DE19838573A1

DE19838573A1 - Oberflächenwellenfilter

Info

Publication number: DE19838573A1
Application number: DE19838573A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Morozumi; Haruo Morii; Michio Kadota
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2018-08-26
Also published as: DE19838573B4; US5986523A; TW437166B; CN1146107C; KR100303636B1; SG75868A1; KR19990024026A; CN1215253A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Oberflächen wellenfilter unter Verwendung einer horizontalen Oberflä chenwelle vom Schertyp (hierin nachfolgend abgekürzt mit SH; SH = shear horizontal) und spezieller auf ein longitudinal gekoppeltes Oberflächenwellenfilter (hierin nachfolgend mit SAW (SAW = surface acoustic wave) abgekürzt).

Ein longitudinal gekoppeltes Doppel-Mode-SAW-Filter unter Verwendung einer Oberflächenwelle war als ein Typ von ver schiedenen SAW-Bauelementen bekannt. Ein Beispiel dieses Typs eines longitudinal gekoppelten SAW-Filters ist in Fig. 1 gezeigt.

Ein SAW-Filter 51 besitzt einen Aufbau, bei dem ein erster und ein zweiter Interdigitalwandler (hierin nachfolgend mit IDT abgekürzt) 53 und 54 auf einem rechteckigen piezoelek trischen Substrat 52 angeordnet sind. Reflektoren 55 und 56 sind auf beiden Seiten der IDTs 53 und 54 entlang der Aus breitungsrichtung einer oberflächenwelle, die durch die IDTs 53 und 54 angeregt wird, angeordnet.

Bei dem SAW-Filter 51 ist eine der kammförmigen Elektroden 53a des IDT 53 ein Eingangsende, während eine der kammförmi gen Elektroden 54a des anderen IDT 54 ein Ausgangsende ist. Die anderen kammförmigen Elektroden 53b und 54b der IDTs 53 und 54 sind mit einem Massepotential verbunden.

Wenn eine Eingangsspannung an den IDT 53 angelegt wird, wird eine Oberflächenwelle angeregt und breitet sich in einer Richtung aus, die senkrecht zu der Richtung ist, in der sich ein Elektrodenfinger des IDT 53 erstreckt. Die akustische Oberflächenwelle wird dann zwischen den Reflektoren 55 und 56 reflektiert und wird zu einer stehenden Welle. Ein Aus gangssignal, das auf einer solchen stehenden Welle basiert, wird durch den IDT 54 extrahiert. In diesem Fall werden als eine Oberflächenwelle ein Grundmode und ein Mode höherer Ordnung (asymmetrischer Mode) erzeugt. Daher arbeitet das SAW-Filter 51 als ein longitudinal gekoppeltes Doppel-Mode- SAW-Filter.

Das herkömmliche longitudinal gekoppelte SAW-Filter 51 be sitzt das Problem, das die Gesamtabmessungen des Filters aufgrund des Vorliegens der Reflektoren 55 und 56 übermäßig groß sind. Ferner kann mit dem SAW-Filter 51 nur ein schmal bandiges Filter erreicht werden, da der elektromechanische Koppelkoeffizient eines piezoelektrischen Substrats 2 nicht sehr hoch ist.

Ein longitudinal gekoppeltes Oberflächenwellenfilter eines Kantenreflexionstyps unter Verwendung einer Oberflächenwelle vom SH-Typ, das in Fig. 2 gezeigt ist, ist in der japani schen offengelegten Patentanmeldung Nr. 9-69751 offenbart. Dieses Filter kann die obigen Probleme, denen das Filter, das in Fig. 1 gezeigt ist, unterliegt, angeblich lösen.

Das SAW-Filter 61, das in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt ein rechteckiges piezoelektrisches Substrat 62. Das piezoelek trische Substrat 62 besitzt zwei gegenüberliegende Kanten oberflächen 62a und 62b. Ein erster und ein zweiter IDT 63 und 64 sind auf dem piezoelektrischen Substrat 62 angeord net. Die IDTs 63 und 64 besitzen ein Paar von kammförmigen Elektroden 63a und 63b bzw. 64a und 64b, wobei die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern beinahe identisch ist.

Damit eine SH-Typ-Oberflächenwelle, beispielsweise eine BGS-Welle (BGS = Bleustein-Gulyaev-Shimizu) angeregt und zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen 62a und 62b reflektiert wird, ist einer eines Paars von äußer sten Elektrodenfingern der kammförmigen Elektrode 63a derart angeordnet, daß derselbe mit der Kantenoberfläche 62a des piezoelektrischen Substrats 62 bündig ist. Auf eine ähnliche Art und Weise ist einer eines Paars von äußersten Elektro denfingern der kammförmigen Elektrode 64b derart angeordnet, daß er mit der Kantenoberfläche 62b des piezoelektrischen Substrats 62 bündig ist. Eine der kammförmigen Elektroden 63a des ersten IDT 63 ist ein Eingangsende, eine der kamm förmigen Elektroden 64a des IDT 64 ist ein Ausgangsende, und die kammförmigen Elektroden 63b und 64b sind mit einem Mas sepotential verbunden.

