HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Paßbandfilter, welcher einen SAW-(Oberflächenwellen-)Resonator
verwendet, und insbesondere auf einen SAW-Resonatorfilter, welcher
eine Mehrzahl von parallel geschalteten längsgekoppelten SAW-
Resonatorfiltern aufweist.
2. Beschreibung des Gebiets der Technik
-
SAW-Resonatorfilter werden derzeit häufig als Paßbandfilter
in Vorrichtungen für die mobile Kommunikation verwendet. In
der letzten Zeit erfreuten sich bei Systemen für mobile
Kommunikation digitale Techniken großer Beliebtheit. Im
Gegensatz zu analogen Systemen der mobilen Kommunikation ist es
jedoch bei digitalen Systemen der mobilen Kommunikation
unbedingt erforderlich, daß die verwendeten Filter nicht nur eine
hohe Temperaturstabilität und eine scharfe
Sperrcharakteristik an den Grenzen des Durchlaßbereiches, sondern auch eine
große Bandweite und eine konstante
Gruppenlaufzeitcharakteristik über den gesamten Durchlaßbereich aufweisen.
Insbesondere sind diese Erfordernisse bei einem Zwischenfrequenz(IF)-
Filter von kritischer Bedeutung.
-
Im Gegensatz zu Systemen der mobilen Kommunikation, bei denen
üblicherweise aus transversal gekoppelten SAW-
Resonatorfiltern bestehende SAW-Filter verwendet werden,
werden transversale SAW-Filter oder längsgekoppelte SAW-Filter
in Systemen der digitalen mobilen Kommunikation verwendet, um
die oben beschriebenen Erfordernisse zu erfüllen.
-
Obwohl transversale SAW-Filter den Vorteil haben, daß eine
große Bandbreite und eine konstante
Gruppenlaufzeitcharakteristik leicht erzielt werden können, haben sie gleichwohl den
Nachteil, daß sie eine große Einfügedämpfung aufweisen und es
schwierig ist, sie in verkleinerter Form herzustellen.
-
Auf der anderen Seite hat der längsgekoppelte SAW-
Resonatorfilter eine geringere Einfügedämpfung als der
transversale SAW-Filter und kann eine größere Bandbreite aufweisen
als der transversal gekoppelte SAW-Resonatorfilter. Jedoch
ist der Nachteil der längsgekoppelten SAW-Resonatorfilter,
daß die Dämpfung am oberen Ende des Durchlaßbereiches nicht
steil verläuft, wie in Fig. 5 gezeigt wird. In Fig. 5 stellt
die durchgezogene Linie A die gleiche Charakteristik wie die
durchgezogene Linie B dar, aber die Dämpfung wird in einem
vergrößerten Maßstab ausgedrückt, welcher rechts auf der
senkrechten Achse angegeben ist.
-
Um das oben erwähnte Problem zu vermeiden, wurde
vorgeschlagen, eine Mehrzahl von längsgekoppelten Resonatorfiltern, die
verschiedene Durchlaßbereiche aufweisen, parallel zu
verbinden, wodurch ein SAW-Filter realisiert wird, der eine große
Bandbreite und eine verbesserte Dämpfungscharakteristik am
oberen Ende des Durchlaßbereiches aufweist, wie dies in Fig.
6 gezeigt wird (siehe beispielsweise die japanische
Offenlegungsschrift Nr. 6-334476). In diesem spezifischen Beispiel
wird ein längsgekoppelter SAW-Resonatorfilter niedriger
Frequenz mit relativ großer Bandbreite parallel zu einem
höherfrequenten längsgekoppelten SAW-Resonatorfilter mit einer
relativ schmalen Bandbreite geschaltet.
