CN1140964C - 改进通带特性和调节输入输出阻抗自由度的声表面波装置 - Google Patents

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Abstract

声表面波(SAW)装置，它包括形成在共同的压电基片(1)上且相互级联的至少第一与第二SAW元件(11，21)，此第一与第二SAW元件中的每一个包括多个叉指式电极(11A-11C；21A-21C)，它们各有多个电极指在此压电基片上对应于SAW的路径相互重叠，其中这些电极指的重叠宽度(W1，W2)在第一与第二SAW元件之间改变。

Description

改进通带特性和调节输入输出阻抗自由度的声表面波装置
本发明一般地说涉及声表面波(SAW)装置，具体地说涉及改进了通带特性的SAW装置。此外，本发明还涉及在设计上有灵活性的用于按需要来调节SAW装置的输入与输出阻抗的SAW装置。
SAW装置广泛用于在VHF或UHF波段工作的，小型无线电通信设备(典型的例子是在MHz波段或GHz波段工作的携带式电话设备)中的滤波器或谐振器。
在这类高频无线电通信设备中，要求所用的SAW滤波器或SAW谐振器具有宽的通带，同时具有非常锐的偏离频带衰减。此外，这类SAW滤波器与谐振器要能够与协同工作的电路实现阻抗匹配，而上述电路则可以是构成其中用到了SAW装置的电子设备的集成电路。
图1A与1B表明了传统的典型SAW滤波器的结构。
参看图1A，所示SAW滤波器是所谓双模型的装置，如SAW滤波器中的通常情形，该装置包括在压电基片1上的一对反射器10A和10B，这里的压电基片可是LiTaO3，或LiNbO3的Y-X切割单晶片。另外，在从上述反射器10A到10B之间连续地设有电极11A、11B与11C。
在图1A所示例子中，基片1是由36°Y-X LiTaO3单晶片形成，而在基片1的X方向上排成一行的反射器10A与10B则在压电基片1上界定激发的声表面波的传播路径。电极11A、11B与11C各包括初级侧叉指式电极，例如电极(11A)1、(11B)1或(11C)1以及次级侧叉指式电极，例如电极(11A)2、(11B)2或(11C)2，其中的初级与次级侧电极配置成使得初级侧电极的电极指与对应的次级侧电极的电极指，分别以相互相反的方向延伸，如同在叉指式电极中的情形那样。这样，初级侧电极的电极指与次级侧电极的电极指，便在基片1上的Y方向上交替重复，并与在基片1上的X方向上传播的声表面波的路径相交。上述电极指的间距是由待形成的SAW滤波器的中心频率以及由在X方向上于基片1上行进的声表面波的声速确定。当从X方向观察时，初级侧电极的电极指与次级侧电极的电极指在一个重叠宽度W上相互重叠。
在图1A的结构中，电极11A的初级侧电极(11A)1连接到与电极11C的初级侧电极(11C)1共用的输入端，另一方面，次级侧电极(11A)2与(11C)2则都接地，这样，图1A的SAW滤波器便构成了所谓双输入单输出型。
采取上述结构的双模型SAW滤波器采用了具有频率f1的在前述反射器10A与10B之间形成的一次波型的声表面波，和具有频率f3的也在反射器10A与10B之间形成的三次波型的声表面波，其中的SAW滤波器形成了图2所示的通带特性，图2将SAW滤波器的衰减作为频率的函数表示。在图2中应该注意到，在上述一次波型的频率f1与三次波型的频率f3之间形成通带。图1B表明在图1A的结构中激发的声表面波的能量分布。
传统上，考虑到激发的声表面波的一次波型与三次波型的相应对称性(参看图1B)，业已在实际中形成了相对于X轴线中心大致对称的叉指式电极，得以高效地激发一阶模与三阶模声表面波。这样，传统上业已根据实践使表示叉指式电极11A中初级侧电极指与次级侧电极指所形成的电极指对的数目N1等于表示叉指式电极11C中初级侧电极指与次级侧电极指所形成的电极指对的数目N3(N1＝N3)。
但图2清楚地显示出，在由频率f1与f3所界定的通带外侧，SAW装置中存在有各种寄生峰。作为这种寄生峰存在的结果，应该注意到在此通带外侧的声表面波的衰减锐度有了不希望有的减小，特别是在1550～1600MHz的频率范围内。应知SAW滤波器或谐振器的这种衰减在带内应该是平的和最小的，而在通带之外则应急剧地加大。为了使滤波器的选择性为最大，需要使通带外的衰减变得最大。
在图1A的传统的SAW滤波器中，所有的叉指式电极11A、11B与11C具有电极指的相同的重叠宽度W。这样，SAW滤波器的输入与输出阻抗就由电极11A-11C中电极指对的数目确定。一般地说，应知SAW滤波器的输入与输出阻抗反比于电极指对数N1与N3以及电极11A～11C的重叠宽度W。由于在传统的SAW装置中，电极指对的数目N1与数目N3设定成相等，且此重叠宽度W设定为常数，就难以独立地和按照需要地调节输入阻抗与输出阻抗。这样，传统的SAW装置就不能满足能灵活设定输入与输出阻抗的要求，而这样的要求在近期小型的用于GHz的无线电设备，例如携带式或移动式电话设备中，则是特别突出的需求。
