CN1497846A - 多模表面声波滤波器器件和双工器 - Google Patents
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Abstract
一种多模表面声波滤波器器件包括：压电基板；至少一个输入IDT(交指型变换器)和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧；输入端子，其向所述输入IDT提供输入信号；以及，输出端子，其从所述输出IDT接收输出信号。在这种多模表面声波滤波器中，所述输入端子和所述输出端子沿相同的方向延伸。
Description
技术领域
本发明涉及多模表面声波滤波器器件。
背景技术
多模表面声波(SAW)滤波器作为带通滤波器是公知的(例如，参看Proc.IEEE Ultrason.Symp.，pp.95-104，1992)。多模SAW滤波器通常具有交替布置的输入IDT(交指型变换器)和输出IDT，并且在该滤波器的任一侧都设置有SAW反射器。最常见类型的多模SAW滤波器具有在图1中用标号20指示的一个输入IDT和用标号30和40指示的两个输出IDT。具有这种结构的滤波器采用两种谐振模式，因此，通常将其称为“双模SAW(DMS)滤波器”。栅状反射器50沿表面声波的传播方向设置在输出IDT 30的外侧。同样地，栅状反射器60沿表面声波的传播方向设置在输出IDT 40的外侧。输入IDT 20和输出IDT 30和40形成在压电基板10上。
输入IDT 20和输出IDT 30和40每个都具有一信号端子(输入/输出)和一地端子，所述信号端子和地端子分别与一信号汇流排和一地汇流排相连。“汇流排”是与IDT电极指相连并沿表面声波的传播方向延伸的导电薄膜。更具体而言，输入IDT 20具有一输入端子25和一地端子26，所述输入端子和地端子分别与信号汇流排21和地汇流排22相连。输出IDT 30具有一输出端子35和一地端子36，所述输出端子和地端子分别与信号汇流排31和地汇流排32相连。同样地，输出IDT 40具有输出端子35(与输出IDT 30共享)和地端子36(也与输出IDT 30共享)，所述输出端子和地端子分别与信号汇流排41和地汇流排42相连。
在输入IDT 20和输出IDT 30和40每一个中，信号电极指都从对应的信号汇流排延伸至对应的地汇流排。更具体而言，输入IDT 20的信号电极指23从信号汇流排21延伸至地汇流排22。输出IDT 30的信号电极指33从信号汇流排31延伸至地汇流排32。同样地，输出IDT 40的信号电极指43从信号汇流排41延伸至地汇流排42。另外，在输入IDT 20和输出IDT 30和40每一个中，地电极指都从对应的地汇流排延伸至对应的信号汇流排。更具体而言，输入IDT 20的地电极指24从地汇流排22延伸至信号汇流排21。输出IDT 30的地电极指34从地汇流排32延伸至信号汇流排31。同样地，输出IDT 40的地电极指44从地汇流排42延伸至信号汇流排41。
在传统DMS滤波器中，通常将所述输入端子和输出端子彼此相对布置，从而可以防止信号从所述输入端子通过空气或基板到达所述输出端子。因此，输入IDT 20的地电极指24沿与地电极指34和44相反的方向(相差180度)延伸。
图2显示了传统DMS滤波器的典型的带通特性。在2GHz波段中，实现了大约-4dB的插入损耗和-35dB的阻带抑制。
然而，如图2中所示，传统DMS滤波器的带通特性在上升区和下降区中表现出较差的陡度。另外，如图2中所示，在高频侧的阻带区域中形成有一块状(lump-like)肩。而且，插入损耗太大。一般希望在用于移动电话通信等的通信系统中所用的滤波器具有小的损耗，并且在通带区域的两端都可以表现出非常陡的斜度。大多数传统DMS滤波器都不能保持这些对用于移动通信系统的滤波器所希望的特性。
发明内容
因此，本发明的一个目的就是提供一种多模表面声波滤波器器件，其中，将消除上面的缺点。
本发明的一个更具体的目的是：提供一种高性能表面声波滤波器，其表现出小损耗和陡的截止特性；和提供一种采用这种表面声波滤波器的双工器。
本发明的这些目的通过一种多模表面声波滤波器器件来实现，该多模表面声波滤波器器件包括：压电基板；至少一个输入IDT(交指型变换器)和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧；输入端子，其将输入信号提供给所述输入IDT；以及输出端子，其接收来自所述输出IDT的输出信号，所述输入端子和所述输出端子沿相同的方向延伸。
本发明的上述目的还可通过一种多模表面声波滤波器器件来实现，该多模表面声波滤波器器件包括：压电基板；至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；以及，多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧，所述输入IDT的地电极指和所述输出IDT的地电极指与相同的地汇流排相连。
本发明的上述目的通过一种多模表面声波滤波器器件来实现，该多模表面声波滤波器器件包括至少两个电气地并联连接的多模表面声波滤波器，所述至少两个多模表面声波滤波器每个都包括：压电基板；至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧；输入端子，其将输入信号提供给所述输入IDT；以及，输出端子，其接收来自所述输出IDT的输出信号，所述输入端子和所述输出端子沿相同的方向延伸。
