DE10212174A1 - Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter - Google Patents

Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter

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Abstract

Ein Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter umfaßt IDTs, die auf einer oberen Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats angeordnet sind, wobei akustische Oberflächenwellen vom Scher-Horizontal-Typ zwischen gegenüberliegenden Kanten reflektiert werden. Zumindest ein äußerster Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen auf der Seite zumindest einer der Kanten wird entfernt. Folglich können erwünschte Filtercharakteristika ohne weiteres ohne ein Bewirken von Abweichungen der Filtercharakteristika erzielt werden, wobei störende Komponenten bei Frequenzen unter dem Durchlaßband minimiert werden und die Selektivität stark verbessert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kantenreflexi­ onsoberflächenwellenfilter, die akustische Oberflächenwel­ len vom SH-(Scher-Horizontal-)Typ, wie z. B. BGS-(Bleu­ stein-Gulyaev-Shimizu-)Wellen und Love-Wellen, verwenden und insbesondere auf ein Kantenreflexionsoberflächenwellen­ filter, bei dem die Struktur von Elektrodenfingern nahe Re­ flexionskanten von Interdigitalwandlern (im folgenden als IDTs abgekürzt) wesentlich verbessert ist.
Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter werden z. B. bei Bandpaßfiltern für Kommunikationsvorrichtungen verwendet. Fig. 12 ist eine schematische Draufsicht, die ein Beispiel eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem Stand der Technik zeigt. Das Kantenreflexionsoberflächen­ wellenfilter 101 umfaßt ein rechtwinkliges piezoelektri­ sches Plattentyp-Substrat 102. Das piezoelektrische Sub­ strat 102 weist eine erste Kante 102a und eine zweite Kante 102b auf, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Auf einer oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 102 sind IDTs 103 und 104 vorgesehen. Die IDTs 103 und 104 weisen ein Paar von Kammelektroden 103a und 103b bzw. ein Paar von Kammelektroden 104a und 104b auf. Die Kammelektro­ den 103a, 103b, 104a und 104b weisen eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 103a1, eine Mehrzahl von Elektrodenfin­ gern 103b1, eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 104a1 bzw. eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 104b1 auf. Die Elektro­ denfinger 103a1 und die Elektrodenfinger 103b1 greifen in­ einander. Ähnlich greifen die Elektrodenfinger 104a1 und die Elektrodenfinger 104b1 ineinander.
Die Elektrodenfinger 103a1 bis 104b1 erstrecken sich in ei­ ner Richtung, die parallel zu den Kanten 102a und 102b ist.
Bei dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 101 wird, wenn eine Eingangsspannung an den IDT 103 angelegt wird, eine akustische Oberflächenwelle des SH-Typs angeregt und an den Kanten 102a und 102b reflektiert. Die akustische Oberflächenwelle, die zwischen den Kanten 102a und 102b re­ flektiert wird, erzeugt eine Stehwelle, wobei die Resonanz­ charakteristika, die der Stehwelle zugeordnet sind, in dem Ausgangssignal von dem IDT 104 erscheinen.
Bei dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 101 sind von den Elektrodenfingern 103a1 bis 104b1 Elektrodenfinger 103b1x und 104a1x, die an einer äußersten Position in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen (Bezug nehmend auf Fig. 12) positioniert sind, derart angeordnet, daß die äußeren Kanten derselben entlang der Kanten 102a und 102b ausgerichtet sind. Dies ist so, da die Elektroden­ finger 103b1x und 104a1x durch ein Schneiden eines piezo­ elektrischen Muttersubstrats gebildet sind, um die Kanten 102a und 102b zu bilden, nachdem eine Mehrzahl von IDTs auf dem piezoelektrischen Muttersubstrat gebildet wurde.
Die Elektrodenfinger 103b1x und 104a1x neben den Reflexions­ kanten 102a und 102b sind jedoch anfällig für eine Beschä­ digung bei dem Schneideverfahren, was unvermeidbar zu einer Abweichung der Filtercharakteristika führt.
Hinsichtlich des Typs des Kantenreflexionsoberflächenwel­ lenresonators, der nur einen IDT verwendet, wurde ein Ver­ fahren zum Reduzieren einer Abweichung der Charakteristika aufgrund einer Beschädigung von Elektrodenfingern neben den Reflexionskanten vorgeschlagen. Insbesondere offenbart die ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 60-41809 ein Ver­ fahren zum Bilden von Reflexionskanten an Positionen, die um einen Abstand beabstandet sind, der gleich einem ganz­ zahligen Vielfachen von λ/2 (λ ist die Wellenlänge der aku­ stischen Oberflächenwelle) von den Mitten der äußersten Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung der akusti­ schen Oberflächenwelle ist. Gemäß der Offenbarung sind, da die Reflexionskanten an Positionen angeordnet sind, die um einen Abstand beabstandet sind, der gleich einem ganzzahli­ gen Vielfachen von λ/2 von den Mitten der äußersten Elek­ trodenfinger in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle ist, die Elektrodenfinger nicht anfällig für eine Beschädigung bei dem Schneideverfahren zum Bilden der Reflexionskanten, wodurch Abweichungen der Resonanzcha­ rakteristika reduziert werden.
