CN106253877A - 梯型弹性波滤波器和天线共用器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及梯型弹性波滤波器和天线共用器。一种梯型弹性波滤波器包括：输入端子、输出端子、以及接地端子；串联谐振器，连接在所述输入端子与所述输出端子之间；第1并联谐振器，连接在所述串联谐振器与所述接地端子之间，并且具有比所述串联谐振器的反谐振频率更低的谐振频率；以及第2并联谐振器，连接在所述串联谐振器与所述接地端子之间，所述第2并联谐振器的谐振频率高于所述串联谐振器的谐振频率并且低于所述串联谐振器的反谐振频率，所述第2并联谐振器包括多个级联连接的谐振器，每个级联连接的谐振器具有同等的电容。

Description

梯型弹性波滤波器和天线共用器
本申请是申请日为2012年11月13日、申请号为201280059410.2、题为“梯型弹性波滤波器和利用该梯型弹性波滤波器的天线共用器”的发明专利申请的分案申请，该母案申请对应于2012年11月13日提交的具有相同发明名称的国际申请PCT/JP2012/007263。
技术领域
本发明涉及梯型弹性波滤波器和利用该梯型弹性波滤波器的天线共用器。
背景技术
利用附图来说明现有的梯型弹性波滤波器。图13是搭载了现有的梯型弹性波滤波器的天线共用器的电路框图。
图13中，现有的天线共用器101例如是UMTS系统的天线共用器，具备作为发送滤波器的梯型弹性波滤波器102、和在频率比该梯型弹性波滤波器102的通带高的区域(以下有时简称为“梯型弹性波滤波器(102，2)的通带的高频侧”)具有通带的接收滤波器103。梯型弹性波滤波器102被连接在输入端子104与天线端子105之间，从输入端子104接受发送信号后从天线端子105输出。该梯型弹性波滤波器102是将串联谐振器108、109、110、111和具有比这些串联谐振器的反谐振频率低的谐振频率的并联谐振器112、113、114连接为梯子状而构成的。再有，并联谐振器112、113、114的接地端子117侧通过连接部116而被连接，梯型弹性波滤波器102具备被连接于连接部116与接地端子117之间的电感器115。
再有，接收滤波器103具备被连接在天线端子105与输出端子(平衡端子)106之间的例如谐振器119及纵模耦合型滤波器118，从天线端子105接受接收信号后从输出端子106输出。
还有，天线共用器101具备被连接在梯型弹性波滤波器102与接收滤波器103之间的移相器107，通过该移相器107，在收发滤波器间使另一方的通带为高阻抗来谋求相互的隔离度提高(换句话说，因为存在该移相器107，从发送滤波器来看的接收滤波器的通带成为高阻抗，从接收滤波器来看的发送滤波器的通带成为高阻抗，结果相互的隔离度提高。在以下的记载中应同样进行理解)。
另外，作为与本申请相关的在先文献，例如公知专利文献1、专利文献2。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】JP特开平10－335977号公报
【专利文献2】JP特开平9－116379号公报
发明内容
本发明是确保通带的高频侧的通过特性的陡峭性的梯型弹性波滤波器。本发明的梯型弹性波滤波器的特征在于，具备：被连接在输入端子与输出端子之间的串联谐振器；被连接于串联谐振器与接地端子之间并且具有比串联谐振器的反谐振频率低的谐振频率的第1并联谐振器；以及与第1并联谐振器并联连接的第2并联谐振器，第2并联谐振器的谐振频率比串联谐振器的谐振频率高且比串联谐振器的反谐振频率低。
根据上述构成，在梯型弹性波滤波器的通带的高频侧，在比由串联谐振器形成的衰减极低的低频区域形成由第2并联谐振器形成的衰减极。由此，可以确保梯型弹性波滤波器的通带高频侧的通过特性的陡峭性。
附图说明
图1是搭载了本公开的实施方式1中的梯型弹性波滤波器的天线共用器的电路框图。
图2是本公开的实施方式1中的梯型弹性波滤波器的剖面示意图。
图3是本公开的实施方式1中的梯型弹性波滤波器的剖面示意图。
图4是本公开的实施方式1中的梯型弹性波滤波器与现有的梯型弹性波滤波器的特性比较图。
图5是搭载了本公开的实施方式1中的梯型弹性波滤波器的天线共用器的电路框图。
图6是本公开的实施方式1的梯型弹性波滤波器中的第2并联谐振器的上面示意图。
图7是搭载了本公开的实施方式2中的梯型弹性波滤波器的天线共用器的电路框图。
图8是本公开的实施方式2中的梯型弹性波滤波器与现有的梯型弹性波滤波器的特性比较图。
图9A是现有的梯型弹性波滤波器的特性图。
图9B是本公开的实施方式2中的梯型弹性波滤波器与现有的梯型弹性波滤波器的特性比较图。
图9C是本公开的实施方式2中的梯型弹性波滤波器与现有的梯型弹性波滤波器的特性比较图。
图9D是本公开的实施方式2中的梯型弹性波滤波器与现有的梯型弹性波滤波器的特性比较图。
图9E是本公开的实施方式2中的梯型弹性波滤波器与现有的梯型弹性波滤波器的特性比较图。
图9F是本公开的实施方式2中的梯型弹性波滤波器与现有的梯型弹性波滤波器的特性比较图。
图9G是本公开的实施方式2中的梯型弹性波滤波器与现有的梯型弹性波滤波器的特性比较图。
图9H是本公开的实施方式2中的梯型弹性波滤波器与现有的梯型弹性波滤波器的特性比较图。
图9I是本公开的实施方式2中的梯型弹性波滤波器与现有的梯型弹性波滤波器的特性比较图。
图9J是本公开的实施方式2中的梯型弹性波滤波器与现有的梯型弹性波滤波器的特性比较图。
图9K是本公开的实施方式2中的梯型弹性波滤波器与现有的梯型弹性波滤波器的特性比较图。
图10是搭载了本公开的实施方式2中的梯型弹性波滤波器的天线共用器的电路框图。
图11是本公开的实施方式2的梯型弹性波滤波器中的第2并联谐振器的上面示意图。
图12是搭载了本公开的实施方式3中的梯型弹性波滤波器的天线共用器的电路框图。
