CN1224167C - 表面声波装置 - Google Patents

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Abstract

一种表面声波装置包括一压电衬底，设置在压电衬底上的至少一个IDT，以及连到IDT的一个输入端和一个输出端。输入端和输出端中的至少一个包括一对平衡信号端子，并且一条延迟线或一个电抗元件连到平衡信号端子对之一上。

Description

表面声波装置
技术领域
本发明涉及用作，例如，带通滤波器的表面声波装置，特别地，本发明与其中的输入端和/或输出端包含一对平衡信号端子的表面声波装置有关。
背景技术
最近几年，便携电话变得更小和更轻。为了满足这些要求，必须减少元件部分的数目，对元件小型化，并实现功能合并。
考虑到上述情况，各种被用在便携电话的RF端的具有平衡-不平衡转换功能或具有平衡-不平衡适配器功能的表面声波装置已被提出。
图30是表示通常的具有平衡-不平衡转换功能的表面声波滤波器的电极结构的平面图。
这里，第一至第三叉指换能器(IDT)101-103被沿着表面声波的声波传播方向设置。反射极104和105被设置在含有沿表面波传播方向设置的IDT 101-103的区域的两侧。当由IDT 101-103的电极指状接头的间距所确定的波长为λI时，IDT 101与IDT 102之间的距离以及IDT 102与IDT 103之间的距离都是0.75λI。通过将IDT 102两端的电极指状接头109和110加宽来使IDT之间的空区域很小。从而由大量声波辐射所引起的损耗被减少。此外，在图30中，端子106和107是平衡信号端子以及端子108是一不平衡信号端子。
在具有平衡-不平衡转换功能的表面声波滤波器中，不平衡信号端子108与平衡信号端子106之间以及不平衡信号端子108与平衡信号端子107之间的各个通频带内的传输特性要求幅度相等，反相180度。在幅度特性上相同的状态被称作幅度平衡，相位上相差180度的状态被称作相位平衡。
上述幅度平衡和相位平衡是如下定义的，当具有平衡-不平衡转换功能的表面声波滤波器被认为是一个三-端元件时，例如，假设不平衡输入端是端口1以及相应地，平衡输出端是端口2和3。
幅度平衡＝|A|
其中A＝|20logS21|-|20logS31|。
相位平衡＝|B-180|
其中B＝|∠S21-∠S31|。
此外，S21表示从端口1到端口2的转换系数，S31表示从端口1到端口3的转换系数。
理想地，要求在滤波器的通频带内幅度平衡是0dB以及相位平衡是0dB。但是，在图30所示的结构中，当试图制造具有平衡-不平衡转换功能的滤波器时，存在这样的问题，由于IDT 102的电极指状接头的数目是单数，并且连到平衡信号端子106的电极指状接头数比连到平衡信号端子107的电极指状接头数多一倍而使平衡变差。由于滤波器中心频率的增大，这一问题变得尤为明显，在滤波器中其中心频率约为1.9GHz同用于数字蜂窝系统(DCS)和个人通信业务(PCS)的滤波器的中心频率一样，不能获得足够的平衡。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的优选实施例提供了一种表面声波装置用于解决上述问题，并且能极大地改进在一对平衡信号端子之间的平衡。
根据本发明第一个优选实施例的表面声波装置包括一压电衬底，至少一个设置在压电衬底上的IDT，以及连到IDT的一个输入端和一个输出端。输入端和输出端中的至少一个包括一对平衡信号端子，并且一条延迟线或一电抗元件被连到这对平衡信号端子中的一个上。因此，通过根据第一和第二平衡信号端子频率特性之间的差异来添加一电抗元件或一条延迟线，使那些平衡，诸如幅度平衡，相位平衡，以及其它特性都能被有效地改进。
根据本发明第二个优选实施例的表面声波装置包括一压电衬底，至少一个设置在压电衬底上的IDT，以及连到IDT的一个输入端和一个输出端。输入端和输出端中的至少一个包括一对平衡信号端子，以及延迟线或电抗元件被分别地连到这对平衡信号端子，延迟线和电抗元件互不相同。根据这一独特的结构，通过根据第一和第二平衡信号端子之间频率特性的差异来使电抗元件或延迟线互不相同，从而使幅度平衡和相位平衡能以与本发明第一优选实施例相同的方式被有效地改进。