Das Verfahren gemäß dem Stand der Technik reduziert Abwei­ chungen der Resonanzcharakteristika eines Kantenreflexions­ oberflächenwellenresonators. Wenn das Verfahren jedoch auf ein Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter angewendet wird, werden, da die Positionen der Reflexionskanten verän­ dert werden, Filtercharakteristika annähernd wie die bei einem Fall, bei dem die Zahl von Elektrodenfingern von IDTs erhöht wird. Wenn z. B. zwei IDTs, die zehn Paare von Elek­ trodenfingern aufweisen, mit einem IDT-Intervall von 1 λ angeordnet sind, beträgt der Abstand zwischen den Mitten der äußersten Elektrodenfinger auf beiden Seiten 21 λ. Wenn Reflexionskanten mit einem Abstand von 2 × λ/2 (λ/2 multi­ pliziert mit einer Ganzzahl n, nun unter der Annahme von n = 2) von den Mitten der äußersten Elektrodenfinger der IDTs angeordnet sind, beträgt der Abstand zwischen den Reflexi­ onskanten 23 λ. Die Filtercharakteristika in diesem Fall sind annähernd wie die bei einem Fall, bei dem zwei IDTs, die elf Paare von Elektrodenfingern aufweisen, mit einem IDT-Intervall von 1 λ angeordnet sind und Reflexionskanten in den Mitten der äußersten Elektrodenfinger angeordnet sind. Als ein Ergebnis wird die Bandbreite reduziert, wobei die erwünschten Filtercharakteristika nicht erzielt werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kanten­ reflexionsoberflächenwellenfilter, einen Duplexer und eine Kommunikationsvorrichtung zu schaffen, die Abweichungen der Charakteristika, die durch eine Beschädigung der Elektro­ denfinger bewirkt werden, beseitigen, während dennoch er­ wünschte Filtercharakteristika erzielt werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Kantenreflexionsoberflächen­ wellenfilter gemäß Anspruch 1, 2, 3 oder 4, einen Duplexer gemäß Anspruch 9 oder eine Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 10 gelöst.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung umfaßt ein Kantenreflexionsoberflächenwellen­ filter, das akustische SH-Typ-Oberflächenwellen verwendet, ein piezoelektrisches Substrat, das eine erste Kante und eine zweite Kante aufweist, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Kante Re­ flexionskanten definieren, und zumindest zwei Interdigital­ wandler, die Elektrodenfinger umfassen und auf dem piezo­ elektrischen Substrat angeordnet sind, wobei zumindest ein äußerster Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle an der Seite zumindest einer der Reflexionskanten entfernt ist.
Als ein Ergebnis dieser einzigartigen Struktur und Anord­ nung von Elementen werden erwünschte Filtercharakteristika erzielt, ohne daß Abweichungen der Filtercharakteristika bewirkt werden oder die Bandbreite verändert wird, sowie ohne weitere unerwünschte Ergebnisse. Ferner werden stören­ de Komponenten bei Frequenzen unter dem Durchlaßband mini­ miert.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Kantenreflexionsoberflä­ chenwellenfilter, das akustische SH-Typ-Oberflächenwellen verwendet, ein piezoelektrisches Substrat, das eine erste Kante und eine zweite Kante aufweist, die einander gegenü­ berliegend angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Kante Reflexionskanten definieren, und zumindest zwei In­ terdigitalwandler, die Elektrodenfinger umfassen und auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet sind, wobei zu­ mindest ein äußerster Elektrodenfinger in der Ausbreitungs­ richtung der akustischen Oberflächenwelle auf der Seite zu­ mindest einer der Reflexionskanten als ein Floating- Elektrodenfinger aufgebaut ist, um nicht elektrisch mit ei­ nem der anderen Elektrodenfinger verbunden zu sein.
Als ein Ergebnis dieser einzigartigen Struktur und Anord­ nung von Elementen werden erwünschte Filtercharakteristika erzielt, ohne daß Abweichungen der Filtercharakteristika bewirkt werden oder die Bandbreite verändert wird, sowie ohne weitere unerwünschte Ergebnisse. Ferner werden stören­ de Komponenten bei Frequenzen unter dem Durchlaßband mini­ miert.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Kantenreflexionsoberflä­ chenwellenfilter, das akustische SH-Typ-Oberflächenwellen verwendet, ein piezoelektrisches Substrat, das eine erste Kante und eine zweite Kante aufweist, die einander gegenü­ berliegend angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Kante Reflexionskanten definieren, und zumindest zwei In­ terdigitalwandler, die Elektrodenfinger umfassen und auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet sind, wobei eine Entnahme durchgeführt wird, so daß zumindest ein äußerster Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen auf der Seite zumindest einer der Refle­ xionskanten mit dem gleichen Potential wie ein benachbarter Elektrodenfinger verbunden ist.
