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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Oberflächenwellenfilter und insbesondere
auf ein Oberflächenwellenfilter
mit einer Symmetrisch-Unsymmetrisch-Transformationsfunktion.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Der
technologische Fortschritt bei der Miniaturisierung und dem leichtgewichtigen
Entwurf von Kommunikationsvorrichtungen, wie z.B. Mobiltelefonen,
ist drastisch. Während
die Verwendungsfrequenz höher
wird, werden Oberflächenwellenfilter, die
relativ leicht zu miniaturisieren sind, zunehmend in den Kommunikationsvorrichtungen
verwendet. Um die Anzahl elektronischer Komponenten zu reduzieren
und die elektronischen Komponenten zu miniaturisieren, wurden Bemühungen durchgeführt, um Komponenten
zu entwickeln, die eine Mehrzahl von Funktionen aufweisen.
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Oberflächenwellenfilter
mit einer Symmetrisch-Unsymmetrisch-Transformation- (sogenannte Balun-Transformation)
Funktion für
die Verwendung in HF-Stufen des Mobiltelefons, wurden in dieser
Situation aktiv untersucht und werden zunehmend insbesondere auf
dem Gebiet von GSM (Global System for Mobile Communication) verwendet.
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Mobiltelefone
erfordern abhängig
von ihrer Systemkonfiguration ein Oberflächenwellenfilter mit einer
Baluntransformationsfunktion, wobei die Impedanz der symmetrischen
Anschlüsse
zumindest zweimal so groß ist
wie die Impedanz eines unsymmetrischen Signalanschlusses. Oberflächenwellenfilter
mit der Baluntransformationsfunktion, die eine solche Anforderung
erfüllen,
werden bereits verwendet.
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Wie
es in 9 gezeigt ist, weist ein Oberflächenwellenfilter 1000 die
Impedanz der symmetrischen Signalanschlüsse auf, die zumindest zweimal so
groß ist
wie die Impedanz des unsymmetrischen Signalanschlusses. Das Oberflächenwellenfilter
ist ein longitudinal gekoppeltes Drei-IDT-Oberflächenwellenfilter, das auf einem
piezoelektrischen Substrat 100 einen Reflektor 106,
Interdigitalwandler (hierin nachfolgend als IDTs bezeichnet), die
jeweils eine kammerartige Elektrode mit einer Mehrzahl von Elektrodenfingern
aufweisen, nämlich
ein IDT 101, IDT 102, ein IDT 103, und
einen Reflektor 107 aufweist, in dieser Reihenfolge in
der Ausbreitungsrichtung einer Oberflächenwelle. Jede IDT-Elektrode
umfasst einen Basisabschnitt und eine Mehrzahl von parallelen bandartigen
Elektrodenfingern, die sich von einer Kante des Basisabschnitts
in eine Richtung senkrecht zu dem Basisabschnitt erstrecken. Der
IDT 102 in der Mitte des Filters 1000 umfasst
zwei getrennte Elektroden, nämlich
eine IDT-Elektrode 104 und eine IDT-Elektrode 105,
die in dem piezoelektrischen Substrat 100 in Reihe geschaltet
sind. Ein Anschluss 110, der mit der IDT-Elektrode 104 verbunden
ist, und ein Anschluss 111, der mit der IDT-Elektrode 105 verbunden
ist, dienen als symmetrische Signalanschlüsse. Der IDT 101 und
der IDT 103 sind parallel geschaltet und werden dann mit
einem unsymmetrischen Signalanschluss 113 verbunden. Andere
Anschlüsse 112 der
IDTs 101 und 103 sind geerdet.
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Das
Oberflächenwellenfilter 1000 wirkt
als ein Filter, unabhängig
davon, ob eine Serienverbindung 114, die die IDT-Elektrode 104 und
die IDT-Elektrode 105 in Reihe schaltet, geerdet ist, oder als
Floating-Elektrode gelassen wird, die von umgebenden Elementen getrennt
ist. Die Serieverbindung 114, die als Floating-Elektrode
eingestellt ist, bleibt bei einem Zwischenpotential zwischen den
symmetrischen Signalen, die während
dem Betrieb des Oberflächenwellenfilters 1000 an
den Anschlüssen 110 und 111 auftreten.
Die Serienverbindung 114 ist im Wesentlichen auf einem Massepotential.
Die äußersten
Elektroden 115 und 116 des IDT 102 sind Elektroden,
die zu der Serienverbindung 114 gehören. Ein Elektrodenfinger 117 des
IDT 101 benachbart zu dem IDT 102 ist ein Signalelektrodenfinger, der
mit dem unsymmetrischen Signalanschluss 113 verbunden bleibt.
Ein Elektrodenfinger 118 des IDT 103 benachbart
zu dem IDT 102 ist ein Masseelektrodenfinger.
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Das
Oberflächenwellenfilter
mit der Baluntransformationsfunktion für die Verwendung in der HF-Stufe
des Mobiltelefons erreicht vorzugsweise einen Einfügungsverlust,
der zu einem Signal in dem Durchlassband desselben so klein wie
möglich
ist. Dies liegt daran, dass der Signalverlust in der HF-Stufe mehr
Leistung erfordert, um den verstärkten
Gewinn in einer nachfolgenden Stufe zu erhöhen, und zu einer Reduktion
bei einem S/N-Verhältnis
(Signal-Rausch-Verhältnis) der
HF-Stufe führt,
das die Kommunikationsqualität
wesentlich bestimmt.
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Der
Symmetriegrad der symmetrischen Signale, die in dem Oberflächenwellenfilter
mit der Baluntransformationsfunktion für die Verwendung in der HF-Stufe
des Mobiltelefons erzeugt werden, ist vorzugsweise gut. Das symmetrische
Signal, das in dem Oberflächenwellenfilter
mit der Baluntransformationsfunktion für die Verwendung in der HF-Stufe des Mobiltelefons
erzeugt wird, wird bei einer nachfolgenden Stufe in einen Differenzverstärker eingegeben. Falls
der Symmetriegrad des symmetrischen Signals, das in den Differenzverstärker eingegeben
wird, schlecht ist, zeigt der Differenzverstärker eine mangelhafte Leistung.
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Der
Symmetriegrad der symmetrischen Signale ist ein Maß, das anzeigt,
wie genau die symmetrischen Signale die gleiche Amplitude aber entgegengesetzte
Phasen haben, und wird durch einen Amplitudenausgleich und einen
Phasenausgleich ausgedrückt.
Der Amplitudenausgleich ist eine Amplitudendifferenz zwischen den
beiden symmetrischen Signalen und ist idealerweise Null [dB]. Der
Phasenausgleich wird be stimmt durch Subtrahieren von 180° von einer
Phasendifferenz zwischen den beiden symmetrischen Signalen und ist
idealerweise Null.
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Ein
kleiner Einfügungsverlust
und ein hoher Symmetriegrad zwischen den symmetrischen Signalen
sind für
das Oberflächenwellenfilter
mit der Baluntransformationsfunktion für die Verwendung in der HF-Stufe
des Mobiltelefons erforderlich. Das in 9 gezeigte
Oberflächenwellenfilter 1000 hat
einen Strukturfaktor, der den Einfügungsverlust in Durchlassband
erhöht
und den Symmetriegrad der symmetrischen Signale verschlechtert.
Ein solcher Faktor wird nachfolgend erörtert.
