CN104412510B - 弹性波装置以及分波装置 - Google Patents

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Abstract

提供从第1、第2平衡信号端子取出的信号的振幅特性的差小的不平衡‑平衡型的弹性波装置。提供弹性波装置(11)，其是具有不平衡信号端子(2)、第1、第2平衡信号端子(5、6)、和沿弹性波传播方向配置的第1～第5IDT(21～25)的平衡‑不平衡变换型的弹性波装置，第1、第3以及第5IDT(21、23、25)的各一端与不平衡信号端子(2)公共连接，第2IDT(22)以及第4IDT(24)的各一端与第1、第2平衡信号端子(5、6)连接，在第1IDT(21)与接地电位间连接第1电感(31)，在第5IDT与接地电位间连接第2电感(32)，第1、第2电感(31、32)的第1以及第2电感值(L1、L2)不同。

Description

弹性波装置以及分波装置
技术领域
本发明涉及具有不平衡-平衡变换功能的弹性波装置，更详细地，涉及具有5IDT型的不平衡-平衡变换功能的弹性波装置以及使用该弹性波装置的分波装置。
背景技术
近年来，在移动电话机等的移动无线通信等中，在天线端子连接分波器。分波器具有发送滤波器和接收滤波器。在接收滤波器中，为了与次级的IC连接，使用不平衡-平衡型的滤波器电路。
在下述的专利文献1中公开了用于构成这样的不平衡-平衡型的滤波器电路的弹性波装置。在图10概略地示出该弹性波装置的电路构成。
如图10所示，弹性波装置1001具有不平衡信号端子1002、和第1平衡信号端子1003以及第2平衡信号端子1004。弹性波装置1001由5IDT型的纵耦合谐振器型声表面波滤波器构成。如图10所示，沿弹性波传播方向配置第1～第5IDT1011～1015。构成第1～第5IDT1011～1015，以使在第1平衡信号端子1003取出的信号的相位、和在第2平衡信号端子1004取出的信号的相位成为反相。
另外，在下述的专利文献2中公开了具有上述那样的不平衡-平衡变换型弹性波滤波器作为接收滤波器电路的分波器。
图11是概略表示专利文献2记载的分波器的框图。分波器1021具有与天线端子1022连接的不平衡信号端子1002。在不平衡信号端子1002与发送端子1025间连接发送滤波器1023。在不平衡信号端子1002与第1、第2平衡信号端子1003、1004间连接接收滤波器1024。另外，在接收滤波器1024与不平衡信号端子1002间连接匹配用电路1026。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2001-313540号公报
专利文献2：JP特开2003-249842号公报
发明的概要
发明要解决的课题
弹性波装置1001如上述那样具有不平衡-平衡变换功能。但是，在使用弹性波装置1001的情况下，存在包含发送信号与接收信号的隔离特性在内的差动传输特性不充分的问题。参考图12以及图13对其进行说明。
图12的实线表示弹性波装置1001中的不平衡信号端子1002与第2平衡信号端子1004间的振幅特性，虚线表示不平衡信号端子1002与第1平衡信号端子1003间的振幅特性。如从图12所明确的那样，两者的振幅特性不同。这是出于以下的理由。从第1平衡信号端子1003取出的电信号的相位、和从第2平衡信号端子1004取出的电信号的相位相反。与此相对，在不平衡信号端子1002、与第1、第2平衡信号端子1003、1004间以桥接的方式传递的信号是同相的。因此，在该以桥接的方式传递的信号、和例如从不平衡信号端子1002流向第2平衡信号端子1004的电信号为同相的情况下，信号彼此相互增强。这种情况下，由于从不平衡信号端子1002流向第1平衡信号端子1003的信号与上述以桥接的方式传递的信号成为反相，因此相互削弱。由此，如图12所示那样，在从第1平衡信号端子1003取出的信号和从第2平衡信号端子1004取出的信号的振幅特性产生差。越是高频化，这样的差就越变大。
