DE69506138T2

DE69506138T2 - Akustisches Oberflächenwellenfilter

Info

Publication number: DE69506138T2
Application number: DE69506138T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Nara-Shi Nara-Ken Eda; Keiji Settsu-Shi Osaka Onishi; Shun-Ichi Osaka-Shi Osaka Seki; Yutaka Ibaraki-Shi Osaka Taguchi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1994-01-20
Filing date: 1995-01-17
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2015-01-18
Also published as: JP3424971B2; US5592135A; EP0664610B1; EP0664610A1; JPH07212183A; DE69506138D1

Description

1. Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein akustisches Oberflächen- Wellenfilter unter Verwendung eines akustischen Oberflächenwellen-Resonators. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein akustische Oberflächenwellenfilter, welches in einem Hochfrequenzbereich verwendet wird.

2. Beschreibung des technologischen Hintergrunds:

In den zurückliegenden Jahren wurden intensive Studien bezüglich eines akustischen Oberflächenwellen-Bauelements, das eine akustische Oberflächenwelle verwendet, mit Erfolg durchgeführt um das SAW-Bauelement bei einem Filter einzusetzen (hiernach wird "akustische Oberflächenwelle" als SAW abgekürzt). SAW-Filter wurden positiv bzw. mit Erfolg zusammen mit der zurückliegenden Entwicklung der mobilen Kommunikation entwickelt, wobei Signale mit höheren Frequenzen verwendet werden.
Es gibt einige bekannte Verfahren zum Konfigurieren bzw. Anordnen eines Filters unter Verwendung eines SAW-Bauelements für ein Hochfrequenzband, insbesondere für ein Band mit mehreren hundert MHz. Typische bekannte Verfahren umfassen z. B.: Ein Verfahren zum Konfigurieren bzw. Anordnen eines Filters unter Verwendung einer Mehrzahl von SAW-Resonatoren, wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 52-19044 beschrieben; ein Verfahren zum Konfigurieren eines Filters, bei welchem jeder der Eingangs- und Ausgangs-Interdigital-Wandler eines SAW-Resonators in eine Mehrzahl von Abschnitten bzw. Bereichen unterteilt wird (eine solche Struktur wird als eine "interdigitierte Interdigial-Wandler-Struktur" bezeichnet), wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 58-154917 beschrieben; und ein Verfahren zum Konfigurieren eines Filters, wobei SAW-Resonatoren benachbart bzw. aneinander angrenzend angeordnet sind und kapazitiv miteinander gekoppelt sind, wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-222512 beschrieben.
SAW-Filter müssen eine kleinere Größe und eine erheblich verbesserte Leistungsfähigkeit bzw. Performance aufweisen, in Überstimmung mit der Miniaturisierung einer mobilen Kommunikationsvorrichtung in den zurückliegenden Jahren. Zusätzlich werden SAW-Filter öfter in verschiedenen Bereichen bzw. Teilen der mobilen Kommunikationsvorrichtung verwendet. Insbesondere werden SAW-Filter als ein Zwischenstufen-Filter bei einem übertragenden Schaltkreis oder einem Empfangsschaltkreis, einem Ausgangs- bzw. Ausgabefilter eines lokalen Oszillators, und ähnlichem verwendet.
Im allgemeinen müssen Filter verschiedene Eigenschaften bzw. Kennlinien aufweisen, wie z. B. eine niedrige Einfügungsdämpfung im Durchlaßband, eine große Sperrbereichsdämpfung bzw. -unterdrückung, und einen steilen Anstieg in Richtung auf das Durchlaßband in einer Frequenzkennlinie. Jedoch ist es tatsächlich schwierig, gleichzeitig alle diese Anforderungen zu erfüllen. Entsprechend werden im allgemeinen einige ausgewählte Eigenschaften erheblich verbessert und gesteigert. In Abhängigkeit von den erhaltenen Eigenschaften bzw. Kennlinien wird der Filter in einer geeigneten Anwendung eingesetzt.
Die Kennlinie bzw. Eigenschaft, welche am dringlichsten bzw. wichtigsten für den SAW-Filter benötigt wird, ist gewöhnlich der steile Anstieg in Richtung auf das Durchlaßband in der Filterkennlinie. Jedoch geht bei dem SAW-Filter mit einer herkömmlichen Konfiguration bzw. Anordnung, wenn versucht wird, die Sperrbereichsdämpfung zu erhöhen, der steile Anstieg der Filterkennlinie in Richtung auf das Durchlaßband, welches die wichtigste bzw. bemerkenswerteste Eigenschaft bzw. Kennlinie des SAW-Filters ist, gewöhnlich verloren.
Die typische bzw. übliche Konfiguration der oben erwähnten herkömmlichen SAW- Filter wird nachfolgend beschrieben werden.
Das Filter, welches in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 52-19044 beschrieben ist, ist konfiguriert unter Verwendung einer Mehrzahl von SAW- Resonatoren, und wird im allgemeinen ein "Resonator-Typ-SAW-Filter" genannt. Der SAW-Filter vom Resonator-Typ hat im allgemeinen eine Frequenzkennlinie wie in Fig. 1 gezeigt, während seine Kennlinien in Abhängigkeit von einem Entwurf bzw. Design der SAW-Resonatoren variieren bzw. abweichen. Bei diesem Filter kann die Sperrbereichsdämpfung in dem Frequenzbereich höher als das Durchlaßband bzw. der Durchlaßbereich stark erhöht werden. Jedoch wird bei dem Frequenzbereich niedriger als das Durchlaßband bzw. Durchlaßbereich die Steilheit des Anstiegs verschlechtert aufgrund des parasitären Impedanzbestandteils bzw. der parasitären Impedanzkomponente. Demzufolge werden die Filterkennlinien bzw. Filtereigenschaften verschlechtert.
Das "interdigitierte SAW-Filter vom Interdigitalwandler-Strukturtyp", welches in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 58-154917 beschrieben ist, weist im allgemeinen eine in Fig. 2 gezeigte Frequenzkennlinie auf. Bei dieser Art eines Filters ist die Welligkeit (ripple) in dem Durchlaßband ziemlich groß. Zusätzlich weist diese Art eines Filters einen anderen Nachteil darin auf, daß es für dessen Impedanz schwierig ist, mit einem 50 Ω-System angepaßt bzw. abgeglichen zu werden.
Das SAW-Filter mit dem Aufbau wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-222512 beschrieben, wird allgemein ein "seriell gekoppeltes SAW-Filter vom 3- Elektroden-Typ" genannt und weist gewöhnlich eine in Fig. 3 gezeigt Frequenzkennlinie auf. Diese Art eines Filters zeigt einen steilen Anstieg der Frequenzkennlinie in dem Frequenzbereich niedriger als dem Durchlaßband, weist jedoch einen Nachteil darin auf, daß eine große Welligkeit in dem Frequenzbereich auftritt, welcher höher ist als das Durchlaßband.
Bei allen oben beschriebenen drei Arten von herkömmlichen SAW-Filtern kann die Eingabe/ Ausgabe-Impedanz nachteilig von dem 50 Ω-System abweichen, in Abhängigkeit von den zu realisierenden Filtereigenschaften bzw. Filterkennhmen. Obwohl das Filter selbst in dem Zustand bzw. unter der Bedingungen verwendet werden kann, daß die Eingangs/Ausgangs-Impedanz nicht angepaßt bzw. fehlangepaßt ist, kann das Filter, welches unter einer solchen Bedingung verwendet wird, nicht die inhärenten bzw. eigenen guten Kennlinien bzw. Eigenschaften erzielen. Als Ergebnis wird ein Filter verwendet, dessen Eigenschaften bzw. Kennlinien verschlechtert sind.