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Wenn
das unsymmetrische Signal an den unsymmetrischen Signalanschluss 113 angelegt wird,
werden Oberflächenwellen
in dem IDT 101 und dem IDT 103 erregt. Als Folge
werden stehende Wellen der Oberflächenwellen in dem Bereich des
IDT 101, des IDT 102 und des IDT 103 erzeugt,
die zwischen den Reflektor 106 und den Reflektor 107 angeordnet
sind, die beide die Oberflächenwellen
reflektieren. Die IDT-Elektrode 104 und
die IDT-Elektrode 105 in dem IDT 102 wandeln jeweils
die Energie der stehenden Wellen der Oberflächenwellen in elektrische Energie
um und erzeugen dadurch symmetrische Signale. Dies ist das Prinzip
des Betriebs des Oberflächenwellenfilters 1000.
Was die Oberflächenwellen
erregt, ist nicht auf das Innere des IDT 101 und das Innere
des IDT 103 beschränkt,
wenn das unsymmetrische Signal an den unsymmetrischen Signalanschluss 113 angelegt
wird. Eine Oberflächenwelle
wird zwischen dem Elektrodenfinger 117 und dem Elektrodenfinger 115 erregt,
zwischen denen eine Spannung angelegt ist, an der Grenze zwischen dem
IDT 101 und dem IDT 102. Andererseits wird eine
sehr geringe (oder keine) Oberflächenwelle
zwischen dem Elektrodenfinger 118 und dem Elektrodenfinger 116 an
der Grenze zwischen dem IDT 103 und dem IDT 102 erzeugt.
Anders ausgedrückt,
wenn das unsymmetrische Signal an den unsymmetrischen Signalanschluss 113 angelegt
wird, findet die Erre gung der Oberflächenwellen auf eine bilateral asymmetrische
Weise in dem Oberflächenwellenfilter 1000 statt.
Die Symmetrie wird hier bezüglich
des IDT 102 betrachtet mit dem IDT 101 auf der
linken Seite und dem IDT 103 auf der rechten Seite.
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Die
bilaterale asymmetrische Erregung der Oberflächenwellen bewirkt, dass die
stehenden Wellen der Oberflächenwellen
asymmetrisch sind, was zu einer Asymmetrie bei der Verteilung von
Strömen führt, die
in den Elektrodenfingern des Oberflächenwellenfilters 1000 fließen. Anders
ausgedrückt,
die bilaterale asymmetrische Erregung der Oberflächenwellen bewirkt, dass die
Verteilung der Ströme
in einer rechten Hälfte
oder einer linken Hälfte
des Oberflächenwellenfilters 1000 lokalisiert
ist. Die Lokalisierung von Strömen
in den Elektrodenfingern in einem bestimmten Bereich erhöht einen
Energieverlust in der Form von Wärme
durch den Widerstand der Elektrodenfinger. Der Einfügungsverlust
des Oberflächenwellenfilters 1000 ist
somit erhöht.
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Wenn
die Serienverbindung 114 geerdet ist, wird die bilaterale
Asymmetrie in der stehenden Welle, die sich von der bilateralen
asymmetrischen Erregung der Oberflächenwellen ergibt, zu einem
dominanten Faktor, der den Symmetriegrad in den symmetrischen Signalen
verschlechtert, die in dem Oberflächenwellenfilter 1000 erzeugt
werden. Wenn die Serienverbindung 114 geerdet ist, werden
elektromotorische Kräfte
in der IDT-Elektrode 104 und der IDT-Elektrode 105 jeweils
zu den Spannungen an den symmetrischen Signalanschlüssen. Der
Symmetriegrad der elektromotorischen Kräfte der IDT-Elektrode 104 und
der IDT-Elektrode 105 ist ein dominanter Faktor, der den
Symmetriegrad der symmetrischen Signale bestimmt. Die bilateral
asymmetrischen stehenden Wellen verschlechtern den Symmetriegrad
der elektromotorischen Kräfte
der IDT-Elektrode 104 und der IDT-Elektrode 105 direkt. Schließlich ist
der Grad der symmetrischen Signale des Oberflächenwellenfilters 1000 verschlechtert.
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Die
bilaterale Asymmetrie der Erregung der Oberflächenwellen wird bewirkt, weil
die Oberflächenwellen
an der Grenze zwischen dem IDT 101 und dem IDT 102 erzeugt
werden, während
die Oberflächenwellen
nicht an der Grenze zwischen dem IDT 103 und dem IDT 102 erzeugt
werden. Eine solche bilaterale Asymmetrie erhöht den Einfügungsverlust des Oberflächenwellenfilters 1000.
Der Symmetriegrad der symmetrischen Signale ist verschlechtert, wenn
die Serienverbindung 114 geerdet ist.
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Das
Erreichen einer perfekten Symmetrie bei der Verteilung der Oberflächenwellenerregung
ist im Prinzip unmöglich
bei der Struktur des longitudinal gekoppelten 3-IDT-Resonatortypfilters,
bei dem rechte und linke IDTs parallel geschaltet sind, um ein unsymmetrisches
Signal aufzunehmen, und symmetrische Signale werden von dem mittleren
IDT aufgenommen, der zwei getrennte Elektroden aufweist, die in
der Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle angeordnet sind.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Folglich
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Oberflächenwellenfilter
zu schaffen, das den Symmetriegrad symmetrischer Signale verbessert
und einen Einfügungsverlust
reduziert durch Reduzieren einer bilateralen Asymmetrie bei der
Verteilung von Oberflächenwellenerregung,
und eine Kommunikationsvorrichtung zu schaffen.
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Bei
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Oberflächenwellenfilter
ein piezoelektrisches Substrat und einen ersten Reflektor, einen
ersten IDT, einen zweiten IDT, einen dritten IDT und einen zweiten
Reflektor, die in dieser Reihenfolge in der Ausbreitungsrichtung
der Oberflächenelle auf
dem piezoelektrischen Substrat angeordnet sind. Der erste und der
dritte IDTs, die parallel zueinander geschaltet sind, sind zusammen
mit einem unsymmetri schen Signalanschluss verbunden. Der zweite IDT
umfasst zwei getrennte Elektroden, die in der Ausbreitungsrichtung
der Oberflächenwelle
angeordnet sind und an einer Serienverbindung elektrisch in Reihe
geschaltet sind, und jeweils mit symmetrischen Signalanschlüssen verbunden
sind. Die äußersten
Elektrodenfinger des zweiten IDT, die benachbart zu dem ersten IDT
und dem dritten IDT sind, sind mit der Serienverbindung verbunden.
Der äußerste Elektrodenfinger
des ersten IDT, benachbart zu dem zweiten IDT, ist mit dem unsymmetrischen
Signalanschluss verbunden. Der äußerste Elektrodenfinger
des dritten IDT, benachbart zu dem zweiten IDT, ist geerdet. Nur
der erste IDT oder sowohl der erste IDT als auch der dritte IDT
sind gewichtet, so dass die Anzahl von Erregungsregionen der Oberflächenwelle
in dem ersten IDT benachbart zu dem zweiten IDT gleich ist wie die
Anzahl von Erregungsregionen in dem dritten IDT benachbart zu dem
zweiten IDT.
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Bei
der obigen Anordnung ist die bilaterale Asymmetrie in der Oberflächenwellenerregung
reduziert, was zu einer Reduktion beim Einfügungsverlust und Verbesserungen
des Symmetriegrads der symmetrischen Signale führt.
