DE112010001174T5

DE112010001174T5 - Abzweigfilter für elastische Wellen

Info

Publication number: DE112010001174T5
Application number: DE112010001174T
Authority: DE
Inventors: Shigeyuki FUJITA
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2030-02-06
Also published as: CN102334291B; WO2010103882A1; JPWO2010103882A1; DE112010001174B4; JP5088412B2; US20110316648A1; US8183958B2; CN102334291A

Abstract

Es wird ein Abzweigfilter für elastische Wellen bereitgestellt, mit dem Verluste innerhalb eines Durchlaßbandes genügend verringert werden können, wobei gleichzeitig das Durchlaßband und die Dämpfung vergrößert werden können. Ein Abzweigfilter für elastische Wellen 1 enthält einen Reihenarm, der ein Eingangsende und ein Ausgangsende verbindet, und einen Parallelarm, der den Reihenarm und ein Erdungspotential verbindet. Der Reihenarm enthält mindestens drei Reihenarmresonatoren S1 bis S3, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Die Resonanzfrequenzen der mindestens drei Reihenarmresonatoren S1 bis S3 unterscheiden sich voneinander. Ein Seitenverhältnis T1 des Reihenarmresonators S1 mit der niedrigsten Resonanzfrequenz ist größer als ein Durchschnitt T0 der Seitenverhältnisse aller Reihenarmresonatoren S1 bis S3, wenn das Seitenverhältnis als ein Verhältnis der Überlappungsbreite von Elektrodenfingern eines Reihenarmresonators zur Anzahl von Elektrodenfingerpaaren definiert ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Filter für elastische Wellen, die beispielsweise für Bandpaßfilter von Mobiltelefonen verwendet werden, und betrifft insbesondere Filter für elastische Wellen, die Kettenschaltungsstrukturen enthalten.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Bis heute sind Oberflächenschallwellenfilter weithin als Bandpaßfilter von Mobiltelefonen für HF-Stufen verwendet worden. So offenbart zum Beispiel Patentliteratur (PTL) 1 ein Oberflächenschallwellen-Abzweigfilter als ein Beispiel eines solchen Bandpaßfilters. Bei einem solchen Oberflächenschallwellen-Abzweigfilter werden die Resonanzfrequenz fr_s von Reihenarmresonatoren und die Antiresonanzfrequenz fa_p von Parallelarmresonatoren neben der Mittenfrequenz in einem Durchlaßband angeordnet. Andererseits wird die Antiresonanzfrequenz fa_s der Reihenarmresonatoren an einem Dämpfungspol neben einer Hochfrequenzregion des Durchlaßbandes angeordnet, und die Resonanzfrequenz fr_p der Parallelarmresonatoren wird an einem Dämpfungspol neben einer Niederfrequenzregion des Durchlaßbandes angeordnet. Auf diese Weise wird das Durchlaßband gebildet.
Wie in Absatz [0297] in PTL 1 beschrieben, wird die Öffnung, d. h. die Überlappungsbreite, von Elektrodenfingern einer IDT-Elektrode der Reihenarmresonatoren verkleinert, und die Anzahl von Elektrodenfingerpaaren der Reihenarmresonatoren wird erhöht. Auf diese Weise wird der elektrische Widerstand verringert, und infolge dessen kann der Verlust verringert werden. Des Weiteren wird, wie in Absatz [0300] in PTL 1 beschrieben, ein Verlust, der durch Beugung von Oberflächenschallwellen entsteht, erhöht, wenn die Überlappungsbreite extrem verkleinert wird. Allerdings wirkt sich der Beugungsverlust weit stärker auf das Antiresonanzverhalten als auf das Resonanzverhalten aus. Deshalb verursacht der Beugungsverlust keine schwerwiegenden Probleme bei den Reihenarmresonatoren, die eine Resonanzfrequenz fr_s aufweisen, die sich neben der Mittenfrequenz des Durchlaßbandes befindet, und eine Antiresonanzfrequenz fa_s aufweisen, die sich außerhalb des Durchlaßbandes befindet, da ihre Auswirkungen gering sind. Darum wird die Überlappungsbreite gewöhnlich so weit wie möglich verkleinert.
