用DART结构。即,第一IDT区块1中,在弹性波的传播方向上周期性重复着如下构成,该构成包括:相互邻接地从近前侧的汇流条14b延伸的3根电极指17;及邻接于所述3根电极指17而从里侧的汇流条14a延伸的1根电极指17。
而且,若将利用所述4根电极指17而在弹性波的传播方向上重复的周期长(周期单位)设为λ,则第一IDT区块1中,以各电极指17的宽度尺寸及相互邻接的电极指17、17间的隔开距离呈锥状的方式形成,以便使所述周期长λ从里侧的汇流条14a朝向近前侧的汇流条14b而逐渐变大。因此,在和里侧的汇流条14a近接的区域及和近前侧的汇流条14b近接的区域内,周期长λ分别变成λ1及λ2(λ1<λ2)。还有,图2等中示意性表示了电极指17的宽度尺寸及相互邻接的电极指17、17间的隔开尺寸。
而且,第一IDT区块1中,为了抑制弹性波朝左侧激发,代替相互邻接地从近前侧的汇流条14b延伸的2根电极指17,而配置了反射电极18。所述例子中,是在第一IDT区块1的左端起第二个周期长λ所对应的区域、与从该左端起第5个周期长λ所对应的区域之间设置反射电极18。
第二IDT区块1中,相互邻接地从里侧的汇流条14a延伸的3根电极指17、和以与所述3根电极指17邻接的方式从近前侧的汇流条14b延伸的1根电极指17,是配置成:在弹性波的传播方向上以所述周期长λ重复。而且,关于第二IDT区块1,如图2所示,也是和第一IDT区块1同样地,代替相互邻接地从里侧的汇流条14a延伸的2根电极指17、17,而设置了反射电极18。第二IDT区块1中,反射电极18分别设置在该第二IDT区块1中、从左端起第4个及第5个周期长λ所对应的区域内。而且,第二IDT区块1中,例如从左端起第二个周期长λ所对应的区域内,代替从近前侧的汇流条14b延伸的电极指17,而配置着:从里侧的汇流条14a延伸的电极指17,因此,该区域内是以不激发弹性波的方式配置电极指17(移除)。
于此,若对所述多个第一IDT区块1和第二IDT区块1中各自的电极指17的配置布局进行对比,则相对于第二IDT区块1来说,所述第一IDT区块1中、电极指17是配置成在前后方向上大体对称。即,相互邻接地从一对汇流条14中的任一汇流条14延伸的3根电极指17在第一IDT区块1中是连接于近前侧的汇流条14b,在第二IDT区块1中是连接于里侧的汇流条14a。因此,俯视时,各IDT区块1、1的接地埠23侧的一方的汇流条14上分别连接着所述3根电极指17,与一方的汇流条14对向的另一方的汇流条14上分别连接着朝所述一方的汇流条14延伸的电极指17。
此时,在第一IDT区块1与第二IDT区块1之间的区域内,以所述周期长λ遍及IDT区块1、1间而重复的方式,即以该区域内的周期长λ不中途切断、且抑制所述多个IDT区块1、1间的弹性波的多余的激发的方式,而设定所述区域的长度尺寸(IDT区块1、1间的隔开尺寸)L。关于以此方式构成输入侧IDT电极12的理由,列举汇流条14a、14b间的某一周期长λa(λ1<λa<λ2)为例,下面从基本的DART结构起依次进行说明。
图3(a)表示所述周期长λa的基本的DART结构的输入侧IDT电极12。具体来说,沿着弹性波的传播方向依次配置如下构成,该构成包括:相互邻接地从里侧的汇流条14a延伸的3根电极指17;及与所述3根电极指17邻接而从近前侧的汇流条14b延伸的1根电极指17。还有,图3(a)简化了输入侧IDT电极12而进行表示。之后的图3(b)~图5也是同样的。
接着,针对这种基本的DART结构,研究为了调整输入侧IDT电极12的频率特性,将从例如弹性波的传播方向上的大体中央部的近前侧的汇流条14b延伸的电极指17移除的布局。即,以弹性波不会通过所述电极指17而激发的方式,如图3(b)所示,代替所述电极指17,而配置从里侧的汇流条14a延伸的电极指17。因此,在输入侧IDT电极12的大体中央部,7根电极指17相互邻接地从里侧的汇流条14a延伸出来。