为此，本发明的总的目的在于提供能消除上述种种问题的新题和有效的SAW装置。
本发明的另一种更具体的目的则是提供这样的SAW装置，它能在通带之外有效地抑制寄生峰，同时能在通带之外提供急剧的衰减。
本发明的再一个目的是去提供这样的SAW装置，它能独立地和灵活地设定输入阻抗与输出阻抗。
本发明的又一个目的是去提供这样的SAW装置，此装置包括：
压电基片；
在此压电基片上共同形成的各在此基片上沿着预定的传播路径的至少第一与第二SAW元件。
上述第一与第二声表面波元件，各包括多个沿上述声表面波传播路径设置的叉指式电极。
所述多个叉指式电极的每一个包括初级侧电极，它本身有多个横贯所述传播路径在第一方向上延伸的相互平行电极指，以及次级侧电极，它本身有多个横贯所述传播路径在与此第一方向相对的第二方向上延伸的相互平行电极指；
将上述初级侧电极的电极指与次级侧电极的电极指，在各所述第一与第二声表面波元件中的各所述叉指式电极中，沿所述传播路径，交替地进行设置使得从传播路径方向，观察时以一预定重叠宽度重叠。
所述重叠宽度有第一值，它是形成所述第一声表面波元件的所述多个叉指式电极所共有的，以及不同的第二值，它是形成所述第二声表面波元件所述的叉指式电极所共有的。
所述第一声表面波元件是这样地级联到所述第二声表面波元件上的，即把第一声表面波元件中包括的叉指式电极的次级侧电极连接到第二声表面波元件中包括的叉指式电极的初级侧电极。
本发明的另一目的在于提供这样的一种SAW装置，此装置包括：
压电基片；
沿着压电基片上激发的声表面波的传播路经设在此基片上的第一与第二反射器；
从第一反射器到第二反射器连续地设在此压电基片上的多个叉指式电极；
所述多个叉指式电极的每一个包括：初级侧电极，它包括多个沿横贯此声表面波传播路径的第一方向上延伸的相互平行的电极指；以及次级侧电极，它包括多个沿横贯此声表面波传播路径且在与上述第一方向相反的第二方向上延伸的相互平行的电极指，将上述初级侧电极的电极指与次级侧电极的电极指，在各所述多个叉指式电极中沿所述传播路径交替地进行设置，使得从传播路径方向观察时以预定重叠宽度重叠；
所述多个叉指式电极是通过将一叉指式电极的次数侧电极连接到另一叉指式电极的次级侧电极上来进行级联的。
根据本发明，通过适当地设定第二SAW元件中的，或是第一叉指式电极中以及与此第一叉指式电极级联的第二叉指式电极中的电极指的重叠，不用改变叉指式电极的间距，就能按照需要来调节输入阻抗与输出阻抗。由于叉指式电极的间距没有改变，SAW滤波器的频率特性不受影响，故在本发明中就能根据电路设计的要求而只对输入与输出阻抗进行独立的与任意的调节。
由于能对输入与输出阻抗作任意的调节，就能将多个这种SAW滤波器成功地级联起来，结果就能增强对通带外寄生峰的抑制。换言之，可以得到具有极锐选择性的SAW滤波器，此外，通过将多个SAW滤波器级联以形成SAW滤波器组件，就能将SAW滤波器组件的输入阻抗与输出阻抗之间的比值调节到单级SAW滤波器所不能达到的很大的值。
本发明的再一个目的在于提供这样的一种SAW装置，此装置包括：
上面支承着压电基片的封装体；
在此压电基片上形成的至少一个SAW元件；
所述SAW元件包括多个沿压电基片上表面声波传播路径设置的叉指式电极，每个叉指式电极包括输入侧叉指式电极与输出侧叉指式电极；
将所述输入侧叉指式电极连接到设在前述封装体上的第一接地焊接区。
将所述输出侧叉指式电极连接到设在前述封装体上的不同的第二接地焊接区。
根据本发明，可成功地消除输入侧叉指式电极的接地电极与输出侧叉指式电极的接地电极间的干扰问题，从而能显著改进SAW装置的通带特性。
本发明的又一个目的在于提供双模型的SAW装置，此装置包括：
压电基片；
沿压电基片上声表面波传播路径设置于此基片上的第一与第二反射器；
在压电基片上从第一反射器至第二反射器连续设置的第一、第二与第三叉指式电极；
上述第一至第三叉指式电极中的每一个分别包括第一至第三若干对电极指；
其中，上述第一叉指式电极的所述第一若干对电极指不同于上述第三叉指式电极的所述第三若干对电极指。
根据本发明，有意识地通过设定不同的第一与第三若干对电极，去掉了SAW装置的结构在SAW装置传播方向上的对称性。这样，由第一反射器所反射的声表面波与第二反射器所反射的声表面波便彼此相消，从而能成功地消除与反射的声表面波装置的干扰有关联的寄生峰。
本发明的其它目的与另外的特点可从下面结合附图的详细说明中变得显而易见。
图1A与1B分别表明了传统双模型SAW滤波器的结构与工作原理；