图13是搭载了现有的梯型弹性波滤波器的天线共用器的电路框图。
具体实施方式
在实施方式的说明之前，对现有构成中的课题进行说明。在现有的天线共用器101中的发送滤波器、即梯型弹性波滤波器102中，将串联谐振器108、109、110、111的反谐振频率，设定为频率比梯型弹性波滤波器102的通带高的区域中的通带的附近(以下有时简称为“梯型弹性波滤波器(102，2)的通带的高频侧附近”)，并且将并联谐振器112、113、114的谐振频率，设定为频率比梯型弹性波滤波器102的通带低的区域中的通带的附近(以下有时简称为“梯型弹性波滤波器(102，2)的通带的低频侧附近”)，由此在梯型弹性波滤波器102的通带的高频侧附近与低频侧附近都形成衰减极(attenuation pole)。但是，很难确保该现有的天线共用器101中的发送滤波器、即梯型弹性波滤波器102的通带高频侧的通过特性的陡峭性。
(实施方式1)
以下，参照附图对本公开的实施方式1中的弹性波元件进行说明。图1是搭载了实施方式1中的梯型弹性波滤波器的天线共用器1的电路框图。
图1中，搭载了本实施方式1的梯型弹性波滤波器的天线共用器1例如是UMTS系统的波段8用的天线共用器，具备作为发送滤波器的梯型弹性波滤波器2、和在该梯型弹性波滤波器2的通带(880MHz～915MHz)的高频侧具有通带(925MHz～960MHz)的接收滤波器3。再有，天线共用器1具备被连接在梯型弹性波滤波器2与接收滤波器3之间的移相器7，通过该移相器7，在收发滤波器间使另一方的通带为高阻抗来谋求相互的隔离度(isolation)提高。
接收滤波器3具备被连接在天线端子5与输出端子(平衡端子)6之间的例如谐振器19与纵模耦合型滤波器18，从天线端子5接受接收信号后从输出端子6输出。
作为发送滤波器的梯型弹性波滤波器2被连接于输入端子4与天线端子5(梯型弹性波滤波器2的输出端子)之间，从输入端子4接受发送信号后从天线端子5输出。该梯型弹性波滤波器2是将与多个串联臂的每一个连接的串联谐振器8、9、10、11、以及与多个并联臂的每一个连接的第1并联谐振器12、13、14连接为梯子状而构成的。这些第1并联谐振器12、13、14的谐振频率比串联谐振器8、9、10、11的谐振频率、或者反谐振频率低。
进而，第1并联谐振器12、13、14的接地端子17侧通过连接部16而被连接，梯型弹性波滤波器2具备被连接在该连接部16与接地端子17之间的电感器15。
在这种天线共用器1中的发送滤波器、即梯型弹性波滤波器2中，将串联谐振器8、9、10、11的反谐振频率设定为梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧附近，并且将第1并联谐振器12、13、14的谐振频率设定为梯型弹性波滤波器2的通带的低频侧附近，由此可在梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧附近与低频侧附近都形成衰减极。
还有，天线共用器1在梯型弹性波滤波器2中具备第2并联谐振器20，该第2并联谐振器通过与第1并联谐振器12相同的并联臂而并联连接于第1并联谐振器12，并具有比串联谐振器8、9、10、11的谐振频率高且比串联谐振器8、9、10、11的反谐振频率低的谐振频率。该第2并联谐振器20作为使第2并联谐振器20的谐振频率前后的输入信号衰减的频带衰减滤波器(陷波滤波器)而动作。另外，该第2并联谐振器20也可以并不是与连接着第1并联谐振器的任一并联臂都连接，而是第2并联谐振器20单独地被连接于串联谐振器与接地端子之间的并联臂。
通过上述构成，梯型弹性波滤波器2在梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧，在比由串联谐振器形成的衰减极低频处形成由第2并联谐振器形成的衰减极。由此，可以确保梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧的通过特性的陡峭性。
利用图1、图2，详述本实施方式1的梯型弹性波滤波器2的各构成。图2是本实施方式1的梯型弹性波滤波器2的剖面示意图。
在梯型弹性波滤波器2中，串联谐振器8、9、10、11、第1并联谐振器12、13、14、第2并联谐振器20形成于压电基板30之上。再有，电感器15既可以直接形成于压电基板30之上或隔着电介质层而间接地形成于压电基板30之上，也可以形成于搭载该压电基板30的层叠陶瓷基板(未图示)上。
压电基板30例如是水晶、铌酸锂(LiNbO3)系、或钽酸锂(LiTaO3)系、铌酸钾(KNbO3)系的压电单晶体基板，在电介质层31以覆盖谐振器8～14、20的方式形成于压电基板30上的情况下，该电介质层31例如是氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)、或这些的层叠结构。该电介质层31即便相对于各谐振器8～14、20以同一膜厚形成，也可以获得本公开的效果、即梯型弹性波滤波器2的陡峭性的效果。另外，在电介质层31具有与氧化硅(SiO2)等的压电基板30的频率温度系数相反的频率温度系数的情况下，期望第2并联谐振器20的梳形电极上的电介质层31的膜厚Ha比第1并联谐振器12、13、14的梳形电极上的电介质层31的膜厚Hb厚。再有，如图3所示，也可以在第2并联谐振器20的梳形电极上设置电介质层31，并且在第1并联谐振器12、13、14的梳形电极上不设置电介质层31。根据这些构成，在形成梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧的滤波器特性的谐振器12、13、14、20之中，可以提高对该滤波器特性影响最大的第2并联谐振器20的频率温度特性。即，在天线共用器1中，可以确保作为发送滤波器的梯型弹性波滤波器2的通带和接收滤波器3的通带之间的交叉波段中的天线共用器1的通过特性。