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Bei
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Oberflächenwellenfilter
ein piezoelektrisches Substrat, und einen ersten Reflektor, einen
ersten IDT, einen zweiten IDT, einen dritten IDT und einen zweiten
Reflektor, die in dieser Reihenfolge in der Ausbreitungsrichtung
einer Oberflächenwelle
auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet sind. Der erste und
der dritte IDT, die parallel zueinander geschaltet sind, sind zusammen
mit einem unsymmetrischen Signalanschluss verbunden. Der zweite
IDT umfasst zwei getrennte Elektroden, die in der Ausbreitungsrichtung
der Oberflächenwelle
angeordnet sind, elektrisch in Reihe geschaltet sind an einer Serienverbindung,
und jeweils mit symmetrischen Signalanschlüssen verbunden sind. Die äußersten
Elektrodenfinger des zweiten IDT, die benachbart zu dem ersten IDT
und dem dritten IDT sind, sind mit der Serien verbindung verbunden.
Der äußerste Elektrodenfinger
des ersten IDT benachbart zu dem zweiten IDT ist mit dem unsymmetrischen
Signalanschluss verbunden. Der äußerste Elektrodenfinger
des dritten IDT benachbart zu dem zweiten IDT ist geerdet. Der erste
IDT ist serienverbindungsgewichtet.
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Die
Serienverbindungsgewichtung wird wie folgt durchgeführt. Zwei
benachbarte Elektrodenfinger sind auf etwa die Hälfte der Länge der verbleibenden Elektrodenfinger
gekürzt,
zwei Scheinelektrodenfinger sind in einem leeren Bereich angeordnet, der
als Ergebnis des Halbierens der beiden Elektroden der Länge nach
hergestellt ist, und die beiden Scheinelektrodenfinger sind elektrisch
miteinander verbunden.
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Bei
der obigen Anordnung ist die bilaterale Asymmetrie in der Oberflächenwellenerregung
reduziert, was zu einer Reduktion des Einfügungsverlusts und Verbesserungen
bei dem Symmetriegrad der symmetrischen Signale führt.
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Vorzugsweise
sind der erste bis fünfte
Elektrodenfinger des ersten IDT, der am nächsten zu dem zweiten IDT ist,
serienverbindungsgewichtet.
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Bei
der obigen Anordnung reduzieren die gewichteten Elektrodenfinger
des ersten IDT am nächsten
zu dem zweiten IDT die bilaterale Asymmetrie der Oberflächenwelle,
was zu einer Reduktion beim Einfügungsverlust
und Verbesserungen bei dem Symmetriegrad der symmetrischen Signale
führt.
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Bei
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Oberflächenwellenfilter
ein piezoelektrisches Substrat und einen ersten Reflektor, einen
ersten IDT, einen zweiten IDT, einen dritten IDT und einen zweiten
Reflektor, die auf dem piezoelektrischen Substrat in dieser Reihenfolge
in der Ausbreitungsrichtung einer Oberflächenwelle angeordnet sind.
Der erste und der dritte IDTs, die zueinander parallel geschaltet
sind, sind zusammen mit einem unsymmetri schen Signalanschluss verbunden.
Der zweite IDT umfasst zwei getrennte Elektroden, die in der Ausbreitungsrichtung
der Oberflächenwelle
angeordnet sind, elektrisch in Reihe geschaltet an einer Serienverbindung,
und jeweils mit symmetrischen Signalanschlüssen verbunden. Die äußersten
Elektrodenfinger des zweiten IDT, die benachbart zu dem ersten IDT
und dem dritten IDT sind, sind mit der Serienverbindung verbunden.
Der äußerste Elektrodenfinger
des ersten IDT, benachbart zu dem zweiten IDT, ist mit dem unsymmetrischen
Signalanschluss verbunden. Der äußerste Elektrodenfinger
des dritten IDT, benachbart zu dem zweiten IDT, ist geerdet. Der äußerste Elektrodenfinger
des ersten IDT, benachbart zu dem zweiten IDT, ist apodisationsgewichtet.
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Der äußerste Elektrodenfinger
des ersten IDT, benachbart zu dem zweiten IDT, ist vorzugsweise
etwa die Hälfte
der Länge
der anderen Elektrodenfinger des ersten IDT, um Apodisationsgewichtung
zu erreichen, wobei das Oberflächenwellenfilter
einen Scheinelektrodenfinger umfasst, der in einer Ausdehnungslinie
angeordnet ist, die sich von dem Ende des apodisationsgewichteten
Elektrodenfinger erstreckt, und wobei der Scheinelektrodenfinger
in einem Bereich einer IDT-Elektrode des ersten IDT angeordnet ist,
der sich von einer IDT-Elektrode des ersten IDT mit dem apodisationsgewichteten
Elektrodenfinger unterscheidet.
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Der
erste und der zweite äußerste Elektrodenfinger
des ersten IDT, benachbart zu dem zweiten IDT, sind vorzugsweise
etwa zwei Drittel der Länge der
anderen Elektrodenfinger des ersten IDT, um Apodisationsgewichtung
zu erreichen, wobei das Oberflächenwellenfilter
einen Scheinelektrodenfinger umfasst, der in einer Ausdehnungslinie
angeordnet ist, die sich von den Enden der apodisationsgewichteten
Elektrodenfinger erstreckt, und wobei der Scheinelektrodenfinger
in einem Bereich einer IDT-Elektrode des ersten IDT angeordnet ist,
der sich von einer IDT-Elektrode des ersten IDT mit dem apodisationsgewichteten
Elektrodenfinger unterscheidet.
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Bei
der obigen Anordnung ist die bilaterale Asymmetrie in der Oberflächenwellenerregung
reduziert, was zu einer Reduktion beim Einfügungsverlust und Verbesserungen
bei dem Symmetriegrad der symmetrischen Signale führt.
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Bei
einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Oberflächenwellenfilter
ein piezoelektrisches Substrat und einen ersten Reflektor, einen
ersten IDT, einen zweiten IDT, einen dritten IDT und einen zweiten
Reflektor, die auf dem piezoelektrischen Substrat in dieser Reinenfolge
in der Ausbreitungsrichtung einer Oberflächenwelle angeordnet sind.
Der erste und der dritte IDT, die zueinander parallel geschaltet
sind, sind zusammen mit einem unsymmetrischen Signalanschluss verbunden.
Der zweite IDT umfasst zwei getrennte Elektroden, die in einer Ausbreitungsrichtung
der Oberflächenwelle
angeordnet sind, an einer Serienverbindung elektrisch zueinander
in Reihe geschaltet sind und jeweils mit symmetrischen Signalanschlüssen verbunden
sind. Die äußersten
Elektrodenfinger des zweiten IDT, die benachbart zu dem ersten IDT
und dem dritten IDT sind, sind mit der Serienverbindung verbunden.
Der erste und der zweite äußerste Elektrodenfinger
des ersten IDT benachbart zu dem zweiten IDT sind geerdet. Der äußerste Elektrodenfinger
des dritten IDT benachbart zu dem zweiten IDT ist geerdet; ein Elektrodenfinger
des dritten IDT, der mit einem der unsymmetrischen Signalanschlüsse am nächsten zu dem
IDT verbunden ist, ist etwa halb so lang wie die anderen Elektrodenfinger
des dritten IDT, um Apodisationsgewichtung zu erreichen. Das Oberflächenwellenfilter
umfasst ferner einen Scheinelektrodenfinger, der in einer Ausdehnungslinie
angeordnet ist, die sich von dem Ende des apodisationsgewichteten Elektrodenfingers
erstreckt, und der Scheinelektrodenfinger ist in einem Bereich einer
IDT-Elektrode des dritten IDT angeordnet, der sich von einer IDT-Elektrode des
dritten IDT mit dem apodisationsgewichteten Elektrodenfinger unterscheidet.