Andererseits ist es nötig, eine zusätzliche Kapazität oder Induktivität vorzusehen, um die Impedanz abzugleichen bzw. anzupassen. Jedoch führt eine solche zusätzliche Impedanzkomponente bzw. -bestandteil dazu, daß die Filterkennlinien bzw. Eigenschaften von dem gewünschten und beabsichtigten Entwurf bzw. Design abweichen.
Wie oben beschrieben, weisen die Konfigurationen bzw. Anordnungen der herkömmlichen SAW-Filter einen Nachteil darin auf, daß es manchmal schwierig ist, zufriedenstellend die gewünschten Filtereigenschaften bzw. Kennlinien zu realisieren, wobei wünschenswert die Impedanzeigenschaft bzw. -kennlinie eingestellt und angepaßt bzw. abgeglichen wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt ein akustisches Oberflächenwellen-Filter: ein piezoelektrisches Substrat; einen Eingangs- bzw. Eingabeanschluß zum Empfangen eines Eingangssignals; einen Ausgangsanschluß zum Vorsehen bzw. Zurverfügungstellen eines Ausgangssignals; und einen ersten akustischen Oberflächenwellen-Filterabschnitt und einen zweiten akustischen Oberflächenwellen- Filterabschnitt, jeweils seriell bzw. in Reihe mit einer Signalleitung verbunden, welche den Eingangsanschluß und den Ausgangsanschluß verbindet, wobei der erste akustische Oberflächenwellen-Filterabschnitt mindestens einen parallelen akustischen Oberflächenwellen-Resonator aufweist, der zwischen Erde und der Signalleitung verbunden ist, und mindestens einen seriellen akustischen Oberflächenwellen-Resonator, der mit der Signalleitung in Serie verbunden ist, wobei der zweite akustische Oberflächenwellen-Filterabschnitt einen interdigitalen Eingangswandler aufweist zum Empfangen eines Signals, zwei interdigitale Ausgangswandler, welche miteinander verbunden sind und so angeordnet sind, um den interdigitalen Eingangswandler dazwischen aufzunehmen (sandwiching) zum Vorsehen bzw. Schaffen einer Ausgabe- bzw. eines Ausgangs, und zwei Reflektoren sind so angeordnet, um den interdigitalen Eingabewandler und die zwei interdigitalen Ausgabewandler dazwischen aufzunehmen (sandwiching), und Impedanzen auf den jeweiligen Seiten der ersten und zweiten akustischen Oberflächenwellen-Filterabschnitte, betrachtet von einem Verbindungspunkt dazwischen, weisen im wesentlich ein komplex konjugiertes Verhältnis zueinander auf in Bezug auf bzw. im Verhältnis zu Frequenzen in einem Durchlaßband des akustischen Oberflächenwellen-Filters.
Bei einer Ausführungsform umfaßt der akustische Oberflächenwellenfilter weiter einen dritten akustischen Oberflächenwellen-Filterabschnitt bzw. -bereich, der mit dem zweiten akustischen Oberflächenwellen-Filterabschnitt verbunden ist, wobei der dritte akustische Oberflächenwellen-Filterabschnitt aufweist: mindestens einen parallelen akustischen Oberflächenwellen-Resonator, welcher zwischen Erde und der Signalleitung geschaltet ist; und mindestens einen seriellen bzw. in Reihe geschalteten akustischen Oberflächenwellen-Resonator, welcher mit der Signalleitung in Reihe bzw. Serie geschaltet bzw. verbunden ist.
Bei einer anderen Ausführungsform umfaßt der erste akustische Oberflächenwellen- Filterabschnitt mindestens eine Basiseinheit vom T-Stil bzw. T-Typ, die aus zwei der seriellen akustischen Oberflächenwellen-Resonatoren und einem der parallelen akustischen Oberflächenwellen-Resonatoren angeordnet bzw. zusammengesetzt ist, wobei der parallele akustische Oberflächenwellen-Resonator zwischen Erde und einem Verbindungspunkt der zwei seriellen akustischen Oberflächenwellen-Resonatoren vorgesehen ist.
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform ist der parallele akustische Oberflächenwellen-Resonator, welcher in dem ersten akustischen Oberflächenwellen- Filterabschnitt enthalten ist, sehr eng bzw. nahe mit dem Eingabe- bzw. Eingangsanschluß verbunden. Alternativ ist der serielle akustische Oberflächenwellen- Resonator, welcher in dem ersten akustischen Oberflächenwellen-Filterabschnitt enthalten ist, sehr eng bzw. nahe mit dem Eingabe- bzw. Eingangsanschluß verbunden.
Demzufolge ermöglicht die hierin beschriebene Erfindung den Vorteil des Vorsehens bzw. Schaffens eines SAW-Filters, welches gleichzeitig die Kennlinien bzw. Eigenschaften erfüllen kann, wie z. B. eine geringe Einfügungsdämpfung in einem Durchlaßband bzw. Durchlaßbereich, eine hohe Sperrbereichsdämpfung bzw. Sperrbereichsunterdrückung, und einen steilen Anstieg in der Frequenzkennlinie in Richtung auf das Durchlaßband, und bei welchem die Impedanz leicht mit einem 50 Ω- System abgepaßt bzw. abgestimmt wird.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten offensichtlich werden beim Lesen und Verstehen der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Schaubild, welches die Frequenzkennlinie eines herkömmlichen SAW-Filters zeigt.
Fig. 2 ist ein Schaubild, welches die Frequenzkennlinie eines anderen herkömmlichen SAW-Filters zeigt.
Fig. 3 ist ein Schaubild, welches die Frequenzkennlinie noch eines anderen herkömmlichen SAW-Filters zeigt.
Fig. 4 ist ein Diagramm, welches die Anordnung eines SAW-Filters bei einem ersten Beispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist ein Schaubild, welches die Anordnung eines SAW-Resonators zeigt, · welcher bei dem SAW-Filter der Erfindung verwendet wird.
Fig. 6 ist ein Schaubild, welches die Frequenzkennlinie des SAW-Filters in dem ersten Beispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist ein Schaubild, welches die Impedanzkennlinie des SAW-Filters in dem ersten Beispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist ein Schaubild, welches die Anordnung bzw. Konfiguration eines SAW-Filters in einem zweiten Beispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 9 ist ein Schaubild, welches die Frequenzkennlinie des SAW-Filters im zweiten Beispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 10 ist ein Schaubild, welches die Impedanzkennlinie des SAW-Filters in dem zweiten Beispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 11 ist ein Schaubild, welches die Anordnung bzw. Konfiguration eines SAW-Filters in einem dritten Beispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 12 ist ein Schaubild, welches die Frequenzkennlinie des SAW-Filters im dritten Beispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 13 ist ein Schaubild, welches die Impedanzkennlinie des SAW-Filters in dem dritten Beispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 14A u. 14 B sind Schaubilder, welche jeweils die Konfiguration bzw. Anordnung des SAW-Filters in einem vierten Beispiel der Erfindung zeigen.
Fig. 15 ist ein Schaubild, welches die Frequenzkennlinie des SAW-Filters im vierten Beispiel der Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Erfindung wird mittels veranschaulichender Beispiele unter Bezugnahme auf die relevanten Zeichnungen beschrieben werden.