本发明的上述目的通过一种多模表面声波滤波器器件来实现，该多模表面声波滤波器器件包括至少两个电气地并联连接的多模表面声波滤波器，所述至少两个多模表面声波滤波器每个都包括：压电基板；至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；以及，多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧，所述输入IDT的地电极指和所述输出IDT的地电极指与相同的地汇流排相连。
本发明的上述目的通过一种多模表面声波滤波器器件来实现，该多模表面声波滤波器器件包括至少两个电气地并联连接的多模表面声波滤波器，所述至少两个多模表面声波滤波器每个都包括：压电基板；至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；以及，多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧，所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器被布置得具有相同的表面声波传播路径，并且将一公共反射器插入在所述至少两个多模表面声波滤波器之间，该公共反射器共用在所述至少两个多模表面声波滤波器之间。
本发明的上述目的还可通过一种多模表面声波滤波器器件来实现，该多模表面声波滤波器器件包括至少两个电气地并联连接的多模表面声波滤波器，所述至少两个多模表面声波滤波器每个都包括：压电基板；至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；以及，多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧，所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器被布置得具有相同的表面声波传播路径，并且将多个栅状电极插入在所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器中的每两个相邻的多模表面声波滤波器之间，按照与表面声波的传播方向不垂直的一角度来布置该多个栅状电极。
本发明的上述目的还可通过一种多模表面声波滤波器器件来实现，该多模表面声波滤波器器件包括至少两个电气地并联连接的多模表面声波滤波器，所述至少两个多模表面声波滤波器每个都包括：压电基板；以及，至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上，所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器被布置得具有相同的表面声波传播路径，并且将三棱柱图案插入在所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器中的每两个相邻的多模表面声波滤波器之间。
本发明的上述目的还可通过一种多模表面声波滤波器器件来实现，该多模表面声波滤波器器件包括被彼此级联的两个或更多个多模表面声波滤波器，这些多模表面声波滤波器形成两个或更多个多模表面声波滤波器组，所述两个或更多个被级联的多模表面声波滤波器每个都包括：压电基板；至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧；输入端子，其将输入信号提供给所述输入IDT；以及，输出端子，其接收来自所述输出IDT的输出信号，所述输入端子和所述输出端子沿相同的方向延伸。
本发明的上述目的还可通过一种多模表面声波滤波器器件来实现，该多模表面声波滤波器器件包括：压电基板；至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；以及，多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧，所述输入IDT的地电极指沿与所述输出IDT的地电极指相同的方向延伸。
本发明的上述目的还可通过一种多模表面声波滤波器器件来实现，该多模表面声波滤波器器件包括至少两个电气地并联连接的多模表面声波滤波器，所述至少两个多模表面声波滤波器包括：压电基板；至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；以及，多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧，所述输入IDT的地电极指沿与所述输出IDT的地电极指相同的方向延伸。
本发明的上述目的还可通过一种表面声波双工器来实现，该表面声波双工器包括发射滤波器和接收滤波器，所述发射滤波器和所述接收滤波器中至少一个是多模表面声波滤波器，该多模表面声波滤波器包括：压电基板；至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧；输入端子，其将输入信号提供给所述输入IDT；以及，输出端子，其接收来自所述输出IDT的输出信号，所述输入端子和所述输出端子沿相同的方向延伸。
附图说明
结合附图阅读下面的详细说明，本发明的其他目的、特征和优点将显得更加清楚，图中：