图2示明了图1A与1B的SAW滤波器的理论频率特性；
图3表明了根据本发明第一实施例的SAW滤波器的结构；
图4表明了图3中的SAW滤波器的理论频率特性同图1A与1B中SAW滤波器的对应的理论频率特性的比较；
图5表明对图3中SAW滤波器所观察的频率特性；
图6表明对图1A与1B中SAW滤波器所观察的频率特性；
图7表明了依据本发明第二实施例的SAW滤波器的结构；
图8表明图7中SAW滤波器的一种变型；
图9表明图7中SAW滤波器的另一种变型；
图10表明图9中SAW滤波器的频率特性；
图11表明了依据本发明第三实施例的SAW滤波器的结构；
图12表明了依据本发明第四实施例的SAW滤波器的结构；
图13表明图12中SAW滤波器的频率特性；
图14表明图12中SAW滤波器的结构，包括分解状态下的金属盖；
图15表明图14中SAW滤波器的频率特性；
图16表明了依据本发明第六实施例的SAW滤波器的结构；
图17表明了依据本发明第七实施例的SAW滤波器的结构；
图18表明图17中SAW滤波器的一种变型；
图19表明图17中SAW滤波器的另一种变型。
图20表明图17中SAW滤波器的再一种变型。
第一实施例
首先参照表明了依据本发明第一实施例的SAW滤波器11的图3来说明本发明的原理，其中那些与先前所述部件相对应的部件由相同的标号指明而略去其说明。
参看图3，SAW滤波器11具有的双模型结构与图1A中传统的SAW滤波器的类似，只是叉指式电极11A的电极指对的数目N1，叉指式电极11C的电极指对的数目N3，以及叉指式电极11B的电极指对的数目N2各不相同(N1≠N3≠N2)。
图4表明图3中SAW滤波器11的计算出的理论频率特性，图4中的连续曲线表明的是电极指对数N1、N2与N3分别设定为20、40与20的传统情形。应该注意到这里保持N1＝N3。另外，图4中的断线表明的是电极指对数N1、N2与N3分别设定为25、35与45的情形。这时关系式N1≠N2≠N3成立。图4的点线表示分别将电极指对数N1、N2和N3设定为20、40和30时的结果。在这种情况下，关系式N1≠N2≠N3也成立。
在图4的计算结果中还应注意到，对于基片1取定了36°Y-X的LiTaO3单晶片，而计算时涉及的情形是，基片1上的叉指式电极是由A1形成，其厚度相当于基片1上激发的声表面波波长的8％。
在包括对SAW滤波器11的频率特性进行这种理论计算的研究过程中，本发明人发现，如图4所示，当叉指式电极11A与11C的电极指对数N1与N3设定成相对于中央叉指式电极11B不对称(N1≠N3)时，通带外的寄生峰的高度会显著地大量地减少。虽然抑制这种寄生峰的原因尚未完全弄清，但可以设想为，SAW11的这种非对称结构有助于相抵消为叉指式电极11A激发而从反射器10A反射后返回到叉指式电极11B的声表面波，和为叉指式电极11C激发而从反射器10B反射后返回到叉指式电极11B的声表面波。
图5表明了将42°Y-X LiTaO3单晶片用于压电基片1同时电极指对数N1、N2与N3分别设定为20、40与30(N1∶N2∶N3＝20∶40∶30)时，图3中SAW滤波器实际观察的频率特性。在图5中，还应指出，叉指式电极11A-11C是由Al形成，其厚度相当于基片1上激发的声表面波波长的6％。
另一方面，图6表明了类似于图5中将42°Y-X LiTaO3单晶片用于压电基片1而电极指对数N1、N2与N3分别设定为21、35与21(N1∶N2∶N3＝21∶35∶21)时，图1A中的传统SAW滤波器的实际观察的频率特性。叉指式电极11A-11C是由铝形成，其厚度相当于基片1上激发的声表面波的波长的6％，这与图5中的情形类似。
参看图5与6可以发现，发现于图6特征曲线中通带低频侧的主要的寄生峰的高度在图5的特性曲线中显著减小，而在通带高频侧出现的寄生峰则基本上被消除。
应知本实施例的SAW滤波器11是设计用于GHz波段的。在用于这种超高频波段的SAW滤波器中，须注意到压电基片1上叉指式电极的厚度相对于激发的SAW的波长已不能忽视，此电极的附加质量效应是很显著的。这种附加质量效应导致LiTaO3或LiN-bO3单晶基片的最优切割角位移到较高角度一例子在LiTaO3晶片情形，此最优切割角成为40°Y-44°Y，显著地高于传统上所用的36°Y的最优切割角。在LiNbO3基片情形，当考虑此电极的附加质量效应时，最优切割角的范围为66°Y至74°Y。
在SAW滤波器11中，应知在假定把LiTaO3用作基片1而电极11A-11C是由铝或铝合金形成时，当叉指式电极11A-11C的厚度是在激发的SAW波长的5-10％范围内时，附加质量效率最为显著。另一方面，当把LiNbO3用作基片1时，附加质量是在叉指式电极11A-11C的厚度在激发SAW波长的4-12％范围内时有显著影响。这种情形中也是假定了把Al或Al合含用于叉指式电极11A-11C。
