CN1521946B - 表面声波滤波器装置 - Google Patents

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Abstract

表面声波滤波器装置包括压电基片和设置在其上的三个表面声波滤波器元件，每个表面声波滤波器有多个沿表面声波传播方向设置的IDT。第二与第三表面声波滤波器元件配置成在带内具有基本上相同的传输幅值特性，但传输相位特性相差约180°。第二与第三表面声波滤波器元件的至少一个IDT接至第一表面声波滤波器元件的至少一个IDT。

Description

表面声波滤波器装置
本申请是申请日为“2001年2月14日”、申请号为“01104661.9”、题为“表面声波滤波器装置”的分案申请。
技术领域
本发明涉及表面声波滤波器，特别涉及一种输入与输出侧阻抗不同且具有不平衡-平衡转换的表面声波滤波器。
背景技术
近年来，便携式电话的尺寸与重量正越益在减小，因此除了减少元部件数量并缩小其尺寸外，还在积极开发多功能的元件。
为此，目前正在研制一种具有平衡-不平衡转换能力(称为转换能力)的表面声波滤波器经便携式电话的RF级使用，而有些表面声波滤波器主要应用于GSM。
在便携式电话中，从天线延伸到带通滤波器的部分通常以不平衡方式排列，特征阻抗为50Ω。另一方面，该滤波器后面的放大器或其它元件一般以平衡方式排列，阻抗为150-200Ω。据此，曾有人提出用能将50Ω不平衡阻抗转换成150-200Ω平衡阻抗的表面声波滤波器构成带通滤波器。
日本未经审查专利申请公报No.10-117123揭示的一种技术，用4个表面声波滤波器元件实现不平衡输入至平衡输出的转换。图28示出了上述专利申请中该表面声波滤波器装置的结构，其中通过级联两个表面声波滤波器元件201和202构成第一表面声波滤波器单元203，并通过级联表面声波滤波器元件204和205限定第二表面声波滤波器元件206，其中表面声波滤波器装置205与204的传输相位特性相差约180°。各个表面声波滤波器单元203和206的输入/输出端并联或串联，并联端限定不平衡端，串联端限定平衡端。
图29示出日本未经审查专利申请公报No.6-204781揭示的一种带三个叉指式换能器(IDT)的表面声波滤波器装置211。在该表面声波滤波器装置211中，两输出侧IDT212与213置于各相对侧面相位相反，各IDT212与213的输出端限定平衡端。输入侧IDT214的一端置于中央位置限定不平衡端。该结构中，输入阻抗可置成50Ω，输出阻抗置成150-200Ω。
在具有平衡-不平衡转换能力的表面声波滤波器中，为满足便携式电话系统扩展通带的要求，希望扩展该通带。在具有平衡-不平衡转换能力的表面声波滤波器中，要求在通带内，从不平衡端至平衡端的传输特性在幅值上相等，在相位上相差180°，即希望提高平衡度。
然而，在日本未审查专利申请公报No.10-117123揭示的表面声波滤波器装置中，扩展通带使表面声波滤波器元件的阻抗变为容性，这一电容与两个级联级间的寄生电容在表面声波滤波器元件之间造成阻抗失配，因而难以扩展通带。
再者，由于使用了多达四个表面声波滤波器元件，需要复杂的互连，从而导致寄生电容增大，结果劣化了平衡度。另外，使用大量表面声波滤波器元件增大了尺寸，难以制作小尺寸装置。还有，使用大量表面声波滤波器元件导致每块硅片制得的表面声波滤波器装置的数量减少，从而增加了成本。
另一方面，在日本未审查专利申请公报No.6-204781揭示的表面声波滤波器装置中，两个IDT212与213具有不同的结构而构成平衡端，而且IDT116与117的位置相对于中央IDT214的位置也相互不同，这种结构上或位置的不同往往劣化了平衡度。此外，平衡端侧上串接的IDT212与213因电极指的电阻而造成损耗增大，从而增大了通带的插入损耗。
发明内容
为解决上述问题，本发明的较佳实施例提供的表面声波滤波器装置，具有不平衡/平衡的输入/输出端，且具有宽的通带与高平衡度。
根据本发明的第一方面，提供一种表面声波滤波器装置，包括：压电基片；及设置在所述压电基片上的第一与第二表面声波滤波器元件；其中所述第一表面声波滤波器元件包括多个沿表面声波传播方向设置的IDT；所述第二表面声波滤波器元件包括多个沿表面声波传播方向设置的IDT；所述第二表面声波滤波器元件配置成其传输幅值特性基本上与所述第一表面声波滤波器元件的相同，而其传输相位特性与所述第一表面声波滤波器元件的相差约180°；第一与第二表面声波滤波器元件各自的一端电气并联，另一端电气串联，从而把并联的端子定为不平衡端，而把串联的端子定为平衡端。
根据本发明的第二方面，提供一种表面声波滤波器装置，包括：压电基片；及设置在所述压电基片上的第一与第二表面声波滤波器元件；其中所述第一与第二表面声波滤波器元件各包括第一、第二与第三IDT，所述第二与第三IDT沿表面声波传播方向设置在第一IDT的各相对侧；第二表面声波滤波器元件中在第一IDT与第二或第三IDT间限定的第二间距同第一表面声波滤波器元件中在第一IDT与第二或第三IDT间限定的第一间距之差约为0.48～0.525λ，其中λ是表面声波的波长，所述第一间距等于约(n/2+1.22)×λ～(n/2+1.33)×λ(n是0～4的整数)，所述第二间距等于约(n/2+1.72)×λ～(n/2+1.83)×λ(n是0～4的整数)，而且将第一表面声波滤波器元件的第一IDT定为不平衡端，将第二表面声波滤波器元件的第二与第三IDT电气串联后定为平衡端。
根据本发明的第三方面，提供一种表面声波滤波器装置，包括：压电基片；及设置在所述压电基片上的第一与第二表面声波滤波器元件；其中所述第一与第二表面声波滤波器元件各包括第一、第二与第三IDT，所述第二与第三IDT沿表面声波传播方向设置在第一IDT的各相对侧；第二表面声波滤波器元件中在第一IDT与第二或第三IDT间限定的第二间距同第一表面声波滤波器元件中在第一IDT与第二或第三IDT间限定的第一间距之差约为0.48～0.525λ，其中λ是表面声波的波长，所述第一间距等于约(n/2+1.22)×λ～(n/2+1.33)×λ(n是0～2的整数)，所述第二间距等于(n/2+1.72)×λ～(n/2+1.83)×λ(n是0～2的整数)，而且将第一表面声波滤波器元件的第一IDT定为不平衡端，将第二表面声波滤波器元件的第二与第三IDT电气串联后定为平衡端。
根据本发明的第四方面，提供一种表面声波滤波器装置，包括：压电基片；及设置在所述压电基片上的第一与第二表面声波滤波器元件；所述第一与第二表面声波滤波器元件各包括第一、第二与第三IDT，所述第二与第三IDT沿表面声波传播方向设置在第一IDT的各相对侧；第二表面声波滤波器元件中在第一IDT与第二或第三IDT间限定的第二间距同第一表面声波滤波器元件中在第一IDT与第二或第三IDT间限定的第一间距之差约为0.48～0.525λ，其中λ是表面声波的波长；所述第一间距等于约1.72～1.83λ；所述第二间距等于约2.22～2.33λ；及将第一表面声波滤波器元件的一IDT定为不平衡端，将第二表面声波滤波器元件的第二与第三IDT电气串联后定为平衡端。
根据本发明的第五方面，提供一种表面声波滤波器装置，包括：由LiTaO3单晶制作的压电基片，其定向在约36～44°范围内绕X轴从Y轴转向Z轴；及设置在所述压电基片上的第一与第二表面声波滤波器元件；第一与第二表面声波滤波器元件各包括沿表面声波传播方向设置的第一IDT，还包括以表面声波传播方向设置在第一IDT各相对侧的第二与第三IDT；在第一IDT与位于第二表面声波滤波器元件中任一侧的第二或第三IDT间限定的第二间距同第一表面声波滤波器元件中在第一IDT与第二或第三IDT间限定的第一间距之差约为0.48～0.525λ，其中λ是表面声波波长；及接至信号线且位于最外面位置的第一IDT电极指之一与接至信号线且位于最靠近第一IDT位置的第二或第三IDT电极指之一之间的每个区域内设置至少一根电极指，使每个所述区域内的电极覆盖率变成等于或大于约50％。