-
Wie jedoch in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 6-
334476 beschrieben, wird die Dämpfungscharakteristik an der
oberen Grenze des Durchlaßbereiches dieses
SAW-Resonatorfilters lediglich durch die Dämpfungscharakteristik des
Schmalbandhochfrequenz-SAW-Resonatorfilters, der
längsgekoppelt ist, realisiert, und demzufolge ist die
Dämpfungscharakteristik an der oberen Grenze des Durchlaßbereiches nicht
gut genug.
-
Darüber hinaus ist bei der in der japanischen
Offenlegungsschrift Nr. 6-334476 beschriebenen Technik der
Resonanzmodus jedes längsgekoppelten SAW-Resonatorfilters in einer
solchen Weise eingestellt, daß die Resonanzmodi der
längsgekoppelten SAW-Filter mit höherer Frequenz und niedrigerer
Frequenz sich miteinander in der Weise überlappen, daß die
Ausgangssignale dieser beiden längsgekoppelten SAW-
Resonatorfilter in der Phase stets gleich sind, wodurch die
Gesamtfiltercharakteristik bestimmt wird.
-
Bei dem SAW-Resonatorfilter tritt jedoch bei der
Resonanzfrequenz jedes Resonanzmodus eine Phasenumkehrung ein. Wenn es
demzufolge zwischen dem SAW-Filter niedrigerer Frequenz und
dem SAW-Filter höherer Frequenz eine Frequenzabweichung gibt,
erscheint ein Frequenzbereich, wo die Ausgangssignale der
beiden SAW-Resonatorfilter im Pegel nahezu gleich, aber in
der Phase entgegengesetzt sind. Dies bedeutet, daß ein
geringfügiger Fehler beim Herstellungsverfahren, wie z. B.
Abweichungen bei der Dicke oder Breite des Elektrodenfilms,
eine solche Frequenzabweichung verursachen kann, und daß ein
Bereich entsteht, bei dem die Ausgangssignale im Pegel
gleich, aber in der Phase entgegengesetzt sind. Das Auftreten
eines solchen Bereiches kann zu einer Gruppenverzögerungswelligkeit
C in der Nähe des Zentrums des Durchlaßbereiches
führen, wie dies in Fig. 7 gezeigt wird. Eine solche
Gruppenverzögerungswelligkeit C verursacht eine starke Verschlechterung
der Eigenschaften des in der Vorrichtung für digitale
Kommunikation verwendeten IF-Filters.
-
Ein SAW-Resonator mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Anspruches 1 ist aus JP 7058585 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen SAW-Resonatorfilter zu liefern, der die oben
beschriebenen Probleme nicht mehr aufweist. Insbesondere ist es eine
Aufgabe der Erfindung, einen SAW-Resonatorfilter zu liefern,
der im Verlust ebenso niedrig liegt und in der Bandbreite
ebenso breit ist, wie an sich bekannte längsgekoppelte SAW-
Resonatorfilter, und der eine steilere
Dämpfungscharakteristik an den Grenzen des Durchlaßbereiches aufweist und
darüber hinaus produziert werden kann, ohne daß eine
Gruppenverzögerungswelligkeit im Durchlaßbereich entsteht, wobei
Schwankungen in den Produktionsprozessen sich nicht
auswirken.
-
Diese Aufgabe wird mit einem SAW-Resonatorfilter gelöst, der
die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist. Die Unteransprüche
beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsbeispiele.
