CN1398049A - 表面声波滤波器和使用该滤波器的通信设备 - Google Patents

表面声波滤波器和使用该滤波器的通信设备 Download PDF

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Abstract

一种表面声波滤波器，其特征在于，包括：压电基板；安排在上述压电基板上的至少一个输入IDT电极；和安排在上述压电基板上的至少一个输出IDT电极，其中所述输入IDT电极的电极指的节距和所述输出IDT电极的电极指的节距彼此互不相同。

Description

表面声波滤波器和使用该滤波器的通信设备
技术领域
本发明涉及纵向模式表面声波滤波器、制造表面声波滤波器方法和通信设备。
背景技术
近几年，表面声波滤波器被广泛应用于移动通信设备中。纵向模式型或阶梯型表面声波滤波器用于作为射频(RF)级的滤波器。随着通信设备，如便携式电话性能的发展，对表面声波滤波器减少损耗和增加衰减的需求也随之增加。
描述传统纵向模式型表面声波滤波器。
图12所示为传统纵向模式型表面声波滤波器的构造。如图12所示，表面声波滤波器有压电基板801、第一、第二和第三交叉指型换能器(IDT)电极802、803和804及第一和第二反射器电极805和806，IDT电极和反射器电极排列于基片上。第二和第三IDT电极803和804中每个的上层电极指连接输入终端IN，而第二和第三IDT电极803和804中每个的下层电极指接地。第一IDT电极802的下层电极指连接输出终端OUT，而第一IDT电极802的上层电极指接地。第一、第二和第三IDT电极802、803和804的邻近对电极指中心间的距离是彼此相等的。在图12中此间距由P(下文中称“节距”)表示的距离来说明。纵向模式型表面声波滤波器的构造就是这样。
在上述表面声波滤波器中，为了以恒定的表面声波的声波速度通过第一、第二和第三IDT电极802、803和804排列，所以电极指以恒定的节距排列。然而在许多实例中，根据考虑带宽和阻抗的设计，第一IDT电极802的电极指数量与第二和第三IDT电极803和804中每个的电极指数量是设为彼此不同的。一般，表面声波滤波器设计成第一IDT电极802的电极指数量大于第二和第三IDT电极803和804中每个的电极指数量。
例如设计成如图13所示每个电极的电极指有不同节距的表面声波滤波器也被使用，以达到降低损耗。如图13所示传统纵向模式型表面声波滤波器是基于每个IDT电极具有的电极指节距不同于在主要区域中的节距这一设计。
参考图13，表面声波滤波器有压电基板1201、第一、第二和第三IDT电极1202、1203和1204及第一和第二反射器电极1205和1206，IDT电极和反射器电极排列于基片上。第二和第三IDT电极1203和1204中每个的上层电极指连接输入终端IN，而第二和第三IDT电极1203和1204中每个的下层指接地。第一IDT电极1202的下层电极指连接输出终端OUT，而第一IDT电极1202的上层电极指接地。
同样参考图13，假设在第一IDT电极1202中由1a指示的区域中的节距是P，P是1/2波长。假设1b指示的区域中的节距是P′，P′是小于1/2波长。第二IDT电极1203中由2a指示的区域中的节距是P，P是1/2波长。2b指示的区域中的节距是P′，P′是小于1/2波长。同样的，第三IDT电极1204中由3a指示的区域中的节距是P，P是1/2波长。3b指示的区域中的节距是P′，P′是小于1/2波长。
从而，在第一IDT电极1202、第二IDT电极1203和第三IDT电极1204的每一个中，在相同IDT电极中电极指之间设置不同电极指节距。
同样在许多涉及如图13所示排列的实例中，根据考虑带宽和阻抗的设计，第一IDT电极1202的电极指与第二和第三IDT电极1203和1204中每个的电极指数量设为彼此不同。一般，表面声波滤波器设计成第一IDT电极1202的电极指数量大于第二和第三IDT电极1203和1204中每个的电极指数量。
这样的表面声波滤波器有一个问题，即滤波器特性在获得宽带特性方面的改进是有限的。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的目标是提供有陡峭带外衰减特性的宽带表面声波滤波器和制造此表面声波滤波器的方法和通信设备。
本发明的第1方面是一种表面声波滤波器，包括：
压电基板；
安排在所述压电基板上的至少一个输入IDT电极；
和安排在所述压电基板上的至少一个输出IDT电极，
其中所述输入IDT电极的电极指的节距和所述输出IDT电极的电极指的节距彼此互不相同。
本发明的第2方面是如本发明的第一方面所述的表面声波滤波器，在所述输入和输出IDT电极中的电极指数量更多的IDT电极的电极指的节距，比电极指数量更少的电极指节距更大。
本发明的第3方面是一种表面声波滤波器，包括：
压电基板；
安排在所述压电基板上的至少一个输入IDT电极；
和安排在所述压电基板上的至少一个输出IDT电极，
其中所述输入IDT电极的金属化比例和所述输出IDT电极的金属化比率彼此互不相同。
本发明的第4方面是如本发明的第一方面所述的表面声波滤波器，在所述输入和输出IDT电极中，电极指数量更多的IDT电极金属化比例，比电极指数量更少的IDT电极的金属化比例更低。
本发明的第5方面是如本发明的第1到4方面所述的表面声波滤波器，假如IDT电极有多个电极指节距，则主要激励电极指的节距设为基本节距。
本发明的第6方面是如本发明的第1到4方面所述的表面声波滤波器，所述输入IDT电极的发射特性的峰值频率，实质上等于所述输出IDT电极的发射特性的峰值频率。
本发明的第7方面是如本发明的第6方面所述的表面声波滤波器，如权利要求6所述的表面声波滤波器，其特征在于：所述输入IDT电极和输出IDT电极中的一个电极，由包含一对彼此相对的电极指的第一IDT电极组成；