在接收滤波器电路中使用弹性波装置1001来构成图11所示的分波器。这种情况下，从发送端子1025传递到第1平衡信号端子1003的信号或从发送端子1025传递到第2平衡信号端子1004的信号的振幅特性如图13中实线以及虚线所示那样。因此，差动模式下的传输特性和隔离特性容易降低。
发明内容
本发明的目的在于，提供能使不平衡信号端子与第1平衡信号端子间的振幅特性、和不平衡信号端子与第2平衡信号端子间的振幅特性的差较小的有不平衡-平衡变换功能的弹性波装置。
本发明的其它目的在于，提供能改善发送侧与接收侧间的差动模式下的传输特性以及隔离的分波装置。
用于解决课题的手段
本发明所涉及的弹性波装置是具有不平衡信号端子、和第1以及第2平衡信号端子的不平衡-平衡型的弹性波装置。本发明的弹性波装置具备：压电基板；在所述压电基板上沿弹性波传播方向依次配置的第1～第5IDT；和在设有所述第1～第5IDT的部分的弹性波传播方向两侧配置的第1、第2反射器。在本发明中，构成为：所述第1、第3以及第5IDT的各一端与所述不平衡信号端子公共连接，所述第2IDT的一端与所述第1平衡信号端子连接，所述第4IDT的一端与所述第2平衡信号端子连接，所述第1～第5IDT的各另一端与接地电位连接。
构成为从第1平衡信号端子取出的信号和从所述第2平衡信号端子取出的信号成为反相。由此实现了不平衡-平衡变换功能。
在本发明中，按照分别连接在上述第1以及第5IDT的各另一端与接地电位间的方式还具备第1以及第2电感。另外，第1以及第5IDT的各另一端在压电基板上电绝缘。第1电感的第1电感值L1和第2电感的第2电感值L2不同。
在本发明所涉及的弹性波装置的某特定的方式中，在相对于输入到所述不平衡信号端子的信号而成为同相地配置的第1IDT的另一端与接地电位间具备第1电感，在相对于所述不平衡端子成为反相地配置的第5IDT的另一端与接地电位间具备第2电感，所述第1电感的电感值L1小于所述第2电感的电感值L2。这种情况下，能使从第1、第2平衡信号端子取出的信号的振幅特性中的衰减极的位置不同。由此能进一步缩小第1、第2平衡信号端子间的振幅特性的差。
在本发明所涉及的弹性波装置的其它特定的方式中，所述第1电感的第1电感值L1相对于输入到所述不平衡信号端子的信号为同相，所述第2电感的第2电感值L2相对于输入到所述不平衡信号端子的信号成为反相，所述电感值L1小于所述电感值L2。
在本发明所涉及的弹性波装置再另外的特定的方式中，具备连接在输出相对于输入到所述不平衡信号端子的信号为同相的信号的第1平衡信号端子与所述不平衡信号端子间的第1电容C1，具备连接在输出相对于输入到所述不平衡信号端子的信号为反相的信号的第2平衡信号端子与所述不平衡信号端子间的第2电容C2，所述电容C1小于所述电容C2。
本发明所涉及的分波装置是具备天线端子、与所述天线端子连接的发送滤波器电路、和与所述天线端子连接的接收滤波器电路的分波装置，所述接收滤波器电路具有遵循本发明而构成的弹性波装置。
发明的效果
在本发明所涉及的弹性波装置中，由于在第1以及第5IDT与接地电位间连接第1以及第2电感，第1电感和第2电感的电感值不同，因此能调整第1、第2平衡信号端子间的振幅特性。因此，通过设定第1、第2电感值L1、L2来使两者的振幅特性接近，与不连接第1以及第2电感的构成相比，能缩小振幅特性的差。