-
Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der
Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in
der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele
erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:
-
Fig. 1 eine Draufsicht mit der schematischen Darstellung
einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen SAW-
Resonatorfilters;
-
Fig. 2 eine Graphik mit der Darstellung des
Betriebsprinzips des in Fig. 1 gezeigten SAW-Resonatorfilters;
-
Fig. 3 eine Graphik mit der Darstellung einer
Dämpfungsfrequenzcharakteristik, die erhalten wird, wenn der
Resonanzmodus 25 des in Fig. 2 gezeigten Merkmals
leicht zum Mittelpunkt des Durchlaßbereiches hin
belegt wird;
-
Fig. 4 eine Graphik mit der Darstellung der
Übertragungscharakteristik eines SAW-Resonatorfilters nach einer
Ausführungsform der Erfindung;
-
Fig. 5 eine Graphik mit der Darstellung einer typischen
Charakteristik eines an sich bekannten SAW-
Resonatorfilters;
-
Fig. 6 eine Graphik mit der Darstellung einer typischen
Charakteristik eines an sich bekannten SAW-
Resonatorfilters, der aus einer Mehrzahl von
parallel miteinander verbundenen SAW-Resonatorfiltern
besteht; und
-
Fig. 7 eine Graphik mit der Darstellung einer
Charakteristik, die erhalten wird, wenn der in Fig. 6 gezeigte
SAW-Resonatorfilter unter von optimalen Bedingungen
abweichenden Herstellbedingungen produziert wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Unter Bezugnahme auf den beigefügten Zeichnungssatz wird der
SAW-Resonatorfilter nach der vorliegenden Erfindung
nachstehend weiter detailliert beschrieben. Fig. 1 ist eine
vereinfachte Draufsicht mit der Darstellung einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen SAW-Resonators.
-
Erste und zweite längsgekoppelte Resonatorfilter 11 und 12
werden auf einem (in angedeuteten Linien dargestellten)
piezoelektrischen Substrat 10 ausgebildet. Das piezoelektrische
Substrat 10 kann aus einem piezoelektrischen Keramikmaterial,
wie z. B. Bleizirkonat-Titanat-basiertem piezoelektrischem
Keramikmaterial, oder einem piezoelektrischen
Einkristallmaterial, wie z. B. Quarz, LiTaO&sub3; oder LiNbO&sub3;, bestehen.
-
Das piezoelektrische Substrat 10 kann auch aus einer
piezoelektrischen Dünnschicht, wie z. B. ZnO, auf einem aus
Isoliermaterial, wie z. B. Aluminiumoxid, hergestellten
Isoliersubstrat ausgeführt werden. Für den Fall, daß das
piezoelektrische Substrat dadurch gefertigt wird, daß eine
piezoelektrische Dünnschicht auf einem Isoliersubstrat realisiert
wird, können Elektroden, die nachstehend beschrieben werden,
entweder auf der oberen Fläche oder auf der unteren Fläche
der piezoelektrischen Dünnschicht ausgeformt werden.
-
Der erste längsgekoppelte Resonatorfilter 11 umfaßt einen
interdigitalen Eingangstransducer (im folgenden als IDT
bezeichnet) 17 und einen Ausgangs-IDT 18, die längs einer
Oberflächenwellen-Ausbreitungsrichtung angeordnet sind. Die IDT
17 und 18 weisen jeweils eine Mehrzahl von Elektrodenfingern
auf, die miteinander in interdigitaler Form im Eingriff
stehen. Das heißt, der IDT 17 weist Kammelektroden 17a und 17b
auf, die jeweils einen oder mehrere Elektrodenfinger
aufweisen, wobei die Kammelektroden 17a und 17b in einer solchen
Weise angeordnet sind, daß ihre Elektrodenfinger miteinander
in interdigitaler Form im Eingriff stehen. Der IDT 18 hat
ebenfalls analoge Kammelektroden 18a und 18b, die jeweils
einen oder mehrere Elektrodenfinger aufweisen.
-
Die Elektrodenfingerteilung jedes IDT 17 und 18 wird auf ê/2
eingestellt, wobei ê die Wellenlänge der Oberflächenwelle
ist. Gitterförmige Reflektoren 13 und 14 werden auf beiden
Seiten der IDT 17 und 18 in der Ausbreitungsrichtung der
Oberflächenakustikwelle angeordnet.