Als ein Ergebnis dieser einzigartigen Struktur und Anord­ nung von Elementen werden erwünschte Filtercharakteristika erzielt, ohne daß Abweichungen der Filtercharakteristika bewirkt werden oder die Bandbreite verändert wird, sowie ohne weitere unerwünschte Ergebnisse. Ferner werden stören­ de Komponenten bei Frequenzen unter dem Durchlaßband mini­ miert.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Kantenreflexionsoberflä­ chenwellenfilter, das akustische SH-Typ-Oberflächenwellen verwendet, ein piezoelektrisches Substrat, das eine erste Kante und eine zweite Kante aufweist, die einander gegenü­ berliegend angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Kante Reflexionskanten definieren, und zumindest zwei In­ terdigitalwandler, die Elektrodenfinger umfassen und auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet sind, wobei die Breite zumindest eines äußersten Elektrodenfingers in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen auf der Seite zumindest einer der Reflexionskanten derart ist, daß der Abstand zwischen dem äußersten Elektrodenfinger und ei­ nem benachbarten Elektrodenfinger kleiner ist als der Ab­ stand zwischen anderen Elektrodenfingern in dem Interdigi­ talwandler, zu dem der äußerste Elektrodenfinger gehört.
Als ein Ergebnis dieser einzigartigen Struktur und Anord­ nung von Elementen werden erwünschte Filtercharakteristika erzielt. Ferner wird, da der äußerste Elektrodenfinger breiter hergestellt ist, der Elektrodenfinger unempfindlich gegen eine Beschädigung, die während des Schneideverfahrens zum Bilden der Kanten auftreten kann, wodurch Abweichungen der Filtercharakteristika minimiert werden.
Die Elektrodenfinger der zumindest zwei Interdigitalwandler können Split- bzw. Schlitzelektroden sein. Splitelektroden beziehen sich auf IDT-Elektrodenfinger, die in eine Mehr­ zahl von Elektrodenfingersegmenten aufgesplittet sind, die mit dem gleichen Potential verbunden sind.
Folglich können erwünschte Filtercharakteristika erzielt werden, ohne daß Abweichungen der Filtercharakteristika be­ wirkt werden. Ferner werden störende Komponenten bei Fre­ quenzen unter dem Durchlaßband minimiert.
Der Typ der Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders einge­ schränkt und kann z. B. ein longitudinal gekoppeltes Reso­ natorfilter, ein transversal gekoppeltes Resonatorfilter oder ein Leiterfilter sein.
Folglich können erwünschte Filtercharakteristika ohne wei­ teres erzielt werden, wobei ebenso Abweichungen der Filter­ charakteristika beseitigt werden. Ferner werden störende Komponenten bei Frequenzen unter dem Durchlaßband effektiv minimiert.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Duplexer zumindest ein Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß einem der verschiedenen bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorlie­ genden Erfindung, die oben beschrieben wurden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Kommunikationsvorrich­ tung einen Duplexer gemäß dem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung, der oben beschrieben wur­ de.
Folglich werden Abweichungen der Charakteristika beseitigt, wobei erwünschte Bandcharakteristika ohne weiteres erzielt werden können, und wobei eine Selektivität stark verbessert wird.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beigefügten Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflä­ chenwellenfilters gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 einen Graphen, der die Frequenzcharakteristika des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters ge­ mäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel und eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfil­ ters gemäß dem Stand der Technik, das zu Ver­ gleichszwecken vorbereitet wurde, zeigt;
Fig. 3 eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflä­ chenwellenfilters gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflä­ chenwellenfilters gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflä­ chenwellenfilters gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine Draufsicht, die eine Modifizierung des Kan­ tenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 einen Graphen, der die Frequenzcharakteristika des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters ge­ mäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel und des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 8 eine schematische Draufsicht, die die Elektroden­ struktur eines transversal gekoppelten Resonator­ filters zeigt, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
Fig. 9 eine schematische Draufsicht eines Leiterfilters, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
Fig. 10 eine schematische Draufsicht eines Duplexers ge­ mäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ein schematisches Aufbaudiagramm einer Kommunika­ tionsvorrichtung gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 12 eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Kantenre­ flexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem Stand der Technik zeigt.
Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden nun Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflä­ chenwellenfilters gemäß einem ersten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Kantenrefle­ xionsoberflächenwellenfilter 1 ist vorzugsweise ein longi­ tudinal gekoppeltes Resonatorfilter.
Das Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 1 umfaßt ein im wesentlichen rechtwinkliges piezoelektrisches Plattensub­ strat 2. Das piezoelektrische Substrat 2 ist entlang der Richtung, die als P bezeichnet ist, polarisiert. Das piezo­ elektrische Substrat 2 kann aus verschiedenen Materialien hergestellt sein, einschließlich einem piezoelektrischen Einkristall aus LiTaO3, LiNbO3 oder einem anderen geeigne­ ten Material, sowie piezoelektrischen Keramikmaterialien, wie z. B. Blei-Zirkonat-Titanat-Keramikmaterialien oder an­ deren geeigneten Materialien.