图1示出一传统的双模SAW(DMS)滤波器；
图2显示了图1中所示的传统DMS滤波器的特性；
图3示出根据本发明的第一实施例的DMS滤波器器件；
图4示出第一实施例的第一变型；
图5示出第一实施例的第二变型；
图6显示了图1中的传统DMS滤波器和第一实施例及其第一和第二变型的DMS滤波器的滤波特性；
图7显示了对图1中的传统DMS滤波器和第一实施例及其第一和第二变型的DMS滤波器进行1.9-GHz-波段仿真的结果；
图8显示了对图1中的传统DMS滤波器和第一实施例及其第一和第二变型的DMS滤波器进行800-MHz-波段仿真的结果；
图9显示了对图1中的传统DMS滤波器和第一实施例及其第一和第二变型的DMS滤波器进行2.4-GHz-波段仿真的结果；
图10显示了图1中的传统DMS滤波器和第一实施例及其第一和第二变型的DMS滤波器的标准化的滤波特性；
图11A至11L显示了在用于本发明的实验中所使用的布线图；
图12显示了改变IDT的窗孔长度时，第一实施例及其第一和第二变型的滤波特性；
图13A至13C示出多种结构，第二变型的滤波器根据本发明的第二实施例采用这些结构并联连接；
图14显示了由并联连接的滤波器的数量的差别所导致的滤波特性差别；
图15显示了对图13A至图13C中所示的结构进行仿真的结果；
图16显示了图13A至13C中所示的结构的标准化的滤波特性；
图17示出根据本发明的第三实施例的滤波器结构；
图18示出图17中所示的滤波器结构的变型；
图19示出图17中所示的具有一致传播路径的结构与图18中所示的具有不同传播路径的结构之间的特性差别；
图20示出作为第三实施例的变型的具有多个对角栅状电极的滤波器结构；
图21示出作为第三实施例的另一变型的具有棱柱图案的滤波器结构；
图22示出根据本发明的第四实施例的滤波器结构；
图23示出一对比示例，其中，两组或两级并联连接的三个DMS滤波器被相互级联起来；
图24显示了第四实施例和所述对比示例的滤波特性；
图25显示了第四实施例和所述对比示例的标准化的滤波特性；
图26示出根据本发明的第五实施例的滤波器结构；
图27显示了第四实施例的特性与第五实施例的特性之间的对比；
图28示出根据本发明的第六实施例的滤波器结构；
图29显示了第五实施例的特性与第六实施例的特性之间的对比；以及
图30示出根据本发明的第七实施例的双工器。
具体实施方式
下面参考附图来说明本发明的实施例。不过，应该理解，本发明并不限于下述实施例。
如在背景技术中所说明的，图1中所示的传统DMS滤波器具有彼此相距一距离布置的输入和输出端子，以使可以防止信号从所述输入端子到达所述输出端子，并且可以提高阻带抑制。更具体而言，将所述输入端子和所述输出端子彼此相对放置来布置所述多个IDT。为了提高阻带抑制，自然要采用这样一种方式来设计表面声波滤波器，即，使所述输入端子和输出端子位于彼此相对的位置。与之相反，本发明的发明者对一种DMS滤波器进行了广泛的研究，在这种滤波器中，输入端子与输出端子彼此靠近，即，输入端子与输出端子彼此相邻。有关彼此相邻的输入端子与输出端子的布置，更具体来说，用于向所述输入IDT提供输入信号的输入端子和从所述多个输出IDT接收输出信号的输出端子沿相同的方向延伸。这样，所述输入IDT的地电极指也沿与所述多个输出IDT的地电极指相同的方向延伸。在对本发明进行研究的过程中，发明人制造了每个都具有上述结构的DMS滤波器作为实验，并且观察了其滤波特性与传统DMS滤波器有怎样的差别。下面的实施例和变型每个都具有上面所述的布置和结构。
(第一实施例)
图3是根据本发明的第一实施例的多模SAW滤波器器件的平面图。在图3中，与图1中相同的元件用相同的标号来指示。该多模SAW滤波器是一具有输入IDT 20和输出IDT 30A和40A的DMS滤波器。反射器50和60设置在输出IDT 30A和40A的外侧，并包括形成在压电基板10上的多个栅状电极。在此实施例中，输入IDT 20的地电极指24沿与输出IDT 30A和40A的地电极指34和44相同的方向延伸。换言之，输入IDT20的信号电极指23沿与输出IDT 30A和40A的信号电极指33和43相同的方向延伸。采用这种布置，输入IDT 20的输入端子25和输出IDT 30A和40A的输出端子35也沿相同的方向延伸，并且彼此相邻。同样地，输入IDT 20的地端子26和输出IDT 30A和40A的地端子36也沿相同的方向延伸，并且彼此相邻。
制造了图3中所示的DMS滤波器，并且测量了其在1.9GHz波段中的频率特性。该测量结果显示在图6中。在图6中，横坐标轴表示频率(MHz)，纵坐标轴表示插入损耗(dB)。窗孔长度W(相邻电极指的重叠部分的长度，如图1中所示)是80λ。这里，λ表示表面声波的波长。在图6中，虚线表示图3中所示的DMS滤波器的特性，而细实线表示图1中所示的传统DMS滤波器的特性。与由所述细实线所表示的传统滤波特性相比，采用所述输入端子25和所述输出端子彼此相邻的布置后，滤波特性的上升区和下降区中的陡度大大增加了，同时不会发生阻抗的不匹配。另外，通带中的插入损耗也降低了。
图4示出第一实施例的第一变型。在图4中，与图3中所示相同的元件用与图3中相同的标号来指示。在图4中所示的DMS滤波器中，图3中的输入IDT 20的地端子26与图3中的输出IDT 30A和40A的地端子36在压电基板10上相连，从而形成了公共地端子26A。