-
Der zweite längsgekoppelte Resonatorfilter 12 wird mit
Ausnahme des nachstehend beschriebenen Punktes in der gleichen
Weise hergestellt wie der erste längsgekoppelte
Resonatorfilter 11, und somit hat der zweite längsgekoppelte
Resonatorfilter 12 einen Eingangs-IDT 19, einen Ausgangs-IDT 20 und
Reflektoren 15 und 16, wobei der IDT 19 Kammelektroden 19a
und 19b aufweist, die jeweils aus einem oder mehreren
Elektrodenfingern bestehen, und der IDT 20 Kammelektroden 20a und
20b aufweist, die jeweils aus einem oder mehreren
Elektrodenfingern bestehen.
-
Bei dem SAW-Resonatorfilter nach der vorliegenden Erfindung
wird der erste längsgekoppelte Resonatorfilter 11 parallel
mit dem zweiten längsgekoppelten Resonatorfilter 12
verbunden. Das Verfahren für das Verbinden dieser längsgekoppelten
Resonatorfilter in paralleler Form wird nachstehend unter
Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
-
Wenn ein längsgekoppelter SAW-Resonatorfilter als
Paßbandfilter verwendet wird, ist es möglich, daß er innerhalb oder in
der Nähe des Durchlaßbereiches drei Resonanzmodi aufweist.
Wie in Fig. 2 gezeigt, weist der erste längsgekoppelte
Resonatorfilter 11 innerhalb oder in der Nähe des
Durchlaßbereiches drei Resonanzmodi 21-23 auf. Wie aus Fig. 2 entnommen
werden kann, treten jeweils der erste Resonanzmodus 21, der
zweite Resonanzmodus 22 und der dritte Resonanzmodus 23 bei
einer niedrigeren Frequenz, einer mittleren Frequenz und
einer höheren Frequenz auf.
-
Analog weist der zweite längsgekoppelte Resonatorfilter 12
erste, zweite und dritte Resonanzmodi 24, 25 und 26 auf, die
innerhalb oder in der Nähe des Durchlaßbereiches liegen,
wobei der erste Resonanzmodus 24, der zweite Resonanzmodus 25
und der dritte Resonanzmodus 26 jeweils bei einer niedrigeren
Frequenz, einer mittleren Frequenz und einer höheren Frequenz
auftreten.
-
Bei dem SAW-Resonatorfilter nach der Erfindung werden der
erste und zweite längsgekoppelte Resonatorfilter 11 bzw. 12
jeweils parallel in einer solchen Weise geschaltet, daß der
Ausgang des ersten SAW-Resonatorfilters für einen Eingang bei
Frequenzen, die höher sind als die Resonanzfrequenz des
dritten Resonanzmodus 23, eine Phase aufweist, die der Phase des
Ausgangs des zweiten SAW-Resonatorfilters 12 für einen
Eingang bei Frequenzen, welche höher sind als die
Resonanzfrequenz des dritten Resonanzmodus 26 entgegengesetzt ist. Das
heißt also, von den IDT 17 bis 20 wird lediglich der IDT 20
in einer solchen Weise ausgeformt, daß er eine
Elektrodenstruktur aufweist, die in vertikaler Position gegenüber den
anderen IDT umgekehrt ist.
-
Des weiteren werden die Resonanzmodi 21-23 und 24-26 des
ersten und zweiten längsgekoppelten Resonatorfilters 11 bzw.
12 so eingestellt, wie in Fig. 2 gezeigt wird. Das heißt, der
erste Resonanzmodus 21 des längsgekoppelten Resonatorfilters
11 wird so eingestellt, daß er eine Resonanzfrequenz
aufweist, die nahezu der Resonanzfrequenz des ersten
Resonanzmodus 24 des zweiten längsgekoppelten Resonatorfilters 12
entspricht.
-
Darüber hinaus liegen der dritte Resonanzmodus 23 des ersten
längsgekoppelten Resonatorfilters 11 und der zweite und
dritte Resonanzmodus 25 und 26 des zweiten längsgekoppelten
Resonatorfilters 12 hinsichtlich der Resonanzfrequenz nahe
beieinander.