Zitierungsliste
Patentliteratur

PTL 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Publikations-Nr. 2000-174586

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
In letzter Zeit ist die Forderung nach einer Verbreiterung von Durchlaßbändern, einer Verstärkung der Dämpfung und einer Reduzierung der Verluste bei Bandpaßfiltern von Mobiltelefonen zunehmend in den Vordergrund gerückt. Zu diesem Zweck werden die Resonanzfrequenzen mehrerer Reihenarmresonatoren voneinander verschieden ausgelegt, so daß die Durchlaßbänder verbreitert werden und die Dämpfung erhöht wird.
Wenn sich aber die Resonanzfrequenzen der Reihenarmresonatoren voneinander unterscheiden, so kann der Verlust innerhalb der Durchlaßbänder nicht genügend verringert werden. Insbesondere wird der Verlust in einer Hochfrequenzregion innerhalb des Durchlaßbandes auf nachteilige Weise erhöht.
Vor dem Hintergrund der oben beschriebenen Situationen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abzweigfilter für elastische Wellen bereitzustellen, mit dem ein Durchlaßband und eine Dämpfung in einem Sperrband neben dem Durchlaßband vergrößert werden können, und mit dem außerdem der Verlust innerhalb des Durchlaßbandes verringert werden kann.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung stellt ein Abzweigfilter für elastische Wellen bereit, das einen Reihenarm enthält, der ein Eingangsende und ein Ausgangsende verbindet, und einen Parallelarm enthält, der den Reihenarm und ein Erdungspotential verbindet. Der Reihenarm enthält mindestens drei Reihenarmresonatoren, die miteinander in Reihe geschaltet sind; die Resonanzfrequenzen der mindestens drei Reihenarmresonatoren unterscheiden sich voneinander; und ein Seitenverhältnis T1 des Reihenarmresonators mit der niedrigsten Resonanzfrequenz ist größer als ein Durchschnitt T0 der Seitenverhältnisse aller Reihenarmresonatoren, wenn das Seitenverhältnis als ein Verhältnis der Überlappungsbreite von Elektrodenfingern eines Reihenarmresonators zur Anzahl von Elektrodenfingerpaaren definiert ist.
Gemäß dem Abzweigfilter für elastische Wellen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Seitenverhältnis T2 des Reihenarmresonators mit der höchsten Resonanzfrequenz kleiner als der Durchschnitt T0 der Seitenverhältnisse aller Reihenarmresonatoren. In diesem Fall kann der Verlust innerhalb des Durchlaßbandes effektiver verringert werden.
Gemäß dem Abzweigfilter für elastische Wellen wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung die Resonanzfrequenz des Reihenarmresonators mit der niedrigsten Resonanzfrequenz innerhalb des Durchlaßbandes in einer Frequenzregion angeordnet, die niedriger als die Mittenfrequenz des Durchlaßbandes ist, und die Resonanzfrequenz des Reihenarmresonators mit der höchsten Resonanzfrequenz wird außerhalb des Durchlaßbandes in einer Frequenzregion angeordnet, die höher als das Durchlaßband ist. In diesem Fall kann ein Verlust zuverlässiger verringert werden.
Das Abzweigfilter für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Oberflächenschallwellenfilter verwenden oder kann Grenzschallwellen verwenden. Darum kann die vorliegende Erfindung sowohl Oberflächenschallwellen-Abzweigfilter als auch Grenzschallwellen-Abzweigfilter bereitstellen.
Ein Duplexer gemäß der vorliegenden Erfindung enthält mehrere Bandpaßfilter und mindestens ein Bandpaßfilter, das gemäß dem Abzweigfilter für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Dementsprechend können Verluste in dem Duplexer verringert werden.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß dem Abzweigfilter für elastische Wellen der vorliegenden Erfindung ist das Seitenverhältnis T1 des Reihenarmresonators mit der niedrigsten Resonanzfrequenz unter den mindestens drei Reihenarmresonatoren, deren Resonanzfrequenzen sich voneinander unterscheiden, größer als der Durchschnitt T0 der Seitenverhältnisse aller Reihenarmresonatoren. Dadurch können Verluste insbesondere in der Hochfrequenzregion des Durchlaßbandes genügend verringert werden, während gleichzeitig das Durchlaßband und die Dämpfung vergrößert werden können, indem man die Resonanzfrequenzen voneinander verschieden auslegt.
Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung ein Bandpaßfilter mit einem breiten Durchlaßband, einer hohen Dämpfung und einem geringen Verlust bereitstellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht eine Schaltungskonfiguration eines Abzweigfilters für elastische Wellen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Draufsicht auf einen Resonator für elastische Wellen, der in der in 1 gezeigten Abzweigfiltervorrichtung für elastische Wellen verwendet wird.
3 veranschaulicht die Einfügedämpfungskennlinie des Abzweigfilters für elastische Wellen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und jene von Abzweigfiltern für elastische Wellen gemäß Vergleichsbeispielen 1 und 2.
4 veranschaulicht die Impedanzkennlinien eines Reihenarmresonators mit der niedrigsten Resonanzfrequenz, wenn das Seitenverhältnis auf 0,07 oder 0,15 eingestellt wurde.
5 veranschaulicht die Phasenkennlinien des Reihenarmresonators mit der niedrigsten Resonanzfrequenz, wenn das Seitenverhältnis auf 0,07 oder 0,15 eingestellt wurde.
6 veranschaulicht die Impedanz-Smith-Diagramme des Reihenarmresonators mit der niedrigsten Resonanzfrequenz, wenn das Seitenverhältnis auf 0,07 oder 0,15 eingestellt wurde.
7 veranschaulicht die Rückflußdämpfungskennlinien des Reihenarmresonators mit der niedrigsten Resonanzfrequenz, wenn das Seitenverhältnis auf 0,07 oder 0,15 eingestellt wurde.
8 veranschaulicht die Impedanzkennlinien eines Reihenarmresonators mit der höchsten Resonanzfrequenz, wenn das Seitenverhältnis auf 0,07 oder 0,20 eingestellt wurde.
9 veranschaulicht die Phasenkennlinien des Reihenarmresonators mit der höchsten Resonanzfrequenz, wenn das Seitenverhältnis auf 0,07 oder 0,20 eingestellt wurde.
10 veranschaulicht die Impedanz-Smith-Diagramme des Reihenarmresonators mit der höchsten Resonanzfrequenz, wenn das Seitenverhältnis auf 0,07 oder 0,20 eingestellt wurde.
11 veranschaulicht die Rückflußdämpfungskennlinien des Reihenarmresonators mit der höchsten Resonanzfrequenz, wenn das Seitenverhältnis auf 0,07 oder 0,20 eingestellt wurde.
12 ist ein schematischer Querschnitt, von vorn betrachtet, der eine Grenzschallwellenvorrichtung veranschaulicht, die als eine Filtervorrichtung für elastische Wellen dient, in die die vorliegende Erfindung integriert ist.
13(a) und 13(b) veranschaulichen Schaltungskonfigurationen von Duplexern, in die die vorliegende Erfindung integriert ist.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand einer Beschreibung einer konkreten Ausführungsform unter Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht.
1 veranschaulicht eine Schaltungskonfiguration eines Abzweigfilters für elastische Wellen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Abzweigfilter für elastische Wellen 1 enthält einen Reihenarm, der einen Eingangsanschluß 2 und einen Ausgangsanschluß 3 verbindet. Der Reihenarm enthält mehrere Reihenarmresonatoren S1 bis S4, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Der Reihenarmresonator S4, der Reihenarmresonator S3, der Reihenarmresonator S2 und der Reihenarmresonator S1 sind in dieser Reihenfolge von dem Eingangsanschluß 2 zu dem Ausgangsanschluß 3 auf einer Linie ausgerichtet.
Ein erster Parallelarm ist so ausgebildet, daß er einen Verbindungspunkt zwischen dem Ausgangsanschluß 3 und dem ersten Reihenarmresonator S1 mit einem Erdungspotential verbindet; und der erste Parallelarm enthält einen ersten Parallelarmresonator P1.