所述输入IDT电极和所述输出IDT电极中的另一个电极，由包含一对彼此相对的电极指的第二IDT电极和包含一对彼此相对的电极指的第三IDT电极组成，所述第二IDT电极位于所述第一IDT电极的一侧，所述第三IDT电极位于所述第一IDT电极的另一侧。
所述第一、第二和第三IDT电极沿着表面声波传播的方向排列；且
所述第一IDT电极的发射特性的峰值频率，实质上等同于第二和第三IDT电极中任何一个的发射特性的峰值频率。
本发明的第8方面是如本发明的第6方面所述的表面声波滤波器，所述输入IDT电极和输出IDT电极组中的一个电极，由第一、第四和第五IDT电极组成，每个都包含一对彼此相对的电极指；
所述输入IDT电极和输出IDT电极中的另一个电极，由第二和第三IDT电极组成，每个都包含一对彼此相对的电极指；
所述第二和第三IDT电极位于所述第一IDT电极的对面；
所述第四IDT电极位于所述第二IDT电极的与放置所述第一IDT电极的一侧相对的一侧；
所述第五IDT电极位于所述第三IDT电极的与放置所述第一IDT电极的一侧相对的一侧；
所述第一、第二、第三、第四和第五IDT电极沿着表面声波传播的方向排列；且
所述第一IDT电极组的发射特性的峰值频率与所述第四和第五IDT电极组、所述第二和第三IDT电极组的发射特性的峰值频率中至少超过一个组实质上彼此相等。
本发明的第9方面是如本发明的第6方面所述的表面声波滤波器，所述第一IDT电极的薄膜厚度与所述第二和第三IDT电极中每个的薄膜厚度是互不相同的。
本发明的第10方面是如本发明的第6方面所述的表面声波滤波器，所述第一IDT电极的材料与所述第二和第三IDT电极中任何一对的材料是互不相同的。
本发明的第11方面是如本发明的第7方面所述的表面声波滤波器，所述第一IDT电极的金属化比例与所述第二和第三IDT电极中每个的金属化比例是彼此相等的；
所述第一IDT电极的电极指数量大于所述第二和第三IDT电极中每个的电极指数量；且
所述第一IDT电极的电极指节距大于所述第二和第三IDT电极中每个的电极指节距。
本发明的第12方面是如本发明的第7方面所述的表面声波滤波器，所述第一IDT电极的金属化比例、所述第二IDT电极的金属化比例和第三IDT电极的金属化比例是彼此互不相同的。
本发明的第13方面是如本发明的第7方面所述的表面声波滤波器，多个滤波器条的每个具有第一、第二和第三IDT电极、第一和第二反射器电极形成在所述压电基板上，以及所述多数滤波条，彼此合作如同一个滤波器而工作。
本发明的第14方面是如本发明的第13方面所述的表面声波滤波器，所述多个滤波器条中的每一个在构造上与其他的相同。
本发明的第15方面是如本发明的第13方面所述的表面声波滤波器，  至少所述多个滤波器条中的一个在构造上与其他的不同。
本发明的第16方面是如本发明的第7方面所述的表面声波滤波器，进一步包含：第一反射器电极，位于所述压电基板上第二IDT电极与所述第一IDT电极相对面的对面；和
第二对反射器电极，位于所述压电基板上第三IDT电极与所述第一IDT电极相对的一侧；
其中所述第一、第二和第三IDT电极与所述第一和第二反射器电极沿着表面声波传播方向排列。
本发明的第17方面是一种制造表面声波滤波器的方法，包括：
压电基板；
安排在所述压电基板上的一输入IDT电极；
和安排在所述压电基板上的一输出IDT电极，
其中所述方法使所述输入IDT电极的电极指的节距和所述输出IDT电极的电极指的节距具有不同的值。
本发明的第18方面是一种通信设备，包括：
发射电路，其输出一个发射波；和
接收电路，其输入是要被接收的波，
如本发明第1方面所述的表面声波滤波器，用于所述发射电路和/或所述接收电路中。
本发明的第16方面是通信设备包括：
发射电路，其输出一个发射波；和
接收电路，其输入是要被接收的波，
如本发明第3方面所述的表面声波滤波器，用于所述发射电路和/或所述接收电路中。
附图说明
图1是本发明第一实施例所述表面声波滤波器的构成图。
图2是显示发射特性的中心频率(峰值频率)与电极指数量间的关系。
图3是本发明第二实施例所述表面声波滤波器的构成图。
图4是本发明第一和第三实施例中IDT电极发射特性曲线图。
图5是本发明第一和第三实施例中表面声波滤波器的通过特性曲线图。
图6是本发明第三实施例所述表面声波滤波器的构成图。
图7是本发明第四实施例所述表面声波滤波器的构成图。
图8(a)是本发明第二实施例中IDT电极发射特性曲线图。
图8(b)是本发明第二实施例中表面声波滤波器的通过特性曲线图。
图9(a)是传统表面声波滤波器中IDT电极发射特性曲线图。传统表面声波滤波器中IDT电极的发射特性中心频率彼此是互不一致的。
图9(b)是涉及图9(a)的表面声波滤波器的通过特性曲线图。
图10是本发明第五实施例所述表面声波滤波器的构成图。
图11是本发明第六实施例所述表面声波滤波器的构成图。
图12是传统表面声波滤波器的构成图。
图13是另一种传统表面声波滤波器的构成图。
[符号说明]
101  压电基板
102  第一IDT电极
103  第二IDT电极
104  第三IDT电极
105  反射器电极
106  反射器电极
301  压电基板
302  第一IDT电极
303  第二IDT电极
304  第三IDT电极
305  反射器电极
306  反射器电极
307  滤波器条
308  第四IDT电极
309  第五IDT电极
310  第六IDT电极
311  反射器电极
312  反射器电极
313  滤波器条
601  压电基板
602  第一IDT电极
603  第二IDT电极
604  第三IDT电极
605  反射器电极
606  反射器电极
701  压电基板
702  第一IDT电极
703  第二IDT电极
704  第三IDT电极
705  反射器电极
706  反射器电极
707  滤波器条
708  第四IDT电极
709  第五IDT电极
710  第六IDT电极
711  反射器电极
712  反射器电极
713  滤波器条
具体实施方式
(第一实施例)
现将描述本发明的第一实施例。图1图解显示描绘本发明的第一实施例的表面声波滤波器。