-
Darüber hinaus werden der Resonanzmodus 23 des ersten
längsgekoppelten Resonatorfilters 11 und der zweite und der dritte
Resonanzmodus 25 und 26 des zweiten längsgekoppelten
Resonatorfilters 12 in der Weise eingestellt, daß die
Resonanzfrequenz dieser Resonanzmodi in der Reihenfolge der Resonanzmodi
25, 23 und 26 zunimmt.
-
Bei dem in Fig. 1 gezeigten SAW-Resonatorfilter wird die
Dämpfungscharakteristik am oberen Ende des Durchlaßbereiches
verschärft und eine größere Bandbreite kann erreicht werden,
da die Resonanzmodi 21-23 und 24-26 des ersten und
zweiten längsgekoppelten Resonatorfilters in der oben
beschriebenen Weise eingestellt, und darüber hinaus werden der erste
und der zweite längsgekoppelte Resonatorfilter in der oben
beschriebenen Weise parallel miteinander verbunden werden.
Darüber hinaus wird eine Wellenbildung im Durchlaßbereich
unterdrückt.
-
Bei dem längsgekoppelten SAW-Resonatorfilter tritt wie oben
beschrieben bei der Resonanzfrequenz jedes Resonanzmodus eine
Phasenumkehr auf. Die Phasencharakteristika der
längsgekoppelten Resonatorfilter 11 und 12 werden längs der mit Pfeilen
D und E gekennzeichneten Linien unterhalb der
Frequenzcharakteristik in Fig. 2 gezeigt.
-
Wie oben beschrieben werden der erste und zweite
längsgekoppelte Resonatorfilter 11 und 12 in einer solchen Weise
miteinander verbunden, daß das Ausgangssignal des ersten
längsgekoppelten Resonatorfilters 11 bei Frequenzen über der
Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 23 eine zur Phase des
Ausgangssignals des zweiten längsgekoppelten Resonatorfilters 12
bei Frequenzen über der Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 26
entgegengesetzte Phase aufweist. Die Phasen in diesen
Frequenzbereichen werden jeweils durch die Symbole "+" und "-"
gekennzeichnet, und die Phasen in den anderen
Frequenzbereichen bezüglich der obigen Phasen werden ebenfalls entweder
durch "+" oder "-" dargestellt.
-
Wie aus Figur zu entnehmen ist, haben der erste und zweite
Resonatorfilter 11 in dem Frequenzbereich von der
Resonanzfrequenz des zweiten Resonanzmodus 22 des ersten
längsgekoppelten Resonatorfilters 11 bis zur Resonanzfrequenz des zweiten
Resonanzmodus 25 des zweiten längsgekoppelten
Resonatorfilters 12 die gleiche Phasencharakteristik, und demzufolge
tritt in diesem Frequenzbereich kein Löschen auf.
-
Auf der anderen Seite werden im Frequenzbereich von der
Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 25 bis zur Resonanzfrequenz
des Resonanzmodus 23 die ersten und zweiten längsgekoppelten
Resonatorfilter 11 und 12 in der Phase zueinander
entgegengesetzt, und demzufolge ergibt sich die Gesamtcharakteristik in
diesem Frequenzbereich durch die Differenz des Ausgangepegels
zwischen den beiden längsgekoppelten Resonatorfilter 11 und
12. Als Ergebnis kommt es zu einer starken Dämpfung in diesem
Frequenzbereich. Demzufolge hat der in Fig. 1 gezeigt SAW-
Resonatorfilter an der oberen Grenze des Durchlaßbereiches
eine scharfe Dämpfungscharakteristik, wie unten in Fig. 2
gezeigt.