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Bei
der obigen Anordnung ist die bilaterale Asymmetrie in der Oberflächenwellenerregung
reduziert, was zu einer Reduktion beim Einfügungsverlust und Verbesserungen
bei dem Symmetriegrad symmetrischer Signale führt.
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Die
Serienverbindung des zweiten IDT ist vorzugsweise geerdet.
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Bei
der obigen Anordnung haben die Ausgangsspannungen der beiden kammartigen
Elektroden eine gute Symmetrie. Die Erdung der Serienverbindung
ermöglicht
es, dass die gute Symmetrie der Ausgangsspannungen der beiden kammartigen Elektroden
bei dem Symmetriegrad der symmetrischen Signalanschlüsse berücksichtigt
wird.
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Ferner
wird, wenn die Serienverbindungsstellen geerdet sind, eine elektromagnetische
Abschirmung zwischen dem unsymmetrischen Anschluss und den symmetrischen
Anschlüssen
verstärkt.
Die Direktweg-Welle von dem unsymmetrischen Signalanschluss zu den
symmetrischen Signalanschlüssen
ist reduziert. Die Erdung der Serienverbindung verbessert somit
zuverlässig
den Symmetriegrad der symmetrischen Signale.
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Die
Serienverbindung des zweiten IDT ist vorzugsweise durch einen Elektrodenfinger
des ersten IDT oder des dritten IDT geerdet.
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Falls
eine Leitung oder eine Elektrodenanschlussfläche zu dem piezoelektrischen
Substrat hinzugefügt
wird, um die Serienverbindung zu erden, kann sich eine parasitäre Kapazität erhöhen, was
die Charakteristika des Oberflächenwellenfilters
nachteilig beeinträchtigt.
Anstatt die Leitung oder die Elektrodenanschlussfläche zu verwenden,
kann die Serienverbindung geerdet werden durch Herstellen einer Verbindung
zwischen einem Elektrodenfinger des zweiten IDT, der mit der Serienverbindung
verbunden ist, und einer Masseelektrode des ersten IDT oder des
dritten IDT, oder durch Herstellen einer Verbindung zwischen der
Serienverbindung des zweiten IDT und des Masseelektrodenfingers
des ersten IDT oder des dritten IDT, oder durch Herstellen der beiden
obigen Verbindungen gleichzeitig. Das obige Erdungsverfahren des
Erdens der Serienverbindung wird durchgeführt, ohne eine Leitung oder
eine Elektrodenanschlussfläche
auf dem piezoelektrischen Substrat hinzuzufügen. Da es wenig oder keinen
Anstieg der parasitären
Kapazität
gibt, sind die Charakteristika des Oberflächenwellenfilters frei von
nachteiligen Effekten. Das obige Erdungsverfahren wird besonders
bevorzugt.
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Bei
einem fünften
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kommunikationsvorrichtung eines
der oben erwähnten
Oberflächenwellenfilter. Die
Kommunikationsvorrichtung, die das Oberflächenwellenfilter mit einer
verbesserten Symmetrie der symmetrischen Signale und einem geringen
Einfügungsverlust
in einem Durchlassband umfasst, verbessert Übertragungscharakteristika.
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Die
obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden offensichtlich von der folgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele
derselben, die beispielhaft gegeben sind und durch die beiliegenden
Zeichnungen dargestellt sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 stellt
die Struktur eines Oberflächenwellenfilters
gemäß einem
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dar;
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2 stellt
eine Modifikation des Oberflächenwellenfilters
von 1 dar;
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3A und 3B sind
Diagramme, die Signalübertragungscharakteristika
des Oberflächenwellenfilters
von 2 und eines herkömmlichen Oberflächenwellenfilters
darstellen;
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4 ist
ein Diagramm, das Amplitudenausgleiche des Oberflächenwellenfilters
von 2 und des herkömmlichen
Oberflächenwellenfilters
darstellt;
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5 ist
ein Diagramm, das Phasenausgleiche des Oberflächenwellenfilters von 2 und
des herkömmlichen
Oberflächenwellenfilters
darstellt;
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6 stellt
die Struktur eines Oberflächenwellenfilters
gemäß einem
zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dar;
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7 stellt
die Struktur eines Oberflächenwellenfilters
gemäß einem
dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dar;
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8 ist
ein Blockdiagramm, das Hauptblöcke
einer Kommunikationsvorrichtung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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9 stellt
die Struktur eines Oberflächenwellenfilters
mit einer Baluntransformationsfunktion dar.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Erstes bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
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Ein
erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf 1 bis 4 erörtert.
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1 stellt
ein Oberflächenwellenfilter 200 des
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung dar. Das Oberflächenwellenfilter 200 umfasst
einen Reflektor 6, einen IDT (Interdigitalwandler) 1,
einen IDT 2, einen IDT 3 und einen Reflektor 7,
die in dieser Reihenfolge auf einem piezoelektrischen Substrat 201 in
einer Ausbreitungsrichtung einer Oberflächenwelle angeordnet sind. Der
IDT 1 und der IDT 3 sind parallel geschaltet.
Anschlüsse 12 der
Masseelektroden des IDT 1 und des IDT 3 sind geerdet.
Die anderen Elektroden des IDT 1 und des IDT 3 sind
mit einem unsymmetrischen Signalanschluss 13 verbunden.
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DER
IDT 2 umfasst eine IDT-Elektrode 4 und eine IDT-Elektrode 5,
die in der Ausbreitungsrichtung einer Oberflächenwelle angeordnet sind,
und eine Serienverbindung 14, die ebenfalls eine IDT-Elektrode
ist. Die IDT-Elektrode 4 und die IDT-Elektrode 5 sind
durch die Serienverbindung 14 zueinander elektrisch in
Serie geschaltet. Der Anschluss der IDT-Elektrode 4, der
nicht mit der Serienverbindung 14 verbunden ist, wird ein
symmetrischer Signalanschluss 10. Der Anschluss der IDT-Elektrode 5,
der nicht mit der Serienverbindung 14 verbunden ist, wird ein
symmetrischer Anschluss 11. Der IDT 2 umfasst die äußersten
Elektrodenfinger 15 und 16, die mit der Serienverbindung 14 verbunden
sind. Bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Elektrodenfinger 15 und 16 mit
Masseelektroden des IDT 1 bzw. des IDT 3 verbunden.
Bei den IDT 1, 2 und 3 werden IDT-Elektrodenfinger,
die jeweils mit den symmetrischen Signalanschlüssen 10 und 11 verbunden
sind, und die unsymmetrischen Signalanschlüsse 13 als Signalelektrodenfinger
bezeichnet, und IDT-Elektrodenfinger, die geerdet sind, werden als
Masseelektrodenfinger bezeichnet.
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Ein
Elektrodenfinger 17 des IDT 1 benachbart zu dem
IDT 2 ist mit dem unsymmetrischen Signalanschluss 13 verbunden.
Ein Elektrodenfinger 18 des IDT 3 benachbart zu
dem IDT 2 ist geerdet. Ferner ist der Elektrodenfinger 18 mit
der Serienverbindung 14 des IDT 2 verbunden. Als
Folge ist die Serienverbindung 14 durch die Elektrodenfinger 15, 16 und 18 geerdet.
Der Elektrodenfinger 17 des IDT 1 ist etwa halb
so lang wie die anderen Elektrodenfinger des IDT 1. Ein
Elektrodenfinger 19 des IDT 1 nahe zu dem Elektrodenfinger 17 ist
etwa halb so lang wie die anderen Elektrodenfinger des IDT 1.