根据本发明的分波装置，由于接收滤波器电路具有本发明所涉及的弹性波装置，因此能改善差动模式下的传输特性以及隔离特性。
附图说明
图1(a)是本发明的第1实施方式所涉及的分波装置的概略电路图，图1(b)是本实施方式中所用的弹性波装置的示意俯视图。
图2是表示第1实施方式中所用的发送滤波器电路的电路图。
图3是表示第1实施方式的分波装置中的从不平衡信号端子向第1、第2平衡信号端子的信号的差动特性、和比较例的分波装置中的差动特性的图。
图4是表示第1实施方式的分波装置以及现有的分波装置中的从发送侧向接收侧的差动特性的图。
图5是表示第1实施方式的分波装置中的关于与不平衡信号端子同相的第1平衡信号端子、与不平衡信号端子反相的第2平衡信号端子的各频率特性的图，是表示现有的分波装置中的关于与不平衡信号端子同相的第1平衡信号端子、与不平衡信号端子反相的第2平衡信号端子的各频率特性的图。
图6是第2实施方式的分波装置的概略构成图。
图7是分别表示第2实施方式以及比较例的分波装置中的不平衡信号端子与第1、第2平衡信号端子间的差动特性的图。
图8是表示第2实施方式的分波装置以及比较例的分波装置中的从发送侧向接收侧的各差动特性的图。
图9是表示第2实施方式的分波装置中的关于与不平衡信号端子同相的第1平衡信号端子、与不平衡信号端子反相的第2平衡信号端子的各频率特性的图，以及表示现有的分波装置中的与不平衡信号端子同相的第1平衡信号端子、与不平衡信号端子反相的第2平衡信号端子的各频率特性的图。
图10是现有的不平衡-平衡型的弹性波装置的概略构成图。
图11是表示现有的分波器的概略构成图。
图12是表示现有的弹性波装置中的不平衡信号端子与第1以及第2平衡信号端子间的各振幅特性的图。
图13是表示现有的分波器中的发送端子与第1平衡信号端子间以及发送端子与第2平衡信号端子间的各隔离特性的图。
具体实施方式
以下参考附图来说明本发明的具体的实施方式，由此使本发明变得明了。
图1(a)是本发明的第1实施方式所涉及的分波装置的概略电路图。
分波装置1具有能与天线连接的不平衡信号端子2。在不平衡信号端子2与接地电位间连接天线端子匹配用电感L1。
在不平衡信号端子2与发送端子3间连接发送滤波器电路4。在不平衡信号端子2与第1、第2平衡信号端子5、6间连接接收滤波器电路7。另外，在不平衡信号端子2与接收滤波器电路7间连接相位调整电路8。
第1、第2平衡信号端子5、6作为第1、第2接收端子发挥功能。接收滤波器电路7由本实施方式的弹性波装置构成。
将在图1(a)中以虚线表示的弹性波装置11，在图1(b)用示意俯视图表示。
弹性波装置11是5IDT型的纵耦合谐振器型的声表面波滤波器。另外，也可以代替声表面波滤波器而使用弹性边界波滤波器。
如图1(b)所示那样，弹性波装置11具有压电基板12。在压电基板12上，沿着声表面波传播方向依次配置第1～第5IDT21～25。在第1～第5IDT21～25的声表面波传播方向两侧配置反射器26、27。
回图1(a)，第1、第3以及第5IDT21、23、25的一端公共连接，并与不平衡信号端子2连接。第2IDT22的一端与第1平衡信号端子5连接。第4IDT24的一端与第2平衡信号端子6连接。第1～第5IDT21～25的另一端与接地电位连接。
另外，在第1平衡信号端子5与第2平衡信号端子6间连接接收端子匹配用电感L2。
从不平衡信号端子2输入的信号经过上述相位调整电路8而给到接收滤波器电路7。然后，从第1平衡信号端子5以及第2平衡信号端子6取出接收信号。在此，构成第1～第5IDT21～25，以使从第1平衡信号端子5取出的信号的相位、和从第2平衡信号端子6取出的信号的相位成为反相。5IDT型的不平衡-平衡型的弹性波装置通过前述的专利文献1的记载而公知。