根据本发明第三个优选实施例的表面声波装置包括压电衬底，设置在压电衬底上的至少一个IDT，以及连到IDT的一个输入端和一个输出端。输入端和输出端中的至少一个包含一对平衡信号端子，一个电容元件被接在平衡信号端子对之间。根据这一独特的结构，接在平衡信号端子对之间的电容元件能够调整平衡信号端子对之间的频率特性偏差，从而有效改进幅度平衡和相位平衡。
上述根据本发明各种优选实施例的表面声波装置能定义一种纵向耦合谐振器型表面声波滤波器，其中至少三个IDT被沿着表面声波的传播方向设置。在此情形下，能够获得一纵向耦合谐振器型表面声波滤波器，其幅度平衡和相位平衡根据本发明的优选实施例被改进。多个纵向耦合谐振器型表面声波滤波器可以级联方式相互连接。
在平衡信号端子对之间可设置一电子中性点，但是最好在平衡信号端子间不存在电子中性点。在任一情形下，都能根据本发明的其它优选实施例来构造幅度平衡和相位平衡被改进的表面声波装置。
压电衬底可被放置在一形成微带线的封装外壳内。此外，微带线可构成上述的电抗元件或延迟线，这样只要通过形成微带线来确定在该封装外壳侧的电抗元件或延迟线就能容易地构成根据本发明各优选实施例的表面声波装置。
此外，当用微带线或延迟线来构成上述电抗元件时，由于微带线是在封装外壳内构成的，因此不需增加表面声波装置的装配面积就能改进平衡。
表面声波元件中的IDT被置于压电衬底上，当该表面声波元件与表面一起放置于封装外壳内，该表面上的IDT背朝表面而放置时，根据本发明的另一个优选实施例可提供一种具有很小的体积和极好平衡的表面声波装置。
当具有在压电衬底上构成的IDT的表面声波元件被放置在一封装外壳内，该封装外壳上放置有电极，此封装外壳的电极通过焊线与表面声波元件电连接，能通过调整连到平衡信号端子对的焊线长度来调整上述电抗元件或延迟线的电平。因此，能够容易地提供一表面声波装置，其平衡可根据本发明的优选实施例被改进。
当上述依赖于焊线长度的电抗元件和延迟线被添加时，由于不要求改变封装外壳外壳的尺寸，因此不需增加所要求的装配空间就能改进平衡。
在含有根据上述本发明优选实施例的表面声波装置的通信装置中，由于在一对平衡信号端子之间的平衡被大大改进，可以构造一在频率特性上具有极好平衡的通信装置。
本发明的其它特征，元件，特性及优点将从以下参照附图对优选实施例的详细描述中变得更为明显。
附图说明
为了说明本发明，在图中示出了目前优选的一些结构，显然，本发明将不限于此准确的安排和所示的手段。
图1是表示根据本发明第一优选实施例的表面声波装置的电极构造的原理平面视图。
图2是描述本发明第一优选实施例中建立在压电衬底上的电极布局的原理平面视图。
图3是表示本发明第一优选实施例的表面声波装置的构造的正面剖视图，并示出表面声波滤波器元件被放置在一封装外壳内的情形。
图4是描述用在本发明第一优选实施例的设置在封装外壳内的电极的原理平面视图。
图5是描述设置在本发明第一优选实施例的封装外壳内底板的下表面上的外部端子的原理平面视图。
图6表示本发明第一优选实施例的频率幅度平衡特性以及一常规实例。
图7表示本发明第一优选实施例的相位频率平衡特性以及一常规实例。
图8是描述设置在一常规实例的封装外壳内的电极的原理平面视图用于与本发明第一优选实施例比较。
图9是描述表面声波装置的另一个例子的原理平面视图，本发明的各种优选实施例适用于该表面声波装置。
图10是描述又一个表面声波装置的原理平面视图，本发明的各种优选实施例适用于该表面声波装置。
图11是描述表面声波装置的另一个例子的原理平面视图，本发明的各种优选实施例适用于该表面声波装置。
图12是表示表面声波装置的另一个例子的原理平面视图，本发明的各种优选实施例适用于该表面声波装置，其中表面声波装置的输入侧或是输出侧做成平衡信号端子。
图13是表示作为第一优选实施例的修改例子的表面声波装置的正面剖视原理图。
图14是描述第一优选实施例的另一个修改例子的正面剖视原理图。
图15是描述本发明第二优选实施例的表面声波装置的平面视图。
图16示出第二优选实施例的频率幅度平衡特性以及用于对比的一个常规的表面声波装置。
图17示出第二优选实施例的频率相位平衡特性以及用于对比的一个常规的表面声波装置。
图18是用于与本发明第二优选实施例对比的一个常规的表面声波装置的平面原理视图。
图19是描述本发明第三优选实施例的表面声波装置的平面视图。
图20表示第三优选实施例的频率幅度平衡特性以及一常规实例。
