DE4408989C2

DE4408989C2 - Oberflächenakustikwellenfilter des Resonatortyps zum Reduzieren der Signalstärke einer Störspitze

Info

Publication number: DE4408989C2
Application number: DE4408989A
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Nakamura; Sumio Yamada; Sen Minemura
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: US6255916B1; FR2705845B1; JPH06338756A; DE4408989A1; FR2705845A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Band paß-Oberflächenakustikwellenfilter des Resonatortyps mit einer Vielzahl von Oberflächenakustikwellenresonatoren, die seriell und parallel miteinander verbunden sind. Im beson deren beschäftigt sich diese Erfindung mit einem Oberflä chenakustikwellenfilter des Resonatortyps zum Reduzieren der Signalhöhe einer Störspitze, die ein Verschlechtern der Unterdrückbarkeit außerhalb des Durchlaßbereichs bewirkt und besonders bei einer Frequenz außerhalb eines Durchlaß bereichs auftritt.

Hochfrequenzbandpaßfilter enthalten z. B. Oberflächen akustikwellen-(SAW)-Resonatoren, in dem verschiedene Elek trodenmuster in Reflektoren gebildet sind, und einen Inter digitalwandler (IDT) auf einem piezoelektrischen Element. Bei der jetzigen Beliebtheit von Mobiltelefonen und tragba ren Telefonen besteht eine wachsende Nachfrage nach SAW- Resonatoren als kleine, dünne Hochfrequenz-(HF)-Filter.

Im allgemeinen hat ein SAW-Resonatorelement ein paar von Reflektoren, wovon jeder eine Vielzahl von Reflektor elektroden hat, die in der Form eines Gitters oder Rasters auf einem Substrat aus piezoelektrischem Material oder ma gnetostriktivem Material angeordnet sind. Ein IDT mit zahl reichen Paaren von gitterartigen Elektroden ist zwischen den zwei Reflektoren angeordnet. Resonanz, die aus dem Hin- und Hergang einer akustischen Oberflächenwelle zwischen den zwei Reflektoren resultiert, wird einer elektrischen Schal tung über Eingangs-/Ausgangsanschlüsse zugeführt. Der Ab stand zwischen benachbarten Reflektorelektroden in den Re flektoren, der als Zwischenelektrodenabstand bezeichnet wird, soll als λ_REF definiert werden, und der Abstand zwi schen benachbarten der Interdigitalelektroden in dem IDT, der als Zwischenelektrodenabstand bezeichnet wird, soll als λ_IDT definiert werden. Die Werte der Zwischenelektrodenab stände werden gemäß einer Resonanzfrequenz bestimmt. Bei dem SAW-Resonatorelement nach dem Stand der Technik haben λ_REF und λ_IDT einen gleichen Wert.

Zum Stand der Technik gehören SAW-Filter, die eine Transversalstruktur oder eine als Kaskadenstruktur bezeich nete Struktur, in der Transversalstrukturen in zwei Stufen kaskadiert sind, aufweisen. Zum Beispiel hat die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 57-99813 ein Transversal-SAW-Filter offenbart, und die japanische unge prüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 4-94208 hat ein kaskadiertes SAW-Filter offenbart. In jedem dieser SAW- Filter sind Reflektoren zu beiden Seiten eines IDT angeord net.

Ein SAW-Resonator mit einem Paar von Anschlüssen ent hält eine Ersatzschaltung, die einem Kristalloszillator- Schwingkreis elektrisch äquivalent ist. Wie schon bekannt ist, kann ein Filter des Resonatortyps realisiert werden, indem SAW-Resonatoren in der Form einer Mehrstufenstruktur seriell und parallel miteinander verbunden werden. Deshalb ist das Filter des Resonatortyps in Abhängigkeit von Ver bindungsanordnungen mit verschiedenen Betriebsweisen ver fügbar. In einem Filter des Resonatortyps, das auf SAW- Resonatoren beruht, wird jeder SAW-Resonator, der ein Paar von Anschlüssen aufweist, als reines Reaktanzelement behan delt, um einen Resonanzeffekt auszunutzen. Eine Impedanz bei jeder der Frequenzen in einem Durchlaßbereich kann des halb begrenzt werden. Dies erübrigt die Notwendigkeit einer externen Anpassungsschaltung und realisiert eine reduzierte Einfügungsminderung. Das Filter des Resonatortyps wirkt we gen dem generell großen Kapazitätsverhältnis zwischen Reso natoren als schmalbandiges Bandpaßfilter. Infolge von Cha rakteristiken, die denen eines schmalbandigen Bandpaßfil ters ähnlich sind, wird das Filter des Resonatortyps als HF-Filter für ein Mobiltelefon oder tragbares Telefon ver wendet. Somit unterscheiden sich der SAW-Resonator, der ein Paar von Anschlüssen hat, und das Filter des Resonatortyps, das auf den SAW-Resonatoren beruht, selbst hinsichtlich der Konstruktionstechnik voneinander. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Filter des Resonatortyps, das aus SAW- Resonatoren besteht, wovon jeder ein Paar von Anschlüssen hat. Nachfolgend wird das Filter des Resonatortyps, das aus SAW-Resonatoren besteht, wovon jeder ein Paar von Anschlüs sen hat, als SAW-Filter des Resonatortyps bezeichnet.