可是在本实施方式中，在第1IDT21与接地电位间连接第1电感31，在第5IDT25和接地电位间连接第2电感32。
在本实施方式中，在压电基板12上设置将第1IDT21和第5IDT25的各另一端与接地电位连接的布线21a、25a。在布线21a、25a的中途分别插入第1、第2电感31、32。布线21a和布线25a在压电基板12上电绝缘。
上述第1、第2电感31、32能通过在压电基板12上形成线圈图案而构成。布线21a、25a也可以到达压电基板12的下表面。这种情况下，也可以通过在压电基板12的下表面形成线圈图案来构成。
第1、第2电感31、32能通过线圈图案以外的有电感值的适宜的导电图案形成。
另外，第1、第2电感31、32也可以由弹性波装置11外的外置的电感部件构成。这种情况下，将布线21a、25a的中途分断，在分断的布线部分间连接外置的电感部件即可。
在本实施方式中，第1电感31的第1电感值L1和第2电感32的第2电感值L2不同。更具体地，在将除了未连接第1、第2电感31、32其他都相同构成的结构作为比较例的情况下，与比较例的情况相比，使第1电感值L1和第2电感值L2不同，以使从第1、第2平衡信号端子5、6取出的信号的振幅特性的差变小。根据本实施方式，由于从第1平衡信号端子5取出的信号的振幅特性、和从第2平衡信号端子6取出的信号的振幅特性的差变小，因此能有效果地改善差动模式下的传输特性以及隔离特性。参考图3～图5之后对其进行说明。
另外，在图2示出分波装置1中的发送滤波器电路4。发送滤波器电路4由梯型声表面波滤波器构成。发送滤波器电路4具有电连接在天线端子和发送侧信号端子间的串联臂。在串联臂，串联电连接多个串联臂谐振器S1～S11。在串联臂与接地电位间，电连接多个并联臂。在多个并联臂的各自设有并联臂谐振器P。各串联臂谐振器以及各并联臂谐振器由具有1个IDT电极、和配置在该IDT电极的声表面波传播方向两侧的1组反射器的声表面波谐振器构成。在并联臂谐振器与钳位电位间连接电感Lp。
另外，前述的相位调整电路8并没有特别的限定，在本实施方式中，具有在不平衡信号端子2与接收滤波器电路7间相互串联连接的谐振器8a、8b。在谐振器8a、8b间的连接点与接地电位间，相互串联地连接谐振器8c、8d。
在上述第1实施方式的分波装置中，构成接收滤波器电路7的弹性波装置11如以下那样构成。
弹性波装置11的构成：
使用5IDT的纵耦合谐振器型滤波器。在天线端子侧，为了调整相位以及RX特性而在天线端子与弹性波装置11间串联连接谐振器，在串联连接的谐振器间的连接点与钳位电位间连接谐振器。
另外，设上述第1电感值L1＝0.01nH，第2电感值L2＝0.1nH。
为了进行比较，同样地制作包含除了第1、第2电感31、32的电感值都是0.01nH外其它都与上述同样构成的比较例的弹性波装置的分波装置。
图3的实线表示上述实施方式中的从不平衡信号端子2向第1、第2平衡信号端子5、6的差动特性，虚线表示比较例的同样的差动特性。
如从图3所明确的那样，与比较例相比可知，根据本实施方式，改善了差动特性。即，如图3中箭头A所示那样可知，有效果地改善了通频带外的差动特性。
图4的实线表示上述实施方式中的从发送侧向接收侧的差动特性，虚线表示上述比较例中的从发送侧向接收侧的差动特性。如图4的箭头B所示那样可知，根据上述实施方式，能有效果地改善从发送侧向接收侧的差动特性。