图21表示第三优选实施例的频率相位平衡特性以及一常规实例。
图22表示被加在第三优选实施例中的电容器的电容与VSWR之间的关系。
图23表示被加在第三优选实施例中的电容器的电容与幅度平衡之间的关系。
图24表示被加在第三优选实施例中的电容器的电容与相位平衡之间的关系。
图25是说明由封装外壳侧上的电极定义的电容元件的一个例子的平面原理视图。
图26是说明本发明第三优选实施例的一个修改例子的平面原理视图。
图27是说明根据本发明第三优选实施例的修改例子的结构的平面原理视图。
图28是用于描述一通信装置的原理方框图，其中使用根据本发明各种优选实施例的一个表面声波装置。
图29是用于描述通信装置另一个例子的原理方框图，其中包括了根据本发明各种优选实施例的一个表面声波装置。
图30是用于描述一常规的表面声波装置的原理方框图。
具体实施方式
在下文中，本发明通过参照附图对本发明特定优选实施例的描述而更为清楚。
参照图1-4描述根据本发明第一优选实施例的表面声波装置。此外，在本优选实施例和下述的优选实施例中，以应用于一高级移动电话业务(AMPS)接收滤波器的表面声波装置作为例子进行描述。
在本优选实施例中，表面声波装置1最好包括一个如图2所示的在压电衬底2上的电极结构，压电衬底2最好是由40±5°Y与X传播方向相交(40±5°Y cutX propagation)定义的LiTaO3衬底。
在图1中，第一和第二纵向耦合谐振器型表面声波滤波器3和4被构造在表面声波装置1的压电衬底2上。
在纵向耦合谐振器型表面声波滤波器3中，第一个至第三个IDT 5-7被沿着声波传播方向排列。反射极8和9被排列在设置有IDT 5-7的区域的两侧。同样，在纵向耦合谐振器型表面声波滤波器4中，第一个至第三个IDT 10-12沿着表面波传播方向排列，反射极13和14被排列在已定位的IDT 10-12的区域的两侧。
纵向耦合谐振器型表面声波滤波器3和4具有相同的构造，并以级联方式连接。
纵向耦合谐振器型表面声波滤波器3的第二个IDT 6的一端6a被连到一不平衡信号端子15。IDT 6的另一端6b被连到地电位。此外，IDT 5和7的一端被连到地电位，IDT 5和7的另一端被分别连到IDT 10和12的一端。IDT 10和12的另一端10a和12a被连到地电位。IDT 11的一端11b被连到平衡信号端子16，其另一端11a连到平衡信号端子17。这样，不平衡信号端子15和平衡信号端子对16和17分别构成一个输入端和一个输出端，或者一个输出端和一个输入端。
本优选实施例被建立，这样在平衡信号端子16和17之间不存在电中性点。
此外，IDT 5和IDT 7具有互为相反的相位，IDT 10和12在相位上也互为相反。相应地，流经与IDT 5和IDT 10相连的信号线18的信号的相位以及流经与IDT 7和12相连的信号线19的信号的相位在相位上也彼此相反。
与IDT 6相邻的IDT 5的电极指状接头5a连到地电位。与IDT 6相邻的IDT7的电极指状接头7a连到地电位。电极指状接头5a和7a具有相同的极性。
以同样方式，与第二个IDT 11相邻的IDT 10的电极指状接头10a，以及与IDT 11相邻的IDT 12的电极指状接头12a均连到地电位并具有相同的极性。
下文将描述表面声波装置1的具体设计情形的一个例子。
电极指状接头横向宽度＝49.0λI
IDT 5和10的电极指状接头数＝24
IDT 6和11的电极指状接头数＝34
IDT 7和12的电极指状接头数＝25
IDT的波长λI＝4.49λm
反射极的波长λI＝4.64λm
反射极的电极指状接头数＝120
IDT之间的间距＝0.79λI
IDT与反射极之间的间距＝λR
此外，IDT之间的间距以及IDT与反射极之间的间距分别被定义为相邻IDT的相邻电极指状接头的中心之间的间距以及与一IDT和一反射极相邻的电极指状接头的中心之间的间距。
IDT的占空系数＝0.73
反射极占空系数＝0.55
占空系数被定义为在电极指状接头的宽度方向上的电极指状接头的宽度比率，也就是，电极指状接头的宽度，与电极指状接头的宽度总和以及在表面声波传播方向上的电极指状接头之间的间距成比例。
电极指状接头的膜层厚度：0.08λI
此外，如图1所清楚地显示的，在中间的第二个IDT 6和11两端的电极指状接头的宽度6a，6b，11a，11b较宽，因此就使IDT之间的空闲表面面积较小。