Das SAW-Filter des Resonatortyps bietet beim Spezifi zieren von Konstanten für einen individuellen Resonator im Konstruktionsprozeß oder beim Auswählen einer Kombination von Resonatoren, die seriell oder parallel miteinander zu verbinden sind, viel Freiheit. Dies führt zu einem niedri gen Verlust und einem relativ großen Sperrbereichsabschwä chungsverhältnis. Dank dieser Vorteile nehmen SAW-Filter des Resonatortyps die Stelle von herkömmlichen Filtern ein.

Eine der wichtigen Charakteristiken eines Bandpaßfil ters ist die Sperrbereichsunterdrückbarkeit. Die Sperrbe reichsunterdrückbarkeit zeigt an, in welchem Maße Signale mit Frequenzen außerhalb eines Durchlaßbereichs in bezug auf Signale mit Frequenzen innerhalb des Durchlaßbereichs blockiert werden können. Wenn ein Bandpaßfilter als HF- Filter für Funkverbindungen verwendet wird, können, falls die Sperrbereichsunterdrückbarkeit klein ist, eine Interfe renz und andere Probleme auftreten. Deshalb wird gewöhnlich gewünscht, daß die Sperrbereichsunterdrückbarkeit groß ist.

Bei einem herkömmlichen SAW-Filter des Resonatortyps tritt wegen der Struktur des Filters eine Zacke oder eine sogenannte Störspitze bei einer gewissen Frequenz außerhalb eines Durchlaßbereichs auf. Die Störspitze verursacht ein Abfallen der Sperrbereichsunterdrückbarkeit oder ein An steigen des Abschwächungsverhältnisses in Form einer Zacke. In Einrichtungen, bei denen das SAW-Filter des Resonator typs verwendet wird, verschlechtert sich die Unterdrückbar keit um einen Grad, der der Höhe der Störspitze entspricht, wenn die Frequenz, die die Störspitze verursacht, einer Frequenz entspricht, die unterdrückt werden muß.

Wenn ein SAW-Filter des Resonatortyps benötigt wird, sollte ein SAW-Filter des Resonatortyps, das eine hohe Un terdrückbarkeit bei allen Sperrbereichsfrequenzen gestat tet, in der Annahme verwendet werden, daß sich die Sperrbe reichsunterdrückbarkeit aufgrund der Störspitze verschlech tern kann. In diesem Fall würde das Auftreten einer Stör spitze kein Problem aufwerfen. Alternativ wird eine Stör spitze in der Signalhöhe reduziert, indem die Kombination oder die Anzahl von Stufen von SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und seriell oder parallel miteinander zu verbinden sind, eingestellt wird. Jedoch ist es sehr schwer, ein SAW-Filter des Resonatortyps herzustel len, das eine hohe Unterdrückbarkeit bei allen Sperrbe reichsfrequenzen gestattet. Das Einstellen der Kombination oder der Anzahl von Stufen von SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben, erfordert eine beträchtli che Arbeit und ist ziemlich zeitaufwendig.

Die Druckschrift EP-A-0 541 284 beschreibt ein Ober flächenakustikwellen-(SAW)-Filter des Resonatortyps mit ei ner Vielzahl von SAW-Resonatoren, die seriell und parallel miteinander verbunden sind, wovon jeder ein Paar von An schlüssen sowie Reflektoren und einen Interdigitalwandler besitzt. Dieses bekannte SAW-Filter dient dazu, die Band breitenverluste infolge einer Sperrbereichsunterdrückung zu vermindern. Genauer gesagt, umfaßt dieses bekannte SAW-Fil ter einen ersten SAW-Resonator mit einem Paar von Anschlüs sen und einer bestimmten Resonanzfrequenz, der in einem Parallelschaltungsarm des Filters vorgesehen ist, und einen zweiten SAW-Resonator mit einem Paar von Anschlüssen und einer bestimmten Resonanzfrequenz, die etwa gleich der Ge genresonanzfrequenz zur Resonanzfrequenz des ersten SAW- Resonators ist. Der zweite SAW-Resonator ist in einem Rei henschaltungsarm des Filters vorgesehen. In Reihe zu dem er sten SAW-Resonator ist eine Induktivität geschaltet, die zur Vergrößerung der Differenz zwischen den Resonanzfre quenzen der Resonatoren vorgesehen ist.

Das Patent DE-C-37 00 498 betrifft einen akustischen Oberflächen-Resonatorfilter mit zwei Interdigitalwandlern gleichen Aufbaus, die zwischen zwei Gitterreflektoren ne beneinander auf einem piezoelektrischen Substrat angeordnet sind. Die Interdigitalwandler sind so angeordnet, daß deren Nebenmaxima im Übertragungsfrequenzband in einen Frequenz bereich außerhalb des Stopp-Bandes der Reflektoren verscho ben und unterdrückt werden. Aus dieser Patentschrift ist ferner bekannt, daß bei einem OFW-Resonatorfilter sich der Abstand der Elektroden des Interdigitalwandlers vom Abstand der Elektroden des Reflektors unterscheidet.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, ein SAW-Filter des Resonatortyps zu realisieren, das eine höhere Unterdrückbarkeit außerhalb des Durchlaßbe reichs gestattet, indem das Auftreten einer ungewollten Störspitze minimiert wird.

