CN1305171C - 表面声波滤波器、天线双工器和通信设备 - Google Patents

表面声波滤波器、天线双工器和通信设备 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种表面声波滤波器等，以便降低在接收频带中的涟波，而同时确保在传输频带中的足够衰减。表面声波滤波器包括：表面声波共振器，用于使接收频带通过，而使传输频带衰减；以及与表面声波共振器级联的表面声波滤波器，以使接收频带通过，而使传输频带衰减。电感与表面声波共振器的一端、表面声波滤波器和表面声波共振器之间的连接点、和/或者表面声波共振器的另一端连接。

Description

表面声波滤波器、天线双工器和通信设备
技术领域
本发明涉及表面声波滤波器和使用该表面声波滤波器的天线双工器和通信设备。
背景技术
图23显示了在分组数字蜂窝(packet digital cellular-PDC)系统中的接收频带(810到828MHz)以及传输频带(940到958MHz)，所述的PDC系统是一种国内蜂窝通信系统。该配置使用了同时执行传输和接收的方法来替代传统的时分多址接入(TDMA)。因此，这种配置系统需要天线开关。图25是纵向耦合方式型(vertical mode type)表面声波滤波器的平面图，该滤波器用作在以上提到的频带中使用的PDC系统的接收滤波器。
图25所示的表面声波滤波器101具有：在压电基板108上的IDT(interdigital transducer)电极103到105、以及反射器电极106。IDT电极103到105中的每一个具有多个电极指(electrode finger)。IDT电极103的母线上端与端子102连接。IDT电极104和105的母线下端与第二端子109连接。将IDT电极103的母线下端、以及IDT电极104和105中的每一个的母线上端接地。
图24显示了如上所述配置的纵向耦合方式型的表面声波滤波器101的衰减特性111。此外，图24所示的曲线112显示了在PDC的接收频带(此后简称为“接收频带”)中观察的衰减特性，依据右轴(right axis)上的刻度被放大的衰减特性。如图24所示，在PDC的传输频带(此后简称为“传输频带”)中的衰减大约为-42db。这样的衰减不充分，从而在天线双工器中，传输信号对接收信号有影响。
图26是显示从表面声波滤波器101的端子102中观察到的阻抗特性的史密斯图。在图26中，参考符号113表示在传输频带中的950MHz的阻抗特性。参考符号114和115分别表示在接收频带中的810MHz和828MHz的阻抗特性。
图26表示在接收频带中，阻抗特性几乎相互匹配，但是在传输频带中，相位(phase)没有处在它的开路状态(open position)。如果在传输频带中，相位没有处于它的开路状态，则可能在天线双工器中丢失传输信号。
因此，如图27所示，在端子102和表面声波滤波器101之间级联表面声波共振器116。表面声波共振器116具有IDT电极117和反射器电极118和119。IDT电极117由多个电极指形成。IDT电极117的母线上端与端子102连接。IDT电极117的母线下端与表面声波滤波器101的IDT电极103的母线上端连接。
图28显示表面声波共振器116的衰减特性120。此外，图28所示的曲线121显示了依据在右轴上的刻度放大的该衰减特性。如图28所示，表面声波共振器116在传输频带中具有大约-20dB(分贝)的衰减极点。此外，该图显示由R1和R2表示在接收频带中达到大约-0.7分贝的插入损耗。表面声波共振器的优点在于：该共振器使通带周围衰减，但是使离通带较远处受到严重的插入损耗，即，优选的是，将表面声波共振器的共振频率设置为离纵向耦合方式型表面声波滤波器的通带较近，并且将表面声波共振器的反共振频率设置为离纵向耦合方式型表面声波滤波器的衰减带较近。(例如，见日本专利公开No.6-260876，该文档的整个公开被全文包括在此作为参考)。在传输信号频带和接收信号频带相互分离的诸如PDC系统的通信系统中，接收频带中的这样的插入损耗会增加。
图29显示通过将具有图28所示的特性的表面声波共振器116和表面声波滤波器101级联起来构造的表而声波滤波器130的衰减特性。表面声波滤波器130可以在传输频带中形成大约-62dB的衰减极点。因此，与图25所示的由单一的表面声波滤波器101相比，天线双工器可以充分地衰减在传输频带中的传输信号。
此外，图30所示的表面声波滤波器140包括：在图27中所示的表面声波滤波器130、以及与表面声波滤波器130级联的表面声波共振器131。表面声波共振器131具有与表面声波共振器116的配置相似的配置，并且具有IDT电极132、以及反射器电极133和134。端子102与IDT电极132的母线上端连接。IDT电极132的母线下端与表面声波共振器116的IDT电极117的母线下端连接。
图31显示了表面声波共振器140的衰减特性。图31显示在传输频带的衰减更大。即，与图27所示的表面声波共振器130相比，此表面声波共振器实现了更加大的衰减。
然而，对于图27所示的表面声波共振器130，在图29所示的接收频带中出现了大波纹(ripple)200。此外，对于图30所示的表面声波共振器140，在图31所示的接收频带中出现了大波纹210。
在接收频带中的这样的涟波的出现增加了在该频带中的插入损耗。这是因为：由于表面声波共振器116和131的特性，如果像在使用PDC的情况下，传输频带和接收频带相互分离，则如图28所示，在接收频带中会出现严重的插入损耗。