第二实施例
现在参照图7说明依据本发明第二实施例的SAW滤波器电路装置，其中在以前描述过的部件用相同的标号指明而略去其说明。
参看图7，本实施例的SAW滤波器电路装置是在42°Y-XLiTaO3单晶片的基片1上构成的，而除了SAW滤波器11之外还有另一个SAW滤波器20，它包括有在同一基片1上于X方向排成一行的反射器20A与20B，此SAW滤波器20还包括从反射器20A到反射器20B，连续设置的叉指式电极21A、21B与21C。与以前类似，SAW滤波器11包括反射器10A与10B以及叉指式电极11A-11C，它们都设在同一共同的基片1上。
在图7的结构中，应注意到构成叉指式电极11B一部分的次级侧电极(11B)1连接到叉指式电极21B相应的初级侧电极(21B)2。这样，将SAW滤波器11与SAW滤波器21级联起来。在各SAW滤波器11与21中，类似于第一实施例的情形，可以保持前述关系式N1≠N2≠N3。但本实施例还包括了前述关系式不成立的情形。
在图7的实施例中，应知分别属于叉指式电极11A与11C的各初级侧电极(11A)1与(11C)1是共同连接到一输入电极焊接区上，另外，叉指式电极11A与11C的次级侧电极(11A)2与(11C)2以及叉指式电极11B的初级侧电极(11B)1则接地。于是SAW滤波器11便形成了所谓双输入单输出型滤波器。另一方面，分别属于叉指式电极21A与21C的次级侧电极(21A)2与(21C)2则共同连至SAW滤波器21的输出电极焊接区。此外，分别属于叉指式电极21A与21C的初级侧电极(21A)1与(21C)1以及叉指式电极21B的次级侧电极(21B)2则接地。于是SAW滤波器便构成了单输入双输出型滤波器。
在图7的实施例中，当从SAW滤波器11中声表面波的行进方向观察时，SAW滤波器11中的电极指以重叠宽度W1相互重叠。类似地，当从SAW滤波器21中声表面波的行进方向观察时，SAW滤波器21中的电极指以重叠宽度W2相互重叠，其中将滤波器11与21形成为使得对应于SAW21的重叠宽度W2与对应于SAW11的重叠宽度W1不同。这样，作为一个整体，SAW滤波器电路装置便显示出等于SAW滤波器11输入阻抗的输入阻抗，和等于SAW滤波器21输出阻抗的输出阻抗，其中SAW滤波器11的输入阻抗由前述重叠宽度W1决定，而SAW滤波器21的输出阻抗则由重叠宽度W2决定，于是，通过独立地设置重叠宽度W1与W2，就能独立地根据需要设计SAW滤波器电路装置的输入阻抗与输出阻抗。
图8表明图7中SAW滤波器电路装置的变型，其中已于先前描述过的部件用相同的标号指明而略去其说明。
参看图8，可以看到叉指式电极11B的初级侧电极(11B)1连到输入电极焊接区上而次级侧电极(11B)2接地。另一方面，叉指式电极11A与11C的初级侧电极(11A)1与(11C)1接地，而其次级侧电极(11A)2与(11C)2则分别连接到叉指式电极21A的初级侧电极(21A)1与叉指式电极21C的初级侧电极(21C)1。这样，图8实施例中的SAW滤波器11便具有单输入与双输出结构。
另一方面，在SAW滤波器21中，叉指式电极21A与21C的次级侧电极(21A)2与(21C)2接地，即在叉指式电极21B的次级侧电极(21B)2得到输出。即SAW则具有双输入单输出结构。
在图8所示SAW滤波器装置中，也能通过在SAW滤波器11与21中独立地设定重叠宽度W1与W2，来根据需要设定此SAW滤波器电路装置的输入阻抗与输出阻抗。
图9表明图7中SAW滤波器电路装置的另一变型，其中先前描述过的部件用相同的标号指明而略去其说明。
参看图9，SAW滤波器11具有与图7实施例类似的单输入双输出结构。另外，SAW滤波器21具有类似于图7实施例的双输入单输出结构。这样，叉指式电极11A与11C的初级侧电极(11A)1与(11C)1便共同连至输入电极焊接区上，而其次级侧电极(11A)2与(11C)2以及叉指式电极11B的初级侧电极(11B)1则接地。
在SAW滤波器21中，叉指式电极21A与21C的初级侧电极(21A)1与(21C)1共同连接到叉指式电极11B的次级侧电极(11B)2，而其次级侧电极(21A)2与(21C)2接地。此外，叉指式电极21B的次级侧电极(21B)2连接输出电极焊接区，换言之，图9中的结构在级联连接中，包括两个单输入双输出SAW滤波器11与21。
在图9的SAW滤波器电路装置中，可以看到SAW滤波器11与21级联成使得能在SAW滤波器11的输出侧与SAW滤波器21输入侧之间确立一种阻抗匹配，以使因这种级联连接所发生的损耗减至最少。
更确切地说，已知在SAW滤波器11与21之间成立有普遍关系