图5示出第一实施例的第二变型。在图5中，与图3中所示相同的元件用与图3中对应的标号相同的标号来指示。在图5中所示的DMS滤波器器件中，输入IDT 20的地汇流排22与输出IDT 30A和40A的地汇流排32和42在压电基板10上相连，从而形成了公共地汇流排22A。
在图4和5所示的结构中，在压电基板10上，输入IDT 20的地电势与输出IDT 30A和40A的地电势相等。采用这种结构，如在图6中用粗实线所示，陡度进一步增加了，而损耗进一步降低了。
图7显示了仿真的结果，其中，图6中所示的第一实施例及其变型的1.9-GHz-波段滤波特性被再现。在图7中，细实线表示图1中所示的传统DMS滤波器的特性，虚线表示图3中所示的第一实施例的DMS滤波器的特性，而粗实线表示图4和5中所示变型的DMS滤波器的特性。这些仿真结果还表明，将输入端子25和输出端子35彼此相邻布置后(沿相同方向延伸)，滤波特性的上升区和下降区中的陡度比采用传统结构所获得的陡度大很多。通带中的插入损耗也降低了。如图4和5中所示，在压电基板10上，输入IDT 20和输出IDT 30A和40A的地电势均相等，采用这样一种结构，陡度进一步增加了，而损耗进一步降低了。
这些仿真结果与实验结果相类似，因此，有把握认为在这些仿真中采用了合适的仿真方法。还用相同的仿真方法计算了其他频带中的滤波特性，并且检查了本发明在这些频带中的特性方面的效果。图8显示了在800 MHz波段对滤波特性进行计算的结果，该波段通常用于移动电话通信。图9显示了在2.4GHz波段对滤波特性进行计算的结果，该波段通常用于无线LAN等。在实际的计算中，电极间距、窗孔长度、电极厚度、汇流排宽度、布线图等被类似地放大或缩小了，以使中心频率为800MHz或2.4GHz。不管是在800MHz波段还是在2.4GHz波段中的计算中，采用图3至5中所示结构中的任一种，陡度都增加了，而插入损耗也都降低了。因此，可以证明，无论每个滤波器的中心频率是多少，图3至图5中所示的结构在任意频带中都具有改进特性的效果。
考虑到上面的观察结果，采用所述DMS滤波器的中心频率，对图6中所示的所述DMS滤波器的特性改进效果进行标准化(规范化)，图10显示了由此获得的滤波特性。在图10中，横坐标轴表示标准化频率f/f0，其被用每个滤波器的中心频率f0进行了规范化；纵坐标轴表示插入损耗(dB)。如从图10中所看到的，无论每个滤波器的中心频率是多少，在任意频带中，都可看到图3至图5中所示每种结构的特性改进效果。
第一实施例及其变型的特性改进效果，即，陡度的增加和插入损耗的降低，不仅可以采用图3至图5中所示的布线配置图来获得，还可以采用图11A至图11L中所示的布线配置图中的任一种来获得。图11A至图11L显示了12种不同的布线配置图。在这些布线配置图的每一个中，用于向输入IDT提供输入信号的输入端子和从多个输出IDT接收输出信号的多个输出端子都沿相同的方向穿过各自的布线图。另外，在所述布线配置图的任一个中，输入IDT的地电极指沿与多个输出IDT的地电极指相同的方向延伸。只在图11A、11B和11C中分别用“IN”和“OUT”来指示输入布线图和输出布线图，而在其他图中，为方便起见，省略了这些指示。在所述布线配置图的任一个中，输入布线图IN插入在两个输出布线图OUT之间。在图11A至11L中，每个输入IDT中的电极指对的数量是7.5，而每个输出IDT中的电极指对的数量是6.5。然而，每个IDT的电极指对的数量不限于上述数量。例如，每个输入IDT中的电极指对的数量可以是7至20，而每个输出IDT中的电极指对的数量可以是6至18。尽管没有在图中显示出来，在所述反射器的每一个中实际使用的电极的数量在几十到几百之间。根据图11A至11L中所示的12种配置图制造了滤波器，并且评估了每个滤波器的特性。评估结果表明，对于图11A至11L的滤波器中的每一个，都获得了增加陡度和降低插入损耗的效果。这证明，无论布线配置图中有什么小的差别，对于每个都具有沿相同方向延伸的输入端子和多个输出端子的滤波器，都可获得同样的特性改进效果。
(第二实施例)
下面说明本发明的第二实施例。与第一实施例中的结构相比，第二实施例具有的结构可以更多地增加滤波特性的下降区中的陡度，并且进一步降低插入损耗。首先来看有关一种结构的特性中的变化，该结构具有彼此相邻的输入端子和输出端子，并且每个IDT的窗孔长度W被改变了。在此实验中所用的电极结构与图5中所示的结构相同，具有共享的地汇流排(公共地汇流排22A)。图12显示了该实验结果。根据这些结果，可以发现，在窗孔长度减小后，高频侧的滤波特性的下降区向低频侧移动了，同时下降区的陡度增加了。不过，当窗孔长度变得更小时，特性曲线在通带中的形状变形了，并且插入损耗也大大增加了。这是因为，窗孔长度的减小导致IDT静电电容降低，从而导致输入/输出阻抗不匹配。