Die Scheinelektrodenfinger 20, die elektrisch miteinander
verbunden sind, sind in einem Bereich, in dem keine Elektrodenfinger
existieren, angeordnet, wo die Elektrodenfinger 17 und 19 auf
etwa die Hälfte
der Länge der
anderen Elektrodenfinger festgelegt sind. Ein Elektrodenfinger 20 ist
in einer Ausdehnungslinie angeordnet, die sich von dem Ende des
Elektrodenfingers 17 erstreckt, und der andere Elektrodenfinger 20 ist
in einer Ausdehnungslinie angeordnet, die sich von dem Ende des
Elektrodenfingers 19 erstreckt. Die Scheinelektrodenfinger 20 sind
nicht mit den Interdigitalelektroden verbunden, die die IDTs bilden, und
sind als Floating-Elektrode-Finger eingestellt.
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Die
Elektrodenfinger 17 und 19 sind serienverbindungsgewichtet.
Auf diese Weise ist die Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
in dem IDT 1 um Eins reduziert. Die Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
in dem IDT 1 ist abgeglichen mit der Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
in dem IDT 3. Die bilaterale Asymmetrie in der Oberflächenwelle
in dem Oberflächenwellenfilter 200 ist
reduziert, wenn ein unsymmetrisches Signal angelegt ist. Die Oberflächenwellenerregungsregion
bezieht sich auf eine Region, wo eine Oberflächenwelle erzeugt wird (erregt
wird). Eine Oberflächenwelle
wird beispielsweise zwischen einem Signalelektrodenfinger und einem
Masseelektrodenfinger erzeugt, mit Spannungen, die jeweils an den
Signalelektrodenfinger und den Masseelektrodenfinger angelegt sind.
Die Größe einer
Oberflächenwelle,
die zwischen dem Scheinelektrodenfinger 20 und einem dazu
benachbarten Elektrodenfinger in einer gewichteten Region erzeugt
wird, ist etwa halb so groß wie
eine Oberflächenwelle,
die zwischen Standardelektrodenfingern erzeugt wird. Gemäß dem ersten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
stellt die Serienverbindungsgewichtung die Größe der Oberflächenwelle,
die in einer bestimmten Oberflächenwellenerregungsregion
erzeugt wird, auf etwa die Hälfte
der Größe der Oberflächenwelle
in anderen Oberflächenwellenerregungsregionen
ein. Diese Anordnung überwindet
die bilaterale Asymmetrie in der Oberflächenwelle in dem Oberflächenwellenfilter 200.
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Ein
Einkristallsubstrat aus 40 ± 5° Y-Achsen-Schnitt-Lithiumtantalat (LiTaO3) kann als das piezoelektrische Substrat 201 verwendet
werden. Die Ausbreitungsrichtung einer Oberflächenwelle ist als eine X-Achsenrichtung
eingestellt. Das Oberflächenwellenfilter 200 besteht
typischerweise aus einer Aluminiumdünnfilmstruktur mit einer Dicke
von beispielsweise 206 nm, die auf dem piezoelektrischen Substrat 201 vorgesehen
ist.
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Ein
Beispiel detaillierter Entwurfsparameter des Oberflächenwellenfilters 200 ist
wie folgt: jeder der Reflektoren 6 und 7 umfasst
zwei Gitterlinien mit einem Abstand von 1,09 μm und einer Metallisierung von
0,7. Der IDT 1, der IDT 2 (die IDT-Elektrode 4 und die
IDT-Elektrode 5) und der IDT 3 haben 22 Elektrodenfinger,
32 Elektrodenfinger (16 Elektrodenfinger und 16 Elektrodenfinger)
bzw. 22 Elektrodenfinger. Jeder der IDT 1, IDT 2 und
IDT 3 hat einen Fingerabstand von 1,08 μm und ein Metallisierungsverhältnis von
0,7. Drei Elektrodenfinger des IDT 1 näher zu dem IDT 2,
drei Elektrodenfinger des IDT 2 näher zu dem IDT 1,
drei Elektrodenfinger des IDT 2 näher zu dem IDT 3 und
drei Elektrodenfinger des IDT 3 näher zu dem IDT 2 sind
bei einem Fingerabstand von 0,97 μm
und einem Metallisierungsverhältnis
von 0,6 angeordnet. Der Abstand zwischen dem Reflektor 6 und dem
IDT 1 und der Abstand zwischen dem Reflektor 7 und
dem IDT 3 betragen beide 1,0 μm. Der Abstand zwischen dem
IDT 1 und der IDT-Elektrode 4 und der Abstand
zwischen dem IDT 3 und der IDT-Elektrode 5 betragen
jeweils 0,97 μm.
Der Abstand zwischen der IDT-Elektrode 4 und der IDT-Elektrode 5 beträgt 1,08 μm.
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Ein
Oberflächenwellenfilter 301,
das das Oberflächenwellenfilter 200 verwendet,
wird nun mit Bezugnahme auf 2 erörtert.
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Bei
dem Oberflächenwellenfilter 301 ist
ein Ein-Anschluss-Paar-Oberflächenwellenresonator 300 in
Serie mit dem unsymmetrischen Signalanschluss des Oberflächenwellenfilters 200 geschaltet. Genauer
gesagt ist eine Parallelverbindung des IDT 1 und des IDT 3 durch
den in Serie geschalteten Oberflächenakustikresonator 300 mit
dem unsymmetrischen Signalanschluss 13 verbunden. Das Oberflächenwellenfilter
mit einem Ein-Anschlusspaar-Oberflächenwellenresonator, der mit
dem unsymmetrischen Signalanschluss desselben verbunden ist, wird
typischerweise bei 2-GHz-Band-HF-Oberflächenwellenfiltern verwendet,
die in aktuellen Mobiltelefonen verwendet werden. 2 stellt
diese Struktur eines HF-Oberflächenwellenfilters
dar, das typischerweise in aktuellen Mobiltelefonen verwendet wird.
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Wenn
das Oberflächenwellenfilter 200 auf dem
piezoelektrischen Substrat 201 angeordnet ist, ist der
Oberflächenresonator 300 aus
einer Struktur aus Aluminiumdünnfilm
mit einer Dicke von beispielsweise 206 nm hergestellt. Der Oberflächenresonator 300 umfasst
einen Reflektor 22, einen IDT 21 und einen Reflektor 23,
die auf dem piezoelektrischen Substrat 201 in dieser Reihenfolge
in einer Ausbreitungsrichtung einer Oberflächenwelle angeordnet sind.
Bei einem Beispiel sind die Werte der Entwurfsparameter des Oberflächenresonators 300 wie
folgt: jeder der Reflektoren 22 und 23 verwendet
100 Gitterlinien mit einem Abstand von 1,05 μm und ein Metallisierungsverhältnis von
0,7 und der IDT 21 hat 150 Elektrodenfinger mit einem Abstand
von 1,05 μm
und einem Metallisierungsverhältnis
von 0,7. Jeder der Abstände zwischen
dem Reflektor 22 und dem IDT 21 und der Abstand
zwischen dem Reflektor 23 und dem IDT 21 beträgt 1,05 μm.
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3A und 3B sind
Diagramme, die Signalübertragungscharakteristika
des Oberflächenwellenfilters 301 darstellen.