图2的原理平面视图表示上述表面声波装置1的压电衬底2上的实际布局。在图2中，具有大致为矩形形状的IDT 5-7及10-12，反射极8，9，13，14被示意性地示出。此外，如图2所示，端子21-23接到地电位。在图2中，不平衡信号端子15，平衡信号端子16和17，以及端子21和23用大致为矩形形状的图形来说明，但这些部分代表电极焊盘，这些电极焊盘通过凸缘焊接(bump bonding)与一封装外壳的电极电导通。在大致为矩形的电极焊盘的中间所示的圆形表示凸起37a至37h。
此外，在这些部分设置有不平衡信号端子15和平衡信号端子17，两个电极焊盘15a，15b，17a，及17b通过导电通路24、25相连接。即，不平衡信号端子15和平衡信号端子17分别通过这两个电极焊盘与封装外壳的电极电导通。
图3是表示放置在封装外壳内的表面声波装置1的正面剖视图。封装外壳31包括底板32，侧壁33，以及覆盖物质34。具有大致为矩形的框架形状的侧壁33与底板32结合构成一外壳空间35。表面声波装置1被放置在外壳空间35内并且该外壳空间35由覆盖物质34封严。
表面声波装置1被焊接并通过凸起连到底板32以使该装置被面朝下固定，或使压电衬底的设置有电极的表面向下。也就是，包含有导电物质的模片连接部分36被设置在底板32的上表面。上述表面声波装置1的电极焊盘被焊接并通过凸起37d，37f等连到模片连接部分36。
上述模片连接部分36的平面视图见图4所示。模片连接部分36包括电极36a-36e，这些电极彼此分开。电极36a是图2中所示与不平衡信号端子15电连接的部分，电极36a通过图中用圆形表示的凸起37a和37b连到不平衡信号端子15。电极36b通过37c-37e电连接到图2中所示的端子21-23。此外，电极36c通过37f电连接到平衡信号端子16。电极36d通过凸起37g和37h连到平衡信号端子17。
微带线36e连到电极36c。也就是，微带线36e被串联地连到平衡信号端子16。
微带线36e在AMPS接收滤波器通频带的频带内起到电抗元件的作用。在本优选实施例中，上述微带线36e被建立以便增加一约为0.8nH的电抗元件给平衡信号端子16。微带线36e也起延迟线的作用。
上述电极36a-36d以及微带线36e与外部端子电连接，如图5所示。图5是表示设置在封装外壳31的底板32的下表面上的外部端子的原理平面视图。此外，在图5中还示出通过底板32透视的外部端子38a-38f。外部端子38a与电极36a电连接，外部端子38d和38f分别与微带线36e和连至平衡信号端子的电极36d电连接。连到地电位的外部端子38b，38c和38e与上述电极36b电连接。
电极36a，36b和36d以及微带线36e通过在底板32形成穿过底板32的过孔电极，或形成通过侧表面而与上表面和下表面上的电极连接的导电膜层而能与外部端子38a-38f电连接。
本优选实施例的表面声波装置的特征在于上述微带线36e是串联接到一平衡信号端子16。
根据本优选实施例的表面声波装置的幅度平衡-频率特性以及相位平衡-频率特性分别由图6和7中的实线表示。为了对比，除了未设置微带线外用与上述装置相同的方法所建立的表面声波装置的幅度平衡-频率特性以及相位平衡-频率特性(称为常规例子)在图6和7中用虚线来表示。
此外，上述常规例子中封装外壳底板的上表面上设置的电极的形状在图8示出。如图8所清楚显示的，连到平衡信号端子的电极36c的形状与图4所示的电极36c的形状不同，并且未接微带线36e。此电极36c连到外部端子38e。此外，由于未设置微带线，连到地电位的电极36b的形状与图4中中的形状不同。此电极36b连到外部端子38b，38c和38d。此外，电极36a连到外部端子38a。
AMPS接收滤波器中通频带的频率范围为869MHz左右至894MHz左右。从图6可清楚地看到，在此范围内常规例子中的最大幅度平衡约为0.9dB，而本优选实施例中约为0.75dB，因此幅度平衡被改善了0.15dB。此外，从图7可清楚地看到，常规例子中的最大相位平衡为8度，而本优选实施例中约为3度，因此相位平衡被改善了大约5度。
用这种方法能改进平衡的原因在于在封装外壳31内设置了作为电抗元件和延迟线的微带线36e并且电抗元件和延迟线被加到平衡信号端子16，平衡信号端子16和17之间频率特性的差异被校正。电抗元件主要改进了幅度平衡，延迟线则改进了相位平衡。需指出，只要幅度平衡或相位平衡被改进，就达到了本发明的效果。因此，最好至少一个电抗元件或一条延迟线被加到一个平衡信号端子上。