In einem SAW-Filter des Resonatortyps gemäß der vor liegenden Erfindung sind eine Vielzahl von SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen sowie Reflektoren und einen IDT haben, seriell und parallel miteinander verbun den. In wenigstens einem der SAW-Resonatoren, besonders in wenigstens einem der SAW-Resonatoren, die ein Paar von An schlüssen haben und seriell miteinander verbunden sind, hat ein Zwischenelektrodenabstand λ_REF in den Reflektoren einen Wert, der sich von dem eines Zwischenelektrodenabstandes λ_IDT in den IDTs unterscheidet.

In einem SAW-Filter des Resonatortyps bei der zweiten Mode der vorliegenden Erfindung ist nur in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und seriell mit einander verbunden sind, der Zwischenelektrodenabstand λ_SREF in den Reflektoren ein Wert, der sich von dem Zwischenelek trodenabstand λ_SIDT in dem IDT unterscheidet.

Ferner ist in dem SAW-Filter des Resonatortyps bei der dritten Mode der vorliegenden Erfindung in allen SAW-Reso natoren der Zwischenelektrodenabstand λ_REF in den Reflekto ren ein Wert, der sich von dem Zwischenelektrodenabstand λ_IDT in den IDTs unterscheidet.

Bei einem herkömmlichen SAW-Filter des Resonatortyps ist der Zwischenelektrodenabstand in den Reflektoren in je dem SAW-Resonator, der ein Paar von Anschlüssen hat, auf denselben Wert wie der Zwischenelektrodenabstand in dem IDT in ihm eingestellt. Im Gegensatz dazu ist bei einem SAW- Filter des Resonatortyps der vorliegenden Erfindung in we nigstens einem der SAW-Resonatoren, besonders in wenigstens einem der SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von An schlüssen haben und seriell miteinander verbunden sind, der Zwischenelektrodenabstand λ_REF in den Reflektoren auf einen Wert eingestellt, der sich von dem Zwischenelektrodenab stand λ_IDT in den IDTs etwas unterscheidet. Es wurde heraus gefunden, daß diese Struktur die Höhe einer Störspitze re duzieren kann. Insofern als die Differenz der kleinstmögli che Wert ist, der die Höhe einer Störspitze reduzieren kann, beeinflußt außerdem die Differenz kaum andere Charak teristiken, einschließlich der Charakteristik innerhalb des Durchlaßbereichs. Deshalb kann ein herkömmliches Konstruk tionsverfahren eingesetzt werden.

In SAW-Resonatoren, die jeweils ein paar von Anschlüs sen haben und parallel miteinander verbunden sind, wird es schwierig, wenn der Zwischenelektrodenabstand in den Re flektoren auf einen Wert eingestellt ist, der sich von dem Zwischenelektrodenabstand in den IDTs unterscheidet, die gewünschten Frequenzcharakteristiken vorzusehen. Deshalb sind nur in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von An schlüssen haben und seriell miteinander verbunden sind, die Zwischenelektrodenabstände auf verschiedene Werte einge stellt. Unter gewissen Bedingungen konnte jedoch die Höhe einer Störspitze reduziert werden, ohne andere Frequenzcha rakteristiken zu beeinflussen, selbst wenn die Zwischen elektrodenabstände in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und parallel miteinander verbunden sind, auf verschiedene Werte eingestellt werden.

Die obengenannte japanische ungeprüfte Patentveröf fentlichung (Kokai) Nr. 57-99813 hat ein Transversal-SAW- Filter offenbart, in dem ein Zwischenelektrodenabstand in Reflektoren etwas kürzer als ein Zwischenelektrodenabstand in IDTs gemacht wurde, in dem Bestreben, sowohl die Reso nanzschärfe als auch den Resonanzwiderstand zu optimieren. Dieses Dokument offenbart jedoch das SAW-Filter, das aus nur einem SAW-Resonator besteht, offenbart aber nicht das SAW-Filter, das aus einer Vielzahl von SAW-Resonatoren be steht. Deshalb unterscheidet sich das SAW-Filter, das in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 57-99813 offenbart wurde, von dem SAW-Filter des Reso natortyps der vorliegenden Erfindung selbst hinsichtlich der Konstruktionstechnik. Bei dem SAW-Filter des Resonator typs brauchen keine Maßnahmen ergriffen zu werden, um so wohl die Resonanzschärfe als auch den Resonanzwiderstand zu optimieren, da der Resonanzwiderstand ausreichend niedrig ist.

Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden Be schreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnun gen besser verstanden, in denen:

Fig. 1A bis 1C eine Grundstruktur eines SAW-Resonators zeigen;

Fig. 2A und 2B jeweils die Strukturen von zwei Typen von herkömmlichen SAW-Resonatoren zeigen;

Fig. 3A bis 3C Beispiele einer Verbindungsanordnung für ein SAW-Filter des Resonatortyps zeigen;

Fig. 4 das Auftreten eines Störsignals in einem her kömmlichen SAW-Filter des Resonatortyps zeigt;

Fig. 5 ein Prinzip und eine Struktur eines SAW-Filters des Resonatortyps gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 eine Draufsicht ist, die eine Gesamtanordnung eines SAW-Filters des Resonatortyps im SPSSP-Stil zeigt, die jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemeinsam ist;

Fig. 7 die Durchlaßcharakteristik in der ersten Aus führungsform zeigt;

Fig. 8A bis 8C die Durchlaßcharakteristik bei einer und um eine Frequenz herum, die ein Störsignal verursacht, in der zweiten Ausführungsform zeigen;

Fig. 9A bis 9C eine allgemeine Veränderung der Durch laßcharakteristik schematisch zeigen, die aus einer Ver änderung eines Abstandes zwischen benachbarten Elektroden resultiert;

Fig. 10A bis 10C eine Veränderung der Frequenz, die ein Störsignal verursacht, schematisch zeigen, die aus einer Veränderung eines Abstandes zwischen benachbarten Elektroden resultiert.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Bevor zu einer eingehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung übergegangen wird, werden für ein besseres Verstehen der Unterschiede zwischen dem Stand der Technik und der vorliegenden Erfin dung ein SAW-Filter des Resonatortyps nach Stand der Technik und seine Probleme unter Bezugnahme auf die diesbezüglichen beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1A bis 1C zeigen eine Grundstruktur eines SAW- Resonators. Fig. 1A ist ein Schrägriß, der ein SAW-Resona torelement schematisch zeigt. Fig. 1B zeigt ein Elektroden muster. Fig. 1C zeigt ein Symbol für einen SAW-Resonator.

Ein Standard-SAW-Resonatorelement hat, wie in Fig. 1A und 1B gezeigt, ein Paar von Reflektoren 1 und 3, die jeweils eine Vielzahl von Reflektorelektroden haben, die in der Form eines Gitters oder Rasters auf einem Substrat 100, das aus piezoelektrischem Material besteht, angeordnet sind. Ein IDT 2 mit zahlreichen Paaren von gitterartigen Elek troden ist zwischen den Reflektoren 1 und 3 angeordnet. Resonanz, die aus dem Hin- und Hergang einer akustischen Oberflächenwelle zwischen den Reflektoren 1 und 3 resul tiert, wird über Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 11 und 12 einer elektrischen Schaltung zugeführt. Der Abstand zwischen benachbarten Reflektorelektroden in den Reflektoren 1 und 3, der als Zwischenelektrodenabstand bezeichnet wird, soll als λ_REF definiert werden, und der Abstand zwischen benachbarten Interdigitalelektroden in dem IDT 2, der als Zwischenelek trodenabstand bezeichnet wird, soll als λ_IDT definiert werde n. Die Werte der Zwischenelektrodenabstände werden gemäß einer Resonanzfrequenz festgelegt. In dem SAW-Resonator element nach Stand der Technik haben λ_REF und λ_IDT einen gleichen Wert.

Das obige SAW-Resonatorelement wird gewöhnlich mit einem in Fig. 1C gezeigten Symbol dargestellt.

Ein SAW-Filter, das bis heute breite Verwendung gefun den hat, hat eine Transversalstruktur oder eine als Kaska denstruktur bezeichnete Struktur, in der Transversalstruktu ren in zwei Stufen kaskadiert sind. Fig. 2A und 2B zeigen Beispiele von Elektrodenmustern für ein herkömmliches SAW- Filter. Fig. 2A zeigt ein Transversalelektrodenmuster. Fig. 2B zeigt ein kaskadiertes Elektrodenmuster. Bezugszeichen 1 und 3 auf beiden Seiten von Fig. 2A oder 2B bezeichnen Reflektoren. Ein IDT ist in der Mitte angeordnet. Geerdete Elektroden sind, wie gezeigt, alternierend angeordnet. Der Darstellung halber ist die Elektrodenanzahl nicht so groß. In Wirklichkeit ist eine ziemlich große Anzahl von Elek troden auf dem Substrat angeordnet.

Ein SAW-Resonator mit einem Paar von Anschlüssen enthält eine Ersatzschaltung, die einem Kristalloszillator-Schwingkreis elektrisch äquivalent ist. Wie schon bekannt ist, kann ein Filter des Resonatortyps realisiert werden, indem SAW- Resonatoren in der Form einer Mehrstufenstruktur seriell und parallel miteinander verbunden werden. Fig. 3A bis 3C zeigen Beispiele von Verbindungsanordnungen für SAW-Resonatoren mit einem Paar von Anschlüssen in einem SAW-Filter des Resona tortyps. Bezugszeichen S bezeichnet einen SAW-Resonator, der ein Paar von Anschlüssen hat und seriell mit den anderen verbunden ist. Bezugszeichen P bezeichnet einen SAW-Resona tor, der ein Paar von Anschlüssen hat und parallel mit den anderen verbunden ist. Fig. 3A zeigt eine SPSSP-Anordnung. Fig. 3B zeigt eine PSPSP-Anordnung. Fig. 3C zeigt eine SPSPSP-Anordnung. Somit ist das Filter des Resonatortyps in Abhängigkeit von Verbindungsanordnungen in verschiedenen Moden verfügbar.