发明内容
考虑到这些问题，本发明的目的是提供一种表面声波滤波器，即使传输频带和接收频带相互分离，以及天线双工器使用该表面声波滤波器，该表面声波滤波器也会降低在接收频带中的涟波，从而确保在传输频带中的衰减。
依据本发明的第一方面，本发明提出了一种表面声波滤波器，该表面声波滤波器包括：至少一个压电基板；在所述的压电基板上形成的至少一个表面声波共振器；以及在所述的压电基板上形成的纵向耦合方式型表面声波滤波器，其中，所述的表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器级联在一起，连接在所述的表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器之间的一部分还与具有一个接地端的至少一个电感连接，以及在较高的频带方向上，所述的至少一个表面声波共振器的衰减频带与所述的纵向耦合方式型声波滤波器的通带分离。
依据本发明的第二方面，本发明提出了一种表面声波滤波器，该表面声波滤波器包括：至少一个压电基板；在所述的压电基板上形成的至少一个表面声波共振器；以及在所述的压电基板上形成的纵向耦合方式型表面声波滤波器，其中，所述的表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器级联在一起，连接在所述的表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器之间的一部分还与具有一个接地端的至少一个电感连接，分别对所述的至少一个表面声波共振器和对所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器使用不同的电极材料。
依据本发明的第三方面，在本发明的第二方面中，所述的至少一个表面声波共振器的电极材料具有比所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器的电极材料更好的功率耐久性。
依据本发明的第四方面，在本发明的第三方面中，所述的至少一个表面声波共振器具有层叠的电极配置。
依据本发明的第五方面，在本发明的第二方面中，所述的至少一个表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器级联在一起，其中，所述的表面声波共振器还与具有一个接地端的至少一个电感连接。
依据本发明的第六方面，在本发明的第一或者第五方面中，设置所述的至少一个表面声波共振器的衰减频带，以使所述的衰减频带高于所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器的通带。
依据本发明的第七方面，在本发明的第一或者第五方面中，将所述电感的另一端连接到与所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器相反的所述表面声波共振器的一侧。
依据本发明的第八方面，在本发明的第七方面中，多个所述的表面声波共振器级联在一起，其中，所述的表面声波共振器中与纵向耦合方式型表面声波滤波器相反的一侧包括在所述的多个级联的表面声波共振器之间的连接部分。
依据本发明的第九方面，在本发明的第一或者第五方面中，将所述的电感的另一端连接到在所述的表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器之间的连接部分。
依据本发明的第十方面，在本发明的第八方面中，设置多个所述的电感，并且每一个电感通过各个不同的连接部分，与所述的表面声波共振器连接。
依据本发明的第十一方面，在本发明的第一或者第五方面，所述的电感在与开路状态更近的所述衰减频带的频率上移动阻抗的相位。
依据本发明的第十二方面，在本发明的第十一方面中，所述的电感使在所述通带的频率上的阻抗相互匹配。
依据本发明的第十三方面，在本发明的第一或者第二方面中，对所述的至少一个表面声波共振器和对所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器使用不同的电极膜厚度。
依据本发明的第十四方面，在本发明的第一或者第二方面中，将多个压电基板设置为所述的至少一个压电基板，其中，在其上形成所述的至少一个表面声波共振器的压电基板不同于在其上形成所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器的压电基板。
根据本发明的第十五方面，在本发明的第十四方面中，按照面朝下的方式安装在所述的至少一个表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器中的至少一个。
依据本发明的第十六方面，在本发明的第十五方面中，使用电线安装在所述的至少一个表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器中的另一个。
依据本发明的第十七方面，在本发明的第一或者第二方面中，所述表面声波共振器的衰减频带是在PDC系统中的传输频带，并且所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器的通带是在PDC系统中的接收频带。