Gleichermaßen enthält ein zweiter Parallelarm, der einen Verbindungspunkt zwischen dem ersten Reihenarmresonator S1 und dem zweiten Reihenarmresonator S2 mit einem Erdungspotential verbindet, einen zweiten Parallelarmresonator P2; ein dritter Parallelarm, der einen Verbindungspunkt zwischen dem zweiten Reihenarmresonator S2 und dem dritten Reihenarmresonator S3 mit einem Erdungspotential verbindet, enthält einen dritten Parallelarmresonator P3; und ein vierter Parallelarm, der einen Verbindungspunkt zwischen dem dritten Reihenarmresonator S3 und dem vierten Reihenarmresonator S4 mit einem Erdungspotential verbindet, enthält einen vierten Parallelarmresonator P4.
Die Reihenarmresonatoren S1 bis S4 und die Parallelarmresonatoren P1 bis P4 sind in dieser Ausführungsform Ein-Port-Oberflächenschallwellenresonatoren. 2 veranschaulicht einen beispielhaften Ein-Port-Oberflächenschallwellenresonator. In 2 enthält ein Oberflächenschallwellenresonator 11 ein piezoelektrisches Substrat 12 und eine IDT-Elektrode 13 und Reflektoren 14 und 15, die ausgebildet sind an dem piezoelektrischen Substrat 12.
Wie oben beschrieben, wird die Antiresonanzfrequenz fa_s der Reihenarmresonatoren an einem Dämpfungspol neben einer Hochfrequenzregion des Durchlaßbandes angeordnet, und die Resonanzfrequenz fr_p von Parallelarmresonatoren wird an einem Dämpfungspol neben einer Niederfrequenzregion des Durchlaßbandes in einem Abzweigfilter angeordnet. Des Weiteren werden die Resonanzfrequenz fr_s der Reihenarmresonatoren und die Antiresonanzfrequenz fa_p der Parallelarmresonatoren innerhalb des Durchlaßbandes angeordnet. Jedoch sind die Resonanzfrequenzen der Reihenarmresonatoren herkömmlicherweise voneinander verschieden ausgelegt, so daß das Durchlaßband vergrößert wird.
In dem Abzweigfilter für elastische Wellen 1 gemäß dieser Ausführungsform sind die Resonanzfrequenzen der Reihenarmresonatoren S1 bis S4 voneinander verschieden ausgelegt, so daß das Durchlaßband und die Dämpfung in den Sperrbändern vergrößert werden.
Tabelle 1 veranschaulicht die Resonanzfrequenz, die Antiresonanzfrequenz und die Wellenlänge, die durch den Abstand der IDT-Elektrode bestimmt wird, der einzelnen Reihenarmresonatoren – vom ersten Reihenarmresonator S1 bis zum vierten Reihenarmresonator S4.
Tabelle 1 veranschaulicht des Weiteren die Anzahl von Elektrodenfingerpaaren, die Überlappungsbreite der Elektrodenfinger und das Seitenverhältnis der IDT-Elektrode der einzelnen Reihenarmresonatoren eines jeden des ersten Reihenarmresonators S1 bis vierten Reihenarmresonators S4 gemäß dieser Ausführungsform. Im vorliegenden Text meint „Seitenverhältnis” ein Verhältnis der Überlappungsbreite der Elektrodenfinger zur Anzahl von Elektrodenfingerpaaren. Das heißt, (Seitenverhältnis) = (Überlappungsbreite)/(Anzahl von Paaren). [Tabelle 1]

Tabelle 2 veranschaulicht die Resonanzfrequenz, die Antiresonanzfrequenz und die Wellenlänge, die durch den Abstand der IDT-Elektrode bestimmt wird, der einzelnen Parallelarmresonatoren eines jeden des vom ersten Parallelarmresonators P1 bis vierten Parallelarmresonators P4. Tabelle 2 veranschaulicht außerdem die Anzahl von Elektrodenfingerpaaren, die Überlappungsbreite der Elektrodenfinger und das Seitenverhältnis eines jeden der Parallelarmresonatoren P1 bis P4. [Tabelle 2]

	Resonanzfrequenz (MHz)	Antiresonanzfrequenz (MHz)	Wellenlänge (μm)	Anzahl von Paaren	Überlappungsbreite	Seitenverhältnis
P1	1812	1960	1,9607	90	38,9	0,43
P2	1780	1940	1,9909	100	59,5	0,60
P3	1820	1954	1,9602	74	31,7	0,43
P4	1823	1854	1,9560	74	27,8	0,38

Ein Merkmal des Abzweigfilters für elastische Wellen 1 gemäß dieser Ausführungsform ist, daß das Seitenverhältnis T1 des Reihenarmresonators S1 mit der niedrigsten Resonanzfrequenz unter den Reihenarmresonatoren S1 bis S4 größer ist als ein Durchschnitt T0 der Seitenverhältnisse aller Reihenarmresonatoren S1 bis S4, und infolge dessen kann der Verlust insbesondere in einer Hochfrequenzregion des Durchlaßbandes genügend verringert werden. Dies wird nun anhand eines konkreten Beispiels beschrieben.