           Z1∶Z2＝Z3∶Z4其中Z1与Z2分别表示SAW滤波器11的输入阻抗与输出阻抗，而Z3与Z4分别表示SAW滤波器21的输入阻抗与输出阻抗。
本实施例通过适当地设定重叠宽度W1与W2，在SAW滤波器11与21之间实现了由条件
           Z2＝Z3所表示的阻抗匹配。
结果在Z1、Z2、Z3与Z4间成立了下述关系： Z 2 = Z 3 = Z 1 · Z 4
在图9所示的SAW滤波器电路装置中，SAW滤波器11的重叠宽度W1设定为60λ而SAW滤波器21的重叠宽度W2设定为35λ，其中λ表示压电基片1上激发的声表面波的波长，在本例中约为4.3μm。此外，在图9的SAW滤波器装置11与21中还成立有下述关系：
           N1∶N2∶N3＝15∶21∶15
在此情形下，SAW滤波器11有50Ω的输入阻抗，其中，SAW滤波器11的这一输入阻抗值提供了图9中级联SAW滤波器电路装置的输入阻抗。此外，具有上述配置的SAW滤波器21具有150Ω的输出阻抗，其中，SAW21的这一输出阻抗提供了图9中级联SAW滤波器电路装置的输出阻抗。
在图9的SAW滤波器电路装置中，其中级联的SAW滤波器11与21之间存在阻抗匹配，能进一步增加级联级的级数，使得SAW滤波器的输出阻抗比同一SAW滤波器电路装置的输入阻抗大很多或小很多。
此外还应注意到，在这样的可以在其中包括许多级联的SAW滤波器的级联SAW滤波器电路装置中，能极其有效地消除通带外的寄生峰以改进滤波器的选择性。
图10表明了输入侧用电阻50Ω来端接和输出侧用电阻150Ω来端接情形下，图9中级联SAW滤波器电路装置的通带特性。
参看图10，可以看到通过将SAW滤波器11与21作如上的级联，有效地消除了通带外的寄生峰。换言之，图10清楚地表明了，为第一实施例的SAW滤波器所取得的消除寄生峰的效果，也可类似地于本实施例中得到实现。
第三实施例
图11表明依据本发明第三实施例的SAW滤波器的结构，其中在前面已描述过的部分以相同的标号指明而略去其说明。
在本实施例中，对于单个SAW滤波器改变其输入阻抗与输出阻抗。
参看图11，可以看到叉指式电极11B的初级侧电极(11B)1，连接到第一输入电极焊接区，而叉指式电极11B的次级侧电极(11B)2则连接到第二输入焊接区。这样，图11的SAW滤波器在将差动输入信号分别提供给上述的初级侧电极(11B)1与次级侧电极(11B)2时，就可用作为差分滤波器。也可以使电极(11B)2接地。
在图11的SAW滤波器中，将次级侧电极(11A)2和次级侧电极(11C)2相互连接，将叉指式电极11A的初级侧电极(11A)1连接到第一输出电极焊接区，将叉指式电极11C的初级侧电极(11C)1连接到第二输出电极焊接区。由此将叉指式电极11A和叉指式电极11C级联起来。可将电极(11A)1和电极(11C)1接地。在图11所示结构中，可以看到叉指式电极11A-11C对于电极指有共同的重叠宽度W。即使在这样一种结构中，也能通过叉指式电极11A的输出阻抗Z1与叉指式电极11C的输出阻抗Z3的和作为一个整体来提供SAW滤波器的输出阻抗。换言之，图11的结构可使SAW滤波器的输出阻抗能作为一个整体与输入阻抗适配，当然同前述实施例相比，进行这种调节的自由度受到了某些限制，在图11的SAW滤波器中，输入阻抗由叉指式电极11B的输入阻抗Z2提供。
第四实施例
图12表明依据本发明第四实施例的包括有封装体的SAW滤波器的结构，其中在前面已描述过的部件采用相同的标号指明而略去其说明。
参看图12，将上面设有类似于图7中的SAW滤波器的SAW滤波器的压电基片1支撑于陶瓷封装体100上，此封装体100的第一侧上设有接地电极焊接区101与103以及输入电极焊接区102，而接地电极101与103则位于输入电极焊接区102的横向两侧上。类似地，封装体100的与上述第一侧相对的第二侧上设有接地电极焊接区104与106以及输出电极105，而接地电极焊接区104与106则位于输出电极焊接区105的横向两侧。
在图12的结构中，对应于图7中电极(11A)2的叉指式电极11A的接地电极经Al线107连接到封装体100上的接地电极焊接区101。另外，对应于图7中电极(11C)2的叉指式电极11C的接地电极则经另一Al线107连接到封装体100上的接地电极焊接区103 。类似地，对应于图7中电极(11B)1的叉指式电极11B的接地电极则经另一Al线107连接到前述接地电极103。还有，与电极(11A)1和(11C)1相对应的叉指式电极11A与11C的输出电极，则通过各自的Al线107共同连接到设在接地电极片101与103之间的输入电极焊接区102。
在也形成在同一压电基片1上的SAW滤波器21中，可以看到，对应于图7中电极(21A)1的叉指式电极21A的接地电极是通过另一Al线107连接到封装体100上的接地电极焊接区104。此外，对应于图7中电极(21C)2的叉指式电极21C的接地电极则经另一Al线107连接到封装体100上的接地电极焊接区103。再有，对应于图7中电极(21B)2的叉指式电极21B的接地电极则由另一Al线连接到接地电极焊接区104。对应于电极(21A)2与(21C)2的叉指式电极21A与21C的输出电极，则由另一Al线107共同连接到设在前述接地电极片104与106之间的输出电极焊接区105。还有，SAW滤波器11与21则是通过将叉指式电极11B的次级侧电极(11B)1连接到叉指式电极21B的初级侧电极(21B)2而级联的。
一般地说，设在陶瓷封装体上的电极多少会在相互之间形成电容耦合，而本发明通过把输入侧接地电极焊接区101与103设在封装体100的第一边缘，同时把输出侧接地电极焊接区104与106设在封装体100上与第一边缘相对的第二边缘上，便避免了与这种电容耦合相关联的问题。通过将接地电极按上述方式布置，就可避免输入侧接地电极焊接区与输出侧接地电极焊接区之间的干扰，而从整体上改进SAW滤波器的选择性。在图12所示的结构中还可看到，接地电极焊接区101与103以及接地电极焊接区104与106都是相互分开的，从而能进一步消除干扰。
图13表明的是在下述情形下的图12的SAW滤波器的通带特性，即SAW滤波器11与21焊接区都在设有接地电极焊接区101与103的输入则以及没有接地电极焊接区104与106的输出侧作接地连接。
参看表明了特性曲线A与B的图13，特性曲线B表示的是图12中SAW滤波器原样时的通带特性，而特性曲线A表示的是叉指式电极11A与11C的次级侧电极(11A)2与(11C)2分别由各相应Al线107连接到接地电极焊接区101与104，且再连接到接地电极焊接区103与106上时图12中SAW滤波器的通带特性。类似地，叉指式电极21A与21C的次级侧电极(21A)2与(21C)2则分别由各相应Al线107连接到接地电极焊接区101与104。而在特征曲线A的情形则再连接接地电极焊接区103与106。
从图13可以清楚看到，在特性曲线A的情形，影响了对SAW滤波器通带外寄生峰的消除，这也就表明了提供特性曲线B的图12中的结构有效性。
第五实施例
SAW滤波器一般是以其设置于一封装体中的封装形式使用。这样，SAW滤波器的封装同样需要改进，特别是要对此封装中用于保护其中设置的SAW装置的金属护盖加以改进。
图14表明的本发明的第五实施例就是针对封装作这种改进，其中图14表示的装有图12的SAW滤波器的封装体是在分解状态下的情形。在图14中，先前已描述过的部件用相同的标号指明而略去其说明。
参看图14，此封装包括与图12中封装体100相对应的封装体，其中，该封装体100又由底座100A与设在底座100A上的支承件100B形成，支承件100B中有一中央孔用来容纳例如具有图12中结构的SAW滤波器。此外，SAW封装还包括设在上述封装体100上的分隔件110以及设在此分隔件110上用来保护层支撑封装体100内的SAW滤波器的金属盖120。
可以看到，封装体100的底座100A在其四个角落处形成了倒角的表面100A1、100A2、100A3与100A4以及形成在顶面上的接地电极100G，其中以接地电极100G在输出侧的边缘的方向上以电极引线100Ga与100Gb的形式延伸。此外，电极引线100ga与100gb分别从电极引线100Ga与100Gb于底座100A侧壁的下行方向延伸。类似地，电极引线100gc和100gd从接地电极100G朝向底座100A的输出侧边缘延伸，而未在图14中示明的电极100gc与100gd则与电极引线100ga和100gb类似，分别在底座100A的侧壁上从电极引线100gc与100gd沿下行方向延伸。
底座100A上设有SAW滤波器的压电基片1，而支承件100B则如前所述安装于底座100A上，使得底座100A上的SAW滤波器容纳于支撑件100B的中央孔中。这样，压电基片1便附着在通过支撑件100B的中央孔所暴露的接地电极100G的那部分上。
支撑件100B在其四个角落处形成分别对应于倒角表面100A1-100A4的倒角表面100B1-100B4，而电极焊接区101-103则如图14所示沿着输入侧边缘形成在支承件100B的顶表面上。类似地，电极焊接区104-106沿输出侧边缘形成在支承件100B的顶表面上。
此外，电极引线104a、105a与106a分别从电极104-106于下行方向在支承件100B的侧壁上延伸，其中的电极引线104a连接到底座100A的侧壁上的电极引线100ga。类似地，电极引线106a连接到电极引线100gb，而电极引线105a则连接到设在电极引线100ga与100gb间的底座100A的侧壁上的电极引线100o之上。与电极焊接区101-103相对应，在支承件100B的输入侧上形成有类似的电极引线。
分隔件110呈环形，暴露电极焊接区101-106的一部分以及压电基片1的一部分，在此可从图14看到，分隔件110包括分别与支撑件100B的倒角表面100B1-100B4对应的倒角表面1101-1104。分隔件100上设有接地电极100A，而金属盖120则焊接到已形成分隔件110上的接地电极110A上。
可以看到，接地电极100A包括有在倒角表面1101上朝向下方向延伸的接地线，而当分隔件110安装到支承件100B上时，将此接地线连接到从支撑件100B上的接地电极焊接区104延伸到倒角表面100B1的相应接地线104a′上，换言之，金属盖120只是连接到接地电极焊接区104而不是其它的接地电极焊接区101、103或106。通过使封装结构采取上述配置，就能避免图13所说明的接地电极焊接区的干扰所造成的SAW滤波器通常特性的劣化问题。
图15表明这种SAW滤波器的通带特性。
参考表明了特性曲线A与B的图15，其中特性曲线B指图14的SAW滤波器的通带特性，而特征曲线A则指在图14的结构中金属盖在其所有四个角落处均已接地的SAW滤波器的特性。
从图14可以清楚看到，与图14的金属盖只以其一个角落接地的情形相比，在四个角落都接地的金属盖120的情形中通带外的寄生电平显著增加。图15的结果明白指出，作用于金属盖120的不同的接地电极焊接区之间存在干扰。
第六实施例
图16表明依据本发明的包括有封装体的第六实施例的结构，此图16中的SAW滤波器乃是图12中SAW滤波器的变型。这样，图16中SAW滤波器的与图12中相对应的部件便以相同的标号指明而略去其说明。
参看图16，在支承于封装体100的压电基片1上只设有SAW滤波器11或21。在此，输出侧的叉指式电极11A与11C分别是在输出侧接地电极焊接区104与106处接地。此外，输入侧的叉指式电极11B是在输入侧接地电极焊接区101处接地。在图16的SAW滤波器，应知输入信号同样是提供给接地电极焊接区101的。于是，图16的SAW滤波器起到差分型滤波器的作用。
在SAW滤波器14中，输入侧接地焊接区与输出侧接地焊接区通过电容耦合所发生的相互作用，已成功和有效地得到消除，取得了类似于图12或图14所示SAW滤波器的结果。
第七实施例
图17表明根据本发明第七实施例的SAW滤波器的结构，其中业已相对于前面的附图描述过的部件，采用相同的标号而略去其说明。
与图16的SAW滤波器类似，通过将输入信号同时提供给输入电极电焊接区与接地电极焊接区，本实施例的SAW滤波器同样可用作差分型滤波器。这样，图16的SAW滤波器，不使叉指式电极11A与11C的次级侧电极(11A)2与(11C)2接地，而是供给第二输入信号IN2，IN2不同于供给叉指式电极11A与11C的初级侧电极(11A)1与(11C)1的第一输入信号IN1。在此应知，叉指式电极11B的初级侧电极(11B)1是不接地的，而是产生输出信号OUT2，它不同于在叉指式电极11B的次极侧电极(11B)2处获得的输出信号OUT1。
在图17的结构中，与图3的实施例相同，应知在电极指对数N1、N2与N3之间存在有关系：
        N1≠N2≠N3
图18表明图17中实施例的变型，其中的SAW滤波器是在图18的差分模式下工作，这是与前面相对应的已描述的部件附以相同的标号而略去其说明。
参考图18，给叉指式电极11A与11C的次级侧电极(11A)2与(11 C)2共同提供输入信号IN2，该信号不同于供给初级侧电极(11A)1与(11C)1的输入信号IN1，此外，从叉指式电极21A与21C的初级侧电极(21A)1与(21C)1，得到输出信号OUT2，该信号OUT2不同于从次级侧电极(21A)2和(21C)2得到的输出信号OUT1。与图7中的情形类似，可以看到图18中的SAW滤波器的结构中，SAW滤波器11的重叠宽度W1不同于SAW滤波器21的重叠宽度W2。
图19与20分别表明了将图8与9中的SAW滤波器变型成差分式SAW滤波器的例子，在这些例子中，将不同于图8或图9例子中所用输入信号IN1的输入信号IN2供给于接地电极，同样在接地电极处获得了不同于输出信号OUT1的输出信号OUT2。由于图19与20中的结构可从以前的描述中得知，就不再作进一步说明。在图19与20的结构中应知，可以只对输入侧与输出侧中之一提供差分结构。
在以上所述的各实施例中，最好采用Y切割的LiTaO3或LiN-bO3的单晶片，且当采用LiTaO3时，切割面为40°Y-44°Y；而当采用LiNbO3时，切割角为66°Y-74°Y。当把LiTaO3用于压电基片1时，若叉指式电极是由Al或Al合金形成，最好使基片1上的叉指式电极厚度设定为基片1上激发的声表面波波长的5-10％，另一方面，当压电基片1是由LiNbO3形成时，则最好使叉指式电极所形成的厚度相当于基片1激发的声表面波波长的4-12％。
此外，本发明并不局限于上面所述的各实施例，而是可以在不脱离本发明的范围内作出种种变动和修正。

Claims (7)

1.声表面波装置，此装置包括：
压电基片(1)；
共同形成在所述压电基片上的，各在所述基片上沿着预定的传播路径的至少第一与第二声表面波元件(11，21)；
上述第一与第二声表面波元件，各包括多个沿上述声表面波传播路径设置的叉指式电极(11A-11C；21A-21C)；
所述多个叉指式电极的每一个包括初级侧电极((11A)1，(11B)1，(11C)1，(21A)1，(21B)1，(21C)1，)，它本身有多个横贯所述传播路径在第一方向上延伸的相互平行电极指，以及次级侧电极，它本身有多个横贯所述传播路径在与此第一方向相对的第二方向上延伸的相互平行电极指；
将上述初级侧电极的电极指与次级侧电极的电极指，在各所述第一与第二声表面波元件中的各所述叉指式电极中沿所述传播路径交替地进行设置，使得从传播路径方向观察时以一预定重叠宽宽(W1，W2)重叠；
所述重叠宽度有第一值(W1)，它是形成所述第一声表面波元件(11)的所述多个叉指式电极所共有的，以及不同的第二值(W2)，它是形成所述第二声表面波元件(21)的所述多个叉指式电极所共有的；
所述第一声表面波元件(11)是这样地级联到所述第二声表面波元件(21)上的，即把第一声表面波元件(11)中包括的叉指式电极(11B)的次级侧电极((11B)2)连接到第二声表面波元件(21)中包括的叉指式电极(21B)的初级侧电极((21B)1)，
各所述第一与第二声表面波元件(11，21)是双模型声表面波装置且包括形成在所述压电基片的表面上的第一与第二反射器(10A，10B；20A，20B)，所述第一与第二反射器界定所述声表面波的传播路径，各所述第一与第二声表面波元件还包括连续地设在从第一反射器到第二反射器之间的第一、第二与第三叉指式电极(11A-11C；21A-21C)作为所述的多个叉指式电极。
2.如权利要求1所述声表面波装置，特征在于：所述重叠宽度的第一值(W1)与所述重叠宽度的第二值(W2)设定成，使所述第一声表面波元件(11)的输出阻抗(Z2)与所述第二声表面波元件(21)的输入阻抗Z3相匹配。
3.如权利要求2所述声表面波装置，特征在于：所述第一声表面波元件的输出阻抗是由关系式 给定，其中Zin表示第一声表面波元件的输入阻抗而Zout表示第二声表面波元件的输出阻抗。
4.如权利要求1所述声表面波装置，特征在于：所述第一声表面波装置(11)的第一与第三叉指式电极(11A、11C)各包括共同连接到输入电极焊接区的初级侧电极((11A)1，(11C)1)，且第一声表面波元件(11)的第二叉指式电极(11B)包括连接到第二声表面波元件(21)的第二叉指式电极(21B)中初级侧电极((21B)1)的次级侧电极((11B)2)。
5.如权利要求1所述声表面波装置，特征在于：第一声表面波元件(11)的第二叉指式电极(11B)包括与输入电极焊接区相连接的初级侧电极((11B)1)；
第二声表面波元件(21)的第二叉指式电极(21B)包括与输出电极焊接区相连接的次级侧电极((21B)2)；
第一声表面波元件(11)的第一叉指式电极(11A)包括与第二声表面波元件(21)中第一叉指式电极(21A)的初级侧电极((21A)1)相连的次级侧电极((11A)2)；而
其中第一声表面波元件(11)的第三叉指式电极(11C)包括的次级侧电极((11C)2)则与第二声表面波元件(21)中第三叉指式电极(21C)的初级侧电极((21C)1)连接。
6.如权利要求1所述声表面波装置，特征在于：第一声表面波元件(11)的第一与第三叉指式电极(11A，11C)中的每一个包括共同连接到输入电极焊接区的初级侧电极((11A)1，(11C)1)；
第二声表面波元件(21)的第二叉指式电极(21B)包括连接到输出电极焊接区的次级侧电极((21B)2)；
第一声表面波元件(11)的第二叉指式电极(11B)包括的次级侧电极((11B)2)共同连接到第二声表面波元件的第一叉指式电极中初级侧电极((21A)1)，且进一步连接第二声表面波元件(21)中第三叉指式电极(21C)的初级侧电极((21C)1)。
7.如权利要求1所述的声表面波装置，特征在于：在第一与第二声表面波元件(11，21)的每一个之中，第一至第三叉指式电极(11A-11C；21A-21C)分别具有第一至第三互不相同的电极指对数(N1，N2，N3)。
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