CN1251407C - 弹性表面波滤波器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种弹性表面波滤波器，不会招致通带内的滤波器特性的恶化，能够改善VSWR特性。弹性表面波滤波器200在压电基板A上，构成了在IDT彼此邻接的部分上设置了窄间距电极指部的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202；在弹性表面波滤波器单元201、202和输入信号端子213之间，分别串联连接有第1弹性表面波谐振器221、222，在弹性表面波滤波器单元201、202和输出信号端子214、215之间，分别串联连接有第2弹性表面波谐振器223、224。弹性表面波谐振器221～224的谐振点，位于弹性表面波滤波器单元201、202的通带内，反谐振点位于通带高频端的通带附近。

Description

弹性表面波滤波器
[发明所属技术领域]
本发明涉及弹性表面波滤波器，更详细地说，涉及具有在弹性表面波滤波器单元上串联连接弹性表面波谐振器这种结构的弹性表面波滤波器。
现有技术
弹性表面波滤波器被广泛用作便携电话机的RF段带域滤波器。
在特开平7-30367号公报中，公开了这种弹性表面波滤波器的一个例子。图41显示了在这种已有技术中记载的弹性表面波滤波器的电极构成。
在弹性表面波滤波器2001中，在3 IDT型的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元2002上，串联连接有弹性表面波谐振器2003。在这里是这样设定的，使得弹性表面波谐振器2003的反谐振频率位于比纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器2002的通带还要高的高频端，且谐振频率位于通带内。由于弹性表面波谐振器2003的反谐振频率位于比纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器2002的通带还要高的高频端，因此，非常靠近通带高频端的区域中衰减量变大，且由于谐振频率位于通带内，因此，通带内的传输特性没有产生大的恶化。
[发明所要解决的问题]
但是，在将弹性表面波滤波器2001作为DCS用滤波器这种通带宽度宽的带通滤波器的情况下，尤其会存在有关通带内的高频端的VSWR特性不好的问题。这是由于：因为滤波器的频率高，压电基板和组件内产生的寄生电容的影响变大，在希望得到宽带滤波器特性的情况下，阻抗变为电容性。
这种倾向，在通带的高频段特别明显。即，尽管为了实现宽带化而使用3重模式的滤波器，但是，在希望宽带化的情况下，3种谐振模式频率间隔必然变宽。另一方面，为了实现通带内的平衡良好的阻抗匹配，对3种谐振模式中的、中央的谐振模式附近实现阻抗匹配。由此，低频端和高频端的其它2种谐振模式偏离开匹配条件。这种情况，尤其在高频用途中，因为频率高的一端的谐振模式的电容的影响变大，所以阻抗在低频端的谐振模式中变为电感性、在高频段的谐振模式中变为电容性。由此，由于高频端的谐振模式与其它两种模式相比，更容易变为电容性，因此，容易使上述问题更加显著。
本发明的目的在于消除上述已有技术的缺陷，在对于在弹性表面波滤波器单元上串联连接弹性表面波谐振器的弹性表面波滤波器实现宽带化的情况下，也能提供VSWR特性良好的弹性表面波滤波器。
[用于解决问题的方法]
本申请第一发明的弹性表面波滤波器，具有：弹性表面波滤波器单元，具有压电基板、以及在所述压电基板上沿着弹性表面波的传播方向配置的至少2个IDT，对于所述IDT彼此邻接的部分而言，具有从IDT的端部开始，一部分电极指的间距比该IDT的其它部分的电极指的部分间距还要窄的窄间距电极指部；至少一个弹性表面波谐振器，串联连接在所述弹性表面波滤波器单元和输入信号端子或输出信号端子之间；所述弹性表面波滤波器单元是纵耦合谐振器型3重模式弹性表面波滤波器单元，且3个谐振模式中位于最高频率端的谐振模式的阻抗为电容性；所述弹性表面波谐振器的谐振点，位于所述弹性表面波滤波器单元的通带内，所述弹性表面波谐振器的反谐振点位于通带高频端的通带附近；所述弹性表面波谐振器是这样构成的，使得位于所述最高频率端的谐振模式的阻抗接近阻抗匹配点。
在第1发明的特定局面中，在所述弹性表面波滤波器单元的IDT彼此中对于IDT彼此相邻部分，对IDT的至少一部分进行加权。通过加权，能够改善通带外特性。另外，在具有平衡-不平衡转换功能的结构中，能够对不平衡信号端子和一方的平衡信号端子间的电路，补偿从不平衡信号端子和另一个平衡信号端子间的电路输出的信号振幅的偏差、以及与相位差距180°的偏差。
依据第1发明的另一个特定局面，所述弹性表面波滤波器单元具有奇数个IDT，所述输入信号端子、输出信号端子中，连接较IDT的一方的信号端子与弹性表面波滤波器单元之间，至少连接有一个上述弹性表面波谐振器。由此，VSWR特性得到进一步改善。
在第1发明的另一个特定局面中，作为所述弹性表面波谐振器，具有串联连接在所述弹性表面波滤波器单元和输入信号端子之间的至少一个弹性表面波谐振器、以及串联连接在所述弹性表面波滤波器单元和输出信号之间的至少一个弹性表面波谐振器，由此，能够进一步改善VSWR特性。
本申请第2发明的弹性表面波滤波器，具有：弹性表面波滤波器单元，具有：压电基板、在压电基板上形成的且沿着弹性表面波的传播方向上配置的至少2个IDT、以及配置在邻接的IDT之间且具有与所述IDT的电极间距不同的多条电极指的反射器；和串联连接在所述弹性表面波滤波器单元和输入信号端子或输出信号端子之间的至少一个弹性表面波谐振器；所述弹性表面波滤波器单元是纵耦合谐振器型3重模式弹性表面波滤波器单元，且3种谐振模式中位于最高频率端的谐振模式的阻抗为电容性；弹性表面波谐振器的谐振点，位于所述弹性表面波滤波器单元的通带内，所述弹性表面波谐振器的反谐振点位于通带高频端的通带附近；所述弹性表面波谐振器如此构成，使得位于所述最高频率端的谐振模式的阻抗的接近阻抗匹配点。