依据本发明的第十八方面，本发明提出了一种天线双工器，该天线双工器包括：天线端子；与所述的天线端子连接的接收滤波器；与所述的天线端子连接的传输滤波器；以及在所述的天线端子和所述的接收滤波器之间设置的第一移相电路，和/或在所述的天线端子和所述的接收滤波器之间设置的第二移相电路，其中，将依据本发明的第一或者第二方面的表面声波滤波器用作所述的接收滤波器。
依据本发明的第十九方面，在本发明的第十八方面中，所述的传输滤波器的全部或者部分由在压电基板上形成的表面声波滤波器组成。
依据本发明的第二十方面，在本发明的第十九方面中，在其上形成了用作所述接收滤波器的所述表面声波滤波器的所述表面声波共振器的相同压电基板上形成所述的传输滤波器。
依据本发明的第二十一方面，在本发明的第十九方面中，在相同的封装(package)或者相同的安装基板上安装所述的至少一个表面声波共振器和所述的传输滤波器，并且将所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器安装在与所述的封装或者安装基板不同的封装或者安装基板上。
依据本发明的第二十二方面，在本发明的第十九方面中，在不同的压电基板上形成用作所述的接收滤波器和所述的传输滤波器的所述表面声波滤波器的表面声波共振器，以及
按照面朝下的方式安装所述的表面声波共振器和所述的传输滤波器中的至少一个。
依据本发明的第二十三方面，在本发明的第二十二方面中，按照面朝下的方式安装所述的表面声波共振器和所述的传输滤波器中的至少一个，而将另一个面朝上安装以便进行电线连接。
依据本发明的第二十四方面，在本发明的第十九方面中，将屏障设置在其上安装有用作所述的接收滤波器和所述的传输滤波器的所述表面声波滤波器的所述表面声波共振器的封装或者安装基板的两个区域之间的边界上，所述表面声波共振器安装在所述区域之一中，而所述传输滤波器安装在另一区域中。
根据本发明的第二十五方面中，本发明提出了一种通信设备，该通信设备包括：依据本发明的第十九方面的天线双工器；与所述的天线双工器连接的天线；通过所述的天线，与所述的天线双工器连接的、用于传输信号的传输装置；以及通过所述的天线，与所述的天线双工器连接的、用于接收信号的接收装置。
依据本发明，可以提供表面声波滤波器等，以便降低在接收频带中的涟波，从而确保在传输频带中的衰减。
附图说明
图1是依据本发明的实施例1的表面声波滤波器101的平面视图；
图2是显示依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的特性的图；
图3是显示依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的特性的图；
图4是显示依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的变化的平面图；
图5是显示依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的变化的特性的图；
图6是显示依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的变化的特性的图；
图7是显示依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的变化的平面图；
图8是显示依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的变化的特性的图；
图9是显示依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的变化的特性的图；
图10是显示依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的一部分的配置的平面图；
图11是显示依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的一部分的配置的特性的图；
图12是显示依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的一部分的配置的特性的图；
图13是显示依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的一部分的配置的特性的图；
图14是依据本发明的实施例2的表面声波滤波器101的平面图；
图15是显示依据本发明的实施例2的表面声波滤波器的特性的图；
图16是显示依据本发明的实施例2的表面声波滤波器的特性的图；
图17(a)是使用依据本发明的实施例3的表面声波滤波器的天线双工器的配置的方框图；
图17(b)是显示依据本发明的实施例3的表面声波滤波器中的共振器25的电极的配置的图。
图17(c)是显示在依据本发明的实施例3的表面声波滤波器中的共振器25的电极的配置的图；
图17(d)是显示在依据本发明的实施例3的表面声波滤波器中的中的共振器电极25的电极的配置的图；
图18是显示依据本发明的实施例4的表面声波滤波器的配置的平面图；
图19是显示依据将依据本发明的实施例4的表面声波滤波器用作天线双工器的方框图；
图20是显示依据本发明的实施例5的天线双工器的配置的方框图；
图21是显示依据本发明的实施例5的天线双工器的配置的水平截面图；
图22(a)是显示依据本发明的实施例5的天线双工器的配置的示意横截面图；
图22(b)是显示依据本发明的实施例5的天线双工器的配置的示意横截面图。
图22(c)是显示依据本发明的实施例5的天线双工器的配置的示意横截面图；
图23是显示在PDC中的接收频带和传输频带的图；