In einem herkömmlichen SAW-Filter des Resonatortyps tritt, wie zuvor beschrieben, eine Zacke oder eine sogenann te Störspitze bei einer gewissen Frequenz außerhalb eines Durchlaßbereichs wegen der Struktur des Filters auf. Die Störspitze verursacht ein Abfallen der Sperrbereichsunter drückbarkeit oder ein Ansteigen des Abschwächungsverhältnis ses in der Form einer Zacke. Fig. 4 zeigt das Auftreten einer Störspitze, die durch ein herkömmliches SAW-Filter des Resonatortyps verursacht wurde. Die Zacke in Fig. 4 ist eine Störspitze. Ein Abschwächungsverhältnis nimmt, wie gezeigt, bei der Frequenz der Störspitze nicht sehr ab. In Einrich tungen, bei denen das SAW-Filter des Resonatortyps verwendet wird, verschlechtert sich die Unterdrückbarkeit um einen Grad, der der Höhe der Störspitze entspricht, wenn die Frequenz der Störspitze einer Frequenz entspricht, die unterdrückt werden muß.

Fig. 5 ist ein Diagramm, das ein Prinzip und eine Struktur eines SAW-Filters des Resonatortyps gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In einem SAW-Filter des Resonatortyps gemäß der vorliegenden Erfindung sind, wie in Fig. 5 gezeigt, eine Vielzahl von SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen sowie Reflektoren 1 und 3 und einen IDT 2 haben, seriell und parallel miteinander verbunden. In wenigstens einem der SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und seriell mitein ander verbunden sind, hat ein Zwischenelektrodenabstand λ_REF in den Reflektoren 1 und 3 einen Wert, der sich von einem Zwischenelektrodenabstand λ_SIDT in den IDTs 2 unter scheidet.

Das SAW-Filter des Resonatortyps ist, wie in Fig. 3A bis 3C gezeigt, in verschiedenen Verbindungsanordnungen verfügbar. Die vorliegende Erfindung kann auf alle Anord nungen angewendet werden. Es werden Ausführungsformen beschrieben, bei denen die vorliegende Erfindung auf die SPSSP-Anordnung angewendet wird, die in Fig. 3A gezeigt ist.

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf ein SAW-Filter des Resonatortyps der Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung.

In Fig. 6 bezeichnet Bezugszeichen 100 ein piezoelek trisches Substrat, auf dem Elemente, die unten beschrieben sind, montiert sind; 11 bezeichnet eine Eingangsanschluß stelle; 12 bezeichnet eine Ausgangsanschlußstelle; 13 und 14 bezeichnen Erdanschlußstellen; und S1, S2 und S3 bezeichnen SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und seriell miteinander verbunden sind; P1 und P2 bezeichnen SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und parallel miteinander verbunden sind. In dieser Aus führungsform ist das Substrat 100 ein 36°-Y-X-Lithium tantalat-(LiTaO₃)-Substrat, in dem sich ein akustisches Oberflächenwellensignal in X-Richtung ausbreitet. Die Elektroden bestehen aus gesputtertem Aluminiumfilm. Diese Anordnung weist ein SPSSP-SAW-Filter des Resonatortyps auf, das in Fig. 3A gezeigt ist. Jeder SAW-Resonator mit einem Paar von Anschlüssen umfaßt zwei Reflektoren und einen IDT, der zwischen den Reflektoren angeordnet ist. Zum Beispiel besteht der erste SAW-Resonator S1, der ein Paar von An schlüssen hat und seriell mit den anderen verbunden ist, aus Reflektoren 1-S1 und 3-S1, die auf beiden Seiten angeordnet sind, und einem IDT 2-S1, der in der Mitte angeordnet ist. Die Elektrodenmuster der Reflektoren und des IDT sind zum Beispiel wie in Fig. 5 gezeigt.

Die erste Ausführungsform ist ein SAW-Filter des Resonatortyps, das ein Bandpaßfilter ist, dessen Durch laßbereich zwischen 850 und 900 MHz liegt. In einem herkömm lichen SAW-Filter des Resonatortyps sind ein Zwischenelek trodenabstand λ_SREF in Reflektoren in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und seriell mitein ander verbunden sind, ein Zwischenelektrodenabstand λ_SIDT in IDTs in ihnen, ein Zwischenelektrodenabstand λ_PREF in Re flektoren in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und parallel miteinander verbunden sind, und ein Zwischenelektrodenabstand λ_PIDT in IDTs in ihnen auf 4,42 Mikrometer eingestellt. Die Durchlaßcharakteristik des herkömmlichen SAW-Filters des Resonatortyps ist als Diagramm gezeichnet, das in Fig. 4 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu ist in dem SAW-Filter des Resonatortyps der ersten Ausführungsform nur der Zwischenelektrodenabstand λ_SREF in den Reflektoren in den drei SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und seriell miteinander verbunden sind, auf 4,38 Mikrometer eingestellt. Fig. 7 zeigt die Durchlaß charakteristik des SAW-Filters des Resonatortyps dieser Ausführungsform.