参考图1，表面声波滤波器有压电基板101、第一、第二和第三IDT电极102、103和104，和第一、第二反射器电极105、106，IDT电极和反射器电极排列于基片上。
第二IDT电极103和第三IDT电极104位于第一IDT电极102的对面。反射器电极105位于第二IDT电极103的与放置第一IDT电极102一侧相对的一侧。反射器电极106位于第三IDT电极104的与放置第一IDT电极102一侧相对的一侧。因此，第一、第二和第三IDT电极102、103、104与第一和第二反射器电极105和106沿着表面声波的传播方向排列。
第二和第三IDT电极103和104中每个的上层电极指同输入终端IN连接。而第二和第三IDT电极103和104中每个的下层电极指接地。第一IDT电极102的下层电极指连接输出终端OUT，而第一IDT电极102的上层电极指接地。
第一IDT电极102的电极指数量大于第二和第三IDT电极103和104的每个电极指数量，第二IDT电极103的电极指数量与第三IDT电极104的电极指数量彼此相等。
假设第一IDT电极102的节距用P1描述，第二和第三IDT电极103和104的节距用P2描述，则P1和P2的关系是P1＞P2。
第一IDT电极102与第二和第三IDT电极103和104中的每个的金属化比例η彼此相等。金属化比例η表示在一个波长中电极指宽度的比例。
金属化比例η用以下方程式(1)表达。
[方程式1]
η＝L/(L+S)
其中，L是一个电极指的宽度，S是从这个电极指到下一个电极指的间距。
现在描述此实施例的运行。
图2显示第一IDT电极102电极指数目和金属化比例η与第一IDT电极102发射特性的峰值频率之间的关系。发射特性的峰值频率定义为发射特性曲线处于峰值时的频率，即峰值频率。那就是，通过在节距被固定时的关于第一IDT电极102电极指的数量和金属化比例的特定值来测量第一IDT电极102的发射特性，以获取发射特性的峰值频率，图2所示的特性曲线是由测绘所获得的中心频率而形成。
如上所述，当在获取如图2所示关系的过程中改变第一IDT电极102的电极指的数量和金属化比例η时，电极指节距被固定。
从图2显然可以看出，当第一IDT电极102电极指的数量递增时，第一IDT电极102发射特性的峰值频率增高。同样，假如第一IDT电极102的金属化比例η增加，第一IDT电极102发射特性的峰值频率降低。因此，当电极指的数量递增或金属化比例η递减，而第一IDT电极102的电极薄膜厚度恒定时，第一IDT电极102发射特性的中心频率变得更高。关于第二和第三IDT电极103和104，可看到与关于第一IDT电极102的观察所得有着同样的趋势。
图4中，第一IDT电极102的发射特性用401描述。图4中清晰地显示了，由于反射特性的影响，第一IDT电极102发射特性关于中心频率是不对称的。
图4中第二IDT电极103的发射特性用402描述。与第一IDT电极102一样，由于反射特性的影响，第二IDT电极103发射特性关于中心频率是不对称的。由于第三IDT电极104有着与第二IDT电极103相同数量的电极指，因此第三IDT电极104的发射特性与第二IDT电极103的发射特性相同。故第三IDT电极104的发射特性与第二IDT电极103的发射特性一样，在图4中用402描述。
另一方面，本发明的发明者发现这样一个事实。即假如表面声波滤波器设计成使第一IDT电极102发射特性401的中心频率与第二和第三IDT电极103和104发射特性402的中心频率彼此相等，则表面声波滤波器会有一个改良的特性。也就是，假如表面声波滤波器设计成这种方式，它会有更宽带宽的衰减特性。
如上面提到的，第一IDT电极102电极指的数量大于第二和第三IDT电极103和104中每个电极指的数量。假如第一IDT电极102电极指的节距等于第二和第三IDT电极103和104中每个电极指的节距，则第一IDT电极102发射特性的中心频率高于第二和第三IDT电极103和104发射特性的中心频率。
然而，从图2显然可以看出，通过建立P1＞P2的关系，第一IDT电极102发射特性的中心频率与第二和第三IDT电极103和104发射特性的中心频率可以近似地设为彼此相等。更特别的是，当P1＝P2时，发射特性的中心频率间的差异大约为0.9％；通过建立P1＞P2的关系，发射特性的中心频率间的差异大约为0.5％，更好的可以达到0.1％。那就是，图1所示组成表面声波滤波器的IDT电极电极指组中数量更多的电极指组的节距可以调整到大于数量更少的电极指组的节距，来设定彼此相关的IDT电极的发射特性。
表面声波滤波器这样安排实现如有陡峭衰减特性的宽带滤波器。
虽然通过假设输入终端IN是不平衡型来描述这个实施例，但输入终端IN不局限于不平衡型。平衡型输入终端IN可以选择使用。
虽然通过假设输出终端OUT是不平衡型来描述这个实施例，但输出终端OUT不局限于不平衡型。平衡型输出终端OUT可以选择使用。
这个实施例是关于这种情况，描述的在此情况中第二和第三IDT电极103和104中每个电极与输入终端IN连接，而第一IDT电极102的每个与输出终端OUT连接。然而，此安排可以选择成这样，第二和第三IDT电极103和104中每个电极与输出终端OUT连接，而第一IDT电极102的每个与输入终端IN连接。
该实施例通过假设第二和第三IDT电极的指的数目彼此相等来描述。然而，如果这些数字不相同，可调整IDT电极，因此，它们的发射特性彼此相符。
(第二实施例)
现将描述本发明的第二实施例。
图3图解显示描绘本发明的此实施例的表面声波滤波器。
参考图3，第一个滤波器条307由压电基板301上的第一、第二和第三IDT电极302、303和304，以及第一和第二反射器电极305和306组成。那就是，第二IDT电极303和第三IDT电极304位于第一IDT电极302的两侧。反射器电极305位于第二IDT电极303的相反于放置第一IDT电极302的一侧。反射器电极306位于第三IDT电极304的相反于放置第一IDT电极302的一侧。