图24是显示依据现有技术的表面声波滤波器的特性的图；
图25是依据现有技术的表面声波滤波器的平面图；
图26是显示依据现有技术的表面声波滤波器的特性的图；
图27是依据现有技术的表面声波滤波器的平面图；
图28是显示依据现有技术的表面声波滤波器的配置的一部分的特性的图；
图29是显示依据现有技术的表面声波滤波器的特性的图；
图30是依据现有技术的表面声波滤波器的平面图；
图31是显示依据现有技术的表面声波滤波器的特性的图；
图32是显示依据现有技术的表面声波滤波器的通过特性的图；
图33是显示依据本发明的实施例3的表面声波滤波器的通过特性的图；。
符号描述
1、11电感
10、20、30、40、50、60表面声波滤波器
101纵向耦合方式型表面声波滤波器
102、109端子
116表面声波共振器
117IDT电极
具体实施方式
以下将参考附图描述本发明的实施例。
(实施例1)
参考图1，将对依据本发明的实施例1的表面声波滤波器10的配置进行描述。在图1所示的表面声波滤波器10中，由相同的参考符号来表示与图27所示的传统的表面声波滤波器130的元件相同的元件。因此，省略这些元件的描述。
依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的配置与传统的表面声波滤波器130的配置的不同之处在于：表面声波滤波器116的端子102包括具有一个接地端的电感1。
如图1所示，电感1的一端与位于IDT电极117的母线端和端子102之间的连接点300连接，该电感1的另一端接地。也就是说，电感1与IDT电极117的母线上端，即与表面声波共振器116相反的、在纵向耦合方式型的表面声波滤波器101和表面声波共振器116之间的连接点上的一侧，相连接。
表面声波共振器116是依据本发明的表面声波共振器的实例。纵向耦合方式型的表面声波滤波器101是依据本发明的纵向耦合方式型的表面声波滤波器的实例。
图2显示包括电感1的表面声波滤波器10的衰减特性，图2所示的在接收频带中的涟波220比在图29中显示的涟波200更小。因此，在接收频带中的插入损耗已被降低。
此时，将对信号如何通过较低的频带而可以衰减较高的频带进行描述。在图28中，衰减极点频率是950MHz，并且与表面声波共振器的反共振频率对应。大约在920MHz上通带的插入损耗达到最小，此频率与表面声波共振器的共振频率相对应。
通常，如果将纵向耦合方式型表面声波滤波器与表面声波共振器结合，则设计纵向耦合方式型表面声波滤波器和表面声波共振器，以使纵向耦合方式型表面声波滤波器几乎等于或者接近于表面声波共振器的共振频率，即在其上插入损耗最小的频率。
然而，在这种情况下，如图28所示，通带位于810MHz和828MH之间，而衰减极点的频率是950MHz，即，通带和衰减极点频率相互显著地分开。在这种情况下，表面声波共振器的共振频率，即在其上损耗最小的频率，与纵向耦合方式型表面声波滤波器的通带分离，并且将该共振频率设置在纵向耦合方式型表面声波滤波器的衰减频带。因此，纵向耦合方式型表面声波滤波器与表面声波共振器的简单的结合可以降低整个滤波器的特性。因此，当使用衰减极点频率进行归一化时，衰减极点频率和通带内的较高频率相互分离大约13％。因此，本布置在这样的系统中十分有效。
图3是显示从端子102中观察到的依据实施例1的表面声波滤波器10的阻抗特性的史密斯图。在图3中，参考符号2表示在传输频带中的950MHz的阻抗特性。参考符号3和4分别表示在810MHz和828MHz上表面声波滤波器10的阻抗特性。图3表示阻抗的相位较接近于在传输频带中的阻抗的开路状态，而在接收频带中阻抗还相互匹配。
因此，使用本表面声波滤波器10，对于接收频带，添加的电感1使在接收频带中的阻抗相互匹配，以便降低在接收频带中的涟波。
图4显示依据本发明的实施例1的表面声波滤波器的第一变化。图4所示的表面声波滤波器20包括在端子102和连接点300之间连接的传输线5。例如，将传输线5形成为在基板上的条纹线。传输线5具有需要的阻抗特性，以便将在图3中所示的传输频带的相位特性2设置在它的开路状态(在这种情况下，大约20°相位方式的阻抗特性)。
传输线5的设置导致在图6中所示的这样的阻抗特性。这可以使在传输频带中的相位特性2被设置在它的开路状态。此外，图5显示具有传输线5的表面声波滤波器20的衰减特性。在图5中的涟波230表示：即使具有增加的传输线5，涟波特性保持良好。
因此，通过与表面声波滤波器10级联地另外连接传输线5，可以将传输频带中的相位特性设置在它的开路状态。因此，如果使用表面声波滤波器20，例如作为在图17(a)所示的双工器中的接收滤波器，则从天线观察到的接收频带中的阻抗特性处于它的开路状态。因此，可以抑制在传输滤波器中的插入损耗的增加。因而这可以使传输信号被有效地传输到天线。
在以上描述中，电感1与在IDT电极117的母线上端和端子102之间的连接点300连接。然而，电感1可以与在表面声波共振器116和纵向耦合方式型表面声波滤波器101之间的连接点连接。图7显示传感器与在IDT电极117的母线下端和纵向耦合方式型表面声波滤波器101的IDT电极103之间的母线上端之间的连接点310连接。
图8显示了图7所示的表面声波滤波器30的衰减特性。图8所示的涟波240与图29所示的涟波200的比较表示：图7所示的表面声波滤波器30也可以降低在接收频带中的涟波。
图9是显示表面声波滤波器30的阻抗特性的史密斯图。在这种情况下，如图9所示，可以将在传输频带中的相位特性移动得更接近于它的开路状态。