在第2发明的某个特定局面中，所述弹性表面波滤波器单元具有奇数个IDT，所述输入信号端子、输出信号端子中，连接有较多IDT的一方的信号端子与弹性表面波滤波器单元之间，至少连接有一个上述弹性表面波谐振器。由此，VSWR特性得到进一步改善。
在第2发明的另一个特定局面中，作为所述弹性表面波谐振器，具有串联连接在所述弹性表面波滤波器单元和输入信号端子之间的至少一个弹性表面波谐振器、以及串联连接在所述弹性表面波滤波器单元和输出信号之间的至少一个弹性表面波谐振器。由此，能够进一步改善VSWR特性。
在第1、第2发明(以下统称为本发明)的另一个特定局面中，在输入信号端子以及/或者输出信号端子与弹性表面波滤波器单元之间，串联连接有多个所述弹性表面波谐振器。
在本发明的弹性表面波滤波器的另一个特定局面中，所述输入端子以及/或输出信号端子是一对平衡信号端子。
在本发明的弹性表面波滤波器的另一个特定局面中，提供了具有平衡-不平衡转换功能的弹性表面波滤波器。所述输入或输出信号端子是平衡信号端子、所述输出或输入信号端子是不平衡信号端子。
在本发明的弹性表面波滤波器的另一个特定局面中，所述弹性表面波滤波器单元，具有输出信号的相位相对输入信号约有180°差异的第1、第2弹性表面波滤波器单元，设共同连接第1、第2弹性表面波滤波器单元一方的端子作为不平衡信号端子，共同连接第1、第2弹性表面波滤波器单元另一方的端子作为平衡信号端子。
在本发明的弹性表面波滤波器的另一个特定局面中，所述弹性表面波滤波器单元由一个弹性表面波滤波器单元构成，该弹性表面波滤波器单元一方的端子是一对平衡信号端子，另一方的端子是不平衡信号端子。
在本发明的弹性表面波滤波器的另一个特定局面中，所述弹性表面波滤波器单元的至少一个IDT，具有在电极指交叉宽度方向或弹性表面波传输方向上被分隔为2块而构成的第1、第2 IDT部。
在本发明的弹性表面波滤波器的另一个特定局面中，所述弹性表面波谐振器以及所述弹性表面波滤波器单元，是在同一压电基板上构成的，因此，能够以单片部件构成本发明的弹性表面波滤波器。
在本发明的弹性表面波滤波器的又一个特定局面中，还具有外壳基板，在所述外壳基板上装载所述弹性表面波滤波器，使构成所述压电基板的弹性表面波滤波器单元以及弹性表面波谐振器一侧的面成为外壳基板侧，因此，本发明可以提供利用倒装晶片工艺将弹性表面波滤波器元件装载在外壳基板上的弹性表面波滤波器装置。
本发明的通信设备的特征在于，是利用根据本发明构成的弹性表面波滤波器而构成的。即，本发明的通信设备，根据本发明，是宽带的、且具备VSWR特性良好的弹性表面波滤波器来作为带通滤波器。
[附图的简要说明]
图1是显示第1实施例的弹性表面波滤波器的电极结构模式的平面图。
图2是显示第1实施例和比较例的弹性表面波滤波器的传输特性的图。
图3图示了第1实施例和比较例的弹性表面波滤波器输入侧的VSWR特性。
图4图示了第1实施例和比较例的弹性表面波滤波器输出侧的VSWR特性。
图5用史密斯圆图显示了图1所示的弹性表面波滤波器的S11反射特性。
图6用史密斯圆图显示了图1所示的弹性表面波滤波器的S22反射特性。
图7(a)和(b)是显示用于说明所表示的多个谐振模式与频率关系的第1实施例的弹性表面波滤波器的传输特性的图，以及用于说明各谐振模式的图。
图8是显示从第1实施例的弹性表面波滤波器中省去弹性表面波谐振器的结构的模式平面图。
图9用史密斯圆图显示了图8所示的弹性表面波滤波器的S11反射特性。
图10用史密斯圆图显示了图8所示的弹性表面波滤波器的S22反射特性。
图11图示了比较例的弹性表面波滤波器输入侧的反射特性S11。
图12用史密斯圆图显示了比较例的弹性表面波滤波器输出侧的S22反射特性。
图13显示了从第1实施例的弹性表面波滤波器中除去2个弹性表面波谐振器的弹性表面波滤波器的电极结构的模式平面图。
图14用史密斯圆图显示了图13所示的弹性表面波滤波器的S11反射特性。
图15用史密斯圆图显示了图13所示的弹性表面波滤波器的S22反射特性。
图16显示了没有设置窄间距电极指部，而利用3种谐振模式构成的弹性表面波滤波器的电极结构的模式平面图。
图17图示了用于说明没有设置窄间距电极指部，而将IDT彼此邻接部分的间距Y设定为0.30λI的弹性表面波滤波器的谐振模式的衰减量-频率特性。
图18是显示第1实施例的变形例的弹性表面波滤波器的电极结构的模式平面图。
图19是显示第1实施例的变形例的弹性表面波滤波器的电极结构的模式平面图。
图20是显示第1实施例的变形例的弹性表面波滤波器的电极结构的模式平面图。
图21是显示第1实施例的变形例的弹性表面波滤波器的电极结构的模式平面图。
图22是显示第1实施例的变形例的弹性表面波滤波器的电极结构的模式平面图。
图23是简要地显示将实施例的弹性表面波滤波器容纳于封装内的结构的剖面图。
图24是显示第2实施例的弹性表面波滤波器的电极结构的模式平面图。
图25是显示第2实施例的弹性表面波滤波器的传输特性的图。
图26图示了第2实施例的弹性表面波滤波器输入侧的VSWR特性。
图27图示了第2实施例的弹性表面波滤波器输出侧的VSWR特性。
图28用史密斯圆图图示了第2实施例的弹性表面波滤波器输入侧的S11反射特性。
图29用史密斯圆图图示了第2实施例的弹性表面波滤波器输出侧的S22反射特性。
图30显示了第2实施例的弹性表面波滤波器的变形例的模式平面图。
图31显示了第2实施例的弹性表面波滤波器的另一个变形例的弹性表面波滤波器的模式平面图。
图32显示了第2实施例的弹性表面波滤波器的另一个变形例的弹性表面波滤波器的模式平面图。
图33显示了第2实施例的弹性表面波滤波器的另一个变形例的弹性表面波滤波器的模式平面图。
图34显示了第2实施例的弹性表面波滤波器的另一个变形例的弹性表面波滤波器的模式平面图。
图35显示了第2实施例的弹性表面波滤波器的另一个变形例的弹性表面波滤波器的模式平面图。
图36显示了第2实施例的弹性表面波滤波器的另一个变形例的弹性表面波滤波器的模式平面图。
图37是显示第3实施例的弹性表面波滤波器的电极结构的模式平面图。
图38是显示本发明第3实施例的变形例的弹性表面波滤波器的电极结构的模式平面图。
图39是显示本发明第4实施例的弹性表面波滤波器的电极结构的模式平面图。
图40是显示本发明又一个变形例的弹性表面波滤波器的电极结构的模式平面图。