然后,以输入侧IDT电极12采用所述曲流结构的方式,在该输入侧IDT电极12的某一部位折返输入侧IDT电极12。具体来说,如图4(a)的一点链线所示,在相互邻接地从里侧的汇流条14a延伸的7根电极指17中从右侧起第三个电极指17、和从左侧与该电极指17邻接的电极指17之间,将输入侧IDT电极12区划成2个IDT区块1、1。而且,关于右侧的第一IDT区块1,如图4(b)所示,相对于图4(a)的构成来说,配置成电极指17的布局(layout)在前后方向上对称。即,代替图4(a)中将从近前侧的汇流条14b延伸的电极指17及从里侧的汇流条14a延伸的电极指17分别连接到近前侧的汇流条14b及里侧的汇流条14a的作法,而分别连接到里侧的汇流条14a及近前侧的汇流条14b。还有,为了易于观察各个IDT区块1、1,图4(a)、(b)是将第一IDT区块1和第二IDT区块1隔开而示意性地描绘。
而且,如图4(c)所示,以周期长λa在IDT区块1、1间连续地重复的方式,即IDT区块1、1间的隔开尺寸L变成和其他部位的电极指17、17间的隔开尺寸相同的尺寸的方式,而配置所述多个IDT区块1、1。而且,以输入埠21与接地埠23之间所述多个IDT区块1、1采用所述曲流结构的方式,而配置各个汇流条14a、14b。具体来说,将IDT区块1、1间的里侧的汇流条14a、14a彼此相互连接,且将近前侧的汇流条14b、14b彼此隔开以不会相互接触。还有,所述说明书中,所谓“隔开尺寸L”,若将相互邻接的3根电极指17从左侧起依次附加“第一”、“第二”及“第三”进行说明,则如图4(c)所示,是指:第一电极指17及第二电极指17的中间的位置、与第二电极指17及第三电极指17的中间的位置之间的尺寸。
此时,将所述图3(b)和图4(c)对比可知,通过将输入侧IDT电极12配置成曲流结构,在IDT区块1、1间的区域内,从第二IDT区块1的里侧的汇流条14a延伸的电极指17、和从第一IDT区块1的近前侧的汇流条14b延伸的电极指17变得相互邻接。因此,通过在输入侧IDT电极12中采用曲流结构,与原本的设计(图3(b))相比,会激发意外的多余的弹性波。因此,本发明中为了抑制这种多余的弹性波的激发,如下所示般配置电极指17。
具体来说,如图5所示,在第二IDT区块1中去除第一IDT区块1侧的电极指17,也就是代替所述电极指17而设置空白区域(未配置电极的区域)20,借此使得该电极指17与第一IDT区块1的电极指17之间不会激发弹性波。因此,第一IDT区块1与第二IDT区块1之间,不需要维持周期长λa不变的状态、即不需要使各周期长λa彼此相互重合或隔开,将有助于多余的弹性波激发的电极指17的去除。根据上述图3(b)可知,所述电极指17原本就是为了不激发弹性波而配置,因此即便去除后在特性上也没有问题。
此时,通过去除电极指17,在IDT区块1、1间的区域内,弹性波的相位有时候会发生偏移。即,弹性波在形成着电极指17等的区域、和未形成电极指17的区域(例如电极指17、17间的区域)内传播速度是不同的,因此,通过去除电极指17,在IDT区块1、1间的区域内弹性波的周期长λa有时候会略有偏移。因此,本发明中,为了抑制因IDT区块1、1间的电极指17被去除所引起的弹性波的相位偏移,而将所述隔开尺寸L设定成与周期长λa所对应的尺寸为不同的尺寸。具体来说,在构成压电基板11的材料及构成输入侧IDT电极12的电极材料分别是铌酸锂及铝,且所述输入侧IDT电极12的厚度尺寸为0.345μm的情况下,当周期长λa为例如10.11μm时,将所述隔开尺寸L设定为2.637μm(周期长λa×2/8×1.0433)。