Beispiel 1

Fig. 4 zeigt schematisch die Konfiguration bzw. Anordnung eines SAW-Filters 100 in einem ersten Beispiel der Erfindung. Bei dem SAW-Filter 100 dieses Beispiels ist ein SAW-Filterabschnitt 110 vom Resonator-Typ auf einer Seite näher bei einem Eingabe- bzw. Eingangsanschluß 106 angeordnet, und ein seriell gekoppelter SAW-Filterabschnitt bzw. Filterbereich 120 vom 3-Elektrodentyp ist auf der anderen Seite näher bei einem Ausgabe- bzw. Ausgangsanschluß 107 angeordnet. Die Filterabschnitte 110 und 120 sind seriell zwischen den Eingabeanschluß 106 und den Ausgabeanschluß 107 geschaltet.
Der SAW-Filterabschnitt vom Resonator-Typ 110 umfaßt einen seriellen SAW- Resonator 101, welcher in Serie bzw. in Reihe mit einer Signalleitung 109 von dem Eingabeanschluß 106 verbunden ist, und ein paralleler SAW-Resonator 102 ist zwischen der Signalleitung 109 und Erde verbunden bzw. geschaltet.
Eine beispielhafte Konfiguration bzw. Anordnung von jedem der SAW-Resonatoren 101 und 102 ist in Fig. 5 gezeigt. Ein SAW-Resonator 50, welcher in Fig. 5 gezeigt ist, weist eine Konfiguration bzw. Anordnung auf, bei welcher zwei Interdigitalwandler (hiernach als IDTs bezeichnet) 53a und 53b vorgesehen sind, die mit einem Eingangsanschluß 51 und einem Ausgangsanschluß 52 jeweils verbunden sind, und miteinander gekoppelt sind, und zwischen zwei Reflektoren 54a und 54b zwischengelagert bzw. dazwischen angeordnet sind. Um den SAW-Resonator 50 herzustellen, wird z. B. ein reiner Aluminiumfilm auf einer Oberfläche eines 36º-Y- Schnitt-X-Ausbreitungs- bzw. X-Fortpflanzungs-Lithiumtantalat-Substrats abgelagert, welches ein piezoelektrisches Substrat ist, durch Sputtern bzw. Kathodenzerstäubung in einem vorgegebenen Muster. Demzufolge werden die IDTs 53a und 53b und die Reflektoren 54a und 54b ausgebildet.
Der seriell gekoppelte SAW-Filtersabschnitt bzw. -bereich 120 vom 3-Elektroden-Typ ist bzw. wird ausgebildet durch weiteres Teilen des IDTs in dem allgemeinen SAW- Resonator, wie in Fig. 5 gezeigt. Der seriell gekoppelte SAW-Filterabschnitt 120 vom 3-Elektroden-Typ umfaßt einen Eingabe- bzw. Eingangs-IDT 103, welcher mit der Signalleitung 109 von dem SAW-Filterabschnitt 110 vom Resonator-Typ verbunden ist, zwei Ausgabe- bzw. Ausgangs-IDTs 104 sind mit dem Ausgangs- bzw. Ausgabeanschluß 107 verbunden und umgeben den Eingabe-IDT 103 bzw. nehmen diesen zwischen sich auf (sandwiching), und zwei Reflektoren 105 nehmen weiterhin die Ausgabe-IDTs 104 dazwischen auf bzw. umgeben diese.
Wenn der seriell gekoppelte SAW-Filterabschnitt 120 vom 3-Elektroden-Typ hergestellt werden soll, wird, ähnlich wie bei der Herstellung eines allgemeinen SAW-Resonators 50, wie in Fig. 5 gezeigt, ein reiner Aluminiumfilm z. B. auf einem 36º-Y-Schnitt-X- Ausbreitungs- bzw. X-Fortpflanzungs-Lithiumtantalat-Substrat abgelagert, welches ein piezoelektrisches Substrat ist, durch Sputtern bzw. Kathodenzerstäuben mit einem gegebeüen bzw. vorbestimmten Muster. Demzufolge werden die IDTs 103 und 104, und die Reflektoren 105 ausgebildet.
Das Herstellungsverfahren der IDTs und der Reflektoren in jedem Resonator, welche den Filter 100 bilden, ist nicht auf das oben Beschriebene beschränkt. Ein anderes Material als reines Aluminium kann für das Ausbilden der IDTs und der Reflektoren verwendet werden. Des weiteren kann der SAW-Resonator auf einem Substrat eines anderen Typs ausgebildet sein. Das Anordnen von allen SAW-Resonatoren, welche in dem Filter 100 enthalten sind, auf ein und demselben Substrat ist vorteilhaft hinsichtlich der Vereinfachung des Herstellungsverfahrens und der Verringerung der statistischen Abweichung bzw. Schwankung der Eigenschaften bzw. Kennlinien zwischen den jeweiligen SAW-Resonatoren.
Die Konfiguration bzw. Anordnung und das Herstellungsverfahren des SAW-Resonators 50, oder die Kennlinien bzw. Eigenschaften des SAW-Resonators 50, sind wohlbekannt, so daß deren detaillierte Beschreibung ausgelassen wird.
Bei dem SAW-Filter 100 mit der in Fig. 4 gezeigten Konfiguration sind, bei dem seriellen SAW-Resonator 101 in dem SAW-Filterabschnitt 110 vom Resonator-Typ, übliche Design- bzw. Entwurfsparameter z. B. wie nachfolgend: Die Anzahl der IDT- Paare ist 110; die Teilung bzw. der Abstand (pitch) der IDTs ist 1,101 um; eine Länge einer Öffnung bzw. Apertur der IDTs ist 50 um; und die Zahl der Zweige des Reflektors beträgt 50. Bei dem parallelen SAW-Resonator 102 sind gewöhnliche Design- bzw. Entwurfsparameter z. B. wie folgt: Die Anzahl der IDT-Paare ist 100; die Teilung bzw. der Abstand (pitch) der IDTs beträgt 1,155 um; die Länge der Öffnung (aperture) der IDTs beträgt 130 um; und die Zahl der Zweige des Reflektors ist 50. Bei dem seriell gekoppelten SAW-Filterabschnitt 120 vom 3-Elektroden-Typ sind typische Design- bzw. Entwurfsparameter z. B. wie folgt: Die Anzahl der IDT-Paare ist 15,5 für den Eingangs-IDT, und 22,5 für den Ausgangs-IDT; die Teilung bzw. Abstand (pitch) der IDTs beträgt 1,13 um; die Länge der Öffnung bzw. Apertur der IDTs beträgt 220 um; und die Zahl der Zweige des Reflektors ist 150. Für jeden der Filterabschnitte 110 und 120 wird die Dicke des reinen Aluminiumfilms so eingestellt bzw. festgelegt, daß sie 4100 Å ist. Durch das Einstellen bzw. Festlegen der Entwurfsparameter bei dem oben erwähnten Werten, bei dem SAW-Filter 100 dieses Beispiels kann die Mittenfrequenz des Durchlaßbandes so eingestellt bzw. festgelegt werden, daß sie bei ungefähr 900 MHz liegt, und die Breite des Durchlaßbandes kann so eingestellt bzw. festgelegt werden, daß sie 30 MHz beträgt. Die Durchlaßbandbreite wird durch einen Wert bei dem Punkt angezeigt, bei welchem der Verlust bzw. die Dämpfung von dem Spitzenwert in dem Durchlaßband um ungefähr 1,5 dB variiert bzw. abweicht.
Es wird erkannt, daß die oben genannten Werte nur Beispiele sind, und andere Konfigurationen bzw. Anordnungen mit anderen Werten realisiert werden können.
Die Frequenzkennlinie des SAW-Filters 100 in diesem Beispiel, welche mit den oben erwähnten Entwurfsparametern erhalten wird, ist schematisch in Fig. 6 gezeigt. Verglichen mit den Frequenzkennlinien der oben beschriebenen herkömmlichen Filter unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 ist der Anstieg in Richtung des Durchlaßbandes sehr steil, wie in Fig. 6 gezeigt. Dies kommt daher, daß durch die Konfiguration bzw. Anordnung des SAW-Filters 100 in diesem Beispiel, wie in Fig. 4 gezeigt, der schlechte bzw. flachere Anstieg in dem Frequenzbereich niedriger als dem Durchlaßband, was der inherente bzw. eigene Nachteil des SAW-Filters vom Resonator-Typ ist, kompensiert werden kann durch die Kennlinien bzw. Eigenschaften des seriell gekoppelten SAW-Filterabschnitts 120 vom 3-Elektroden-Typ. Ebenso kann das Auftreten der Welligkeit in dem Frequenzbereich höher als dem des Durchlaßbandes, welches der inhärente bzw. eigene Nachteil des seriell gekoppelten SAW-Filters vom 3-Elektroden-Typ ist, durch das Verwenden bzw. Nutzen des Dämpfungspoles des SAW-Filterabschnitts 110 vom Resonator-Typ kompensiert werden.
Zusätzlich kann bei dem SAW-Filter 100 in diesem Beispiel die Sperrbereichsdämpfung bzw. -unterdrückung durch Anpassen bzw. Einstellen des Kapazitätsverhältnisses und der Zahl der Stufen (die verbundene Zahl der enthaltenen seriellen und parallelen SAW- Resonatoren) in dem SAW-Filterabschnitt 110 vom Resonator-Typ genauestens reguliert bzw. eingestellt bzw. geregelt werden. Entsprechend kann die Sperrbereichsdämpfung bei einem gewünschten Pegel leicht erhalten bzw. erreicht werden.
Fig. 7 ist ein Smith-Diagramm, welches die Impedanzkennlinien in dem Durchlaßfrequenzband bzw. -bereich der jeweiligen Filterabschnitte 110 und 120 zeigt, wenn von dem Knoten A auf der Signalleitung 109 betrachtet, als einem Verbindungspunkt des SAW-Filterabschnitts 110 vom Resonator-Typ und des seriell gekoppelten SAW-Filterabschnitts 120 vom 3-Elektroden-Typ, in der Anordnung bzw. Konfiguration des SAW-Filters 100, wie in Fig. 4 gezeigt. In Fig. 7 bezeichnet die durchgezogene Linie die Kennlinie des seriell gekoppelten SAW-Filterabschnitts 120 vom 3-Elektroden-Typ und die unterbrochene Linie zeigt die Kennlinie des SAW- Filterabschnitts 110 vom Resonataor-Typ an.
Die Impedanzen der jeweiligen Filterabschnitte 110 und 120 sind so eingestellt bzw. angepaßt, um im wesentlichen ein komplex konjugiertes Verhältnis zueinander in dem Durchlaßband bzw. Durchlaßbereich aufzuweisen. Entsprechend wirkt einer der Filterabschnitte 110 und 120 als ein Impedanz anpassender bzw. abgleichender Schaltkreis in dem Durchlaßband für den anderen Abschnitt. Demzufolge kann, selbst wenn die Eingangs/Ausgangsimpedanzen des jeweiligen SAW-Filterabschnitts 110 vom Resonator-Typ und des seriell gekoppelten SAW-Filterabschnitts 120 vom 3-Elektroden- Typ nicht genau mit dem 50 Ω-System angepaßt bzw. abgeglichen sind, eine gute Anpassung bzw. ein guter Abgleich mit dem 50 Ω-Impedanzsystem in dem Filter 100 als Ganzes realisiert bzw. verwirklicht werden.
Zusätzlich kann die oben erwähnte Impedanzanpassung bzw. Impedanzabgleich durch Einstellen bzw. Anpassen der Entwurfparameter des SAW-Filterabschnitts 110 vom Resonator-Typ und des seriell gekoppelten SAW-Filterabschnitts 120 vom 3-Elektroden- Type implementiert bzw. verwirklicht werden. Bei dem herkömmlichem Filter, welcher von dem SAW-Filter dieses Beispiels hinsichtlich der Konfiguration verschieden ist, ist es notwendig, eine zusätzliche Impedanzkomponente bzw. -bestandteil zu verbinden bzw. zuzuschalten, wie z. B. eine Kapazität oder eine Induktivität, um eine ähnliche Impedanzanpassung bzw. einen ähnlichen linpedanzabgleich durchzuführen. Jedoch führt eine solche zusätzliche Impedanzkomponente zu nicht gewünschten Filterkennlinien bzw. -eigenschaften, die von den entworfenen Eigenschaften bzw. Kennlinien abweichen. Bei der Konfiguration dieses Beispiels tritt ein solcher nachteiliger Einfluß auf die Filtereigenschaften bzw. -kennlinien nicht auf, und es ist möglich, die Impedanzkennlinie einzustellen und abzugleichen (match).
Wie oben beschrieben, ist es durch die Konfiguration bzw. Anordnung des SAW-Filters 100 dieses Beispiels möglich, einen SAW-Filter mit einer niedrigen Einfügungsdämpfung, einer hohen Sperrbereichsdämpfung und einem steilen Anstieg zu verwirklichen, welcher gut an das 50 Ω-Impedanzsystem angepaßt ist.