图5的C所示的实线表示本实施方式的分波装置中的不平衡信号端子2与同相端口的第1平衡信号端子5间的振幅特性。另外，比较例中的不平衡信号端子2与同相端口的第1平衡信号端子5间的振幅特性和上述实施方式的C所示的振幅特性重合。即，实施方式以及比较例中的不平衡信号端子与同相端口的平衡信号端子间的振幅特性大致相同，图面上区别不开。图5的E的虚线表示本实施方式的分波装置中的不平衡信号端子2与反相端口的第2平衡信号端子6间的频率特性。图5的F所示的单点划线表示比较例中的不平衡信号端子2与反相端口的第2平衡信号端子6间的频率特性。
如从图5所明确的那样可知，在1600MHz～2000MHz的频段，第1平衡信号端子侧以及第2平衡信号端子侧的振幅特性的差变小。因此，可知如此通过使振幅特性的差变小，如图3以及图4所示那样改善了差动特性以及隔离特性。
图6是本发明的第2实施方式所涉及的分波装置的概略构成图。
分波装置41除了具有第1、第2电容42、43以外，其它都和第1实施方式相同。因此，通过对同一部分标注同一参考编号来援用第1实施方式的说明。
第1电容42连接在不平衡信号端子2与第1平衡信号端子5间，第2电容43连接在不平衡信号端子2与第2平衡信号端子6间。在本实施方式中，第1电容42的第1电容C1和第2电容43的第2电容C2不同。由此能使从第1平衡信号端子5取出的滤波器特性上的衰减极的位置、和从第2平衡信号端子6取出的滤波器特性的衰减极的位置不同。使该衰减极的位置不同的方法更具体如下：选择第1、第2电容C1、C2，使得与未连接第1、第2电容C1、C2的构成相比，从不平衡信号端子流向第1平衡信号端子5的信号的振幅特性、和流向第2平衡信号端子6的信号的振幅特性的差较小。因而，根据第2实施方式，由于除了具备第1、第2电感31、32以外还具备第1、第2电容42、43，因此能进一步缩小第1平衡信号端子5侧的振幅特性、第2平衡信号端子6侧的振幅特性的差。
与第1实施方式的分波装置1同样地制作上述第2实施方式的分波装置41。
另外，设第1电感31的第1电感值L1＝0.01nH、第2电感32的第2电感值L2＝0.2nH、第1电容42的第1电容C1＝0pF、第2电容43的第2电容C2＝0.01pF。为了进行比较，准备第1实施方式的说明中准备的比较例。即，将L1＝L2＝0.01nH、没有第1以及第2电容42、43的构成作为比较例。
图7的实线表示从第2实施方式的分波装置41中的不平衡信号端子2流向第1、第2平衡信号端子5、6的信号的差动特性，虚线表示上述比较例中的同样的差动特性。如图7的箭头G、H所示那样可知，根据上述实施方式，与比较例相比，能大幅改善通频带外的差动特性。
图8的实线表示第2实施方式中的从发送侧向接收侧的差动特性，虚线表示从上述比较例的发送侧向接收侧的差动特性。
如箭头I所示可知，与比较例相比，根据第2实施方式，能有效果地改善从发送侧向接收侧的差动特性。
图9的实线J表示第2实施方式的分波装置41中的从不平衡信号端子2流向与不平衡信号端子2同相端口的第1平衡信号端子5的信号的振幅特性。比较例中的从不平衡信号端子2流向与不平衡信号端子2同相端口的第1平衡信号端子的信号的振幅特性和实线J所示的第2实施方式的振幅特性重合。图9的虚线K表示第2实施方式的分波装置41中的从不平衡信号端子2流向与不平衡信号端子2反相端口的第2平衡信号端子6的信号的振幅特性。单点划线L表示比较例中的从不平衡信号端子2流向与不平衡信号端子2反相端口的第2平衡信号端子的信号的振幅特性。
如从图9所明确的那样，根据本实施方式，与第1实施方式相同，能使1.6～2.0GHz中的振幅特性的差较小。此外可知，在第2实施方式中，在比2.3GHz～2.5GHz的通频带更高频率侧也能改善差动特性。此外可知，位于1.9GHz～2.0GHz的发送滤波器电路的通频带中的衰减量也充分大。
如图9所示那样，在实施方式中，在通频带高频率侧振幅特性的差也较小。因而，认为如上述那样改善了2.3GHz～2.5GHz中的差动特性。