图41是显示已有的弹性表面波装置的电极结构的模式平面图。
[发明的实施例]
以下，通过说明本发明的具体实施例而使本发明更加分明。
图1是本发明第1实施例的弹性表面波滤波器的模式平面图。本实施例是应用于具有DCS接收用的平衡-不平衡转换功能的弹性表面波滤波器的一个例子。在本实施例中，设不平衡信号端子侧的阻抗为50Ω，平衡信号端子侧的阻抗为150Ω。
在由40±5°Y切割X传输LiTaO3基板构成的压电基板X(仅仅大致显示其轮廓)上，形成了由Al组成的图示的电极结构。
纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201，具有沿表面波传输方向配置的3个IDT 203～205。在设置了IDT 203～205的区域的表面波传输方向的两侧，配置了反射器206、207。
如图1所示，在IDT 203、204邻接的部分以及IDT 204、205邻接的部分中，从IDT的端部开始的多条电极指的间距，比各IDT 203～205的剩余部分的电极指间距还要窄。即，构成了由图1的箭头S所代表的窄间距电极指部。通过在IDT203～205上设置窄间距电极指部，实现了通带内的插入损耗的降低。
对于纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元202，也与纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201相同，具有3个IDT 208～210以及反射器211、212。另外，对于耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元202，在IDT 208、209邻接的部分以及IDT 209、210邻接的部分，也形成了由箭头S所表示的窄间距的电极指部。
纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元202的IDT 208、210，相对于纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201的IDT 203、205被翻转。即，纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元202的输出信号对其输入信号的相位，相对于纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201的输出信号的相位翻转约180°。
在图1中，输入端子是不平衡信号端子213，输出端子是一对平衡信号端子214、215。平衡信号端子214、215之间连接有电感元件216。在本实施例中，设置了一个18nH的电感元件作为电感元件216。
弹性表面波谐振器221串联连接在纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201和平衡信号端子214之间，同样，弹性表面波谐振器222串联连接在纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元202和平衡信号端子215之间。
更具体而言，在本实施例中，在纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201中，IDT 203、205连接在上述弹性表面波谐振器221上。同样，在第2纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元202中，IDT 208、210连接在上述弹性表面波谐振器222上。
在弹性表面波谐振器221中，在1个IDT 223的表面波传输方向两侧，形成了反射器224、225。即，弹性表面波谐振器221是具有反射器的一个筒(pot)型弹性表面波谐振器。弹性表面波谐振器222也是这样构成的。
作为弹性表面波谐振器221、222，也可以使用没有反射器的弹性表面波谐振器。
在图1中，为了使图面简洁，所图示的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202以及弹性表面波谐振器221、222的电极指要比实际数目少。
在实施例中，将弹性表面波谐振器221、222设计为相同。另外，对弹性表面波谐振器221、222的谐振频率进行设定，使其位于纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202的通带内，使反谐振频率位于通带高频端附近。因此，正如可从后述实施例中看到的那样，通过使用弹性表面波谐振器221、222，纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器201、202的谐振模式中位于最高频率端的谐振模式的阻抗，无论对输入端子和输出端子的任何一个都靠近阻抗匹配点，实现了VSWR特性的改善。可基于具体实施例来说明这一点。
说明本实施例的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201的具体设计例子。在本实施例中，假设IDT 203～205以及IDT 208～210的窄间距电极指部的电极指全都相等，并假设由该窄间距电极指部之外的电极指部所决定的表面波的波长为λI1。
交叉宽度W＝41.8λI1
IDT 203、205的电极指的条数：窄间距电极指部的电极指部的条数＝3条，剩余的电极指部的电极指的条数＝18条。
IDT 204的电极指的条数：窄间距电极指部的电极指的条数＝3条(在与IDT203、205邻接的各个场所中)，剩余的电极指部的条数＝33条。
反射器206、207的电极指的条数＝90条
IDT的占空比＝0.72
反射器206、207的占空比＝0.57
电极膜厚＝0.092λI1
纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元202，除了IDT 208、210的方向与IDT 203、205相反，且反射器的电极指的条数为60条之外，都与纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201相同。
