CN1084550C - 弹性表面波装置 - Google Patents

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Abstract

串联臂谐振器与SAW谐振滤波器的外IDT串联连接，从而使串联臂谐振器的谐振频率在串联臂谐振器的通带内。并联臂谐振器与SAW谐振滤波器的中心IDT并联连接，从而使并联臂谐振器的并联谐振频率处在串联臂谐振器的通带内。这样就减小了通带中的VSWR，增加了阻带中的衰减量。

Description

弹性表面波装置
本发明涉及一种弹性表面波装置，该装置的目的在于降低三电极型级联双态SAW(表面声波)谐振滤波器(以下称SAW谐振滤波器)通带中的电压驻波比(VSWR)和增加阻带中的衰减量。
EP 0 569 977公开了一种弹性表面波装置，其中公开了一种其谐振器相互串联连接的结构(尤其是其附图8)，其目的是增大带宽，减小抖动，并增大带外衰减量。《ULTRASONICS SYMPOSIUM》第1卷第82-92页(1984年，美国纽约)也公开了一种其谐振器相互连接的结构。
在传统的SAW谐振滤波器中，为增加其在阻带中的衰减量通常是将两级SAW滤波器级联连接。
但在传统的两级级联SAW谐振滤波器中，其通频带损耗增加，从而阻碍了损耗的减小。与此相反，当SAW谐振滤波器为使其损耗低而仅由一级构成时，不能使阻带作到大幅度衰减，因而通带中的VSWR增加到2.0或以上。
因此，本发明的目的在于提供一种旨在降低通带中的VSWR和增加阻带中的衰减量的弹性表面波装置。
本发明采用了下列措施来解决现有技术的上述诸问题。
1.弹性表面波装置的三电极型级联双态SAW谐振滤波器串联连接上一个串联臂谐振器，从而使串联臂谐振器的谐振频率在SAW谐振滤波器的通带中。
2.弹性表面波装置的三电极型级联双态谐振滤波器并联连接上一个并联臂谐振器，从而使并联臂谐振器的并联谐振频率在SAW谐振滤波器的通带中。
3.弹性表面波装置的三电极型级联双态SAW谐振滤波器串联连接上一个外IDT(叉指换能器)，从而使串联臂谐振器的谐振频率在SAW谐振滤波器的通带中，同时在三电极型级联双态SAW谐振滤波器的中心IDT并联上一个并联臂谐振器，从而使并联臂谐振器的并联谐振频率在SAW谐振滤波器的通带中。
在本发明中，由于三电极型级联双态SAW谐振滤波器串联连接有一个串联臂谐振器从而使串联臂谐振器的谐振频率在SAW谐振滤波器的通带中，因而消除了通带电抗，从而提高通带VSWR，而且还增加了通带外更高频率时的衰减量。
此外，在本发明中，由于三电极型级联双态SAW谐振滤波器并联连接有一个共联臂谐振器从而使并联臂谐振器的并联谐振频率在SAW谐振滤波器的通带中，因而消除了通带电抗，从而降低通带VSWR，并增加通带外更低频率时的衰减量。
结合附图阅读下面的详细说明可以更全面了解本发明的上述和其它目的、各方面和新的特点。但不言而喻，这些附图仅仅是举例说明而已，完全没有限制本发明的意思。
图1为根据本发明一个实施例弹性表面波装置的SAW谐振器的连接图；
图2A是图1所示SAW谐振滤波器的特性曲线图，还示出了SAW谐振滤波器通带内外的幅频特性曲线图；
图2B和2C是图1所示SAW谐振滤波器的特性曲线图，还示出了SAW谐振滤波器的阻抗史密斯图；
图3A是图1所示串联臂谐振器的特性曲线图，还示出了串联臂谐振器的频率衰减特性的曲线图；
图3B是图1所示串联臂谐振器的特性曲线图，还示出了串联臂谐振器的阻抗史密斯图；
图4A是图1所示并联臂谐振器的特性曲线图，还示出了并联臂谐振器的频率衰减特性；
图4B是图1所示并联臂谐振器的特性曲线图，还示出了并联臂谐振器的电导史密斯图；
图5A是图1所示弹性表面波装置的总特性曲线图，还示出了弹性表面波通带内外的频幅特性曲线图；
图5B和5C是图1所示弹性表面波装置的总特性曲线图，还示出了弹性表面波装置的阻抗史密斯图；
图6是本发明此实施例中通带VSWR下降情况的简化史密斯图。
下面参看各附图说明本发明的一个实施例。
图1示出了本发明的一个实施例弹性表面波装置单端口SAW谐振器(串联或并联臂谐振器)的连接情况。参看图1。标号1代表配置在36°Y-XLiTaO3衬底上的一个SAW谐振滤波器，1a为SAW谐振滤波器1的中心IDT，中心IDT 1a一侧的电极接地。标号2a和2b分别代表配置在中心IDT 1a两侧的外IDT。在外IDT 2a和2b中，在一侧构成那些IDT的一个电极接地，另一侧的诸电极则不接地。标号3a和3b分别代表配置在外IDT 2a和2b两侧的反射器。图2A示出了SAW谐振滤波器1通带内外的幅频特性曲线。阻抗史密斯图示于图2B(外IDT与地之间的部分形成一个端头)和图2C(中心IDT与地之间的部分形成一个端头)中。SAW谐振器的通带是从869至894兆赫。
此外，在图1中，标号4代表配置在36°Y-X LiTaO3衬底上的串联臂谐振器，4a为串联臂谐振器4的IDT。标号5a和5b分别表示配置在外IDT4a两侧的反射器。IDT一侧的所有电极接SAW谐振滤波器1的外IDT 2a和2b，其它电极则引出接输入端子8。串联臂谐振器4与SAW谐振滤波器1串联连接，从而使串联臂谐振器4的谐振频率在SAW谐振滤波器1的通带内，并且其并联谐振频率为在SAW谐振滤波器1通带外附近的较高频率一侧。图3A示出了串联臂谐振器4的频幅特性曲线，图3B示出了(输入与输出端子之间的)阻抗史密斯图。
此外，图1中，标号6代表配置在36°Y-X LiTaO3衬底上的并联臂谐振器，6a为并联臂谐振器6的中心IDT；标号7a和7b表示配置在IDT 6a两侧的谐振器。中心IDT 6a一侧的一个电极接地，其它各电极则接SAW谐振滤波器1的中心IDT 1a和输出端子9。并联臂谐振器6与SAW谐振滤波器1并联连接，从而使并联臂谐振器6的并联谐振频率处在SAW谐振滤波器1并联连接，从而使并联臂谐振器6的并联谐振频率处在SAW谐振滤波器1的通带内，谐振频率为SAW谐振滤波器1通带外附近的更低频率。图4A示出了并联臂谐振器6的频率衰减特性曲线，图4B示出了(输入与输出端之间的)电导史密斯图。
如上所述，在图1所示的本实施例中，串联臂谐振器4和并联臂谐振器6分别与SAW谐振滤波器1串联和并联连接。图5A示出了串联臂谐振器4和并联臂谐振器6整个通带内外的频幅特性曲线。图5B(输入端子8与地之间的部分形成一个端子)和图5C(输出端子9与地之间的部分形成一个端子)示出了阻抗史密斯图。
图2A只示出了SAW谐振滤波器1在串联臂谐振器4的并联臂谐振器6分别不串联和并联连接之前的通带内外频幅特性曲线。对比一下图2A和图5A可以看出，在图5A中衰减量在通带附近的更低和更高频率处较大。
比较一下图5B、5C与图2B、2C可以看出，通带(869至894兆赫)的VSWR在图5B和5C中有所提高。这是由于下列原因造成的。
图6中，标记8a表示图1 SAW谐振滤波器1外IDT 2a和2b的通带(869至894兆赫)阻抗轨迹。标记8b代表在串联臂谐振器4的通带内的阻抗轨迹。标记8c代表SAW谐振滤波器1中心IDT通带的阻抗轨迹。标记8d表示串联臂谐振器6通带的阻抗轨迹。
串联臂谐振器4与SAW谐振滤波器1连接意味着标记8a与标记8b在阻抗图上的频率顺序叠加。此叠加图变成了标记8，且电抗彼此抵消。举例说，在50欧一组中，电抗在通带的各频带下变为50欧左右。
并联臂谐振器6与SAW谐振滤波器1相连接时的情况也是一样，标记8d也与标记8c重叠。
由于本发明的串联臂谐振器与SAW谐振滤波器连接得使串联谐振器的谐振器频率处在SAW谐振滤波器的通带内，因而通带中的电抗彼此抵消，通带中的VSWR减小，且通带外更高频率下的衰减量增加。
此外，由于本发明中的并联臂谐振器与SAW谐振滤波器并联连接得使并联臂谐振器的并联谐振频率在SAW谐振滤波器的通带中，因而通带中的电抗彼此相互抵消，通带中的VSWR减小，且通带外更低频率下的衰减量增加。
虽然本发明是就目前认为是最佳的实施例进行说明的，但不言而喻本发明并不局限于所公开的这些实施例。相反，本发明应包括在本说明书所附权利要求的精神实质和范围内所作的种种修改和等效方案。下面权利要求书的范围应按最广义理解为包括所有这类修改、等效结构和功能。