另外，在本发明中，设定第1以及第2电感值L1、L2的值，使得与不连接第1、第2电感31、32的构成相比，从第1、第2平衡信号端子5、6取出的信号的振幅特性的差较小，优选地，期望使第1、第2电感值L1、L2不同来使两者的振幅特性成为相等。同样地，关于第1、第2电容42、43的第1、第2电容C1、C2，也是与不连接第1、第2电容42、43的相当的构成相比上述振幅特性的差变小地进行选择即可。在这种情况下，也优选地，期望使各自的振幅特性成为相等地来选择第1、第2电容C1、C2。
另外，在上述分波装置1、41中，发送滤波器电路4并不限定于前述的电路构成，能使用利用了声表面波元件或弹性边界波元件的各种发送滤波器电路。另外，也可以使用弹性波元件以外的滤波器元件来构成发送滤波器电路4。
标号的说明
1 分波装置
2 不平衡信号端子
3 发送端子
4 发送滤波器电路
5、6 第1、第2平衡信号端子
7 接收滤波器电路
8 相位调整电路
8a～8d 谐振器
11 弹性波装置
12 压电基板
21～25 第1～第5IDT
21a、25a 布线
26、27 反射器
31、32 第1、第2电感
41 分波装置
42、43 第1、第2电容
L1 天线端子匹配用电感
L2 接收端子匹配用电感
S1～S11 串联臂谐振器
P 并联臂谐振器

Claims (4)

1.一种弹性波装置，是具有不平衡信号端子、和第1以及第2平衡信号端子的不平衡-平衡型的弹性波装置，
所述弹性波装置具备：
压电基板；
在所述压电基板上沿弹性波传播方向依次配置的第1～第5IDT；和
在设有所述第1～第5IDT的部分的弹性波传播方向两侧配置的第1、第2反射器；
所述弹性波装置构成为：
所述第1、第3以及第5IDT的各一端与所述不平衡信号端子公共连接，
所述第2IDT的一端与所述第1平衡信号端子连接，
所述第4IDT的一端与所述第2平衡信号端子连接，
所述第1～第5IDT的各另一端与接地电位连接，
所述弹性波装置构成为：从所述第1平衡信号端子取出的信号、和从所述第2平衡信号端子取出的信号成为反相，
所述弹性波装置还具备：被设置为分别连接在所述第1以及第5IDT的各另一端与接地电位之间的第1以及第2电感，
所述第1以及第5IDT的各另一端在所述压电基板上电绝缘，
所述第1电感的第1电感值L1和所述第2电感的第2电感值L2不同，
所述弹性波装置还具备：
连接在所述不平衡信号端子与所述第1平衡信号端子间的第1电容；和
连接在所述不平衡信号端子与所述第2平衡信号端子间的第2电容，
所述第1电容的第1电容值C1和所述第2电容的第2电容值C2不同。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置在相对于输入到所述不平衡信号端子的信号为同相而配置的第1IDT的另一端与接地电位之间具备第1电感，在相对于输入到所述不平衡信号端子的信号为反相而配置的第5IDT的另一端与接地电位之间具备第2电感，所述第1电感的电感值L1小于所述第2电感的电感值L2。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，
输入到所述第1电容的信号相对于输入到所述不平衡信号端子的信号为同相，输入到所述第2电容的信号相对于输入到所述不平衡信号端子的信号为反相，
所述第1电容值C1小于所述第2电容值C2。
4.一种分波装置，具备：
天线端子；
与所述天线端子连接的发送滤波器电路；和
与所述天线端子连接的接收滤波器电路，
所述接收滤波器电路具有权利要求1～3中任一项所述的弹性波装置。
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