在第一较佳实施例的表面声波滤波器装置中，第二和第三表面声波滤波器元件排列成带内的传输幅值特性基本上相同，但传输相位特性的相差180°，而且第二表面声波滤波器元件的至少一个IDT和第三表面声波滤波器元件的至少一个IDT连接至第一表面声波滤波器元件的至少一个IDT。这样，把接至第一表面声波滤波器元件的电极用作不平衡端，而把接至各第二与第三表面声波滤波器元件的端子用作平衡端，使该表面声波滤波器装置具备平衡-不平衡转换能力。在本发明第1较佳实施例的这种表面声波滤波器装置中，与普通使用四个表面声波滤波器元件的表面声波滤波器装置不同，仅用三个表面声波滤波器元件实现平衡-不平衡转换能力，减小了具有平衡-不平衡转换能力的表面声波滤波器装置的尺寸与成本。
再者，表面声波滤波器元件数量的减少导致寄生电容减小，于是抑制了平衡度的劣化，便于扩展通带。
在本发明第二较佳实施例的表面声波滤波器装置中，第二和第三表面声波滤波器元件排列成带内的传输幅值特性基本上相同，但传输相位特性的相差180°，第一表面声波滤波器元件的第二IDT接至第二表面声波滤波器元件，而第一表面声波滤波器元件的第三IDT接至第三表面声波滤波器元件的一个IDT。这样，把接至第一表面声波滤波器元件的电极用作不平衡端，而把接至各第二与第三表面声波滤波器元件的端子用作平衡端，使该表面声波滤波器装置具备平衡-不平衡转换能力。在本发明的第二较佳实施例的该表面声波滤波器装置中，与普通使用四个表面声波滤波器元件的表面声波滤波器装置不同，仅用三个表面声波滤波器元件实现平衡-不平衡转换能力，减小了具有平衡-不平衡转换能力的表面声波滤波器装置的尺寸与成本。
再者，表面声波滤波器元件数量的减少导致寄生电容减小，于是抑制了平衡度的劣化，便于扩展通带。
在本发明第二较佳实施例的表面声波滤波器装置中，若第一与第二空间安排成相差某一量(在约0.48-0.525λ范围内)，则幅值平衡就变成等于或小于约1.5dB相位平衡变成等于或小于约20°，可防止平衡度劣化。
若将第一与第二空间分别安排成满足公式1与2，则可得到足够大的带宽，并使平衡度劣化最小。
再者，在本发明第二较佳实施例的表面声波滤波器装置中，即使考虑了温度变化造成的频率变化，若将第一与第二空间分别安排成满足公式3与4，也能得到足够大的带宽，并使平衡度劣化最小。
如果第一空间在约1.72-1.83λ范围内，第二空间在约2.22-2.33λ范围内，可进一步抑制平衡度劣化，得到足够的带宽。
在本发明第二较佳实施例的表面声波滤波器装置中，如果使用的LiTaO3基片由LiTaO3单晶制作，绕X轴从Y轴转向Z轴的定向范围为约36-44°，而且如果将至少一根电极指插入第一与第二空间中的至少一个空间，使插入该电极指的空间的电极覆盖率等于或大于约50％，则漏泄波传播占优，可减少插入损耗。具体而言，若电极覆盖率等于或大于约63％，可进一步减少插入损耗。
在第二实施例的表面声波滤波器装置中，若第一与第二反射器间的距离基本上等于第三与第四反射器间的距离，则第二与第三表面声波滤波器元件的滤波器特性将基本上相同，可进一步抑制平衡度劣化。
第三实施例的表面声波滤波器装置包括第一、第二和第三表面声波滤波器元件，其中第二表面声波滤波器元件接至第一表面声波滤波器元件的第二IDT，第三表面声波滤波器元件接至第一表面声波滤波器元件的第三IDT，第一表面声波滤波器元件的第二与第三IDT的输入或输出之间在通带内有约180°的相位差。这样，将接至第一表面声波滤波器元件的电极用作不平衡端，而将接至各第二与第三表面声波滤波器元件的端子用作平衡端，能使该表面声波滤波器装置具备平衡一不平衡转换能力。在第一实施例的这种表面声波滤波器装置中，与普通使用四个表面声波滤波器元件的表面声波滤波器装置不同，仅用三个表面声波滤波器元件实现平衡-不平衡转换能力，减小了具有平衡-不平衡转换能力的表面声波滤波器装置的尺寸与成本。
再者，表面声波滤波器元件数量的减少导致寄生电容减小，于是抑制了平衡值的劣化，使于扩展通带。
在第三实施例的表面声波滤波器装置中，若第一与第二空间安排成相差某一量(在约0.48-0.525λ范围内)，则幅值平衡就变成等于或小于约1.5dB，相位平衡变成等于或小于约20°，可防止平衡度劣化。
在第三实施例的表面声波滤波器装置中，若将第一与第二空间分别安排成满足公式1与2，则可得到足够大的带宽，并使平衡度劣化最小。
再者，在第三实施例中，即使考虑了温度变化造成的频率变化，若将第一与第二空间分别安排成满足公式3与4，也能得到足够大的带宽，并使平衡度劣化最小。
如果第一空间在约1.72-1.88λ范围内，第二空间在约2.22-2.33λ范围内，可进一步抑制平衡度劣化，得到足够的带宽。
在第三实施例的表面声波滤波器装置中，若将第一IDT与第一反射器的中心距离和第一IDT与第二反射器的中心距离置成基本上相等，可进一步抑制平衡度劣化。
在第一到第三实施例之一的表面声波滤波器装置中，若限定第一表面声波滤波器元件的IDT电极指的交指重迭长度是限定第二与第三表面声波滤波器元件的IDT电极指的交指重迭长度的约1.5-3.5倍内，可抑制通带内VSWR劣化。
在第四实施例的表面声波滤波器装置中，将第二表面声波滤波器元件安排成使其传输幅值特性基本上与第一表面声波滤波器元件的传输幅值特性相同，而使第二表面声波滤波器元件的传输相位特性与第一表面声波滤波器元件的特性约相差180°，而且第一与第二表面声波滤波器元件的一个端部都是电气并联，另一端都是电气串联，因而并联的端子形成不平衡端，串联的端子定为平衡端。这样，如在第一到第三实施例的表面声波滤波器装置中那样，可实现平衡-不平衡转换能力。再者，由于仅使用两个表面声波滤波器元件，进一步减小了尺寸与成本。
在第四实施例的表面声波滤波器元件中，若第一与第二空间安排成相差某一量(在约0.48-0.525λ范围内)，则幅值平衡就变成等于或小于约1.5dB，相位平衡变成等于或小于约20°，可防止平衡度劣化。
在第四实施例的表面声波滤波器装置中，若将第一与第二空间分别安排成满足公式1与2，可得到足够大的带宽，并使平衡度最小。
再者，即使考虑了温度变化造成的频率变化，若将第一与第二空间分别安排成满足公式3与4，也能得到足够大的带宽，并使平衡度劣化最小。
在第四实施例中，若第一空间在约1.72-1.88λ范围内，第二空间在约2.22-2.33λ范围内，可进一步抑制平衡度劣化，得到足够宽的带宽。
而且在第四实施例中，如果使用的LiTaO3基片由LiTaO3单晶制作，绕X轴从Y轴转向Z轴的定向范围为约36-44°，而且如果将至少一根电极指插入第一与第二空间中的至少一个空间，使插入该电极指的空间的电极覆盖率等于或大于约50％，则漏泄波传播占优，可减少插入损耗。具体而言，若电极覆盖率等于或大于约63％，可进一步减少插入损耗。
在第四实施例的表面声波滤波器装置中，若第一与第二反射器间的距离基本上等于第三与第四反射器间的距离，则第二与第三表面声波滤波器元件的滤波器特性将基本上相同，可进一步抑制平衡度劣化。
在第四实施例的表面声波滤波器装置中，若第一与第二表面声波滤波器元件的不平衡侧端子经压电基片上的电极图案相互连接起来，可减小寄生电容，从而进一步减小插入损耗。
在本发明第5实施例中，表面声波滤波器装置包括第一到第三表面声波滤波器元件，将第一与第二空间分别安排成满足公式1与2，第一IDT定为不平衡端，第二与第三IDT电气串联成定为不平衡端。这样，将接至第一表面声波滤波器元件的电极用作不平衡端，而将接至各第二与第三表面声波滤波器元件的端子用作平衡端，能使该表面声波滤波器装置具备平衡-不平衡转换能力。在第五实施例的这种表面声波滤波器装置中，与普通使用四个表面声波滤波器元件的表面声波滤波器装置不同，仅用三个表面声波滤波器元件实现平衡-不平衡转换能力，减小了具有平衡-不平衡转换能力的表面声波滤波器装置的尺寸与成本。
再者，表面声波滤波器元件数量的减少导致寄生电容减小，于是抑制了平衡值的劣化，便于扩展通带。
同样地，在第六或第七实施例的表面声波滤波器装置中，把接至第一表面声波滤波器元件的电极用作不平衡端，而把接至各第二与第三表面声波滤波器元件的端子用作平衡端，使该表面声波滤波器装置具备平衡-不平衡转换能力。在第五至第六实施例的这种表面声波滤波器装置中，与普通使用四个表面声波滤波器元件的表面声波滤波器装置不同，仅用三个表面声波滤波器元件实现平衡-不平衡转换能力，减小了具有平衡-不平衡转换能力的表面声波滤波器装置的尺寸与成本。
再者，表面声波滤波器元件数量的减少导致寄生电容减小，于是抑制了平衡值的劣化，便于扩展通带。