Claims (5)

1.一种弹性表面波装置，包括：
一个输入端子；
一个输出端子；
一个三电极型纵向耦合SAW谐振器滤波器，它具有一个中心IDT和一对配置在所述中心IDT的两侧的外IDT，在所述中心IDT的一侧的一个电极连接至所述输出端子；
一个串联臂单端口谐振器，它包括一个IDT并且具有一个处于所述三电极型纵向耦合SAW谐振器滤波器的一个通带内的谐振频率，在所述IDT的一侧的一个电极连接至所述输入端子，并且在所述IDT的另一侧的一个电极连接至所述外两个IDT；和
一个并联臂单端口谐振器，它包括一个IDT并且具有一个处于所述三电极型纵向耦合SAW谐振器滤波器的一个通带内的并联谐振频率，在所述IDT的一侧的一个电极连接至所述输出端子，并且在所述IDT的另一侧的一个电极接地。
2.根据权利要求1所述的弹性表面波装置，其特征在于，所述三电极型纵向耦合SAW谐振器滤波器还具有一对配置在所述外IDT的两侧的反射器。
3.根据权利要求1或2所述的弹性表面波装置，其特征在于，所述串联臂单端口谐振器还包括一对配置在所述外IDT的两侧的反射器。
4.根据权利要求1或2所述的弹性表面波装置，其特征在于，所述并联臂单端口谐振器还包括一对配置在所述外IDT的两侧的反射器。
5.根据权利要求1至4中的任一项权利要求所述的弹性表面波装置，其特征在于，它还包括一个36°Y-X LiTaO3衬底。
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