为了解决阻抗不匹配的问题，将具有与图3至5中所示的DMS滤波器之一相同的结构的DMS滤波器并联连接。图13A至13C显示了这种并联连接的DMS滤波器的示例。在图13A至13C中，使用了图5中所示的DMS滤波器。在DMS滤波器100中，窗孔长度为W时，保持着阻抗匹配，当该DMS滤波器100的窗孔长度降到窗孔长度W的1/N(N是一整数)时，IDT静电电容也变为其原来值的1/N。因此，将N个DMS滤波器(每个滤波器的窗孔长度是窗孔长度W的1/N)电气地并联连接起来，以便总的静电电容变得与窗孔长度为W的DMS滤波器的静电电容相等。这样，采用多个具有较小的窗孔长度的DMS滤波器，仍可保持阻抗匹配，并且可在滤波特性的下降区中实现很大的陡度。这里，所述多个并联连接的DMS滤波器最好具有相同的通带。如果所述多个DMS滤波器具有不同的通带，在这些通带中会出现多个寄生峰值。作为实验，发明人实际制造了具有并联连接的两个DMS滤波器1001和1002(N为2)的1.9-GHz-波段滤波器，和另一具有并联连接的三个DMS滤波器1001、1002和1003(N为3)的1.9-GHz-波段滤波器，如图13B和13C所示。图14显示了对这些滤波器进行评估的结果。当并联连接的DMS滤波器越多时，每个DMS滤波器的窗孔长度就更小，相应地，滤波特性的下降区中的陡度也增加了。若并联连接了N个DMS滤波器，每个DMS滤波器的窗孔长度就变为原来窗孔长度W的1/N，并且IDT电极指对的数量也变成了N倍。因此，IDT电阻大大减小，变为原来的IDT电阻的1/N2。结果，插入损耗大大降低了。
采用与图7至9中所示的仿真相同的方式，在1.9GHz之外的频带中计算了图13A至图13C中所示的DMS滤波器的频率特性。与图7至9中所示的仿真相同，所述计算在800MHz波段和2.4GHz波段中进行，其结果与在1.9GHz波段中进行计算的结果基本相同。所述仿真结果显示在图15中。在图15中，横坐标轴表示标准化频率f/f0。纵坐标轴表示插入损耗(dB)。计算结果与所实验的DMS滤波器的实验结果非常类似。更具体而言，当并联连接的DMS滤波器的数量增加时，插入损耗降低了，并且滤波特性的下降区中的陡度也增加了。由此可得出这样的结论，无论每个DMS滤波器的中心频率是多少，多个并联连接的DMS滤波器在任何频带中都表现出改进滤波特性的效果。
将所述多个DMS滤波器的中心频率进行标准化，对图14中所示的DMS滤波器的特性改进效果进行标准化，图16显示了由此获得的滤波特性。在图16中，横坐标轴表示用滤波器中心频率f0规范化的标准化频率f/f0，纵坐标轴表示插入损耗(dB)。无论每个滤波器的中心频率是多少，对于任意频带的滤波器，都可看到多个并联连接的DMS滤波器的特性改进效果。
(第三实施例)
接下来，说明本发明的第三实施例，并联连接的SAW滤波器的滤波器布置是其特征之一。在下面，采用具有并联连接的两个滤波器的结构作为示例。
图17显示了可以实现最小的可能滤波器尺寸的一种布置。将两个DMS滤波器1001和1002排列得具有相同的SAW传播方向。公共反射器70设置在所述两个滤波器1001和1002之间。该公共反射器70充当所述两个DMS滤波器1001和1002的公共反射器。采用这种布置，可以节省一个反射器的面积，从而可以减小滤波器尺寸。
图18示出一种SAW滤波器的结构，其中，将所述两个DMS滤波器布置得具有不同的SAW传播路径。公共反射器70被分成两个反射器70A和70B。反射器70A充当用于DMS滤波器1001的反射器，反射器70B充当用于DMS滤波器1002的反射器。反射器70A和70B沿垂直于SAW传播方向的方向排列。
图19显示了图17中的SAW滤波器的特性和图18中的SAW滤波器的特性。如从图19所能看到的，尽管所述两个SAW滤波器表现出类似的滤波特性，可是图17中的SAW滤波器的特性在通带的低频侧具有小的寄生峰值。这些寄生峰值是由于表面声波穿过公共反射器70到达其他DMS滤波器而形成的，可能会引起问题发生。
为了减少这样的寄生峰值，发明人开发了可以防止表面声波穿过图17中的公共反射器70的结构。这些结构显示在图20和21中。图20中所示的结构具有多个对角栅状电极71，其位于两个DMS滤波器1001和1002之间的公共反射器70A之内。所述对角栅状电极71沿与SAW传播方向不垂直(或，与反射器电极不平行)的方向延伸。由于所述对角栅状电极71使SAW传播路径弯曲，也就防止了表面声波穿过所述公共反射器。
图21中所示的SAW滤波器的结构具有三棱柱图案(实心图案)72，其位于两个DMS滤波器1001和1002之间的反射器70B之内。当表面声波进入所述棱柱图案72时，由于传播速度的差别，表面声波被弯曲了。从而，防止了表面声波穿过所述公共反射器。采用图20和21中所示的结构的任一种，都可以抑制通带外侧的寄生峰值，并可实现小尺寸的滤波器。
本发明不仅可容易地应用于每个都具有一个输入IDT和两个输出IDT的多个DMS滤波器，而且还可容易地应用于例如每个都具有两个输入IDT和三个输出IDT的多个多模SAW滤波器，从而提供优质的SAW滤波器，其表现出低插入损耗和陡的截止特性。
(第四实施例)
图22示出根据本发明的第四实施例的滤波器结构。这种滤波器结构包括两个级联的DMS滤波器组或滤波器级。在该滤波器结构中，每组都具有并联连接的三个DMS滤波器。采用这两组级联的DMS滤波器，阻带抑制至少可以被加倍。第一组的三个DMS滤波器用标号2001、2002和2003来指示，第二组的三个DMS滤波器用标号2004、2005和2006来指示。第一组的DMS滤波器2001、2002和2003每个都具有一个输入IDT和两个输出IDT。第二组的DMS滤波器2004、2005和2006每个都具有两个输入IDT和一个输出IDT。第二组的DMS滤波器2004、2005和2006的输入IDT通过公共信号线90与第一组的DMS滤波器2001、2002和2003的输出IDT相连起来。