第八实施例的表面声波滤波器装置也具有像第一实施例中那样的平衡-不平衡转换能力。再者，由于把特定类型的压电基片用作压电基片，漏泄波传播占优，因此减小了插入损耗。具体而言，若电极覆盖率等于或大于约63％，可进一步减小插入损耗。另外，将第一与第二空间安排成相互相差约0.48-0.525λ，使幅值平衡等于或小于约1.5dB，可得到等于或小于约20°的相位平衡，从而防止平衡度劣化。至少一根电极指被置于两根电极指间的每一区内，其中一根电极指是接至信号线的第一IDT电极指之一且设置于最外面位置，另一根电极指是接至信号线的第二或第三IDT电极指之一且设置于最靠近中心的位置，因而上述各区域中的电极覆盖率变成等于或大于约50％，进一步减小了插入损耗。
特别是，如果电极覆盖率等于或大于约63％，可进一步减少插入损耗。
在该实施例中，当在不平衡端侧连接一串联端子时，通带外的衰减特性大大提高了。
同样地，若将表面声波谐振器串接到平衡端侧上的各端子，也可大大提高通带外的衰减特性。
在平衡端侧设置级联梯形电路形式的表面声波滤波器的情况下，若将该梯型表面声波滤波器安置成其衰减电极靠近通带的上下边缘，可得到更大衰减和更佳选择性。再者，并联在平衡端间的表面声波谐振器对两个平衡端产生同样的影响，这样能增大通带外的衰减而不会劣化平衡度。
在本实施例的表面声波滤波器装置中，在封装件内装有其上设置了表面声波滤波器元件的芯片的情况下，若电极图案、封装件和电连接件中至少有一个基本上是轴对称结构，可进一步抑制平衡度劣化。
具体而言，当电极图案、封装件和电连接件中至少有两个相对于同一对称轴具有基本上为轴对称的结构时，可进一步抑制平衡度劣化。
如上所述，本发明各实施例的表面声波滤波器可应用于复用器或通信装置，此时可缩小复用器和通信装置的尺寸。
为了说明本发明，附图中示出若干目前较佳的形式，当然应该理解，本发明并不限于所示出的精密结构与手段。
通过参照附图对较佳实施例的详述，本发明的其它特点、要素、特性与优点就更清楚了。
附图说明
图1是表示本发明第1较佳实施例的表面声波滤波器装置的电极结构的概略示意图。
图2是表示本发明第一较佳实施例中表面声波滤波器装置的滤波器特性的曲线图，还示出了常规表面声波滤波器装置的滤波器特性。
图3示出本发明第一较佳实施例中表面声波滤波器装置和常规表面声波滤波器装置二者在不平衡端处的VSWR。
图4示出本发明第一较佳实施例中表面声波滤波器装置和常规表面声波滤波器装置二者在平衡端处的VSWR。
图5示出幅值平衡对相邻IDT之间的空间的相依性。
图6示出相位平衡对相邻IDT之间的空间的相依性。
图7示出带宽对相邻IDT之间的空间的相依性。
图8示出通带内插入损耗对相邻IDT之间的空间的相依性。
图9示出幅值平衡对相邻IDT之间的空间的相依性。
图10示出相位平衡对相邻IDT之间的空间的相依性。
图11示出4.0dB带宽对电极指交指重迭长度比的相依性。
图12示出VSWR对电极指交指重迭长度比的相依性。
图13是表示本发明第二较佳实施例中表面声波滤波器装置的电极结构的平面示意图。
图14是表示本发明第三较佳实施例中表面声波滤波器装置的电极结构的平面示意图。
图15是表示本发明第四较佳实施例中表面声波滤波器装置的电极结构的平面示意图。
图16是表示本发明第四较佳实施例中表面声波滤波器装置的滤波器特性的曲线图。
图17是表示本发明第五较佳实施例中表面声波滤波器装置的电极结构的平面示意图。
图18是表示本发明第六较佳实施例中表面声波滤波器装置的电极结构的平面示意图。
图19是表示本发明第七较佳实施例中表面声波滤波器装置的电极结构的平面示意图。
图20是表示本发明第八较佳实施例中表面声波滤波器装置的电极结构的平面示意图。
图21是表示本发明第四与第八较佳实施例中两表面声波滤波器装置的滤波器特性的曲线图。
图22是表示本发明第九较佳实施例中表面声波滤波器装置的电极结构的平面示意图。
图23是表示本发明第十较佳实施例中表面声波滤波器装置的电极结构的平面示意图。
图24A是表示本发明第十一较佳实施例中表面声波滤波器装置的分解立体视图。
图24B与24C是表示封装件底面的平面图，封装件底面设置了本发明各较佳实施例的表面声波滤波器。
图25是表示本发明第十二较佳实施例的表面声波滤波器装置的平面图。
图26是表示配有本发明第十二较佳实施例中表面声波滤波器装置的天线复用器的示意图。
图27是表示本发明第十二较佳实施例中表面声波滤波器装置修改的示意图。
图28是表示一例常规表面声波滤波器装置的平面示意图。
图29是表示另一例常规表面声波滤波器装置的平面示图。
具体实施方式
下面结合附图参照表面声波滤波器装置的特定较佳实施例更详细地描述本发明。
参照图1，描述本发明的表面声波滤波器装置的第一较佳实施例。
图1是表示表面声波滤波器装置第一实施例的电极结构的平面图。在本例表面声波滤波器装置中，在压电基片上设置三个表面声波滤波器元件1-3。最好将由LiTaO3或石英等合适压电材料制作的基片用作压电基片，本例最好使用36°Y-X LiTaO3基片。
第一表面声波滤波器元件1有三个沿表面波传播方向设置的IDT 1a-1c。在设置IDT 1a-1c的区内，在各端部以表面波传播方向设置栅型反射器1d和1e。
同样地，第二与第三表面声波滤波器元件2和3具有以表面波传播方向安排三个IDT 2a-2c或3a-3c的结构。而且，在第二与第三表面声波滤波器元件2和3中，在设置IDT 2a-2c和3a-3c的区域外面，以表面波传播方向在各端部设置了栅型反射器2d、2e、3d和3e。每个IDT 1a-1c、2a-2c和3a-3c都有一对梳状电极。
第一表面声波滤波器元件1的中央IDT 1a的一根梳状电极接至输入端4。位于中央位置处第一IDT 1a外面的各第二与第三IDT 1b的一根梳状电极，电气连接到第二表面声波滤波器元件中置于外部位置的各第二与第三IDT 2b和2c的梳状电极之一。同样地，第一表面声波滤波器元件中处于外部位置的IDT1c的梳状电极之一，电气连接到第三表面声波滤波器元件3中处于外部位置的各IDT 3b和3c的梳状电极之一。各第二与第三表面声波滤波器元件中处于中央位置的每个IDT 2a与3a的梳状电极之一，电气连接至输出端5或6。各IDT1a-1c、2a-2c和3a-3c的另一梳状电极都接地。
输入端4是不平衡端，输出端5和6是平衡端。
第三表面声波滤波器元件103与第二表面声波滤波器元件102的传输相位特性相差约180°。
下面描述第一至第三表面声波滤波器元件1-3诸特例的结构。
在本例中，第一表面声波滤波器元件1中的IDT 1a-1c具有基本上等于52λ的电极指交指重迭长度W，其中λ是表面声波的波长。置于中央位置的第一IDT 1a有16对电极指，而IDT置于外部位置，即第二和第三IDT 1b和1c各有11对电极指。在IDT 1a-1c中，表面声波的波长λI基本上等于4.2μm。反射器1d与1e各有120根电极指，波长λR基本上等于4.3μm。相邻IDT 1a-1c间的间距GI基本上等于1.77λR。这里，将相邻IDT间的间距定义如下。例如，把IDT 1a与1b间的间距定义为热电极指间的节距，这类热电极指属于各IDT 1a与1b，相互最接近。
在第二表面声波滤波器元件2中，IDT 2a-2c电极指的交指重迭长度W基本上等于31λ。置于近中央位置的第一IDT 2a有16对电极指，置于外部位置的IDT即第二与第三IDT 2b和2c各有11对电极指。在IDT 2a-2c中，表面声波的波长λI约等于4.2μm。反射器2d与2e各有120根电极指，波长λ约等于4.3μm。相邻IDT 2a-2c间的间距GI约等于1.77λR。
第三表面声波滤波器元件103的结构与第二表面声波滤波器元件2相同，但是相邻IDT间的间距GI约等于2.27λR。
第二和第三表面声波滤波器元件2与3的相邻IDT间的间距GI最好不同，使传输相位特性相差约180°。注意，在第二与第三表面声波滤波器元件2和3间的传输相位特性造成180°差的方法，并不限于将相邻IDT间的间距置成不同的值。
在本例和本发明下述实施例中，表面声波滤波器元件和反射器有大量电极指，因而在图中作简化表示。
下面描述本例表面声波滤波器元件的工作情况，其中将输入端4用作不平衡输入端，将输出端5和6用作平衡输出端。