也就是，尽管第一和第二平衡信号端子16和17之间存在的频率特性差异与表面声波单元的结构，封装外壳31内电极的布局，以及设计参数有关，但是如上所述，能通过将一个电抗元件或一条延迟线加到平衡信号端子之一上来改善平衡。换言之，通过将电抗元件或延迟线加到信号端子以补偿第一和第二平衡信号端子之间的频率特性差异，而使平衡被改善。
因此，根据本优选实施例，通过在具有平衡-不平衡转换功能的表面声波装置的两个平衡信号端子之一上添加设置在封装外壳内的微波传输带线的一个电抗元件或一条延迟线，与常规例子相比，平衡能被有效地改进。
尽管本优选实施例被构造以使平衡信号端子16和17之间没有电中性点，但在具有一电中性点的表面声波装置中也能达到同样的效果。这将结合图9来描述。
图9示出作为一修改例子的表面声波装置，提供了一个使用第一至第四纵向耦合谐振器型表面声波滤波器41-44并具有平衡-不平衡转换功能的表面声波装置。纵向耦合谐振器型表面声波滤波器41-44分别包括具有沿着表面声波的传播方向而设置的第一至第三IDT的三-IDT型的纵向耦合谐振器型表面声波滤波器。纵向耦合谐振器型表面声波滤波器41和43的中间第二个IDT 41b和43b的一端共同连到不平衡信号端子45。IDT 41b和43b的另一端连到地电位。此外，纵向耦合谐振器型表面声波滤波器41的第一和第三IDT 41a和41c中的每一个的一端连到地电位，它们的另一端分别连到纵向耦合谐振器型表面声波滤波器42的第一和第三IDT 42a和42c的一端。IDT 42a和42c的另一端连到地电位。IDT 42b的一端连到地电位，其另一端电连接到平衡信号端子46。
以同样方法，IDT 43a和43c的一端连到地电位，另一端分别连到纵向耦合谐振器型表面声波滤波器44的第一和第三IDT 44a和44c的一端。IDT 44a和44c的的另一端连到地电位。IDT 44的中间第二个IDT 44b的一端连到地电位，其另一端电连接到平衡信号端子47。
这里，中间第二个IDT 42b与44b的相位在纵向耦合谐振器型表面声波滤波器42和44之间被反相。同样在图9所示的表面声波装置40中，通过根据频率特性差异在平衡信号端子46或平衡信号端子47上添加一个电抗元件或一延迟线来使平衡被改善。
以同样方法，在图10所示的表面声波装置50中，其纵向耦合谐振器型表面声波滤波器51和52的两端是级联连接的，通过在平衡信号端子54和55上添加一个电抗元件或一延迟线来使平衡被改善。此外在表面声波装置50中，不平衡信号端子53连到纵向耦合谐振器型表面声波滤波器51的第二个IDT 51b的一端。此外，纵向耦合谐振器型表面声波滤波器52的中间IDT 52b中的一梳状电极被分开，并且平衡信号端子54和55被连接到一对被分开的部分。然后，IDT 51a和51c电连接到IDT 52a和52c以执行平衡-不平衡转换功能。
图11和12是用于描述具有平衡-不平衡转换功能的表面声波装置的其它修改例子，用来表示本发明的各种优选实施例。
在图11所示的表面声波装置60中，纵向耦合谐振器型表面声波滤波器61最好包括第一至第三IDT 61a-61c并且第一至第三IDT 61a-61c的一端通过一表面声波谐振器62连到一不平衡信号端子63。中间第二个IDT 61的一端连到平衡信号端子64，另一端连到另一个平衡信号端子65。这里，通过在平衡信号端子64和65之一上添加一个电抗元件或一延迟线来使平衡被改善。
此外，图11中，表面声波谐振器62被串联接到纵向耦合谐振器型表面声波滤波器61，但表面声波谐振器也能并联连接。另一方面，本发明的其它优选实施例能适用于表面声波谐振器同时被串联和并联连接的结构。
此外，本发明并不局限于具有平衡-不平衡转换功能的表面声波装置，如图12所示，本发明能适用于输入端和输出端都具有一对平衡信号端子的表面声波装置，可用与上述优选实施例相同的方法改善平衡。在图12所示的表面声波装置70中，第一至第三IDT 70a-70c沿着表面波的传播方向设置。在设置有IDT70a-70c的区域的两侧，设置反射极70d和70e。