串联谐振器8、9、10、11、第1并联谐振器12、13、14、及第2并联谐振器20由形成于压电基板上的各一对梳形电极(叉指型换能器电极，interdigital transducer)与在主要弹性波的传播方向上夹持这些梳形电极的2个反射器构成。构成这些谐振器的梳形电极例如是由铝、铜、银、金、钛、钨、钼、铂、或铬组成的单体金属、或以这些为主成分的合金、或者这些的层叠结构。此外，该梳形电极既可以是作为主要波而激励例如SH(Shear Horizontal)波或瑞利波等声表面波的电极，也可以是激励拉姆波等体波的电极。
将这些串联谐振器8、9、10、11、及第2并联谐振器20各自的谐振频率[GHz]、反谐振频率[GHz]示于(表1)。
表1
谐振频率(GHz) 反谐振频率(GHz)
串联谐振器8 0.89 0.925
串联谐振器9 0.90 0.93
串联谐振器10 0.91 0.94
串联谐振器11 0.90 0.93
第2并联谐振器20 0.92 0.95
另外，将现有的图13的梯型弹性波滤波器102中的串联谐振器108、109、110、111各自的谐振频率[GHz]、反谐振频率[GHz]示于(表2)。
表2
谐振频率(GHz) 反谐振频率(GHz)
串联谐振器108 0.89 0.92
串联谐振器109 0.90 0.93
串联谐振器110 0.91 0.94
串联谐振器111 0.90 0.93
在图4中示出这些本实施方式1的梯型弹性波滤波器2与现有的梯型弹性波滤波器102的特性比较。图4的实线所示的特性是本实施方式1的梯型弹性波滤波器2的特性、虚线所示的特性是现有的梯型弹性波滤波器102的特性。图4的横轴表示频率[MHz]、纵轴表示增益[dB]。此外，朝下的三角分别表示滤波器通带的频率的上限与下限。
如图4所示可知：梯型弹性波滤波器2与现有的梯型弹性波滤波器102相比较，梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧的通过特性的陡峭性有所提高。
另外，反谐振频率最低的串联谐振器108与其他的串联谐振器109、110、111相比较，耗电增大且易于发热。因此，通过将第2并联谐振器20的谐振频率设定得比本实施方式1的梯型弹性波滤波器2中的串联谐振器8、9、10、11之中反谐振频率最低的串联谐振器8的反谐振频率低，从而使串联谐振器8的反谐振频率从现有的串联谐振器108的反谐振频率向高频侧移位，可以抑制串联谐振器8的发热。此时，第2并联谐振器20中，由于比该谐振频率低频侧的主要弹性波的激励被抑制，故发热被抑制。结果，可以提高梯型弹性波滤波器2的耐电力性。
再有，期望第2并联谐振器20的静电电容比第1并联谐振器12、13及14的静电电容小。以下说明其理由。在比由第2并联谐振器20形成的衰减极低的低频侧，作为频带衰减滤波器的第2并联谐振器20表现电容性。由此，在第2并联谐振器20的静电电容比第1并联谐振器12、13及14的静电电容大的情况下，在比由第2并联谐振器20形成的衰减极低的低频侧，产生梯型弹性波滤波器2的通带高频侧的陡峭性劣化的问题。因此，通过使第2并联谐振器20的静电电容比第1并联谐振器12、13、及14的静电电容小，从而可以提高梯型弹性波滤波器2的通带高频侧的陡峭性。
再者，虽然并未图示，但期望第2并联谐振器20通过与多个第1并联谐振器之中最接近输入端子4的第1并联谐振器12以外的第1并联谐振器13相同的并联臂而与该第1并联谐振器13并联连接。第2并联谐振器20的电极指间距比串联谐振器8、9、10、11、及第1并联谐振器12、13、14的电极指间距小，第2并联谐振器20的耐电力性较低。因此，并不是将第2并联谐振器20连接到最需要耐电力性的输入端子4侧的并联臂，而是将第2并联谐振器20连接到该并联臂以外的并联臂，由此可以提高梯型弹性波滤波器2的耐电力性。
还有，如图5所示，期望第2并联谐振器20构成为级联连接了多个谐振器21、22。第2并联谐振器20的电极指间距比第1并联谐振器12、13、14的电极指间距小，第2并联谐振器20的耐电力性相对低。因此，通过将第2并联谐振器20采取多个谐振器21、22的级联连接结构，从而第2并联谐振器20的耐电力性提高，可以提高梯型弹性波滤波器2的耐电力性。尤其，在第2并联谐振器20的静电电容为与该第2并联谐振器20连接于同一并联臂的第1并联谐振器12的静电电容以下的情况下，该谐振器21、22的级联连接结构可以提高第2并联谐振器20的耐电力性，所以尤其是优选的。
另外，这些谐振器21、22各自的静电电容是图1的第2并联谐振器20的静电电容的2倍。作为该手段，例如既可以将谐振器21、22各自的电极指交叉宽度设为图1的第2并联谐振器20的2倍，也可以将电极指数设为图1的第2并联谐振器20的2倍。这样，在由被级联的多个谐振器来构成第2并联谐振器20的情况下，通过将各谐振器的静电电容设为同等，从而施加电压在各谐振器中被均等地分压。结果，进一步提高第2并联谐振器20的耐电力性，可以进一步提高梯型弹性波滤波器2的耐电力性。
此外，在第2并联谐振器20的静电电容为第1并联谐振器12的静电电容以下的情况下，通过使构成第2并联谐振器20的谐振器21、22的总占有面积比第1并联谐振器12的占有面积大，从而第2并联谐振器20的耐电力性提高。
再有，图5所示的第2并联谐振器20如图6所示在弹性波的传播方向被分割，其也可以为以下所述的谐振器，具备：具有这些被分割成的每个区域23、24配置为相反相位的电极指的梳形电极；以及夹持该梳形电极的反射器25、26。由各个被分割的区域23、24分别构成图5所示的谐振器21、22。另外，端子27与串联谐振器8、9连接，端子28与连接部16连接。通过采取该构成，从而在保持确保第2并联谐振器20的耐电力性的状态下可以缩小其占有面积，并且第2并联谐振器20形成的衰减极增加，进一步提高梯型弹性波滤波器2的通带高频侧的衰减特性。