第一组的DMS滤波器2001、2002和2003具有一公共地汇流排91。第一组的输入IDT和输出IDT的地电极指和公共反射器的电极指延伸自所述公共地汇流排91。同样地，第二组的DMS滤波器2004、2005和2006具有一公共地汇流排92。第二组的输入IDT和输出IDT的地电极指和公共反射器的电极指延伸自所述公共地汇流排92。如此，在每一组中并联连接的多个DMS滤波器的地端子就在压电基板10上彼此连接起来。采用这种布置，只用一条接合线或一个接合凸起，就可将每一组的多个DMS滤波器的地端子与封装的地端子连接起来。这样，就可以简化封装工艺。另外，在每一组中并联连接的多个DMS滤波器排列在相同的传播路径上，以便在这些滤波器间可以共用反射器，从而可以减小滤波器尺寸。
由于在图22中所示的结构中，多个DMS滤波器间共用了四个反射器，在该结构中就节省了相当于所述四个反射器的面积。作为对比示例，图23显示了一种结构，其中，两组并联连接的三个传统DMS滤波器被彼此纵向耦合或级联起来。由于在该结构中，没有在滤波器间共用反射器，沿SAW传播方向的滤波器尺寸大于图22中所示的结构的对应尺寸。另外，由于每一组的并联连接的多个DMS滤波器的地端子没有在压电基板10上彼此连接起来，就存在大量的地端子，并且为将每一组与封装的地端子连接起来，至少需要六条接合线或六个接合凸起。结果，封装工艺变得很复杂。
图24显示了图22中所示的第四实施例的SAW滤波器与图23中所示的对比示例在1.9-GHz-波段的滤波特性的对比。在图24中，横坐标轴表示频率(MHz)，纵坐标轴表示插入损耗(dB)。如已提及那样，本发明的SAW滤波器具有彼此相邻的输入端子和输出端子(即，在本发明的SAW滤波器中，输入IDT的地电极指沿与输出IDT的地电极指相同的方向延伸)。因此，如图24所示，滤波特性的上升区和下降区很陡。另外，通带中的插入损耗降低了1dB或更多。此外，本实施例的SAW滤波器具有并联连接的三个DMS滤波器，每个DMS滤波器的窗孔长度是未与任何其他滤波器并联连接的DMS滤波器的窗孔长度的1/3。这进一步增加了滤波特性的下降区中的陡度。结果，消除了在现有技术中的高频侧的阻带区中所见的块状肩，从而实现了高性能的滤波器。
与图24中所示的效果相同的效果也可以在800MHz波段和2.4GHz波段中获得。图25显示了通过将第四实施例的滤波特性标准化所获得的滤波特性。图25中所示的滤波特性可以在任何通带频率中获得。
(第五实施例)
在第四实施例中，由于在每一组中的并联连接的三个DMS滤波器2001、2002和2003(2004、2005和2006)被排列在相同的传播路径上，在通带的低频侧就会发现小的寄生峰值。由于这些寄生峰值的存在，就无法实现所要求的阻带抑制。为了避免这一问题，在本发明的第五实施例中，在并联连接的每两个相邻的滤波器之间设置了三棱柱图案。
图26示出根据第五实施例的滤波器结构。与根据第四实施例的滤波器结构类似，将一组并联连接的三个DMS滤波器2101、2102和2103与另一组并联连接的三个DMS滤波器2104、2105和2106级联起来。DMS滤波器2101和2102之间及DMS滤波器2104和2105之间都设置有棱柱图案73。DMS滤波器2102和2103之间及DMS滤波器2105和2106之间都设置有棱柱图案74。棱柱图案73和74不限于图26中所示的形状，可以不是三角形，只要能使SAW传播路径弯曲即可。另外，可在每两个相邻的DMS滤波器之间设置两个或更多个棱柱图案。只要可以使SAW传播路径弯曲，本实施例中所用的棱柱图案的数量和形状就不必被具体限定。为了使SAW传播路径弯曲，也可以使用栅状电极，其沿与SAW传播方向不垂直的方向延伸，如图20中所示。
图27显示了图26中所示的第五实施例的SAW滤波器的特性与图22中所示的第四实施例的SAW滤波器的滤波特性之间的对比。如从图27中所能看到的，在每两个相邻的DMS滤波器之间设置棱柱图案后，减少了通过所述公共反射器到达相邻的DMS滤波器的表面声波，同时抑制了低频侧的寄生峰值。采用所述棱柱图案后，不需要将并联连接以抑制寄生峰值的多个DMS滤波器以下述方式布置，即，不需要使多个DMS滤波器的SAW传播路径彼此不同。因此，可以减小滤波器尺寸。尽管图27显示的是1.9GHz波段中的滤波特性，在其他频带中(例如800MHz波段和2.4GHz波段)也可获得同样的效果。
(第六实施例)
除了第一组DMS滤波器的地端子与第二组DMS滤波器的地端子在压电基板10上相连之外，本发明的第六实施例与第五实施例在其他方面相同。
图28显示了根据第六实施例的滤波器器件结构。在该结构中，设置了一公共地图案95以包围所有六个DM8滤波器，从而只需用一条接合线或一个接合凸起即可将整个滤波器结构与封装的地端子连接起来。因此，该实施例应该实现了最简单的封装工艺。然而，从第六实施例的滤波特性与第五实施例的滤波特性之间的对比的结果(图29)可清楚看到，由于第一组与第二组之间在压电基板10上的地端子连接，阻带抑制大大变差。通带中的插入损耗也增加了。根据这些结果可以判断，在本发明的两组或更多组DMS滤波器的级联结构中，更为适宜的是，在压电基板上将一组的地端子和其他组的地端子隔离开来。尽管图29显示的是1.9GHz波段中的滤波特性，在其他频带中(例如800MHz波段和2.4GHz波段)也可获得同样的滤波特性。
(第七实施例)