Ein Durchlassband des Oberflächenwellenfilters 301 reicht
von 1.800 MHz bis 1.880 MHz. Wie es gezeigt ist, ist die Übertragungscharakteristik
des Oberflächenwellenfilters 301 durch
die durchgezogene Linie dargestellt, während die Signalübertragungscharakteristik
eines herkömmlichen
Oberflächenwellenfilters
durch die gestrichelte Linie dargestellt sind. Das herkömmliche Oberflächenwellenfilter
bezieht sich auf das Oberflächenwellenfilter 201 mit
dem IDT 1, der keine Serienverbindungsgewichtung aufweist.
Wie es gezeigt ist, wird der Einfügungsverlust des Oberflächenwellenfilters 301 kleiner
als derjenige des herkömmlichen Oberflächenwellenfilters,
insbesondere in einer Niederfrequenzregion des Durchlassbands. Somit
ist die Einfügungsverlustcharakteristik
bei dem Oberflächenwellenfilter
der Modifikation des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels verbessert.
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4 ist
ein Diagramm, das einen Amplitudenausgleich der symmetrischen Signale
des Oberflächenwellenfilters 301 darstellt.
Wie es gezeigt ist, ist der Amplitudenausgleich des Oberflächenwellenfilters 301 durch
die durchgezogene Linie dargestellt, während der Amplitudensausgleich
des herkömmlichen
Oberflächenwellenfilters
durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Das herkömmliche
Oberflächenwellenfilter
bezieht sich auf das Oberflächenwellenfilter 301 mit
dem IDT 1 ohne Serienverbindungsgewichtung. Wie es gezeigt
ist, reicht das Amplitudengleichgewicht des herkömmlichen Oberflächenwellenfilters
in dem Durchlassband von –2,0
dB bis +1,1 dB, während
der Amplitudenausgleich des Oberflächenwellenfilters 301 von –1,0 dB
bis +1,0 dB reicht. Das Oberflächenwellenfilter 301 erreicht
eine wesentliche Verbesserung in dem Amplitudenauslgeich im Vergleich
zu einem herkömmlichen
Oberflächenwellenfilter.
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5 ist
ein Diagramm, das einen Phasenauslgeich des Oberflächenwellenfilters 301 darstellt. Wie
es gezeigt ist, ist der Phasenausgleich des Oberflächenwellenfilters 301 durch
die durchgezogene Linie dargestellt, während der Phasenausgleich des herkömmlichen
Oberflächenwellenfilters
durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Das herkömmliche Oberflächenwellenfilter
bezieht sich auf das Oberflächenwellenfilter 301 mit
dem IDT 1 ohne Serienverbindungsgewichtung. Es ist schwierig
zu bestimmen, ob das Oberflächenellenfilter 301 oder
das herkömmliche
Oberflächenwellenfilter
das andere bezüglich des
Phasenausgleichs übertrifft.
Falls jedoch die Amplitudenausgleiche, die in 4 dargestellt
sind, ebenfalls gemeinsam betrachtet werden, ist es klar, dass das
Oberflächenwellenfilter 301 im
Vergleich zu dem herkömmlichen
Oberflächenwellenfilter
Verbesserungen bei dem Phasenaugleich liefert.
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Zweites bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
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Ein
zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf 6 erörtert. Um
die Erklärung
zu vereinfachen, sind Elemente, die identisch sind wie diejenigen,
die mit Bezugnahme auf das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel beschrieben
sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und die Beschreibung
derselben ist hierin ausgelassen.
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6 stellt
ein Oberflächenwellenfilter 400 des
zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels
dar. Das Oberflächenwellenfilter 400 umfasst
einen IDT 1a anstatt dem IDT 1, der bei dem piezoelektrischen Substrat 201 bei
dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
verwendet wird. Der IDT 1a hat eine Serienverbindungsgewichtung
zwischen einem zweiten Elektrodenfinger und einem dritten Elektrodenfinger
von dem IDT 2 anstatt zwischen dem ersten und dem zweiten
Elektrodenfinger in dem IDT 1. Ein erster Elektrodenfinger 30 am
nächsten
zu dem IDT 2 hat die gleiche Länge wie die verbleibenden Elektrodenfinger.
Ein zweiter Elektrodenfinger 19 und ein dritter Elektrodenfinger 31 am
nächsten
zu dem IDT 2 sind jeweils etwa halb so lang wie die verbleibenden
Elektrodenfinger. Die Elektrodenfinger 19 und 31,
die etwa halb so lang sind wie die anderen Elektrodenfinger, bewirken
einen Bereich, in dem keine Elektrodenfinger existieren, der dann
mit zwei elektrisch verbundenen Scheinelektrodenfingern 32 verbunden
ist. Die Scheinelektrodenfinger 32 sind in Ausdehnungslinien
angeordnet, die sich von den Enden der Elektrodenfinger 19 und 31 erstrecken.
Die Elektrodenfinger 19 und 31 sind somit serienverbindungsgewichtet.
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Das
Oberflächenwellenfilter 400 des
zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung liefert etwas weniger Vorteile bezüglich der Reduktion
des Einfügungsverlusts
und der Verbesserung des Symmetriegrads der symmetrischen Signale
als das Oberflächenwellenfilter 301 des
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. Das Oberflächenwellenfilter 300 liefert
jedoch im Vergleich zu dem Oberflächenwellenfilter 301 Verbesserungen
bei Eingangs- und Ausgangsimpedanzanpassungscharakteristika, die bei
dem Oberflächenwellenfilter
als wichtig angesehen werden. Genauer gesagt, das Oberflächenwellenfilter 400 übertrifft
die herkömmlichen
Oberflächenwellenfilter
bei den Eingangs- und Ausgangsimpedanzanpassungscharakteristika.
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Drittes bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
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Ein
drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf 7 erörtert. Um
die Erklärung
zu vereinfachen, sind Elemente, die identisch sind mit denjenigen,
die in Verbindung mit dem ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel
erörtert
wurden, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und die Erörterung
derselben ist hier ausgelassen.
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7 stellt
ein Oberflächenwellenfilter 500 gemäß dem dritten
bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung dar. Das Oberflächenwellenfilter 500 umfasst
einen IDT 1b anstatt dem IDT 1, der bei dem ersten
bevorzugten Ausführungsbeispiel auf
dem piezoelektrischen Substrat 201 verwendet wird. Der
IDT 1b ähnelt
dem IDT 1, aber der Elektrodenfinger desselben am nächsten zu
dem IDT 2 ist eliminiert, und derselbe weist keine Serienverbindungsgewichtung
auf. Der IDT 1b weist eine Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
auf, die um zwei kleiner ist als diejenige des IDT 1. Ferner
ist der IDT 3 mit einem IDT 3b ersetzt, der einen
Elektrodenfinger aufweist, der etwa halb so lang ist wie die anderen
Elektrodenfinger.
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Da
der IDT 1b keinen Signalelektrodenfinger aufweist, der
am nächsten
zu dem IDT 2 ist, sind zwei Elektrodenfinger 41 und 42 des
IDT 1b am nächsten zu
dem IDT 2 geerdet. Die Elektrodenfinger 41 und 42 sind
jeweils der äußerste Elektrodenfinger
und der zweitäußerste Elektrodenfinger
benachbart zu dem IDT 2. Ein Elektrodenfinger 15 des
IDT 2 ist nicht mit den Masseelektrodenfingern des IDT 1b verbunden. Ein
Signalelektrodenfinger 43 und ein Masseelektrodenfinger 44 benachbart
zu einem Elektrodenfinger 18 des IDT 3b sind etwa
halb so lang wie die verbleibenden Elektrodenfinger.
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Der
Elektrodenfinger 18 des IDT 3b benachbart zu dem
IDT 2 ist nicht mit der Serienverbindung 14 verbunden.