此外，图5、图6所示的第2并联谐振器20进行2分割，也可以分割为3个以上，可进一步提高第2并联谐振器20的耐电力性。
再有，在本实施方式1中，将第2并联谐振器20设为具有比串联谐振器8、9、10、11的谐振频率高且比反谐振频率低的谐振频率的构成而进行了说明，但在与陡峭性相比衰减特性更被重视的情况下，第2并联谐振器20也可以是比串联谐振器8、9、10、11之中至少1个谐振器的谐振频率高且比反谐振频率低的构成。
还有，在具备第1滤波器、和具有比该第1滤波器的通带高的通带的第2滤波器的双工器等天线共用器1中，若将梯型弹性波滤波器2作为通带相对低的第1滤波器来利用，则可以确保第1滤波器的通带与第2滤波器的通带之间的交叉波段中的第1滤波器的通过特性的陡峭性。即，在上述的梯型弹性波滤波器2的情况下，可以确保作为发送滤波器的梯型弹性波滤波器2的通带与接收滤波器3的通带之间的交叉波段中的梯型弹性波滤波器2的通过特性的陡峭性。在此，通过在第2滤波器(接收滤波器3)的通带内设定第1滤波器(作为发送滤波器的梯型弹性波滤波器2)的第2并联谐振器20的谐振频率，从而可以进一步提高衰减特性。
还有，也可以将本实施方式1的梯型弹性波滤波器2搭载到电子设备中，该电子设备具备：与该滤波器连接的半导体集成电路元件(未图示)；及与该半导体集成电路元件(未图示)连接的扬声器等再生装置(未图示)。由此，可以提高电子设备中的通信品质。
(实施方式2)
以下参照附图对本公开的实施方式2中的弹性波元件进行说明。图7是搭载了实施方式2中的梯型弹性波滤波器的天线共用器1的电路框图。
图7中，搭载了本实施方式2的梯型弹性波滤波器的天线共用器1例如是UMTS系统的波段8用的天线共用器，具备作为发送滤波器的梯型弹性波滤波器2、及在该梯型弹性波滤波器2的通带(880MHz～915MHz)的高频侧具有通带(925MHz～960MHz)的接收滤波器3。
再有，天线共用器1具备被连接在梯型弹性波滤波器2与接收滤波器3之间的移相器7，通过该移相器7，在收发滤波器间使另一方的通带为高阻抗来谋求相互的隔离度提高。
接收滤波器3具备被连接在天线端子5与输出端子(平衡端子)6之间的例如谐振器19与纵模耦合型滤波器18，从天线端子5接受接收信号后从输出端子6输出。
作为发送滤波器的梯型弹性波滤波器2被连接在输入端子4与天线端子5(梯型弹性波滤波器2的输出端子)之间，从输入端子4接受发送信号后从天线端子5输出。该梯型弹性波滤波器2是将与多个串联臂的每一个连接的串联谐振器8、9、10、11、及与多个并联臂的每一个连接的第1并联谐振器12、13、14连接为梯子状而构成的。这些第1并联谐振器12、13、14的谐振频率比串联谐振器8、9、10、11的谐振频率、或反谐振频率低。
再有，第1并联谐振器12、13、14的接地端子17侧通过连接部16而被连接，梯型弹性波滤波器2具备被连接在该连接部16与接地端子17之间的电感器15。
在这种天线共用器1中的作为发送滤波器的梯型弹性波滤波器2中，将串联谐振器8、9、10、11的反谐振频率设定为梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧附近，并且将第1并联谐振器12、13、14的谐振频率设定为梯型弹性波滤波器2的通带的低频侧附近，由此可在梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧附近与低频侧附近都形成衰减极。
还有，天线共用器1在梯型弹性波滤波器2中具备第3并联谐振器40，其通过与第1并联谐振器13相同的并联臂而与第1并联谐振器13并联连接，并且具有比串联谐振器8、9、10、11的反谐振频率高的谐振频率。该第3并联谐振器40作为使第3并联谐振器40的谐振频率前后的输入信号衰减的频带衰减滤波器(陷波滤波器)而动作。另外，该第3并联谐振器40也可以并不是与连接第1并联谐振器的任一并联臂都连接，而是第3并联谐振器40单独连接在串联谐振器与接地端子之间的并联臂。
根据上述构成，梯型弹性波滤波器2在梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧，以从该通带离开的频率(第3并联谐振器40的谐振频率)形成衰减极。由此，在梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧，可以确保从该通带离开的频带下的衰减特性。
以下详述本实施方式2的梯型弹性波滤波器2的各构成。在梯型弹性波滤波器2中，串联谐振器8、9、10、11、第1并联谐振器12、13、14、第3并联谐振器40形成于压电基板(未图示)之上。再有，电感器15既可以形成在搭载该压电基板的层叠陶瓷基板(未图示)上，也可以直接或隔着电介质层间接地形成于压电基板之上。
该压电基板例如是铌酸锂(LiNbO3)系、或钽酸锂(LiTaO3)系的压电单晶体基板，在压电基板上形成电介质层的情况下，该电介质层例如是氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)、或这些的层叠结构。
串联谐振器8、9、10、11、第1并联谐振器12、13、14、及第3并联谐振器40分别由一对梳形电极和夹持梳形电极的2个反射器构成。构成这些谐振器的梳形电极例如是由铝、铜、银、金、钛、钨、钼、铂、或铬组成的单体金属、或以这些为主成分的合金、或者这些的层叠结构。再有，该梳形电极既可以是作为主要波而激励例如SH(Shear Horizontal)波或瑞利波等声表面波的电极，也可以是激励拉姆波等体波的电极。
