DE10212174B4

DE10212174B4 - Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter mit spezieller Elektrodenanordnung sowie Duplexer und Kommunikationsvorrichtung, die dieses verwenden

Info

Publication number: DE10212174B4
Application number: DE10212174A
Authority: DE
Inventors: Takao Mukai; Michio Kadota; Hideya Horiuchi; Mamoru Ikeura
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2022-03-20
Also published as: US20020130736A1; DE10212174A1; US6873226B2

Abstract

Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter (11), das akustische Oberflächenwellen vom Scher-Horizontal-Typ verwendet, 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 definieren; und zumindest zwei Interdigitalwandler (3, 4), die Elektrodenfinger umfassen und auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet sind, wobei zumindest einer der Elektrodenfinger, der an einer äußersten Position in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen auf der Seite zumindest einer der Reflexionskanten angeordnet ist, ein Floating-Elektrodenfinger ist, der nicht elektrisch mit einem der anderen Elektrodenfinger verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter, die akustische Oberflächenwellen vom SH-(Scher-Horizontal-)Typ, wie z. B. BGS-(Bleustein-Gulyaev-Shimizu-)Wellen und Love-Wellen, verwenden und insbesondere auf ein Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter, bei dem die Struktur von Elektrodenfingern nahe Reflexionskanten von Interdigitalwandlern (im folgenden als IDTs abgekürzt) wesentlich verbessert ist.
Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter werden z. B. bei Bandpaßfiltern für Kommunikationsvorrichtungen verwendet. 12 ist eine schematische Draufsicht, die ein Beispiel eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem Stand der Technik zeigt. Das Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 101 umfaßt ein rechtwinkliges piezoelektrisches Plattentyp-Substrat 102. Das piezoelektrische Substrat 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 Kammelektroden 103a, 103b, 104a und 104b weisen eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 103a1, eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 103b1, eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 104a1 bzw. eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 104b1 auf. Die Elektrodenfinger 103a1 und die Elektrodenfinger 103b1 greifen ineinander. Ähnlich greifen die Elektrodenfinger 104a1 und die Elektrodenfinger 104b1 ineinander.
Die Elektrodenfinger 103a1 bis 104b1 erstrecken sich in einer 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 reflektiert wird, erzeugt eine Stehwelle, wobei die Resonanzcharakteristika, 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 12) positioniert sind, derart angeordnet, daß die äußeren Kanten derselben entlang der Kanten 102a und 102b ausgerichtet sind. Dies ist so, da die Elektrodenfinger 103b1x und 104a1x durch ein Schneiden eines piezoelektrischen 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 Reflexionskanten 102a und 102b sind jedoch anfällig für eine Beschädigung bei dem Schneideverfahren, was unvermeidbar zu einer Abweichung der Filtercharakteristika führt.
Hinsichtlich des Typs des Kantenreflexionsoberflächenwellenresonators, der nur einen IDT verwendet, wurde ein Verfahren zum Reduzieren einer Abweichung der Charakteristika aufgrund einer Beschädigung von Elektrodenfingern neben den Reflexionskanten vorgeschlagen. Insbesondere offenbart die japanische Patentanmeldung Nr. JP 60-041809 A ein Verfahren zum Bilden von Reflexionskanten an Positionen, die um einen Abstand beabstandet sind, der gleich einem ganzzahligen Vielfachen von λ/2 (λ ist die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle) von den Mitten der äußersten Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle ist. Gemäß der Offenbarung sind, da die Reflexionskanten an Positionen angeordnet sind, die um einen Abstand beabstandet sind, der gleich einem ganzzahligen Vielfachen von λ/2 von den Mitten der äußersten Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung der. akustischen Oberflächenwelle ist, die Elektrodenfinger nicht anfällig für eine Beschädigung bei dem Schneideverfahren zum Bilden der Reflexionskanten, wodurch Abweichungen der Resonanzcharakteristika reduziert werden.