Wenn eine Eingangsspannung an den IDT 63 angelegt wird, wird eine Oberflächenwelle angeregt und breitet sich in einer Richtung aus, die senkrecht zu der Richtung ist, in der sich die Elektrodenfinger des IDT 63 erstrecken. Das heißt, daß sich die Oberflächenwelle in einer Richtung ausbreitet, die die zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen 62a und 62b verbindet. Diese Oberflächenwelle wird durch die Kantenober flächen 62a und 62b reflektiert und wird zu einer stehenden Welle. Ein Ausgangssignal, das auf dieser stehenden Welle basiert, wird aus dem IDT 64 extrahiert.

Daher weist bei dem SAW-Filter 61 vom Kantenreflexionstyp, das eine SH-Typ-Oberflächenwelle verwendet, ein longitudinal gekoppeltes Doppel-Mode-SAW-Filter eine stark reduzierte Ge samtgröße auf, da kein Reflektor erforderlich ist, wobei Verluste, die durch das Vorliegen eines Reflektors bewirkt werden, nicht auftreten. Folglich kann mit dieser Struktur ein Oberflächenwellenfilter mit breiteren Bandcharakteristi ka erhalten werden.

Jedoch existiert bei dem SAW-Filter 61 in Problem dahinge hend, daß Störantworten, die von dem Abstand zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen 62a und 62b abhän gen, über den Rand des Durchlaßbands hinaus in der Filter charakteristik erscheinen, wobei insbesondere in einer Fre quenzregion in der Nähe des Durchlaßbandes und außerhalb des Durchlaßbandes große Störantworten erscheinen. Dieses Pro blem ist für ein SAW-Filter vom Kantenreflexionstyp spezi fisch. Das SAW-Filter 51, das in Fig. 1 gezeigt ist und die Reflektoren 55 und 56 besitzt, leidet üblicherweise nicht unter einem solchen Problem, da die Störantwort durch das Einstellen des Materials, der Dicke und der Breite der Elek trodenfinger sowie der Anzahl der Elektrodenfinger der IDTs und der Reflektoren oder das Auswählen eines geeigneten Sub strats unterdrückt werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, SAW- Filter vom Kantenreflexionstyp zu schaffen, bei denen Ant wortstörsignale, die von dem Abstand zwischen zwei gegen überliegenden Kantenoberflächen abhängen, wirksam unter drückt sind.

Diese Aufgabe wird durch longitudinal gekoppelte Oberflä chenwellenfilter vom Kantenreflexionstyp gemäß den Patent ansprüchen 1 und 10 gelöst.

Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung gemäß bevorzugten Ausführungsbeispie len derselben ein SAW-Filter vom Kantenreflexionstyp unter Verwendung einer Oberflächenwelle des SH-Typs, das wirksam Störsignale im Ansprechverhalten, die von dem Abstand zwi schen zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen abhängen, unterdrückt, und mit dem exzellente Filtercharakteristika bei einer stark reduzierten Größe erhalten werden.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Oberflächenwellenfilter ein piezoelek trisches Substrat mit zwei gegenüberliegenden Kantenoberflä chen und einen ersten und einen zweiten Interdigitalwandler, von denen jeder eine Mehrzahl von Elektrodenfingern auf weist, und die auf dem piezoelektrischen Substrat derart an geordnet sind, daß eine horizontale Oberflächenscherwelle, die durch einen des ersten und des zweiten Interdigital wandlers angeregt wird, zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen reflektiert wird, um eine stehende Welle zu bilden. Dämpfungspole der Frequenzcharakteristika des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers sind benachbart zu der Frequenzposition von Störantworten, die durch den Abstand zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflä chen bestimmt sind.

Ein Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers liegt vor zugsweise in einem Bereich von etwa 1,2 : 1,0 bis 1,7 : 1,0. Eine Mehrzahl von zumindest einem des ersten oder zweiten IDT kann gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel bei dem Filter vorgesehen sein.

Bei dem Oberflächenwellenfilter gemäß bevorzugten Ausfüh rungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die IDTs vorzugsweise in einer Mehrzahl von Stufen verschaltet sein, wobei in diesem Fall entweder der erste oder der zweite IDT, der eine größere Anzahl von Paaren an Elektrodenfingern auf weist, eine Eingangsseite oder eine Ausgangsseite ist, wobei der andere des ersten und des zweiten IDT, der eine relativ geringere Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern besitzt, für eine Zwischenstufenverbindung verwendet ist.

Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist es möglich, den Störpegel, der durch den Abstand zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen bestimmt ist, wirksam zu unterdrücken, da der Dämpfungspol der Frequenz charakteristika des ersten oder des zweiten IDT benachbart zu einer Position ist, an der Störantworten, die durch den Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen bestimmt sind, erscheinen, weshalb exzellente Filtercharak teristika erhalten werden. Da das SAW-Filter gemäß den be vorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ein SAW-Filter eines Kantenreflexionstyps unter Verwendung einer Oberflächenwelle vom SH-Typ ist, ist ferner ein Re flektor nicht erforderlich. Daher ist es möglich, ein Band filter mit einer stark reduzierten Größe und exzellenten Filtercharakteristika zu schaffen.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Dämpfungspol der Frequenzcha rakteristika des ersten und des zweiten IDT benachbart zu der Position der Störantworten, die durch den Abstand zwi schen zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen bestimmt sind, da das Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektro denfingern zwischen dem ersten und dem zweiten IDT in einem Bereich von etwa 1,2 : 1 bis etwa 1,7 : 1 liegt. Folglich ist es möglich, die Störantworten, die durch den Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen bestimmt sind, wirksam zu unterdrücken.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die bei liegenden Zeich nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel ei nes herkömmlichen longitudinal gekoppelten SAW-Fil ters zeigt;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die ein herkömmliches longitudinal gekoppeltes SAW-Filter eines Kanten oberflächenreflexionstyps zeigt;

Fig. 3 eine Draufsicht, die ein SAW-Filter gemäß einem er sten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung zeigt;

Fig. 4 eine Ansicht, die die Filtercharakteristika des SAW-Filters des ersten bevorzugten Ausführungsbei spiels zeigt;

Fig. 5 eine Ansicht, die die Filtercharakteristika des longitudinal gekoppelten SAW-Filters, das in Fig. 2 gezeigt ist, zeigt;

Fig. 6 eine Ansicht, die die Beziehung zwischen den Fre quenzcharakteristika eines IDT bei einem herkömm lichen longitudinal gekoppelten SAW-Filter eines Kantenoberflächen-Reflexionstyps und der Position, an der Störantworten, die durch den Abstand zwi schen den Kantenoberflächen bestimmt sind, erschei nen, zeigt;

Fig. 7 eine Ansicht, die die Beziehung zwischen den Fre quenzcharakteristika des ersten und des zweiten IDT bei dem SAW-Filter des ersten bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels und der Position, an der Störantwor ten, die durch den Abstand zwischen Kantenoberflä chen bestimmt sind, erscheinen, zeigt;

Fig. 8 eine Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Ver hältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDTs und eines Störspit zenpegels bei dem SAW-Filter des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 9 eine Draufsicht, die ein SAW-Filter gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung zeigt; und

Fig. 10 eine Ansicht, die Filtercharakteristika des SAW- Filters, das in Fig. 9 gezeigt ist, zeigt.

Fig. 3 ist eine Draufsicht, die ein longitudinal gekoppeltes Doppel-Mode-SAW-Filter unter Verwendung einer BGS-Welle ge mäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung zeigt. Ein SAW-Filter 1 umfaßt ein piezo elektrisches Substrat 2. Das piezoelektrische Substrat 2 kann aus LiNbO₃, LiTaO₃, einem piezoelektrischen Einkri stall, beispielsweise einem Quarzkristall, oder einer piezo elektrischen Keramik, beispielsweise Bleizirkonattitanat, gebildet sein. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das piezoelektrische Substrat 2 vorzugsweise aus Blei zirkonattitanat (PZT) gebildet.

Das piezoelektrische Substrat 2 besitzt zwei gegenüberlie gende Kantenoberflächen 2a und 2b. Die Kantenoberflächen 2a und 2b sind angeordnet, um im wesentlichen parallel zueinan der zu sein.

Ein erster IDT 3 und ein zweiter IDT 4 sind auf der oberen Oberfläche 2c des piezoelektrischen Substrats 2 angeordnet. Der IDT 3 besitzt einen Aufbau, bei dem kammförmige Elektro den 3a und 3b derart angeordnet sind, daß Elektrodenfinger der kammförmigen Elektroden 3a und 3b in einer interdigita len Beziehung zueinander angeordnet sind. Auf eine ähnliche Art und Weise besitzt der IDT 4 einen Aufbau, bei dem die kammförmige Elektroden 4a und 4b derart angeordnet sind, daß Elektrodenfinger der kammförmigen Elektroden 4a und 4b in einer interdigitalen Beziehung zueinander angeordnet sind. Die Elektrodenfinger der IDTs 3 und 4 sind vorzugsweise an geordnet, um sich im wesentlichen parallel zu den Kanten oberflächen 2a und 2b zu erstrecken.