将串联谐振器8、9、10、11、第1并联谐振器12、13、14、及第3并联谐振器40各自的电极指数[根]、电极指交叉宽度[μm]、电容[pF]示于(表3)。
表3
电极指数(根) 电极指交叉宽度(μm) 电容(pF)
串联谐振器8 176 185 5.1
第1并联谐振器12 164 154 4.2
串联谐振器9 178 41 1.1
第1并联谐振器13 98 91 2.5
串联谐振器10 130 75 2.1
第1并联谐振器14 116 117 3.2
串联谐振器11 130 60 1.6
第3并联谐振器40 36 39 1.1
另外，将现有的图13的梯型弹性波滤波器102中的串联谐振器108、109、110、111、并联谐振器112、113、114各自的电极指数[根]、电极指交叉宽度[μm]、电容[pF]示于(表4)。
表4
电极指数(根) 电极指交叉宽度(μm) 电容(pF)
串联谐振器108 176 185 5.1
并联谐振器112 164 154 4.2
串联谐振器109 178 41 1.1
并联谐振器113 98 131 3.5
串联谐振器110 130 75 2.1
并联谐振器114 116 117 3.2
串联谐振器111 130 60 1.6
在图8中示出本实施方式2的梯型弹性波滤波器2与现有的梯型弹性波滤波器102的特性比较。图8的实线所示的特性是本实施方式2的梯型弹性波滤波器2的特性、虚线所示的特性是现有的梯型弹性波滤波器102的特性。图8的横轴表示频率[MHz]、纵轴表示增益[dB]。
如图8所示可知：梯型弹性波滤波器2与现有的梯型弹性波滤波器102相比较，在梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧，从该通带离开的频带下的衰减量提高。
再有，在图9A～图9K中示出：在这种梯型弹性波滤波器2中，将第1并联谐振器13的电容C1与第3并联谐振器40的电容C2之和恒定为3.6[pF]，同时使第1并联谐振器13的电容C1与第3并联谐振器40的电容C2如(表5)的A～K所示地变化时的、梯型弹性波滤波器2与现有的梯型弹性波滤波器102的特性比较。
表5
图9A表示第3并联谐振器40的电容C2相对于第1并联谐振器13的电容C1与第3并联谐振器40的电容C2之和的比值为零、即C2/(C1+C2)＝0的情况，图9B表示C2/(C1+C2)＝0.1的情况、图9C表示C2/(C1+C2)＝0.2的情况、图9D表示C2/(C1+C2)＝0.3的情况、图9E是C2/(C1+C2)＝0.4的情况、图9F表示C2/(C1+C2)＝0.5的情况、图9G表示C2/(C1+C2)＝0.6的情况、图9H表示C2/(C1+C2)＝0.7的情况、图9I表示C2/(C1+C2)＝0.8的情况、图9J表示C2/(C1+C2)＝0.9的情况、图9K表示C2/(C1+C2)＝1的情况。
如图9A～K所示，在第1并联谐振器13的电容C1与第3并联谐振器40的电容C2的关系满足0.1≤C2/(C1+C2)≤0.7的情况下，梯型弹性波滤波器2在该通带的高频侧可以确保从该通带离开的频带下的衰减量，并且可以抑制该通带中的损耗劣化。在C2/(C1+C2)≤0.7的情况下可以抑制梯型弹性波滤波器2的通带中的损耗劣化，理由在于：该情况下，可以将由把第1并联谐振器13与第3并联谐振器40合成而得的等效电路计算的机电耦合系数K2的下降抑制得较小。
尤其，如图9A～K所示，在第1并联谐振器13的电容C1与第3并联谐振器40的电容C2的关系满足0.1≤C2/(C1+C2)≤0.5的情况下，梯型弹性波滤波器2在该通带的高频侧，可以确保从该通带离开的频带下的衰减量，并且可以进一步抑制该通带中的损耗劣化。
再有，如图7所示，期望第3并联谐振器40通过与第1并联谐振器12、13、14之中电容最小的第1并联谐振器13相同的并联臂而与第1并联谐振器13并联连接。如上述，是否能够确保梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧的从通带离开的频带下的衰减量的同时、抑制通带中的损耗劣化，这依存于第1并联谐振器13的电容C1与第3并联谐振器40的电容C2之比。即，为了兼顾上述二者，通过与电容最小的第1并联谐振器13相同的并联臂将第3并联谐振器40与第1并联谐振器13并联连接，由此可以缩小第3并联谐振器40的电容。结果，第3并联谐振器40在梯型弹性波滤波器2中的占有面积减小，可以使梯型弹性波滤波器2小型化。
还有，如图7所示，期望第3并联谐振器40通过与多个第1并联谐振器之中最接近输入端子4的第1并联谐振器12以外的第1并联谐振器13相同的并联臂而与该第1并联谐振器13并联连接。第3并联谐振器40的电极指间距比串联谐振器8、9、10、11、及第1并联谐振器12、13、14的电极指间距小，第3并联谐振器40的耐电力性相对较低。因此，并不是将第3并联谐振器40连接到最需要耐电力性的输入端子4侧的并联臂，而是将第3并联谐振器40连接到该并联臂以外的并联臂，由此可以提高梯型弹性波滤波器2的耐电力性。
另外，如图10所示，期望第3并联谐振器40为多个谐振器41、42被级联连接的构成。第3并联谐振器40的电极指间距比串联谐振器8、9、10、11、及第1并联谐振器12、13、14的电极指间距小，第3并联谐振器40的耐电力性相对较低。因此，通过将第3并联谐振器40设成多个谐振器41、42的级联连接结构，从而第3并联谐振器40的耐电力性提高，可以提高梯型弹性波滤波器2的耐电力性。尤其，在第3并联谐振器40的电容为被连接于与第3并联谐振器40相同的并联臂的第1并联谐振器13的电容以下的情况下，该谐振器41、42的级联连接结构可以提高第3并联谐振器40的耐电力性，故特别优选。