此时，将对在表面声波共振器和电感之间得连接位置关系进行描述。
图10显示在图1所示的表面声波滤波器10中设置的单一的表面声波共振器400的配置，该单一表面声波共振器包括表面声波共振器116和电感1。
此外，图11显示单一表面声波共振器400的通过特性。当将图11与在图28中所示的传统表面声波滤波器116中的通过特性进行比较时，则会认识到：与未与电感1连接的单一表面声波共振器116相比，与电感1连接的共振器降低了插入损耗。因此，改善了通过特性。
图12是从端子102观察到的单元表面声波共振器的阻抗特性的史密斯图。此外，图13显示了从端子109观察到的阻抗特性。
图12与图23的比较表明：在接收频带中，相位特性3和4、以及相位特性3’和4’都具有相互匹配的阻抗特性。
另一方面，在传输频带中，图12所示的在950MHz的传输频率的相位特性2是电感性的，而图13所示的在950MHz的传输频率的相位特性是电容性的。因此，如图4所示，当使用传输线5将在传输频带中的相位特性设置在开路状态时，如果将电感与IDT电极117的母线下端连接，则需要较长的传输线5。因此，为了将从天线观察到的阻抗特性设置在它的开启状态，期望将电感1与IDT电极117的母线上端连接。
只要电感1可以在接收频带相互匹配阻抗特性，则该电感可以与在IDT电极117的母线上端的连接点300、以及设置的母线下端的连接点310连接。在这种情况下，可以产生与以上描述相似的效果。此外，如图11所示，即使当使用衰减极点频率进行归一化时，衰减极点频率和在通带中的较高频率相互分开7％或者7％以上，则在大约880MHz处，在表面声波共振器中的插入损耗将从最小值降低0.2dB或者更大。因此，应用本发明的配置是十分有效的。即，在将表面声波共振器的共振频率设置在纵向耦合方式型表面声波滤波器的衰减频带的较高频带侧时，具有本发明配置的应用充分有效。
(实施例2)
图14是显示依据本发明的实施例2的表面声波滤波器40的平面图。由相同的参考符号来表示与图1中的元件相同或者对应的表面声波滤波器40的元件。并且省略这些元件的细节。在图14中所示的表面声波滤波器40包括：依据本发明的实施例1的表面声波滤波器10的纵向耦合方式型表面声波滤波器101；与表面声波共振器116另外级联的表面声波共振器131；电感1，该电感将一端接地，而将另一端设置在表面声波表面声波共振器116和表面声波共振器131之间的连接点320；以及电感11，该电感将一端接地，而将另一端设置在终端102和表面声波共振器131之间的连接点330。即，本实施例与实施例1的不同之处：具有一个接地端的表面声波共振器中的每一个级联在一起，以便形成两级。
图15显示如上所述配置的表面声波滤波器40的衰减特性。该图表示表面声波滤波器40可以使在接收频带中的涟波250急剧变小。此外，与图31所示的现有技术的表面声波滤波器140相比，已经改善了在接收频带中的插入损耗。
图16从端子102观察到的依据本发明实施例的表面声波滤波器40的阻抗特性。图16表示在接收频带的阻抗特性相互匹配。此外。在传输频带中的相位特性接近于它在电感性一侧的开路状态。结果，如同图4所示的配置的情况，通过将传输线5插入到终端102和表面声波共振器133之间，可以容易地将相位特性调整到它的开路状态。
在本实施例中，电感1与在表面声波共振器116和表面声波共振器131之间的连接点320连接。此外。电感11与终端102和表面声波共振器之间的连接点330连接。如同在图7中所示的情况，具有一个接地端的新的电感可以与表面声波共振器116和纵向耦合方式型表面声波滤波器101之间的连接点连接。此外，电感不需要与所有的连接点连接，但是可以只与某些连接器连接。
此外，依据本实施例的表面声波滤波器40包括级联在一起的表面声波共振器116和133，以便形成两级，并且每一级具有一个接地端。然而，表面声波滤波器40可以包括级联在一起的三个或者多个表面声波共振器，以便形成三个或者三个以上的多级。在此情况下，电感必须只与表面声波共振器之间的连接点、表面声波共振器和纵向耦合方式型表面声波滤波器之间的连接点、以及端子102和表面声波共振器之间的连接点中的至少一个连接点连接。在这种情况下，可以产生与以上所述的效果相似的效果。
此外，在以上所述的实施例1和2中，连接点300、310、320、330以及其他连接点是本发明的连接部分的实例。然而，依据本发明的连接部分可以是用于将表面声波共振器连接在一起、将表面声波共振器和纵向耦合方式型表面声波滤波器连接在一起、或者将端子102和表面声波共振器连接在一起的电路径的任意部分。因此，连接部分不受实际连接点的特定位置或者尺寸的限制。
(实施例3)
图17(a)是显示依据本发明的实施例3的表面声波滤波器、以及使用该表面声波滤波器的天线双工器的方框图。在图17(a)中，共振器25或者是依据实施例1或者2的表面声波共振器116、或者是包括表面声波共振器116和表面声波共振器131的串联电路。共振器25的输出端与纵向耦合方式型表面声波滤波器101连接。共振器25的输入端与作为依据本发明的第一移相电路(phase circuit)的实例的移相电路23的一端连接。移相电路23的另一端通过天线终端27与天线21、以及作为依据本发明的第二移相电路的实例的移相电路22的一端连接。移相电路22的另一端与传输滤波器24的一端连接。接收装置(未示出)与纵向耦合方式型表面声波滤波器101的另一端相连接。传输装置(未示出)与传输滤波器24的另一端连接。