当对输入端4加电信号时，电信号被第一表面声波滤波器元件1滤波，把得到的电信号加到第二和第三表面声波滤波器元件2与3。其中，如果表面声波滤波器元件1中的IDT 1b与1c的结构相同，而且如果IDT 1a与IDT 1b的距离和IDT 1a与IDT 1c的距离大致一样，则同一个电信号被加到第二与第三表面声波滤波器元件2和3。
加到表面声波滤波器元件2与加到表面声波滤波器元件3的电信号再经滤波后加给平衡输出端5和6。
如上所述，表面声波滤波器元件2和3的结构相同，但是相邻IDT间的间距GI不同，因而在滤波中，表面声波滤波器2和3的幅值特性相同，但是传输相位特性相差约180°。结果，加到输出端5和6的电信号在幅值特性上相同，但是在传输相位特性上差约180°，从而加给输出端5和6的电信号就变成完全平衡的信号。
设置表面声波滤波器元件1的交指重迭长度等参数，使其与诸如接到输入端4的天线电路等不平衡电路的例如50Ω特征阻抗匹配。设置表面声波滤波器元件2和3的交指重迭长度等参数，从而与接至输出端5和6的放大器等平衡电路约150Ω特征阻抗的一半相匹配。注意，当把平衡电路的每个端子5和6都视作不平衡端时，该特征阻抗就变成基本上等于平衡电路特征阻抗的一半。
在上述日本未审查专利申请公报No.10-117123揭示的具有平衡-不平衡转换能力的表面声波滤波器装置中，要求将两个表面声波滤波器元件都设置在输入侧(不平衡侧)。
相反地，本例中仅需将一个表面声波滤波器元件设置在上述的输入侧(不平衡侧)。因此，与上述的原有技术相比，本例能大大减小相邻IDT汇流条间的寄生电容、与输入侧表面声波滤波器元件和输出侧表面声波滤波器元件间的互连线相关的寄生电容、与封装电极和表面声波滤波器装置间在芯片上延伸的电极相关的寄生电容，以及与键合片相关的寄生电容。诸如上述那样的寄生电容是难以增大表面声波滤波器装置带宽的主要因素。
在本例的表面声波滤波器装置中，可像上述那样减小寄生电阻，从而实现宽带滤波器特性而不劣化通带中的平坦度或VSWR。
本例得到的滤波器特性在图2中用实线表示。为作比较，用虚线表示按日本未审查专利申请公报No.10-117123所述方法制造而具有类似于本例表面声波滤波器装置的通带的表面声波滤波器装置的滤波器特性。
从图2可见，本例使表面声波滤波器装置具有宽带滤波器特性。
图3和4示出按本例和上述原有技术制造的表面声波滤波器装置在不平衡与平衡端的VSWR特性。图中，实线代表本例表面声波滤波器装置的特性，虚线代表原有技术表面声波滤波器装置的特性。由图3和4可见，本例大大抑制了VSWR的劣化。
再者，本例表面声波滤波器装置只需三个表面声波滤波器元件，故能缩小芯片尺寸，这样缩小了表面声波滤波器装置的总尺寸，在表面声波滤波器装置生产中可由每块晶片得到更多的表面声波滤波器装置，从而减少了成本。
图5和6示出表面声波滤波器元件2与3之间平衡度是相邻IDT间的间距差的函数，其中最好把第二表面声波滤波器元件相邻IDT间的间距GI固定为约1.77λ，而第三表面声波滤波器元件3相邻IDT间的间距GI变化。这里把相邻IDT间的间距定义为两电极指的中心距离，其中一根电极指是一个IDT的电极指中不接地而接至信号线且最靠近另一个IDT的一根电极指，另一根电极指是另一个IDT的电极指中不接地而接至信号线且最靠近上一个IDT的一根电极指。注意，将沿图5和6的水平轴取得的间距差归一化为λ。
这里把幅值平衡与相位平衡定义如下。当把本例的表面声波滤波器装置看作三端口装置时，其中的不平衡输入端用作端口1，平衡输出端5与6分别用作端口2和3，则幅值平衡|A|由A＝|S21|-|S31|，相位平衡|B-180|由B＝|∠S21-∠S31|给出。
理想的情况是，幅值平衡为0dB，相位平衡为0°。然而，实用中允许幅值平衡小于1.5dB，相位平衡小于20°。
从图5可看出，若表面声波滤波器元件2与3间的IDT间距差小于约0.525λ，则幅值平衡落在可允许范围内。另一方面，图6指出，若表面声波滤波器元件2和3间的IDT间距差在0.48-0.525λ范围内，则相位平衡落在可允许范围内。因此，若表面声波滤波器元件2和3间的IDT间距差在约0.48-0.525λ范围内，则幅值与相位二种平衡均落在各自的可允许范围内。
在带三个IDT的级联耦合谐振器型表面声波滤波器元件的情况下，已知可通过将相邻IDT间的间距设置在(0.72+n/2)×λ～(0.83+n/2)×λ范围内可实现宽带滤波器特性，其中n＝0，1，2……6。这意味着可以有各种不同的范围，在这些范围内可以取表面声波滤波器元件2和3之间不同的IDT间距。
然而，若上述公式中的n值太大，会产生下述问题。在本例表面声波滤波器装置中表面声波滤波器元件2的相邻IDT间的间距约等于(n/2+0.77)×λ(n＝0，1，2，……6)的情况下，图7示出该表面声波滤波器装置的带宽对相邻IDT间的间距的相依性。从图7可看出，为满足用于便携电话的表面声波滤波器装置的带宽应等于或大于约35MHz的要求，n应等于或小于6。
另一方面，若n过小，则发生另一个问题。在表面声波滤波器元件2相邻IDT间的间距GI约等于(0.77+n/2)×λ且表面声波滤波器元件3相邻IDT间的间距GI约等于(1.72+n/2)×λ(n＝0，1，2，……)的情况下，图9示出本例表面声波滤波器装置的幅值平衡对第二表面声波滤波器元件2相邻IDT间的间距GI的相依性。
在表面声波滤波器元件2相邻IDT间的间距GI约等于(0.77+n/2)×λ且表面声波滤波器元件3相邻IDT间的间距GI约等于(1.72+n/2)×λ的情况下，图10示出本例表面声波滤波器装置的相位平衡对第二表面声波滤波器元件2相邻IDT间的间距GI的相依性。
从图9与10可看出，为了满足幅值平衡应等于或小于约1.5dB和相位平衡应等于或小于约10°的要求，IDT间的间距应等于或大于约1.77λ，n应等于或大于1。如下所述，可以理解在相邻IDT间的间距很小时平衡变差的理由。
在级联耦合谐振器型表面声波滤波器装置的情况下，相邻的IDT不仅以声波耦合，还能以电磁耦合。在声波耦合形成的传输特性中，若表面声波滤波器元件2和3之间的相邻IDT间的间距相差约0.5λ，表面声波滤波器元件2和3的相位就相互相反。然而，电磁耦合造成的传输特性都不依赖于相邻IDT间的间距，因而可得到同相位和等幅值。同相位和等幅值的传输分量劣化了平衡度。因此，IDT间的间距减小会导致电磁耦合增强，由此劣化了平衡度。
由上述讨论可得出结论，如果表面声波滤波器元件2中相邻IDT间的间距A1与A2约等于(0.77+n/2)×λ(n＝1，2，3，4，5)，且表面声波滤波器元件3相邻IDT间的间距GI约等(1.27+n/2)×λ(n是1-5的整数)，那么以平衡度与带宽来衡量的滤波特性足以实际使用了。
在考虑到温度变化引起的频率变化时，要求带宽等于或大于约39MHz。若表面声波滤波器元件2中相邻IDT间的间距A1与A2约等于(0.77+n/2)×λ(n为1-3的整数)，而且表面声波滤波器元件3中相邻IDT向的间距GI约等于(1.27+n/2)×λ(n＝1-3的整数)，就可满足这一要求。
如果表面声波滤波器元件2中相邻IDT间的间距GI约等于(0.77+n/2)×λ(n＝2)，而且表面声波滤波器元件3相邻IDT间的间距B1与B2约等于(1.27+n/2)×λ(n＝2)，则可获得最大带宽而不劣化平衡度。
当压电基片由LiTaO3单晶制作，其定向为围绕X轴从Y轴转向Z轴约36-44°时，可以激励和传播两类表面声波，一类是漏泄波或伪表面声波，另一类是称为SSBW的体波，其中的漏泄波主要应用于谐振器或滤波器。若SSBW传播占优，传播损耗就变大，结果劣化了谐振器Q值，滤波器的插入损耗变大。上述两类表面声波以混合方式激励传播。当表面处于几乎电气短路的状态时，即当电极覆盖率很大时，漏泄波传播成为主流。相反地，当表面处于几乎电气开路状态时，即当电极覆盖率很小时，SSBW传播成为主流。
因此，如果在第二表面声波滤波器元件中，至少一根电极指置于中央位置的IDT与外部位置的第二和第三IDT之间的第一空间，而且如果在第三表面声波滤波器元件中，至少一根电极指置于中央位置的IDT与外部位置的第二和第三IDT之间的第二空间，由此增大电极覆盖率，则漏泄波传播占优，SSBW的激发传播受抑制，因而减小了插入损耗。
图8示出通带中插入损耗对上述第一空间中电极覆盖率的相依性。可以看出，为了获得实用所需的通带内等于或小于约3.0dB的低插入损耗，电极覆盖率应等于或大于约0.5，即50％。对于要求低损耗的应用，为了获得低于约2.5dB的插入损耗，电极覆盖率应等于或大于约0.63，即63％。上述讨论适用于第二空间。