此外，这些谐振器41、42各自的电容是图7的第3并联谐振器40的电容的2倍。作为该手段，例如既可以将谐振器41、42各自的电极指交叉宽度设为图7的第3并联谐振器40的2倍，也可以将电极指数设为图7的第3并联谐振器40的2倍。这样，在由被级联的多个谐振器来构成第3并联谐振器40的情况下，通过将各谐振器的电容设为同等，从而进一步提高第3并联谐振器40的耐电力性，可以进一步提高梯型弹性波滤波器2的耐电力性。再有，在第3并联谐振器40的电容为第1并联谐振器13的电容以下的情况下，通过使构成第3并联谐振器40的谐振器41、42的总占有面积比第1并联谐振器13的占有面积大，从而第3并联谐振器40的耐电力性提高。
再者，图10所示的第3并联谐振器40如图11所示在弹性波的传播方向被分割，其也可以为以下所述的谐振器，具备：梳形电极，其具有这些被分割的每个区域43、44配置为相反相位的电极指；以及夹持梳形电极的反射器45、46。通过各个被分割的区域43、44来分别构成图10所示的谐振器41、42。另外，端子47与串联谐振器9、10连接，端子48与连接部16连接。根据该构成，可以缩小第3并联谐振器40的面积，并且第3并联谐振器40形成的衰减极增加，进一步提高梯型弹性波滤波器2的通带高频侧的衰减特性。此外，图10、图11所示的第3并联谐振器40是2分割，但也可以分割为3个以上，可进一步提高第3并联谐振器40的耐电力性。
再有，在具备第1滤波器、和具有比该第1滤波器的通带高的通带的第2滤波器的双工器等天线共用器1中，若将梯型弹性波滤波器2用作通带相对低的第1滤波器，则通过第1滤波器可以确保第2滤波器的通带的衰减量。即，在上述的梯型弹性波滤波器2的情况下，通过发送滤波器可以确保接收滤波器3的通带的衰减量。但也可以将梯型弹性波滤波器2用作通带相对地高的第2滤波器。
还有，也可以将本实施方式2的梯型弹性波滤波器2搭载于电子设备，该电子设备具备：与该滤波器连接的半导体集成电路元件(未图示)；及与该半导体集成电路元件(未图示)连接的扬声器等再生装置(未图示)。由此，可以提高电子设备中的通信品质。
(实施方式3)
以下，参照附图对本公开的实施方式3中的弹性波元件进行说明。图12是搭载了实施方式3中的梯型弹性波滤波器的天线共用器1的电路框图。其中，只要没有特别说明，实施方式3的弹性波元件的结构与实施方式1以及实施方式2的弹性波元件的结构相同。
在图12中，搭载了本实施方式3的梯型弹性波滤波器的天线共用器1例如是UMTS系统的波段8用的天线共用器，具备作为发送滤波器的梯型弹性波滤波器2、及在该梯型弹性波滤波器2的通带(880MHz～915MHz)的高频侧具有通带(925MHz～960MHz)的接收滤波器3。
再有，天线共用器1具备被连接在梯型弹性波滤波器2与接收滤波器3之间的移相器7，通过该移相器7，在收发滤波器间使另一方的通带为高阻抗来谋求相互的隔离度提高。
接收滤波器3具备被连接在天线端子5与输出端子(平衡端子)6之间的例如谐振器19与纵模耦合型滤波器18，从天线端子5接受接收信号后从输出端子6输出。
作为发送滤波器的梯型弹性波滤波器2被连接在输入端子4与天线端子5(梯型弹性波滤波器2的输出端子)之间，从输入端子4接受发送信号后从天线端子5输出。该梯型弹性波滤波器2是将与多个串联臂的每一个连接的串联谐振器8、9、10、11、及与多个并联臂的每一个连接的第1并联谐振器12、13、14连接为梯子状而构成的。这些第1并联谐振器12、13、14的谐振频率比串联谐振器8、9、10、11的谐振频率、或反谐振频率低。
再有，第1并联谐振器12、13、14的接地端子17侧通过连接部16而连接，梯型弹性波滤波器2具备被连接在该连接部16与接地端子17之间的电感器15。
在这种天线共用器1中的作为发送滤波器的梯型弹性波滤波器2中，将串联谐振器8、9、10、11的反谐振频率设定在梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧附近，并且将第1并联谐振器12、13、14的谐振频率设定在梯型弹性波滤波器2的通带的低频侧附近，由此可在梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧附近与低频侧附近都形成衰减极。
进而，天线共用器1在梯型弹性波滤波器2中具备第2并联谐振器20，其通过与第1并联谐振器12相同的并联臂而与第1并联谐振器12并联连接并具有比串联谐振器8、9、10、11的谐振频率高且比串联谐振器8、9、10、11的反谐振频率低的谐振频率。该第2并联谐振器20作为使第2并联谐振器20的谐振频率前后的输入信号衰减的频带衰减滤波器(陷波滤波器)而动作。另外，该第2并联谐振器20也可以并不是与连接第1并联谐振器的任一并联臂都连接，而是第2并联谐振器20单独连接于串联谐振器与接地端子之间的并联臂。
根据上述构成，梯型弹性波滤波器2在梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧，在比由串联谐振器形成的衰减极低频侧形成由第2并联谐振器形成的衰减极。由此，可以确保梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧的通过特性的陡峭性。
这样，通过将第2并联谐振器20的谐振频率设定得比梯型弹性波滤波器2中的串联谐振器8、9、10、11之中反谐振频率最低的串联谐振器8的反谐振频率低，从而使串联谐振器8的反谐振频率从现有的串联谐振器108的反谐振频率向高频侧移位，可以抑制串联谐振器8的发热。此时，在第2并联谐振器20中，比谐振频率低的低频侧的主要弹性波的激励被抑制，因此发热被抑制。结果，可以提高梯型弹性波滤波器2的耐电力性。