于此,下面详细叙述隔开尺寸L的具体调整方法。首先,参照图5来再次说明所述隔开尺寸L。如将电极指17邻接排列的区域(未去除电极指17的区域)内相互邻接的电极指17、17间的区域的宽度尺寸设为t,则隔开尺寸L是第一(右侧的)IDT区块1左端的电极指17中从左侧端部起向左侧离开仅t/2的位置、和第二(左侧的)IDT区块1右端的电极指17中从右侧端部起向右侧离开仅t/2的位置之间的尺寸。
若以所述周期长λa表示,则所述隔开尺寸L变成2/8λa(=1/4λa)。此时,若将基于IDT区块1、1间的电极指17被去除而对隔开尺寸L进行调整后的隔开尺寸设为L′,则下面对所述隔开尺寸L′进行研究。即,如将自由表面(未形成IDT电极12的区域)的波数(wave number)设为kf,并将压电基板11的材料、电极指17的结构、IDT电极12的材料、IDT电极12的膜厚及周期长λa所决定的标准化波数设为k11′,则电极指17被去除时产生的相位差变成
(k11(波数)=k11′×2π/λa)。
若设(1+k11′)=α,则隔开尺寸L′以
L′=1/4λaα
表示。
图7是针对标准化波数k11′,利用铌酸锂基板作为压电基板11,且将电极指17配置成DART结构(无反射电极18),并且利用铝构成IDT电极12时,通过实验求出电极膜的膜厚依存性的结果。图7的横轴是将电极膜厚h除以周期长λa所得的值、即标准化膜厚(h/λ)。根据所述实验结果及将压电基板11的材料等的参数经各种变更后进行的实验的结果,可知比率α在实用的滤波器的使用范围内为1.0005~1.07(k11′:0.0005~0.07)。具体来说,利用水晶作为压电基板11并且标准化膜厚为0.005时,比率α变成1.0005。
而且,如下所述,IDT区块1、1间,去除2根电极指17时的隔开尺寸L′根据上式可知,变成
L′=4/8λaα=1/2λaα,
此外在去除3根电极指17时变成
L′=6/8λaα=3/4λaα。
因此,DART结构中的隔开尺寸L′是根据被去除的电极指17的根数而分别单独地设定。而且,所述隔开尺寸L′是与周期长λa相应的尺寸,因此如所述图1等那样将IDT电极12(13)配置成锥形状的情况下,根据各周期长λ来设定隔开尺寸L′。
这样,若如上所述以各电极指17的配置区域呈锥形状的方式构成输入侧IDT电极12,并且如以上说明的那样去除与第一IDT区块1邻接的第二IDT区块1的电极指17,并针对各周期长λ1~λ2分别调整隔开尺寸L(针对各周期长λ1~λ2个别地调整隔开尺寸L),则构成所述图2、图6所示的输入侧IDT电极12。因此,遍及周期长λ1~λ2而不会激发多余的弹性波,且弹性波的相位偏移得到抑制。
接着,参照图8说明输出侧IDT电极13。所述输出侧IDT电极13主要由3个IDT区块1构成,在输出埠22和接地埠23之间相互串联连接着所述多个IDT区块1。即,若将所述3个IDT区块1从右侧向左侧分别附加“第一”、“第二”及“第三”,则在第一IDT区块1的里侧的汇流条14a上连接着输出埠22。所述第一IDT区块1的近前侧的汇流条14b与第二IDT区块1的近前侧的汇流条14b是相互连接的,第二IDT区块1的里侧的汇流条14a与第三IDT区块1的里侧的汇流条14a是相互连接的。在第三IDT区块1的近前侧的汇流条14b上连接着接地埠23。而且,所述3个IDT区块1是以沿着弹性波的传播方向相互邻接的方式排列。所述例子中,接地埠23形成第一信号埠,输出埠22形成第二信号埠。
在输出侧IDT电极13的第一IDT区块1中,3根电极指17相互邻接地从近前侧的汇流条14a延伸出来,并且,与所述3根电极指17邻接的1根电极指17是连接到里侧的汇流条14b上。而且,在第二IDT区块1中,所述3根电极指17是连接到里侧的汇流条14b上,在第三IDT区块1中,所述3根电极指17是连接到近前侧的汇流条14a。这样,在输出侧IDT电极13的各IDT区块1中,构成周期长λ的4根电极指17中相互邻接而从其中一汇流条14延伸出来的3根电极指17在俯视时是:连接到接地埠23侧的汇流条14上。