Als piezoelektrische Substrate, die in den Reihenarmresonatoren S1 bis S4 und den Parallelarmresonatoren P1 bis P4 enthalten sind, wurden LN-Substrate verwendet. Außerdem wurden die IDT-Elektroden, die jeweils die Elektrodenfinger der Anzahl von Paaren, die Überlappungsbreite und das Seitenverhältnis gemäß den Angaben in den Tabellen 1 und 2 aufwiesen, durch Strukturieren von Filmen ausgebildet, die hauptsächlich beispielsweise aus Al, Cu oder Pt bestanden. Außerdem wurden Gitterreflektoren mit 15 Elektrodenfingern als die Reflektoren unter Verwendung des gleichen Materials wie die IDT-Elektroden ausgebildet.
Zu Vergleichszwecken wurden Abzweigfiltervorrichtungen für elastische Wellen als Vergleichsbeispiele 1 und 2 mit der gleichen Struktur wie in der oben beschriebenen Ausführungsform hergestellt, außer daß die IDT-Elektroden der Reihenarmresonatoren S1 bis S4 jeweils die Elektrodenfinger der Anzahl von Paaren, die Überlappungsbreite und das Seitenverhältnis aufwiesen, die in Tabelle 1 angegeben sind.
Bei dem Abzweigfilter für elastische Wellen gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform war das Seitenverhältnis T1 des Reihenarmresonators S1 größer als T0, da T1 = 0,18 und T0 = 0,12.
Des Weiteren war, in Vergleichsbeispiel 1, T1 gleich T0, da T1 = 0,01 und T0 = 0,10. Des Weiteren war, in Vergleichsbeispiel 2, T1 kleiner als T0, da T1 = 0,07 und T0 = 0,13.
3 veranschaulicht die Einfügedämpfungskennlinie des Abzweigfilters für elastische Wellen eines Beispiels gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform und jene der Filter für elastische Wellen gemäß den Vergleichsbeispielen 1 und 2. In 3 bezeichnen durchgezogene Linien Ergebnisse des Beispiels, Strichlinien bezeichnen Ergebnisse des Vergleichsbeispiels 1, und Strich-Punkt-Strich-Linien bezeichnen Ergebnisse des Vergleichsbeispiels 2.
Wie aus 3 zu erkennen ist, war ein Verlust in einer Hochfrequenzregion innerhalb des Durchlaßbandes gemäß dieser Ausführungsform nicht deutlich erhöht, während der Verlust in der Nähe von 1,980 MHz, was ein höheres Ende des Durchlaßbandes darstellt, innerhalb des Durchlaßbandes in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 höher war. Dies könnte zu einer signifikanten Reduzierung des Verlustes in der Hochfrequenzregion innerhalb des Durchlaßbandes führen.
Das könnte daran liegen, daß die Rückflußdämpfungskennlinie des Reihenarmresonators S1 in der Hochfrequenzregion innerhalb des Durchlaßbandes verbessert wurde, da das Seitenverhältnis T1 des Reihenarmresonators S1 mit der niedrigsten Resonanzfrequenz unter den Reihenarmresonatoren S1 bis S4, deren Resonanzfrequenzen sich voneinander unterscheiden, höher war als der Durchschnitt T0 der Seitenverhältnisse aller Reihenarmresonatoren, wie unten beschrieben. Dies wird anhand der 4 bis 11 verdeutlicht.