第一和第三IDT 70a和70c的一端连到平衡信号端子72，另一端连到平衡信号端子73。第二个IDT 70b的一端连到平衡信号端子74，另一端连到平衡信号端子75。所有输入和输出端包含第一和第二平衡信号端子。在此情形下，同样能通过在输入端和/或输出端上的一对平衡信号端子中的一个端子上添加一个电抗元件或一延迟线来使平衡被改善。
此外，上述优选实施例以及本发明的各种优选实施例所适用的表面声波装置已经被描述，需要强调的是在该结构中，采用了一纵向耦合谐振器型表面声波滤波器并且一平衡信号被输入或输出，但本发明同样适用于这样的结构，其中采用一横向耦合谐振器型表面声波滤波器并且一平衡信号被输出或输入。
此外，在上述选实施例中微带线最好设置在封装外壳31上，但该微带线也可设置在压电衬底上。
此外，在上述优选实施例中微带线最好设置在封装外壳31的模片连接部分36上，但形成微带线的方式并不局限于本发明中的方式。例如，微带线36i可设置在封装外壳31的底板32和侧壁33之间，如图13所示，在底板32的下表面上已形成衬底层32a后，微带线36j也可设置在衬底层32a和底板32的下表面之间，如图14所示。在此情形下，微带线36a可通过底32上所设的过孔电极32b与模片连接部分36电连接。
如图13和14所清楚显示的，用于添加电抗元件或延迟线的微带线在封装外壳侧所在的位置不受特别限制。
此外，纵向耦合谐振器型表面声波滤波器3和纵向耦合谐振器型表面声波滤波器4在第一优选实施例中具有相同的结构，但如果需要的话，设计参数，例如电极指状接头的横向宽度，以及其它元件，在滤波器之间可以互不相同。
此外，最好将40±5°Y与X传播方向相交的LiTaO3衬底作为压电衬底2，但压电衬底并不局限于本发明中所用的衬底，例如，可使用一适当的压电衬底例如64°-72°Y与X传播方向相交(64°to 72°Y cut X propagation)的LiTaO3衬底，41°Y与X传播方向相交的LiTaO3衬底，或其它合适的衬底。
图15是描述根据本发明另一个优选实施例的表面声波装置的平面原理视图。
在第一个优选实施例的纵向耦合谐振器型表面声波滤波器中，压电衬底2上的各电极最好与封装外壳的电极电连接，但在本发明中，封装外壳的电极也可通过焊线与表面声波单元电连接。在图15所示的优选实施例中，表面声波滤波器单元通过焊线与封装外壳的电极电连接。
在图15中，表面声波装置1的电极最好以与第一个优选实施例几乎相同的方式构成。因此，对相同的部分使用相同的标号说明，并省略相应的描述。
在第二个优选实施例中，封装外壳81包含一位于中间的外壳空间82。通过用一种绝缘粘合剂(未示出)来将压电衬底2固定在此外壳空间82内。梯级部分地区81a和81b被设置在外壳空间82的两侧。梯级部分81a和81b的高度比表面声波装置1所在的部分高些。此外，虽然未示出，但使用了覆盖物质1以填充梯级部分81a和81b之间的部分，并封闭外壳空间82。
在梯级部分81a和81b上，设置有电极83a-83f。电极83a-83f起外部端子的作用，将表面声波装置与外部电连接。
此外，与压电衬底2上的IDT相连的焊盘位置与图2中所示的电极焊盘稍有不同。但这样的电极焊盘位置利于用焊线进行的连接。
封装外壳81上设置的电极83b通过焊线84b与平衡信号端子15电连接。此外，电极83d和83f分别通过焊线84e和84f与平衡信号端子15和17电连接。电极83a，83c以及83e连到地电位，电极焊盘85通过焊线84a连到电极83a。电极焊盘85连到IDT 5和7的一端。电极83c通过焊线84c电连接到电极焊盘86。电极焊盘86与IDT 6电连接。
电极83c通过焊线84d电连接到电极焊盘87。电极焊盘87电连接到IDT 10和12。
在本优选实施例中，焊线84e和84f的长度最好互不相同。即，焊线84e比焊线84f长，这样，平衡信号端子16就具有比另一个平衡信号端子17大的电抗元件，通过补偿平衡信号端子16和17之间的频率差异，平衡被改善。
特别是，在本优选实施例中，焊线84e具有添加大约1.0mH的电抗元件的一个长度，焊线84f具有添加大约0.5mH的电抗元件和延迟线的一个长度。因此，添加到平衡信号端子16侧的电抗元件和延迟线比加到平衡信号端子17侧的大，并且焊线所起的作用与第一个优选实施例中的微带线相同。
本优选实施例中表面声波装置的幅度平衡-频率特性和相位平衡-频率特性用图16和17中的实线表示。