而且,在输出侧IDT电极13上,如图8所示,也和输入侧IDT电极12同样地设置反射电极18、或者将电极指17移除。而且,在相互邻接的IDT区块1、1之间,分别去除电极指17,并且如上所述分别调整隔开尺寸L。下面简单说明:输出侧IDT电极13的IDT区块1、1间的电极指17的配置布局。
在第一IDT区块1与第二IDT区块1之间的区域内,所述图5的布局的结构是将第二IDT区块1的第一IDT区块1侧的2根电极指17去除。而且,在第二IDT区块1与第三IDT区块1之间的区域内,布局是置换图5的前后方向。而且,在相互邻接的IDT区块1、1之间,与输入侧IDT电极12同样地分别调整隔开尺寸L。
在以所述方式配置的SAW滤波器中,若向输入埠21输入电信号,则输入侧IDT电极12中,从里侧的汇流条14a延伸的电极指17、和从近前侧的汇流条14b延伸的电极指17之间的区域内,分别产生弹性波。此时,由于输入侧IDT电极12的第二IDT区块1中的右端的电极指17被去除,因此,在该电极指17与第一IDT区块1之间多余的弹性波的产生得到抑制。
另一方面,即便如所述那样将第二IDT区块1的右端的电极指17去除,在所述多个IDT区块1、1之间,所述被去除的电极指17的左侧从里侧的汇流条14a延伸的电极指17、和从第一IDT区块1左端的近前侧的汇流条14b延伸的电极指17,也依然通过形成着所述被去除的电极指17的区域而邻接。因此,在所述多个电极指17、17之间也会激发弹性波。但是,由于所述多个电极指17、17比其他部位的电极指17、17来说隔开的更大(详细来说是其他部位的2倍以上),因此,多余的弹性波的激发得到抑制。因此,在本发明的输入侧IDT电极12中,与所述图4(c)的构成(未去除电极指17的构成)相比,相互邻接的IDT区块1、1间形成的电场的强度变小,IDT区块1、1间的多余的弹性波的激发得到抑制。
而且,所述多个IDT区块1、1间的隔开尺寸L会如所述那样进行调整,因此,弹性波是在IDT区块1、1间未发生弹性波的相位偏移、或相位偏移的发生受到抑制的状态下,而到达输出侧IDT电极13。因此,例如弹性波的能量损耗(滤波器的插入损耗)的发生得到抑制。
而且,在输出侧IDT电极13中,从里侧的汇流条14a延伸的电极指17、和从近前侧的汇流条14b延伸的电极指17之间,弹性波被转换成电信号而从输出埠22取出。在输出侧IDT电极13中,也因为相互邻接的IDT区块1、1间的电极指17被去除,而抑制多余的弹性波转换成电信号的情况。而且,同样地由于输出侧IDT电极13的相互邻接的IDT区块1、1间的隔开尺寸L会进行调整,因此,弹性波的相位偏移得到抑制。
图9表示本发明的滤波器通过对输入侧IDT电极12及输出侧电极13的任一个配置3个IDT区块1,并且在各IDT区块1、1间去除电极指17的构成所获得的频率特性,图10表示以往的滤波器中获得的频率特性。而且,图11表示使所述2个频率特性在同一图表中重合后的特性。根据所述多个特性,可知在本发明中,通过抑制为获得原本设计好的传输应答特性所需的激发以外的多余激发,进而抑制传输应答特性从设计值发生偏移的情况,从而在衰减区域获得良好的衰减特性。
根据所述实施方式,作为输入侧IDT电极12及输出侧IDT电极13,分别配置了:在输入埠21或输出埠22与接地埠23之间、将多个IDT区块1相互串联连接而成的曲流结构的电极,并且,在相互邻接的IDT区块1、1间去除电极指17,从而抑制多余的弹性波激发。因此,能够抑制传输应答特性的劣化,且在衰减区域能够获得良好的衰减特性。
而且,在相互邻接的IDT区块1、1间去除电极指17时,是以IDT区块1、1间的区域内弹性波的相位不会偏移、或者相位偏移得到抑制的方式,而调整该区域的尺寸(隔开尺寸L)。因此,能够一边维持从弹性波所见时的周期长λ,且一面抑制例如弹性波的能量损耗(滤波器的插入损耗)的发生。