Der Erfinder hat festgestellt, daß die Reduzierung des Verlustes in der Nähe des höheren Endes des Durchlaßbandes innerhalb des Durchlaßbandes durch den Effekt der Rückflußdämpfungskennlinie des Reihenarmresonators S1 mit der niedrigsten Resonanzfrequenz bewirkt wurde. Das heißt, der Erfinder nahm an und bestätigte, daß die Rückflußdämpfungskennlinie des Reihenarmresonators S1 mit der niedrigsten Resonanzfrequenz und die Rückflußdämpfungskennlinie des Reihenarmresonators S2 mit der höchsten Resonanzfrequenz den Verlust in den Filterkennlinien in der Hochfrequenzregion des Durchlaßbandes beeinflußten.
Die 4 bis 7 veranschaulichen die Impedanzkennlinien, die Phasenkennlinien, die Impedanz-Smith-Diagramme bzw. die Rückflußdämpfungs(RL)-Kennlinien des Reihenarmresonators S1 mit der niedrigsten Resonanzfrequenz, wenn das Seitenverhältnis auf 0,07 oder 0,15 eingestellt wurde.
In den 4 bis 7 bezeichnen durchgezogene Linien den Fall, wo das Seitenverhältnis 0,15 betrug, und Strichlinien bezeichnen den Fall, wo das Seitenverhältnis 0,07 betrug.
Wie in den 4 bis 6 gezeigt, wurden die Antiresonanzkennlinien des Reihenarmresonators S1 verbessert, wenn das Seitenverhältnis des Reihenarmresonators S1 auf 0,15 erhöht wurde, verglichen mit dem Fall, wo das Seitenverhältnis 0,07 betrug. Des Weiteren wurde, wie in 7 gezeigt, die Rückflußdämpfung in der Hochfrequenzregion innerhalb des Durchlaßbandes ebenfalls verbessert.
Das heißt, es wurde festgestellt, daß die Rückflußdämpfung in der Hochfrequenzregion innerhalb des Durchlaßbandes ebenfalls beeinträchtigt werden würde, wenn die Antiresonanzkennlinien durch den Beugungsverlust verschlechtert werden würden, da die Antiresonanzfrequenz des Reihenarmresonators S1 mit der niedrigsten Resonanzfrequenz neben dem Durchlaßband von 1.920 bis 1.980 MHz angeordnet war.
Darum wurde der Beugungsverlust verringert, indem die Überlappungsbreite des Reihenarmresonators S1 so vergrößert wurde, daß die Antiresonanzkennlinien verbessert wurden. In diesem Moment wurde die Anzahl von Elektrodenfingerpaaren entsprechend der Vergrößerung der Überlappungsbreite so verringert, daß sich die elektrostatische Kapazität des Resonators für elastische Wellen nicht veränderte. Das heißt, das Seitenverhältnis wurde erhöht.
Andererseits veranschaulichen die 8 bis 11 die Impedanzkennlinien, die Phasenkennlinien, die Impedanz-Smith-Diagramme bzw. die Rückflußdämpfungskennlinien des Reihenarmresonators S2 mit der höchsten Resonanzfrequenz, wenn das Seitenverhältnis 0,07 oder 0,20 betrug. Durchgezogene Linien bezeichnen den Fall, wo das Seitenverhältnis 0,20 betrug, und Strichlinien bezeichnen den Fall, wo das Seitenverhältnis 0,07 betrug.
Wie aus den 8 bis 11 zu erkennen ist, konnten die Resonanzkennlinien verbessert werden, wenn das Seitenverhältnis des Reihenarmresonators S2 mit der höchsten Resonanzfrequenz auf 0,07 verringert wurde, verglichen mit den Fall, wo das Seitenverhältnis 0,20 betrug. Obgleich die Antiresonanzkennlinien des zweiten Reihenarmresonators S2 aufgrund der Reduzierung der Überlappungsbreite verschlechtert wurden, wurde die Rückflußdämpfung in einer Frequenzregion verschlechtert, die höher war als die Resonanzfrequenz, wie oben beschrieben. Infolge dessen wurde die Rückflußdämpfung innerhalb des Durchlaßbandes verbessert.