不过，在本实施例中，为了实现平衡信号端子214、215间的平衡度的提高以及通带外衰减量的增大，纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202的设计也可以不同，在这种情况下，以满足本发明的结构为限，能够得到本发明的效果。
弹性表面波谐振器221、222的设计如下；
交叉宽度＝23.6λ
IDT的电极指的条数＝241条
反射器的电极指的条数＝30条
占空比＝0.60
电极膜厚＝0.093λ
将弹性表面波谐振器221、222设计成一样的。但是，为了实现平衡信号端子214、215间的平衡度的提高以及通带外衰减量的增大，弹性表面波谐振器221、222的设计也可以不同。这种情况下以此为限：将谐振频率设定在纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202的通带内，而使反谐振频率位于在通带高频端附近，能够得到本发明的效果。
如上所述构成的本实施例的弹性表面波滤波器200的传输特性在图2中用实线表示。另外，分别在图3中用实线显示了上述实施例的弹性表面波滤波器的输入端(不平衡信号端子213侧)的VSWR特性，在图4中用实线显示了输出端(平衡信号端子214、215侧)的VSWR特性。另外，为了比较，在图2～图4中，用虚线显示了比较例的弹性表面波滤波器的特性。
比较例的弹性表面波滤波器，是将弹性表面波谐振器221、222串联连接在纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器201、202上的弹性表面波滤波器(比较例)，使得它像已有技术那样，通带高频端的衰减量变大。比较例中由弹性表面波谐振器221、222的间距所决定的波长，比实施例的小1％。此外，其结构全都与实施例相同。
DCS接收用滤波器的通带频率范围为1805～1880MHz。在该频率范围内，如果比较实施例和比较例的弹性表面波滤波器的VSWR特性，则如从图3和图4中可以看到的那样，可以理解实施例中的VSWR特性得到改善。即，与比较例中的输入侧2.1、输出侧约1.9相比，实施例中的输入侧约1.8、输出侧约1.7。因此可以理解：就输入侧和输出侧而言，将实施例与比较例相比，VSWR分别改善了0.3以及0.2。另外，如图2所示，可知：实施例的弹性表面波滤波器的传输特性，相对于比较例的弹性表面波滤波器的传输特性，通带高频端1920～1980MHz的衰减量恶化了1dB，但是通带内的传输特性基本上没有改变。
即，可知：本实施例中，对于比较例的弹性表面波滤波器，通带内的传输特性并没有那么恶化，能够改善VSWR。
就本实施例能够得到上述效果的理由进行说明。
图5、图6分别是用史密斯圆图所表示的上述实施例的弹性表面波滤波器的输入端的反射特性S11、以及输出端的反射特性S22。可知分别存在谐振模式A～C。即，可知：实施例的弹性表面波滤波器200是纵耦合谐振器型3重模式的弹性表面波滤波器。
图7(a)图示了有关实施例的弹性表面波滤波器的在较宽频率范围上的传输特性。可知：在这种衰减量频率特性上，显现了由箭头A～C所示的各谐振模式。即，如7(b)所示，在具有3个IDT的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器中，使用0次模式(由箭头B所示的谐振模式)、2次模式(由箭头A所示的谐振模式)以及在IDT-IDT的间隔部上具有弹性表面波的强度分布峰值的模式(由箭头C所示的谐振模式)，来形成通带。
接下来，如图8所示，将制造从上述实施例的弹性表面波滤波器200中除去了弹性表面波谐振器221、222的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器。在图8所示的弹性表面波滤波器400中，仅仅使用了纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202。
在图9和图10中，分别显示了以史密斯圆图来表示弹性表面波滤波器400的输入侧的反射特性S11以及输出侧的反射特性S22的图。如果将图9和图10与图5和图6进行比较，可知不存在谐振模式C。这是由于并非不存在谐振模式C，而且由于在离阻抗匹配点很远的位置上产生了谐振模式C，所以只是在史密斯圆图上不能进行确认。
同样，在图11和图12中，分别显示了用史密斯圆图所表示的比较例的弹性表面波滤波器的输入端的反射特性S11以及输出端的反射特性S22。如果将图11和图12与图5和图6进行比较，可知：与图8所示的弹性表面波滤波器400的反射特性相同，不能确认谐振模式C。这是由于在比较例的弹性表面波滤波器中，重视了通带高频端的衰减量而构成了弹性表面波谐振器221、222，因此纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器201、202的谐振模式C不能充分靠近阻抗匹配点。即，在实施例的弹性表面波滤波器200中，由于构成了弹性表面波谐振器221、222，使得与阻抗匹配点有较大偏离的谐振模式C靠近阻抗匹配点，由此，VSWR特性得以改善。
本申请发明人根据上述图9和图10的结果，确认将弹性表面波谐振器怎样连接在纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202上都可以。图14和图15为用史密斯圆图所表示的、仅仅在如图13所示的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202的输入端上添加弹性表面波谐振器226、227的情况下的反射特性S11、S22。
从图14和图15可知：在将弹性表面波谐振器添加到输入端上的情况下，虽反射特性S22表现出谐振模式C，但由于离开了阻抗匹配点，因此在反射特性S11侧不能确认谐振模式C。因此，与上述实施例相比，不能充分改善VSWR。