输入第二表面声波滤波器元件2的信号经IDT 2b与2c激励表面声波。该表面声波以特定传播方向传播，并被反射器2d与2e反射。反射的表面声波与受激的表面声波发生干涉，结果在反射器2d与2e之间形成驻波，使谐振具有极高的Q值。再者，受激的驻波被IDT 2a接收并被其转换成电信号，从而起到滤波器的作用。同样的工作过程也在第三表面声波滤波器元件3中发生。然而在第三表面声波滤波器元件3中，由于输出信号取决于受激驻波与输出侧IDT3a之间的相对位置关系，所以IDT 3a的位置偏移了表面声波波长λ的约0.5倍，从而输出信号的相位与第二表面声波滤波器元件的输出信号相反。
此时，若表面声波滤波器元件2的两个反射器2d与2e间的距离C同表面声波滤波器元件3的两个反射器3d与3e间的距离D相互不同，则两个表面声波滤波器元件之间的幅值分布就变得不同，结果谐振特性与滤波器特性也变得不同。因此，上述的距离C和D最好基本上相同，使表面声波滤波器元件2和3之间的滤波器特性无差异，从而不劣化平衡度。
本例中，一般将栅型反射器用作反射器1d、1e、2d、2e、3d与3e。然而，反射器并不限于栅型，如还可使用利用压电基片端部反射的反射器。
本例中，输入端(不平衡端)4的特征阻抗最好约50Ω，输出端(平衡端)5和6的特征阻抗最好约150Ω。即在本例中，如上所述，表面声波滤波器元件1的交指重迭长度最好等于约51λ，使输入阻抗与接到该输入端的不平衡电路的约50Ω特征阻抗相匹配。另一方面，在表面声波滤波器元件2和3中，交指重迭长度最好为约31λ，使输出阻抗与接到该输出端的平衡电路约150Ω特征阻抗的一半相匹配，考虑到把该平衡电路的端子5和6都视作不平衡端的事实，该特征阻抗就变成等于平衡电路特征阻抗的一半。
通过用表面声波滤波器元件1获得与接到输入端的不平衡电路相匹配的阻抗，并用表面声波滤波器元件2和3获得与接到输出端的平衡电路相匹配的阻抗，可将输出与输入阻抗之比设置成任意期望的值。
图11示出带宽对接到不平衡端4的表面声波滤波器元件1与接到平衡端的表面声波滤波器元件2和3二者交指重迭长度之比的相依性。从图11可看出，当交指重迭长度之比约等于2.0时，带宽变成最大。若交指重迭长度比大于约3.5，带宽就减小5％或更多，成品率下降。
图12示出通带内VSWR对接到不平衡端5和6的表面声波滤波器元件1与接到平衡端的表面声波滤波器元件2和3二者交指重迭长度之比的相依性。当交指重迭长度经约等于2.5时，VSWR最佳。若交指至失长度比小于约1.5，VSWR极差，实用有问题。因此，希望将电极指的交指重迭长度比设置在约1.5～3.5的范围内。
图13是表示本发明表面声波滤波器装置第二实施例电极结构的平面图。本例中，三个表面声波滤波器元件11～13设置在图中未示出的压电基片上，可将用LiTaO3或石英等合适压电材料制作的基片用作该压电基片。本例中，最好应用36°X-Y LiTaO3基片。基本结构和与第一到第三表面声波滤波器元件11～13相关的结构同一实施例类似，因而用同样的标号表示同样的单元且不再复述。
第二实施例与第一实施例的表面声波滤波器装置在第一到第三表面声波滤波器元件11～13的电极结构方面不同。
本例中，如以后要描述的那样，将表面声波滤波器元件11构成为从第一表面声波滤波器元件11中置于外部位置的IDT输出电信号，即第二与第三IDT11b和11c的传输相位特性约相差180°。这样，将幅值相等但相位差为约180°的电信号加给第二与第三表面声波滤波器元件12和13。
在本例的第一表面声波滤波器元件11中，IDT 11a～11c电极指的交指重迭长度W最好等于约52λ，这里λ是表面声波的波长。
在第一表面声波滤波器元件11中，置于中央位置的第一IDT 11a有16对电极指，而置于外部位置的IDT即第二与第三IDT 11b和11c各有11对电极指。在IDT 11a～11c中，表面声波的波长λI最好等于约4.2μm。反射器11d与11e各有120根电极指，波长λR最好等于约4.3μm。第一IDT 11a与第二IDT11b间的间距A1最好等于约1.77λR，第一IDT 11a与第三IDT 11c间的间距B1最好等于约2.27λR。
在第二表面声波滤波器元件12中，电极指的交指重迭长度W最好等于约31λ，置于中央位置的第一IDT 12a有16对电极指，而外部位置的IDT即第二与第三IDT 12b和12c各有11对电极指。在IDT 12a-12c中，表面声波的波长λI最好等于约4.2μm。反射器12d和12e各有120根电极指，且波长λR最好等于约4.3μm。第一IDT 12a与第二IDT 12b间的间距A2最好等于约1.77λR，第一IDT 12a与第三IDT 12c间的间距B2最好等于约1.77λR。
第三表面声波滤波器元件13最好以第二表面声波滤波器元件12同样的方式构成。下面描述第二实施例中表面声波滤波器元件的工作情况，其中将输入端4用作不平衡输入端，把输出端5和6用作平衡输出端。
当对输入端4加电信号时，第一表面声波滤波器元件的第一IDT 11a激发表面声波，该表面声波以基本上垂直于电极指延伸方向的方向传播并被反射器11d与11e反射，反射的表面声波与激发的表面声波发生干涉，结果在两个反射器11d与11e之间形成驻波，驻波让谐振出现极高的Q值。激发的驻波被输出侧的IDT 11b与11c接收并转换成电信号，因而第一表面声波滤波器元件11像滤波器那样工作。
这里的输出信号取决于驻波与输出侧IDT 11b和11c之间的相对位置关系，IDT 11b或11c的位置偏移约表面声波波长λ的0.5倍，故相位翻转。在第二例中，按上述方法确定第一与第二间距A1和B1，从而由IDT 11b和IDT 11c输出的电信号在相位上差约180°，结果对第二与第三表面声波滤波器元件12和13施加幅值相等但相位相差约180°的电信号。该输出信号由第二与第三表面声波滤波器元件12和13滤波，得到的信号作为平衡信号输出给输出端5和6。
图5与6所示的结果也适用于该第二实施例，因而IDT 11a与IDT 11b间的第一间距A1同IDT 11a与IDT 11c间的第二间距B1的差值，最好在约0.48～0.525λ的范围内。
将上述IDT到IDT的间距设置在组合的约(n/2+1.22)×λ至(n/2+1.33)×λ的范围(n为0～4的整数)和(n/2+1.72)×λ到(n/2+1.83)×λ的范围(n为0～4的整数)以内，可获得宽带特性而不劣化平衡度。
如在第一例中一样，如果在第二表面声波滤波器元件12中，将至少一根电极指置于中央位置的IDT 12a与外部位置的第二和第三IDT 12b与12c之间的第一空间，并且如果在第三表面声波滤波器元件中，将至少一根电极指置于中央位置的第一IDT 13a与外部位置的第二和第三IDT 13b与13c之间的第二空间，由此增大电极覆盖率，则漏泄波传播成为主流，可减少插入损耗。本例中，为此上述第一与第二空间中的电极覆盖率最好为约63％，以减少插入损耗。
本例中，第一与第二空间最好不同，以防劣化幅值平衡。
再者，在第一表面声波滤波器元件11中，第一IDT 11a与反射器11d的距离P最好基本上等于第一IDT 11a与反射器11e的距离Q，使第一表面声波滤波器元件中形成的驻波的受激幅值分布不变为非对称，结果使IDT 11b与11c接收的表面声波的强度基本上一样，抑制了平衡度的劣化。这里，把距离P定义为某电极指与反射器11d最里边的电极指的中心距离，所述电极指是接到信号线且置于最外面位置的IDT 11a的电极指之一，并把距离Q定义为某电极指与反射器11e最里面的电极指的中心距离，所述电极指是接至信号线且置于相对侧最外面位置的IDT 11a的电极指之一。
图14是表示表面声波滤波器装置第三实施例的电极结构的平面图。在该第三例中，也在压电基片上设置了三个表面声波滤波器元件31～33，各表面声波滤波器元件31～33最好以第二实施例的方式形成。与第二实施例中同样的元件用同样的标号表示且不再复述。
第三例中，将表面声波滤波器元件31接到表面声波滤波器元件32和33的方法与第二实施例中的不同。
即在第三例中，第一至第三表面声波滤波器元件31～33中置于外部位置的IDT，即IDT 31b、31c、32b、32c、33b和33c不接地而是悬浮。