同样，第二个滤波路径313由第四、第五和第六IDT电极308、309和310，以及第一和第二反射器电极311和312组成。那就是，第五IDT电极309和第六IDT电极310位于第四IDT电极308的对面。反射器电极311位于第五IDT电极309的相反于放置第四IDT电极308的一侧。反射器电极312位于第六IDT电极310的相反于放置第四IDT电极308的一侧。
第一IDT电极302的上层电极指连接到输入终端IN。第二IDT电极303的下层电极指连接到第五IDT电极309的上层电极指，且第三IDT电极304的下层电极指连接到第六IDT电极310的上层电极指。第四IDT电极308的上层电极指连接到输出终端OUT1，而第四IDT电极308的下层电极指连接到另一个输出终端OUT2。
第一IDT电极302的电极指数量等于第四IDT电极308的电极指数量。第二IDT电极303、第三IDT电极304、第五IDT电极309和第六IDT电极310的电极指数量彼此相等。
第一和第四IDT电极302和308每个的电极指数量大于第二、第三、第五和第六IDT电极303、304、309和310每个的电极指数量。第一和第四IDT电极302和308电极指的节距用P1描述，第二、第三、第五和第六IDT电极303、304、309和310电极指的节距用P2描述，则P1和P2的关系是P1＞P2。所有各IDT电极的金属化比例都彼此相等。此实施例的表面声波滤波器被构造成二级纵向模式表面声波滤波器。
现描述此实施例的运作。
图8(a)显示了第一和第二IDT电极302和303的发射特性。第一IDT电极302的发射特性用1801表示。第二IDT电极303的发射特性用1802表示。从图8显然可以看出，发射特性1801的峰值频率和发射特性1802的峰值频率彼此一致。如同在第一实施例中，通过建立关系P1＞P2，第一和第二IDT电极302和303的发射特性的峰值频率fp可设为彼此近似相等。同样，通过建立关系P1＞P2，第一IDT电极302的发射特性的峰值频率fp可设为近似等于第三IDT电极304的发射特性的峰值频率fp。此外，通过建立关系P1＞P2，第四IDT电极308的发射特性的峰值频率fp可设为近似等于第五和第六IDT电极309和310的发射特性的峰值频率fp。
图8(b)显示此实施例表面声波滤波器的通过特性，用1803a和1803b表示。此实施例表面声波滤波器的通过特性用1803a表示关于从0dB到90dB的宽增益区域，特性曲线1803a的中心部分用1803b表示关于从0dB到10dB的窄增益区域。频率fp是每个IDT电极发射特性的峰值频率。当每个IDT电极发射特性的峰值频率fp设为和通带的左端(即通带的低限制频率)一致的时候，表面声波滤波器的滤波器通过特性会显示出。
图9(a)显示了传统表面声波滤波器中IDT电极的发射特性。在图9(a)中，第一和第四IDT电极302和308的发射特性用1901表示。第二、第三、第五和第六IDT电极303、304、309和310的发射特性用1902表示。那就是，在传统表面声波滤波器中，第一和第四IDT电极302和308的中心频率fp1和第二、第三、第五和第六IDT电极303、304、309和310的中心频率fp2不是彼此一致的。
图9(b)显示此表面声波滤波器的通过特性，用1903a和1903b表示。传统表面声波滤波器的通过特性用1903a表示关于从0dB到90dB的宽增益区域，特性曲线1903a的中心部分用1903b表示关于从0dB到10dB的窄增益区域。
在如图8(b)显示的通过特性1803b中，对比于如图9(b)所示的通过特性1903b，可看到左端通过带宽的截止点被降低以加宽通过带宽的改进。这意味着在带宽末端损耗的减少。
因此，IDT电极对发射特性的中心频率被设为彼此近似相等，以实现拥有更宽带宽特性的表面声波滤波器。
如上所述，根据此实施例，拥有陡峭衰减特性的宽带表面声波滤波器可以被实现。
虽然此实施例中的输出终端形成了平衡输出，然而即使第四IDT电极中的上层或下层可以接地以形成不平衡输出，也可以达到本发明的相同效果。
(第三实施例)
现将描述本发明的第三实施例。
图6图解显示描绘本发明的此实施例的表面声波滤波器。参考图6，表面声波滤波器有压电基板601、第一、第二和第三IDT电极602、603和604，和第一、第二反射器电极605、606，IDT电极和反射器电极排列于基片上。
第二IDT电极603和第三IDT电极604分别位于第一IDT电极602两侧。反射器电极605位于第二IDT电极603的相反于放置第一IDT电极602的一侧。反射器电极606位于第三IDT电极604的相反于放置第一IDT电极602的一侧。
第二和第三IDT电极603和604中每个的上层电极指同输入终端IN连接。而第二和第三IDT电极603和604中每个的下层电极指接地。第一IDT电极602的下层电极指连接到输出终端OUT，而第一IDT电极602的上层电极指接地。
第一IDT电极602的电极指数量大于第二和第三IDT电极603和604每个的电极指数量，第二IDT电极603的电极指数量与第三IDT电极604的电极指数量彼此相等。
第一IDT电极602电极指的节距用P1表示，第二和第三IDT电极603和604电极指的节距用P2表示。P1和P2的关系是P1＞P2。
在此实施例的表面声波滤波器中，第一IDT电极602与第二和第三IDT电极603和604电极中的每个的金属化比例彼此互不相同。
现将描述此实施例的运行。
图2显示第一IDT电极602电极指数量和金属化比例与第一IDT电极602发射特性中心频率之间的关系。通过关于第一IDT电极602电极指的节距和数量的特定值来测量第一IDT电极602电极发射特性的中心频率，图2所示的特性曲线是由测绘所获得的中心频率形成。
从图2显然可以看出，当第一IDT电极602电极指的数量递增时，第一IDT电极602发射特性的中心频率增高。同样，当第一IDT电极602的金属化比例η递增时，第一IDT电极602发射特性的中心频率降低。因此，当电极指的数量递增或金属化比例η递减，而第一IDT电极602的电极薄膜厚度恒定时，第一IDT电极602发射特性的中心频率变得更高。关于第二和第三IDT电极603和604，可看到与关于第一IDT电极602的观察所得有着同样的趋势。