另外，天线共用器1在梯型弹性波滤波器2中具备第3并联谐振器40，其通过与第1并联谐振器13相同的并联臂而与第1并联谐振器13并联连接，并且具有比串联谐振器8、9、10、11的反谐振频率高的谐振频率。该第3并联谐振器40作为使第3并联谐振器40的谐振频率前后的输入信号衰减的频带衰减滤波器(陷波滤波器)而动作。其中，该第3并联谐振器40也可以并不是与连接第1并联谐振器的任一并联臂都连接，而是第3并联谐振器40单独连接于串联谐振器与接地端子之间的并联臂。
根据上述构成，梯型弹性波滤波器2在梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧能以从该通带离开的频率(第3并联谐振器40的谐振频率)形成衰减极。由此，在梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧，可以确保从该通带离开的频带下的衰减特性。
即，通过将第2并联谐振器20与第3并联谐振器40两者并联连接于信号线，从而可以确保梯型弹性波滤波器2的通带的高频侧附近与从通带离开的频带下的衰减特性这两者。
再有，期望第2并联谐振器20的静电电容比第3并联谐振器40的静电电容小。以下说明其理由。在比由第2并联谐振器20形成的衰减极低的低频侧，作为频带衰减滤波器的第2并联谐振器20表现出电容性。由此，在第2并联谐振器20的静电电容比第3并联谐振器40的静电电容大的情况下，在比由第2并联谐振器20形成的衰减极低的低频侧，产生梯型弹性波滤波器2的通带高频侧的陡峭性劣化的问题。因此，通过将第2并联谐振器20的静电电容设得比第3并联谐振器40的静电电容小，从而可以提高梯型弹性波滤波器2的通带高频侧的陡峭性。
再有，在第2并联谐振器20的静电电容比第3并联谐振器40的静电电容小的情况下，第2并联谐振器20与第3并联谐振器40之中至少第2并联谐振器20由被级联连接的多个谐振器构成时，期望构成第2并联谐振器20的谐振器数比构成第3并联谐振器40的谐振器数多。
在第2并联谐振器20的静电电容比第3并联谐振器40的静电电容小的情况下，第2并联谐振器20的耐电力性比第3并联谐振器40的耐电力性低。因此，通过使构成第2并联谐振器20的谐振器数比构成第3并联谐振器40的谐振器数多，从而可以确保第3并联谐振器40的耐电力性，可以提高梯型弹性波滤波器2的耐电力性。
另外，在具备第1滤波器及具有比该第1滤波器的通带高的通带的第2滤波器的双工器等天线共用器1中，若将梯型弹性波滤波器2用作通带相对低的第1滤波器，则通过第1滤波器可以确保第2滤波器的通带的衰减量。即，在上述的梯型弹性波滤波器2的情况下，通过发送滤波器可以确保接收滤波器3的通带的衰减量。但也可以将梯型弹性波滤波器2用作通带相对高的第2滤波器。
此外，也可以将本实施方式3的梯型弹性波滤波器2搭载于电子设备中，该电子设备具备：与该滤波器连接的半导体集成电路元件(未图示)、及与该半导体集成电路元件(未图示)连接的扬声器等再生装置(未图示)。由此，可以提高电子设备中的通信品质。
-工业实用性-
本发明涉及的梯型弹性波滤波器具有在通带的高频侧确保梯型弹性波滤波器的通带的高频侧的通过特性的陡峭性的特征，能适用于移动电话等电子设备。
-符号说明-
1 天线共用器 2 梯型弹性波滤波器
3 接收滤波器 4 输入端子
5 天线端子 6 输出端子
7 移相器 8、9、10、11 串联谐振器
12、13、14 第1并联谐振器
15 电感器 16 连接部
17 接地端子 18 纵模耦合型滤波器
19 谐振器 20 第2并联谐振器
40 第3并联谐振器

Claims (28)

1.一种梯型弹性波滤波器，包括：
输入端子、输出端子、以及接地端子；
串联谐振器，连接在所述输入端子与所述输出端子之间；
第1并联谐振器，连接在所述串联谐振器与所述接地端子之间，并且具有比所述串联谐振器的反谐振频率更低的谐振频率；以及
第2并联谐振器，连接在所述串联谐振器与所述接地端子之间，所述第2并联谐振器的谐振频率高于所述串联谐振器的谐振频率并且低于所述串联谐振器的反谐振频率，所述第2并联谐振器包括多个级联连接的谐振器，每个级联连接的谐振器具有同等的电容。
2.根据权利要求1所述的梯型弹性波滤波器，其中，所述第2并联谐振器与所述第1并联谐振器并联连接。
3.根据权利要求1所述的梯型弹性波滤波器，还包括多个并联臂，所述第1并联谐振器经由所述多个并联臂中的一个与所述串联谐振器连接，所述第2并联谐振器经由所述多个并联臂中的、除了所述多个并联臂中最接近所述输入端子的并联臂之外的一个并联臂与所述串联谐振器连接。
4.根据权利要求1所述的梯型弹性波滤波器，还包括：
压电基板；
梳形电极，形成于所述压电基板上，所述梳形电极包括被包括在所述第1并联谐振器中的第1梳形电极和被包括在所述第2并联谐振器中的第2梳形电极；以及
电介质层，覆盖所述梳形电极并且具有与所述压电基板的频率温度系数符号相反的频率温度系数，所述电介质层的覆盖所述第2梳形电极的部分比所述电介质层的覆盖所述第1梳形电极的部分更厚。
5.根据权利要求1所述的梯型弹性波滤波器，还包括：
压电基板；
梳形电极，形成于所述压电基板上，所述梳形电极包括被包括在所述第1并联谐振器中的第1梳形电极和被包括在所述第2并联谐振器中的第2梳形电极；以及
电介质层，覆盖所述第2梳形电极并且具有与所述压电基板的频率温度系数符号相反的频率温度系数，所述电介质层不覆盖所述第1梳形电极。
6.根据权利要求1所述的梯型弹性波滤波器，其中，所述第1并联谐振器的谐振频率低于所述串联谐振器的谐振频率。
7.一种梯型弹性波滤波器，包括：
输入端子、输出端子、以及接地端子；
串联谐振器，连接在所述输入端子和所述输出端子之间；
第1并联谐振器，连接在所述串联谐振器和所述接地端子之间，并且具有比所述串联谐振器的反谐振频率更低的谐振频率；
第2并联谐振器，连接在所述串联谐振器和所述接地端子之间，所述第2并联谐振器的谐振频率高于所述串联谐振器的谐振频率并且低于所述串联谐振器的反谐振频率；以及