-
In dem Frequenzbereich von der Resonanzfrequenz des
Resonanzmodus 21 oder des Resonanzmodus 24 bis zur Resonanzfrequenz
des Resonanzmodus 22 sind die ersten und zweiten
längsgekoppelten Resonatorfilter 11 und 12 in der Phase zueinander
entgegengesetzt. Jedoch ist in diesem Frequenzbereich der
Ausgangspegel des zweiten längsgekoppelten Resonatorfilters 12
relativ zum Ausgangspegel des ersten längsgekoppelten
Resonatorfilters 11 niedrig, und demzufolge kann der Einfluß der
Charakteristik des zweiten längsgekoppelten Resonatorfilters
12 auf den Ausgang des ersten längsgekoppelten
Resonatorfilters 11 vernachlässigt werden.
-
In der Nähe der Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 24 steigt
jedoch der Ausgangspegel des zweiten längsgekoppelten
Resonatorfilters 12 abrupt an, und demzufolge hebt der
Ausgangspegel des zweiten längsgeschalteten Resonatorfilters 12 den
Ausgang des ersten längsgeschalteten Resonatorfilters 11 auf.
Als Ergebnis nimmt die Gesamtdämpfung in der Nähe der
Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 24 abrupt zu. Damit wird
nach diesem Ausführungsbeispiel der Frequenzbereich von der
Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 21 zur Resonanzfrequenz
des Resonanzmodus 25 zum Durchlaßbereich des SAW-
Resonatorfilters.
-
In dem Frequenzbereich unterhalb der Resonanzfrequenz des
Resonanzmodus 21 und auch in dem Frequenzbereich über der
Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 26 werden der erste und zweite
längsgeschaltete Resonatorfilter 11 und 12 in der Phase
entgegengesetzt, während die Resonanzfrequenz des Resonanzmodus
21 und die Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 24 nahe
beieinander liegen, und die Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 23
und die Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 26 liegen nahe
beieinander. Als Ergebnis tritt in diesem Frequenzbereichen
die Auslöschung ein zwischen den Ausgängen des ersten und des
zweiten längsgekoppelten Resonatorfilters, und damit wird
sowohl an der unteren wie auch an der oberen Grenze des
Durchlaßbereichs eine stärkere Dämpfung erreicht.
-
Wenn der zweite Resonanzmodus 25 und der dritte Resonanzmodus
26 in der Resonanzfrequenz nahe beieinander liegen, wie dies
bei dem zweiten längsgekoppelten Resonatorfilter 12 der Fall
ist, d. h. also wenn die Differenz in der Resonanzfrequenz
zwischen dem zweiten Resonanzmodus 25 und dem dritten.
Resonanzmodus 26 des zweiten längsgekoppelten Resonatorfilters 12
geringer ist als die Differenz in der Resonanzfrequenz
zwischen dem zweiten Resonanzmodus 22 und dem dritten
Resonanzmodus 23 des ersten längsgekoppelten Resonatorfilters 11,
dann hat darüber hinaus der zweite längsgekoppelte
Resonatorfilter 12 an der oberen Grenze des Durchlaßbereiches eine
steilere Dämpfungscharakteristik als der erste
längsgekoppelte Resonatorfilter 11. Wenn in diesem Fall der dritte
Resonanzmodus 26 des zweiten längsgekoppelten Resonatorfilters 12
auf eine Resonanzfrequenz gesetzt wird, die etwas höher ist
als die des dritten Resonanzmodus 23 des ersten
längsgekoppelten Resonatorfilters 11, dann gibt es einen solchen
Frequenzpunkt in der Nähe der oberen Grenze des
Durchlaßbereichs, bei dem die Ausgangspegel der beiden Resonatorfilter
absolut identisch werden. Als Ergebnis erscheint bei diesem
Frequenzpunkt in der Nähe der oberen Grenze des Durchlaßbereiches
ein Dämpfungspol, und in der Nähe dieses
Frequenzpunktes kommt es zu abrupter Dämpfung.