Das Verfahren gemäß dem Stand der Technik reduziert Abweichungen der Resonanzcharakteristika eines Kantenreflexionsoberflächenwellenresonators. Wenn das Verfahren jedoch auf ein Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter angewendet wird, werden, da die Positionen der Reflexionskanten verändert 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 Elektrodenfingern 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 multipliziert 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 Reflexionskanten 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.
Die US 5,790,000 A zeigt eine Anordnung mit longitudinal gekoppelten IDTs, bei der zwischen IDTs ein gefloateter Finger vorgesehen ist.
Die JP 60 041 809 A beschreibt demgegenüber lediglich einen Oberflächenwellenresonator des SH-Typs mit einem Wandler auf einem Substrat, bei dem zur Verringerung der Wahrscheinlichkeit der Beschädigung der Fingereinheit des Wandlers der Abstand zwischen der Reflexionskante des Substrates und der Mitte des benachbarten äußersten Elektrodenfingers eine Anzahl eines Vielfachen von etwa einem halben der Resonanzwellenlänge der Oberflächenwelle beträgt.
Die DE 199 24 933 A1 beschreibt ein Oberflächenwellenbauelement vom SH-Typ, das zwei longitudinal gekoppelte Resonatoren aufweist, die jeweils Elektrodenfinger aufweisen, die jeweils aus einem Paar von Teilelektroden gebildet sind. Hinsichtlich der Position der Reflexionskante wird vorgeschlagen, dieselbe innerhalb des äußersten Elektrodenfingers zu positionieren, wobei letzterer gemäß unterschiedlichen Beispielen zwei unterschiedliche Breiten gegenüber den restlichen Elektrodenfingern aufweist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter und einen Duplexer mit einem solchen zu schaffen, die Abweichungen der Charakteristika, die durch eine Beschädigung der Elektrodenfinger bewirkt werden, beseitigen, während dennoch erwünschte Filtercharakteristika erzielt werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß Anspruch 1 oder 2 gelöst.
Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter, 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 Reflexionskanten definieren, und zumindest zwei Interdigitalwandler, die Elektrodenfinger umfassen und auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet sind, wobei zumindest ein äußerster Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle auf der Seite zumindest einer der Reflexionskanten als ein Floating-Elektrodenfinger aufgebaut ist, um nicht elektrisch mit einem der anderen Elektrodenfinger verbunden zu sein.
Als ein Ergebnis dieser einzigartigen Struktur und Anordnung 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 störende Komponenten bei Frequenzen unter dem Durchlaßband minimiert.
Gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter, 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 Reflexionskanten definieren, und zumindest zwei Interdigitalwandler, 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 einem benachbarten Elektrodenfinger kleiner ist als der Abstand zwischen anderen Elektrodenfingern in dem Interdigitalwandler, zu dem der äußerste Elektrodenfinger gehört.
Als ein Ergebnis dieser einzigartigen Struktur und Anordnung 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 Mehrzahl von Elektrodenfingersegmenten aufgesplittet sind, die mit dem gleichen Potential verbunden sind.
Folglich können erwünschte Filtercharakteristika erzielt werden, ohne daß Abweichungen der Filtercharakteristika bewirkt werden. Ferner werden störende Komponenten bei Frequenzen unter dem Durchlaßband minimiert.
Der Typ der Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt und kann z. B. ein longitudinal gekoppeltes Resonatorfilter, ein transversal gekoppeltes Resonatorfilter oder ein Leiterfilter (Ladder-Type Filter) sein. Folglich können erwünschte Filtercharakteristika ohne weiteres erzielt werden, wobei ebenso Abweichungen der Filtercharakteristika beseitigt werden. Ferner werden störende Komponenten bei Frequenzen unter dem Durchlaßband effektiv minimiert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Duplexer zumindest ein Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß einem der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Kommunikationsvorrichtung einen Duplexer gemäß einem der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurden.
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 Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß einem ersten Beispiel;
2 einen Graphen, der die Frequenzcharakteristika des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem ersten Beispiel und eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem Stand der Technik, das zu Vergleichszwecken vorbereitet wurde, zeigt;
3 eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß einem zweiten Beispiel;
5 eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 eine Draufsicht, die eine Modifizierung des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 einen Graphen, der die Frequenzcharakteristika des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel und des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem Stand der Technik zeigt;
8 eine schematische Draufsicht, die die Elektrodenstruktur eines transversal gekoppelten Resonatorfilters zeigt, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
9 eine schematische Draufsicht eines Leiterfilters bzw. Ladder-Type-Filters, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
10 eine schematische Draufsicht eines Duplexers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
11 ein schematisches Aufbaudiagramm einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
12 eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem Stand der Technik zeigt.
Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden nun Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß einem ersten Beispiel. Das Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 1 ist vorzugsweise ein longitudinal gekoppeltes Resonatorfilter.
Das Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 1 umfaßt ein im wesentlichen rechtwinkliges piezoelektrisches Plattensubstrat 2. Das piezoelektrische Substrat 2 ist entlang der Richtung, die als P bezeichnet ist, polarisiert. Das piezoelektrische Substrat 2 kann aus verschiedenen Materialien hergestellt sein, einschließlich einem piezoelektrischen Einkristall aus LiTaO₃, LiNbO₃ oder einem anderen geeigneten Material, sowie piezoelektrischen Keramikmaterialien, wie z. B. Blei-Zirkonat-Titanat-Keramikmaterialien oder anderen 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 einem, isolierenden Material, wie z. B. Aluminiumoxid, hergestellt 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 piezoelektrischen 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 Kammelektroden 4a und 4b auf.
Die Kammelektrode 3a weist eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 3a1 auf. Ähnlich weisen die Kammelektroden 3b, 4a und 4b eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 3b1, eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 4a1 bzw. eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 4b1 auf.
Die Elektrodenfinger 3a1 der Kammelektrode 3a und die Elektrodenfinger 3b1 der Kammelektrode 3b greifen ineinander. Ähnlich greifen die Elektrodenfinger 4a1 der Kammelektrode 4a und die Elektrodenfinger 4b1 der Kammelektrode 4b ineinander.
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 ersten Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen in jedem der IDTs 3 und 4 entfernt ist. Insbesondere sind, wie in 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 angeordnet. Im Gegensatz dazu ist bei diesem ersten Beispiel, wie durch gestrichelte Linien A und B in 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 Intervall von etwa λ/4 entlang der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen angeordnet ist, wobei der äußerste Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung akustischer 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 akustischer Oberflächenwellen, angezeigt durch die gestrichelten Linien A und B, entfernt. So wird, wenn die Kanten 2a und 2b durch ein Schneiden eines piezoelektrischen Muttersubstrats 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 Filtercharakteristika minimiert werden.
Ferner kann, da die Positionen der Kanten 2a und 2b die gleichen sind wie bei dem Fall, bei dem die äußersten Elektrodenfinger an den Positionen angeordnet sind, die durch die gestrichelten Linien A und B angezeigt sind, eine erwünschte 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 Oberflächenwellen 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. Insbesondere sind, da die Breite der Elektrodenfinger, die an den Positionen angeordnet sind, die durch die gestrichelten Linien A und B angezeigt sind, üblicherweise etwa λ/8 beträgt, die Kanten 2a und 2b entlang der äußeren Kanten der entfernten Elektrodenfinger angeordnet, die durch die gestrichelten Linien A bzw. B angezeigt sind.
Nun wird ein tatsächliches Experiment beschrieben.
2 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem ersten Beispiel und eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem Stand der Technik zeigt, das zu Vergleichszwecken mit der vorliegenden Erfindung vorbereitet ist. Das Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 1 gemäß dem ersten Beispiel wurde unter Verwendung eines piezoelektrischen Substrats 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 Vergleichszwecken vorbereitet wurde, wurde auf die gleiche Weise wie das oben beschriebene erste Beispiel aufgebaut, mit der Ausnahme, daß Elektrodenfinger, die eine Breite von λ/8 aufweisen, an der äußersten Position in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen entlang der Reflexionskanten gebildet wurden, d. h. der Aufbau des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters war, wie in 12 gezeigt ist.
In 2 stellt eine durchgezogene Linie C die Frequenzcharakteristika bei dem oben beschriebenen ersten Beispiel dar, wobei eine gestrichelte Linie D die Frequenzcharakteristika bei dem Stand der Technik darstellt.
Wie aus 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 vorliegenden ersten Beispiel entfernt waren, störende Komponenten bei Frequenzen unter dem Durchlaßband, insbesondere in der Umgebung von etwa 185,2 MHz, gedämpft, was die Selektivität wesentlich verbessert.
3 ist eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters 11 ist vorzugsweise im wesentlichen bis auf die Struktur der äußersten Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen der gleiche wie der des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters 1 gemäß dem ersten Beispiel. So sind die gleichen Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei die Beschreibung des ersten Beispiels auf Details derselben 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 ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem der äußerste Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen auf der Seite jeder der Kanten 2a und 2b als ein Floating-Elektrodenfinger aufgebaut ist, können, ähnlich wie bei dem ersten Beispiel, erwünschte Filtercharakteristika ohne ein Bewirken einer Abweichung der Filtercharakteristika erzielt werden. Insbesondere werden, da die äußersten Elektrodenfinger 3b1x und 4a1x in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen als Floating-Elektrodenfinger aufgebaut sind, selbst wenn der Elektrodenfinger 3b1x oder der Elektrodenfinger 4a1x splittert, wenn ein piezoelektrisches Muttersubstrat geschnitten wird, um die Kanten 2a und 2b zu bilden, die Filtercharakteristika nicht wesentlich beeinflußt. So werden Abweichungen der Filtercharakteristika minimiert.
Ferner bleibt, da die Positionen der Kanten 2a und 2b die gleichen wie bei dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 101 gemäß dem Stand der Technik sind, das in 12 gezeigt ist, ähnlich wie bei dem ersten Beispiel, die Bandbreite im wesentlichen die gleiche wie die Filtercharakteristika des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters 101.
In 7 stellt eine durchgezogene Linie E die Frequenzcharakteristika des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters 11 gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel dar, das sich von dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß dem Stand der Technik, das zum Vergleich mit dem ersten Beispiel vorgesehen ist, nur dadurch unterscheidet, daß die äußersten Elektrodenfinger 3b1x und 4a1x in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen als Floating-Elektrodenfinger aufgebaut sind.
In 7 sind zu Vergleichszwecken die Frequenzcharakteristika des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß dem Stand der Technik durch eine gestrichelte Linie D gezeigt.
4 ist eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß einem zweiten Beispiel. Der Aufbau des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters 21 ist vorzugsweise im wesentlichen der gleiche wie bei dem ersten Beispiel, mit der Ausnahme, daß ein Verfahren namens „Entnahme” durchgeführt wird, so daß die äußersten Elektrodenfinger 3a1x und 4b1x in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen mit dem gleichen Potential 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 Beschreibung des ersten Beispiels bezeichnet, wobei die Beschreibung des ersten Beispiels auf diese Elemente zutrifft.
Bei dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 21 weist der äußerste Elektrodenfinger 3a1x in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen auf der Seite der Kante 2a vorzugsweise eine Breite von etwa λ/8 auf und ist entlang der Kante 2a angeordnet. Der Elektrodenfinger 3a1x ist jedoch auf der Seite der Kammelektrode 3a positioniert und mit dem gleichen Potential wie ein benachbarter Elektrodenfinger 3a1 verbunden. Dies bedeutet, daß im Gegensatz zu einem herkömmlichen IDT, bei dem Elektrodenfinger, die mit einer der Kammelektroden verbunden sind, und Elektrodenfinger, die mit der anderen Kammelektrode verbunden sind, abwechselnd in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen angeordnet sind, bei diesem zweiten Beispiel auf der Seite der Kante 2a zwei Elektrodenfinger, die mit dem gleichen Potential verbunden sind, benachbart 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 zweiten Beispiel 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 Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen mit dem gleichen Potential verbunden ist wie ein benachbarter Elektrodenfinger wie dies bei dem zweiten Beispiel der Fall ist, wird, selbst wenn ein piezoelektrisches Muttersubstrat geschnitten wird, um Kanten 2a und 2b zu bilden, verhindert, daß eine Abweichung der Filtercharakteristika 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 äußersten Elektrodenfinger 3a1x und 4b1x teilweise splittern.
Bei diesem zweiten Beispiel werden ähnlich wie bei dem ersten Beispiel die Positionen der Kanten 2a und 2b auch gemäß den erwünschten Filtercharakteristika bestimmt, weshalb eine Abweichung der Filtercharakteristika, wie z. B. der Bandbreite, im wesentlichen unverändert bleibt.
Bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die äußersten Elektrodenfinger jeweils auf den Seiten der Kanten 2a und 2b als Floating-Elektrodenfinger aufgebaut. Eine derartige Anordnung kann jedoch nur auf die Seite einer der Reflexionskanten eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters angewendet werden.
5 ist eine Draufsicht eines Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Aufbau des Kantenreflexionsoberflächenwellenfilters ist vorzugsweise im wesentlichen der gleiche wie bei dem ersten Beispiel, mit der Ausnahme, daß die Breite der äußersten Elektrodenfinger 3b1y und 4a1y in der Ausbreitungsrichtung 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 zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem die Breite der äußersten Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen jeweils auf den Seiten der Kanten 2a und 2b größer ist, ähnlich wie bei dem ersten Beispiel, können erwünschte Filtercharakteristika ohne ein Bewirken von Abweichungen der Filtercharakteristika erzielt werden. Insbesondere sind, da die äußersten Elektrodenfinger in der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen größer sind, die Elektrodenfinger umempfindlicher gegen eine Beschädigung bei dem Verfahren des Schneidens eines piezoelektrischen Muttersubstrats, um die Kanten 2a und 2b zu bilden, wodurch Abweichungen der Filtercharakteristika beseitigt werden.
Ferner werden auch bei diesem Ausführungsbeispiel, ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, die Positionen der Kanten 2a und 2b gemäß erwünschten Filtercharakteristika bestimmt. So bleiben Filtercharakteristika, wie z. B. die Bandbreite, im wesentlichen unverändert.
Bei dem ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel und bei dem ersten und zweiten Beispiel umfassen die IDTs 3 und 4 vorzugsweise sogenannte Einzelelektroden. Die IDTs 3 und 4 können jedoch sogenannte Splitelektroden umfassen. 6 ist eine Draufsicht, die eine Modifizierung des ersten Beispiels zeigt, d. h. ein Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter, das IDTs enthält, die Splitelektroden umfassen.
Bei dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 31 sind IDTs 33 und 34 auf einem piezoelektrischen Substrat 2 angeordnet. Die IDTs 33 und 34 weisen ein Paar von Kammelektroden 33a und 33b bzw. ein Paar von Kammelektroden 34a und 34b auf. Bei den Kammelektroden 33a bis 34b ist jeder Elektrodenfinger bei dem ersten Beispiel in zwei Elektrodensegmente unterteilt. Wie in 6 gezeigt ist, ist der Elektrodenfinger 3a1 in 1 z. B. in zwei Elektrodensegmente 3a1a und 3a1b unterteilt. Ein derartiger Elektrodenfinger, der eine Mehrzahl von Elektrodensegmenten aufweist, wird als eine Splitelektrode bezeichnet. Gemäß der vorliegenden Erfindung können die IDTs Splitelektroden umfassen.