Alternativ kann das piezoelektrische Substrat 2 durch ein Anordnen eines piezoelektrischen Dünnfilms, wie z. B. eines ZnO-Dünnfilms, auf einem isolierenden Substrat, das aus ei­ nem isolierenden Material, wie z. B. Aluminiumoxid, herge­ stellt ist, gebildet sein.
Das piezoelektrische Substrat 2 weist eine erste Kante 2a und eine zweite Kante 2b auf, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Auf einer oberen Oberfläche 2c des piezo­ elektrischen Substrats 2 sind ein erster IDT 3 und ein zweiter IDT 4 angeordnet. Die IDTs 3 und 4 weisen ein Paar von Kammelektroden 3a und 3b bzw. ein Paar von Kammelektro­ den 4a und 4b auf.
Die Kammelektrode 3a weist eine Mehrzahl von Elektrodenfin­ gern 3a1 auf. Ähnlich weisen die Kammelektroden 3b, 4a und 4b eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 3b1, eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 4a1 bzw. eine Mehrzahl von Elektro­ denfingern 4b1 auf.
Die Elektrodenfinger 3a1 der Kammelektrode 3a und die Elek­ trodenfinger 3b1 der Kammelektrode 3b greifen ineinander. Ähnlich greifen die Elektrodenfinger 4a1 der Kammelektrode 4a und die Elektrodenfinger 4b1 der Kammelektrode 4b inein­ ander.
Die Elektrodenfinger 3a1 bis 4b1 erstrecken sich in einer Richtung, die im wesentlichen parallel zu den Kanten 2a und 2b ist.
Das Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 1 gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrich­ tung akustischer Oberflächenwellen in jedem der IDTs 3 und 4 entfernt ist. Insbesondere sind, wie in Fig. 12 gezeigt ist, bei dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 101 gemäß dem Stand der Technik die äußersten Elektrodenfinger 103b1x und 104a1x in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen entlang der Kanten 102a und 102b angeord­ net. Im Gegensatz dazu ist bei diesem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel, wie durch gestrichelte Linien A und B in Fig. 1 gezeigt ist, der äußerste Elektrodenfinger bei jedem der IDTs 3 und 4 in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen entfernt. Dies bedeutet, daß bei den IDTs 3 und 4 eine Mehrzahl von Elektrodenfingern mit einem In­ tervall von etwa λ/4 entlang der Ausbreitungsrichtung aku­ stischer Oberflächenwellen angeordnet ist, wobei der äußer­ ste Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung akusti­ scher Oberflächenwellen auf der Seite jeder der Kanten 2a und 2b, d. h. Elektrodenfinger, die entlang der Kanten 2a und 2b positioniert sein sollen, entfernt ist.
Bei dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 1 sind die äußersten Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung aku­ stischer Oberflächenwellen, angezeigt durch die gestrichel­ ten Linien A und B, entfernt. So wird, wenn die Kanten 2a und 2b durch ein Schneiden eines piezoelektrischen Mutter­ substrats in der Dickenrichtung, nachdem die IDTs 3 und 4 auf dem piezoelektrischen Muttersubstrat gebildet wurden, gebildet sind, eine Beschädigung der Elektrodenfinger im wesentlichen verhindert, wodurch Abweichungen der Filter­ charakteristika minimiert werden.
Ferner kann, da die Positionen der Kanten 2a und 2b die gleichen sind wie bei dem Fall, bei dem die äußersten Elek­ trodenfinger an den Positionen angeordnet sind, die durch die gestrichelten Linien A und B angezeigt sind, eine er­ wünschte Filterbandbreite ohne weiteres erzielt werden.
Insbesondere sind die Kanten 2a und 2b bei in etwa λ/2 von den Mitten der Elektrodenfinger 3a1y bzw. 4b1y positioniert, die in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwel­ len unter den Elektrodenfingern am äußersten angeordnet sind, die tatsächlich auf dem Substrat gebildet sind. Die Positionen der Kanten 2a und 2b stimmen mit den äußeren Kanten der entfernten Elektrodenfinger überein, die durch die gestrichelten Linien A bzw. B angezeigt sind. Insbeson­ dere sind, da die Breite der Elektrodenfinger, die an den Positionen angeordnet sind, die durch die gestrichelten Li­ nien A und B angezeigt sind, üblicherweise etwa λ/8 be­ trägt, die Kanten 2a und 2b entlang der äußeren Kanten der entfernten Elektrodenfinger angeordnet, die durch die ge­ strichelten Linien A bzw. B angezeigt sind.
Nun wird ein tatsächliches Experiment beschrieben.