Wie aus einem Vergleich zwischen Fig. 7 und 4 her vorgeht, zeigt das Charakteristikdiagramm des SAW-Filters des Resonatortyps dieser Ausführungsform dieselben Kurven bei den Frequenzen in einem Durchlaßbereich und den unter drückten Frequenzen wie jene des Charakteristikdiagramms des herkömmlichen Filters, enthält aber keine scharf ansteigende Störspitze, die in der Charakteristik des herkömmlichen Filters zu sehen ist. Das absolute Abschwächungsverhältnis bei der Frequenz der Störspitze beträgt etwa 39 dB und beträgt etwa 7 dB mehr als jenes des herkömmlichen Filters.

Gemäß der zweiten Ausführungsform sind in dem SAW- Filter des Resonatortyps im SPSSP-Stil, das in Fig. 6 gezeigt ist, der Zwischenelektrodenabstand λ_PREF in den Reflektoren in zwei SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und parallel miteinander verbunden sind, und der Zwischenelektrodenabstand λ_PIDT in IDTs in ihnen auf 4,60 Mikrometer eingestellt. Der Zwischenelek trodenabstand λ_SIDT in IDTs in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und seriell miteinander verbunden sind, ist auf 4,42 Mikrometer eingestellt, und der Zwischenelektrodenabstand λ_SREF in Reflektoren in ihnen ist auf allmählich abnehmende Werte eingestellt; 4,40, 4,39 und 4,38 Mikrometer. Fig. 8A bis 8C zeigen eine Veränderung der Störspitze, die aus der allmählichen Abnahme des Wertes λ_SREF resultiert. Fig. 8A zeigt eine Störspitze, die auf tritt, wenn der Wert λ_SREF 4,40 Mikrometer beträgt. Fig. 8B zeigt eine Störspitze, die auftritt, wenn der Wert λ_SREF 4,39 Mikrometer beträgt. Fig. 8C zeigt eine Störspitze, die auftritt, wenn der Wert λ_SREF 4,38 Mikrometer beträgt. Fig. 8A bis 8C sind vergrößerte Ansichten eines Teils von Fig. 7, der einem begrenzten Frequenzbereich entspricht, und zeigen somit die Veränderung der Störspitze genauer.

Wie aus Fig. 8A bis 8C hervorgeht, gilt, je größer der Unterschied zwischen dem Zwischenelektrodenabstand λ_SIDT in IDTs in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüs sen haben und seriell miteinander verbunden sind, und dem Zwischenelektrodenabstand λ_SREF in Reflektoren in ihnen ist, desto erfolgreicher wird die Signalhöhe einer Störspitze reduziert.

Die ersten und zweiten Ausführungsformen sind soweit beschrieben worden. Als nächstes wird eine Veränderung der Durchlaßcharakteristik eines SAW-Filters des Resonatortyps erwähnt, in dem ein Zwischenelektrodenabstand in IDTs in SAW-Resonatoren auf einen Wert eingestellt ist, der sich von einem Zwischenelektrodenabstand in Reflektoren in ihnen unterscheidet. Die Veränderung der Durchlaßcharakteristik ist durch eine andere experimentelle Studie offenbart worden.

Fig. 9A bis 9C zeigen schematisch eine allgemeine Veränderung der Durchlaßcharakteristik eines SAW-Filters des Resonatortyps, in dem der Zwischenelektrodenabstand λ_SREF in Reflektoren in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und seriell miteinander verbunden sind, bezüglich des Zwischenelektrodenabstandes λ_SIDT in IDTs darin verändert wird. Fig. 9A zeigt die Durchlaßcharak teristik eines herkömmlichen SAW-Filters des Resonatortyps, in dem der Wert λ_SREF gleich dem Wert λ_SIDT ist. Fig. 9A zeigt das Auftreten einer scharfen Störspitze bei einer Frequenz, die höher als der Durchlaßbereich ist. Die Unter drückbarkeit für diese Frequenz ist so niedrig wie ein Pegel, der bei a angegeben ist. Dies bedeutet, daß eine befriedigende Unterdrückung bei einer Frequenz außerhalb des Durchlaßbereichs nicht erreicht wird. In dem herkömmlichen SAW-Filter des Resonatortyps wird deshalb die Anzahl oder die Kombination von SAW-Resonatoren, die seriell und par allel miteinander zu verbinden sind, in der Annahme, daß die Störspitze auftreten kann, erhöht oder abgewandelt. Somit wird die Unterdrückbarkeit außerhalb des Durchlaßbereichs verbessert.