为了对比，在图18中示出了一个表面声波装置90。其中，焊线91a和91b的长度相同。也就是，连到平衡信号端子16和17的焊线长度相同。其它部分用与本发明第二个优选实施例相同的方法构造。图18所示用于对比的表面声波装置的幅度平衡-频率特性和相位平衡-频率特性用图16和17中的虚线表示。
如图16所清楚显示的，在869MHz-894MHz的AMPS接收滤波器通频带频率范围内，常规例子中的最大幅度平衡为0.9dB，而在第二个优选实施例中为0.7dB，幅度平衡被改善了0.2dB。此外，如图17所清楚显示的，最大相位平衡为8度，而在第二个优选实施例中为5度，可知在本发明的这一优选实施例中相位平衡被改善了约3度。
也就是，由于如上所述的连到平衡信号端子16和17的焊线长度互不相同，就使得在平衡信号端子16上设置了一个较大的电抗元件和延迟线，平衡信号端子16和17之间的频率特性差异被校正，结果，平衡被改善了。
此外，在第二个优选实施例中，一个较大的电抗元件和延迟线被加到平衡信号端子16上，但当平衡信号端子16和17之间的频率特性差异被反向(rverse)时，一个较大的电抗元件和延迟线可被加到平衡信号端子17上。
此外，尽管如上所述第一和第二优选实施例中添加了电抗元件和延迟线，但可用加延迟线来代替加电抗元件和延迟线以获得相同的效果。
图19是表示根据本发明第三个优选实施例的表面声波装置的电极的平面原理视图。
根据第三个优选实施例的表面声波装置201除了电容器202接在平衡信号端子16和17之间作为外部元件外，与图1所示的表面声波装置1的结构相同。电容器的静态电容最好约为1pF。
图20和21分别用实线显示了频率特性与幅度平衡之间的关系以及频率特性与相位平衡之间的关系。图20和21还分别用点划线显示了除了不含电容器202外其它构造完全相同的表面声波装置的这些特性。
图20清楚地显示出，当作为对比的表面声波装置中用于AMPS接收器的滤波器的通频带频率内的最大幅度平衡为0.9dB时，根据本优选实施例的该装置给予0.5dB。因此，本发明的这一优选实施例使幅度平衡改善了约0.4dB。
从图21同样清楚地显示出，当不含外部电容器202的表面声波装置的最大相位平衡为8°时，根据这一优选实施例的最大相位平衡为8°。因此，相位平衡被改善了约1°。
根据第三个优选实施例的这些平衡的改善是由通过在平衡信号端子16和17之间增加电容元件从而使平衡信号端子16和17之间频率特性上的偏差被调整而引起的。
如上所解释的，通过在平衡信号端子之间增加电容元件来使通频带内的平衡被改善。当然，这有可能使通频带内的电压驻波比(VSWR)降低，根据所加电容器电容量的变化测得的幅度平衡及偏移平衡如图22-24所示。
如图24所清楚显示的，随着电容器的电容量的增加，VSWR降低。图23显示在电容量为1pF至2pF内相位平衡逐渐变小，而在电容量大于3pF处增长。由于这些原因，因此电容器的电容量最好约为2pF或更少。
尽管在第三个优选实施例中，用于增加平衡信号端子对之间的电容量的电容器被设置在表面声波装置的封装外壳外，但通过添加位于表面声波装置封装外壳内的平衡信号端子16和17之间的电容元件就能达到同样的效果。例如，为了添加平衡信号端子16和17之间的电容元件，电极36c和36d之间的地电极线可在图8所示的结构中移动，以及如图25所示，电极36c和36d可设置为彼此相邻。
作为选择，如图26所示，电容元件203和204经地电位接在平衡信号端子对之间，并能获得相同的效果。特别是，如图27所示，在封装外壳内设置一个地电极205以使之位于平衡信号端子下。在此方式中，平衡信号端子16和17之间的电容元件增加，因此能改善表面声波装置的平衡。
图28和29是用于描述含有根据本发明优选实施例的表面声波装置的通信装置160的方框图。
图28中，双工器162连到天线161。表面声波滤波器164和放大器165被接在双工器162与接收侧混频器163之间。此外，放大器167和表面声波滤波器168被被接在双工器162与发送侧混频器166之间。这样，当放大器165处理平衡信号时，根据本发明其它优选实施例构造的表面声波装置可被适当地用作上述的表面声波滤波器164。
此外，如图29所示，同样当用在接收侧的放大器165A处理不平衡信号时，根据本发明优选实施例构造的表面声波装置可被适当地用作上述的表面声波滤波器164A。