-
Demzufolge ist es mit dem in Figur gezeigten
SAW-Resonatorfilter möglich, einen Paßbandfilter mit geringem Verlust und
großer Bandbreite herzustellen, der eine scharfe Dämpfung
sowohl an der unteren wie auch an der oberen Grenze des
Durchlaßbereiches aufweist, wie dies in Fig. 2 gezeigt wird.
-
Wenn bei diesem SAW-Resonatorfilter die Resonanzfrequenz des
Resonanzmodus 25 ein wenig zum Mittelpunkt des
Durchlaßbereiches verschoben wird, dann wird die
Dämpfungs-/Frequenzcharakteristik zu der in Fig. 3 gezeigten. In diesem Fall
werden der erste und der zweite längsgekoppelte
Resonatorfilter 11 und 12 in dem Frequenzbereich von der Resonanzfrequenz
des Resonanzmodus 25 zur Resonanzfrequenz des Resonanzmodus
23 in der Phase zueinander entgegengesetzt. Als Ergebnis kann
eine Wellenbewegungt innerhalb des Durchlaßbereiches und in
der Nähe der oberen Grenze des Durchlaßbereiches eintreten.
Um eine solche Welligkeit zu vermeiden, ist es wünschenswert,
daß die Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 25 so nahe wie
möglich bei der Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 23 liegt.
Das heißt, es ist wünschenswert, daß die Resonanzfrequenz des
zweiten Resonanzmodus 25 des zweiten längsgekoppelten
Resonatorfilters 12 so nahe wie möglich bei der Resonanzfrequenz
des dritten Resonanzmodus 23 des ersten längsgekoppelten
Resonatorfilters 11 liegt.
-
Wenn der erste Resonanzmodus 24 des zweiten längsgekoppelten
Resonatorfilters eine Resonanzfrequenz hat, die höher ist als
die Resonanzfrequenz des ersten Resonanzmodus 21 des ersten
längsgekoppelten Resonatorfilters, dann kann eine Welligkeit
im Durchlaßbereich in der Nähe der unteren Grenze des Durchlaßbereiches
entstehen. Wenn auf der anderen Seite die
Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 21 höher ist als die
Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 24, haben die Resonanzmodi 21 und
24 in einem bestimmten Bereich innerhalb des
Frequenzbereiches von der Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 21 zur
Resonanzfrequenz des Resonanzmodus 24 die gleiche Phase. Dies
verursacht eine Welligkeit und eine Verschlechterung bei der
Dämpfungscharakteristik an der unteren Grenze des
Durchlaßbereiches. Aus dem vorgenannten Grund ist es wünschenswert, die
Resonanzmodi 21 und 24 in der Weise einzustellen, daß sie
eine im wesentlichen gleiche Resonanzfrequenz aufweisen.
-
Der SAW-Resonatorfilter nach der Erfindung wird nunmehr in
spezifischerer Form beschrieben. Bei diesem spezifischen
Ausführungsbeispiel wird der SAW-Resonatorfilter, der in Fig. 1
gezeigt wird, so adaptiert, daß er als ein IF-Filter mit
einer Zentralfrequenz von 243,95 MHz zur Verwendung in einer
PHS-Vorrichtung (Personal Hand-phone System) dient. Ein
Quarzsubstrat wird als piezoelektrisches Substrat 10
verwendet, und erste und zweite längsgekoppelte Resonatorfilter 11
und 12 werden auf dem Quarzsubstrat in einer solchen Weise
ausgeformt, daß sie die in Fig. 2 gezeigten Resonanzmodi
aufweisen, und sie werden in der oben beschriebenen Weise
miteinander verbunden. Fig. 4 zeigt ein spezifisches Beispiel
der Übertragungscharakteristik als Funktion der Frequenz für
den erhaltenen SAW-Resonatorfilter. In Fig. 4 stellt die
durchgezogene Linie H eine vergrößerte
Dämpfungscharakteristik im Vergleich zu der durch die durchgezogene Linie G
dargestellten dar, wobei die Dämpfung für die durchgezogene
Linie H in der Skala auf der rechten Seite der senkrechten
Achse ausgedrückt wird.