如上所述，第一IDT电极602电极指的数量大于第二和第三IDT电极603和604电极指的数量。因此，从图2显然可以看出，假设第一IDT电极602的金属化比例等于第二和第三IDT电极603和604的金属化比例，则第一IDT电极602发射特性的中心频率高于第二和第三IDT电极603和604发射特性的中心频率。
然而，从图2显然可以看出，通过建立关系P1＞P2且使第一IDT电极602的金属化比例与第二和第三IDT电极603和604的金属化比例有不同值，第一IDT电极602发射特性的峰值频率和第二和第三IDT电极603和604发射特性的峰值频率可被设为彼此近似相等。
如上所述，在此实施例中，通过调整每对IDT电极的节距和金属化比例，第一IDT电极602发射特性的中心频率与第二和第三IDT电极603和604发射特性的中心频率可被设为彼此近似相等。由于还可实现对每个IDT电极含金属量的调整，即在每个IDT电极上对表面声波激励和反射的强度的调整，与第一实施例相比，设计自由度提高了。
虽然在此实施例中节距被调整到P1＞P2，但这不是唯一选择。当节距设为P1＝P2的关系时，可以选择实现使用不同的金属化比例调整。
表面声波滤波器被这样安排可以实现如有陡峭衰耗特性的宽带滤波器。
虽然通过假设输入终端IN是不平衡型来描述了这个实施例，但输入终端IN不局限于不平衡型。平衡型输入终端IN可以选择使用。
虽然通过假设输出终端OUT是不平衡型来描述了这个实施例，但输出终端OUT不局限于不平衡型。平衡型输出终端OUT可以选择使用。
这个实施例描述了关于这种情况，在此情况中第二和第三IDT电极603和604与输入终端IN连接，而第一IDT电极602与输出终端OUT连接。然而，此安排可以选择成这样，第二和第三IDT电极603和604中每对电极与输出终端OUT连接，而第一IDT电极602的每个与输入终端IN连接。
现将描述本发明的第四实施例。
图7图解显示了描绘此实施例的表面声波滤波器。
参考图7，第一个滤波路径707由压电基板701上的第一、第二和第三IDT电极702、703和704，以及第一和第二反射器电极705和706组成。那就是，第二IDT电极703和第三IDT电极704位于第一IDT电极702的两侧。反射器电极705位于第二IDT电极703的相反于放置第一IDT电极702的一侧。反射器电极706位于第三IDT电极704的相反于放置第一IDT电极702的一侧。
同样，第二个滤波路径713由第四、第五和第六IDT电极708、709和710，以及第一和第二反射器电极711和712组成。那就是，第五IDT电极709和第六IDT电极710位于第四IDT电极708的两侧。反射器电极711位于第五IDT电极709的相反于放置第四IDT电极708的一侧。反射器电极712位于第六IDT电极710的相反于放置第四IDT电极708的一侧。
第一IDT电极702的上层电极指连接到输入终端IN。第二IDT电极703的下层电极指连接到第五IDT电极709的上层，且第三IDT电极704的下层电极指连接到第六IDT电极710的上层。第四IDT电极708的上层电极指连接到输出终端OUT1，而第四IDT电极708的下层电极指连接到另一个输出终端OUT2。
第一IDT电极702的电极指数量等于第四IDT电极708的电极指数量。第二IDT电极703、第三IDT电极704、第五IDT电极709和第六IDT电极710的电极指数量彼此相等。
第一和第四IDT电极702和708每个的电极指数量大于第二、第三、第五和第六IDT电极703、704、709和710每个的电极指数量。第一IDT电极702电极指的节距用P11描述，第二和第三IDT电极703和704电极指的节距用P12描述，则P11和P12的关系是P11＞P12。同样，第四IDT电极708电极指的节距用P21描述，第五和第六IDT电极709和710电极指的节距用P22描述，则P11和P12的关系是P21＞P22。
在第一滤波器条707中第一IDT电极702的金属化比例η11用以下方程式(2)表达：
[方程式2]
η11＝L11/(L11+S11)
其中，L11是第一IDT电极702电极指的宽度，S11是在第一IDT电极702中从一个电极指到下一个电极指的间距。
第二和第三IDT电极703和704的金属化比例η12用以下方程式(3)表达：
[方程式3]
η12＝L12/(L12+S12)
其中，L12是第二和第三IDT电极703和704电极指的宽度，S12是在第二和第三IDT电极703和704中从一个电极指到下一个电极指的间距。
在第二滤波器路径708中第四IDT电极708的金属化比例η21用以下方程式(4)表达：
[方程式4]
η21＝L21/(L21+S21)
其中，L21是第四IDT电极708电极指的宽度，S21是在第四IDT电极708中从一个电极指到下一个电极指的间距。
第五和第六IDT电极709和710的金属化比例η22用以下方程式(5)表达：
[方程式5]
η22＝L22/(L22+S22)
其中，L22是第五和第六IDT电极709和710电极指的宽度，S22是在第五和第六IDT电极709和710中从一个电极指到下一个电极指的间距。
在此实施例中，以上所示的η11和η12彼此是不同的，以上所示的η21和η22也是彼此不同的。
此实施例的表面声波滤波器是构架成两级纵向模式表面声波滤波器。
现在描述此实施例的运行。
通过建立P11＞P12的关系，并根据上述实施例描述细节中的方法调整η11和η12为不同的值，第一IDT电极702发射特性的中心频率fp与第二和第三IDT电极703和704发射特性的中心频率fp设为彼此近似相等。
同样，通过建立P21＞P22的关系，并调整η21和η22为不同的值，第四IDT电极708发射特性的峰值频率fp与第五和第六IDT电极709和710发射特性的中心频率fp设为彼此近似相等。