Einer eines Paars von äußersten Elektrodenfingern des IDT 3 ist derart gebildet, daß er mit der Kantenoberfläche 2a bün dig ist. Auf eine ähnliche Art und Weise ist einer eines Paars von äußersten Elektrodenfingern des IDT 4 derart ge bildet, daß er mit der Kantenoberfläche 2b bündig ist.

Eine Eingangselektrode 5a ist bei der kammförmigen Elektrode 3a derart vorgesehen, daß sie mit derselben verbunden ist, und eine Masseelektrode 5b ist bei der kammförmigen Elek trode 3b derart vorgesehen, daß sie mit derselben verbunden ist. Auf eine ähnliche Art und Weise ist auf der Seite des IDT 4 eine Ausgangselektrode 6a bei der kammförmigen Elek trode 4a derart vorgesehen, daß sie mit derselben verbunden ist, während eine Masseelektrode 6b bei der kammförmigen Elektrode 4b derart vorgesehen ist, daß sie mit derselben verbunden ist.

Die IDTs 3 und 4 und die Elektroden 5a, 5b, 6a und 6b sind vorzugsweise aus einem metallischen Material gebildet, bei spielsweise Aluminium. Die Bildung dieser Elektroden kann mittels gut bekannter Verfahren durchgeführt werden, bei spielsweise einer photolithographischen Technologie und ei ner Dünnfilm-Abscheidungstechnik.

Das SAW-Filter dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels ist vorzugsweise derart aufgebaut, daß ein Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten IDTs 3 zu der des zweiten IDT 4 in einem Bereich von etwa 1,2 : 1 bis etwa 1,7 : 1 eingestellt ist. Es sei bemerkt, daß bei dieser Spezi fikation eine Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern eines IDT basierend auf zwei benachbarten Elektrodenfingern, die einen Abstand zwischen denselben besitzen, der ein halbes (0,5) Paar ist, berechnet wird. Folglich werden zwei Elek trodenfinger, die zu einer eines Paars von kammförmigen Elektroden gehören, und ein Elektrodenfinger, der zu der an deren des Paars von kammförmigen Elektroden gehört und zwi schen den zwei Elektrodenfingern angeordnet ist, als ein Paar betrachtet. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 3 gezeigt ist, beträgt die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des IDT 3 30, während die Anzahl von Paa ren von Elektrodenfingern des IDT 4 23 ist. Folglich ist das Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten IDT 3 zu der des zweiten IDT 4 auf etwa 1,3 : 1 einge stellt. Folglich können Störantworten, die durch den Abstand zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen 2a und 2b bestimmt sind, unterdrückt werden, wobei zufrieden stellende Filtercharakteristika erhalten werden können. Dies wird nun bezugnehmend auf spezifische experimentelle Bei spiele bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er findung beschrieben.

Das SAW-Filter 1 wird derart vorbereitet, daß der IDT 3, der 30 Paare von Elektrodenfingern besitzt, und der IDT 4, der 23 Paare von Elektrodenfingern besitzt, auf dem piezoelek trischen Substrat 2, das vorzugsweise aus PZT gebildet ist, angeordnet sind, wobei das piezoelektrische Substrat 2 einen Abstand zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflä chen 2a und 2b aufweist, der etwa 2,75 mm beträgt, wobei die Breite der Elektrodenfinger etwa 12,94 µm und der Abstand der Elektrodenfinger etwa 25,88 µm beträgt. Die Filtercha rakteristika des SAW-Filters 1 sind durch die durchgezogene Linie in Fig. 4 gezeigt. Die gestrichelte Linie in Fig. 4 ist derart, daß der Maßstab der vertikalen Achse der Charak teristika der durchgezogenen Linie zehnfach vergrößert ist, während der Maßstab der horizontalen Achse derselben fünf fach vergrößert ist.

Zum Vergleich wird das SAW-Filter 61, das in Fig. 2 gezeigt ist, mit den gleichen Spezifikationen wie denjenigen, die oben bezugnehmend auf das Beispiel der bevorzugten Ausfüh rungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, mit Ausnahme der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern, hergestellt. Bei dem SAW-Filter 61 beträgt die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des IDT 63 26,5 während die An zahl von Paaren von Elektrodenfingern des IDT 64 26,5 be trägt, so daß das Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elek trodenfingern der IDTs 63 und 64 1 : 1 beträgt. Die Filtercha rakteristika dieses SAW-Filters 61 sind durch die durchgezo gene Linie in Fig. 5 gezeigt. Die gestrichelte Linie in Fig. 5 ist derart, daß der Maßstab der vertikalen Achse der Cha rakteristika der durchgezogenen Linie zehnfach vergrößert ist, während der Maßstab der horizontalen Achse derselben fünffach vergrößert ist.

Wie aus dem Vergleich zwischen den Charakteristika, die in den Fig. 4 bzw. 5 gezeigt sind, offensichtlich ist, erschei nen relativ große Störantworten, die durch die Pfeile AI bis AS gezeigt sind, außerhalb des Durchlaßbandes bei den Fil tercharakteristika, die in Fig. 5 gezeigt sind, insbesondere bei Frequenzen, die geringer sind als das Durchlaßband. Im Vergleich dazu ist bei den Filtercharakteristika, die in Fig. 4 gezeigt sind, zu sehen, daß der Störpegel an den Po sitionen, die den oben beschriebenen Störantworten entspre chen, beträchtlich klein ist. Das heißt, daß, obwohl der Pe gel (der hierin nachfolgend als ein Störpegel bezeichnet wird) der größten Störantwort A1 in Fig. 5 der oben be schriebenen Störantworten etwa 12,1 dB beträgt, bei den Cha rakteristika des SAW-Filters 1 dieses bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels, das in Fig. 4 gezeigt ist, der Störspitzen pegel etwa 24,6 dB beträgt. Es ist zu sehen, daß der Stör spitzenpegel verglichen mit dem SAW-Filter 61 um etwa 14,5 dB unterdrückt werden kann.

Wie oben beschrieben wurde, wird davon ausgegangen, daß der folgende Grund zu der Tatsache, daß die Störantworten bei dem SAW-Filter 1 des bevorzugten Ausführungsbeispiels wirk sam unterdrückt werden können, beiträgt.

Bei dem longitudinal gekoppelten SAW-Filter eines Kantenre flexionstyps kann der Abstand R zwischen zwei gegenüberlie genden Kantenoberflächen wie folgt ausgedrückt werden, wenn die Wellenlänge der SH-Typ-Oberflächenwelle mit λ bezeichnet wird, die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDT mit N₁ bzw. N₂ bezeichnet werden, und der Abstand zwischen den IDTs mit γ bezeichnet wird.

R = λ × (N₁ + N₂) + γ.

Es ist daher zu sehen, daß die Störantwort, die von dem Ab stand R zwischen zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen abhängt, von (N₁ + N₂) abhängt. Wenn eine Hauptantwort, die für die Filtercharakteristika verwendet wird, zweiter Ord nung ist, wie in Fig. 6 gezeigt ist, tritt folglich bei dem herkömmlichen SAW-Filter 61 eine Antwort der 2N ± (4n - 2)-ten Ordnung (n = 1, 2, . . .), die durch die gestrichelte Linie A gezeigt ist, aufgrund des Symmetrie der Polaritäten der Elektroden nicht auf, wobei jedoch Störantworten einer ande ren Ordnung als dieser erzeugt werden. Von den Störantworten werden die Störantworten, die einem Dämpfungspol des Fre quenzspektrums, das durch die durchgezogene Linie B gezeigt ist, oder einen Punkt der größeren Dämpfung des Spektrums entsprechen, unterdrückt. Jedoch wird die Antwort der 2N ± (2n + 1)-ten Ordnung (n= 1, 2, . . .), die durch den Abstand R zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen be stimmt ist, die durch die durchgezogenen Linie C gezeigt ist, erzeugt, wo die Dämpfung des IDT-Spektrums sehr gering ist. Folglich erscheint die Antwort als eine Störantwort der Filtercharakteristika.

Im Gegensatz dazu entsprechen bei dem SAW-Filter 1 dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels, wie in Fig. 7 gezeigt ist, die Störantworten, die durch den Abstand zwischen Kanten oberflächen bestimmt sind, den Dämpfungspolen, wie durch die durchgezogene Linie B gezeigt ist, oder entsprechen den Punkten mit einer größeren Dämpfung, wie durch die durchge zogenen Linien B' gezeigt ist. Daher erscheint in der Fil tercharakteristik nur eine sehr kleine Störantwort.

Wie aus Fig. 7 offensichtlich ist, befinden sich bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Dämpfungspole in den Frequenzcharakteristika des IDT 3 oder des IDT 4 in der Nähe der Position, an der die Störantworten, die durch den Ab stand R zwischen Kantenoberflächen bestimmt sind, erschei nen. Daher ist es möglich, den Pegel der Störantworten, die durch den Abstand R zwischen den Kantenoberflächen bestimmt sind, zu unterdrücken.

Damit die Dämpfungspole des IDT 3 und des IDT 4 benachbart zu der Position angeordnet sind, an der die Störantworten, die durch den Abstand R zwischen Kantenoberflächen bestimmt sind, erscheinen, wird auf die oben beschriebene Art und Weise bewirkt, daß die Frequenzcharakteristika des IDT 3 auf der Eingangsseite von den Frequenzcharakteristika des IDT 4 auf der Ausgangsseite abweichen. Bei diesem bevorzugten Aus führungsbeispiel wird dies erreicht, indem das Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des IDT 3 zu der des IDT 4 auf 1,3 : 1 eingestellt wird.

Wenn die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDT 3 und 4 unterschiedlich gemacht wird, und wenn die jeweiligen Frequenzcharakteristika unterschied lich gemacht werden, ist es bei dem Aufbau, der den ersten und den zweiten IDT 3 und 4 aufweist, in anderen Worten mög lich, zu bewirken, daß der Dämpfungspol, der in den Fre quenzcharakteristika des ersten und des zweiten IDT 3 und 4 erscheint, unterschiedlich ist. Durch das Einstellen der An zahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDT 3 und 4, derart, daß diese Dämpfungspole benach bart zu der Position sind, an der die Störantworten, die durch den Abstand R zwischen Kantenoberflächen bestimmt sind, erscheinen, und vorzugsweise mit dieser Position über einstimmen, können daher die Störantworten, die durch den Abstand R zwischen Kantenoberflächen bestimmt sind, wirksam unterdrückt werden.

Basierend auf den oben beschriebenen Ergebnissen wurde das Verhältnis N₁/N₂ der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDTs 3 und 4 auf verschiedene Ar ten unterschiedlich gemacht, wobei der Grad, mit dem der Störpegel außerhalb des Durchlaßbandes unterdrückt wurde, gemessen wurde. Die Ergebnisse sind in Fig. 8 gezeigt. Die horizontale Achse zeigt das Verhältnis N₁/N₂ der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDTs 3 und 4, während die vertikale Achse den Störspitzenpegel des Störpegels außerhalb des Durchlaßbandes zeigt.

Aus Fig. 8 ist offensichtlich, daß, wenn das Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDT 3 und 4 auf etwa 1,2 : 1 bis zu etwa 1,7 : 1 einge stellt ist, der Störspitzenpegel verglichen mit dem Fall, in dem die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDT gleich ist, um 10 dB oder mehr unter drückt werden kann. Es ist daher offensichtlich, daß bei dem SAW-Filter 1 durch das Einstellen des Verhältnisses der An zahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDTs 3 und 4 auf etwa 1,2 : 1 bis zu etwa 1,7 : 1, wie oben beschrieben wurde, möglich ist, wirksam Störantworten außerhalb des Durchlaßbandes zu unterdrücken, insbesondere die Störantworten, die durch den Abstand R zwischen Kanten oberflächen bestimmt sind, welche bei Frequenzen unterhalb des Durchlaßbandes auftreten.

Es sei bemerkt, daß bei dem SAW-Filter 1 entweder der erste IDT 3 oder der zweite IDT 4 ein IDT auf der Eingangsseite ist, während der andere der beiden IDTs 3, 4 ein IDT auf der Ausgangsseite ist. Jedoch kann jeder der IDTs 3 und 4 die Eingangsseite bzw. die Ausgangsseite sein. Überdies wurde durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung bekräftigt, daß, wenn das SAW-Filter 1 mit einem weiteren SAW-Filter verbunden ist, um einen Mehrstufenaufbau zu bilden, zufrie denstellende Filtercharakteristika erhalten werden, indem die Seite des IDT 3 mit einer größeren Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern als der eingangsseitige oder ausgangssei tige IDT angeordnet wird, und indem der zweite IDT 4 mit einer kleineren Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern für eine Zwischenstufenverbindung verwendet wird. Es ist zu be rücksichtigen, daß dies zu der Tatsache, daß eine Impedanz anpassung zufriedenstellend wird, beiträgt.

Das SAW-Filter gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist nicht auf ein Filter begrenzt, beispielsweise das SAW-Filter 1, das einen ersten IDT 3 und einen zweiten IDT 4 aufweist, wobei eine Mehrzahl von zumin dest entweder den ersten oder den zweiten IDTs 3 und 4 ange ordnet sein kann. Fig. 9 ist eine Draufsicht, die ein bevor zugtes Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem ein erster IDT und zwei zweite IDTs vorgesehen sind. Bei einem SAW-Filter 11, das in Fig. 9 gezeigt ist, ist ein erster IDT 13 auf einer oberen Oberfläche 12c eines piezoelektrischen Substrats 12 angeordnet, das ähnlich dem piezoelektrischen Substrat 2 aufgebaut ist. Zweite IDTs 14 und 15 sind auf beiden Seiten des IDT 13 angeordnet.

Der IDT 13 umfaßt kammförmige Elektroden 13a und 13b, die derart angeordnet sind, daß jeweilige Elektrodenfinger in einer interdigitalen Beziehung zueinander angeordnet sind. Eine Eingangselektroden 16a ist verbunden mit der kammför migen Elektrode 13a angeordnet, während eine Masseelektrode 16b verbunden mit der kammförmigen Elektrode 13b angeordnet ist. Die IDTs 14 und 15 umfassen kammförmige Elektroden 14a und 14b bzw. 15a und 15b. Ausgangselektroden 17a und 18a sind verbunden mit den kammförmigen Elektroden 14a bzw. 15a angeordnet. Ferner sind Masseelektroden 17b und 18b verbun den mit den kammförmigen Elektroden 17b bzw. 18b angeordnet. Einer eines Paars von äußersten Elektrodenfingern des IDT 14 ist derart angeordnet, daß er mit der Kantenoberfläche 12a bündig ist. Auf die gleiche Weise ist einer eines Paars von äußersten Elektrodenfingern des IDT 15 derart angeordnet, daß er mit der Kantenoberfläche 12b bündig ist.

Das SAW-Filter 11 ist aufgebaut, um als ein longitudinal ge koppeltes Doppel-Mode-SAW-Filter eines Kantenoberflächen-Re flexionstyps unter Verwendung einer BGS-Welle zu arbeiten.

Bei dem SAW-Filter 11 dieses bevorzugten Ausführungsbei spiels ist eine Anzahl N₁ von Paaren von Elektrodenfingern des ersten IDT 13 vorzugsweise auf 7 eingestellt, während eine Anzahl N₂ von Paaren von Elektrodenfingern von jedem der zweiten IDTs 14 und 15, die IDTs auf der Ausgangsseite sind, vorzugsweise auf 5 eingestellt ist. Das heißt, daß das Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und der zweiten IDTs auf etwa 7 : 5, was gleich etwa 1,4 : 1 ist, eingestellt ist.

Die Filtercharakteristika des SAW-Filters 11 sind durch die durchgezogene Linie in Fig. 10 gezeigt. Die gestrichelte Linie in Fig. 10 ist derart, daß der Maßstab der vertikalen Achse der Charakteristika der durchgezogenen Linie zehnfach vergrößert ist, während der Maßstab der horizontalen Achse derselben fünffach vergrößert ist.

Wie durch die durchgezogene Linie in Fig. 10 gezeigt ist, ist auch bei dem SAW-Filter 11 zu erkennen, daß die Störant worten bei den Frequenzen, die geringer als das Durchlaßband sind, unterdrückt werden, wobei der Störspitzenpegel auf et wa 18 dB eingestellt ist. Obwohl dies in Fig. 10 nicht spe ziell gezeigt ist, betrug der Störspitzenpegel bei dem SAW- Filter 11 10 dB, wenn die Anzahl von Paaren von Elektroden fingern der IDTs 15 und 16 im Mittel auf 7 eingestellt wur de, was gleich der des IDT 14 ist. Daher ist zu erkennen, daß bei dem SAW-Filter 11 durch das Einstellen des Verhält nisses der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern auf etwa 1,4 : 1, wie oben beschrieben ist, der Störspitzenpegel ver glichen mit einem SAW-Filter, das einem Filter entspricht, bei dem die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern aller drei IDTs gleich ist, um 8 dB unterdrückt werden kann.

Obwohl bei den SAW-Filtern 1 und 11 der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele ein Filter unter Verwendung einer BGS-Welle als einer SH-Typ-Oberflächenwelle beschrie ben wurde, können zusätzlich zu der BGS-Welle andere SH- Typ-Oberflächenwellen, beispielsweise ein Love-Welle oder eine akustische Leckoberflächenwelle verwendet werden.

Claims

1. Longitudinal-gekoppeltes Oberflächenwellenfilter (1; 11) vom Kantenreflexionstyps, das eine SH-Typ-Oberflä chenwelle verwendet, mit folgenden Merkmalen:
einem piezoelektrischen Substrat (2; 12) mit zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b); und
einem ersten und einem zweiten Interdigitalwandler (3, 4; 13, 14), von denen jeder eine Mehrzahl von Elektro denfingern aufweist, und die auf dem piezoelektrischen Substrat (2; 12) derart angeordnet sind, daß eine hori zontale Scheroberflächenwelle, die durch entweder den ersten oder den zweiten Interdigitalwander (3, 4; 13, 14) angeregt wird, zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) reflektiert wird, um eine stehende Welle zu bilden; wobei
Dämpfungspole der Frequenzcharakteristika des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers (3, 4; 13, 14) benachbart zu der Frequenzposition von Störantworten, die durch den Abstand zwischen den zwei gegenüberlie genden Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) bestimmt sind, sind.

2. Oberflächenwellenfilter gemäß Anspruch 1, bei dem ein Verhältnis einer Anzahl von Paaren von Elektrodenfin gern des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers (3, 4; 13, 14) auf einen Bereich von etwa 1,2 : 1,0 bis etwa 1,7 : 1,0 eingestellt ist.

3. Oberflächenwellenfilter gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Mehrzahl von zumindest entweder ersten oder zweiten Interdigitalwandlern vorgesehen ist.

4. Oberflächenwellenfilter gemäß Anspruch 3, bei dem ent weder der erste oder der zweite Interdigitalwandler, der eine größere Anzahl von Paaren von Elektrodenfin gern aufweist, eine Eingangsseite oder eine Ausgangs seite ist, während der andere der beiden Interdigital wandler, der eine relativ kleinere Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern aufweist, für eine Zwischenstu fenverbindung verwendet ist.

5. Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Substrat (2; 12) aus zumindest entweder LiNbO₃, LiTaO₃, einem piezoelektrischen Einkristall oder einer piezoelektrischen Keramik hergestellt ist.

6. Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) im wesentlichen parallel zueinander sind.

7. Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Elektrodenfinger des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers (3, 4; 13, 14) im wesent lichen parallel zu den Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) sind.

8. Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein äußerster der Elektrodenfinger von ent weder dem ersten oder dem zweiten Interdigitalwandler (3, 4; 13, 14) mit einer der Kantenoberflächen des Sub strats bündig ist.

9. Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Anzahl von Elektrodenpaaren des ersten Interdigitalwandlers (3) 30 beträgt, während die Anzahl von Elektrodenpaaren des zweiten Interdigitalwandlers (4) 23 beträgt.

10. Longitudinal gekoppeltes Oberflächenwellenfilter vom Kantenreflexionstyp unter Verwendung einer SH-Typ-Ober flächenwelle, mit folgenden Merkmalen:
einem piezoelektrischen Substrat (2, 12) mit zwei ge genüberliegenden Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b);
einem ersten und einem zweiten Interdigitalwandler (3, 4; 13, 14), von denen jeder eine Mehrzahl von Elektro denfingern aufweist, und die derart auf dem piezoelek trischen Substrat (2, 12) angeordnet sind, daß eine ho rizontale Scheroberflächenwelle, die durch entweder den ersten oder den zweiten Interdigitalwandler (3, 4; 13, 14) angeregt wird, zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) reflektiert wird, um eine stehende Welle zu bilden; wobei
ein Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektroden fingern des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers (3, 4; 13, 14) in einem Bereich von etwa 1,2 : 1,0 bis etwa 1,7 : 1,0 liegt.

11. Oberflächenwellenfilter gemäß Anspruch 10, bei dem Dämpfungspole der Frequenzcharakteristika des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers (3, 4; 13, 14) be nachbart zu der Frequenzposition von Störantworten, die durch den Abstand zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) bestimmt sind, sind.

12. Oberflächenwellenfilter gemäß Anspruch 10 oder 11, bei dem eine Mehrzahl von zumindest entweder dem ersten oder dem zweiten Interdigitalwandler vorgesehen ist.

13. Oberflächenwellenfilter gemäß Anspruch 12, bei dem der eine der beiden Interdigitalwandler, der eine größere Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern aufweist, eine Eingangsseite oder eine Ausgangsseite ist, während der andere der beiden Interdigitalwandler, der eine relativ geringere Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern auf weist, für eine Zwischenstufenverbindung verwendet ist.

14. Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem das Substrat aus zumindest entweder LiNbO₃, LiTaO₃, einem piezoelektrischen Einkristall oder einer piezoelektrischen Keramik besteht.

15. Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem die Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) im wesentlichen parallel zueinander sind.

16. Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, bei dem die Elektrodenfinger des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers (3, 4; 13, 14) im wesent lichen parallel zu den Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) sind.

17. Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, bei dem ein äußerster der Elektrodenfinger des ersten oder des zweiten Interdigitalwandlers (3, 4; 13, 14) bündig mit einer der Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) des Substrats (2; 12) ist.

18. Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17, bei dem die Anzahl von Elektrodenpaaren des er sten Interdigitalwandlers (3; 13) 30 beträgt, während die Anzahl von Elektrodenpaaren des zweiten Interdigi talwandlers (4; 14) 23 beträgt.