-
Wie aus dem Vergleich zwischen der in Fig. 4 gezeigten
Charakteristik und den Charakteristika der an sich bekannten
längsgekoppelten SAW-Resonatorfilter nach den Fig. 5 und 6
ersehen werden kann, weist der SAW-Resonatorfilter nach dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Dämpfungspol in der
Nähe der oberen Grenze des Durchlaßbereiches auf, und er
weist damit eine schärfere Dämpfungscharakteristik auf als
die in den Fig. 5 und 6 gezeigten an sich bekannten SAW-
Resonatorfilter, obwohl sowohl der SAW-Resonatorfilter nach
der Erfindung als auch der an sich bekannte Filter innerhalb
ihrer Durchlaßbereiche ähnliche Charakteristika aufweisen.
-
Bei dem erfindungsgemäßen SAW-Resonatorfilter werden wie oben
beschrieben der erste und der zweite längsgekoppelte
Resonatorfilter in einer solchen Weise parallel zueinander
geschaltet, daß Signale, die als Reaktion auf das Eingangssignal von
dem ersten und dem zweiten längsgekoppelten Resonatorfilter
abgegeben werden, bei Frequenzen, die höher sind als der
Durchlaßbereich, entgegengesetzte Phasen haben und in einer
solchen Weise, daß die drei Resonanzmodi des ersten und
zweiten längsgekoppelten Resonatorfilters untereinander besondere
Beziehungen haben, wie dies oben beschrieben wurde, wodurch
nicht nur ein geringer Verlust und eine große Bandbreite
erreicht werden, die allgemeine Merkmale des SAW-
Resonatorfilters sind, sondern auch eine schärfere Dämpfung
an den Grenzen des Durchlaßbereiches. Die Erfordernisse
hinsichtlich der drei Resonanzmodi können dadurch erfüllt
werden, daß die Anzahl der Kammelektroden jedes IDT, die Distanz
zwischen den Reflektoren und den entsprechenden
Kammelektroden und die Distanz zwischen den entsprechenden
Kammelektroden entsprechend ausgewählt und angepaßt werden.
-
Damit kann die vorliegende Erfindung einen Paßbandfilter
liefern, der einen geringen Verlust, eine große Bandbreite und
eine hohe Selektivität aufweist. Wenn insbesondere der dritte
Resonanzmodus des zweiten längsgekoppelten Resonatorfilters
so eingestellt wird, daß er eine schärfere
Dämpfungscharakteristik aufweist als der dritte Resonanzmodus des ersten
längsgekoppelten Resonatorfilters und wenn der dritte
Resonanzmodus des zweiten längsgekoppelten Resonatorfilters eine
Resonanzfrequenz aufweist, die höher ist als die
Resonanzfrequenz des dritten Resonanzmodus des ersten längsgekoppelten
Resonatorfilters, dann ist es möglich, an der oberen Grenze
des Durchlaßbereiches eine extrem scharfe
Dämpfungscharakteristik zu erreichen.
-
Wenn darüber hinaus die Differenz in der Resonanzfrequenz
zwischen dem zweiten und dem dritten Resonanzmodus des
zweiten längsgekoppelten Resonatorfilters kleiner ist als die
Differenz in der Resonanzfrequenz zwischen dem zweiten und
dem dritten Resonanzmodus des ersten längsgekoppelten
Resonatorfilters, dann hat der dritte Resonanzmodus des zweiten
längsgekoppelten Resonatorfilters eine schärfere
Charakteristik, die es ermöglicht, daß ein Dämpfungspol in der Nähe der
oberen Grenze des Durchlaßbereiches angeordnet werden kann,
was wiederum erlaubt, daß die Dämpfungscharakteristik an der
oberen Grenze des Durchlaßbereiches schärfer wird.