另外,例如在输入侧IDT电极12的第二IDT区块1中去除右端的电极指17时,在第二IDT区块1的右侧的区域内,是在比从近前侧的汇流条14b延伸出来的电极指17更靠第一IDT区块1侧,而配置(保留)从里侧的汇流条14a分别延伸的3根电极指17。因此,关于通过从所述近前侧的汇流条14b延伸的电极指17而形成的电场,通过所述3根电极指17可以抑制所述电场向第一IDT区块1侧迂回(running around),因此,能够抑制IDT区块1、1间的多余的弹性波的激发。关于输出侧IDT电极13也是同样的,针对构成周期长λ的4根电极指17中、从其中一汇流条14延伸的3根电极指17所对向的1根电极指17,是以所述电极指17不会配置在其他IDT区块1侧的端部的方式,将从所述其中一汇流条14延伸的电极指17配置在比该电极指17更靠所述另一IDT区块1侧。因此,输出侧IDT电极13中也能在相互邻接的IDT区块1、1间抑制弹性波激发。
以下,针对本发明的IDT电极12、13的其他例,如所述图5那样以某一周期长λa为例进行说明。图12表示针对输入侧IDT电极12的第一IDT区块1而去除第二IDT区块1侧的2根电极指17的例子。而且,第二IDT区块1是,去除第一IDT区块1侧的3根电极指17。图13表示将各电极指17配置成锥形状以实现图12的布局的例子。如上所述,通过在相互邻接的IDT区块1、1间去除多根电极指17,可以进一步抑制多余的弹性波的激发。即,本发明中,有效的是在相互邻接的IDT区块1、1间去除至少1根电极指17。
而且,图14表示针对第一IDT区块1而去除第二IDT区块1侧的3根电极指17,并且针对第二IDT区块1而去除第一IDT区块1侧的4根电极指17的例子。此时,在第二IDT区块1中,构成周期长λ的4根电极指17中从近前侧的汇流条14b延伸的电极指17是配置成面朝右侧的IDT区块1侧。因此,有时候电场会从所述电极指17朝右侧的IDT区块1漏出。因此,在相互邻接的IDT区块1、1间去除电极指17时,较佳为:构成周期长λ的4根电极指17中,以相互邻接的方式从任一汇流条14延伸的3根电极指17中的至少1根,例如像图12等那样,保留在对向的IDT区块1侧。还有,图14中对应的锥形状的IDT电极12、13省略了描绘。在之后的说明中也相同。而且,在之后的其他例的说明中,关于与所述图14对应的布局(在相互邻接的IDT区块1、1间去除相互邻接地从其中一汇流条14延伸的3根电极指17的例子)会省略说明。
另外,在以上的例子中,如图4(a)所示,是在相互邻接地从里侧的汇流条14a延伸的7根电极指17中从右侧起第3根电极指17、与从左侧邻接于该电极指17的电极指17之间区划IDT区块1、1,但区划IDT区块1、1的位置也可以是如下所示。图15(a)是在与图3(b)对应的输入侧IDT电极12中,将能够区划IDT区块1、1的位置设为A~F而表示。具体来说,也可以在所述7根电极指17中从左侧起第1根与第2根之间(A)的位置、从左侧起第2根与第3根之间(B)的位置、从左侧起第3根与第4根之间(C)的位置、从左侧起第4根与第5根之间(D:对应于所述图4(a)等)的位置、从左侧起第5根与第6根之间(E)的位置、从左侧起第6根与第7根之间(F)的位置,来将IDT区块1、1间进行区划。以下,以斜线表示在所述多个A~F各处能实现采用曲流结构时的IDT区块1、1的配置布局、并且能在相互邻接的IDT区块1、1间去除的电极指17。