Ein Elektrodenfinger 16 des IDT 2 ist nicht mit
der Elektrode des IDT 3b verbunden. Anders ausgedrückt, die
Serienverbindung 14 ist eine Floating-Elektrode, die von
den umgebenden Elementen getrennt ist.
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Falls
der IDT 1b eingestellt ist, um bei der Anzahl von Elektrodenfingern
identisch zu sein mit dem IDT 1, ist die Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
um Eins erhöht,
wobei die Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
zwischen dem IDT 2 und dem IDT 3b ungeändert bleibt,
wobei eine bilaterale Asymmetrie bewirkt wird. Wenn ein Signalelektrodenfinger
in dem IDT 1 eliminiert ist, um den IDT 1b zu
bilden, wird keine zusätzliche
Oberflächenwellenerregungsregion
zwischen dem IDT 2 und dem IDT 1b gebildet und
die Anordnung der Masseelektrodenfinger 41 und 42 reduziert
die Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen.
Genauer gesagt, die Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
ist auf dem linken Abschnitt desselben um zwei reduziert. Da der
IDT 3b den einen Signalelektrodenfinger aufweist, der etwa
halb so lang ist wie die anderen Elektrodenfinger, ist die Anzahl
von Oberflächenwellenerregungsregionen
auf dem rechten Abschnitt um Eins reduziert. Anders ausgedrückt, eine bilaterale
Symmetrie zwischen dem linken und dem rechten Abschnitt des Oberflächenwellenfilters 500 ist
in der Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
sichergestellt. Der Symmetriegrad ist somit verbessert.
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Bei
dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst das Oberflächenwellenfilter einen ersten
Reflektor, einen ersten IDT, einen zweiten IDT, einen dritten IDT
und einen zweiten Reflektor, die in dieser Reihenfolge auf einem
piezoelektrischen Substrat in einer Ausbreitungsrichtung einer Oberflächenwelle
angeordnet sind (von rechts nach links). Der zweite IDT an der Mitte
umfasst zwei getrennte Elektroden, die an einer Serienverbindung
miteinander verbunden sind. Die beiden Elektroden sind jeweils mit
unsymmetrischen Signalanschlüssen
verbunden. Der erste IDT und der dritte IDT sind parallel geschaltet
und auch zusammen mit einem unsymmetrischen Signalanschluss verbunden.
Die kammartigen Elektroden des ersten IDT und des dritten IDT, die
nicht mit dem unsymmetrischen Signalanschluss verbunden sind, sind
geerdet. Die Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
auf dem linken Abschnitt und die Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
auf dem rechten Abschnitt des Filters sind gleich zueinander eingestellt.
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Falls
die Oberflächenwellenerregungsregionen
zwischen den zueinander benachbarten Elektrodenfingern des ersten
IDT und des zweiten IDT sichergestellt sind, und falls keine Oberflächenwellenerregungsregionen
zwischen den zueinander benachbarten Elektrodenfingern des zweiten
IDT und des dritten IDT sichergestellt sind, sind die Elektrodenfinger
des dritten IDT gewichtet, so dass die Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
in dem dritten IDT um n reduziert ist (n ist eine Ganzzahl gleich
oder größer als
1). In dem ersten IDT sind die Elektrodenfinger gewichtet, wodurch
die Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
um (n + 1) reduziert wird.
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Falls
es eine Differenz bei der Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
zwischen dem linken Abschnitt und dem rechten Abschnitt gibt, werden
die Oberflächenwellen
bilateral asymmetrisch erregt, wenn ein unsymmetrisches Signal an
das Oberflächenwellenfilter
angelegt wird. Dies erhöht
den Einfügungsverlust
und verschlechtert die Symmetrie der symmetrischen Signale.
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Da
die Oberflächenwellenerregungsregionen
auf dem linken Abschnitt und dem rechten Abschnitt bei dem Oberflächenwellenfilter
des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels
gleich sind, ist die bilaterale Asymmetrie in der Oberflächenwellenerregung
reduziert. Diese Anordnung führt
zu einer Reduktion bei dem Einfügungsverlust
und Verbesserungen bei dem Symmetriegrad der symmetrischen Signale. Übermäßiges Gewichten
beeinträchtigt
jedoch die Charakteristika des longitudinal gekoppelten Resonatortyp-Oberflächenwellenfilters
nachteilig. Vorzugsweise sind nur die Elektrodenfinger des ersten IDT
gewichtet, anstatt die Elektrodenfinger des dritten IDT zu gewichten,
was die Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
reduziert. Genauer gesagt, mit n = 0 ist die Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
bei dem ersten IDT vorzugsweise um Eins, reduziert.
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Als
ein Gewichtungsverfahren zum Reduzieren der Anzahl von Oberflächenwellenerregungsregionen
um Eins ist ein Apodisationsgewichtungsverfahren verfügbar, bei
dem die Länge
von einem der Signalelektrodenfinger in dem ersten IDT auf eine Länge verkürzt ist,
die etwa halb so lang ist wie die anderen Signalelektrodenfinger.
Außerdem
ist als weiteres Gewichtungsverfahren ein Serienverbindungsgewichtungsverfahren
verfügbar,
bei dem ein Signalelektrodenfinger und ein Masseelektrodenfinger
benachbart zu dem einen Signalelektrodenfinger in dem ersten IDT
eine Länge
von etwa der Hälfte
der Länge
der verbleibenden Elektrodenfinger aufweisen, und zwei Scheinelektrodenfinger
in zwei Bereichen angeordnet sind, in denen keine Elektrodenfinger
existieren, die erzeugt werden durch Halbieren der Signalelektrode
und der Masseelektrode in der Länge.
Die zwei Scheinelektrodenfinger sind elektrisch miteinander verbunden.
Die Scheinelektrodenfinger sind in Ausdehnungslinien angeordnet,
die sich von den Enden der beiden Elektrodenfinger erstrecken, deren
Länge etwa
halb so lang ist wie die Länge
der verbleibenden Elektrodenfinger. Außerdem ist als ein weiteres
Gewichtungsverfahren ein Verfahren verfügbar, bei dem zwei Signalelektrodenfinger
in der Länge
um ein Viertel der Länge
der verbleibenden Elektrodenfinger gekürzt sind. Anders ausgedrückt, die
Länge der
beiden Signalelektrodenfinger in dem ersten IDT ist eingestellt,
um dreiviertel der Länge
der verbleibenden Elektrodenfinger zu sein.
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Die
Position der Gewichtung ist nicht auf eine bestimmte Position beschränkt. Da
der Zweck der Gewichtung das Korrigieren der Oberflächenwelle
in der Grenze zwischen dem ersten IDT und dem zweiten IDT ist, ist
das Gewichten der Elektrodenfinger des ersten IDT näher zu dem
zweiten IDT effektiv bei der Reduktion der bilateralen Asymmetrie
der Oberflächenwelle.
Beispielsweise sind vorzugsweise einer oder mehrere der ersten bis
fünften
Elektrodenfinger des ersten IDT am nächsten zu dem zweiten IDT gewichtet.
Noch bevorzugter sind die Elektrodenfinger des ersten IDT benachbart
zu dem zweiten IDT gewichtet.
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Je
näher der
Elektrodenfinger des ersten IDT zu dem zweiten IDT ist, abhängig von
den Entwurfsparametern jedes IDT, umso größer sind die Frequenzcharakteristika
der Eingangs- und
Ausgangsimpedanz des Oberflächenwellenfilters
in dem Durchlassband. Es wird schwieriger, die Eingangs- und Ausgangsimpedanz
des Oberflächenwellenfilters
an eine Nennimpedanz anzupassen, innerhalb des gesamten Frequenzbereichs
des Durchlassbands. In einem solchen Fall werden Gesamtcharakteristika
optimiert durch Trennen des gewichteten Elektrodenfingers des ersten
IDT von dem zweiten IDT.