本发明的优选实施例已被公开，各种用于执行在此所公开的原理的方式试图包括在下列权利要求的范围内。因此，可以理解本发明范围包含于权利要求所述之中。

Claims (16)

1.一种表面声波装置，包括：
压电衬底；
至少一个设置在压电衬底上的叉指换能器；
连到叉指换能器的一个输入端和一个输出端，输入端和输出端中的至少一个包括一对平衡信号端子；以及
连到平衡信号端子对之一上的至少一条延迟线和一个电抗元件，
所述平衡信号端子的输出信号是信号相位差180度的反相信号。
2.一种表面声波装置，包括：
压电衬底；
至少一个设置在压电衬底上的叉指换能器；
连到叉指换能器的一个输入端和一个输出端，输入端和输出端中的至少一个包括一对平衡信号端子；以及
多条延迟线或多个电抗元件中的至少一种，它们分别连到平衡信号端子对上，并且彼此互不相同，
所述平衡信号端子的输出信号是信号相位差180度的反相信号。
3.一种表面声波装置，包括：
压电衬底；
至少一个设置在压电衬底上的叉指换能器；
连到叉指换能器的一个输入端和一个输出端，输入端和输出端中的至少一个包括一对平衡信号端子；以及
接在平衡信号端子对之间的一个电容元件，
所述平衡信号端子的输出信号是信号相位差180度的反相信号。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的表面声波装置，其中所述表面声波装置是一纵向耦合谐振器型表面声波滤波器，其中至少三个叉指换能器被沿着表面声波的传播方向放置。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的表面声波装置，其中所述表面声波装置包括多个纵向耦合谐振器型表面声波滤波器。
6.根据权利要求1或2所述的表面声波装置，其中在第一和第二平衡信号端子之间没有电中性点。
7.根据权利要求1或2所述的表面声波装置，还包括一封装外壳和设置在封装外壳和压电衬底之一上的一微带线，其中微带线构成延迟线和电抗元件中的至少一个。
8.根据权利要求1或2所述的表面声波装置，还包括设置在压电衬底上并放在封装外壳内的多个叉指换能器以使其上设置有叉指换能器的压电衬底的表面朝下。
9.根据权利要求1或2所述的表面声波装置，还包括其上设置有电极的封装外壳，其中封装外壳的电极经焊线电连接到具有第一和第二平衡信号端子的输入和输出端中的至少一个上，并且其中所述的焊线构成延迟线和电抗元件中的至少一个。
10.根据权利要求3所述的表面声波装置，其中在平衡信号端子对之间没有电中性点。
11.根据权利要求3所述的表面声波装置，还包括一封装外壳和设置在封装外壳和压电衬底之一上的一微带线，其中微带线构成电抗元件。
12.根据权利要求3所述的表面声波装置，还包括设置在压电衬底上并放在封装外壳内的多个叉指换能器以使其上设置有叉指换能器的压电衬底的表面朝下。
13.根据权利要求3所述的表面声波装置，还包括其上设置有电极的封装外壳，其中封装外壳的电极经焊线电连接到具有第一和第二平衡信号端子的输入和输出端中的至少一个上，并且其中所述的焊线构成电抗元件。
14.一种通信装置，包含一种表面声波装置，其特征在于，所述表面声波装置包括：
压电衬底；
至少一个设置在压电衬底上的叉指换能器；
连到叉指换能器的一个输入端和一个输出端，输入端和输出端中的至少一个包括一对平衡信号端子；以及
连到平衡信号端子对之一上的至少一条延迟线和一个电抗元件，
所述平衡信号端子的输出信号是信号相位差180度的反相信号。
15.一种通信装置，包含一种表面声波装置，其特征在于，所述表面声波装置包括：
压电衬底；
至少一个设置在压电衬底上的叉指换能器；
连到叉指换能器的一个输入端和一个输出端，输入端和输出端中的至少一个包括一对平衡信号端子；以及
多条延迟线或多个电抗元件中的至少一种，它们分别连到平衡信号端子对上，并且彼此互不相同，
所述平衡信号端子的输出信号是信号相位差180度的反相信号。
16.一种通信装置，包含一种表面声波装置，其特征在于，所述表面声波装置包括：
压电衬底；
至少一个设置在压电衬底上的叉指换能器；
连到叉指换能器的一个输入端和一个输出端，输入端和输出端中的至少一个包括一对平衡信号端子；以及
接在平衡信号端子对之间的一个电容元件，
所述平衡信号端子的输出信号是信号相位差180度的反相信号。
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