因此，与上述实施例中的一样，此实施例的表面声波滤波器可以实现如有陡峭衰减特性的宽带表面声波滤波器。
通过如上述安排可以实现有陡峭衰减特性的宽带表面声波滤波器。
这个实施例描述关于这样的情况，在此情况中，当建立P11＞P12的关系时η11和η12被调整为不同值，且当建立P21＞P22的关系时η21和η22被调整为不同值。然而，这种调整方法不是专有使用的。仅仅建立P11＞P12的关系和P21＞P22的关系的调整方法可以选择实行。同样，通过仅仅改变金属化比例而建立P11＝P12和P21＝P22的调整方法也可以选择实行。
虽然在此实施例中当输出终端形成平衡输出，然而即使第四IDT电极708中每个的上层和下层接地，来形成不平衡输出，本发明的相同效果也可以达到。
[第五实施例]
现将描述本发明的第五实施例。
图10图解显示描绘此实施例的表面声波滤波器。
参考图10，表面声波滤波器有压电基板1001、第一、第二和第三IDT电极1002、1003和1004，和第一、第二反射器电极1005、1006，IDT电极和反射器电极排列于基片上。
第二IDT电极1003和第三IDT电极1004分别位于第一IDT电极1002两侧的对面。反射器电极1005位于第二IDT电极1003的相反于放置第一IDT电极1002的一侧。反射器电极1006位于第三IDT电极1004的相反于放置第一IDT电极1002的一侧。因此，第一、第二和第三IDT电极1002、1003、1004与第一和第二对反射器电极1005和1006沿着表面声波的传播方向排列。
第二和第三IDT电极1003和1004中每个的上层电极指同输入终端IN连接。而第二和第三IDT电极1003和1004中每个的下层电极指接地。第一IDT电极1002的下层电极指连接到输出终端OUT，而第一IDT电极1002的上层电极指接地。
第一IDT电极1002的电极指数量大于第二和第三IDT电极1003和1004的电极指数量，第二IDT电极1003的电极指数量与第三IDT电极1004的电极指数量彼此相等。
假设在第一IDT电极1002中由1a指示区域中的节距是P1，P1是1/2波长。同样假设1b指示区域中的节距是P1′，P1′小于1/2波长。拥有节距P的区域1a中电极指数量大于拥有节距P1′的区域1b中电极指数量。因此，在第一IDT电极1002中，1a指示的区域是主要激励区域。
同样，假设第二IDT电极1003中由2a指示区域中的节距是P2，P2是1/2波长。2b指示的区域中的节距是P2′，P2′小于1/2波长。拥有节距P2的区域2a中电极指数量大于拥有节距P2′的区域2b中电极指数量。因此，在第二IDT电极1003中，2a指示的区域是主要激励区域。
第三IDT电极1004中由3a指示区域中的节距是P2，P2是1/2波长。3b指示的区域中的节距是P2′，P2′小于1/2波长。拥有节距P2的区域3a中电极指数量大于拥有节距P2′的区域3b中电极指数量。因此，在第三IDT电极1004中，3a指示的区域是主要激发区域。
如此，在第一IDT电极1002、第二IDT电极1003和第三IDT电极1004的每一个中，在具有相同IDT电极的电极指之间设置了不同的电极指节距。
假设节距P1和P2间的关系满足P1＞P2，如第一实施例相同的效果可以达到。
这种情况下，节距P1和P2间的关系满足P1＞P2，节距P1′和P2′间的关系满足P1′＞P2′或P1′＝P2′。当满足P1′＞P2′时相邻电极指对间的间隔比当P1′＝P2′时的间隔小。通过满足P1′＞P2′，邻近电极指之间的插入损耗可以相对的减少。
虽然这个实施例描述了关于满足P1＞P2的情况，P1和P2可以调整以使图10所示的区域1a、2a和3a各自的发射特性的峰值频率设为彼此近似相等。调整节距P1、P1′、P2和P2′以使第一、第二和第三IDT电极1002、1003和1004的发射特性彼此一致，这是需要的。在这样的情况下，第二和第三IDT电极1003和1004组的节距P2和P2′间的相等性不是必须要求的。
对于如上述一IDT电极的电极指有不同的节距这种安排，可以基于在主要激励区域中设置主要激励电极指的节距来应用每个上述实施例。通过如上述排列可以实现有陡峭衰减特性的宽带表面声波滤波器。
虽然通过假设输入终端IN是不平衡型来描述了这个实施例，输入终端IN并不局限于不平衡型。平衡型输入终端IN可以选择使用。
通过通过假设输出终端OUT是不平衡型来描述了这个实施例，输出终端OUT并不局限于不平衡型。平衡型输出终端OUT可以选择使用。
这个实施例描述了关于这种情况，在此情况下第二和第三IDT电极1003和1004与输入终端IN连接，而第一IDT电极1002与输出终端OUT连接。然而，此安排可以选择成这样，第二和第三IDT电极1003和1004与输出终端OUT连接，而第一IDT电极1002与输入终端IN连接。
[第六实施例]
现将描述本发明的第六实施例。
图11图解显示描绘此实施例的表面声波滤波器。
参考图11，表面声波滤波器有压电基板101、第一、第二、第三、第四和第五IDT电极1102、1103、1104、1105和1106，和第一、第二反射器电极1107、1108，IDT电极和反射器电极排列于基片上。
第二IDT电极1103和第三IDT电极1104分别位于第一IDT电极1102的两侧。第五IDT电极1106位于第三IDT电极1104的相反于放置第一IDT电极1102的一侧。第四IDT电极1105位于第二IDT电极1103的相反于放置第一IDT电极1102的一侧。第一反射器电极1107位于第四IDT电极1105的外侧，第二反射器电极1108位于第五IDT电极1106的外侧。
因此，第一、第二、第三、第四和第五IDT电极1102、1103、1104、1105和1106与第一和第二对反射器电极1107和1108沿着表面声波的传播方向排列。