具体而言，第一表面声波滤波器元件31中第二IDT 31b的一根梳状电极连接至第二表面声波滤波器元件32中各第二与第三IDT 32b和32c的一端，而IDT 31b的另一端连接至第二表面声波滤波器元件32中各IDT 32b和32c的另一端。同样地，第一表面声波滤波器元件31中第三IDT 31c的一端连接至第三表面声波滤波器元件33中各第二与第三IDT 33b和33c的一端，IDT 31c的第二端连接至各IDT 33b与33c的第二端。
诸反射器标为31d、31e、32d、32e、33d与33e。除上述外，本例的表面声波滤波器装置与第二实施例的相同。
这样，第三实施例的表面声波滤波器装置以类似于第二实施例的表面声波滤波器装置的方式工作，具有同样的优点。这里使用的上述连接结构，可大大减少用于接地的键合片数量，还缩小了表面声波滤波器装置的尺寸。此外，上述连接结构可减少与键合片相关的寄生电容和对键合片的互连。
图15是表示本发明表面声波滤波器装置第四实施例的电极结构的平面图。
在本例的表面声波滤波器装置中，第一和第二表面声波滤波器元件41与42设置在图中未示出的压电基片上。可将用压电陶瓷或压电单晶制作的基片用作该压电基片。本例中，最好使用36°Y-X LiTaO3基片。
第一和第二表面声波滤波器元件41与42均是各带三个IDT41a～41c或42a～42c的谐振器型表面声波滤波器元件。
表面声波滤波器元件41中置于中央位置的第一IDT 41a的第一端和第二表面声波滤波器元件42中置于中央位置的第一IDT 42a的第一端一同连接至输入端4。
各第一IDT 41a与42a的第二端接地。另一方面，外部IDT，即IDT 41b与41c接至输出端5，各外部IDT的一端，即第二与第三IDT 42b和42c接至输出端6。各第二与第三IDT 41b、41c、42b和42c的另一端接地。
反射器41d与41e分别设置在装有IDT 41a～41c的区域的相对侧，反射器42d与42e分别设置在装有IDT 42a～42c的区域的相对侧。
本例中，第一与第二表面声波滤波器元件41和42的传输相位特性相差约180°。
具体而言，在第一表面声波滤波器元件41中，电极指的交指重迭长度W最好等于约31λ，IDT41a有16对电极指，而IDT41b与41c各有11对电极指。IDT41a～41c的λI最好等于约4.2μm。反射器41d与41e各有120根电极指，其波长λR最好等于约4.3μm。IDT41a与41b或41c之间的第一间距GI1最好等于约1.75λR。
第二表面声波滤波器元件42最好以类似于第一表面声波滤波器元件41的方式形成，但是IDT42a与IDT42b或42c之间的第二间距GI2等于约2.25λR。如上述那样，第一与第二间距最好不同，使第一与第二表面声波滤波器元件41和42具有基本上相同的传输幅值特性，但是传输相位特性相差约180°。
下面描述本例表面声波滤波器元件的工作状态，其中输入端4用作不平衡输入端，输出端5和6用作平衡输出端。
当对输入端4输入电信号时，就向第一与第二表面声波滤波器元件41和42施加同样相位与幅值的信号，这些信号加到IDT41a和42a，激励表面声波。表面声波以基本上垂直于电极指延伸方向的方向传播，并被反射器41d与41e或42d与42e反射。反射的表面声波与受激表面声波干涉，从而在两反射器41d与41e之间和两反射器42d与42e之间形成驻波，结果出现Q值极高的谐振。受激的驻波被接至输出端5或6的IDT41b、41c、42b与42c接收而转换成电信号。这里，输出信号由受激驻波与置于输出侧的IDT41b、41c、42b和42c之间的相对位置关系确定。
本例中，表面声波滤波器元件41中IDT41a与IDT41b或41c间的第一间距同第二表面声波滤波器元件42中IDT42a与IDT42b或42c间的第二间距之差，最好是表面声波波长的约0.50倍，结果从第一表面声波滤波器元件41和第二表面声波滤波器元件42输出的信号在相位上相反。
即表面声波滤波器元件41与42具有相差180°的传输相位特性，幅值基本相同但相位差180°的电信号由表面声波滤波器元件41和42输出给作为平衡输出端的各输出端子5和6。
本例中，设置的一级滤波器包括两个表面声波滤波器元件41与42，其中一级结构可将带内的插入损耗减至极低程度。
第四实施例中表面声波滤波器装置的滤波器特性示于图16，该图指出可以减小通带内的损耗。
图5和6所示的结果也适用于该第四实施例，因而第一与第二间距之差最好在约0.48～0.525λ范围内。
将第一与第二间距设置在组合的约(n/2+1.22)×λ～(n/2+1.33)×λ(n为0～4的整数)和(n/2+1.72)×λ～(n/2+1.83)×λ(n是0～4的整数)范围内，可得到宽带特性而不劣化平衡度。
像在第一实施例中一样，在该第四实施例中，若将一根或多根电极指插入第一与第二间距而增大电极覆盖率，漏泄波传播就占优，可抑制SSBW的激发传播。即通过将第一与第二间距中电极覆盖率置成等于或大于约50％，更好是等于或大于约63％，可提供低损耗的表面声波滤波器装置。
本例中，相对于第一表面声波滤波器元件中置于输出侧的IDT41b与41c的位置，将第二表面声波滤波器元件42中置于输出侧的IDT42b与42c的位置偏移约为表面声波波长的0.5倍，像上述那样使相位相互相反。
这里，如果第一表面声波滤波器元件41中两反射器41d与41e间的距离同第二表面声波滤波器元件42中反射器42d与42e间的距离不同，则第一与第二表面声波滤波器元件的驻波的幅值分布也变得不同，这种差异会导致谐振特性与滤波器特性的变化。为此，希望反射器41d与41e间的距离P1同反射器42d与42e间的距离Q1基本上一样，从而抑制平衡度劣化。
在第四实施例中，虽然也最好用栅型反射器作为反射器41d～42e，但是也可使用其它类型的反射器，如可使用利用芯片一端面的反射作用的反射器。
再者，由于表面声波滤波器元件41中置于中央位置的IDT41a和第二表面声波滤波器元件42中置于中央位置的IDT42a经压电基片上的电极图案一起连接并再接到不平衡输入端4，所以相互分担了与表面声波滤波器元件41和42相关的寄生电容，进一步提高了平衡度。
图17是表示表面声波滤波器装置第五实施例的电极结构的平面图。
像在第四实施例中那样，在本实施例中，也使用两个谐振器型表面声波滤波器元件，即在压电基片上设置了第一与第二表面声波滤波器元件51和52。在第一与第二表面声波滤波器元件51和52中，浮地电极指53a～53d分别设置在中央IDT51a或52a与外部第二和第三IDT51b与51c或52b与52c之间的间距里。IDT51a～51c和反射器51d与51e的结构，类似于第四实施例中表面声波滤波器元件41的IDT41a～41c和反射器45d和45e。第二表面声波滤波器元件51中IDT52a～52c和反射器52d与52e的结构，类似于第四实施例中第二表面声波滤波器元件42的IDT42a～42c和反射器42d与42e。
本例中，如上所述，浮地电极指53a～53d分别由IDT形成，可对IDT之间的空间(间距)实现大于约50％的电极覆盖率。
图18是表示第六实施例表面声波滤波器装置的平面图。在未图示的压电基本上设置表面声波滤波器元件61，本例中最好用36°Y-X LiTaO3基片作为压电基片。注意，还可使用以不同取向切割的LiTaO3基片或由其它类型压电材料制作的压电基片。
表面声波滤波器元件61包括三个与表面声波传播方向同样方向设置的IDT61a～61c，在装有IDT61a～61c的区域内各相对端设置反射器61d与61e。
本例中，将中央位置的第一IDT61a的一端以不平衡输入端形式接至输入端4，其另一端接地。外部位置各第二与第三IDT61b和61c的一端以不平衡端子形式接至输出端5或6，它们的另一端接地。反射器61d与61e构成限定栅型反射器，也可使用其它类反射器。
各IDT61a～61c的电极指的交指重迭长度W最好等于约31λ。IDT61a有16对电极指，IDT61b与61c各有11对电极指。在IDT61a～61c中，表面声波的波长λI最好等于约4.2μm。
反射器61d与61e各有120根电极指，波长λR最好等于约4.3μm。
IDT61a与61b间的第一间距JI1最好等于约1.75λR，IDT61a与61c间的第二间距JI2最好等于约2.25λR。
在本例表面声波滤波器装置中，当经输入端4对IDT61a加电信号时，像第一至第五实施例中一样，在反射器61d与61e之间形成驻波，它能产生极高Q值的谐振。受激驻波被IDT61b与61c接收后，经输出端5和6输出。
在本例中，输出信号同样由受激驻波与设置在输出侧的IDT61b与61c之间的相对位置关系确定。本例中，IDT61a与61b间的第一间距和IDT61a与61c间的第二间距之差，约是表面声波波长的0.50倍，因而IDT61b与61c的输出信号相互反相。
即，从IDT61b输出和从IDT61c输出的电信号的传输相位特性相差约180°，这样就从输出端5和6输出幅值基本相等但是相位差约180°的电信号。
图5和6示出的结果也适用于本例，因而第一与第二间距的差值最好在约0.48～0.525λ的范围内。将各间距JI1与JI2设置在约(n+1.22)×λ～(n+1.33)×λ(n是0～4的整数)范围和约(n+0.72)×λ～(n+0.83)×λ(n是0～4的整数)范围的组合以内，可获得宽带特性而不劣化平衡度。
再者，本例中，各IDT61b与61c最里面的电极指安排成具有更大的宽度，使IDT之间的间距JI1与JI2中的电极覆盖率变成等于约0.63，由此减少了IDT间的间距JI1与JI2的传播损耗，可避免因第一与第二间距之差造成的幅值平衡劣化。
此外，从中央IDT61a到各反射器61d与61e的距离P和Q最好基本上相等，使驻波受激的幅值分布不变成不对称，从而防止平衡度劣化。
图19是表示本发明第七实施例的表面声波滤波器装置的平面图。在该第七实施例中，将浮地电极指72与73分别设置在中央位置第一IDT71a与外部位置第二和第三IDT71b与71c之间的空间(间距)内。除上述外，本例的表面声波滤波器装置与第六实施例的相同。由于IDT71a～71c和反射器71d与71e的配置方式与第六实施例的表面声波滤波器装置中的相同，所以本例的表面声波滤波器装置具有第六实施例同样的优点。
此外，浮地电极指72与73导致第一与第二空间内电极覆盖率增大，从而减小了传播损耗。
图20是表示本发明第八实施例的表面声波滤波器装置的平面图。第一与第二表面声波滤波器元件81和82设置在未图示的压电基片上，它们最好以第四实施例的表面声波滤波器装置中同样的方式形成，但是将第一表面声波谐振器83接在输入端4与各第一和第二表面声波滤波器装置81与82中中央位置第一IDT81a与82a之间，而且将一对表面声波谐振器84与85从各第一与第二表面声波滤波器元件81和82中外部位置第二与第三IDT81b和81c或82b和82c连接到各输出端5和6。反射器标号为81d、81e、82d与82e。
上述的第一表面声波谐振器83包括一个IDT83a和设置在IDT83a各相对侧的栅型电反射器(未图示)。
在第一表面声波谐振器83中，IDT83a的电极指的交指重迭长度W最好等于约20λ，电极指对数N最好等于80。IDT的波长λI最好等于约4.20μm。未图示的反射器有120根电极指。
接至输出端5和6的第二与第三声波谐振器84和85的构成方式最好与第一表面声波谐振器83相同。
本例中，以上述方式连接的第一与第三表面声波谐振器83～85，与第四实施例相比，大大增强了通带外的衰减作用，如图21所示。图21中，实线代表第八实施例中表面声波滤波器装置的滤波器特性，虚线代表第四实施例中表面声波滤波器装置的滤波器特性。
图22是表示第九实施例表面声波滤波器装置的电极结构的平面图。第九实施例中表面声波滤波器装置的结构，是通过与第八实施例相同的方式将第一至第三表面声波谐振器93～95插在第六实施例中表面声波滤波器装置的输入侧与输出侧而得到的。
表面声波滤波器元件91最好以第六实施例表面声波滤波器元件61的方式形成。接在输入端4与中央位置第一IDT91a之间的第一表面声波谐振器93和接在输出端5和6与第二和第三IDT91b和91c之间的第二与第三表面声波谐振器94和95，最好以第八实施例中表面声波谐振器83～85同样的方式形成。
本例中，像在第八实施例中那样，接在输入端子与表面声波滤波器元件输入端之间或接在输出端子与表面声波滤波器元件输出端之间的第一和第三表面声波谐振器，也增强了通带边缘附近特别是上边缘附近的衰减作用。
图23是表示第十实施例表面声波滤波器装置电极结构的平面图。本例表面声波滤波器装置的结构，是将第四表面声波谐振器101加到第八实施例的表面声波滤波器装置，使第四表面声波谐振器发101插在第二表面声波谐振器84与输出端6之间而得到的。换言之，第四表面声波谐振器101与输出端5和6并联，它包括一个IDT和设置在该IDT各相对侧的两个栅型反射器(未图示)。第四表面声波谐振器101配置成最好使IDT电极指的交指重迭长度W等于约15λ，IDT有50对电极指，其波长λI最好等于约4.40μm，反射器有120根电极指。
以本例方法将第四表面声波谐振器101加到第八实施例的表面声波滤波器装置，在平衡输出端5和6侧设置梯形滤波器电路。若将该梯形滤波器电路配置成使其衰减极子靠近表面声波滤波器元件81的通带的上下边缘，可实现更大的衰减和更佳的选择性。
由于表面声波谐振器101以桥接方式连接在平衡输出端5与6之间，对平衡端5和6的影响基本上相同，因而抵消了原来会劣化平衡度的这些因素，所以可以增强通带外的衰减作用而不劣化平衡度。
在上述的第一到第十实施例中，仅以设置在压电基片上的电极结构描述了表面声波滤波器装置。然而，本发明诸实施例的表面声波滤波器装置可利用各种封装结构以片状表面声波滤波器装置构成。
在下述第十一实施例中，以装在封装件里的元件的形式提供表面声波滤波器装置。如图24A所示，在本发明实施例的压电基片102上设置电极而得到表面声波滤波器元件。将该表面声波滤波器元件装在有空腔103a的封装件103里。
本例中，用于制作表面声波滤波器元件的压电基片102最好基本上为矩形极，用于输入、输出和接地的多个IDT与多个电极片104a安排成相对于穿过压电基片102中心的轴X呈对称。
封装件103在平面图中也最好基本上为矩形，且有一根穿过中心的对称轴Y。多个电极片104b设置在空腔103a的内底面上，与轴Y对称安置。压电基片102上的电极片104a和封装件103空腔103a内底面上的电极片104b通过倒装片键合法键合，使设置在压电基片102上的表面声波滤波器面向下地键合在空腔103的底面上并固定到封装件，轴X与Y相合。
或者，可将压电基片102牢固地置于面向上的封装件103中，使压电基片102的对称轴X与封装件103的对称轴Y相互重合。此时，虽然图24A中未示出，但是表面声波滤波器元件经键合线连接到封装件103上的电极片。电极片与键合线也相对于对称轴X或Y以轴对称方式设置。
由于压电基片102的对称轴X与封装件103的对称轴Y重合，因此设置在表面声波滤波器上并接至各平衡输出端的互连线，在电气长度和寄生电容方面变成基本上相同，从而抑制了平衡度的劣化。
再者，由于封装件相对于穿过其中心的对称轴Y具有轴对称结构，所以设置在封装件中并接至各平衡端子的互连的电气长度与寄生电容，对每个平衡端子变成相同，这样也抑制了平衡度的劣化。所以，造成平衡度劣化的因素可以减至极低程度，可得到具备平衡-不平衡转换能力且平衡度优良的表面声波滤波器装置。
在用倒装片键合取代引线键合制作电气连接的情况下，由于不要求键合线，所以，能相对于压电基片与封装件间的电气连接对称地配置电气长度和寄生电容，由此提高了表面声波滤波器的平衡度。
使用引线键合法时，将电极片与键合线设置在与上述的对称轴X或Y呈轴对称的位置，可获得同样的效果。
本例中，将外部输入端、外部输出端等外部端子对称地安置在封装件的外底面上也很有利。
如图24B所示，其中装有本发明一较佳实施例的表面声波滤波器的封装件105，在其外底面上有外部输入端106、外部输出端107a与107b及外部接地端108a～108c。封装件105的底面基本上为矩形，外部输入端106位于封装件105的对称轴Y上。外部输出端107a与107b置于封装件105外底面上而与外部输入端106或轴Y对称。外部接地端108a～108c也置成与对称轴Y对称。具体而言，外部接地端108a与108b定位成使外部输入端106位于外部接地端108a与108b的中点，而将外部接地端108c定位于对称轴Y上。
这些端子电气连接到置于封装件内底面上的上述电极片，而电极片也通过倒装片或引线键合连接到封装件105中的表面声波滤波器的端子。
例如，在按图1所示本发明第一实施例构制表面声波滤波器的情况下，外部输入端106电气连接到输入端4，而外部输出端107a与107b分别电气连接到输出端6和5。外部接地端108c最好接到IDT2a与3a，外部接地端108a与108b接到其它要接地的IDT。
如图24c所示，外部接地端108a与108b可位于外部输入端106与外部输出端107a和107b之间。
根据该结构，由于两个外部输出端与外部输入端呈对称安置，所以提高了平衡度。当将外部接地端置于外部输出端之间时，还可提高平衡度。另一方面，当两个外部接地端置于外部输入端与两个外部输出端之间时，可减少输入与输出端间的直接传播信号分量。
图25是表示表面声波滤波器第十二实施例的平面图，包括装在同一块压电基片上的不平衡-平衡表面声波滤波器，具有不同的频率特性。在该表面声波滤波器111中，在同一块压电基片112上设置了表面声波滤波器装置113和114，结构与图20所示的表面声波滤波器装置相同。例如，表面声波滤波器装置113可以是900MHz的带通滤波器，表面声波滤波器装置114可以是1900MHz的带通滤波器。在同一压电基片112上形成两个不平衡-平衡表面声波滤波器装置113与114，可缩小带通滤波器的尺寸。
图25中，设置在压电基片上的电极片通过键合线接到封装件上的电极图案或接地电极图案。然而，不用引线键合，也可用另一种技术实现电气连接。
图26示出的天线复用器应用了图25的表面声波滤波器装置111。在该天线复用器中，表面声波滤波器装置113和114的输入端共同接至天线ANT。表面声波滤波器装置113和114的输出端分别用作传输输出端Tx与接收输出端Rx。
图25中，诸具有不同频率特性的滤波器设置在同一压电基片112上。或者，具有不同频率特性的表面声波滤波器装置113和114可以设置在不同的压电基片112a与112b上，如图27所示。此时，置于不同压电基片112a与112b上的表面声波滤波器装置113和114装在封装件116中。
虽然描述了本发明的诸较佳实施例，但是可设想出各种实施本文揭示的原理的模式，这些都在所附的权项的范围内。因此，可以理解，本发明的范围仅受所附权项的限制。

Claims (16)

1.一种表面声波滤波器装置，包括：
压电基片；及
设置在所述压电基片上的第一与第二表面声波滤波器元件；其中
所述第一表面声波滤波器元件包括多个沿表面声波传播方向设置的叉指式换能器；
所述第二表面声波滤波器元件包括多个沿表面声波传播方向设置的叉指式换能器；
所述第二表面声波滤波器元件配置成其传输幅值特性与所述第一表面声波滤波器元件的相同，而其传输相位特性与所述第一表面声波滤波器元件的相差180°；
第一与第二表面声波滤波器元件各自的一端电气并联，另一端电气串联，从而把并联的端子定为不平衡端，而把串联的端子定为平衡端。
2.如权利要求1的表面声波滤波器装置，其特征在于，其中第一与第二表面声波滤波器元件各有三个叉指式换能器，第二表面声波滤波器元件中在接至不平衡端的叉指式换能器与接至平衡端的叉指式换能器之间限定的第二间距，同第一表面声波滤波器元件中在中央位置的叉指式换能器与任一侧的叉指式换能器之间限定的第一间距相差0.48～0.525λ，其中λ是表面声波的波长。
3.如权利要求1的表面声波滤波器装置，其特征在于，还包括以级联方式接到平衡端侧的梯型表面声波滤波器。
4.如权利要求2的表面声波滤波器装置，其特征在于，其中所述第一间距等于(n/2+1.22)×λ～(n/2+1.33)×λ(n是0～4的整数)，所述第二间距等于(n/2+1.72)×λ～(n/2+1.83)×λ(n是0～4的整数)。
5.如权利要求2的表面声波滤波器装置，其特征在于，其中所述第一间距为1.75λ，所述第二间距为2.25λ。
6.如权利要求2的表面声波滤波器装置，其特征在于，其中所述压电基片是由LiTaO3单晶制作的从36°至44°旋转Y切割的LiTaO3基片，其定向在36～44°范围内绕X轴从Y轴转向Z轴，将至少一根电极指插入第一表面声波滤波器元件中的第一间距与第二表面声波滤波器元件中的第二间距中的至少一个，使插入所述电极指的间距的电极覆盖率变成等于或大于50％。
7.如权利要求6的表面声波滤波器装置，其特征在于，其中所述电极覆盖率等于或大于63％。
8.如权利要求1的表面声波滤波器装置，其特征在于，其中第一与第二反射器沿表面声波传播方向设置在其中装有第一表面声波滤波器元件的所述多个叉指式换能器的区域各相对侧，第三与第四反射器沿表面声波传播方向设置在其中装有第二表面声波滤波器元件的所述多个叉指式换能器的区域各相对侧，其中第一与第二反射器的距离等于第三与第四反射器的距离。
9.如权利要求1的表面声波滤波器装置，其特征在于，其中通过压电基片上的电极图案将第一与第二表面声波滤波器元件的不平衡侧端子相互连接起来。
10.如权利要求1的表面声波滤波器装置，其特征在于，还包括一接在不平衡端侧的串联谐振器。
11.如权利要求1的表面声波滤波器装置，其特征在于，还包括串接至平衡端侧各端子的表面声波谐振器。
12.一种表面声波滤波器装置，包括：
压电基片；及
设置在所述压电基片上的第一与第二表面声波滤波器元件；其中
所述第一与第二表面声波滤波器元件各包括第一、第二与第三叉指式换能器，所述第二与第三叉指式换能器沿表面声波传播方向设置在第一叉指式换能器的各相对侧；
第二表面声波滤波器元件中在第一叉指式换能器与第二或第三叉指式换能器间限定的第二间距同第一表面声波滤波器元件中在第一叉指式换能器与第二或第三叉指式换能器间限定的第一间距之差为0.48～0.525λ，其中λ是表面声波的波长，所述第一间距等于(n/2+1.22)×λ～(n/2+1.33)×λ(n是0～4的整数)，所述第二间距等于(n/2+1.72)×λ～(n/2+1.83)×λ(n是0～4的整数)，而且将第一和第二表面声波滤波器元件的第一叉指式换能器定为不平衡端，将第一和第二表面声波滤波器元件的第二与第三叉指式换能器电气串联后定为平衡端。
13.如权利要求12的表面声波滤波器装置，其特征在于，其中将第一与第二反射器分别置于第二与第三叉指式换能器的外面，使第一叉指式换能器与第一反射器的距离同第一叉指式换能器与第二反射器的距离相等。
14.一种表面声波滤波器装置，包括：
压电基片；及
设置在所述压电基片上的第一与第二表面声波滤波器元件；
所述第一与第二表面声波滤波器元件各包括第一、第二与第三叉指式换能器，所述第二与第三叉指式换能器沿表面声波传播方向设置在第一叉指式换能器的各相对侧；
第二表面声波滤波器元件中在第一叉指式换能器与第二或第三叉指式换能器间限定的第二间距同第一表面声波滤波器元件中在第一叉指式换能器与第二或第三叉指式换能器间限定的第一间距之差为0.48～0.525λ，其中λ是表面声波的波长；
所述第一间距等于1.75λ；
所述第二间距等于2.25λ；及
将第一和第二表面声波滤波器元件的第一叉指式换能器定为不平衡端，将第一和第二表面声波滤波器元件的第二与第三叉指式换能器电气串联后定为平衡端。
15.一种表面声波滤波器装置，包括：
由LiTaO3单晶制作的压电基片，其定向在36～44°范围内绕X轴从Y轴转向Z轴；及
设置在所述压电基片上的第一与第二表面声波滤波器元件；
第一与第二表面声波滤波器元件各包括沿表面声波传播方向设置的第一叉指式换能器，还包括以表面声波传播方向设置在第一叉指式换能器各相对侧的第二与第三叉指式换能器；
第二表面声波滤波器元件中在第一叉指式换能器与任一侧的第二或第三叉指式换能器间限定的第二间距同第一表面声波滤波器元件中在第一叉指式换能器与第二或第三叉指式换能器间限定的第一间距之差为0.48～0.525λ，其中λ是表面声波波长；及
接至信号线且位于最外面位置的第一叉指式换能器电极指之一与接至信号线且位于最靠近第一叉指式换能器位置的第二或第三叉指式换能器电极指之一之间的每个区域内设置至少一根电极指，使每个所述区域内的电极覆盖率变成等于或大于50％。
16.如权利要求15的表面声波滤波器装置，其特征在于，其中所述电极覆盖率等于或大于63％。
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