在本实施例中，构成共振器25的电极部分中的每一个由功率耐久材料(power durable material)组成。图17(b)和17(c)显示了其中每一个电极部分由功率耐久材料组成的实例。
如图17(b)所示，共振器25中的每一个电极部分由在压电基板108的表面上形成的电极层31、以及在电极层31上层叠的Ti层和Al-Sc-Cu层、Al-Mg-Cu层等组成的电极层32形成。
可选择的是，如图17(c)所示，还可以将电极层31和32堆叠起来，以便形成例如四层。
另一方面，纵向耦合方式型表面声波滤波器101的电极33由如图17(d)所示对于功率不能耐久的普通电极材料Al、Al-Cu等组成。
因此，通过给共振器25的对应部分使用功率耐久材料以便形成电极、以及给纵向耦合方式型表面声波滤波器101使用普通电极材料，可以抑制插入损耗的增加。以下将描述其原因所在。
由于表面声波滤波器具有不充分的功率耐久性，因此到目前为止，表面声波滤波器由以上描述的功率耐久材料构成。这还可应用于其中将纵向耦合方式型表面声波滤波器101和表面声波共振器116级联在一起的图27所示的传统配置。在不同部分的电极指和母线由功率耐久材料构成。
然而，与诸如Al或者Al-Cu的普通电极材料相比，以上描述的功率耐久材料具有更大的耐久性。因此，如果这样的功率耐久材料用于上述的天线双工器，则在接收端的插入损耗略微增加。
因此，通过给共振器25的电极部分使用功率耐久材料、以及给纵向耦合方式型表面声波滤波器101使用一般的电极材料，可以使接收功率中的插入损耗变得最小，而同时抑制在接收端的发起端(originating side)对接收端的反作用。
这里，图32和33显示了其中对表面声波共振器以及对纵向耦合方式型表面声波滤波器使用不同的材料的本实施例配置的特性与对表面声波共振器和纵向耦合方式型表面声波滤波器使用相同的功率耐久材料的传统实例的特性之间的比较。
图32显示传统实例中的接收滤波器的带通特性。该特性涉及移相电路。使用堆叠的电极：AI-Sc-Cu(1570)/Ti(200)/AI-Sc-Cu(1570)/Ti(200)。质量的增加与在AI-Cu电极等价物中的大约3900对应。虽然未示出，在滤波器的组件中，设置端子，以使GND位于端子102和电感的每一个连接点之间，以便确保隔离。
图32表示确保了隔离，但是插入损耗增加到了2.5dB，从而使特性恶化。这对应于与图33所示的依据本实施例的具有更小的功率耐久性的AI-Cn电极的接收滤波器相比，大0.7dB的插入损耗。因为通带外的阻抗大约为50Ω，因此这不是由于匹配插入损耗造成的，而是由于电极的耐久性导致的恶化造成的。
特别地，如上所述，与用作陷波滤波器的SAW(表面声波)共振器相比，纵向耦合方式型表面声波滤波器适合于具有更小数量的IDT电极、以及更大的重叠宽度。更具体地说，表面声波共振器的IDT电极具有大约100对电极指，而纵向耦合方式型表面声波滤波器的IDT电极具有相对少的、约为15到20对电极指。此外，在纵向耦合方式型表面声波滤波器的情况下，电极指具有更小的重叠宽度。
因此，由于与IDT电极的耐久性元件相关的插入损耗的增加造成了恶化。此外，如果表面声波共振器实现了足够的衰减，则纵向耦合方式型的表面声波滤波器的功率耐久性是足够的。
如上所述，在依据本实施例的配置中，对表面声波共振器和对纵向耦合方式型表面声波滤波器使用不同的材料。这可以抑制插入损耗，而同时确保足够的功率耐久性。
在本实施例中，如功率耐久材料所示的材料只作为实例。只要与用于纵向耦合方式型表面声波滤波器101的电极材料相比，另外的材料具有更大的功率耐久性，就可以使用这些材料。此外，对于如普通电极材料所示的材料，只要另外的电极材料具有足够小的指定耐久性，就可以使用这些材料(此外，由功率耐久材料组成的电极不必具有堆叠配置)。
此外，如果共振器25由多个表面声波共振器组成，则离天线较近的一些表面声波共振器可以由与纵向耦合方式型表面声波滤波器101的电极材料相似的一般电极材料形成。将如图14所示的、包括表面声波共振器131和116的配置作为实例，表面声波共振器131之中的每一个电极由功率耐久材料组成，而表面声波共振器116中的每一个电极由一般电极材料组成。在这种情况下，可以产生与以上所述的效果相似的效果。如果使用了多个表面声波共振器，这些表面声波共振器最好按照从离纵向耦合方式型表面声波滤波器101位置最近的表面声波共振器的顺序，由一般电极材料组成。
此外，甚至包括相关的传输线的移相电路22和23中的每一个可以由电感和电容器的组合形成。
此外，天线端子27可以位于由半导体组成的开关元件的内部。而且，堆叠电极的配置不局限于图17(b)到17(d)所示的实例。只要天线端子具有期望的功率耐久特性，则可以向任何天线端子提供与其材料无关的堆叠层的数量、或者堆叠材料的顺序。
此外，可以在包括依据实施例1或者2等的电感1或者11的表面声波滤波器中实现依据本实施例的电极材料的配置。可选择的是，可以在具有与图27或者图30所示的传统实例的配置相似的配置、以及不具有电感的表面声波滤波器中实现依据本实施例的电极材料的配置。
(实施例4)
图18是依据本发明的第四实施例的表面声波滤波器的平面图。由相同的参考符号表示与图14的组件相同或者对应的该表面声波滤波器的组件。省略这些组件的详细描述。
依据实施例4的表面声波滤波器50与依据实施例2的表面声波滤波器40的不同之处在于：在一个压电基板41上形成表面声波共振器131和116，而在另一压电基板42上形成纵向耦合方式型表面声波滤波器101。此外，图19是使用表面声波滤波器50的天线双工器60的方框图。