Fig. 2 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel und eines Kantenreflexions­ oberflächenwellenfilters gemäß dem Stand der Technik zeigt, das zu Vergleichszwecken mit der vorliegenden Erfindung vorbereitet ist. Das Kantenreflexionsoberflächenwellenfil­ ter 1 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbei­ spiel wurde unter Verwendung eines piezoelektrischen Sub­ strats 2, das die Abmessungen von etwa 1,4 × 2,0 × 0,35 (Dicke) mm aufweist und aus LiTaO3 hergestellt wurde, und durch ein Bilden von IDTs 3 und 4 auf dem piezoelektrischen Substrat 2 implementiert. Die Zahl von Paaren von Elektrodenfingern des IDT 3 betrug 20, wobei die Zahl von Paaren von Elektrodenfingern des IDT 4 14 betrug, d. h. die Gesamtzahl von Paaren von Elektrodenfingern betrug 34. Die Überlappungsbreite der Elektrodenfinger betrug etwa 0,4 mm, wobei die Breite der Elektrodenfinger etwa 0,005 mm betrug.
Das Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter, das zu Ver­ gleichszwecken vorbereitet wurde, wurde auf die gleiche Weise wie das oben beschriebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut, mit der Ausnah­ me, daß Elektrodenfinger, die eine Breite von λ/8 aufwei­ sen, an der äußersten Position in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen entlang der Reflexionskanten gebildet wurden, d. h. der Aufbau des Kantenreflexionsober­ flächenwellenfilters war, wie in Fig. 12 gezeigt ist.
In Fig. 2 stellt eine durchgezogene Linie C die Frequenz­ charakteristika bei dem oben beschriebenen bevorzugten Aus­ führungsbeispiel dar, wobei eine gestrichelte Linie D die Frequenzcharakteristika bei dem Stand der Technik dar­ stellt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, war, da die Positionen der Reflexionskanten die gleichen wie beim Stand der Technik waren, eine Reduzierung der Bandbreite extrem klein. Ferner wurden, da die äußersten Elektrodenfinger bei dem vorlie­ genden bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung entfernt waren, störende Komponenten bei Frequenzen unter dem Durchlaßband, insbesondere in der Umgebung von etwa 185,2 MHz, gedämpft, was die Selektivität wesentlich verbessert.
Fig. 3 ist eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflä­ chenwellenfilters gemäß einem zweiten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters 11 ist vorzugswei­ se im wesentlichen bis auf die Struktur der äußersten Elek­ trodenfinger in der Ausbreitungsrichtung akustischer Ober­ flächenwellen der gleiche wie der des Kantenreflexionsober­ flächenwellenfilters 1 gemäß dem ersten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel. So sind die gleichen Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei die Beschreibung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels auf Details desselben zutrifft.
Bei dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 11 sind die äußersten Elektrodenfinger 3b1x und 4a1x der IDTs 3 und 4 nicht elektrisch mit einem der anderen Elektrodenfinger 3a1 bis 4b1 verbunden. Dies bedeutet, daß die Elektrodenfinger 3b1x und 4a1x als Floating-Elektrodenfinger aufgebaut sind. Die Breite der Elektrodenfinger 3b1x und 4a1x beträgt etwa λ/8.
Gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem der äußerste Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen auf der Seite jeder der Kan­ ten 2a und 2b als ein Floating-Elektrodenfinger aufgebaut ist, können, ähnlich wie bei dem ersten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel, erwünschte Filtercharakteristika ohne ein Bewirken einer Abweichung der Filtercharakteristika erzielt werden. Insbesondere werden, da die äußersten Elektroden­ finger 3b1x und 4a1x in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen als Floating-Elektrodenfinger aufgebaut sind, selbst wenn der Elektrodenfinger 3b1x oder der Elek­ trodenfinger 4a1x splittert, wenn ein piezoelektrisches Muttersubstrat geschnitten wird, um die Kanten 2a und 2b zu bilden, die Filtercharakteristika nicht wesentlich beein­ flußt. So werden Abweichungen der Filtercharakteristika mi­ nimiert.
Ferner bleibt, da die Positionen der Kanten 2a und 2b die gleichen wie bei dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfil­ ter 101 gemäß dem Stand der Technik sind, das in Fig. 12 gezeigt ist, ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbei­ spiel, die Bandbreite im wesentlichen die gleiche wie die Filtercharakteristika des Kantenreflexionsoberflächenwel­ lenfilters 101.
In Fig. 7 stellt eine durchgezogene Linie E die Frequenz­ charakteristika des Kantenreflexionsoberflächenwellenfil­ ters 11 gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel dar, das sich von dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfil­ ter gemäß dem Stand der Technik, das zum Vergleich mit dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, nur dadurch unterscheidet, daß die äußersten Elektrodenfinger 3b1x und 4a1x in der Ausbreitungsrichtung akustischer Ober­ flächenwellen als Floating-Elektrodenfinger aufgebaut sind.
In Fig. 7 sind zu Vergleichszwecken die Frequenzcharakteri­ stika des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem Stand der Technik durch eine gestrichelte Linie D ge­ zeigt.
Fig. 4 ist eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflä­ chenwellenfilters gemäß einem dritten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters 21 ist vorzugswei­ se im wesentlichen der gleiche wie bei dem ersten bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel, mit der Ausnahme, daß ein Verfah­ ren namens "Entnahme" durchgeführt wird, so daß die äußer­ sten Elektrodenfinger 3a1x und 4b1x in der Ausbreitungsrich­ tung akustischer Oberflächenwellen mit dem gleichen Poten­ tial wie die benachbarten Elektrodenfinger an den Seiten der Kanten 2a bzw. 2b verbunden sind. So sind die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Be­ schreibung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels be­ zeichnet, wobei die Beschreibung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels auf diese Elemente zutrifft.
Bei dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 21 weist der äußerste Elektrodenfinger 3a1x in der Ausbreitungsrich­ tung akustischer Oberflächenwellen auf der Seite der Kante 2a vorzugsweise eine Breite von etwa λ/8 auf und ist ent­ lang der Kante 2a angeordnet. Der Elektrodenfinger 3a1x ist jedoch auf der Seite der Kammelektrode 3a positioniert und mit dem gleichen Potential wie ein benachbarter Elektroden­ finger 3a1 verbunden. Dies bedeutet, daß im Gegensatz zu einem herkömmlichen IDT, bei dem Elektrodenfinger, die mit einer der Kammelektroden verbunden sind, und Elektrodenfin­ ger, die mit der anderen Kammelektrode verbunden sind, ab­ wechselnd in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflä­ chenwellen angeordnet sind, bei diesem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel auf der Seite der Kante 2a zwei Elektroden­ finger, die mit dem gleichen Potential verbunden sind, be­ nachbart zueinander angeordnet sind. Das Verfahren, bei dem eine Region, an der zwei benachbarte Elektrodenfinger mit dem gleichen Potential verbunden sind, teilweise vorgesehen ist, ist als "Entnahme"-Gewichtung des IDT bekannt. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind auf der Seite jeder der Kanten 2a und 2b die zwei äußersten Finger in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen mit dem gleichen Potential verbunden.
Wenn zumindest ein äußerster Elektrodenfinger in der Aus­ breitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen mit dem gleichen Potential verbunden ist wie ein benachbarter Elek­ trodenfinger wie dies bei dem dritten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel der Fall ist, wird, selbst wenn ein piezo­ elektrisches Muttersubstrat geschnitten wird, um Kanten 2a und 2b zu bilden, verhindert, daß eine Abweichung der Fil­ tercharakteristika auftritt. Insbesondere tritt, da die Elektrodenfinger 3a1x und 4b1x mit dem gleichen Potential wie benachbarte Elektroden verbunden sind, eine Abweichung der Filtercharakteristika nicht auf, selbst wenn die äußer­ sten Elektrodenfinger 3a1x und 4b1x teilweise splittern.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden ähnlich wie bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel die Po­ sitionen der Kanten 2a und 2b auch gemäß den erwünschten Filtercharakteristika bestimmt, weshalb eine Abweichung der Filtercharakteristika, wie z. B. der Bandbreite, im wesent­ lichen unverändert bleibt.
Bei dem ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die äußersten Elektrodenfinger jeweils auf den Seiten der Kanten 2a und 2b entfernt, als Floating- Elektrodenfinger aufgebaut oder durch ein "Entnahme"- Verfahren mit dem gleichen Potential wie benachbarte Elek­ trodenfinger verbunden. Eine derartige Anordnung kann je­ doch nur auf die Seite einer der Reflexionskanten eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters angewendet werden.
Bei dem ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der äußerste Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrich­ tung akustischer Oberflächenwellen 1) entfernt, 2) als ein Floating-Elektrodenfinger aufgebaut oder 3) mit dem glei­ chen Potential wie ein benachbarter Elektrodenfinger ver­ bunden. Eine derartige Anordnung kann jedoch auf zwei oder mehr äußerste Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen angewendet werden.
Fig. 5 ist eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflä­ chenwellenfilters gemäß einem vierten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters ist vorzugsweise im wesentlichen der gleiche wie bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel, mit der Ausnahme, daß die Breite der äußersten Elektrodenfinger 3b1y und 4a1y in der Ausbrei­ tungsrichtung akustischer Oberflächenwellen jeweils auf den Seiten der Kanten 2a und 2b größer ist, und daß der Abstand d1 zwischen den äußersten Elektrodenfingern 3b1y und 4a1y und benachbarten Elektrodenfingern kleiner als der Abstand d2 zwischen anderen Elektrodenfingern ist.
Gemäß dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem die Breite der äußersten Elektrodenfinger in der Ausbrei­ tungsrichtung akustischer Oberflächenwellen jeweils auf den Seiten der Kanten 2a und 2b größer ist, ähnlich wie bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel, können erwünschte Filtercharakteristika ohne ein Bewirken von Abweichungen der Filtercharakteristika erzielt werden. Insbesondere sind, da die äußersten Elektrodenfinger in der Ausbrei­ tungsrichtung akustischer Oberflächenwellen größer sind, die Elektrodenfinger umempfindlicher gegen eine Beschädi­ gung bei dem Verfahren des Schneidens eines piezoelektri­ schen Muttersubstrats, um die Kanten 2a und 2b zu bilden, wodurch Abweichungen der Filtercharakteristika beseitigt werden.
Ferner werden auch bei diesem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel, ähnlich wie bei dem ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel, die Positionen der Kanten 2a und 2b gemäß erwünschten Filtercharakteristika bestimmt. So blei­ ben Filtercharakteristika, wie z. B. die Bandbreite, im we­ sentlichen unverändert.
Bei dem ersten bis vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die IDTs 3 und 4 vorzugsweise sogenannte Einzel­ elektroden. Die IDTs 3 und 4 können jedoch sogenannte Splitelektroden umfassen. Fig. 6 ist eine Draufsicht, die eine Modifizierung des ersten bevorzugten Ausführungsbei­ spiels zeigt, d. h. ein Kantenreflexionsoberflächenwellen­ filter, das IDTs enthält, die Splitelektroden umfassen.
Bei dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 31 sind IDTs 33 und 34 auf einem piezoelektrischen Substrat 2 ange­ ordnet. Die IDTs 33 und 34 weisen ein Paar von Kammelektro­ den 33a und 33b bzw. ein Paar von Kammelektroden 34a und 34b auf. Bei den Kammelektroden 33a bis 34b ist jeder Elek­ trodenfinger bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel in zwei Elektrodensegmente unterteilt. Wie in Fig. 6 ge­ zeigt ist, ist der Elektrodenfinger 3a1 in Fig. 1 z. B. in zwei Elektrodensegmente 3a1a und 3a1b unterteilt. Ein derar­ tiger Elektrodenfinger, der eine Mehrzahl von Elektroden­ segmenten aufweist, wird als eine Splitelektrode bezeich­ net. Gemäß der vorliegenden Erfindung können die IDTs Splitelektroden umfassen.
Bei dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 31, das in Fig. 6 gezeigt ist, ist ähnlich wie bei dem ersten bevor­ zugten Ausführungsbeispiel, der äußerste Elektrodenfinger auf jeder Seite entfernt, wie durch gestrichelte Linien G und H angezeigt ist.
Bei dem ersten bis vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel und der Modifizierung wird die vorliegende Erfindung auf longitudinal gekoppelte Resonatorfilter angewendet, bei de­ nen eine Mehrzahl von IDTs auf einem piezoelektrischen Sub­ strat entlang der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflä­ chenwellen angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter an­ gewendet werden, die unterschiedliche Strukturen aufweisen. Die Fig. 8 und 9 zeigen weitere Beispiele von Kantenrefle­ xionsoberflächenwellenfiltern, auf die die vorliegende Er­ findung angewendet werden kann.
Fig. 8 ist eine schematische Draufsicht, die die Elektro­ denstruktur eines transversal gekoppelten Resonatorfilters 21 zeigt, bei dem ein erster und ein zweiter IDT 43 und 44 in einer Richtung angeordnet sind, die im wesentlichen senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflä­ chenwellen ist. Fig. 9 ist eine schematische Draufsicht, die die Elektrodenstruktur eines Leiterfilters 51 zeigt.
Bei dem transversal gekoppelten Resonatorfilter 41, das in Fig. 8 gezeigt ist, und dem Leiterfilter 51, das in Fig. 9 gezeigt ist, können durch ein Verwenden von Aufbauten, die ähnlich wie die des ersten bis dritten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels auf der Seite zumindest einer der Reflexi­ onskanten sind, ähnlich wie bei dem ersten bis dritten be­ vorzugten Ausführungsbeispiel, erwünschte Filtercharakteri­ stika, wie z. B. die Bandbreite, ohne ein Bewirken einer Abweichung der Filtercharakteristika erzielt werden.
Als nächstes wird der Aufbau eines Duplexers, der ein Kan­ tenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt, Bezug nehmend auf Fig. 10 beschrieben.
Fig. 10 ist ein Schaltungsdiagramm des Duplexers gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel. Der Duplexer 70 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt ein Paar von Kantenreflexionsoberflächenwellenfil­ tern gemäß anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurden. Insbe­ sondere sind Eingangsanschlüsse 62 und 62 der Leiterfilter 61 und 61 miteinander verbunden, um ein erstes Tor 71 zu definieren. Ausgangsanschlüsse 63 und 63 der Leiterfilter 61 und 61 werden einzeln verwendet und definieren jeweils ein zweites und ein drittes Tor des Duplexers 70.