Fig. 9B zeigt die Durchlaßcharakteristik eines SAW- Filters des Resonatortyps der vorliegenden Erfindung, in dem sich der Wert λ_SREF von dem Wert λ_SIDT unterscheidet. Im Gegensatz zu Fig. 9A zeigt Fig. 9B nicht das Auftreten einer scharfen Störspitze. Wenn der Wert λ_SREF größer oder kleiner als der Wert λ_SIDT ist, wird die Signalhöhe eines Stör signals reduziert. Somit nimmt, wenn sich der Wert λ_SREF von dem Wert λ_SIDT unterscheidet, das Abschwächungsverhältnis für das Frequenzband zu, um eine hohe Unterdrückbarkeit außerhalb des Durchlaßbereichs vorzusehen.

Wenn der Zwischenelektrodenabstand λ_PREF in den Reflek toren 1 und 3 in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und parallel miteinander verbunden sind, auf einen Wert eingestellt wird, der sich von dem Zwischen elektrodenabstand λ_PIDT in den IDTs 2 in ihnen unterschei det, wird es, wie zuvor beschrieben, nahezu unmöglich, die gewünschten Frequenzcharakteristiken vorzusehen. Im all gemeinen ist es praktischer, in SAW-Resonatoren, die seriell miteinander verbunden sind, den Wert λ_SREF vom Wert λ_SIDT verschieden zu machen. Selbst wenn sich der Wert λ_PREF von dem Wert λ_PIDT in SAW-Resonatoren, die parallel miteinander verbunden sind, unterscheidet, wird festgestellt, falls gegebene Bedingungen zufriedenstellend sind, daß das Auf treten eines Störsignals minimiert wird, ohne andere Fre quenzcharakteristiken groß zu beeinflussen. Die Bedingungen sind so, daß in allen SAW-Resonatoren, die seriell mitein ander verbunden sind, der Wert λ_SREF größer als der Wert λ_SIDT ist, in allen SAW-Resonatoren, die parallel mitein ander verbunden sind, der Wert λ_PREF kleiner als der Wert λ_PIDT ist, und der Wert λ_SREF gleich dem Wert λ_PREF ist. Fig. 9C zeigt die Durchlaßcharakteristik des SAW-Filters des Resonatortyps unter den obigen Bedingungen. Wie aus Fig. 9C ersichtlich ist, tritt kein Störsignal auf. Die Unterdrüc kungscharakteristik für die Frequenz ist glatter als die in Fig. 9B. Dennoch ist die Gesamtunterdrückbarkeit fast dieselbe wie die in Fig. 9B.

Als nächstes wird eine Veränderung der ein Störsignal verursachenden Frequenz erwähnt, die auftritt, wenn der Zwischenelektrodenabstand λ_SREF in Reflektoren in SAW-Reso natoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und seriell miteinander verbunden sind, bezüglich des Zwischen elektrodenabstandes λ_SIDT in IDTs in ihnen verändert wird. Fig. 10A bis 10C zeigen schematisch die Veränderung. In Fig. 10A ist der Wert λ_SREF kleiner als der Wert λ_SIDT. In Fig. 10B ist der Wert λ_SREF gleich dem Wert λ_SIDT. In Fig. 10C ist der Wert λ_SREF größer als der Wert λ_SIDT. Wenn sich der Wert von dem Wert λ_SIDT unterscheidet, wie oben beschrieben, wird die Signalhöhe eines Störsignals reduziert.

Lediglich zur Verdeutlichung der Veränderung der Lage der ein Störsignal verursachenden Frequenz sind die Diagramme selbst dann mit einem überhöhten Störsignal gezeichnet, wenn sich der Wert λ_SREF von dem Wert λ_SIDT unterscheidet, obwohl gemäß Fig. 9B die Signalhöhe des Störsignales reduziert ist.

Verglichen mit der Frequenz, die ein Störsignal hervorruft, wenn der Wert λ_SREF, wie in Fig. 10B gezeigt, gleich dem Wert λ_SIDT ist, wird die Frequenz höher, wenn der Wert λ_SREF kleiner als der Wert λ_SIDT ist. Die Frequenz wird niedriger, wenn der Wert λ_SREF größer als der Wert λ_SIDT ist. Das Auftreten eines Störsignals bei einer Frequenz, die zu unterdrücken ist, kann deshalb verhindert werden, indem ein geeigneter Wert als Wert λ_SREF in bezug auf den Wert λ_SIDT spezifiziert wird.

Ein Bereich, in dem der Wert λ_SREF in bezug auf den Wert λ_SIDT verändert werden kann, ohne andere Frequenz charakteristiken groß zu beeinflussen, außer die Charak teristik bezüglich des Auftretens eines Störsignals, ist ein Bereich, der solch einer Bedingung wie 0,98 × λ_SIDT < λ_SREF <λ_SIDT genügt, wobei der Wert λ_SREF kleiner als der Wert λ_SIDT ist. Wenn der Wert λ_SREF größer als der Wert λ_SIDT ist, erfüllt der Bereich solch eine Bedingung wie λ_SIDT < λ_SREF < 1,04 × λ_SIDT.

Wie soweit beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegen den Erfindung die Sperrbereichsunterdrückbarkeit deutlich verbessert werden, indem die Signalhöhe eines Störsignals reduziert wird. Außerdem kann eine Frequenz, die ein Stör signal verursacht, in gewissem Grade beliebig verändert werden. Deshalb ist es möglich, eine hohe Sperrbereichs unterdrückbarkeit bei einer Frequenz vorzusehen, die ver wendeten Einrichtungen inhärent ist. Die Verbesserung der Sperrbereichsunterdrückbarkeit gemäß der vorliegenden Erfindung beeinflußt kaum die herkömmliche Durchlaßcharak teristik. Herkömmliche Techniken, die eine Konstruktions technik umfassen, können deshalb genutzt werden, wie sie sind. Ein SAW-Filter des Resonatortyps gemäß der vorliegen den Erfindung kann mit geringer Mühe realisiert werden.

Claims

1. Ein Oberflächenakustikwellen-(SAW)-Filter des Resonatortyps mit:
einer Vielzahl von SAW-Resonatoren, die seriell und parallel miteinander verbunden sind, wovon jeder ein Paar von Anschlüssen sowie Reflektoren (1, 3) und einen Interdigitalwandler (2) hat, bei dem
in wenigstens einem der genannten SAW-Resonatoren ein Abstand zwischen benachbarten Elektroden in den Reflek toren (1, 3), der als Zwischenelektrodenabstand (λ_SREF) bezeichnet wird, einen Wert hat, der sich von einem Abstand zwischen benachbarten Elektroden in den genannten Inter digitalwandlern (2), der als Zwischenelektrodenabstand (λ_SIDT) bezeichnet wird, unterscheidet.

2. Ein SAW-Filter des Resonatortyps nach Anspruch 1, bei dem in wenigstens einem der genannten SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und seriell miteinander verbunden sind, ein Zwischenelektrodenabstand (λ_SREF) in den Reflektoren (1, 3) einen Wert hat, der sich von einem Zwischenelektrodenabstand (λ_SIDT) in den Inter digitalwandlern (2) unterscheidet.

3. Ein SAW-Filter des Resonatortyps nach Anspruch 2, bei dem nur in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und seriell miteinander verbunden sind, ein Zwischenelektrodenabstand (λ_SREF) in den Reflektoren (1, 3) einen Wert hat, der sich von einem Zwischenelektroden abstand (λ_SIDT) in den Interdigitalwandlern (2) unterschei det.

4. Ein SAW-Filter des Resonatortyps nach Anspruch 3, bei dem in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und in denen die Zwischenelektrodenabstän de verschiedene Werte haben, der genannte Zwischenelek trodenabstand (λ_SREF) in den genannten Reflektoren (1, 3) kürzer als der genannte Zwischenelektrodenabstand (λ_SIDT) in den genannten Interdigitalwandlern (2) ist.

5. Ein SAW-Filter des Resonatortyps nach Anspruch 4, bei dem in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und in denen die Zwischenelektrodenabstän de verschiedene Werte haben, der genannte Zwischenelek trodenabstand (λ_SREF) in den genannten Reflektoren (1, 3) und der genannte Zwischenelektrodenabstand (λ_SIDT) in den genann ten Interdigitalwandlern (2) eine Beziehung haben wie folgt: 0,98 × λ_SIDT < λ_SREF < λ_SIDT.

6. Ein SAW-Filter des Resonatortyps nach Anspruch 3, bei dem in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und in denen die Zwischenelektrodenabstän de verschiedene Werte haben, der genannte Zwischenelek trodenabstand (λ_SREF) in den genannten Reflektoren (1, 3) größer als der genannte Zwischenelektrodenabstand (λ_SIDT) in den genannten Interdigitalwandlern (2) ist.

7. Ein SAW-Filter des Resonatortyps nach Anspruch 6, bei dem in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und in denen die Zwischenelektrodenabstän de verschiedene Werte haben, der genannte Zwischenelek trodenabstand (λ_SREF) in den genannten Reflektoren (1, 3) und der genannte Zwischenelektrodenabstand (λ_SIDT) in den genann ten Interdigitalwandlern (2) folgende Beziehung haben: λ_SIDT < λ_SREF < 1,04 × λ_SIDT.

8. Ein SAW-Filter des Resonatortyps nach Anspruch 1, bei dem in allen SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben, die Zwischenelektrodenabstände verschie dene Werte haben, und bei dem der genannte Zwischenelek trodenabstand (λ_SREF) in den genannten Reflektoren (1, 3) in SAW-Resonatoren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und seriell miteinander verbunden sind, der genannte Zwischenelektrodenabstand (λ_SIDT) in den genannten Inter digitalwandlern (2) in ihnen, ein Zwischenelektrodenabstand (λ_PREF) in den genannten Reflektoren (1, 3) in SAW-Resonato ren, die jeweils ein Paar von Anschlüssen haben und parallel miteinander verbunden sind, und ein Zwischenelektroden abstand (λ_SIDT) in den genannten Interdigitalwandlern (2) in ihnen eine solche Beziehung haben wie folgt: g_SIDT < λ_SREF = λ_PREF < λ_SIDT.