当如上所述，在表面声波共振器131和116放置在一个压电基板41上，而在另一压电基板42上安装纵向耦合方式型表面声波滤波器101时，可以容易地在基板之间改变电极材料。这简化了制造工艺。例如，假定如同实施例3所示，表面声波共振器131和116的电极由功率耐久材料组成以便具有堆叠结构，而纵向耦合方式型表面声波滤波器101由不能对抗功率的一般电极材料组成。则，当在相同的压电基板上按照这些共振器以及滤波器时，由于必须对共振器和对滤波器使用不同的制造工艺，因此，制造工艺变得复杂，而且增加了成本。然而，通过如上所述，提供使用功率耐久材料的压电基板41、以及使用一般材料的不同的压电基板42，可以使用简单的制造工艺制造这些单元中的每一个。这降低了整个制造成本。
此外，当对表面声波共振器116和131和对纵向耦合方式型表面声波滤波器101使用不同的电极膜厚度时，可以对这些共振器和滤波器中的每一个进行优化设计。
在以上的描述中，在单一的压电基板41上形成表面声波共振器131和116。然而，可以分别在不同的压电基板上制造这些表面声波共振器。在这种情况下，如果对各个表面声波共振器使用不同的电极材料，将会进一步简化制造工艺。
(实施例5)
图20显示具有与图19所示的天线双工器的配置不同的配置的天线双工器的实例。图20所示的天线双工器70的特征在于：在其中安装了具有由功率耐久材料组成的电极部分的表面声波共振器131和116的压电基板41上安装传输滤波器43。传输滤波器43最好是表面声波滤波器。
因此，通过在相同的压电基板41上形成传输滤波器43，可以降低整个天线双工器70的尺寸。此外，在这种情况下，当传输滤波器43的电极由与用于接收表面声波共振器131和116的材料相同的功率耐久材料组成时，可以在相同的制造工艺中制造传输滤波器和接收组件。这简化了整个天线双工器70的制造工艺。结果，降低了制造成本。
此外，当在相同的工艺中制造发起传输滤波器43和接收表面声波共振器的组件时可以抑制在电极材料之间的不同。这改善了制造整个天线双工器70的精确度：可以制造滤波器和共振器，从而例如，传输滤波器的通带与接收滤波器的衰减极点频率完全一致。
图21显示在封装中已经实际安装了本发明的实施例5。图20所示的依据实施例5的天线双工器的部分被单独安装在多个独立封装52和53中。
将压电基板封装在封装(package)52中。将接收共振器25和发起传输滤波器43安装在压电基板41中。每一个连接点使用电线等，与外部电极51连接。电感1和11与端子102通过对应的外部电极51连接。
将接收压电基板42封装在封装53中，将接收表面声波滤波器101设置在压电基板42上。封装53的外部电极51和端子109通过对应的外部电极51，与各个连接点连接。
因此，通过将接收共振器25和表面声波滤波器101封装在不同的封装中，可以将共振器和滤波器相互分离。这消除了不必要的电磁耦合。结果，依据本实施例的天线双工器，在接收端，可以在传输频带中实现相当好的衰减特性。因此，可以提供精确的天线双工器。
在封装52中，按照面朝下的方式，安装了共振器25和发起传输滤波器43中的至少一个。更具体地说，如图22(a)中的示意截面图所示，共振器25和传输滤波器43都按照面朝下的方式安装。可选择的是，如图22(b)中的示意截面图所示，共振器25和传输滤波器43的其中之一按照面朝下的方式安装，而另一个使用电线安装。因此，通过将共振器25和发起传输滤波器43中的至少一个按照面朝下的方式安装，可以防止发起方和接收方之间的隔离由于电线等的空间耦合而恶化。
在这种情况下，如果将共振器和滤波器的其中之一按照面朝下的方式安装，而将另一个面朝上安装以便进行电线连接，则屏障54最好安装在如图22(c)的示意截面图的共振器25和发起传输滤波器43之间。屏障54可以防止用于固定电线的树脂在电线安装期间流到面朝下的安装表面上。此外，在这种情况下，最好在电线安装之前进行面朝下的安装。
此外，在本实施例的描述中，在相同的压电基板41上安装接收共振器25和发起传输滤波器43。然而，可以在相同的封装52内的不同压电基板上形成共振器25和传输滤波器43。同时，在这种情况下，可以消除不必要的电磁耦合。因此，可以产生与以上所述的效果相似的效果。
在以上的描述中，假定将PDC系统的接收频带和传输频带用于依据本发明的表面声波滤波器和天线双工器。然而，要考虑到本发明可以用于除了PDC系统之外的系统。此外，即使将发起频率和接收频率倒转过来，依据本发明的表面声波滤波器也是可适用的。
此外，本发明的范围包括通信设备，该通信设备包括：以上描述的天线双工器、与天线双工器连接的用于传输发射信号传输装置、以及与天线双工器连接的用于接受接收信号的接收装置。
依据本发明的表面声波滤波器等可适用于，例如对可以降低接收频带中的涟波而同时确保传输频带中的足够衰减的表面声波滤波器的使用。

Claims (21)

1.一种表面声波滤波器，包括：
至少一个压电基板；
在所述的压电基板上形成的至少一个表面声波共振器；以及
在所述的压电基板上形成的纵向耦合方式型表面声波滤波器，
其中，所述的表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器级联在一起，
连接在所述的表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器之间的一部分还与具有一个接地端的至少一个电感连接，以及