即，如实施例1所示，可知：通过将弹性表面波谐振器添加到输入端子和输出端子中的、连接有更多纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202的IDT的周围，能够在VSWR特性上得到进一步的改善效果。
另外，在本发明中，纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202具有上述窄间距电极指部。因此，能够降低通带内的插入损耗，同时，能使本发明的效果进一步扩大。这些将在以下进行说明。
不设置窄间距电极指部，在使用上述谐振模式时，如图16所示，在各纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201X、202X中，需要将没有窄间距电极指部的IDT彼此邻接部分的IDT间的间隔Y设定为约(0.25+0.5n)λI～(0.30+0.5n)λI(其中，n＝0、1、2……)。这种情况下，在表面波传输通路内产生大的不连续点，通带内的插入损耗恶化。特别是，上述谐振模式C，由于在IDT邻接的部分上具有电流分布的峰值，因此，当传输通路不连续时，就受到了最大的影响。
图17的虚线，显示了用于说明除了不设置窄间距电极指部、以及将IDT彼此邻接部分的两者的间隔Y设为0.30λI之外，其他都与上述实施例相同而构成的弹性表面波滤波器的谐振模式的衰减量-频率特性。没有设置窄间距电极指部，但是，设置了与剩余的电极指部相同间距的电极指，IDT的全体电极指的条数与实施例相同。
在图17中，该比较例的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器的特性用虚线来表示，上述实施例的弹性表面波滤波器200的特性用实线来表示。
从图17中可知：在将IDT邻接部分的间隔设为0.30λI的情况下，谐振模式C的插入损耗要比上述实施例的情况大，谐振模式C的Q恶化。由此，如果谐振模式C的Q恶化，则即使谋求谐振模式C的阻抗匹配，通带的右肩即高频端的肩部变为有欠缺的特性。因此，通带内的插入损耗的偏差变大。为了避免通带内的插入损耗的偏差变大，只要加宽通带宽度即可。但是，在这种情况下，VSWR特性恶化，不能充分得到本发明的效果，即，为了得到本发明的效果，作为纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202，有必要使用使用具有窄间距电极指部的那种。
如上所述，在上述实施例的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器200中，使用在压电基板上，沿着弹性表面波的传播方向具有3个IDT 203～205、208-210，且具有窄间距电极指部的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202，且对于纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202而言，将弹性表面波谐振器221、222串联添加到输出侧，也就是连接有较多IDT的一侧。于是，将上述弹性表面波谐振器221、222的谐振频率配置在纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202的通带内，将反谐振频率配置在通带高频端附近的通带外。而且，由于使用了弹性表面波谐振器，因此，通过使位于弹性表面波滤波器200的正确的高频端的谐振模式C的阻抗靠近阻抗匹配点，使通带内的传输特性没有那么恶化，可以改善VSWR特性。
图18～图22，分别是显示这样的本发明的弹性表面波滤波器的变形例的各模式的电路图。
图18中所示的弹性表面波滤波器500，是具有不平衡信号-平衡信号转换功能的弹性表面波滤波器的变形例。这里，纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元501具有3个IDT 503～505。在两侧的IDT 503、505上，串联连接有弹性表面波谐振器521，弹性表面波谐振器521连接在不平衡信号端子511上。在中央的IDT504的两端上，连接有一对平衡信号端子512、513。
在图19所示的弹性表面波滤波器600中，使用具有3个IDT的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元601。这里，对IDT 603～605中的中央的IDT 604进行分割，以便在表面波的传输方向上，具有2个IDT部分604a、604b。通过弹性表面波谐振器621，将不平衡信号端子611连接在IDT 603、605上。在IDT 604部分604a、604b上，分别连接有一对平衡信号端子612、613。
在图20所示的变形例的弹性表面波滤波器700中，与图19所示的弹性表面波滤波器600不同，是将纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元701的中央的IDT704在电极指交叉方向上分割为2部分，而构成了IDT部分704a、704b。然后，将平衡信号端子712、713分别连接到IDT部分704a、704b。外侧的IDT 703、705被共通连接，并通过弹性表面波谐振器721连接到不平衡信号端子711上。
在图21所示的弹性表面波滤波器800中，不平衡信号端子811连接在纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器801的中央的IDT 804上。平衡信号端子812、813分别通过弹性表面波谐振器821、822，连接到两侧的IDT 803、805上。如图所示，IDT 803和IDT 805极性反转。
在图21所示的弹性表面波滤波器800中，尽管使用了3个IDT 803～805，但是也可以如图22所示的变形例的弹性表面波滤波器900那样，使用具有5个IDT903a～907a的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元901。