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Ob
die Serienverbindung des zweiten IDT mit Masse verbunden ist oder
nicht, ist nicht wichtig. Falls die bilaterale Asymmetrie in der
Oberflächenwellenerregung
in dem Oberflächenwellenfilter
des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung reduziert ist, ist die Symmetrie der
stehenden Wellen der Oberflächenwellen
verbessert, und der Symmetriegrad der elektromotorischen Kräfte der
beiden getrennten IDT-Elektroden des zweiten IDT ist gut. Die Serienverbindung
ist vorzugsweise geerdet, so dass der Symmetriegrad der elektromotorischen
Kräfte
der beiden getrennten IDT-Elektroden direkt bei der Symmetrie der
symmetrischen Signale berücksichtigt
wird.
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Unabhängig davon,
ob die vorliegende Erfindung implementiert ist oder nicht, wird
eine elektromagnetische Abschirmung zwischen dem unsymmetrischen
Signalanschluss und den symmetrischen Signalanschlüssen verstärkt, falls
die Serienverbindung geerdet ist. Die Direktweg-Welle von dem unsymmetrischen
Signalanschluss zu den symmetrischen Signalanschlüssen ist
reduziert. Die Erdung der Serienverbindung verbessert somit zuverlässig den
Symmetriegrad des symmetrischen Signalanschlusses. Weil die Symmetrie
der elektromotorischen Kräfte
in den beiden getrennten IDT-Elektroden,
mit der Serienverbindung direkt geerdet, den Symmetriegrad des symmetrischen
Signals direkt bestimmt, verschlechtert andererseits eine schlechte Symmetrie
der elektromotorischen Kräfte
auf den beiden getrennten IDT-Elektroden
den Symmetriegrad des symmetrischen Signals, wenn die Serienverbindung
geerdet ist. Aufgrund einer guten Symmetrie der beiden getrennten
IDT-Elektroden bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung ermöglicht
die Erdung der Serienverbindung, dass die Symmetrie der beiden getrennten IDT-Elektroden
direkt bei dem Symmetriegrad der symmetrischen Signale berücksichtigt
wird. Gleichzeitig ist die Direktwegwelle von dem unsymmetrischen
Signalanschluss zu den symmetrischen Signalanschlüssen reduziert.
Die Erdung der Serienverbindung verbessert somit zuverlässig den
Symmetriegrad des symmetrischen Signalanschlusses.
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Falls
dem piezoelektrischen Substrat eine Leitung oder eine Elektrodenanschlussfläche hinzugefügt wird,
um die Serienverbindung zu erden, kann eine parasitäre Kapazität eine nachteilige
Beeinträchtigung
der Charakteristika des Oberflächenwellenfilters
erhöhen.
Anstatt die Leitung oder die Elektrodenanschlussfläche zu verwenden,
kann die Serienverbindung geerdet werden durch Herstellen einer Verbindung
zwischen einem Elektrodenfinger des zweiten IDT, der mit der Serienverbindung
verbunden ist, und einer Masseelektrode des ersten IDT oder des
dritten IDT, oder durch Herstellen einer Verbindung zwischen der
Serienverbindung des zweiten IDT und des Masseelektrodenfingers
des ersten IDT und des dritten IDT und/oder durch Herstellen der obigen
zwei Verbindungen gleichzeitig. Das obige Verfahren zum Erden der
Serienverbindung wird durchgeführt,
ohne eine Leitung oder eine Elektrodenanschlussfläche auf
dem piezoelektrischen Substrat hinzuzufügen. Das obige Erdungsverfahren
ist besonders bevorzugt.
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Eine
Kommunikationsvorrichtung 600, die eines der oben erwähnten Oberflächenwellenfilter
verwendet, wird nun mit Bezugnahme auf 8 erörtert. Die
Kommunikationsvorrichtung 600 umfasst in einem Empfänger (RX-Seite)
eine Antenne 601, einen Antennen-Gemeinsam-Teil/HF-Eingangsfilter 602, einen
Verstärker 603,
ein RX-Zwischenstufenfilter 604, einen Mischer, ein erstes
ZF-Filter 606, einen Mischer 607, ein zweites
ZF-Filter 608, einen ersten und zweiten Signallokalsynthesizer 611,
einen temperaturkompensierten Kristalloszillator (TCXO) 612, einen
Teiler 613 und ein lokales Filter 614.
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Symmetrische
Signale werden vorzugsweise von dem RX-Zwischenstufenfilter 604 zu
dem Mischer 605 übertragen,
um eine Signalsymmetrie sicherzustellen, unter Verwendung von zwei
Leitungen, wie es in 8 gezeigt ist.
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Bei
der Kommunikationsvorrichtung 600 verwendet ein Sender
(TX-Seite) zum Senden eines Signals die Antenne 601 und
das Antennen-Gemeinsam-Teil/HF-Top-Filter 602 gemeinschaftlich
mit der RX-Seite. Die Kommunikationsvorrichtung 600 umfasst
in der TX-Seite ein TX-ZF-Filter 621, einen Mischer 622,
ein TX-Zwischenstufenfilter 623, einen Verstärker 624,
einen Koppler 625, einen Isolator 626 und eine
automatische Leistungssteuerung (APC) 627.
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Eines
der Oberflächenwellenfilter
der vorhergehenden bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung kann entsprechend verwendet werden für das RX-Zwischenstufenfilter 604, das erste
ZF-Filter 606, das TX-ZF-Filter 621 und
das TX-Zwischenstufenfilter 623.
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Das
Oberflächenwellenfilter
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung liefert Verbesserungen bei der Symmetrie
der symmetrischen Signale und dem Einfügungsverlust in dem Durchlassband
im Vergleich zu herkömmlichen Oberflächenwellenfiltern.
Die Kommunikationsvorrichtung, die das Oberflächenwellenfilter der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung umfasst, liefert somit verbesserte Übertragungscharakteristika.
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Die
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden gleichermaßen erreicht
bei einem Oberflächenwellenfilter,
das durch Schalten eines Ein-Anschlusspaar-Oberflächenwellenresonators
parallel oder in Serie mit dem symmetrischen Signalanschluss oder dem
unsymmetrischen Signalanschluss des Oberflächenwellenfilters der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
der Erfindung hergestellt wird, oder bei einem Oberflächenwellenfilter,
das durch Verbinden einer Mehrzahl von Oberflächenwellenfilter der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung hergestellt wird. Diese Anordnungen liegen
ebenfalls innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte
Ausführungsbeispiele
derselben beschrieben wurde, ist klar, dass die Erfindung nicht
durch die Einzelheiten der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
begrenzt ist, außer
dies ist anderweitig in den Ansprüchen festgelegt. Ein Fachmann
auf diesem Gebiet wird ohne weiteres erkennen, dass Änderungen
und Anpassungen an den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen durchgeführt werden
können.
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Beispielsweise
ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung eines 40 ± 5° Y-Achse-Schnitt-LiTaO3-Substrats begrenzt, andere geeignete Materialien
können
verwendet werden. Gleichartig dazu ist die Erfindung nicht mit Bezugnahme
auf die Anzahl der IDT und Reflektoren, Elektrodenfinger, Metallisierungen
und Abstände
beschränkt,
die in der obigen detaillierten Beschreibung erwähnt sind.