第二和第三IDT电极1103和1104中每个的下层电极指同输出终端OUT连接，而第二和第三IDT电极1103和1104中每个的上层电极指接地。第一、第四和第五IDT电极1102、1105和1106的上层电极指连接到输入终端IN，而第一、第四和第五IDT电极1102、1105和1106的下层电极指接地。
第一IDT电极1102的电极指数量大于第二和第三IDT电极1103和1104的电极指数量，第二IDT电极1103的电极指数量与第三IDT电极1104的电极指数量彼此相等。同样，第四和第五IDT电极1105和1106的电极指数量小于第二和第三IDT电极1103和1104的电极指数量，第四IDT电极1105的电极指数量与第五IDT电极1106的电极指数量彼此相等。
假设第一IDT电极1102电极指的节距是P1，第二和第三IDT电极1103和1104电极指的节距是P2；第四和第五IDT电极1105和1106电极指的节距是P3，则节距P1到P3的关系是P1＞P2＞P3。那就是，组成此实施例表面声波滤波器的IDT电极对电极指组中数量更多的电极指组的节距大于数量更少的其他电极指组的节距。
第一、第二、第三、第四和第五IDT电极1102、1103、1104、1105和1106每个的金属化比例η彼此相等。金属化比例η表示在一个波长中电极指宽度的比例。
金属化比例η由上述第一实施例中所示方程式(1)来表达。
现在描述此实施例的运行。
如上述第一实施例，假如第一IDT电极1102电极指的数量递增，则第一IDT电极102发射特性的中心频率增高。同样，假如第一IDT电极1102的金属化比例η增加，第一IDT电极1102发射特性的中心频率降低。因此，当电极指的数量递增或金属化比例η递减，而第一IDT电极1102的电极薄膜厚度恒定时，第一IDT电极1102发射特性的中心频率将增高。关于第二、第三、第四和第五IDT电极1103、1104、1105和1106，可看到与关于第一IDT电极1102的观察所得有着同样的趋势。
由于第一IDT电极1102电极指的节距P1、第二和第三IDT电极1103和1104中每个电极指的节距P2与第四和第五IDT电极1105和1106中每个电极指的节距P3，相互关系为P1＞P2＞P3，第一、第二、第三、第四和第五IDT电极1102、1103、1104、1105和1106发射特性的中心频率可以设为近似彼此相等。
那就是，假如第一、第二、第三、第四和第五IDT电极1102、1103、1104、1105和1106发射特性的中心频率彼此相等，此实施例的表面声波滤波器会有更宽带宽的衰减特性。
表面声波滤波器这样安排来实现如有陡峭衰减特性的宽带滤波器。
虽然通过假设输入终端IN是不平衡型来描述的这个实施例，输入终端IN并不局限于不平衡型。平衡型输入终端IN可以选择使用。
虽然通过假设输出终端OUT是不平衡型来描述了这个实施例，输出终端OUT并不局限于不平衡型。平衡型输出终端OUT可以选择使用。
第一到第五IDT电极的电极指数量间的关系不限于以上描述的。根据滤波器特性，此关系被最优化了。
此实施例描述了关于这种情况，在此情况下第二和第三IDT电极1103和1104连接输出终端OUT，而第一、第四和第五IDT电极1102、1105和1106连接输入终端IN。然而，安排可以选择成这样，在第二和第三IDT电极1103和1104连接输入终端IN，而第一、第四和第五IDT电极1102、1105和1106连接输出终端OUT。
这个实施例描述了关于调整每个IDT电极的电极指的节距的情况和调整每个IDT电极的电极指节距和金属化比例的情况。然而，本发明不局限于在此描述的调整方法。如在下面描述的不同方法中，IDT电极对发射特性的中心频率可以设为彼此近似相等。
我们知道假如IDT电极的薄膜厚度增加，则每个IDT电极发射特性的峰值频率降低。因此通过对第一IDT电极的薄膜厚度与第二和第三IDT电极的薄膜厚度设定不同的值，来调整IDT电极对发射特性的峰值频率到所需的频率值，这是可以实现的。
我们也知道，假如IDT电极的材料改变，每个IDT电极发射特性的峰值频率也会改变。因此通过为第一IDT电极与第二和第三IDT电极使用不同的材料，来调整IDT电极对发射特性的峰值频率到所需的频率值，这是可以实现的。
我们也知道，假如IDT电极的金属化比例增加，每个IDT电极发射特性的峰值频率会降低。因此通过对第一IDT电极的金属化比例与第二和第三IDT电极的金属化比例设定不同的值，来调整IDT电极对发射特性的峰值频率到所需的频率值，这是可以实现的。
通过自由组合上述方法来调整IDT电极对发射特性的中心频率到所需的频率值，这也是可能实现的。
第一到第四实施例中每个都有假设第二和第三IDT电极具有的电极指数量彼此相等，来进行描述。然而，本发明不局限于这些安排。即使在一种情况下，第二和第三IDT电极有不同数量的电极指，假如电极指节距被调整到发射特性的峰值频率彼此相等，则如第一到第四实施例中同样的效果也是可以达到的。
通信设备在一部分发射电路或接收电路中使用本发明的表面声波滤波器也属于本发明。这样的通信设备例如一台便携式电话终端、便携式电话终端的基站、摩托车载电话、个人手提电话系统中的终端和雷达装置。
制造表面声波滤波器的一种方法也属于本发明。此声波表面滤波器具有压电基板、排列于基片上用于输入的IDT电极、排列于基片上用于输出的IDT电极。其中输入IDT电极的发射特性的峰值频率和输出IDT电极的发射特性的峰值频率实质上彼此相等。
制造表面声波滤波器的一种方法也属于本发明。此声波面表滤波器具有压电基板、排列于基片上用于输入的IDT电极、排列于基片上用于输出的IDT电极。其中输入IDT电极的电极指的节距和输出IDT电极的电极指的节距设为彼此互不相同。
本发明的输出IDT电极不局限于参考图1或图6上述实施例中表面声波滤波器的第一IDT电极，或参考图3或图7上述表面声波滤波器的第四、第五和第六IDT电极。同样，本发明的输入IDT电极也不局限于参考图1或图6上述实施例中表面声波滤波器的第二和第三IDT电极，或参考图3或图7上述表面声波滤波器的第一、第二和第三IDT电极。