Wie aus den in den 4 bis 7 und den 8 bis 11 gezeigten Ergebnissen zu erkennen ist, beeinflußte das Seitenverhältnis des ersten Reihenarmresonators S1 mit der niedrigsten Resonanzfrequenz den Verlust in der Hochfrequenzregion des Durchlaßbandes des Abzweigfilters für elastische Wellen 1, wenn das Durchlaßband mittels der Reihenarmresonatoren S1 bis S4 vergrößert wurde, deren Resonanzfrequenzen sich voneinander unterscheiden.
Die Resonanzfrequenz des Reihenarmresonators S2 mit der höchsten Resonanzfrequenz wurde auf eine Frequenz eingestellt, die höher als das Durchlaßband war, und die Antiresonanzfrequenz wurde auf eine noch höhere Frequenz eingestellt. Darum ist es denkbar, daß die durch den Beugungsverlust verursachte Verschlechterung der Antiresonanzkennlinien des Reihenarmresonators S2 kaum Einfluß auf die Rückflußdämpfung innerhalb des Durchlaßbandes hatte. Darum wurde die Überlappungsbreite des Reihenarmresonators S2 am stärksten verringert, so daß der Widerstandsverlust verringert wurde und die Resonanzkennlinien verbessert wurden. Des Weiteren wurde die Anzahl von Elektrodenfingerpaaren entsprechend der Reduzierung der Überlappungsbreite so erhöht, daß die elektrostatische Kapazität des Resonators für elastische Wellen sich nicht veränderte. Das heißt, das Seitenverhältnis des Reihenarmresonators S2 wurde wie in der in Tabelle 1 gezeigten Ausführungsform verringert.
In dieser Ausführungsform wurden die Antiresonanzkennlinien verbessert, indem das Seitenverhältnis des ersten Reihenarmresonators S1 mit der niedrigsten Resonanzfrequenz erhöht wurde, wie in den 4 bis 6 gezeigt, und gleichzeitig wurde die Rückflußdämpfung in der Hochfrequenzregion innerhalb des Durchlaßbandes verbessert, wie in 7 gezeigt und wie oben beschrieben.
Obgleich die Resonanzkennlinien des Reihenarmresonators S1 durch Vergrößern der Überlappungsbreite verschlechtert wurden, wurde darüber hinaus die Rückflußdämpfung zwischen der Resonanzfrequenz und der Antiresonanzfrequenz, das heißt, in der Frequenzregion, die höher als die Resonanzfrequenz war, im Vergleich zur Rückflußdämpfung in der Frequenzregion, die niedriger als die Resonanzfrequenz war, nicht verschlechtert, da die Antiresonanzkennlinien in dieser Ausführungsform verbessert wurden. Die Rückflußdämpfung innerhalb des Durchlaßbandes wurde in dem ersten Reihenarmresonator S1 mit der niedrigsten Resonanzfrequenz nicht so ohne Weiteres verschlechtert, da das Durchlaßband in einer Frequenzregion angeordnet war, die höher als die Resonanzfrequenz war.
Im Ergebnis der Untersuchung, bei der das Seitenverhältnis T1 des Reihenarmresonators S1 und die Seitenverhältnisse der anderen Reihenarmresonatoren S2 bis S4 auf verschiedene Weise verändert wurden, wurde bestätigt, daß der Verlust in der Hochfrequenzregion des Durchlaßbandes genügend verringert werden konnte, während gleichzeitig das Durchlaßband und die Dämpfung vergrößert werden können, wenn T1 > T0, wie gezeigt in 3.
Außerdem betrug das Seitenverhältnis T2 des Reihenarmresonators S2 mit der höchsten Resonanzfrequenz 0,07, was kleiner als T0 = 0,12 in der oben beschriebenen Ausführungsform war. Darum konnte der Verlust in der Hochfrequenzregion innerhalb des Durchlaßbandes weiter verringert werden.