Bei dem Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter 31, das in 6 gezeigt ist, ist ähnlich wie bei dem ersten Beispiel, der äußerste Elektrodenfinger auf jeder Seite entfernt, wie durch gestrichelte Linien G und H angezeigt ist.
Das erste und zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel und das erste und zweite Beispiel und die Modifizierung werden auf longitudinal gekoppelte Resonatorfilter angewendet, bei denen eine Mehrzahl von IDTs auf einem piezoelektrischen Substrat entlang der Ausbreitungsrichtung akustischer Oberflächenwellen angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter angewendet werden, die unterschiedliche Strukturen aufweisen. Die 8 und 9 zeigen weitere Beispiele von Kantenreflexionsoberflächenwellenfiltern, auf die die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
8 ist eine schematische Draufsicht, die die Elektrodenstruktur 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 Oberflächenwellen ist. 9 ist eine schematische Draufsicht, die die Elektrodenstruktur eines Leiterfilters 51 zeigt.
Bei dem transversal gekoppelten Resonatorfilter 41, das in 8 gezeigt ist, und dem Leiterfilter 51, das in 9 gezeigt ist, können durch ein Verwenden von Aufbauten auf der Seite zumindest einer der Reflexionskanten, die ähnlich wie die des ersten Ausführungsbeispiel und des ersten und zweiten Beispiels sind, erwünschte Filtercharakteristika, wie z. B. die Bandbreite, ohne ein Bewirken einer Abweichung der Filtercharakteristika erzielt werden.
Als nächstes wird der Aufbau eines Duplexers, der ein Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt, Bezug nehmend auf 10 beschrieben.
10 ist ein Schaltungsdiagramm des Duplexers gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Duplexer 70 gemäß dem Ausführungsbeispiel umfaßt ein Paar von Kantenreflexionsoberflächenwellenfiltern gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurden. Insbesondere 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 Enthalten 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 11 gezeigt ist.
Die Kommunikationsvorrichtung 81 gemäß dem 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 aufgebaut, um unterschiedliche Durchlaßbänder aufzuweisen, so daß die Antenne 84 als eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne verwendet werden kann.

Claims

Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter (11), das akustische Oberflächenwellen vom Scher-Horizontal-Typ verwendet, 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 definieren; und zumindest zwei Interdigitalwandler (3, 4), die Elektrodenfinger umfassen und auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet sind, wobei zumindest einer der Elektrodenfinger, der an einer äußersten Position in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen auf der Seite zumindest einer der Reflexionskanten angeordnet ist, ein Floating-Elektrodenfinger ist, der nicht elektrisch mit einem der anderen Elektrodenfinger verbunden ist.
Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter, das akustische Oberflächenwellen vom Scher-Horizontal-Typ verwendet, 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 definieren; und zumindest zwei Interdigitalwandler (3, 4), die Elektrodenfinger umfassen und auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet sind, wobei die Breite zumindest eines der Elektrodenfinger, der an einer äußersten Position in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen auf der Seite zumindest einer der Reflexionskanten angeordnet ist, in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen größer ist, so 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 Elektrodenfingern in dem Interdigitalwandler, zu dem der zumindest eine der Elektrodenfinger, der an einer äußersten Position angeordnet ist, gehört.
Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Elektrodenfinger der zumindest zwei Interdigitalwandler (3, 4) Splitelektroden umfassen.
Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Filter ein longitudinal gekoppeltes Resonatorfilter ist.
Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Filter ein transversal gekoppeltes Resonatorfilter ist.
Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 bei dem das Filter ein Leiterfilter (Ladder-Type-Filter) ist.
Duplexer (70), der ein Kantenreflexionsoberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.
Verwendung eines Duplexers gemäß Anspruch 7 in einer Kommunikationsvorrichtung.