Beispiel 2

Fig. 8 zeigt schematisch die Konfiguration bzw. Anordnung eines SAW-Filters 200 in einem zweiten Beispiel der Erfindung. Der SAW-Filter 200 dieses Beispiels umfaßt einen ersten SAW-Filterabschnitt 210a vom Resonator-Typ, welcher so angeordnet ist, daß er mit einem Eingabe- bzw. Eingangsanschluß 206 verbunden ist, ein zweiter SAW- Filterabschnitt 210b vom Resonator-Typ ist so angeordnet, daß er mit einem Ausgabe- bzw. Ausgangsanschluß 207 verbunden ist, und ein seriell gekoppelter SAW- Filterabschnitt 220 vom 3-Elektroden-Typ ist so dazwischen angeordnet, daß er seriell bzw. in Reihe geschaltet mit den Abschnitten 210a und 210b verbunden ist. Bei dem SAW-Filter 200 sind ähnliche Bestandteile zu denjenigen bei dem SAW-Filter 100 in dem ersten Beispiel durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Jeder der SAW-Filterabschnitte 210a und 210b vom Resonator-Typ umfaßt einen seriellen SAW-Resonator 201, welcher in Serie bzw. in Reihe mit einer Signalleitung 209 von dem Eingabeanschluß 206 (oder dem Ausgabeanschluß 207) verbunden ist, und einen paralleler SAW-Resonator 202, welcher zwischen der Signalleitung 209 und Erde verbunden ist.
Die Konfiguration bzw. Anordnung von jedem der SAW-Resonatoren 201 und 202 ist die gleiche wie die in dem ersten Beispiel unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschriebene, so daß deren ausführliche Beschreibung nicht wiederholt wird.
Ähnlich wie bei dem seriell gekoppelten SAW-Filtersabschnitt 120 vom 3-Elektroden- Typ in dem ersten Beispiel ist der seriell gekoppelte SAW-Filterabschnitt 220 vom 3- Elektroden-Typ ausgebildet durch weiteres Teilen des IDTs in dem allgemeinen SAW- Resonator 50, wie in Fig. 5 gezeigt. Der seriell gekoppelte SAW-Filterabschnitt 220 vom 3-Elektroden-Typ umfaßt einen Eingabe- bzw. Eingangs-IDT 203, welcher mit dem SAW-Filterabschnitt 210a vom Resonator-Typ verbunden ist, zwei Ausgabe- bzw. Ausgangs-IDTs 204 sind mit dem zweiten SAW-Filterabschnitt 210b vom Resonator- Typ verbunden und nehmen den Eingabe-IDT 203 dazwischen auf bzw. umgeben diesen (sandwiching), und zwei Reflektoren 205 umgeben weiterhin die Ausgabe-IDTs 204 bzw. nehmen diese zwischen sich auf (sandwiching).
Das Herstellungsverfahren und die zu verwendenden Materialien für den seriell gekoppelten SAW-Filterabschnitt 220 vom 3-Elektroden-Typ sind die gleichen, wie diejenigen in dem ersten Beispiel, so daß deren ausführliche Beschreibung nicht wiederholt wird.
Im Falle des SAW-Filters 200 mit der in Fig. 8 gezeigten Konfiguration sind, wie bei dem seriellen SAW-Resonator 201 in den SAW-Filterabschnitten 210a und 210b vom Resonator-Typ, gewöhnliche bzw. übliche Design- bzw. Entwurfsparameter z. B. wie folgt: Die Anzahl der IDT-Paare ist 110; die Teilung bzw. der Abstand (pitch) der IDTs ist 1,101 um; eine Länge einer Öffnung bzw. Apertur der IDTs ist 50 um; und die Zahl der Zweige des Reflektors beträgt 50. Bei dem parallelen SAW-Resonator 202 sind gewöhnliche Design- bzw. Entwurfsparameter z. B. wie folgt: Die Anzahl der IDT- Paare ist 100; die Teilung (pitch) der IDTs beträgt 1,155 um; die Länge der Öffnung der IDTs beträgt 130 um; und die Zahl der Zweige des Reflektors ist 50. Bei dem seriell gekoppelten SAW-Filterabschnitt 220 vom 3-Elektroden-Typ sind typische Designparameter z. B. wie folgt: Die Anzahl der IDT-Paare ist 15,5 für den Eingangs- IDT, und 22,5 für den Ausgangs-IDT; die Teilung (pitch) der IDTs beträgt 1,13 um; die Länge einer Öffnung (aperture) der IDTs beträgt 220 um; und die Zahl der Zweige des Reflektors ist 150. Für jeden der Filterabschnitte 210a, 210b und 220 wird die Dicke des reinen Aluminiumfilms so eingestellt bzw. festgelegt, daß sie 4100 Å ist. Durch das Einstellen bzw. Festlegen der Design- bzw. Entwurfsparameter mit den oben erwähnten Werten kann bei dem SAW-Filter 200 dieses Beispiels die Mittenfrequenz (central frequency) des Durchlaßbandes so eingestellt bzw. festgelegt werden, daß sie bei ungefähr 900 MHz liegt, und die Breite des Durchlaßbandes kann so eingestellt bzw. festgelegt werden, daß sie 30 MHz beträgt. Die Durchlaßbandbreite wird durch einen Wert bei dem Punkt angezeigt, bei welchem der Verlust bzw. die Dämpfung von dem Spitzenwert in dem Durchlaßband um ungefähr 1,5 dB variiert bzw. abweicht.
Es wird angemerkt, daß die oben erwähnten Werte nur Beispiele sind, und andere Anordnungen mit anderen Werten realisiert werden können.
Die Frequenzkennlinie des SAW-Filters 200 in diesem Beispiel, welche mit den oben erwähnten Entwurfsparametern erhalten wird, ist schematisch in Fig. 9 gezeigt. Weil die Zahl der SAW-Filterabschnitte vom Resonator-Typ erhöht wird, wird die Einfügungsdämpfung bzw. der Einfügungsverlust in dem Durchlaßband ein wenig verschlechtert, jedoch wird die Sperrbereichsdämpfung bzw. -unterdrückung vergrößert. Verglichen mit den Frequenzkennlinien der oben beschriebenen herkömmlichen Filter unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 ist der Anstieg in Richtung auf das Durchlaßband sehr steil, wie in dem ersten Beispiel. Der Grund ist der gleiche wie der in dem ersten Beispiel beschriebene.
Zusätzlich, ähnlich wie bei dem ersten Beispiel, kann bei dem SAW-Filter 200 in diesem Beispiel die Sperrbereichsdämpfung genauestens eingestellt bzw. reguliert werden durch Anpassen bzw. Einstellen des Kapazitätsverhältnisses und der Zahl der Stufen (der verbundenen Anzahl der enthaltenen seriellen und parallelen SAW- Resonatoren) in den SAW-Filterabschnitten 210a und 210b vom Resonator-Typ. Entsprechend kann die Sperrbereichsdämpfung bei einem gewünschten Pegel leicht erhalten werden.
Fig. 10 ist ein Smith-Diagramm, welches die Impedanzkennlinien in den Durchlaßfrequenzbereichen auf den jeweiligen Seiten der Filterabschnitte 210a und 220 zeigt, wenn von dem Knoten B auf der Signalleitung 209 betrachtet, als ein Verbindungspunkt des ersten SAW-Filterabschnitts 210a vom Resonator-Typ und des seriell gekoppelten SAW-Filterabschnitts 220 vom 3-Elektroden-Typ, bei der Konfiguration des in Fig. 8 gezeigten SAW-Filters 200. In Fig. 10 bezeichnet die durchgezogene Linie die Kennlinie auf der Seite des seriell gekoppelten SAW- Filterabschnitts 220 vom 3-Elektroden-Typ an, und die unterbrochene Linie zeigt die Kennlinie auf der Seite des ersten SAW-Filterabschnitts 210a vom Resonator-Typ an. Die Impedanzen auf den jeweiligen Seiten der Filterabschnitte 210a und 220 werden so eingestellt bzw. angepaßt, daß sie im wesentlichen ein komplex konjugiertes Verhältnis zueinander in dem Durchlaßband bzw. Durchlaßbereich aufweisen.
Entsprechend können die gleichen Effekte wie diejenigen bei dem ersten Beispiel erhalten werden. Ebenso kann die Impedanzanpassung bzw. der der Impedanzabgleich leicht durchgeführt werden, wie bei dem ersten Beispiel.
Weil der SAW-Filter 200 in diesem Beispiel eine symmetrische Konfiguration bzw. Anordnung als Ganzes aufweist, können die gleichen Impedanzkennlinien wie diejenigen in Fig. 10 erhalten werden, wenn von den beiden Seiten des Knotens B' auf der Signalleitung 209 betrachtet, als ein Verbindungspunkt des seriell gekoppelten SAW- Filterabschnitts 220 vom 3-Elektroden-Typ und des zweiten SAW-Filterabschnitts 210b vom Resonator-Typ.
Wie oben beschrieben, ist es durch die Konfiguration des SAW-Filters 200 dieses Beispiels möglich, einen SAW-Filter mit einer niedrigen Einfügungsdämpfung, einer hohen Sperrbereichsdämpfung, und einem steilen Anstieg, welcher gut an das 50 Ω- Impedanzsystem abgeglichen bzw. angepaßt ist, zu verwirklichen.
Zusätzlich weist der SAW-Filter 200 dieses Beispiels einen Vorteil darin auf, daß die Impedenzanpassung bzw. der Impedanzabgleich leichter für den Filter 200 als Ganzes durchgeführt wird, verglichen mit dem SAW-Filter 100 in dem ersten Beispiel, aus den nachfolgenden Gründen. Bei dem zweiten Beispiel sind die ersten und zweiten SAW- Filterabschnitte 210a und 210b vom Resonator-Typ jeweils auf beiden Seiten des seriell gekoppelten SAW-Filterabschnitts 220 vom 3-Elektroden-Typ ausgebildet. Entsprechend kann durch unabhängiges und getrenntes Anpassen bzw. Einstellen der Design- bzw. Entwurfsparameter der jeweiligen SAW-Filterabschnitte 210a und 210b vom Resonator- Typ die Eingangsimpedanz und die Ausgangsimpedanz für den Filter 200 als Ganzes unabhängig und getrennt eingestellt bzw. angepaßt werden.