其中，在较高频带方向上，所述的至少一个表面声波共振器的衰减频带与所述的纵向耦合方式型声波滤波器的通带分离。
2.一种表面声波滤波器，包括：
至少一个压电基板；
在所述的压电基板上形成的至少一个表面声波共振器；以及
在所述的压电基板上形成的纵向耦合方式型表面声波滤波器；
其中所述的表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器级联在一起，
连接在所述的表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器之间的一部分还与具有一个接地端的至少一个电感连接，以及
分别对所述的至少一个表面声波共振器和对所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器使用不同的电极材料。
3.根据权利要求2所述的表面声波滤波器，其特征在于：所述的至少一个表面声波共振器的电极材料具有比所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器的电极材料更好的功率耐久性。
4.根据权利要求3所述的表面声波滤波器，其特征在于：所述的至少一个表面声波共振器具有层叠的电极配置。
5.根据权利要求1或者2所述的表面声波滤波器，其特征在于：设置所述的至少一个表面声波共振器的衰减频带，以使所述的衰减频带高于所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器的通带。
6.根据权利要求1或者2所述的表面声波滤波器，其特征在于：多个所述的表面声波共振器级联在一起，以及
其中，所述的表面声波共振器中与纵向耦合方式型表面声波滤波器相反的一侧包括在所述的多个级联的表面声波共振器之间的连接部分。
7.根据权利要求1或者2所述的表面声波滤波器，其特征在于：设置多个所述的电感，并且每一个电感通过各个不同的连接部分，与所述的表面声波共振器连接。
8.根据权利要求1或者2所述的表面声波滤波器，其特征在于：所述的电感在与开路状态更近的所述衰减频带的频率上移动阻抗的相位。
9.根据权利要求8所述的表面声波滤波器，其特征在于：所述的电感使在所述通带的频率上的阻抗相互匹配。
10.根据权利要求1或者2所述的表面声波滤波器，其特征在于：对所述的至少一个表面声波共振器和对所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器使用不同的电极膜厚度。
11.根据权利要求1或者2所述的表面声波滤波器，其特征在于：将多个压电基板设置为所述的至少一个压电基板，以及
其中，在其上形成所述的至少一个表面声波共振器的压电基板不同于在其上形成所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器的压电基板。
12.根据权利要求11所述的表面声波滤波器，其特征在于：按照面朝下的方式安装在所述的至少一个表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器中的至少一个。
13.根据权利要求12所述的表面声波滤波器，其特征在于：使用电线安装在所述的至少一个表面声波共振器和所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器中的另一个。
14.一种天线双工器，包括：
天线端子；
与所述的天线端子连接的接收滤波器；
与所述的天线端子连接的传输滤波器；以及
在所述的天线端子和所述的接收滤波器之间设置的第一移相电路，和/或在所述的天线端子和所述的接收滤波器之间设置的第二移相电路，其中，将依据权利要求1或者2所述的表面声波滤波器用作所述的接收滤波器。
15.根据权利要求14所述的天线双工器，其特征在于：所述的传输滤波器的全部或者部分由在压电基板上形成的表面声波滤波器组成。
16.根据权利要求15所述的天线双工器，其特征在于：在其上形成了用作所述接收滤波器的所述表面声波滤波器的所述表面声波共振器的相同压电基板上形成所述的传输滤波器。
17.根据权利要求15所述的天线双工器，其特征在于：在相同的封装或者相同的安装基板上安装所述的至少一个表面声波共振器和所述的传输滤波器，并且将所述的纵向耦合方式型表面声波滤波器安装在与所述的封装或者安装基板不同的封装或者安装基板上。
18.根据权利要求15所述的天线双工器，其特征在于：在不同的压电基板上形成用作所述的接收滤波器和所述的传输滤波器的所述表面声波滤波器的表面声波共振器，以及
按照面朝下的方式安装所述的表面声波共振器和所述的传输滤波器中的至少一个。
19.根据权利要求18所述的天线双工器，其特征在于：按照面朝下的方式安装所述的表面声波共振器和所述的传输滤波器中的至少一个，而将另一个面朝上安装以便进行电线连接。
20.根据权利要求15所述的天线双工器，其特征在于：将屏障设置在其上安装有用作所述的接收滤波器和所述的传输滤波器的所述表面声波滤波器的所述表面声波共振器的封装或者安装基板的两个区域之间的边界上，所述表面声波共振器安装在所述区域之一中，而所述传输滤波器安装在另一区域中。
21.一种通信设备，包括：
根据权利要求14所述的天线双工器；
与所述的天线双工器连接的天线；
通过所述的天线，与所述的天线双工器连接的、用于传输信号的传输装置；以及
通过所述的天线，与所述的天线双工器连接的、用于接收信号的接收装置。
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