Wie oben beschrieben wurde, kann der Duplexer 70 durch Ent­ halten des Paars von Leiterfiltern 61 und 61 implementiert sein.
Ferner kann eine Kommunikationsvorrichtung durch Enthalten des Duplexers 70 implementiert sein, wobei ein Beispiel derselben in Fig. 11 gezeigt ist.
Die Kommunikationsvorrichtung 81 gemäß dem vorliegenden be­ vorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt den Duplexer 70, eine Sendeschaltung 82 und eine Empfangsschaltung 83. Das erste Tor 71 des Duplexers 70 ist mit einer Antenne 84 verbunden, wobei die Ausgangsanschlüsse 63 und 63, die ein zweites und ein drittes Tor definieren, mit der Sendeschaltung 82 bzw. der Empfangsschaltung 83 verbunden sind.
Bei dem Duplexer 70 ist das Paar von Leiterfiltern 61 auf­ gebaut, um unterschiedliche Durchlaßbänder aufzuweisen, so daß die Antenne 84 als eine Sendeantenne und eine Empfangs­ antenne verwendet werden kann.

Claims (10)

1. Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter (1), das aku­ stische Oberflächenwellen vom Scher-Horizontal-Typ verwendet, wobei das Filter folgende Merkmale auf­ weist:
ein piezoelektrisches Substrat (2), das eine erste Kante (2a) und eine zweite Kante (2b) aufweist, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Kante Reflexionskanten definie­ ren; und
zumindest zwei Interdigitalwandler (3, 4), die Elek­ trodenfinger umfassen und auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet sind,
wobei zumindest einer der Elektrodenfinger, der an ei­ ner äußersten Position in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen auf der Seite zumindest einer der Reflexionskanten angeordnet ist, entfernt ist.
2. Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter (11), das aku­ stische Oberflächenwellen vom Scher-Horizontal-Typ verwendet, wobei das Filter folgende Merkmale auf­ weist:
ein piezoelektrisches Substrat (2), das eine erste Kante (2a) und eine zweite Kante (2b) aufweist, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Kante Reflexionskanten definie­ ren; und
zumindest zwei Interdigitalwandler (3, 4), die Elek­ trodenfinger umfassen und auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet sind,
wobei zumindest einer der Elektrodenfinger, der an ei­ ner äußersten Position in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen auf der Seite zumindest einer der Reflexionskanten angeordnet ist, ein Floa­ ting-Elektrodenfinger ist, der nicht elektrisch mit einem der anderen Elektrodenfinger verbunden ist.
3. Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter (21), das aku­ stische Oberflächenwellen vom Scher-Horizontal-Typ verwendet, wobei das Filter folgende Merkmale auf­ weist:
ein piezoelektrisches Substrat (2), das eine erste Kante (2a) und eine zweite Kante (2b) aufweist, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Kante Reflexionskanten definie­ ren; und
zumindest zwei Interdigitalwandler (3, 4), die Elek­ trodenfinger umfassen und auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet sind,
wobei eine Entnahme durchgeführt ist, so daß zumindest einer der Elektrodenfinger, der an einer äußersten Po­ sition in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen auf der Seite zumindest einer der Reflexionskanten angeordnet ist, mit dem gleichen Po­ tential verbunden ist wie ein benachbarter der Elek­ trodenfinger.
4. Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter, das akusti­ sche Oberflächenwellen vom Scher-Horizontal-Typ ver­ wendet, wobei das Filter folgende Merkmale aufweist:
ein piezoelektrisches Substrat (2), das eine erste Kante (2a) und eine zweite Kante (2b) aufweist, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Kante Reflexionskanten definie­ ren; und
zumindest zwei Interdigitalwandler (3, 4), die Elek­ trodenfinger umfassen und auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet sind,
wobei die Breite zumindest eines der Elektrodenfinger, der an einer äußersten Position in der Ausbreitungs­ richtung der akustischen Oberflächenwellen auf der Seite zumindest einer der Reflexionskanten angeordnet ist, derart angeordnet ist, daß der Abstand zwischen dem zumindest einen der Elektrodenfinger, der an einer äußersten Position positioniert ist, und einem der Elektrodenfinger, der benachbart zu demselben ist, kürzer ist als der Abstand zwischen anderen Elektro­ denfingern in dem Interdigitalwandler, zu dem der zu­ mindest eine der Elektrodenfinger, der an einer äußer­ sten Position angeordnet ist, gehört.
5. Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Elektrodenfinger der zumindest zwei Interdigitalwandler (3, 4) Split­ elektroden umfassen.
6. Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Filter ein longitu­ dinal gekoppeltes Resonatorfilter ist.
7. Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Filter ein trans­ versal gekoppeltes Resonatorfilter ist.
8. Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Filter ein Leiter­ filter ist.
9. Duplexer (70), der ein Kantenreflexionsoberflächenwel­ lenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
10. Kommunikationsvorrichtung (81), die einen Duplexer ge­ mäß Anspruch 9 aufweist.
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