Beispiel 3

Fig. 11 zeigt schematisch die Konfiguration bzw. Anordnung eines SAW-Filters 300 in einem dritten Beispiel der Erfindung. Bei dem SAW-Filter 300 dieses Beispiels ist ein SAW-Filterabschnitt 310a vom Resonator-Typ auf der Seite näher bei dem Eingangs- bzw. Eingabeanschluß 306 angeordnet, und ein seriell gekoppelter SAW- Filterabschnitt 320 vom 3-Elektroden-Typ ist auf der Seite näher bei einem Ausgangsanschluß 307 angeordnet. Die Filter-Abschnitte 310 und 320 sind seriell bzw. in Reihe verbunden zwischen den Eingangs- und den Ausgangs-Anschlüssen 306 und 307. Bei dem SAW-Filter 300 dieses Beispiels hat der SAW-Filterabschnitt 310 vom Resonator-Typ eine T-förmige Konfiguration bzw. Anordnung, umfassend zwei serielle Resonatoren 301 und einen parallelen Resonator 302. Diese T-förmige Einheit dient als eine Grundwelleneinheit (fundamental unit) des SAW-Filterabschnitts 310 vom Resonator-Typ.
Bei dem SAW-Filter 300 sind ähnliche bzw. gleiche Komponenten bzw. Bestandteile zu denjenigen in den SAW-Filtern 100 und 200 in den ersten und zweiten Beispielen durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In den Fall, daß der SAW-Filter 300 die in Fig. 11 gezeigte Konfiguration bzw. Anordnung aufweist, wie bei dem seriellen SAW-Resonator 301 in dem SAW- Filterabschnitt 310 vom Resonator-Typ, sind typische bzw. übliche Design- bzw. Entwurfsparameter z. B. wie folgt: Die Anzahl der IDT-Paare ist 110; die Teilung bzw. der Abstand (pitch) der IDTs ist 1,101 um; eine Länge einer Öffnung (aperture) der IDTs ist 50 um; und die Zahl der Zweige des Reflektors beträgt 50. Bei dem parallelen SAW-Resonator 302 sind gewöhnliche Design- bzw. Entwurfsparameter z. B. wie folgt: Die Anzahl der IDT-Paare ist 100; die Teilung (pitch) der IDTs beträgt 1,155 um; die Länge der Öffnung (aperture) der IDTs beträgt 130 um; und die Zahl der Zweige des · Reflektors ist 50. Bei dem seriell gekoppelten SAW-Filterabschnitt 320 vom 3- Elektroden-Typ sind typische bzw. übliche Design- bzw. Entwurfsparameter z. B. wie folgt: Die Anzahl der IDT-Paare ist 15,5 für den Eingangs- bzw. Eingabe-IDT, und 22,5 für den Ausgangs-bzw. Ausgabe-IDT; die Teilung der IDTs beträgt 1,13 um; die Länge einer Öffnung (aperture) der IDTs beträgt 220 um; und die Zahl der Zweige des Reflektors ist 150. Für jeden der Filterabschnitte 310 und 320 wird die Dicke des reinen Aluminiumfilms auf 4.100 Å eingestellt bzw. festgelegt. Durch das Einstellen bzw. Festlegen der Design- bzw. Entwurfsparameter auf die oben erwähnten Werte kann bei dem SAW-Filter 300 dieses Beispiels die Mittenfrequenz des Durchlaßbandes auf ungefähr 900 MHz eingestellt bzw. festgelegt werden, und die Breite des Durchlaßbandes wird so festgelegt, daß sie 30 MHz ist. Die Durchlaßbandbreite wird durch einen Wert bei dem Punkt angezeigt, bei welchem der Verlust bzw. die Dämpfung bezüglich eines Spitzenwertes in dem Durchlaßband um ungefähr 1,5 dB variiert bzw. verändert wird.
Es wird erkannt, daß die oben genannten Werte nur Beispiele sind, und andere Konfigurationen mit anderen Werten verwirklicht werden können.
Die Frequenzkennlinie des SAW-Filters 300 in diesem Beispiel, welche mit den oben erwähnten Entwurfsparametern erhalten wird, ist in Fig. 12 graphisch dargestellt. Zum Vergleich ist die Frequenzkennlinie des SAW-Filters 100 des ersten Beispiels (welche in Fig. 6 gezeigt ist) durch eine unterbrochene Linie gezeichnet. Um das Vergleichsergebnis zu verstehen, zeigt Fig. 12 die Ergebnisse, wenn die SAW-Filter 100 und 300 so entworfen bzw. ausgelegt werden, daß sie im wesentlichen die gleiche Einfügungsdämpfung aufweisen.
Es wird aus Fig. 12 erkannt, daß beide Kennlinien einen steilen Anstieg in Richtung auf das Durchlaßband zeigen. Jedoch ist bei der Kennlinie des SAW-Filters 300 dieses Beispiels, gezeigt durch die durchgezogene Linie, die Sperrbereichsdämpfung bzw. - unterdrückung in dem Bereich erhöht, welcher höher als das Durchlaßband ist. Dies kommt daher, daß die Anzahl der verbundenen SAW-Resonatoren bei dem SAW- Filterabschnitt 310 vom Resonator-Typ erhöht ist.
Fig. 13 ist ein Smith-Diagramm, welches die Impedanzkennlinien in den Durchlaßfrequenzbändern auf den jeweiligen Seiten des Eingangsanschlusses 306 und des Ausgangsanschlusses 307 zeigen, wenn von dem Knoten C auf der Signalleitung 309 betrachtet, bei der in Fig. 11 gezeigten Konfiguration bzw. Anordnung des SAW- Filters 300. In Fig. 13 zeigt die durchgezogene Linie die Kennlinie auf der Seite des Ausgangsanschlusses 307 (der seriell gekoppelte SAW-Filterabschnitt 320 vom 3- Elektroden-Typ) und die unterbrochene Linie zeigt die Kennlinie auf der Seite des Eingangsanschlusses 306 (der SAW-Filterabschnitt 310 vom Resonator-Typ). Die Impedanzen auf den jeweiligen Seiten sind bzw. werden so eingestellt bzw. angepaßt, bzw. abgeglichen, um im wesentlichen ein komplex konjugiertes Verhältnis zueinander in dem Durchlaßband aufweisen. Entsprechend können die gleichen Effekte wie diejenigen in den ersten und zweiten Beispielen erhalten werden. Ebenso kann die Impedanzanpassung leicht durchgeführt werden, wie bei den ersten und zweiten Beispielen.
Wie oben beschrieben, ist es durch die Konfiguration des SAW-Filters 300 dieses Beispiels möglich, einen SAW-Filter mit einer niedrigen Einfügungsdämpfung, einer hohen Sperrbereichsdämpfung bzw. -unterdrückung, und einem steilen Anstieg zu realisieren, welcher mit dem 50 Ω-Impedanzsystem gut abgepaßt bzw. abgeglichen ist.
Bei dem oben beschrieben Beispiel wird angenommen, daß der SAW-Filterabschnitt 310 vom Resonator-Typ eine T-förmige Einheit umfaßt. Alternativ kann der SAW- Filterabschnitt 310 vom Resonator-Typ so konfiguriert bzw. angeordnet werden, um eine Mehrzahl von T-förmigen Einheiten zu umfassen.
Des weiteren können die SAW-Filterabschnitte 210a und 210b vom Resonator-Typ, wie vorangehend beschrieben, in dem zweiten Beispiel so konfiguriert werden bzw. sein, um eine oder mehr T-förmige Einheiten zu umfassen.
Bei der Beschreibung der ersten bis dritten Beispiele ist zur Vereinfachung und Klarheit der Erläuterung die Eingangs- bzw. Eingabe- und Ausgangs- bzw. Ausgaberichtung der Signale fest bestimmt. Jedoch ist bei der tatsächlichen Implementation bzw. Verwirklichung der Erfindung die Eingabe- und Ausgaberichtung der Signale nicht auf die in den Figuren gezeigte beschränkt, welche für die Beschreibung der ersten bis dritten Beispiele verwendet wird. Z. B. können die Eingabeanschlüsse 106, 206 und 306, sowie die Ausgabeanschlüsse 107, 207 und 307 umgekehrt angeordnet sein bei den Konfigurationen bzw. Anordnungen der SAW-Filter 100, 200 und 300, wie in den Fig. 4, 8 bzw. 11 gezeigt, wodurch die gleichen Effekte bzw. Wirkungen noch erhalten werden können.