在所述A的情况下,还可以将第一IDT区块1的左侧的5根电极指17去除(如图15(b)所示)。在所述B的情况下,还可以将第一IDT区块1的左侧的4根电极指17及第二IDT区块1的右侧的1根电极指17去除(如图15(c)所示)。在所述C的情况下,还可以将第一IDT区块1的左侧的3根电极指17及第二IDT区块1的右侧的2根电极指17去除(如图16(a)所示)。在所述E的情况下,还可以将第一IDT区块1的左侧的1根电极指17及第二IDT区块1的右侧的4根电极指17去除(如图16(b)所示)。在所述F的情况下,还可以将第二IDT区块1的右侧的5根电极指17去除(如图16(c)所示)。
另外,在以上例子中,说明的是如图3(b)那样,在将电极指17移除的区域内区划IDT区块1、1间的例子,但还可以在图3(a)的基本DART结构中设置IDT区块1、1,并且在相互邻接的IDT区块1、1间去除电极指17。即,图17(a)中还可以如图3(a)的布局那样,在相互邻接地从里侧的汇流条14a延伸的3根电极指17中的左侧的电极指17与从左侧起第2个电极指17之间(G)的位置、以及从左侧起第2个电极指17与从左侧起第3个电极指17之间(H)的位置,来区划IDT区块1、1。具体来说,如图17(b)所示,在所述G的情况下,还可以将第一IDT区块1的左端的电极指17去除。而且,在所述H的情况下,如图17(c)所示,还可以将第二IDT区块1的右端的电极指17去除。
另外,在代替相互邻接地从里侧的汇流条14a延伸的2根电极指17而设置反射电极18的情况下,如图18(a)的箭头所示,还可以在从汇流条18a延伸的电极指17、与邻接于该电极指17而从汇流条18b延伸的电极指17之间,区划IDT区块1、1。所述情况下,如图18(b)所示,在第二IDT区块1中,还可以将相互邻接地从汇流条18b延伸的2根电极指17中的第一IDT区块1侧(右侧)的电极指17去除。因此,本发明中,将IDT电极12(13)折返而采用曲流结构时,相互邻接的IDT区块1、1间的区域内电极指17、17彼此交叉而产生弹性波的情况下,通过将该区域的左右两侧的至少其中一电极指17去除1根以上,可以获得如上所述的效果。
而且,在以上各例中,说明的是将电极指17形成为锥形状的例子,但如图19所示,也可以将电极指17配置成:从汇流条14a、14b分别正交地延伸。图19中,以与所述输入侧IDT电极12相同的布局配置着电极指17。
此外,在相互邻接的2个周期单位(构成周期长λa的4根电极指17)中,还可以以弹性波的激发位置在所述多个周期单位间呈180°反转的方式,在所述多个周期单位的一周期单位内、置换从汇流条14b延伸的电极指17,且在所述多个周期单位的其他周期单位内、置换从汇流条14a延伸的3根电极指17的任一根电极指17。即,在图3(a)的基本DART结构中,若置换从右端起第3个电极指17、与从右端起第5个电极指17,则变成图20所示的布局。若以此方式配置电极指17,则图20中的右侧5根电极指17、与左侧5根电极指17变成相互左右对称,因此,等价于弹性波的激发位置在所述右侧和所述左侧反转180°,且弹性波的符号反转。因此,即便是所述布局,DART结构中的电极指17的周期结构也连续地重复。在所述图20的布局中,可以像这样构成多个IDT区块1并且将相互邻接的IDT区块1、1间的电极指17去除至少1根,或者还可以将电极指17移除并且将IDT区块1、1间的电极指17去除至少1根。而且,也可以在图20的布局中配置反射电极18。
关于输出侧IDT电极13,也可以和以上说明的输入侧IDT电极12同样地,设定区划各区块1、1间的位置、要去除的电极指17的位置及根数。
在以上例子中,是在输入侧IDT电极12中设置2个IDT区块1,并且在输出侧IDT电极13中配置3个IDT区块1,但也可以分别设置2个以上的IDT区块1。而且,作为所述多个IDT电极12、13中其中一个,可以设置本发明的构成(去除以曲流结构相互邻接的IDT区块1、1间的电极指17的构成)并且利用以下构成作为另一电极。即,作为所述另一电极,可以利用在相互邻接的IDT区块1、1间不去除电极指17而配置的具备通常曲流结构的电极、或不采用曲流结构而主要由譬如1个IDT区块1构成的电极。而且,作为所述另一电极,除了DART结构以外,可以如图21所示使用由例如相互邻接地从里侧的汇流条14a延伸的反射电极32及电极指31、与相互邻接地从近前侧的汇流条14b延伸的反射电极32及电极指31构成周期长λ的电极、例如不同宽度指叉(Different Width Split Finger,DWSF)电极,或者还可以使用通常的双方向性电极。