本发明的第七实施例提供了一种双工器，其中，可以使用第一至第六实施例的多模SAW滤波器中的任一种。
图30示出一包括本发明的多模SAW滤波器的双工器。在该双工器中，使用梯型SAW滤波器300作为发射滤波器，使用一具有被级联的两个多模SAW滤波器的多模SAW滤波器350作为接收滤波器。接收滤波器的两个多模SAW滤波器每个都与图21中所示的多模SAW滤波器相同。不过，本发明的其他实施例的任何一个也可用于接收滤波器。尽管只有接收滤波器包括本发明的多模SAW滤波器，发射滤波器也可包括本发明的多模SAW滤波器，或者发射滤波器和接收滤波器都包括一个或多个本发明的多模SAW滤波器。图30中所示的双工器进一步包括：输入端子400，其与天线相连；匹配电路410，其在发射侧与接收侧之间进行阻抗匹配；发射端子420，其接收发射信号；以及，接收端子430，其输出接收信号。
采用本发明的多模SAW滤波器，所述双工器的接收滤波器的滤波特性的上升和下降区都变陡了。从而，即使发射频带与接收频带十分靠近，发射信号与接收信号彼此也不会存在不利的影响。
可以将本发明的上述实施例及变型的SAW滤波器的任一种装配成一封装，从而提供一封装的SAW滤波器器件。
尽管示出并说明了本发明的几个优选的实施例，本领域内的熟练技术人员应该明白，在不偏离在权利要求及其等同物中限定的本发明的原理和精神的条件下，可以对这些实施例进行修改。
Claims (20)
1.一种多模表面声波滤波器器件，其包括：
压电基板；
至少一个输入IDT(交指型变换器)和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；
多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧；
输入端子，其向所述输入IDT提供输入信号；以及
输出端子，其从所述输出IDT接收输出信号，
所述输入端子和所述输出端子沿相同的方向延伸。
2.根据权利要求1中所述的多模表面声波滤波器器件，其中，所述输入IDT的地端子和所述输出IDT的地端子在所述压电基板上彼此相连。
3.一种多模表面声波滤波器器件，其包括：
压电基板；
至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；以及
多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧，
所述输入IDT的地电极指和所述输出IDT的地电极指与相同的地汇流排相连。
4.一种多模表面声波滤波器器件，其包括：
至少两个电气地并联连接的多模表面声波滤波器，
所述至少两个多模表面声波滤波器每个都包括：
压电基板；
至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；
多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧；
输入端子，其向所述输入IDT提供输入信号；以及
输出端子，其从所述输出IDT接收输出信号，
所述输入端子和所述输出端子沿相同的方向延伸。
5.根据权利要求4中所述的多模表面声波滤波器器件，其中，所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器每个的输入IDT的地端子和输出IDT的地端子都在所述压电基板上彼此相连。
6.一种多模表面声波滤波器器件，其包括：
至少两个电气地并联连接的多模表面声波滤波器，
所述至少两个多模表面声波滤波器每个都包括：
压电基板；
至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；以及
多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧，
所述输入IDT的地电极指和所述输出IDT的地电极指与相同的地汇流排相连。
7.根据权利要求4中所述的多模表面声波滤波器器件，其中，所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器的多个地端子在所述压电基板上彼此相连。
8.根据权利要求4中所述的多模表面声波滤波器器件，其中，所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器具有相同的通带。
9.根据权利要求1中所述的多模表面声波滤波器器件，其中：
输入IDT的数量是一个；以及
输出IDT与所述一个输入IDT的任一侧都相连，输出IDT的总数是两个。
10.一种多模表面声波滤波器器件，其包括：
至少两个电气地并联连接的多模表面声波滤波器，
所述至少两个多模表面声波滤波器每个都包括：
压电基板；
至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；以及
多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧，
所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器被布置得具有相同的表面声波传播路径，以及
公共反射器插入在所述至少两个多模表面声波滤波器之间，该公共反射器为所述至少两个多模表面声波滤波器所共用。
11.一种多模表面声波滤波器器件，其包括：
至少两个电气地并联连接的多模表面声波滤波器，