Beispiel 4

Als ein viertes Beispiel gemäß der Erfindung wird eine verbesserte Anordnung von SAW-Resonatoren, welche den SAW-Filterabschnitt 110 vom Resonator-Typ bilden, bei dem SAW-Filter 100, wie in dem ersten Beispiel beschrieben, beschrieben werden.
Bei einem SAW-Filter 400, wie in Fig. 14A gezeigt, und einem SAW-Filter 500, wie in Fig. 14B gezeigt, ist ein SAW-Filterabschnitt 410 oder 510 vom Resonator-Typ jeweils auf der Seite näher bei einem Eingangsanschluß 406 oder 506 angeordnet, und ein seriell gekoppelter SAW-Filterabschnitt 420 oder 520 vom 3-Elektroden-Typ ist jeweils auf der Seite näher bei einem Ausgabe- bzw. Ausgangsanschluß 407 oder 507 angeordnet. Der SAW-Filterabschnitt 410 oder 510 vom Resonator-Typ und der seriell gekoppelte SAW-Filterabschnitt 420 oder 520 vom 3-Elektroden-Typ sind jeweils seriell zwischen den Eingabe- bzw. Eingangs- und Ausgabe- bzw. Ausgangs-Anschlüssen 406 und 407, oder 506 und 507, gekoppelt bzw. geschaltet. Die Grundanordnung ist die gleiche wie diejenige des SAW-Filters 100 in dem ersten Beispiel, beschrieben unter Bezugnahme auf Fig. 4. Weil gleiche Bezugszeichen gleiche Bestandteile bzw. Komponenten bezeichnen, wird die ausführliche Beschreibung davon ausgelassen. Durch das Ausbilden eines jeden SAW-Resonators unter Verwendung der zuvor erwähnten Entwurfs- bzw. Designparameter hat jeder der SAW-Filter 400 und 500 eine Mittenfrequenz des Durchlaßbandes von 900 MHz, und eine Durchlaßbandbreite von ungefähr 30 MHz. Die Durchlaßbandbreite wird durch einen Wert bei einem Punkt angezeigt, bei welchem die Dämpfung bzw. der Verlust von dem Spitzenwert in dem Durchlaßband um ungefähr 1,5 dB verändert wird bzw. abweicht. Für beide SAW- Filter 400 und 500 kann die in Fig. 15 gezeigte Frequenzkennlinie erhalten werden. Bei dem SAW-Filterabschnitt 410 vom Resonator-Typ des SAW-Filters 400, wie in Fig. 14A gezeigt, ist ein Resonator, der am nächsten bei dem Eingangsanschluß 406 verbunden ist, der parallele SAW-Resonator 401, welcher zwischen der Signalleitung 409 und Erde verbunden ist, wie bei dem SAW-Filter 100 des ersten Beispiels. Andererseits ist bei dem in Fig. 14B gezeigten SAW-Filter 500, anders als bei den SAW-Filtern 100 und 400, der serielle SAW-Resonator 501 in Serie bzw. Reihe mit der Signalleitung 509 verbunden bzw. geschaltet, und ist am nächsten bei dem Eingangsanschluß 506 verbunden bzw. geschaltet.
Wenn ein Signal mit einer Frequenz, die um 60 MHz höher als die Mittenfrequenz des Durchlaßbandes ist und eine Leistung von 1 W aufweist an die zwei SAW-Filter 400 und 500 angelegt wird, bei einer Umgebungsbedingung bzw. -atmosphäre von 100ºC, werden die Filterkennlinien bzw. -eigenschaften des SAW-Filters 400 nicht signifikant bzw. erheblich verändert, jedoch werden die Filterkennlinien bzw. -eigenschaften des SAW-Filters 500 verschlechtert. Andererseits, wenn ein Signal mit einer Frequenz, welche um 60 MHz niedriger ist als die Mittenfrequenz des Durchlaßbandes, und eine Leistung von 1 W aufweist, bei einer Umgebungsatmosphäre bzw. -bedingung von 100ºC angelegt wird, werden die Filtereigenschaften bzw. Filterkennlinien des SAW- Filters 500 nicht signifikant bzw. erheblich verändert, jedoch werden die Filterkennlinien bzw. -bedingungen des SAW-Filters 400 verschlechtert.
Entsprechend wird gewünscht, wenn eine Wahrscheinlichkeit besteht, daß ein Signal mit einer Frequenz höher als das Durchlaßband angelegt wird, daß der parallele SAW- Resonator 401 am nächsten bei dem Eingangsanschluß 406 verbunden ist, wie bei dem SAW-Filter 400 in Fig. 14A. Alternativ, wenn eine Wahrscheinlichkeit besteht, daß ein Signal mit einer Frequenz niedriger als das Durchlaßband angelegt wird, wird gewünscht, daß der serielle SAW-Resonator 501 am nächsten bei dem Eingabeanschluß 506 verbunden ist, wie bei dem SAW-Filter 500 in Fig. 14B. Durch diese Art, durch das gewünschte Auswählen der Anordnung der SAW-Resonatoren, wird der singuläre Punkt des SAW-Resonators davon abgehalten bzw. daran gehindert, mit der Frequenz des Eingangssignals zusammenzufallen.
Die oben beschriebenen bestimmten Werte der Frequenz und der Leistung des angelegten Signals sind nur ein Beispiel zur Erläuterung der Effekte dieses Beispiels.
Des weiteren wird erkannt, obwohl das vierte Beispiel der Erfindung oben in der Gestalt einer Verbesserung des ersten Beispiels erläutert wurde, daß das gleiche Schema bzw. der gleiche Plan bei anderen Beispielen der Erfindung angewendet werden kann.
Bei den ersten bis vierten Beispielen ist das Elektrodenmuster durch das Ablagern eines reinen Aluminiums auf einem 36º-Y-Schnitt-X-Fortpflanzungs- bzw. -Ausbreitungs- Lithiumtantalat-Substrat ausgebildet, zur Herstellung eines jeden SAW-Resonators. Jedoch sind die Materialien nicht auf diejenigen in den oben beschriebenen Beispielen beschränkt. Z. B. kann ein anderer Typ eines Substrats verwendet werden, wie z. B. ein 41º-Y-Schnitt-X-Ausbreitungs-Lithiumniobat-Substrat. Zusätzlich kann hinsichtlich der Haltbarkeit bzw. Dauerfestigkeit Aluminium, welches Kupfer enthält, anstelle von reinem Aluminium verwendet werden. In einem solchen Fall kann eine Elektrode mit einer überragenden Haltbarkeit bzw. Dauerfestigkeit ausgebildet werden.