第3并联谐振器，连接在所述串联谐振器和所述接地端子之间，并且具有比所述串联谐振器的反谐振频率更高的谐振频率。
8.根据权利要求7所述的梯型弹性波滤波器，其中，所述第2并联谐振器具有比所述第3并联谐振器的电容更小的电容。
9.根据权利要求8所述的梯型弹性波滤波器，其中，所述第2并联谐振器包括多个级联连接的谐振器，所述第3并联谐振器包括比包括在所述第2并联谐振器中的级联连接的谐振器的数量更少的级联连接的谐振器。
10.根据权利要求8所述的梯型弹性波滤波器，其中，所述第1并联谐振器的谐振频率低于所述串联谐振器的谐振频率。
11.一种梯型弹性波滤波器，包括：
输入端子、输出端子、以及接地端子；
串联谐振器，连接在所述输入端子和所述输出端子之间；以及
第1并联谐振器，连接在所述串联谐振器和所述接地端子之间，所述第1并联谐振器的谐振频率高于所述串联谐振器的谐振频率并且低于所述串联谐振器的反谐振频率，所述第1并联谐振器包括多个级联连接的谐振器，每个级联连接的谐振器具有同等的电容。
12.根据权利要求11所述的梯型弹性波滤波器，还包括与所述第1并联谐振器并联连接的第2并联谐振器。
13.根据权利要求12所述的梯型弹性波滤波器，其中，所述第1并联谐振器具有比所述第2并联谐振器的电容更小的电容。
14.根据权利要求13所述的梯型弹性波滤波器，还包括多个并联臂，所述第2并联谐振器经由所述多个并联臂中的一个与所述串联谐振器连接，所述第1并联谐振器经由所述多个并联臂中的、除了所述多个并联臂中最接近所述输入端子的并联臂之外的一个并联臂与所述串联谐振器连接。
15.根据权利要求11所述的梯型弹性波滤波器，还包括：
压电基板；
梳形电极，形成在所述压电基板上，所述梳形电极包括被包括在所述第1并联谐振器中的第1梳形电极和被包括在所述第2并联谐振器中的第2梳形电极；以及
电介质层，覆盖所述梳形电极，并且具有与所述压电基板的频率温度系数符号相反的频率温度系数，所述电介质层的覆盖所述第1梳形电极的部分比所述电介质层的覆盖所述第2梳形电极的部分更厚。
16.根据权利要求11所述的梯型弹性波滤波器，还包括：
压电基板；
梳形电极，形成在所述压电基板上，所述梳形电极包括被包括在所述第1并联谐振器中的第1梳形电极和被包括在所述第2并联谐振器中的第2梳形电极；以及
电介质层，覆盖所述第1梳形电极，并且具有与所述压电基板的频率温度系数符号相反的频率温度系数，所述电介质层不覆盖所述第2梳形电极。
17.根据权利要求11所述的梯型弹性波滤波器，还包括第2并联谐振器，连接在所述串联谐振器和所述接地端子之间，并且具有比所述串联谐振器的谐振频率更低而且比所述串联谐振器的反谐振频率更低的谐振频率。
18.一种梯型弹性波滤波器，包括：
输入端子、输出端子、以及接地端子；
串联谐振器，连接在所述输入端子和所述输出端子之间；
第1并联谐振器，连接在所述串联谐振器和所述接地端子之间，所述第1并联谐振器的谐振频率高于所述串联谐振器的谐振频率并且低于所述串联谐振器的反谐振频率；以及
第2并联谐振器，连接在所述串联谐振器和所述接地端子之间，并且具有比所述串联谐振器的反谐振频率更高的谐振频率。
19.根据权利要求18所述的梯型弹性波滤波器，还包括第3并联谐振器，连接在所述串联谐振器和所述接地端子之间，并且具有比所述串联谐振器的谐振频率更低而且比所述串联谐振器的反谐振频率更低的谐振频率。
20.根据权利要求19所述的梯型弹性波滤波器，其中，所述第1并联谐振器具有比所述第2并联谐振器的电容更小的电容。
21.根据权利要求20所述的梯型弹性波滤波器，其中，所述第1并联谐振器包括多个级联连接的谐振器，所述第2并联谐振器包括比包括在所述第1并联谐振器中的级联连接的谐振器的数量更少的级联连接的谐振器。
22.一种梯型弹性波滤波器，包括：
输入端子、输出端子、以及接地端子；
串联谐振器，连接在所述输入端子和所述输出端子之间；以及
第1并联谐振器，连接在所述串联谐振器和所述接地端子之间，并且具有比所述串联谐振器的反谐振频率更高的谐振频率，所述第1并联谐振器包括多个级联连接的谐振器，每个级联连接的谐振器具有同等的电容。
23.根据权利要求22所述的梯型弹性波滤波器，还包括第2并联谐振器，连接在所述串联谐振器和所述接地端子之间，并且具有比所述串联谐振器的谐振频率更低而且比所述串联谐振器的反谐振频率更低的谐振频率。
24.根据权利要求23所述的梯型弹性波滤波器，其中，所述第1并联谐振器的电容C1和所述第2并联谐振器的电容C2之间的关系满足条件：
0.1≤C1/(C1+C2)≤0.7。
25.根据权利要求23所述的梯型弹性波滤波器，其中，所述第1并联谐振器的电容C1和所述第2并联谐振器的电容C2之间的关系满足条件：
0.1≤C1/(C1+C2)≤0.5。
26.根据权利要求23所述的梯型弹性波滤波器，其中，所述第2并联谐振器包括多个第2并联谐振器，所述梯型弹性波滤波器包括所述多个第2并联谐振器以及并联臂，每个并联臂将所述串联谐振器连接到所述多个第2并联谐振器中的一个，所述第1并联谐振器经由所述并联臂中的一个与所述多个第2并联谐振器中的一个并联连接，所述多个第2并联谐振器中的所述一个在所述多个第2并联谐振器中具有最小的电容。
27.根据权利要求23所述的梯型弹性波滤波器，还包括多个并联臂，所述第2并联谐振器经由所述多个并联臂中的一个连接到所述串联谐振器，所述第1并联谐振器经由所述多个并联臂中的、除了所述多个并联臂中最接近所述输入端子的并联臂之外的一个并联臂连接到所述串联谐振器。
28.一种天线共用器，包括：
第1滤波器，包括权利要求1-27中的任一项所述的梯型弹性波滤波器；以及
第2滤波器，具有比所述第1滤波器的通带更高的通带。
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