所述至少两个多模表面声波滤波器每个都包括：
压电基板；
至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；以及
多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧，
所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器被布置得具有相同的表面声波传播路径，以及
多个栅状电极插入在所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器中的每两个相邻的多模表面声波滤波器之间，所述栅状电极被按一与表面声波的传播方向不垂直的角度来布置。
12.一种多模表面声波滤波器器件，其包括：
至少两个电气地并联连接的多模表面声波滤波器，
所述至少两个多模表面声波滤波器每个都包括：
压电基板；以及
至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上，
所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器被布置得具有相同的表面声波传播路径，以及
三棱柱图案插入在所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器中的每两个相邻的多模表面声波滤波器之间。
13.根据权利要求10中所述的多模表面声波滤波器器件，其中，所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器每个都具有：一输入端子，其向所述输入IDT提供输入信号；和一输出端子，其从所述输出IDT接收输出信号，该输入端子和该输出端子沿相同的方向延伸。
14.根据权利要求13中所述的多模表面声波滤波器器件，其中，所述并联连接的至少两个多模表面声波滤波器每个的输入IDT的地端子和输出端子的地端子都在压电基板上彼此相连。
15.根据权利要求10中所述的多模表面声波滤波器器件，其中，所述至少两个多模表面声波滤波器每个的输入IDT的地电极指和输出IDT的地电极指都与相同的地汇流排相连。
16.一种多模表面声波滤波器器件，其包括：
两个或更多个彼此级联的多模表面声波滤波器，其形成了两组或更多组多模表面声波滤波器，
所述两个或更多个级联的多模表面声波滤波器每个都包括：
压电基板；
至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；
多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧；
输入端子，其向所述输入IDT提供输入信号；以及
输出端子，其从所述输出IDT接收输出信号，
所述输入端子和所述输出端子沿相同的方向延伸。
17.根据权利要求16中所述的多模表面声波滤波器器件，其中，每组多模表面声波滤波器的地端子都与其他组的地端子在压电基板上隔离开来。
18.一种多模表面声波滤波器器件，其包括：
压电基板；
至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；以及
多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧，
所述输入IDT的地电极指沿与所述输出IDT的地电极指相同的方向延伸。
19.一种多模表面声波滤波器器件，其包括：
至少两个电气地并联连接的多模表面声波滤波器，
所述至少两个多模表面声波滤波器每个都包括：
压电基板；
至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；以及
多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧，
所述输入IDT的地电极指沿与所述输出IDT的地电极指相同的方向延伸。
20.一种表面声波双工器，其包括：
发射滤波器和接收滤波器，
所述发射滤波器和接收滤波器中至少一个是多模表面声波滤波器，该多模表面声波滤波器包括：
压电基板；
至少一个输入IDT和至少一个输出IDT，二者形成在所述压电基板上；
多个反射器，其形成在所述压电基板上，并被布置在所述输入IDT和所述输出IDT的外侧；
输入端子，其向所述输入IDT提供输入信号；以及
输出端子，其从所述输出IDT接收输出信号，
所述输入端子和所述输出端子沿相同的方向延伸。
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20101201 Address after: Tokyo, Japan, Japan Applicant after: Taiyo Yuden Co., Ltd. Address before: Kanagawa Applicant before: Fujitsu Media Devices Ltd Co-applicant before: Taiyo Yuden Co., Ltd. |
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| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20040519 |