在得到实施例的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器被容纳于封装内的结构的情况下，能够使用各种封装结构。例如，如图23所示，能够使用由底板251、固定在底板251上面的环状侧壁252、以及闭合成环状侧壁252的上方开口而安装的平板状的缝隙(gap)部件253构成的封装。这里，在封装内的空间254内，利用倒装晶片工艺，将在上述压电基板X上形成的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器，固定在底板251的上面。即，如图23的简图所示，在底板251的上面，形成了与弹性表面波滤波器200耦合的各种电极251A，由于凸起255，弹性表面波滤波器200被固定并被电连接到底板251上。即，弹性表面波滤波器200，将形成压电基板X的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201等的面侧作为下面，固定在底板251上。
但是，在本发明的弹性表面波滤波器中，没有必要谋求利用上述的耦合而使封装和压电基板上形成的电极的电连接，也可以利用引线接合等将封装与压电基板上的电极电连接。但是，在满足利用引线接合使封装与压电基板上的电极的电连接的结构中，由于引线的电感分量而很容易使阻抗变为电感性的。对此，如图23所示，在利用倒装晶片工艺将压电基板装载在封装上的结构中，由于没有由引线而产生的电感分量，因此，阻抗容易变为电容性。为此，如图23所示，在利用倒装晶片工艺将弹性表面波滤波器200容纳于封装内的结构中，能得到更显著的本发明的效果。
在上述实施例中，尽管作为压电基板X使用了40±5°Y切割X传输LiTaO3，但也可以使用64～72°Y切割X传输LiNbO3基板、41°Y切割X传输LiNbO3基板等其它压电基板。
图24是本发明第2实施例的弹性表面波滤波器1000的模式平面图。在本实施例中，除第1实施例的结构外，将弹性表面波谐振器1023、1024分别连接到纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元1001、1002和不平衡信号端子213之间。纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元1001、1002的具体设计是：除了相对于第1实施例的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202，稍微改变了窄间距电极指部的间距之外，其它全部相同的结构。另外，弹性表面波谐振器1021～1024的设计，与弹性表面波谐振器221、222相同。
在图25中，显示了如上所述构成的本实施例的弹性表面波滤波器1000的传输特性。另外，在图26中和图17中还分别显示了上述实施例的弹性表面波滤波器输入端(不平衡信号端子213侧)的VSWR特性、以及输出端(平衡信号端子214、215侧)的VSWR特性。
可知：即便在图24所示的弹性表面波滤波器1000中，通带内的特性也没有大的恶化，从而得到比第1实施例还要好的VSWR特性。
图28、图29分别使用史密斯圆图图示了上述实施例的弹性表面波滤波器输入端的反射特性S11、以及输出端的反射特性S22。可知谐振模式C比第1实施例更靠近阻抗匹配点。由此，VSWR特性比第1实施例有了进一步的改善。但是，如本实施例那样，如果在第1实施例之外另外再增加串联连接的弹性表面波谐振器，则通带内的插入损耗会稍微有一点恶化。即，本实施例的结构就VSWR特性比通带内的插入损耗还要重要的滤波器而言，得到了比第1实施例还要大的效果。
如上所述，在上述实施例的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器1000在，在实施例1的结构外，在至少连接输入侧、纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元的IDT一侧，串联添加弹性表面波谐振器1023、1024。于是，上述弹性表面波谐振器的谐振频率被配置在纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元1001、1002的通带内，而反谐振频率被配置在通带高频端附近的通带外。又由于使用了弹性表面波谐振器1021～1024，位于弹性表面波滤波器1000的最高频端的谐振模式C的阻抗靠近阻抗匹配点，因此，得到了比第1实施例还要高的VSWR特性。
图30～图35，分别是显示了这种本实施例的弹性表面波滤波器的变形例的各模式的电路图。
图30所示的弹性表面波滤波器1100，是具有不平衡信号-平衡信号转换功能的弹性表面波滤波器的变形例。这里，纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元1101具有3个IDT 1103～1105。弹性表面波谐振器1121串联连接在两侧的IDT 1103、1105上，弹性表面波谐振器1121连接在不平衡信号端子1111上。一对平衡信号端子1112、1113通过弹性表面波谐振器1122、1123，连接在中央的IDT 1104的两端上。
在图31所示的弹性表面波滤波器1200中，使用了具有3个IDT的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元1201。这里，对IDT 1203～1205中的、中央的IDT 1204进行分割，使得沿着表面波的传播方向具有2个IDT部分1204a、1204b。不平衡信号端子1211通过弹性表面波谐振器1221，连接在IDT 1203、1205上。一对平衡信号端子1212、1213分别通过弹性表面波谐振器1222、1223，连接在IDT 1204的IDT部分1204a、1204b上。
在图32所示的变形例的弹性表面波谐振器1300中，与图31所示的弹性表面波谐振器1200不同，纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元1301的中央的IDT1304在电极指交叉宽度方向上被分隔为2部分，构成了IDT部分1304a、1304b。于是，平衡信号端子1312、1313分别通过弹性表面波谐振器1322、1323，连接在IDT部分1304a、1304b上。外侧的IDT 1303、1305被共通连接，且通过弹性表面波谐振器1321连接在不平衡信号端子1311上。