Bei der obigen Beschreibung umfassen alle SAW-Resonatoren, welche den SAW- Filterabschnitt vom Resonator-Typ bilden, jeweils Reflektoren, wie in Fig. 5 gezeigt. Jedoch ist, wenn ein Substrat mit einem großen elektromechanischen Kopplungsfaktor, wie z. B. ein 41º-Y-Schnitt-X-Ausbreitungs- bzw. Fortpflanzungs-Lithiumniobat- Substrat, verwendet wird, die Reflexionskraft (reflectivity) pro Elektrodenzweig, der in dem IDT enthalten ist, ausreichend hoch, so daß die Reflektoren manchmal ausgelassen werden können.
Wie oben beschrieben, ist gemäß der Erfindung ein SAW-Filter so angeordnet, daß ein Filterabschnitt vom Resonator-Typ, bei welchem eine Mehrzahl von SAW-Resonatoren in Serie bzw. Reihe und parallel verbunden sind, und ein seriell gekoppelter Filterabschnitt vom 3-Elektroden-Typ, bei welchem drei IDTs zum Eingeben und Ausgeben von Signalen zwischen Reflektoren angeordnet (interposed) sind, seriell bzw. in Reihe auf ein und demselben Substrat verbunden. Die Design- bzw. Entwurfsparameter der jeweiligen SAW-Resonatoren sind bzw. werden so eingestellt bzw. abgeglichen, daß die Impedanzen auf den jeweiligen Seiten der Filterabschnitte, wenn von dem Knoten des SAW-Filterabschnitts vom Resonator-Typ und dem seriell gekoppeltes SAW-Filterabschnitt vom 3-Elektroden-Typ betrachtet, im wesentlichen ein komplex konjugiertes Verhältnis zueinander in dem Durchlaßband bzw. Durchlaßbereich aufweisen.
Entsprechend kann in dem Frequenzbereich niedriger als dem Durchlaßband des Filters ein steiler Anstieg der Frequenzkennlinie in Richtung auf das Durchlaßband durch die Funktion bzw. Arbeitsweise des seriell gekoppelter SAW-Filterabschnitts vom 3- Elektroden-Typ verwirklicht werden, und in dem Frequenzbereich höher als dem Durchlaßband kann ein steiler Anstieg der Frequenzkennlinie durch die Funktion bzw. Arbeitsweise des SAW-Filterabschnitts vom Resonator-Typ realisiert bzw. verwirklicht werden.
Zusätzlich, weil die Impedanzen auf den jeweiligen Seiten der Filterabschnitte, wenn von dem Knoten der Filterabschnitte betrachtet, so ausgelegt bzw. entworfen sind, um ein komplex konjugiertes Verhältnis zueinander in dem Durchlaßband aufzuweisen, wirkt bzw. arbeitet einer der Filterabschnitte als ein impedanzanpassender bzw. - abgleichender Schaltkreis für den anderen in Bezug auf die Frequenzen in dem Durchlaßband. Als Ergebnis wird der Filter als Ganzes mit dem 50 Ω-Impedanzsystem angepaßt bzw. abgeglichen, selbst wenn die Eingangs-/Ausgangs-Impedanz eines jeden Filterabschnitts nicht genau mit dem 50 Ω-System abgeglichen bzw. angepaßt ist.
Deshalb ist es möglich, einen Filter mit einem niedrigen Verlust, einer kleinen Welligkeit in dem Durchlaßband, und einem steilen Anstieg vorzusehen bzw. zu schaffen, welcher mit dem 50 Ω-Impedanzsystem gut abgeglichen bzw. angepaßt ist.
Gemäß der Erfindung kann der schlechte Anstieg in dem Frequenzbereich niedriger als dem Durchlaßband, welcher der inhärente bzw. innewohnende Nachteil des SAW- Filters vom Resonator-Typ ist, durch die Kennlinien des seriell gekoppelten SAW- Filterabschnitts vom 3-Elektrodentyp kompensiert bzw. ausgeglichen werden. Ebenso kann das Auftreten der Welligkeit in dem Frequenzbereich höher als dem Durchlaßband, welches der inhärente bzw. innewohnende Nachteil des seriell gekoppelten SAW-Filters vom 3-Elektrodentyp ist, durch die Verwendung des Dämpfungspols des SAW-Filterabschnitts vom Resonator-Typ kompensiert werden.
Eine wünschenswerte Sperrbereichsdämpfung bzw. -unterdrückung kann auf die nachfolgende Art mit dem SAW-Filter mit der Konfiguration bzw. Anordnung gemäß der Erfindung erzielt bzw. erhalten werden: Als erstes wird die Sperrbereichsdämpfung des Filters auf eine digitale Art grob eingestellt durch Verändern der Anzahl der verbundenen Stufen in dem seriell verbunden SAW-Filterabschnitt vom 3-Elektroden- Typ, und dann wird fein bzw. präzise bzw. genau eingestellt bzw. angepaßt auf eine analoge Art durch Einstellen bzw. Anpassen des Kapazitätsverhältnisses und der Anzahl der verbundenen Stufen der SAW-Resonatoren, welche den SAW-Filterabschnitt vom Resonator-Typ bilden. Entsprechend können bei dem SAW-Filter der Erfindung die gewünschten Filtereigenschaften bzw. -kennlinien leicht verwirklicht werden.
Bei der Konfiguration bzw. Anordnung der Erfindung können durch unabhängiges und getrenntes Festlegen bzw. Festsetzen der Entwurfs- bzw. Designparameter des SAW- Filterabschnitts vom Resonator-Typ und des seriell verbundenen Filterabschnitts vom 3-Elektroden-Typ die jeweiligen Eingangs-/Ausgangs-Impedanzenunabhängig eingestellt bzw. angepaßt werden. Wenn die Impedanzen eingestellt werden sollen, ist es nicht erforderlich, irgend eine zusätzliche Impedanzkomponente zu verbinden, wie z. B. einen Kondensator bzw. eine Kapazität. Entsprechend kann die Eingangs-/Ausgangs-Impedanz des Filters als Ganzes leicht auf einen gewünschten Wert festgelegt bzw. eingestellt werden, so daß die Impedanzanpassung bzw. der Impedanzabgleich leicht verwirklicht werden kann. Des weiteren werden beide, die gewünschten Filterkennlinien und die gewünschte Impedanzkennlinie, leicht gleichzeitig realisiert bzw. verwirklicht.
Verschiedene andere Abwandlungen werden den Fachleuten offensichtlich werden und können von diesen leicht durchgeführt werden, ohne von dem Schutzbereich dieser Erfindung abzuweichen. Entsprechend ist es nicht beabsichtigt, daß der Schutzbereich der beiliegenden Ansprüche auf die Beschreibung, wie hierin ausgeführt, beschränkt wird, sondern daß die Ansprüche weit ausgelegt werden.

Claims

1. Akustisches Oberflächenwellen-Filter mit:

einem piezoelektrischen Substrat;

einem Eingangs- bzw. Eingabeanschluß zum Empfangen eines Eingangssignals; einem Ausgangsanschluß zum Vorsehen bzw. Zurverfügungstellen eines Ausgangssignals; und

einem ersten akustischen Oberflächenwellen-Filterabschnitt (110) und einem zweiten akustischen Oberflächenwellen-Filterabschnitt (120), jeweils seriell bzw. in Reihe mit einer Signalleitung verbunden, welche den Eingangsanschluß (106) und den Ausgangsanschluß (107) verbindet,

wobei der erste akustische Oberflächenwellen-Filterabschnitt mindestens einen parallelen akustischen Oberflächenwellen-Resonator (102), der zwischen Erde und der Signalleitung geschaltet ist, und mindestens einen seriellen akustischen Oberflächenwellen-Resonator (101) aufweist, der mit der Signalleitung in Serie verbunden ist,

wobei der zweite akustische Oberflächenwellen-Filterabschnitt einen interdigitalen Eingangswandler (113) zum Empfangen eines Signals, zwei interdigitale Ausgangswandler (104), welche miteinander verbunden sind und so angeordnet sind, um den interdigitalen Eingangswandler dazwischen aufzunehmen (sandwiching) zum Vorsehen bzw. Schaffen einer Ausgabe- bzw. eines Ausgangs, und zwei Reflektoren (105) aufweist, die angeordnet sind, um den interdigitalen Eingabewandler und die zwei interdigitalen Ausgabewandler dazwischen aufzunehmen (sandwiching), und

Impedanzen auf den jeweiligen Seiten der ersten und zweiten akustischen Oberflächenwellen-Filterabschnitte, betrachtet von einem Verbindungspunkt dazwischen, weisen im wesentlich ein komplex konjugiertes Verhältnis zueinander auf in Bezug auf bzw. im Verhältnis zu Frequenzen in einem Durchlaßband des akustischen Oberflächenwellen-Filters.

2. Akustisches Oberflächenwellen-Filter nach Anspruch 1, weiter aufweisend: Einen dritten akustischen Oberflächenwellen-Filterabschnitt bzw. -bereich, der mit dem zweiten akustischen Oberflächenwellen-Filterabschnitt verbunden ist, wobei der dritte akustische Oberflächenwellen-Filterabschnitt aufweist: Mindestens einen parallelen akustischen Oberflächenwellen-Resonator, welcher zwischen Erde und der Signalleitung verbunden ist; und mindestens einen seriellen bzw. in Reihe geschalteten akustischen Oberflächenwellen-Resonator, welcher mit der Signalleitung in Reihe bzw. Serie geschaltet bzw. verbunden ist.

3. Akustisches Oberflächenwellen-Filter nach Anspruch 1, wobei der erste akustische Oberflächenwellen-Filterabschnitt mindestens eine Basiseinheit vom T-Stil bzw. T-Typ aufweist, die mit bzw. aus zwei der seriellen akustischen Oberflächenwellen-Resonatoren und einem der parallelen akustischen Oberflächenwellen-Resonatoren angeordnet bzw. zusammengesetzt ist, wobei der parallele akustische Oberflächenwellen-Resonator zwischen Erde und einem Verbindungspunkt der zwei seriellen akustischen Oberflächenwellen-Resonatoren vorgesehen ist.

4. Akustisches Oberflächenwellen-Filter nach Anspruch 1, wobei der parallele akustische Oberflächenwellen-Resonator, der in dem ersten akustischen Oberflächenwellen-Filterabschnitt enthalten ist, sehr nahe bzw. eng mit dem Eingabe- bzw. Eingangsanschluß verbunden ist.

5. Akustisches Oberflächenwellen-Filter nach Anspruch 1, wobei der serielle akustische Oberflächenwellen-Resonator, der in dem ersten akustischen Oberflächenwellen-Filterabschnitt enthalten ist, sehr nahe bzw. eng mit dem Eingabe- bzw. Eingangsanschluß verbunden ist.