本发明实施例被描述关于三IDT电极形成为输入和输出IDT电极的安排和五IDT电极形成作为输入和输出IDT电极的安排。然而，本发明不局限于这些安排：二IDT电极、四IDT电极或七对或更多IDT电极可以形成作为输入和输出IDT电极。
这个实施例被描述，通过假设第二IDT电极电极指的数量与第三IDT电极电极指的数量彼此相等，且第四IDT电极电极指的数量与第五IDT电极电极指的数量彼此相等。然而，假如这些数量都不相同，IDT电极对可以调整以达到他们的发射特性彼此一致。
[发明优点]
如前述所显示，本发明使提供这些成为可能：更大带宽的表面声波滤波器拥有陡峭带外衰减特性、制造表面声波滤波器的方法和使用表面声波滤波器的通信设备。

Claims (19)

1.一种表面声波滤波器，其特征在于，包括：
压电基板；
安排在所述压电基板上的至少一个输入IDT电极；
和安排在所述压电基板上的至少一个输出IDT电极，
其中所述输入IDT电极的电极指的节距和所述输出IDT电极的电极指的节距彼此互不相同。
2.如权利要求1所述的表面声波滤波器，其特征在于，在所述输入和输出IDT电极中的电极指数量更多的IDT电极的电极指的节距，比电极指数量更少的电极指节距更大。
3.一种表面声波滤波器，其特征在于，包括：
压电基板；
安排在所述压电基板上的至少一个输入IDT电极；
和安排在所述压电基板上的至少一个输出IDT电极，
其中所述输入IDT电极的金属化比例和所述输出IDT电极的金属化比率彼此互不相同。
4.如权利要求1所述的表面声波滤波器，其特征在于：在所述输入和输出IDT电极中，电极指数量更多的IDT电极金属化比例，比电极指数量更少的IDT电极的金属化比例更低。
5.如权利要求1到4中任何一个所述的表面声波滤波器，其特征在于：假如IDT电极有多个电极指节距，则主要激励电极指的节距设为基本节距。
6.如权利要求1到4中任何一个所述的表面声波滤波器，其特征在于：所述输入IDT电极的发射特性的峰值频率，实质上等于所述输出IDT电极的发射特性的峰值频率。
7.如权利要求6所述的表面声波滤波器，其特征在于：所述输入IDT电极和输出IDT电极中的一个电极，由包含一对彼此相对的电极指的第一IDT电极组成；
所述输入IDT电极和所述输出IDT电极中的另一个电极，由包含一对彼此相对的电极指的第二IDT电极和包含一对彼此相对的电极指的第三IDT电极组成，所述第二IDT电极位于所述第一IDT电极的一侧，所述第三IDT电极位于所述第一IDT电极的另一侧。
所述第一、第二和第三IDT电极沿着表面声波传播的方向排列；且
所述第一IDT电极的发射特性的峰值频率，实质上等同于第二和第三IDT电极中任何一个的发射特性的峰值频率。
8.如权利要求6所述的表面声波滤波器，其特征在于：所述输入IDT电极和输出IDT电极组中的一个电极，由第一、第四和第五IDT电极组成，每个都包含一对彼此相对的电极指；
所述输入IDT电极和输出IDT电极中的另一个电极，由第二和第三IDT电极组成，每个都包含一对彼此相对的电极指；
所述第二和第三IDT电极位于所述第一IDT电极的对面；
所述第四IDT电极位于所述第二IDT电极的与放置所述第一IDT电极的一侧相对的一侧；
所述第五IDT电极位于所述第三IDT电极的与放置所述第一IDT电极的一侧相对的一侧；
所述第一、第二、第三、第四和第五IDT电极沿着表面声波传播的方向排列；且
所述第一IDT电极组的发射特性的峰值频率与所述第四和第五IDT电极组、所述第二和第三IDT电极组的发射特性的峰值频率中至少超过一个组实质上彼此相等。
9.如权利要求6所述的表面声波滤波器，其特征在于：所述第一IDT电极的薄膜厚度与所述第二和第三IDT电极中每个的薄膜厚度是互不相同的。
10.如权利要求6所述的表面声波滤波器，其特征在于：所述第一IDT电极的材料与所述第二和第三IDT电极中任何一对的材料是互不相同的。
11.如权利要求7所述的表面声波滤波器，其特征在于：所述第一IDT电极的金属化比例与所述第二和第三IDT电极中每个的金属化比例是彼此相等的；
所述第一IDT电极的电极指数量大于所述第二和第三IDT电极中每个的电极指数量；且
所述第一IDT电极的电极指节距大于所述第二和第三IDT电极中每个的电极指节距。
12.如权利要求7所述的表面声波滤波器，其特征在于：所述第一IDT电极的金属化比例、所述第二IDT电极的金属化比例和第三IDT电极的金属化比例是彼此互不相同的。
13.如权利要求7所述的表面声波滤波器，其特征在于：多个滤波器条的每个具有第一、第二和第三IDT电极、第一和第二反射器电极形成在所述压电基板上，以及所述多数滤波条，彼此合作如同一个滤波器而工作。
14.如权利要求13所述的表面声波滤波器，其特征在于：所述多个滤波器条中的每一个在构造上与其他的相同。
15.如权利要求13所述的表面声波滤波器，其特征在于：  至少所述多个滤波器条中的一个在构造上与其他的不同。
16.如权利要求7所述的表面声波滤波器，其特征在于：进一步包含：第一反射器电极，位于所述压电基板上第二IDT电极与所述第一IDT电极相对面的对面；和
第二对反射器电极，位于所述压电基板上第三IDT电极与所述第一IDT电极相对的一侧；
其中所述第一、第二和第三IDT电极与所述第一和第二反射器电极沿着表面声波传播方向排列。
17.一种制造表面声波滤波器的方法，包括：
压电基板；
安排在所述压电基板上的一输入IDT电极；
和安排在所述压电基板上的一输出IDT电极，
其中所述方法使所述输入IDT电极的电极指的节距和所述输出IDT电极的电极指的节距具有不同的值。
18.一种通信设备，包括：
发射电路，其输出一个发射波；和
接收电路，其输入是要被接收的波，
如权利要求1所述的表面声波滤波器，用于所述发射电路和/或所述接收电路中。
19.通信设备包括：
发射电路，其输出一个发射波；和
接收电路，其输入是要被接收的波，
如权利要求3所述的表面声波滤波器，用于所述发射电路和/或所述接收电路中。
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