在以上说明中,在各IDT区块1附加的“第一”、“第二”及“第三”这样的用语是为了便于说明,且关于各埠21~23附加“第一信号埠”及“第二信号埠”也是为了便于说明。因此,也可以从左侧向右侧依次配置第一IDT区块1及第二IDT区块1(以及第三IDT区块1),还可以置换输入埠21或输出埠22、与接地埠23的连接位置。
另外,在以上例子中是将IDT电极12、13设置在输入埠21或输出埠22与接地埠23之间,但是所述多个IDT电极12、13也可以代替连接接地埠23而是连接到其他信号埠上,从而构成为平衡式滤波器。
Claims (6)
1.一种弹性波滤波器,其特征在于,包括:
输入侧叉指换能器电极及输出侧叉指换能器电极,以沿着弹性波的传播方向相互隔开的方式而配置在压电基板上,且所述这些叉指换能器电极的至少一者包括:
构成为沿着弹性波的传播方向排列的多个叉指换能器区块,所述叉指换能器区块是:从以沿着弹性波的传播方向分别延伸的方式而相互平行地配置的一对汇流条的各个开始、朝着对向的汇流条侧延伸出电极指,以使电极指群为梳齿状排列而成,并且,所述多个叉指换能器区块通过各汇流条而串联连接;
在位于相互串联连接的叉指换能器区块群的两端的汇流条上,分别连接着第一信号埠及第二信号埠;
以周期单位沿着弹性波的传播方向周期性重复的方式构成各叉指换能器区块的电极指群,所述周期单位包括:相互邻接地从各叉指换能器区块的一对汇流条中俯视时位于所述第一信号埠侧的一方的汇流条延伸出的3根电极指;及与所述3根电极指邻接而从另一方的汇流条延伸出的1根电极指,并且,以所述周期单位在所述叉指换能器电极中周期性重复的方式,而设定相互邻接的叉指换能器区块彼此的隔开尺寸;
为了抑制相互邻接的叉指换能器区块间的弹性波的多余的激发,将一方的叉指换能器区块内的另一方的叉指换能器区块侧的电极指、与另一方的叉指换能器区块内的一方的叉指换能器区块侧的电极指的至少一方的电极指进行代替,而形成空白区域。
2.根据权利要求1所述的弹性波滤波器,其特征在于:为了抑制因形成所述空白区域所导致的弹性波的相位偏移,而将相互邻接的叉指换能器区块彼此的隔开尺寸设定为:与对应于周期单位的尺寸为不同的尺寸。
3.根据权利要求1所述的弹性波滤波器,其特征在于:为了移除弹性波的激发位置,代替从所述另一方的汇流条延伸出的电极指,而配置从所述一方的汇流条延伸出的电极指。
4.根据权利要求1所述的弹性波滤波器,其特征在于:代替相互邻接地从所述一方的汇流条延伸出的2根电极指,而配置反射电极。
5.根据权利要求1所述的弹性波滤波器,其特征在于:在相互邻接的叉指换能器区块中,一方的叉指换能器区块内的另一方的叉指换能器区块侧、以及所述另一方的叉指换能器区块内的所述一方的叉指换能器区块侧,为了抑制所述多个叉指换能器区块彼此之间产生电场,而分别配置从所述一方的汇流条延伸出的电极指。
6.根据权利要求1所述的弹性波滤波器,其特征在于:相互邻接的2个周期单位是:以弹性波的激发位置在所述多个周期单位中反转180°的方式,在所述多个周期单位中的其中一周期单位内、置换地形成从所述另一方的汇流条延伸出的电极指,且在所述多个周期单位中的其他周期单位内、置换地形成从所述一方侧的汇流条延伸出的3根电极指的任一根电极指。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130417 |