在图33所示的弹性表面波滤波器1400中，不平衡信号端子1411，通过弹性表面波谐振器1421，连接在纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元1401的中央的IDT 1404上。平衡信号端子1412、1413分别通过弹性表面波谐振器1422、1423，连接在两侧的IDT 1403、1405上。如图所示，IDT 1403和IDT 1405极性反转。
在图33所示的弹性表面波滤波器中，使用了3个IDT 1403～1405，但也可以如图34所示的弹性表面波滤波器1500那样，使用具有5个IDT 1503a～1507a的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元1501。
如图35所示，作为实施例的弹性表面波滤波器1000的变形例，也可以这样构成纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元1001、1002，使其分别具有2段纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元1001A、1001B以及纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元1002A、1002B。
另外，在上述实施例中，在输入端和输出端上，分别连接有一个弹性表面波谐振器，但是，就弹性表面波滤波器单元的输出端和输出端而言，也可以连接多个弹性表面波谐振器。
即，如图36所示，也可以将2个弹性表面波谐振器1021a、1021b以及1022a、1022b连接到弹性表面波滤波器单元1001、1002的输出端上。
图37是显示本发明的第3实施例的弹性表面波滤波器250的电极结构的模式平面图。这里，就纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元202的IDT 208以及210而言，对电极指实施了串联加权。即，对于IDT彼此邻接的部分，对部分IDT的电极指实施串联加权。在其它点上，是与第1实施例的弹性表面波滤波器200相同地构成的。
由于实施了上述加权，能够改善作为具有平衡-不平衡转换功能的弹性表面波滤波器的重要特性的振幅差以及相位差。即，为了修正纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201、202间的振幅特性的偏差以及与相位差180。的偏差，也可以实施上述那样的加权。
在对IDT彼此邻接部分实施例上述那样的加权的情况下，图7所示的谐振模式C变为高阻抗。因此，通带内的VSWR特性恐怕要恶化。但是，由于弹性表面波的传输路径不一定是不连续的，因此谐振模式的Q自身并没有恶化。因此，既便对第3实施例而言，通过使用弹性表面波谐振器221、222，使谐振模式C的阻抗靠近匹配点，也能够与第1实施例相同地改善VSWR。
另外，如图38所示，在对第2实施例中所示的弹性表面波滤波器1000实施串联加权的弹性表面波滤波器1050中，通过使用弹性表面波谐振器1021～1024，使谐振模式C的阻抗接近匹配点，也能够与第2实施例相同地改善VSWR。
在图37和图38中，尽管对于IDT彼此邻接的部分而言，在IDT 208、210以及IDT 1008、1010上实施了串联加权，但也可以使用其它加权方法。例如也可以使用抽取加权、交叉宽度加权或是占空比加权等。
图39是显示了第4实施例的弹性表面波滤波器的电极结构的模式平面图。在第4实施例的弹性表面波滤波器1600中，对于纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201X、202X而言，除了没有设置窄间距电极指部，而代之以插入与窄间距电极指部基本相同的电极指间距的反射器1601～1604之外，都与第1实施例的弹性表面波滤波器200相同而构成。
对于纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器单元201X、202X，由于通过在IDT彼此邻接的部分上插入反射器1601～1604，使图7所示的谐振模式C变为高阻抗，因此，通带内的VSWR恐怕会恶化。但是，既便在本实施例中，由于弹性表面波的传播路径自身不一定不连续，因而谐振模式的Q本身没有恶化。因此，与第1实施相同，使用弹性表面波谐振器221、222，由于谐振模式C的阻抗接近匹配点，因此能够与第1实施例相同地改善VSWR。
如图40所示，对第2实施例中所示的弹性表面波滤波器1000不设置窄间距电极指部，代之以插入与窄间距电极指基本相同的电极指间距的反射器1701～1704，既便对于采用这种结构的弹性表面波滤波器，也可以通过使用弹性表面波谐振器1021～1024，使谐振模式C的阻抗接近匹配点，从而能够与第2实施联合相同地改善VSWR。
[发明效果]
在第1发明的弹性表面波滤波器中，上述弹性表面波谐振器如此构成，具备含有窄间距电极指部的至少2个IDT的纵耦合谐振器型3重模式的弹性表面波滤波器单元、与输入信号端子或输出端子之间，串联连接了至少一个弹性表面波谐振器；该弹性表面波滤波器单元的3个谐振模式中位于最高频端的谐振模式的阻抗为电容性；上述弹性表面波谐振器的谐振点，位于滤波器的通带内，反谐振点位于通带高频端的通带附近；使得位于上述最高频率端的谐振模式的阻抗接近阻抗匹配点。因此，在将位于最高频率端的谐振模式的阻抗特意设定为电容性时，通过添加上述弹性表面波谐振器来实现阻抗匹配。换言之，通过位于成为电容性的高频端的谐振模式的频带、以及陷波器(trap)的电感性的频带(谐振点和反谐振点间的频带)上，已经成为电容性的谐振模式靠近电感性。即，如上所述，最高频率端的谐振模式，由于其阻抗接近电感性，因此，没有必要使3个谐振模式的频率间隔变窄，能够很容易实现宽带化。加之，由于使用了具有窄间距电极指部的上述弹性表面波滤波器单元，因此能够降低通带内的插入损耗。因此，既便在谋求宽带化的情况下，也不会使通带内的传输特性恶化，能够改善VSWR特性。
同样，既便对于第2发明的弹性表面波滤波器而言，上述弹性表面波滤波器谐振器是这样构成的，使得：在具有电极指间距比该IDT还要窄的多条电极指的反射器配置在邻接的IDT之间的纵耦合谐振器型3重模式弹性表面波滤波器单元、与输入线号端子或输出信号端子之间，串联连接了至少一个弹性表面波谐振器；上述弹性表面波滤波器单元的3个谐振模式中位于高频端的谐振模式的阻抗为电容性，弹性表面波谐振器的谐振点，位于弹性表面波滤波器单元的通带内，弹性表面波谐振器的反谐振点，位于弹性表面波滤波器单元的通带高频端的带外；位于最高频率端的谐振模式的阻抗，接近阻抗匹配点。因此，与第1发明相同，在第2发明中，尽管将位于最高频率端的谐振模式的阻抗特意设定为电容性，通过附加的弹性表面波谐振器而使阻抗匹配，使高频端的谐振模式的频带与陷波器(trap)的电感性的频带大约一致，也使电容性的高频端的谐振模式的阻抗接近电感性。另外，由于具有窄间距电极指部，因此能够降低通带内的插入损耗。因此，在第2发明中，既便在谋求宽带化的情况下，也不会使通带内的频率特性恶化，能够改善VSWR特性。

Claims (16)

1.一种弹性表面波滤波器，具有：
弹性表面波滤波器单元，具有压电基板、以及在所述压电基板上沿着弹性表面波的传播方向配置的至少3个IDT，对于所述IDT彼此邻接的部分而言，具有从IDT的端部开始，一部分电极指的间距比该IDT的其它部分的电极指的部分间距还要窄的窄间距电极指部；
至少一个弹性表面波谐振器，串联连接在所述弹性表面波滤波器单元和输入信号端子或输出信号端子之间；
所述弹性表面波滤波器单元是纵耦合谐振器型3重模式弹性表面波滤波器单元，且3个谐振模式中位于最高频率端的谐振模式的阻抗为电容性；
所述弹性表面波谐振器的谐振点，位于所述弹性表面波滤波器单元的通带内，所述弹性表面波谐振器的反谐振点位于通带高频端的通带附近；
所述弹性表面波谐振器是这样构成的，使得位于所述最高频率端的谐振模式的阻抗接近阻抗匹配点。
2.根据权利要求1所述的弹性表面波滤波器，其特征在于：对于所述弹性表面波滤波器单元的IDT彼此而言，对IDT彼此的邻接部分，IDT的至少一部分进行加权。
3.根据权利要求1所述的弹性表面波滤波器，其特征在于：所述弹性表面波滤波器单元具有奇数个IDT，在所述输入信号端子、输出信号端子中连接有较多IDT彼此的一方的信号端子与弹性表面波滤波器单元之间，连接有至少一个所述弹性表面波谐振器。
4.根据权利要求1所述的弹性表面波滤波器，其特征在于：所述弹性表面波谐振器，是串联连接在所述弹性表面波滤波器单元和输入信号端子之间的至少一个弹性表面波谐振器，以及是串联连接在所述弹性表面波滤波器单元和输出信号之间的至少一个弹性表面波谐振器。
5.根据权利要求1所述的弹性表面波滤波器，其中，在所述输入信号端子和/或输出信号端子与弹性表面波滤波器单元之间，连接了多个所述弹性表面波谐振器。
6.根据权利要求1所述的弹性表面波滤波器，其中，所述输入端子和/或输出信号端子，是一对平衡信号端子。
7.根据权利要求1所述的弹性表面波滤波器，其中，所述输入或输出端子是平衡信号端子，所述输出或输入信号端子是不平衡信号端子，该弹性表面波滤波器具有平衡-不平衡转换功能。
8.根据权利要求7所述的弹性表面波滤波器，其中，所述弹性表面波滤波器单元，具有输出信号相对于输入信号的相位相差180°的第1、第2弹性表面波滤波器单元；第1、第2弹性表面波滤波器单元每一个的一方的端子被共同连接，成为不平衡信号端子，第1、第2弹性表面波滤波器单元的另一方的端子成为平衡信号端子。
9.根据权利要求7所述的弹性表面波滤波器，其中，所述弹性表面波滤波器单元由1个弹性表面波滤波器单元构成，该弹性表面波滤波器单元的一方的端子为一对平衡信号端子，另一方的端子为不平衡信号端子。
10.根据权利要求8所述的弹性表面波滤波器，其中，所述弹性表面波滤波器单元的至少一个IDT，具有沿着电极指交叉宽度方向或弹性表面波传播方向被分割成2部分而构成的第1、第2IDT部。
11.根据权利要求1所述的弹性表面波滤波器，其中，所述弹性表面波谐振器以及所述弹性表面波滤波器单元，是在同一压电基板上构成的。
12.根据权利要求1所述的弹性表面波滤波器，其中，具有外壳基板，在所述外壳基板上，装载有所述弹性表面波滤波器，使得在该外壳基板上构成所述压电基板的弹性表面波滤波器单元以及弹性表面波谐振器一侧的面成为外壳基板侧。
13.使用权利要求1所述的弹性表面波滤波器而构成的通信设备。
14.一种弹性表面波滤波器，具有：
弹性表面波滤波器单元，具有：压电基板、在压电基板上形成的且沿着弹性表面波的传播方向上配置的至少2个IDT、以及配置在邻接的IDT之间且具有与所述IDT的电极间距不同的多条电极指的反射器；和
串联连接在所述弹性表面波滤波器单元和输入信号端子或输出信号端子之间的至少一个弹性表面波谐振器；
所述弹性表面波滤波器单元是纵耦合谐振器型3重模式弹性表面波滤波器单元，且3种谐振模式中位于最高频率端的谐振模式的阻抗为电容性；
弹性表面波谐振器的谐振点，位于所述弹性表面波滤波器单元的通带内，所述弹性表面波谐振器的反谐振点位于通带高频端的通带附近；
所述弹性表面波谐振器如此构成，使得位于所述最高频率端的谐振模式的阻抗的接近阻抗匹配点。
15.根据权利要求14所述的弹性表面波滤波器，其特征在于：所述弹性表面波滤波器单元具有奇数个IDT，所述输入信号端子、输出信号端子中连接有较多IDT的一方的信号端子与弹性表面波滤波器单元之间，连接了至少一个所述弹性表面波谐振器。
16.根据权利要求14所述的弹性表面波滤波器，其特征在于：所述弹性表面波谐振器是串联连接在所述弹性表面波滤波器单元和输入信号端子之间的至少一个弹性表面波谐振器，以及是串联连接在所述弹性表面波滤波器单元和输出信号之间的至少一个弹性表面波谐振器。
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