Obgleich in der obigen Ausführungsform ein Abzweigfilter für elastische Wellen beschrieben wurde, das Oberflächenschallwellenresonatoren enthält, die mit Oberflächenschallwellen arbeiten, kann die vorliegende Erfindung auch in eine Grenzschallwellenvorrichtung, die mit Grenzschallwellen arbeitet und Resonatoren für elastische Wellen enthält, integriert werden. Oder anders ausgedrückt: Das Abzweigfilter für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Grenzschallwellen-Abzweigfilter enthalten.
Das heißt, eine Grenzschallwellenvorrichtung 16, die in 12 in einem schematischen Querschnitt, von vorn betrachtet, gezeigt ist, enthält ein piezoelektrisches Substrat 17 und ein darüber angeordnetes Dielektrikum 18. Eine Elektrodenstruktur 19, die eine IDT enthält, ist an der Grenzfläche zwischen dem piezoelektrischen Substrat 17 und dem Dielektrikum 18 ausgebildet. Eine Grenzschallwellenfiltervorrichtung kann gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, indem man Elektrodenstrukturen gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform als die Elektrodenstruktur 19 ausbildet.
Des Weiteren kann das Abzweigfilter für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt als ein Bandpaßfilter eines Duplexers verwendet werden, der mehrere Bandpaßfilter enthält. Die Duplexer 21 und 22, die in den 13(a) bzw. 13(b) gezeigt sind, enthalten jeweils ein Sendefilter TX und ein Empfangsfilter RX als die mehreren Bandpaßfilter, Der Verlust in den Duplexern 21 und 22 kann verringert werden, wenn das Abzweigfilter für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung als das RX-Filter verwendet wird
Bezugszeichenliste

1: Abzweigfilter für elastische Wellen
2: Eingangsanschluß
3: Ausgangsanschluß
11: Oberflächenschallwellenresonator
12: piezoelektrisches Substrat
13: IDT-Elektrode
14, 15: Reflektoren
16: Grenzschallwellenvorrichtung
17: piezoelektrisches Substrat
18: Dielektrikum
19: Elektrodenstruktur
21, 22: Duplexer
P1 bis P4: erster bis vierter Parallelarmresonator
S1 bis S4: erster bis vierter Reihenarmresonator

Claims

Abzweigfilter für elastische Wellen, umfassend: einen Reihenarm, der ein Eingangsende und ein Ausgangsende verbindet, und einen Parallelarm, der den Reihenarm und ein Erdungspotential verbindet, wobei der Reihenarm mindestens drei Reihenarmresonatoren enthält, die miteinander in Reihe geschaltet sind; die Resonanzfrequenzen der mindestens drei Reihenarmresonatoren sich voneinander unterscheiden; und ein Seitenverhältnis T1 des Reihenarmresonators mit der niedrigsten Resonanzfrequenz größer ist als ein Durchschnitt T0 der Seitenverhältnisse aller Reihenarmresonatoren, wenn das Seitenverhältnis als ein Verhältnis der Überlappungsbreite von Elektrodenfingern eines Reihenarmresonators zur Anzahl von Elektrodenfingerpaaren definiert ist.
Abzweigfilter für elastische Wellen nach Anspruch 1, wobei ein Seitenverhältnis T2 des Reihenarmresonators mit der höchsten Resonanzfrequenz kleiner ist als der Durchschnitt T0 der Seitenverhältnisse aller Reihenarmresonatoren.
Abzweigfilter für elastische Wellen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Resonanzfrequenz des Reihenarmresonators mit der niedrigsten Resonanzfrequenz innerhalb eines Durchlaßbandes in einer Frequenzregion angeordnet ist, die niedriger ist als die Mittenfrequenz des Durchlaßbandes, und die Resonanzfrequenz des Reihenarmresonators mit der höchsten Resonanzfrequenz außerhalb des Durchlaßbandes in einer Frequenzregion angeordnet ist, die höher als das Durchlaßband ist.
Abzweigfilter für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Filter ein Oberflächenschallwellenfilter ist.
Abzweigfilter für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Filter ein Grenzschallwellenfilter ist.
Duplexer, umfassend: mindestens zwei Filter, wobei mindestens ein Filter ein Abzweigfilter für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist.