DE69737555T2

DE69737555T2 - Akustisches Oberflächenwellenfilter und mehrstufiges akustisches Oberflächenwellenfilter

Info

Publication number: DE69737555T2
Application number: DE69737555T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Neyagawa-shi Nakamura; Kazunori Yawata-shi Nishimura; Toru Katano-shi Yamada; Toshio Kobe-shi Ishizaki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2017-05-23
Also published as: CN1177236A; EP0809357A3; EP0809357B1; US20020014934A1; DE69700938T2; EP0921636B1; US5990762A; US6351196B1; EP0809357A2; EP0921636A2; DE69700938D1; CN1118932C; DE69737555D1; EP0921636A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Oberflächenwellenfilter (SAW-Filter), das für einen Schaltkreis für Hochfrequenzwellen oder dergleichen, zum Beispiel in einem Funkübertragungsgerät, zu verwenden ist.
Ebenso ist im gegenwärtigen Bestreben, Geräte kompakt zu machen, elektromechanischen Funktionsteilen Beachtung geschenkt worden, die akustische Oberflächenwellen (SAW) nutzen, weil die Schallgeschwindigkeit einer Welle mehrere Kilometer/Sekunde beträgt und die Wellenenergie Eigenschaften besitzt, auf der Oberfläche eines Ausbreitungsmediums konzentriert zu werden. Aufgrund der Entwicklung einer interdigitalen Wandlerelektrode (IDT) und des Fortschritts der Dünnfilmtechnologie, die ihre modifizierte Entwicklung möglich gemacht hat, ist diese für Verzögerungsleitungen für Radar, Bandpassfilter für Fernsehempfänger usw., praktisch eingesetzt worden. Gegenwärtig wird das SAW umfassend als HF- und ZF-Stufenfilter für Empfangs- und Sendeschaltkreise in Funkübertragungsgeräten verwendet.
In den letzten Jahren sind als Folge der Übernahme des digitalen Systems für bewegte Objekte die Entwicklungen von digitalen Mobiltelefonen und digitalen Schnurlostelefonen intensiviert worden. Da die Übertragungssysteme, die bei diesen Geräten benutzt werden, Informationen über die Amplitude und Phase von Signalen aufweisen, werden für die als ZF-Stufe zu verwendenden Filter eine flache Amplitudencharakteristik und Gruppenlaufzeit-Abweichungseigenschaft benötigt. Weil die ausgezeichnete Charakteristik für die Selektivität erforderlich ist, um das Signal eines Nachbarkanals von dem gewünschten Kanal zu unterscheiden, ist auch eine spitze Dämpfungscharakteristik mit schmaler Übergangsbereichsbreite eine wesentliche Bedingung. In letzter Zeit haben auch symmetrische Ein- und Ausgänge des Schaltkreiselements in der Stufe vor und hinter dem ZF-Filter Fortschritte gemacht, wobei der symmetrische Eingang und Ausgang für das ZF-Filter notwendig sind.
Üblicherweise sind als SAW-Filter, die für die ZF-Stufe geeignet sind, transversale SAW-Filter und zwei Arten von im Longitudinalmodus und Transversalmodus gekoppel ten Oberflächenwellenfiltern bekannt. Das transversale SAW-Filter weist eine hervorragende Gruppenverzögerungsabweichungscharakteristik auf, hat jedoch einen großen Einfügungsverlust, schlechte Dämpfungseigenschaften und eine große Elementgröße. Andererseits besitzt das modus-gekoppelte SAW-Filter eine spitze Dämpfungscharakteristik, einen geringen Einfügungsverlust und eine geringe Elementgröße, jedoch ist seine Gruppenverzögerungsabweichcharakteristik schlechter als die des transversalen SAW-Filters. Das SAW-Filter mit Longitudinalmodus ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine relativ große Störzone auf der Hochbandseite nahe dem Durchlassband hat, und das SAW-Filter im Transversalmodus ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine sehr schmale Bandcharakteristik hat. Im Hinblick auf die obigen Eigenschaften ist als ZF-Filter für mobile Übertragungsgeräte das im Transversalmodus gekoppelte SAW-Filter, das eine Miniaturgröße und exzellente Dämpfungseigenschaften aufweist, weit verbreitet eingesetzt worden.
Nachfolgend wird das konventionelle, im Transversalmodus gekoppelte, SAW-Filter erläutert.
24 ist eine Ansicht des Aufbaus und zeigt ein im Transversalmodus gekoppeltes SAW-Filter vom Resonatortyp gemäß konventioneller Technik. In 24 ist das Teil 241 ein piezoelektrisches Einkristallsubstrat. Durch Ausbildung eines Elektrodenmusters auf dem piezoelektrischen Substrat 241 können die akustischen Oberflächenwellen angeregt werden. Das Teil 242a ist eine auf dem piezoelektrischen Substrat 241 ausgebildete IDT-Elektrode, und durch Anordnung der Reflektorelektroden 242b und 242c auf beiden Seiten derselben wird ein SAW-Resonator vom Energie einschließenden Typ gebildet. Auf dem piezoelektrischen Substrat 241 ist durch die IDT-Elektrode 243a und die Reflektorelektroden 243b und 243c ein entsprechender SAW-Resonator ausgebildet. Weiterhin sind diese zwei Resonatoren eng zueinander angeordnet, und wegen der zwischen ihnen ausgebildeten akustischen Kopplung wird ein SAW-Filter gebildet.
Bei dem wie oben ausgebildeten SAW-Filter werden zwei Arten akustischer Frequenzen im Oberflächenwellenmodus, die auf dem piezoelektrischen Substrat anzuregen sind, durch die Kreuzungsbreite des Elektrodenfingers der IDT-Elektroden und die Distanz zwischen den beiden SAW-Resonatoren, die eng nebeneinander angeordnet sind, bestimmt, wobei dadurch die Durchlassbandbreite des Filters bestimmt wird.
Bei dem so aufgebauten SAW-Filter ist die realisierbare Bandbreite sehr schmal, und die spezifische Bandbreite des zu erstellenden Filters (die normierte Bandbreite bei der Mittenfrequenz des Filters) beträgt höchstens etwa 0,1 %. Um dem jüngeren digitalen System gerecht zu werden, muss man die Durchlasskurven des Filters breitbandiger machen und die flache Bandbreite der Gruppenverzögerungsabweichungscharakteristik verbreitern.
In letzter Zeit sind auch symmetrische Ein- und Ausgänge integrierter Schaltkreiselemente in den Stufen vor und hinter einem ZF-Filter weiterentwickelt worden. Dementsprechend wird für die ZF-Filter nachdrücklich ein Typ mit symmetrischem Ein- und Ausgang gefordert. Wie in 24 gezeigt, ist jedoch bei den konventionellen SAW-Filtern die eine Seite der Elektrodenfinger der Ein- und Ausgangsstufen der IDT-Elektroden 242a, 243a geerdet, und es besteht das Problem, dass das Filter nicht mit symmetrischen Ein- und Ausgängen ausgebildet werden kann.
Außerdem ist gewünscht worden, die Impedanz zwischen dem ZF-Filter und den Schaltkreiselementen in deren Vor- und Nachstufen anzugleichen, und weil die Eingangs- und Ausgangsimpedanzen der üblichen Filter abhängig ist von der Anzahl von Paaren der in den IDT-Elektroden enthaltenen Elektrodenfinger, die in enge Beziehung mit der Filtereigenschaft gesetzt sind, hat es ein Problem gegeben, dass es schwierig ist, den gewünschten Impedanzwert gleichzeitig mit der Erreichung der gewünschten Filtercharakteristik zu erhalten.
In EP-A-0 648 015 ist ein Oberflächenwellenfilter offenbart, bei dem drei Resonatoren nahe beieinander angeordnet sind, um akustische Kopplung zu bewirken. Ein Signal wird in den ersten Resonator eingegeben und von dem dritten Resonator ausgegeben. In diesem Filter kann ein Modus erster, zweiter und dritter Ordnung angeregt werden, so dass eine Breitpasscharakteristik des Filters erzielt wird.
Die vorliegende Erfindung soll die obigen Probleme im Stand der Technik beseitigen, und ihre Ziele sind, (1) einen symmetrischen Eingangs- und Ausgangsaufbau zu realisieren und das Ausmaß zum Ausgleichen des symmetrischen Anschlusses in dem symmetrischen Eingangs- und Ausgangsanschluss zu verbessern und einen geringen Einfügungsverlust zu realisieren, (2) das Durchlassband breit zu machen und die Phasen- und Amplitudencharakteristika flach zu machen.
Dies wird durch die Merkmale erreicht, die in den unabhängigen Ansprüchen erläutert sind. Weitere vorteilhafte Ausführungen nach der vorliegenden Erfindung sind in dem abhängigen Anspruch erläutert.
Ein SAW-Filter (Oberflächenwellenfilter) nach der vorliegenden Erfindung umfasst erste und dritte SAW-Resonatoren, die jeweils eine Reflektorelektrode auf beiden Seiten einer IDT-Elektrode als eine interdigitale Wandlerelektrode aufweisen, wobei die Resonatoren auf einem piezoelektrischen Substrat in Positionen angeordnet sind, bei denen Ausbreitungsrichtungen der entsprechenden Oberflächenwellen parallel zueinander sind; eine Vielzahl von Bandleitungselektroden, die parallel zwischen dem ersten und dem zweiten SAW-Resonator in der gleichen Elektrodenperiode angeordnet sind wie die der ersten und dritten SAW-Resonatoren, wobei die Mehrbandleitungselektroden miteinander durch Sammelschienenelektroden verbunden sind, um einen zweiten SAW-Resonator mit periodisch strukturierten Elektrodenreihen zu bilden, wobei die ersten und dritten SAW-Resonatoren nahe dem zweiten SAW-Resonator angeordnet sind, um akustische Kopplung zu bewirken, und die benachbarten Sammelschienenelektroden zwischen den SAW-Resonatoren elektrisch getrennt sind, und alle periodisch strukturierten Elektroden der zweiten SAW-Resonatoren geerdet sind; wobei angenommen wird, dass eine Elektrodenfinger-Kreuzungsbreite von IDT-Elektroden, die die ersten und dritten SAW-Resonatoren bilden, W1 ist, und eine Bandleitungslänge der periodisch strukturierten Elektrodenreihen, die den zweiten SAW-Resonator bilden, W2 ist, wobei die relative Größe von W1 zu W2 so eingestellt wird, dass die Frequenzdifferenz Δ1 zwischen dem Primärmodus und dem Sekundärmodus sowie die Frequenzdifferenz Δ2 zwischen dem Sekundärmodus und dem Tertiärmodus der gleiche Wert wird.
Durch diesen Aufbau wird der Abstand zwischen den drei Resonanzfrequenzen gleich, und wenn die Eingangs- und Ausgangskoordination erhalten wird, nehmen die Welligkeiten im Durchlassband ab, so dass sich ausgezeichnete Durchlasskurven ergeben. Infolgedessen kann ein SAW-Filter erhalten werden, das eine breite Bandbreite und flache Durchlasskurven sowie spitze Dämpfungseigenschaften aufweist.
Nach dieser Erfindung ist es möglich, ein kompaktes SAW-Filter bereitzustellen, das mit einer Flachfilter-Durchlasskurve und guter Nebenband-Dämpfungseigenschaft versehen werden kann, und das in einer vorteilhaften Ausführung einen verbesserten Ausgleichspegel im symmetrischen Eingangs- und Ausgangsanschluss aufweist.
1 ist eine Gesamtdarstellung, die ein SAW-Filter zeigt;
2 ist eine Gesamtdarstellung, die ein weiteres Beispiel eines SAW-Filters zeigt;
3 ist eine Gesamtdarstellung, die ein mehrstufiges SAW-Filter zeigt;
4 ist eine Gesamtdarstellung, die ein weiteres Beispiel eines mehrstufigen SAW-Filters zeigt;
5 ist eine Gesamtdarstellung, die ein anderes SAW-Filter zeigt;
6 ist eine Gesamtdarstellung, die ein weiteres Beispiel eines SAW-Filters zeigt;
7 ist eine Gesamtdarstellung, die ein weiteres Beispiel eines SAW-Filters zeigt;
8 ist eine Gesamtdarstellung, die ein mehrstufiges SAW-Filter zeigt;
9 ist eine Gesamtdarstellung, die ein weiteres Beispiel eines mehrstufigen SAW-Filters zeigt;
10 ist eine Gesamtdarstellung, die ein SAW-Filter nach der ersten Ausführung zeigt;
11 ist ein Verteilungsdiagramm eines Anregungsmodus zur Darstellung der Arbeitsweise des SAW-Filters nach der ersten Ausführung;
12 ist ein charakteristisches Diagramm der Resonanzfrequenz jedes Modus zu dem durch die Wellenlänge λ des SAW-Filters bestimmten Wert von W in dem Fall von W1 = W2 = W in der ersten Ausführung;
13 ist ein repräsentatives aktuelles Messdiagramm, das ein Vergleichsbeispiel der Durchlasskurve des SAW-Filters in der ersten Ausführung zeigt;
14 ist die aktuelle Messdarstellung einer Resonanzmodus-Frequenzdifferenz zu W1/W2 in der ersten Ausführung;
15 ist eine aktuelle Messdarstellung, die die Durchlasskurve des SAW-Filters in der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 ist eine Gesamtdarstellung, die ein weiteres Beispiel des SAW-Filters nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ist eine Gesamtdarstellung, die ein SAW-Filter nach der zweiten Ausführung zeigt;
18 ist eine Gesamtdarstellung, die ein SAW-Filter nach der dritten Ausführung zeigt;
19 ist ein der Kapazität äquivalentes Schaltschema des SAW-Filters nach der dritten Ausführung;
20 ist eine Gesamtdarstellung, die ein weiteres Beispiel des SAW-Filters nach der dritten Ausführung zeigt;
21 ist eine Gesamtdarstellung, die ein anderes Beispiel des SAW-Filters nach der vierten Ausführung zeigt;
22 ist eine Gesamtdarstellung, die ein weiteres Beispiel des SAW-Filters nach der fünften Ausführung zeigt;
23 ist eine Gesamtdarstellung, die ein weiteres Beispiel des SAW-Filters nach der sechsten Ausführung zeigt;
24 ist ein Elektrodenmusterdiagramm eines konventionellen SAW-Filters.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen veranschaulicht.
1 ist eine Gesamtdarstellung, die ein SAW-Filter zeigt, das nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckt wird, jedoch hilfreich zur Erläuterung desselben ist. Durch Ausbildung eines Elektrodenmusters, das eine bandleitungsförmige periodische Struktur aufweist, auf einem piezoelektrischen Einkristallsubstrat 11 nach 1 können akustische Oberflächenwellen erregt werden. Auf dem piezoelektrischen Substrat 11 ist ein erster SAW-Resonator, gebildet durch eine IDT-Elektrode 12a und Reflektorelektroden 12b, 12c, ausgebildet. Auf dem piezoelektrischen Substrat 11 ist weiterhin ein zweiter SAW-Resonator, gebildet von einer IDT-Elektrode 13a und Reflektorelektroden 13b, 13c, ausgebildet. Diese zwei SAW-Resonatoren sind eng zueinander angeordnet, und durch Ausbildung von akustischer Kopplung zwischen ihnen wird ein SAW-Filter gebildet.
Ein bemerkenswerter Unterschied in den Elektrodenmustern zwischen dem SAW-Filter gemäß 1 und jenem nach dem Stand der Technik gemäß 24 besteht darin, dass die Sammelschienenelektroden 244, die den zwei eng nebeneinander angeordneten Resonatoren konventioneller Art nach 24 gemeinsam sind, elektrisch in den IDT-Elektrodenteil in die innere erste Sammelschiene 14 und zweite Sammelschiene 15 getrennt sind. Die erste Sammelschiene 14 gehört zu dem ersten SAW-Resonator und die zweite Sammelschiene 15 zu dem zweiten SAW-Resonator. Durch diesen getrennten Aufbau der Sammelschienen können der erste und zweite SAW-Resonator elektrisch vollständig unabhängige Eingangs- oder Ausgangsstufen haben. Die symmetrische Eingangsstufe des ersten SAW-Resonators wird nämlich durch einen Elektrodenfinger gebildet, der dadurch ausgebildet wird, dass er durch die erste Sammelschienenelektrode 14 und eine IDT-Elektrode 12a, die ihrerseits einen mit dem Elektrodenfinger gekoppelten Elektrodenfinger aufweist, abgegrenzt ist. In gleicher Weise ist die symmetrische Ausgangsstufe des zweiten SAW-Resonators durch eine IDT-Elektrode 13a mit einem Elektrodenfinger gebildet, der seinerseits dadurch ausgebildet ist, dass er durch die zweite Sammelschienenelektrode 15 und einen mit dem genannten Elektrodenfinger gekoppelten Elektrodenfinger abgegrenzt ist. Hier entspricht die erste IDT-Elektrode der IDT-Elektrode 12a. Die zweite IDT-Elektrode entspricht der IDT-Elektrode 13a.
Die Verbindung der Signalleitung mit dem wie oben gebildeten symmetrischen Schaltkreis dient dazu, ein Eingangssignal dem Fleck zwischen der ersten Sammelschienenelektrode 14 und der dritten Sammelschienenelektrode 14a zuzuführen, die außerhalb der damit zu koppelnden IDT-Elektrode angeordnet ist, und das Ausgangssignal von dem Fleck zwischen der zweiten Sammelschienenelektrode 15 und der vierten Sammelschienenelektrode 15a abzunehmen, die außerhalb der damit zu koppelnden IDT-Elektrode angeordnet ist. Durch diesen Schritt ist das Ziel der Symmetrierung der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse erreicht worden. Wenn man dies unter dem Aspekt des Einfügungsverlustes betrachtet, beträgt dieser etwa 3,2 dB im Falle der obigen Verbindung.
In Bezug auf einen Anschluss des oben beschriebenen symmetrischen Eingangsanschlusses ist eine Verbindungsleitung von einem Fleck der ersten Sammelschienenelektrode 14 gelegt, und bezüglich des einen Anschlusses in den symmetrischen Ausgangsanschlüssen wurde eine Erläuterung anhand des Falles gegeben, bei dem eine Verbindungsleitung von einem Fleck der zweiten Sammelschienenelektrode 15 gelegt ist. Dem gegenüber wird als Nächstes der Fall der Ausführung beschrieben, bei dem die Verbindungsleitungen von den zwei Flecken der ersten und zweiten Sammelschienenelektroden 14, 15 herausgeführt werden.
In Bezug auf diesen Einfügungsverlust wird durch Heraus führen zweier Verbindungsleitungen (Heraus führen der Elektrodenfinger 16a, 16b) von zwei Flecken der ersten Sammelschienenelektrode 14 zur Herstellung eines Anschlusses auf der Eingangsseite und Heraus führen zweier Verbindungsleitungen (Heraus führen der Elektrodenfinger 17a, 17b) von zwei Flecken der zweiten Sammelschienenelektrode 15 zur Herstellung eines Anschlusses auf der Eingangsseite, eine Verbesserung des Symmetrierpegels in dem symmetrischen Eingangs- und Ausgangsanschluss erreicht, wobei die Differenz des Verlustes, der in jedem Anschluss entsteht, vermindert ist, um den oben erwähnten Einfügungsverlust in großem Umfang auf etwa 2,8 dB zu reduzieren. Dieses ist eine Wirkung, die in einem miniaturisierten tragbaren Nachrichtenübertragungsgerät einen hohen Stellenwert hat, deren Gewicht so bedeutsam ist wie geringer Verlust und Symmetrierpegel am symmetrischen Eingangs- und Ausgangsanschluss. Mit anderen Worten, in 1 werden von beiden Enden der ersten Sammelschienenelektrode 14 die Anschlusselektrodenfinger 16a, 16b, die nach außen gerichtet sind, auf dem Zwischen raum zwischen der IDT-Elektrode 12a und den Reflektorelektroden 12b, 12c gebildet, und durch Verbinden der Endabschnitte dieser Elektrodenfinger, wie dargestellt, wird die oben erwähnte Wirkung erhalten. Die heraus führenden Elektrodenfinger 17a, 17b an beiden Enden der zweiten Sammelschienenelektrode 15 haben dieselbe Wirkung. Die heraus führenden Elektrodenfinger 16a, 16b können als durch die Elektrodenfinger gebildet angesehen werden, die dieselbe Länge wie die anderen Elektrodenfinger haben, die an den zwei Endabschnitten der ersten Sammelschienenelektrode 14 verbunden sind, und die heraus führenden Elektroden kurzer Länge, die mit den vorderen Endabschnitten jener zweier Elektrodenfinger verbunden sind. Gleiche Anmerkungen können zu den heraus führenden Elektrodenfingern 17a, 17b gemacht werden.
2 zeigt ein Beispiel von Variationen der in 1 gezeigten Ausführungsform. Teile, die die gleichen Funktionen wie jene in 1 ausführen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, und die Erläuterungen derselben sind weggelassen.
Das Beschaltungsmuster 21 zur Verbindung der heraus führenden Elektrodenfinger 16a und 16b ist auf dem piezoelektrischen Substrat 11 ausgebildet und hat eine Leiterzugbreite, die größer als die der Resonatorelektrode ist. Ein Teil davon ist weiter verbreitert, wie in 2 gezeigt, um einen Verbindungsfleck 21a zum Anschließen zwischen den symmetrischen Eingangs- und Ausgangsanschlüssen und dem äußeren Beschaltungselement 25a auszubilden.
Das Beschaltungsmuster 22 zur Verbindung der heraus führenden Elektrodenfinger 17a und 17b ist auf dem piezoelektrischen Substrat 11 ausgebildet und hat eine Leiterzugbreite, die größer als die der Resonatorelektrode ist. Ein Teil davon ist weiter verbreitert, wie in derselben Zeichnung gezeigt ist, um einen Anschlussfleck 22a für die Anschlussleitung zwischen dem symmetrischen Ausgangsanschluss und dem äußeren Beschaltungselement 26a zu bilden.
Die Sammelschienenelektrode 14a ist nach außen verbreitert, um einen weiteren Anschlussfleck 23 für die Verbindung zwischen dem symmetrischen Ausgangsanschluss und dem äußeren Beschaltungselement 25b zu bilden. Die Sammelschienenelektrode 15a ist ebenfalls nach außen verbreitert, um einen weiteren Anschlussfleck 24 zum Ver binden des symmetrischen Ausgangsanschlusses mit dem äußeren Beschaltungselement 26b zu bilden.
Der obige Aufbau ist zur Sicherstellung der Eigenschaften geringen Einfügungsverlustes und guten Symmetrieniveaus des SAW-Filters wirksam, das geringen Einfügungsverlust und symmetrische Eingangs- und Ausgangsanschlüsse aufweist, und zum Stabilisieren der Filtereigenschaften.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist oben ein Beispiel eines SAW-Filters mit einstufigem Aufbau erläutert worden. Ein solches SAW-Filter kann in einem mehrstufigen Aufbau eingesetzt werden.
3 ist ein Beispiel davon, und wenn ein SAW-Filter mehrstufiger Verbindung durch Verbinden mehrerer SAW-Filter auf demselben piezoelektrischen Substrat 31 gebildet wird, dann kann eine große Verbesserung der Bandsperr- und Durchlassbandeigenschaften erreicht werden, obgleich damit eine gewisse Zunahme an Einfügungsverlust auftreten kann. Die zweistufigen, vertikal hintereinander geschalteten Filter, die in 3 gezeigt sind, umfassen einen ersten SAW-Resonator, der durch eine IDT-Elektrode 12a und Reflektorelektroden 12b, 12c gebildet wird, wie es in 1 erläutert ist, und einen zweiten SAW-Resonator, der durch eine IDT-Elektrode 13a und Reflektorelektroden 13b, 13c gebildet wird, die eng nebeneinander angeordnet sind, um ein SAW-Filter 32 und ein auf dem piezoelektrischen Substrat 31 ausgebildetes SAW-Filter 33 gleichen Aufbaus zu bilden, wobei die zwei Elemente durch einen Verbindungsdraht miteinander verbunden sind.
In 3 sind die heraus führenden Elektroden 17a und 17b auf der Ausgangsseite des SAW-Filters 32 der ersten Stufe mit den heraus führenden Elektroden 16a und 16b an der Eingangsseite des SAW-Ffilters 33 der nächsten Stufe jeweils mit den Verbindungsdrähten 39a bzw. 39b verbunden. Die Sammelschienenelektrode 15a der IDT-Elektrode, die ein weiterer Ausgang an der Ausgangsseite der ersten Stufe ist, ist durch den Verbindungsdraht 40 der IDT-Elektrode 14a verbunden, die ein weiterer Eingang der nächstes Stufe ist.
Auf diese Weise kann selbst zwischen den Filterstufen eine Verminderung der Zunahme an Einfügungsverlust zum Zeitpunkt des Mehrstufenbetriebes und eine Verbesserung des Symmetrieniveaus der symmetrischen Eingangs- und Ausgangsanschlüsse erzielt werden, indem ein Teil der IDT-Elektroden an zwei Stellen 39a und 39b angeschlossen wird.
Die Drahtverbindungen des mehrstufigen Filters auf der Eingangsseite und Ausgangsseite sind, wie in 3 gezeigt, ähnlich jenen von 1 und haben gleiche Aufgabe und Wirkung.
4 zeigt ein Beispiel, bei dem die Zwischenstufe und die Eingangs- und Ausgangsbeschaltungen durch die Beschaltungsmuster ausgeführt werden, die auf dem Substrat 41 ausgebildet sind.
Auf dem piezoelektrischen Substrat 41 ist ein erstes SAW-Filter 42 und ein zweites SAW-Filter 43 ausgebildet, die denselben Aufbau wie die SAW-Filter haben, die in 1, 2 und 3 dargestellt sind.
Die heraus führenden Elektroden 17a und 17b auf der Ausgangsseite des ersten SAW-Filters 42 werden mit den heraus führenden Elektroden 16a und 16b auf der Eingangsseite des zweiten Filters 43 verbunden, indem die ersten Zwischenstufenverbindungselektroden 44a, 44b größerer Breite als die Resonatorelektroden auf einem piezoelektrischen Substrat 41 ausgebildet werden. Ein weiterer Ausgang 15a des ersten Filters 42 und ein weiterer Eingang 14a des zweiten Filters 43 werden miteinander verbunden, indem die zweite Zwischenstufenverbindungselektrode 44 größerer Breite als die Elektrode des Resonators auf dem piezoelektrischen Substrat 41 ausgebildet wird.
Die heraus führenden Elektroden 16a und 16b auf der Eingangsseite des ersten Filters 42 sind durch das Beschaltungsmuster 46 miteinander verbunden, das eine größere Breite als die Resonatorelektrode hat, die auf dem piezoelektrischen Substrat 41 ausgebildet ist. Weiterhin ist ein Teil des genannten Beschaltungsmusters 48 weiter verbreitert, um einen Anschlussfleck 46a mit dem äußeren Beschaltungselement 47 des symmetrischen Eingangsanschlusses zu bilden, und die Sammelschienenelektrode 14a der äußeren IDT-Elektrode ist nach außen verbreitert, um einen Anschlussfleck 48a für das äußere Beschaltungselement 47b des symmetrischen Eingangsanschlusses zu bilden.
Andererseits ist der Bereich zwischen den heraus führenden Elektroden 17a und 17b an der Ausgangsseite des zweiten Filters durch das auf dem piezoelektrischen Substrat 41 ausgebildete Beschaltungsmuster 46b mit größerer Leiterzugbreite als die der Resonatorelektrode verbunden. Außerdem ist ein Teil dieses Beschaltungsmusters weiter verbreitert, um einen Anschlussfleck 46c mit dem äußeren Beschaltungselement 47c des symmetrischen Ausgangsanschlusses zu bilden, und die Sammelschienenelektrode 15a ist nach außen verbreitert, um einen Anschlussfleck 48a mit dem äußeren Beschaltungselement 47d des symmetrischen Ausgangsanschlusses zu bilden.
Durch einen solchen Musteraufbau kann ein symmetrisches, mehrstufiges SAW-Filter geringen Einfügungsverlustes und guter Symmetrie geschaffen werden.
Die Anschlussflecke 44c, 45a für die äußere Beschaltung, die an den Zwischenstufenverbindungselektroden 44b, 45 von 3 ausgebildet sind, sind zur Verbindung des äußeren Schaltkreiselements für die Einstellung der Filtereigenschaften nützlich.
Indessen kann es Fälle geben, wo die gewünschten guten Übertragungseigenschaften wegen der Fehlanpassung der Eingangs- und Ausgangsimpedanzen in den Stufen nicht erzielt werden können.
In einem solchen Fall kann ein Reaktanzelement, wie beispielsweise eine Spule, als ein Abstimmelement an die Zwischenstufenverbindungselektrode angeschlossen werden, um eine Einstellung vorzunehmen. Die Flecke 44c, 45a für die äußere Beschaltung sind zu diesem Zweck nützlich. Alternativ kann durch Annahme eines solchen Aufbaus, bei dem ein Reaktanzelement, wie beispielsweise ein spiralförmiger induktiver Widerstand, auf demselben piezoelektrischen Substrat 41 oder auf einem getrennten Substrat ausgebildet und mit der Zwischenstufenverbindungselektrode verbunden ist, zusätzlicher Raum vermieden und eine Verminderung der Größe des Filterschaltkreises auf einfache Weise erreicht werden. Das Reaktanzelement zur Einstellung kann mit einem der Zwischenstufenanschlussflecken 44c, 45a verbunden werden, und der andere Fleck kann geerdet werden. Bei Experimenten wurden Verbesserungen der symmetrischen Eigen schaft der Durchlasskurve des Filters in dem Fall beobachtet, bei dem das Reaktanzelement mit dem ersten Anschlussfleck 44c verbunden war.
5 ist eine Gesamtdarstellung, die ein SAW-Filter nach einer anderen Ausführungsform zeigt, die nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckt wird.
Durch Ausbildung eines Elektrodenmusters in periodischer Bandleitungsstruktur auf einem piezoelektrischen Substrat 51 gemäß 5 kann eine akustische Oberflächenwelle erregt werden. Auf dem piezoelektrischen Substrat 51 ist ein erster SAW-Resonator des Energiespeichertyps ausgebildet, bestehend aus einer IDT-Elektrode 52a und Reflektorelektroden 52b, 52c. Auf dem piezoelektrischen Substrat 51 ist weiterhin ein dritter SAW-Resonator ausgebildet, bestehend aus einer IDT-Elektrode 54a und Reflektorelektroden 54b, 54c.
Der hier speziell zu erwähnende Punkt ist, dass der IDT-Elektrodenteil des zweiten SAW-Resonators, der zwischen dem ersten SAW-Resonator und dem mit den Reflektorelektroden 53b, 53c verbundenen dritten SAW-Resonator ausgebildet ist, einen ähnlichen Aufbau wie der der Reflektorelektrode aufweist und von einer Bandleitungselektrodenreihe 53a periodischer Struktur gebildet wird, die etwa die gleiche Länge hat, wie die Kreuzungsbreite der Elektrodenfinger der IDT-Elektroden 52a, 54a im ersten und dritten SAW-Resonator.
Mit anderen Worten, selbst wenn der Aufbau des Elektrodenteils des zweiten SAW-Resonators nicht genau so ist wie der der oben beschriebenen IDT-Elektroden 52a, 54a, sondern in eine Bandleitungselektrodenreihe 53a periodischer Struktur geändert ist, kann die Oberflächenwelle in genau der gleichen Weise übertragen werden, wenn die Elektrodenperiode die gleiche ist. Dementsprechend unterscheidet sich das akustische Verhalten des zentralen Abschnitts des zweiten SAW-Resonators nicht von dem Fall der IDT-Elektrodenstruktur.
Die akustische Kopplung der drei oben erwähnten SAW-Resonatoren ist dicht zueinander liegend. Die Sammelschienenelektroden der benachbart zueinander liegenden Teile sind elektrisch unabhängig. Von beiden Enden der Sammelschienenelektrode 55 benachbart der zweiten akustischen Oberflächenwelle der IDT-Elektrode im ersten SAW- Resonator sind nach außen die ersten und zweiten Elektrodenfinger 57a und 57b, die einen Teil des symmetrischen Eingangsanschlusses bilden, im Zwischenraum zwischen der IDT-Elektrode 52a und den Reflektorelektroden 52b, 52c ausgebildet. Ebenfalls von beiden Enden der Sammelschienenelektrode 56 benachbart der zweiten akustischen Oberflächenwelle der IDT-Elektrode im dritten SAW-Resonator sind nach außen die dritten und vierten Elektrodenfinger 58a und 58b, die einen Teil des symmetrischen Ausgangsanschlusses bilden, im Zwischenraum zwischen der IDT-Elektrode 54a und den Reflektorelektroden 54b, 54c, ausgebildet. Die oben beschriebenen Elektrodenkonstruktionen haben den Grundaufbau des SAW-Filters mit Dreifachmodus, das symmetrische Eingangs- und Ausgangsanschlüsse geringen Einfügungsverlustes aufweist.
6 zeigt ein Anschlussbeispiel eines symmetrischen Eingangs- und Ausgangsanschlusses für das SAW-Filter mit Dreifachmodus, das in 5 erläutert ist.
Wie in dieser Abbildung gezeigt ist, sind der erste Elektrodenfinger 57a und der zweite Elektrodenfinger 57b des ersten SAW-Resonators durch die Verbindungsdrähte 61a, 61b miteinander verbunden, um einen Eingangsanschluss des symmetrischen Eingangsanschlusses zu bilden, und der Verbindungsdraht 62 wird von der Sammelschienenelektrode 55a der äußeren IDT-Elektrode herausgeführt, um den anderen Eingangsanschluss des symmetrischen Eingangsanschlusses zu bilden. Außerdem ist der dritte Elektrodenfinger 58a und der vierte Elektrodenfinger 58b des dritten SAW-Resonators durch die Verbindungsdrähte 63a, 63b verbunden, um einen Ausgangsanschluss des symmetrischen Ausgangsanschlusstyps zu bilden, und der Anschlussdraht 64 ist von der Sammelschienenelektrode 56a der äußeren IDT-Elektrode herausgeführt, um den anderen Ausgangsanschluss des symmetrischen Ausgangsanschlusses zu bilden.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Aufbaus des symmetrischen Eingangs- und Ausgangsanschlusses des SAW-Filters mit Dreifachmodus.
Wie in dieser Abbildung gezeigt, ist der Bereich zwischen dem ersten Elektrodenfinger 57a des ersten SAW-Resonators und dem zweiten Elektrodenfinger 57b durch das auf dem piezoelektrischen Substrat 51 ausgebildete Beschaltungsmuster 71 größerer Leiterzugbreite als die Resonatorelektrode verbunden. Das Muster 71 ist außerdem weiter verbreitert, um einen Anschlussfleck 71a mit dem äußeren Beschaltungselement 75a zu bilden, und die Sammelschienenelektrode 55a der IDT-Elektrode ist nach außen verbreitert, um einen Anschlussfleck 73 mit dem äußeren Beschaltungselement 75 zu bilden, und der Bereich zwischen den dritten und vierten Elektrodenfingern 58a und 58b des dritten SAW-Resonators ist auf einem piezoelektrischen Substrat 51 ausgebildet, um eine Resonatorelektrode zu erstellen, wobei durch das Beschaltungsmuster 72 eine Verbindung hergestellt wird, das eine größere Leiterzugbreite aufweist, als die Resonatorelektrode. Das Muster 72 ist weiterhin verbreitert, um einen Anschlussfleck 72a für das äußere Beschaltungselement 76a zu bilden, und die Sammelschienenelektrode 56a der IDT-Elektrode ist nach außen verbreitert, um einen Anschlussfleck 74 für das äußere Beschaltungselement 76 zu bilden. Gemäß diesem Aufbau wird es möglich, ein SAW-Filter im Dreifachmodus zu bilden, bei dem, wie oben erläutert, der Einfügungsverlust weiter vermindert ist und die Verbindung mit dem äußeren Schaltkreis einfach ist.
8 zeigt ein Beispiel des Falles, bei dem mehrere SAW-Filter im Dreifachmodus, die unter Bezugnahme auf 5 erläutert wurden, vertikal in Stufen miteinander verbunden sind.
Wie in der Abbildung gezeigt ist, sind auf dem piezoelektrischen Substrat 81 ein erstes SAW-Filter 82 im Dreifachmodus und ein zweites SAW-Filter 83 im Dreifachmodus ausgebildet. Die dritten und vierten Elektrodenfinger 58a, 58b auf der Ausgangsseite des ersten Filters 82 und die Sammelschienenelektrode 56a auf der Ausgangsseite sind stufenweise mit den ersten und zweiten Elektrodenfingern 57a, 57b auf der Eingangsseite und der Sammelschienenelektrode 55a auf der Eingangsseite des zweiten Filters 83 durch die Verbindungsdrähte 83a, 83b und 84 verbunden. Die parallelen Drahtanschlüsse der Eingangsschaltung und der Ausgangsschaltung sind vollständig gleich dem Beschaltungsaufbau des in 6 gezeigten einstufigen Filters.
9 zeigt ein weiteres Beispiel des Aufbaus von Eingang und Ausgang und den Zwischenstufenaufbau des vertikal verbundenen SAW-Filters im Dreifachmodus gemäß 8.
Wie in dieser Abbildung gezeigt, sind auf dem piezoelektrischen Substrat 91 ein erstes SAW-Filter 92 im Dreifachmodus und ein zweites SAW-Filter 93 im Dreifachmodus aus gebildet. Die zwei Filter sind zwischen den Stufen durch die Stufenverbindungselektroden 94a, 94b und 95 verbunden, die größere Breiten haben als die Breite der Resonatorelektrode, die durch Anordnung der dritten und vierten Elektrodenfinger 58a, 58b auf der Ausgangsseite und der Sammelschienenelektrode 56a des ersten Filters 92 und der ersten und zweiten Elektrodenfinger 57a, 57b auf der Eingangsseite und der Sammelschienenelektrode 55a auf der Eingangsseite des zweiten Filters 93 auf dem piezoelektrischen Substrat 91 ausgebildet ist. Die Flecken 94c, 95a, die an einem Abschnitt einer jeden Anschlusselektrode ausgebildet sind, sind für die Verbindung der äußeren Elemente zur Einstellung der Filtereigenschaften bequem zu nutzen. Die Beschaltungsmuster der Eingangsschaltung und der Ausgangsschaltung sind vollständig gleich jenen des in 7 dargestellten einstufigen Filteraufbaus.
Weil, wie oben beschrieben, die Sammelschienenelektrode der IDT-Elektrode elektrisch unabhängig ist, kann ein symmetrischer Eingangs- und Ausgangsmodus realisiert werden, und dementsprechend haben die Filtereigenschaften nicht die Wirkung von gleitender Kapazität durch den Erdungszustand der Elektrode, so dass die Eigenschaften im Sperrband und im Durchlassband verbessert sind, und darüber hinaus aufgrund der Anschlusselektrodenstruktur eine bemerkenswerte Verbesserung im Einfügungsverlust und eine Verbesserung des Symmetrieniveaus am symmetrischen Eingangs- und Ausgangsanschluss erreicht werden können.
In der folgenden Ausführung wird ein Beispiel verwendet, bei dem als symmetrisches Dreifachmodus-Filter eines genutzt wird, bei dem die IDT-Elektrode des Resonators im mittleren Teil gemäß 5 eine periodisch strukturierte Elektrode ist, deren Aufbau der gleiche wie die Reflektorelektrode ist. Auch wenn dieser Teil eine wie bisher verwendete IDT-Elektrodenstruktur ist, ist der Verbesserungseffekt bei der Filtercharakteristik durch die symmetrische Schaltverbindung in genau derselben Art und Weise erreichbar.
10 ist eine Gesamtdarstellung, die die erste Ausführung eines SAW-Filters zeigt.
In 10 ist das Teil 101 ein piezoelektrisches Einkristallsubstrat. Durch Bildung eines Elektrodenmusters auf dem piezoelektrischen Substrat 101 kann eine Oberflächenwelle angeregt werden. Auf dem piezoelektrischen Substrat 101 ist ein erster SAW-Resonator, gebildet durch eine IDT-Elektrode 102a und die Reflektorelektroden 102b, 102c, ausgebildet. Auf dem piezoelektrischen Substrat 101 ist außerdem ein durch eine IDT-Elektrode 104a und Reflektorelektroden 104b, 104c gebildeter dritter SAW-Resonator ausgebildet. Der Elektrodenteil 103a des zweiten SAW-Resonators, der zwischen dem mit den Reflektorelektroden 103b, 103c verbundenen ersten SAW-Resonator und dritten SAW-Resonator ausgebildet ist, weist die gleiche Struktur wie die der Reflektorelektrode auf.
Mit Hilfe der 11 bis 15 wird erläutert, wie ein solches Filter in der Weise realisiert werden kann, dass es der Erfindung entspricht.
Selbst wenn die Struktur des Elektrodenteils 103a des zweiten SAW-Resonators nicht die gleiche wie die der oben beschriebenen IDT-Elektroden ist, sondern zu der periodisch strukturierten Bandleitungs-Elektrodenreihe verändert wird, kann die Oberflächenwelle wie oben besprochen, wenn die elektrische Periode dieselbe ist, in völlig gleicher Weise übertragen werden. Folglich macht das akustische Verhalten des an dem mittleren Teil angeordneten zweiten SAW-Resonators keinen Unterschied zum Fall der IDT-Elektrodenstruktur.
Angenommen, die Kreuzungsbreite des Elektrodenfingers der IDT-Elektroden 102a, 104a im ersten und im dritten SAW-Resonator ist W1 und die Länge der den IDT-Elektrodenteil 103a des zweiten SAW-Resonators bildenden Bandleitung ist W2, wird außerdem die Einstellung so vorgenommen, dass die relative Größe zwischen W1 und W2: W1 ≤ W2 wird.
Die akustische Kopplung der oben erwähnten drei SAW-Resonatoren ist eng aneinander angeordnet. Der Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 102a im ersten SAW-Resonator ist mit dem symmetrischen Eingangsanschluss IN verbunden, und der Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 104a im dritten SAW-Resonator ist mit dem symmetrischen Ausgangsanschluss OUT verbunden. Die Bandleitungselektrodenreihe 103a periodischer Struktur in dem zweiten SAW-Resonator ist geerdet.
Anschließend wird die Arbeitsweise des wie oben gebildeten SAW-Filters erläutert.
11 ist ein Diagramm der Verteilung des Anregungsmodus des SAW-Filters in der vorliegenden Ausführung. Teilen, die denen von 10 entsprechen, sind die gleichen Zeichen zugeordnet. In 11 ist (a) eine Gesamtansicht der Elektrode des in 10 gezeigten SAW-Filters. Aufgrund der eng bezogenen Anordnung der ersten bis dritten SAW-Resonatoren wird zwischen ihnen eine akustische Kopplung gebildet, und es werden Primärmodus, Sekundärmodus und Tertiärmodus mit den Potenzialen gemäß 11(b) angeregt. Hier ist aufgrund der gesamten elektrischen Erdung des Elektrodenteils 103a des in der Mitte angeordneten dritten SAW-Resonators die Polarität der Potenzialverteilung des Sekundärmodus umgekehrt, so dass eine kräftige Anregungsstärke auf demselben Niveau wie dem des Primärmodus und Tertiärmodus erhalten werden kann. Weil dies erlaubt, einen Mehrstufen-Modusfilter zu bilden, was durch effektive Nutzung der drei Anregungsmodi bewirkt wird, kann ein SAW-Filter realisiert werden, das eine breite Bandbreite mit spitzen Dämpfungscharakteristiken aufweist.
12 zeigt eine Änderung der Resonanzfrequenz jedes Modus auf den Wert von W, der durch die Oberflächenwellenlänge λ standardisiert ist, im Fall, dass W1 = W2 = W ist, was durch die Analyse des Wellenleiterpfadmodus erhalten wird. Die Kurven 121, 122 und 123 zeigen die Änderungen der Resonanzfrequenzen jeweils im Primär-, Sekundär- und Tertiärmodus. Wie in 12 gezeigt ist, werden für einen bestimmten gegebenen Wert W die Frequenzdifferenz Δ1 zwischen Primärmodus und Sekundärmodus sowie die Frequenzdifferenz Δ2 zwischen Sekundärmodus und Tertiärmodus zu Differenzwerten. Bei Betrachtung mit einem 50 Ω-System gemäß 13 zeigt die Durchlasskurve des SAW-Filters keinen gleichen Abstand zwischen den Spitzenwerten der drei Resonanzmodi, wie in der Kurve 131. Folglich bleiben, auch wenn Eingang und Ausgang angepasst sind, kleine Welligkeiten in dem Band, wie in der Kurve 132, und die Filtereigenschaft wird verschlechtert.
In 14 ist hier die Wirkung des Falles gezeigt, bei dem das Verhältnis der Länge der Bandleitung W2, die den Elektrodenteil 103a des zweiten SAW-Resonators bildet, zur Differenz der Kreuzungsbreite W1 des Elektrodenfingers von IDT-Elektroden 102a, 104a im ersten und dritten SAW-Resonator (W1/W2) ist. In 14 ist ein standardisierter Wert der tatsächlich gemessenen Größe der Frequenzdifferenz (Δ1, Δ2 in 13) im Resonanzmodus zu W2/W1 im SAW-Filter, das den Aufbau von 10 besitzt, gezeigt. 14 stellt die Werte dar, bei denen die Länge W2 der den Elektrodenteil 103a des zweiten SAW-Resonators bildenden Bandleitung in dem Fall verändert ist, wo die Differenz der Kreuzungsbreite W1 des IDT-Elektrodenfingers des ersten und dritten SAW-Resonators 6,5 Wellenlängen und die kombinierte Spaltlänge G 1 Wellenlänge ist. Wenn der Wert von W2/W1 etwa 1,13 ist, wird das Verhältnis gemäß 14: Δ1 = Δ2, d.h. der Abstand zwischen den drei Resonanzfrequenzen wird gleich.
15 zeigt die Durchlasskurve des SAW-Filters in dem Fall, dass W1 = 6,5 Wellenlängen, W2 = 7,5 Wellenlängen, d. h. W2/W1 = 1,15 ist. In 15 zeigt die Zahl 151 die Charakteristik des im 50 Ω-System beobachteten Falles, und 152 zeigt die Charakteristik des Falles, bei dem eine Anpassung vorgenommen ist. Es ist ersichtlich, dass im Vergleich mit dem Fall von 13 die Welligkeiten im Durchlassband scheinbar abnehmen, so dass eine ausgezeichnete Durchlasskurve gegeben ist.
Wie oben beschrieben, sind gemäß der ersten Ausführung drei SAW-Resonatoren in benachbarter Beziehung zueinander angeordnet, und der Elektrodenteil des mittleren SAW-Resonators wird durch eine Bandleitung gebildet, die eine etwas längere periodische Struktur aufweist als die Differenz der Kreuzungsbreite der IDT-Elektrodenfinger des ersten und des dritten SAW-Resonators, und alle von ihnen sind geerdet. Durch einen solchen Aufbau kann ein SAW-Filter mit einer breiten Bandbreite und einer flachen Durchlasskurve sowie einer spitzen Dämpfungscharakteristik erhalten werden.
Außerdem wird es aufgrund der elektrischen Isolation der Sammelschiene im mittleren Teil der IDT-Elektrode möglich, die IDT-Elektrode 102a des ersten SAW-Resonators und die IDT-Elektrode 104a des dritten SAW-Resonators alle unabhängig voneinander zu beschalten, so dass der symmetrische Eingang und Ausgang des SAW-Filters hergestellt werden kann. Folglich wird die Filtereigenschaft, in Abhängigkeit vom Erdungszustand der Elektrode, frei vom Einfluss der gleitenden Kapazität oder dergleichen, und die Eigenschaften des Sperrbereichs und Übergangsbereichs werden weiter verbessert. Außerdem wird es möglich, die symmetrischen Elemente wie ein Schaltkreis mit der vorderen und der hinteren Stufe des Filters zu verbinden, ohne einen externen zusätzlichen Schaltkreis wie ein Symmetrierglied zu nutzen, womit die Rauschcharakteristiken des gesamten Schaltkreises verbessert werden.
In 10 ist der Elektrodenteil 103a des zweiten SAW-Resonators durch das Elektrodenmuster geerdet, das im Zwischenraum zwischen der IDT-Elektrode 104a des dritten SAW-Resonators und der Reflektorelektrode 104c vorhanden ist, wobei jedoch der Aufbau nicht darauf beschränkt ist und Erdung durch die Reflektorelektroden 103b, 103c auf beiden Seiten des Elektrodenteils 103a vorgenommen werden kann.
In dieser ersten Ausführung wird eine Erläuterung gegeben, indem das Beispiel eines SAW-Filters mit einstufigem Aufbau genommen wird. Jedoch werden, wie in 16 gezeigt, wenn ein SAW-Filter mit mehrstufiger Verbindung gebildet wird, indem eine Vielzahl von SAW-Filtern 162, 163 auf demselben piezoelektrischen Substrat 161 vertikal verbunden wird, obwohl sich der Einfügungsverlust in einem gewissen Umfang erhöht, die Eigenschaften des Sperrbereiches und Übergangsbereiches erheblich verbessert, so dass sich ausgezeichnete Filtereigenschaften ergeben. In diesem Fall ist es besser, dass die erste SAW-Resonatorelektrode des SAW-Filters der vorderen Stufe mit dem symmetrischen Eingangsanschluss und die dritte SAW-Resonatorelektrode des SAW-Resonators der hinteren Stufe mit dem symmetrischen Ausgangsanschluss verbunden wird. Das liegt daran, dass das Filter mit dem peripheren Schaltkreis wie zum Beispiel ein symmetrischer Schaltkreis am vorderen Ende, verbunden werden kann, was es unnötig macht, eine Erdung zur Beschaltung zu gewährleisten, so dass die stabilisierten Filtereigenschaften mit weniger Auswirkung der gleitenden Kapazität erreichbar sind.
Übrigens kann eine einfache vertikale Verbindung der SAW-Filter aufgrund der Fehlanpassung der Eingangs- und Ausgangsimpedanzen in jeder Stufe keine gute Übertragungscharakteristik ergeben. In diesem Fall können die Reaktanzglieder wie induktiver Blindwiderstand als Anpassungsglieder mit den Zwischenverbindungen herstellenden Elektrodenmustern 164, 165 verbunden werden. In diesem Fall ist es erforderlich, ein Anpassungsglied zwischen den Elektrodenmustern 164 und 165 anzuschließen, um eine vollständige Koordination mit dem symmetrischen Eingangs- und Ausgangsschaltkreis herzustellen. Praktisch besitzen die Zwischenstufenabschnitte jedoch keine elektrische Verbindung mit den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen sondern besitzen nur akustische Kopplung. Folglich kann, wenn ein Elektrodenmuster (z. B. Elektrodenmuster 165) direkt geerdet ist und das andere Elektrodenmuster (z. B. Elektrodenmuster 164) durch das Reaktanzglied geerdet ist, die Arbeitsweise realisiert werden, die dem Fall ähnlich ist, wo ein Reaktanzglied zwischen den beiden angeschlossen worden ist. Und wenn eine solche Ausführung übernommen wird, kann die Beschaltung zur Erdung auf einem Elektrodenmuster vorgenommen werden, und deshalb kann die Verwendung von Anschlussdrähten reduziert werden.
17 ist eine Gesamtdarstellung, die die zweite Ausführung eines SAW-Filters zeigt.
In 17 zeigt das Teil 171 ein piezoelektrisches Einkristallsubstrat. Durch Bildung eines Elektrodenmusters auf dem piezoelektrischen Substrat 171 kann eine Oberflächenwelle in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführung angeregt werden. Auf dem piezoelektrischen Substrat 171 ist ein erster SAW-Resonator des durch eine IDT-Elektrode 172a und die Reflektorelektroden 172b, 172c gebildeten Energiespeichertyps ausgebildet. Außerdem sind auf dem piezoelektrischen Substrat 171 ein zweiter SAW-Resonator des durch eine IDT-Elektrode 173a und die Reflektorelektroden 173b, 173c gebildeten Energiespeichertyps sowie ein dritter SAW-Resonator des durch eine IDT-Elektrode 174a und die Reflektorelektroden 174b, 174c gebildeten Energiespeichertyps ausgebildet. Und diese drei SAW-Resonatoren sind in enger Beziehung zueinander angeordnet, wobei die Sammelschienenelektroden der wechselseitig benachbarten IDT-Elektroden elektrisch unabhängig sind. Außerdem sind die Reflektorelektroden durch die gemeinsame Sammelschiene verbunden. Der Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 172a im ersten SAW-Resonator ist mit dem symmetrischen Eingangsanschluss IN verbunden, und der Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 174a im dritten SAW-Resonator ist mit dem symmetrischen Ausgangsanschluss OUT verbunden. Die Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 173a im zweiten SAW-Resonator sind alle geerdet. Angenommen, die Differenz der Kreuzungsbreite des Elektrodenfingers der IDT-Elektroden 172a und 174a im ersten und dritten SAW-Resonator ist W1 und die Differenz der Kreuzungsbreite des Elektrodenfingers der IDT-Elektrode 173a im zweiten SAW-Resonator ist W2, dann wird ferner die Einstellung so vorgenommenen, dass die relativen Größen von W1 und W2: W1 ≤ W2 werden.
Mit Bezug auf das SAW Filter, das den oben erwähnten Aufbau besitzt, ist die Elektrodenstruktur des zweiten SAW-Resonators im mittleren Teil verändert von den Streifenband-Elektrodenreihen periodischer Struktur zur IDT-Elektrode 173a, wobei jedoch die grundlegende Arbeitsweise die gleiche ist wie im Fall der ersten in 10 gezeigten ersten Ausführung, wenn die Übertragung der Oberflächenwelle in genau der gleichen Weise durchgeführt wird. Folglich wird eine Abflachung der Durchlasskurve des SAW-Filters und eine Unterdrückung einer Fälschung im Sperrbereich in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführung realisiert.
Nach dieser Ausführung sind drei SAW-Resonatoren in benachbarter Beziehung miteinander angeordnet, wobei alle den mittleren zweiten SAW-Resonator bildende IDT-Elektroden 173a geerdet sind und ihre Kreuzungsbreiten etwas länger gemacht werden als die Kreuzungsbreite der IDT-Elektrodenfinger des ersten und dritten SAW-Resonators, wodurch ein SAW-Filter mit breiter Bandbreite und flacher Durchlasskurve sowie spitzer Dämpfungseigenschaft erhalten werden kann. Außerdem wird es aufgrund der elektrischen Isolation der Sammelschiene im mittleren Teil der IDT-Elektrode möglich, die IDT-Elektrode 172a des ersten SAW-Resonators und die IDT-Elektrode 174a des zweiten SAW-Resonators völlig unabhängig voneinander zu beschalten, so dass der symmetrische Eingang und Ausgang des SAW-Filters realisiert werden kann. Daraus ergibt sich, dass die Filtereigenschaft von der Wirkung der gleitenden Kapazität oder dergleichen in Abhängigkeit vom Erdungszustand der Elektrode frei wird, und die Eigenschaften des Sperrbereichs und Übergangsbereichs verbessert werden. Außerdem wird es möglich, die symmetrischen Elemente wie ein Schaltkreis mit der vorderen und der hinteren Stufe des Filters zu verbinden, ohne einen externen zusätzlichen Schaltkreis wie ein Symmetrierglied zu verwenden, womit die Rauschkennlinien des gesamten Schaltkreises verbessert werden.
Außerdem sind in dieser zweiten Ausführung die Eigenschaften des Übergangsbereichs und des Sperrbereichs bemerkenswert verbessert, wenn eine Vielzahl von SAW-Filtern vertikal verbunden wird, um ein SAW-Filter mit mehrstufiger Verbindung zu bilden. Das Verfahren der vertikalen Verbindung und das Verfahren der Verbindung des Reaktanzelements (Anpassungselement) mit dem Zwischenstufenteil sind genau die gleichen wie die der in 16 gezeigten ersten Ausführung, und die Wirkung der Filtereigenschaft ist die gleiche wie die in der ersten Ausführung beschriebenen.
In der oben erwähnten, ersten Ausführung sind gemäß 10 die IDT-Elektrode 102a des ersten SAW-Resonators und die IDT-Elektrode 104a des zweiten SAW-Resonators so angeordnet, dass sie sich in umgekehrter Phase zueinander befinden. Die Erfindung ist jedoch nicht zwangsläufig auf diese Ausführung beschränkt, sondern die Elektroden anordnungen können von gleicher Phase sein. Auch in diesem Fall bewirken Vorgang und Auswirkung keinen Unterschied mit Ausnahme der leichten Differenz im Präsenzmodus von Nebenbandstörung. In dieser Hinsicht gilt das gleiche für die zweite Ausführung.
In der oben erwähnten ersten und zweiten Ausführung sind die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse vom symmetrischen Typ, wobei sie aber nicht zwangsläufig auf diese Ausführung beschränkt sind, sondern es möglich ist, die asymmetrischen Seiten des Eingangsanschlusses bzw. Ausgangsanschlusses zu erden, um einen unsymmetrischen Typ einzuführen. Außerdem kann im Fall der Erdung von jeder Seite ein SAW-Filter mit symmetrisch-unsymmetrischen Anschlüssen gebildet werden.
18 zeigt eine Gesamtdarstellung des Elektrodenmusters nach einer dritten Ausführung des SAW-Filters.
In 18 ist das Teil 181 ein piezoelektrisches Einkristallsubstrat. Durch Bildung eines Elektrodenmusters periodischer Struktur auf dem piezoelektrischen Substrat 181 kann eine Oberflächenwelle angeregt werden. Auf dem piezoelektrischen Substrat 181 wird ein durch eine IDT-Elektrode 182a und Reflektorelektroden 182b, 182c gebildeter erster SAW-Resonator des Energiespeichertyps ausgebildet. Außerdem wird auf dem piezoelektrischen Substrat 181 ein durch eine IDT-Elektrode 183a und Reflektorelektroden 183b, 183c gebildeter zweiter SAW-Resonator des Energiespeichertyps ausgebildet.
Gemäß 18 ist die IDT-Elektrode 183a, die den zweiten SAW-Resonator bildet, durch die Verbindung der drei Gruppen erster, zweiter und dritter IDT-Teilelektroden 184a, 184b und 184c ausgebildet. Hierbei sind die erste IDT-Teilelektrode 184a und die zweite IDT-Teilelektrode 184b in umgekehrten Phasen und die zweite IDT-Teilelektrode 184b und die dritte IDT-Teilelektrode 184c in gleicher Phase angeordnet. Eine Beschreibung bezüglich der gleichen Phase und der umgekehrten Phase wird später gegeben.
Die Verbindungsverfahren für diese drei Gruppen sind wie nachstehend angemerkt.
Die untere Elektrode (äußere Sammelschienenelektrode) 1841o der ersten IDT-Teilelektrode 184a und die obere Elektrode (innere Sammelschienenelektrode) 1842i der zweiten IDT-Teilelektrode 184b sind wechselseitig durch den in der ersten IDT-Teilelektrode 184a enthaltenen fünften Elektrodenfinger 184a5 und eine kurze Verbindungselektrode 184ab verbunden. Außerdem sind die untere Elektrode (äußere Sammelschienenelektrode) 1842o der zweiten IDT-Teilelektrode 184b und die untere Elektrode (äußere Sammelschienenelektrode) 1843o der dritten IDT-Teilelektrode 184c verbunden.
Durch das Obenerwähnte wird eine IDT-Elektrode 183a, die den zweiten SAW-Resonator bildet, ausgebildet.
Das oben erwähnte Anordnungsverfahren basiert auf dem Teilzustand der inneren Sammelschienenelektrode und dem Teilzustand der äußeren Sammelschienenelektrode.
Aufgrund der Teilung der oberen Elektrode 1843i und der oberen Elektrode 1842i wird nämlich gegenüber der dritten IDT-Teilelektrode 184c und der zweiten IDT-Teilelektrode 184b eine Trennung vorgenommen. Außerdem wird aufgrund der Trennung der unteren Elektrode 1942o und der unteren Elektrode 1841o eine Trennung gegenüber der zweiten IDT-Teilelektrode 184b und der ersten IDT-Teilelektrode 184a vorgenommen.
Und diese beiden ersten und zweiten SAW-Resonatoren sind in benachbarter Beziehung zueinander angeordnet, wobei durch die Ausbildung von akustischer Kopplung zwischen diesen ein SAW-Filter gebildet wird.
Außerdem sind die obere und die untere Elektrode der IDT-Elektrode 182a jeweils mit dem symmetrischen Eingangsanschluss IN verbunden. Die untere Elektrode der ersten IDT-Teilelektrode 184a und die obere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 184b, die die IDT-Elektrode 183a bilden, sind mit dem einen der symmetrischen Ausgangsanschlüsse OUT verbunden, und die untere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 184b und die untere Elektrode der dritten IDT-Teilelektrode 184c sind mit dem anderen der symmetrischen Ausgangsanschlüsse OUT verbunden, wobei die obere Elektrode der ersten IDT-Teilelektrode 184a und die obere Elektrode der dritten IDT-Teilelektrode 184c geerdet sind, wodurch ein symmetrischer Eingangs- und Ausgangsanschluss gebildet wird.
Hier wird eine Erläuterung hinsichtlich der gleichen Phase und der umgekehrten Phase, wie oben beschrieben, gegeben.
Zuerst werden die strukturellen Anordnungsverhältnisse von benachbarten zwei Elektrodenfingern (ein Paar benachbarter Elektrodenfinger) beschrieben.
Dass sich die benachbarten zwei Elektrodenfinger in den gleichen Phasenbeziehungen befinden, bedeutet, dass sie in solchen Verbindungsbeziehungen stehen, in denen einer der beiden Elektrodenfinger mit der inneren Sammelschienenelektrode verbunden ist und sich von innen nach außen erstreckt, und der andere mit der äußeren Sammelschienenelektrode verbunden ist und sich von außen nach innen erstreckt. Außerdem befinden sich die zwei benachbarten Elektrodenfinger in umgekehrten Phasenbeziehungen, was solche Verbindungsbeziehungen bedeutet, dass beide der zwei Elektrodenfinger mit den inneren Sammelschienenelektroden verbunden sind und sich von innen nach außen erstrecken oder dass sie mit der äußeren Sammelschienenelektrode verbunden sind und sich von außen nach innen erstrecken. Hierbei wird vorausgesetzt, dass die elektrischen Ladungen der inneren und äußeren Sammelschienenelektroden unterschiedlich sind, und dass die Teilung (Abstand zwischen Mittelpunkten) zwischen den beiden benachbarten Elektrodenfingern 1/2·λ ist (wobei λ die Wellenlänge der angeregten akustischen Oberflächenwelle ist). Die Teilung zwischen den Elektrodenfingern kann (m + 1/2)·λ sein (m = 0, 1, 2, 3 ...). Wenn in einem solchen Fall die Teilung (m + 1)·λ ist, kehren sich die Bedeutungsinhalte in Bezug auf die oben erwähnte gleiche Phasenbeziehung und die umgekehrte Phasenbeziehung völlig um.
Konkret sind bei Betrachtung der ersten IDT-Teilelektrode 184a gemäß 18 zum Beispiel der erste Elektrodenfinger 184a1 und der zweite Elektrodenfinger 184a2 in der gleichen Phasenbeziehung, und der vierte Elektrodenfinger 184a4 und der fünfte Elektrodenfinger 184a5 sind ebenfalls in der gleichen Phasenbeziehung und folglich sind alle in der ersten IDT-Elektrode 184a enthaltenen Elektrodenfinger in den gleichen Phasenbeziehungen. Ebenso sind alle in den zweiten und dritten IDT-Teilelektroden 184b, 184c enthaltenen Elektrodenfinger in den gleichen Phasenbeziehungen.
Als Nächstes mit Bezug auf das Paar der Elektrodenfinger 184a5 und 184b1 befinden sich diese in umgekehrten Phasenbeziehungen, weil der Elektrodenfinger 184a5 mit der äußeren Sammelschienenelektrode 1841o und der Elektrodenfinger 184b1 mit der äußeren Sammelschienenelektrode 1842o verbunden ist. Diese benachbarten zwei Elektroden sind am Trennpunkt zwischen der ersten IDT-Teilelektrode 184a und der zweiten IDT-Elektrode 184b angeordnet.
Folglich muss nicht gesagt werden, dass die umgekehrte Phase oder die gleiche Phase, auf die in Bezug auf die oben erwähnte Anordnung der drei Gruppen verwiesen ist, auf den Beziehungen der benachbarten zwei Elektrodenfinger, wie es oben beschrieben ist, basiert. Dieser Punkt ist der gleiche in den anderen Ausführungen.
Außerdem wird nachstehend die Breite in der kurzen Längenrichtung des fünften Elektrodenfingers 184a5 in Beziehung gebracht.
In 18 ist der Aufbau dargestellt, bei dem die Breite des fünften Elektrodenfingers 184a5 die gleiche wie die des anderen Elektrodenfingers ist. Natürlich kann die Breite, ohne darauf beschränkt zu sein, jedoch breiter als die des anderen Elektrodenfingers sein. Indem so vorgegangen wird, wird der Widerstandswert des Elektrodenfingers verringert, und folglich wird der Widerstandswert der ihn enthaltenden IDT-Elektrode klein, so dass eine Verringerung des Einfügungsverlustes bewirkt wird. Dies gilt für den Fall anderer Ausführungen.
In Bezug auf das SAW-Filter in der dritten Ausführung, das so wie oben gebildet ist, wird nachstehend die Arbeitsweise erläutert.
19 ist ein der Kapazität äquivalentes Schaltkreisdiagramm nach der dritten Ausführung, wobei C₁ die Kapazität der IDT-Elektrode 182a ist, die den ersten SAW-Resonator bildet. Ca, Cb und Cc sind die Kapazitäten der ersten, zweiten und dritten IDT-Teilelektroden 184a, 184b und 184c, wobei die zusammengesetzte Kapazität von Ca, Cb und Cc die Gesamtkapazität C₂ der IDT-Elektrode 183a des zweiten SAW-Resonators wird. Hier wird angenommen, dass die Anzahl von Kopplungen der in der IDT-Elektrode 183a enthaltenen Elektrodenfinger n und die entsprechende Anzahl von Kopplungen der dritten IDT-Teilelektroden 184a, 184b und 184c na, nab und nc ist, wobei die Beziehung durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden kann: n = na + nb + nc
In dem wie oben beschriebenen SAW-Filter werden die Kapazitäten der IDT-Elektroden 182a, 183a durch die Anzahl von Kopplungen der Elektrode beherrscht. Angenommen, die Anzahl von Kopplungen der IDT-Elektrode 182a ist n und die Elektrodenkapazität einer Kopplung von IDT-Elektrodenfingern ist C, dann können die Werte von C₁, Ca, Cb und Cc jeweils wie folgt ausgedrückt werden: C1 = n·C Ca = na·C = C1·na/n = C1·na/(na + nb + nc) Cb = nb·C = C1·nb/n = C1·nb/(na + nb + nc) Cc = nc·C = C1·nc/n = C1·nc/(na + nb + nc)
Folglich kann aus dem kapazitätsäquivalenten Schaltkreisdiagramm von 19 die Gesamtkapazität C₂ durch den Ausdruck 1 ausgedrückt werden, indem Ca, Cb und Cc verwendet werden.
Ausdruck 1:
Angenommen, dass zum Beispiel die Anzahl von Kopplungen der IDT-Teilelektroden 184a, 184b und 184c gleich ist, d.h. na = nb = nc = n/3, dann wird die Beziehung C₂ = C₁·1/2, und die Kapazität von C₂ wird die Hälfte von der von C₁. Durch Änderung der Anzahl von Kopplungen na, nb und nc der IDT-Teilelektroden 184a, 184b und 184c ändert sich die Gesamtkapazität C₂ der IDT-Elektrode 183a entsprechend Ausdruck 1 im Bereich von C₁·1/4 < C₂ < C₁. Die Gesamtkapazität der IDT-Elektrode 183a kann nämlich durch das Teilungsverhältnis der IDT-Teilelektroden 184a, 184b und 184c gesteuert werden.
Außerdem werden in diesem Falle die elektrischen Ladungen an den Elektroden der ersten, zweiten und dritten IDT-Teilelektroden 184a, 184b und 184c nicht wechselweise gelöscht, und die durch die erste, zweite und dritte IDT-Teilelektrode 184a, 184b und 184c gebildeten Oberflächenwellen werden zu der gleichen Phase, so dass der zweite SAW-Resonator die äquivalenten Resonanzcharakteristiken wie die des ersten SAW-Resonators besitzt. Durch Anordnung des ersten und zweiten SAW-Resonators nahe beieinander arbeiten sie folglich wie Filter vom Typ mit kombinierter Resonanz im Seitenmodus in der gleichen Art und Weise wie in dem konventionellen System.
Wie es oben beschrieben ist, zeigt das SAW-Filter nach der vorliegenden Ausführung mit symmetrischem Eingang und Ausgang ausgezeichnete Eigenschaften in der Nebenband-Selektivität mit enger Bandbreite und kann außerdem die Ausgangsimpedanz des SAW-Filters durch die Elektrodenstruktur der IDT-Elektrode, die durch die IDT-Teilelektrode gebildet ist, steuern.
In der dritten Ausführung wurde eine Beschreibung hinsichtlich der den zweiten SAW-Resonator bildenden IDT-Elektrode 183a vorgenommen, die sich auf den Fall bezieht, wo die erste, zweite und dritte IDT-Teilelektrode 184a, 184b und 184c, welche die IDT-Elektrode 183a bilden, in der Zeichnung in der Reihenfolge von der linken Seite auf die rechte Seite gelegt sind, wobei die Legeordnung nicht auf die oben erwähnte beschränkt werden darf, sondern von der rechten Seite zur linken Seite wie 184a, 184b und 184c sein kann. Das Elektrodenmuster der IDT-Elektrode 183a kann mit dem Oberteil nach unten umgekehrt werden. In einem solchen Fall ist die IDT-Elektrode 203a, die den zweiten SAW-Resonator auf dem piezoelektrischen Substrat 201 bildet, wie in 20 gezeigt, durch die Verbindung der drei Gruppen von erster, zweiter und dritter IDT-Teilelektrode 204a, 204b und 204c gebildet. Die erste IDT-Teilelektrode 204a und zweite IDT-Teilelektrode 104b sind in umgekehrter Weise angeordnet, und die zweite Teilelektrode 204b und die dritte IDT-Teilelektrode 204c sind in der gleichen Phase angeordnet, wobei die obere Elektrode der ersten IDT-Teilelektrode 204a und die untere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 204b verbunden sind, und die obere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 204b und die obere Elektrode der dritten IDT-Teilelektrode 204c verbunden sind, um eine IDT-Elektrode 203a auszubilden, die den zweiten SAW-Resonator bildet. Außerdem sind in 20 die IDT-Teilelektroden 204a, 204b und 204c in der Reihenfolge von 204a, 204b und 204c von links gelegt, wobei die Reihenfolge jedoch von rechts sein kann. In diesen Fällen liegt der Unterschied bei IDT-Elektroden nur in den Elektrodenstrukturen, und in Bezug auf die Eigenschaften des SAW-Filters ist der gleiche Effekt wie im Fall von 18 erreichbar.
In der Ausführung 3 ist die Anzahl von Kopplungen der IDT-Elektrode 182a und die Gesamtzahl von Kopplungen der ersten, zweiten und dritten IDT-Teilelektroden 184a, 184b und 184c jeweils gleich. Sie brauchen jedoch nicht genau die gleiche Anzahl von Kopplungen zu sein, und das Verhältnis der Anzahl von Kopplungen der ersten, zweiten und dritten IDT-Teilelektroden 184a, 184b und 184c kann optional eingestellt werden. Des Weiteren ist die Teilungszahl der IDT-Elektrode 183a auf 3 eingestellt, jedoch kann die Zahl eine andere als diese Zahl sein. Obwohl veranschaulicht ist, dass der elektrische Anschluss für die IDT-Elektrode 182a vom symmetrischen Typ ist, kann ferner eine der oberen oder der unteren Elektrode geerdet werden, um einen unsymmetrischen elektrischen Anschluss herzustellen. In einem solchen Fall kann ein SAW-Filter mit symmetrisch-unsymmetrischen Anschlüssen gebildet werden. Es wurde ein Aufbau übernommen, bei dem die Reflektorelektroden 182b und 183b sowie 182c und 183c elektrisch getrennt sind, wobei jedoch die zwei Elemente angeschlossen und geerdet sein können. Obwohl er für die durch die IDT-Teilelektrode 184a, 184b und 184c gebildete IDT-Elektrode 183a ausgelegt ist, um den zweiten SAW-Resonator zu bilden, kann er außerdem einen ersten SAW-Resonator oder beide davon bilden, wobei in einem solchen Fall ein SAW-Filter realisiert werden kann, das in der Lage ist, die Impedanz sowohl von der Eingangsseite als auch der Ausgangsseite zu steuern.
21 zeigt die Gesamtdarstellung eines elektrischen Musters des SAW-Filters nach einer vierten Ausführung.
In 21 ist das Teil 211 ein piezoelektrisches Einkristallsubstrat. Durch Bildung eines Elektrodenmusters in Form einer Bandleitung periodischer Struktur auf dem piezoelektrischen Substrat 211 kann eine Oberflächenwelle angeregt werden. Auf dem piezoelektrischen Substrat 211 ist ein durch eine IDT-Elektrode 212a und die Reflektorelektroden 212b, 212c gebildeter erster SAW-Resonator des Energiespeichertyps ausgebildet. Auf dem piezoelektrischen Substrat 211 ist außerdem ein durch eine IDT-Elektrode 213a und die Reflektorelektroden 213b, 213c gebildeter zweiter SAW-Resonator des Energiespeichertyps ausgebildet.
Die IDT-Elektrode 213a, die den zweiten SAW-Resonator bildet, wird durch Verbindung der drei Gruppen der ersten, zweiten und dritten IDT-Teilelektroden 214a, 214b und 214c gebildet. Die ersten, zweiten und dritten IDT-Teilelektroden 214a, 214b und 214c sind alle in der gleichen Phase angeordnet, und die obere Elektrode der ersten IDT-Teilelektrode 214a und die obere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 214b sind verbunden, wobei durch die Verbindung der unteren Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 214b und der unteren Elektrode der dritten IDT-Teilelektrode 214c eine IDT-Elektrode 213a ausgebildet wird, die den zweiten SAW-Resonator bildet. Und da diese zwei ersten und zweiten SAW-Resonatoren in Nachbarbeziehung angeordnet sind und eine akustische Kopplung zwischen ihnen ausgebildet ist, wird ein SAW-Filter gebildet.
Ferner sind obere Elektrode und untere Elektrode der IDT-Elektrode 212a jeweils mit den symmetrischen Eingangsanschlüssen IN verbunden. Die obere Elektrode der ersten IDT-Teilelektrode 214a und die obere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 214b, die die IDT-Elektrode 213a bilden, sind außerdem mit einer Seite des symmetrischen Ausgangsanschlusses OUT verbunden, und die untere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 214b und die untere Elektrode der dritten IDT-Teilelektrode 214c sind mit der anderen Seite des symmetrischen Ausgangsanschlusses OUT verbunden, wobei die untere Elektrode der ersten IDT-Teilelektrode 214a und die obere Elektrode der dritten IDT-Teilelektrode 214a sowie die obere Elektrode der dritten IDT-Teilelektrode 214c geerdet sind, um die symmetrischen Eingangs- und Ausgangsanschlüsse zu bilden.
In dem wie oben erwähnt gebildeten SAW-Filter besitzt der erste SAW-Resonator den gleichen Aufbau wie der des SAW-Resonators der dritten Ausführung, wobei sich der zweite SAW-Resonator von dem der dritten Ausführung nur hinsichtlich des Elektrodenmusters und seines Anschlussverfahrens der IDT-Elektrode 213a des Ersteren von dem der IDT 183a des Letzteren unterscheidet. Auch in diesem Fall werden die elektrischen Ladungen an den IDT-Teilelektroden 214a, 214b und 214c nicht wechselweise ausgeglichen, sondern die durch die IDT-Teilelektroden 214a, 214b und 214c ausgebildeten Oberflächenwellen weisen die gleiche Phase auf, und der zweite SAW-Resonator besitzt die gleichen Resonanzcharakteristiken wie der erste SAW-Resonator. Dadurch, dass der erste SAW-Resonator und der zweite SAW-Resonator nahe beieinander angeordnet sind, arbeitet das SAW Filter dieser Ausführung deshalb wie ein herkömmliches Filter mit kombiniertem Resonator im Seitenmodus in der gleichen Weise wie in der vor herigen Ausführung. Außerdem besitzt das SAW-Filter mit symmetrischem Eingang und Ausgang ausgezeichnete Eigenschaften der Nebenband-Selektivität mit Schmalband und kann die Eingangs- und Ausgangsimpedanz des SAW-Filters steuern, so dass der gleiche Effekt gegeben ist wie das SAW-Filter der dritten Ausführung.
In der vierten Ausführung sind die IDT-Teilelektroden 214a, 214b und 214c von der linken Seite als 214a, 214b und 214c bezeichnet, wobei jedoch diese Reihenfolge von der rechten Seite vorgenommen werden kann. Alternativ dazu kann die Teilnummer der IDT-Elektrode 213a, die als 3 gegeben ist, auf eine beliebige andere Zahl eingestellt werden. Der elektrische Anschluss der IDT-Elektrode 212a, der als symmetrischer Typ ausgeführt ist, kann durch Erdung entweder der oberen oder der unteren Elektrode zum unsymmetrischen elektrischen Anschluss verändert werden. In einem solchen Fall kann ein SAW-Filter mit symmetrisch-unsymmetrischen Anschlüssen gebildet werden. Obwohl der Aufbau so ist, dass die Reflektorelektroden 212b und 213b sowie 212c und 213c elektrisch getrennt sind, können die zwei Elemente verbunden und geerdet werden. Außerdem kann, obwohl er so definiert ist, dass die durch die IDT-Teilelektroden 214a, 214b und 214c gebildete IDT-Elektrode 213a den zweiten SAW-Resonator bilden soll, dieser einen ersten SAW-Resonator oder sowohl den ersten als auch den zweiten SAW-Resonator bilden. Im letzteren Fall kann ein SAW-Filter realisiert werden, das in der Lage ist, die Impedanz sowohl des Eingangs als auch des Ausgangs zu steuern.
In den Ausführungen 3 und 4 wurde eine Erläuterung zum Fall eines SAW-Filters mit einstufigem Aufbau als Beispiel genommen. Solche SAW-Filter können in einem mehrstufigen Aufbau verwendet werden.
22 ist das Beispiel eines mehrstufigen Aufbaus, das eine Gesamtdarstellung des Elektrodenmusters eines SAW-Filters nach einer fünften Ausführung zeigt. In 22 stellt das Teil 221 ein piezoelektrisches Einkristallsubstrat dar. Wenn auf dem piezoelektrischen Substrat 221 mehrere SAW-Filter vertikal verbunden werden, um ein SAW-Filter mit mehrstufiger Verbindung zu bilden, sind bedeutende Verbesserungen bei den Eigenschaften von Sperrband und Übergangsband erreichbar, obwohl eine gewisse Zunahme beim Einfügungsverlust auftritt.
Das zweistufige, vertikal verbundene Filter in 22 umfasst ein erstes SAW-Filter mit einem durch die IDT-Elektrode 222a und die Reflektorelektroden 222b, 222c gebildeten ersten SAW-Resonator und einem durch die IDT-Elektrode 223a und die nahe beieinander angeordneten Reflektorelektroden 223b, 223c gebildeten zweiten SAW-Resonator; und ein zweites SAW-Filter mit einem durch die IDT-Elektrode 224a und die Reflektorelektroden 224b, 224c gebildeten dritten SAW-Resonator und einem durch die IDT-Elektrode 225a und die nahe beieinander angeordneten Reflektorelektroden 225b, 225c gebildeten vierten SAW-Resonator, die auf dem piezoelektrischen Substrat 221 ausgebildet werden. Die den vierten SAW-Resonator im zweiten SAW-Filter bildende IDT-Elektrode 225a wird dadurch zusammengesetzt, dass die drei Gruppen der ersten, zweiten und dritten IDT-Teilelektroden 226a, 226b und 226c verbunden werden. Die erste IDT-Teilelektrode 226a und die zweite IDT-Teilelektrode 226b sind in umgekehrter Phase angeordnet, und die zweite IDT-Teilelektrode 226b und die dritte IDT-Teilelektrode 226c sind in gleicher Phase angeordnet. Anschließend werden die untere Elektrode der ersten IDT-Teilelektrode 226a und die obere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 226b wechselseitig verbunden, wobei die untere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 226b und die untere Elektrode der dritten IDT-Teilelektrode 226c verbunden werden, wodurch eine IDT-Elektrode 225a, die den vierten SAW-Resonator bildet, ausgebildet wird. Eine der heraus führenden Elektroden auf der Ausgangseite des SAW-Filters der ersten Stufe ist mit der gegenüber liegenden, heraus führenden Elektrode auf der Eingangsseite des gegenüber liegenden SAW-Filters der nächsten Stufe durch ein verbindendes Elektrodenzwischenstufenmuster 227a verbunden, und eine weitere IDT-Elektrode der ersten Stufe auf der Ausgangseite ist mit einer weiteren IDT-Elektrode der nächsten Stufe auf der Eingangsseite durch ein verbindendes Elektrodenzwischenstufenmuster 227b verbunden, wodurch ein zweistufiges SAW-Filter ausgebildet wird.
Ferner sind die obere und die untere Elektrode der IDT-Elektrode 222a, die den ersten SAW-Resonator im ersten SAW-Filter bildet, jeweils mit dem symmetrischen Eingangsanschluss IN verbunden. Außerdem sind in der IDT-Elektrode 225a, die den vierten SAW-Resonator im zweiten SAW-Filter bildet, die untere Elektrode der ersten IDT-Teilelektrode 226a und die obere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 226b mit einer Seite des symmetrischen Ausgangsanschlusses OUT verbunden; die untere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 226b und die untere Elektrode der dritten IDT-Teilelektrode 225c mit der anderen Seite des symmetrischen Ausgangsanschlusses OUT verbun den, und die obere Elektrode der ersten IDT-Teilelektrode 226a und die obere Elektrode der dritten IDT-Teilelektrode 226c geerdet, um einen symmetrischen Eingangs- und Ausgangsanschluss auszubilden.
Es kann jedoch Fälle geben, bei denen die behaupteten guten Übertragungseigenschaften durch einfache vertikale Verbindung der SAW-Filter aufgrund der Fehlanpassung der Eingangs- und Ausgangsimpedanz von Stufen nicht erreicht werden können. In einem solchen Fall kann ein Reaktanzglied wie eine Induktionsspule als Anpassungselement mit der Zwischenstufenverbindungselektrode verbunden werden, um Einstellungen vorzunehmen. Alternativ kann ein solcher Aufbau übernommen werden, um ein durch eine spiralförmige Induktionsspule dargestelltes Reaktanzglied auf dem gleichen piezoelektrischen Substrat 221 oder auf einem getrennten Substrat auszubilden und es mit der Zwischenstufenverbindungselektrode zu verbunden, wodurch eine Größenreduzierung des Filterschaltkreises leicht realisiert werden kann, ohne zusätzlichen Raum zu benötigen. In Bezug auf das Reaktanzglied zur Einstellung kann eine Verbindung entweder zu einem der ersten Zwischenstufenverbindungselektrodenmuster 227a oder 227b vorgenommen werden und das andere Zwischenstufenverbindungselektrodenmuster kann geerdet werden. Nach dem Experiment hat sich, wie in 22 dargestellt, gezeigt, dass eine Verbindung des Reaktanzgliedes 228 mit dem Zwischenstufenverbindungselektrodenmuster 227a eine Verbesserung hinsichtlich der Symmetrie der Filterdurchlasseigenschaften ergibt.
Durch den oben erwähnten Aufbau zeigt das SAW-Filter mit symmetrischem Eingang und Ausgang in dieser Ausführung Schmalbandeigenschaften, und dadurch, dass die zwei SAW-Filter durch die Zwischenstufenverbindungselektrodenmuster 227a, 227b verbunden sind, führt dies dazu, dass die Nebenband-Selektivität eine spitzere Eigenschaft zeigt als im Fall einer einzelnen Stufe, und dass es außerdem möglich wird, die Ausgangsimpedanz des SAW-Filters zu steuern.
In der fünften Ausführung sind in der den vierten SAW-Resonator im zweiten SAW-Filter bildenden IDT-Elektrode 225a die erste, zweite und dritte IDT-Teilelektrode 226a, 226b und 226c, die die IDT-Elektrode 225a bilden, als 226a, 226b und 226c von der linken Seite, die dieser Zeichnung zugewandt ist, bezeichnet, wobei diese Reihenfolge jedoch von der rechten Seite genommen werden kann. Das Elektrodenmuster der IDT-Elektrode 225a kann umgekehrt werden.
In dieser Ausführung 5 ist die Teilzahl der IDT-Elektrode 225a als 3 gegeben, wobei sie jedoch auf jede andere Zahl eingestellt werden kann. Der elektrische Anschluss der IDT-Elektrode 222a, der als symmetrischer Typ ausgeführt ist, kann zu einem unsymmetrischen elektrischen Anschluss verändert werden, indem entweder die obere Elektrode oder die untere Elektrode geerdet wird. In einem solchen Fall kann ein SAW-Filter mit symmetrisch-unsymmetrischen Anschlüssen gebildet weiden. Die IDT-Elektrode 225a kann eine in Ausführung 4 dargestellte IDT-Elektrode 213a sein. In diesen Fällen unterscheidet sich die IDT-Elektrode 234a nur im Elektrodenaufbau, wobei hinsichtlich der Eigenschaft des SAW-Filters der gleiche Effekt wie in 22 erreicht werden kann. Obwohl ein solcher Aufbau übernommen wurde, bei dem die Reflektorelektroden 222b und 223b sowie 222c und 223c elektrisch getrennt sind, können die beiden Elemente verbunden und geerdet werden. Obwohl festgelegt ist, dass die durch die IDT-Teilelektrode 226a, 226b und 226c gebildete IDT-Elektrode 225a den vierten SAW-Resonator bilden soll, kann diese einen ersten SAW-Resonator oder sowohl den ersten als auch den vierten SAW-Resonator bilden. Im letzteren Fall kann ein SAW-Filter realisiert werden, das in der Lage ist, die Impedanz sowohl des Eingangs als auch des Ausgangs zu steuern. Außerdem ist die Anzahl von Stufen des SAW-Filters mit zwei Stufen dargestellt, wobei die Anzahl jedoch größer sein kann und in diesem Fall die Filtereigenschaften spitz mit einer hervorragenden Nebenband-Selektivität sind.
23 zeigt die Gesamtdarstellung eines Elektrodenmusters des SAW-Filters nach einer sechsten Ausführung. In 23 ist das Teil 231 ein piezoelektrisches Einkristallsubstrat. Durch Bildung eines Elektrodenmusters auf dem piezoelektrischen Substrat 231 kann eine Oberflächenwelle angeregt werden. Auf dem piezoelektrischen Substrat 231 ist ein durch die IDT-Elektrode 232a und die Reflektorelektroden 232b, 232c gebildeter erster SAW-Resonator des Energiespeichertyps ausgebildet. Außerdem ist auf dem piezoelektrischen Substrat 231 ein durch die IDT-Elektrode 234a und die Reflektorelektroden 234b, 234c gebildeter dritter SAW-Resonator ausgebildet. Der Elektrodenteil 233a des zweiten SAW-Resonators, der zwischen dem ersten SAW-Resonator und dem dritten SAW-Resonator ausgebildet ist, der mit den Reflektorelektroden 233b, 233c verbunden ist, besitzt die gleiche Konstruktion wie die Reflektorelektrode. Auf diese Weise kann sich eine Oberflächenwelle in genau der gleichen Weise ausbreiten, auch wenn der Aufbau des Elektrodenteils 223a des zweiten SAW-Resonators nicht dem Aufbau der IDT-Elektrode entspricht sondern eine Bandleitungs-Elektrodenreihe periodischer Struktur ist, so dass das akustische Verhalten des im mittleren Teil angeordneten zweiten SAW-Resonators keinen Unterschied ausmacht zu dem des Falles einer IDT-Elektrodenstruktur.
Ferner wird die IDT-Elektrode 234a, die den dritten SAW-Resonator bildet, durch die Verbindung der drei Gruppen von ersten, zweiten und dritten IDT-Teilelektroden 235a, 235b und 235c gebildet. Die erste IDT-Teilelektrode 235a und die zweite IDT-Teilelektrode 235b sind in umgekehrten Phasen angeordnet; die zweite IDT-Teilelektrode 235b und die dritte IDT-Teilelektrode 235c sind in der gleichen Phase angeordnet; die untere Elektrode der ersten IDT-Teilelektrode 235a und die obere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 235b sind verbunden; und die untere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 235b und die untere Elektrode der dritten IDT-Teilelektrode 235c sind verbunden, um eine IDT-Elektrode 234a zu bilden, die den dritten SAW-Resonator bildet.
Die oben erwähnten drei SAW-Resonatoren sind in enger Beziehung zueinander angeordnet und die Sammelschienenelektroden der wechselweise benachbarten Teile sind elektrisch unabhängig. Die obere Elektrode und die untere Elektrode der IDT-Elektrode 232a, die den ersten SAW-Resonator im ersten SAW-Filter bildet, sind jeweils mit dem symmetrischen Eingangsanschluss IN verbunden. In der IDT-Elektrode 234a, die den dritten SAW-Resonator bildet, ist außerdem die untere Elektrode der ersten IDT-Teilelektrode 235a, die die IDT-Elektrode 234a bildet, und die obere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 235b mit einer Seite des symmetrischen Ausgangsanschlusses OUT verbunden; und die untere Elektrode der zweiten IDT-Teilelektrode 235b und die untere Elektrode der dritten IDT-Teilelektrode 235c ist mit der anderen Seite des symmetrischen Ausgangsanschlusses OUT verbunden, wobei die obere Elektrode der ersten IDT-Teilelektrode 235a und die obere Elektrode der dritten IDT-Teilelektrode 235c geerdet sind, um einen symmetrischen Eingangs- und Ausgangsanschluss auszubilden, und die Bandleitungs-Elektrodenleitung 233a mit periodischer Struktur in dem zweiten SAW-Resonator geerdet ist.
Wie oben beschrieben, ist das SAW-Filter nach dieser sechsten Ausführung dadurch gekennzeichnet, dass eine Filtercharakteristik verwirklicht wird, indem die drei SAW-Resonatoren nahezu parallel mit der Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle angeordnet werden, um eine akustische Kopplung herzustellen.
Zu diesem Zeitpunkt ist das SAW-Filter eine Substitution der IDT-Elektrode 233a, die den zweiten SAW-Resonator in dem SAW-Filter für die IDT-Elektrode in dem SAW-Filter mit Mehrfachmodus gemäß der Japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 8-51334 bildet, die von den Erfindern veröffentlicht wurde und die gleiche Funktion wie die zeigt, die in dieser Veröffentlichung Nr. 8-51334 beschrieben wurde. Dadurch, dass der SAW-Resonator dreistufig gemacht werden kann, kann das Filter nämlich eine breite Bandbreite und Eigenschaften ausgezeichneter Nebenband-Selektivität besitzen und kann außerdem die Ausgangsimpedanz des SAW-Filters steuern.
In der sechsten Ausführung sind in der den dritten SAW-Resonator bildenden IDT-Elektrode 234a die ersten, zweiten und dritten IDT-Teilelektroden 235a, 235b und 235c, die die IDT-Elektrode 234a bilden, von der der Zeichnung zugewandten linken Seite als 235a, 235b und 235c bezeichnet, wobei diese Reihenfolge von der rechten Seite vorgenommen werden kann. Das Elektrodenmuster der IDT-Elektrode 234a kann umgekehrt werden. Die IDT-Elektrode 234a kann die IDT-Elektrode 213a des in Ausführung 4 gezeigten Aufbaus sein. In diesen Fällen unterscheidet sich die IDT-Elektrode 234a nur im Elektrodenaufbau, wobei hinsichtlich der Eigenschaft des SAW-Filters die gleiche Wirkung wie in 23 erreicht werden kann.
Außerdem ist die Teilzahl der IDT-Elektrode 234a als 3 gegeben, kann jedoch auf eine beliebige andere Zahl eingestellt werden. Der elektrische Anschluss der IDT-Elektrode 232a, der als symmetrischer Typ veranschaulicht ist, kann zu einem unsymmetrischen elektrischen Anschluss verändert werden, indem entweder die obere Elektrode oder die untere Elektrode geerdet wird. In diesem Fall kann ein SAW-Filter mit symmetrisch-unsymmetrischen Anschlüssen gebildet werden. Obwohl ein solcher Aufbau übernommen wurde, dass die Reflektorelektroden 232b und 233b sowie 232c und 233c elektrisch getrennt sind, können die zwei Elemente verbunden und geerdet werden. Obwohl festgelegt ist, dass die durch die IDT-Teilelektrode 235a, 235b und 235c gebildete IDT-Elektrode 234a den dritten SAW-Resonator bilden soll, kann diese ferner einen ersten SAW-Resonator oder sowohl den ersten als auch den dritten SAW-Resonator bilden. Im letzteren Fall kann ein SAW-Filter verwirklicht werden, das in der Lage ist, die Impedanz sowohl von Eingang als auch Ausgang zu steuern.
In dieser Ausführung 6 wird die IDT-Elektrode 233a als durch das Elektrodenmuster, das im Zwischenraum zwischen der IDT-Elektrode 232a und der Reflektorelektrode 233c auf der rechten Seite davon vorgesehen ist, geerdet beschrieben. Sie kann jedoch durch das Elektrodenmuster geerdet sein, das im Zwischenraum zwischen der IDT-Elektrode 233a und der Reflektorelektrode 233a auf der linken Seite davon vorgesehen ist, oder kann alternativ durch das Elektrodenmuster geerdet sein, das im Zwischenraum zwischen der IDT-Elektrode 234a und entweder der Reflektorelektrode 234b oder der Reflektorelektrode 234c vorgesehen ist. Obwohl ein solcher Aufbau übernommen wurde, bei dem die Reflektorelektroden 232b und 233b sowie 232c und 233c auf jedem SAW-Resonator elektrisch getrennt sind, können sie jeweils verbunden und geerdet werden.
Außerdem kann die IDT-Elektrode 233a durch eine beliebige der Reflektorelektroden 232b, 232c, 233b, 233c, 234b und 234c geerdet werden. Die IDT-Elektrode 233a kann eine Elektrodenstruktur desselben Aufbaus wie der der IDT-Elektrode 232a aufweisen. Auch in diesem Fall wird die Ausbreitung einer Oberflächenwelle in der gleichen Art und Weise durchgeführt, wobei die ähnliche Eigenschaft wie die des SAW-Filters dieser Ausführung erreichbar ist. Obwohl beschrieben wird, dass die IDT-Teilelektrode 234a einen dritten SAW-Resonator bilden soll, kann sie ferner durch einen ersten SAW-Resonator oder beiden von ihnen gebildet werden. Im letzteren Fall kann ein SAW-Filter realisiert werden, das in der Lage ist, die Impedanz sowohl des Eingangs als auch des Ausgangs zu steuern. Obwohl gezeigt ist, dass die ersten bis dritten SAW-Resonatoren den gleichen Aufbau haben, müssen sie nicht zwangsläufig die gleichen sein. Die SAW-Filter dieser Ausführung können von zweistufiger vertikaler Verbindung sein, wobei in diesem Fall die Eigenschaft der Nebenband-Selektivität weiter spitz wird.
Was das piezoelektrische Substrat in der vorliegenden Erfindung betrifft, ist die Verwendung eines ST-Schnitt-Kristalls mit ausgezeichneten Temperatureigenschaften vorzuziehen, wobei LiTaO₃, LiNbO₃, Li₂B₄O₇, La₃Ga₃SiO₁₄ und dergleichen als Substrate verwendet werden können. Als Elektrodenmaterial ist die Verwendung von Aluminium rela tiv geringer Dichte vorzuziehen, dessen Schichtdickensteuerung leicht ist; jedoch ist auch die Verwendung einer Goldelektrode möglich.
Ferner ist die vorliegende Erfindung auf Resonatoren anwendbar, die nicht nur die oben beschriebene Oberflächenwelle (SAW), sondern auch die oberflächennahe Volumenwelle (SSBW), die eine der SAW oder Pseudo-Oberflächenwellen ist, und dergleichen nutzen.

Claims

Akustisches Oberflächenwellenfilter auf einem piezoelektrischen Substrat (101), der einen ersten und einen zweiten akustischen Oberflächenwellenresonator umfasst, die jeweils eine Reflektorelektrode (102b, 102c; 104b, 104c) auf beiden Seiten einer IDT-Elektrode (102a; 104a) als eine interdigitale Wandlerelektrode aufweisen, wobei die Resonatoren auf einem piezoelektrischen Substrat (101) an Positionen angeordnet sind, an denen Ausbreitungsrichtungen der entsprechenden akustischen Oberflächenwellen parallel zueinander sind, eine Vielzahl von Streifenleiterelektroden (103a), die parallel zwischen den ersten und dritten Oberflächenwellenresonatoren in der gleichen Elektrodenperiode wie die des ersten und des dritten Oberflächenwellenresonators angeordnet sind, wobei die mehreren Streifenleiterelektroden (103a) miteinander durch Sammelschienenelektroden verbunden sind, um einen zweiten Oberflächenwellenresonator zu bilden, der periodische strukturierte Elektrodenreihen hat, der erste und der dritte akustische Oberflächenwellenresonator nahe an dem zweiten akustischen Oberflächenwellenresonator angeordnet sind, um akustische Kopplung zu bewirken, die angrenzenden Sammelschienenelektroden zwischen den akustischen Oberflächenwellenresonatoren elektrisch getrennt sind und alle periodischen strukturierten Elektroden des zweiten akustischen Oberflächenwellenresonators geerdet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Größe der Elektrodenfinger-Querbreite von IDT-Elektroden (102a, 104a), die den ersten und den dritten akustischen Oberflächenwellenresonator W1 bilden, zu der Streifenleiterlänge der periodischen strukturierten Elektrodenreihen (103a), die den zweiten akustischen Oberflächenwellenresonator W2 bilden, so eingestellt ist, dass die Frequenzdifferenz Δ1 zwischen der Primärmode und der Sekundärmode und die Frequenzdifferenz Δ2 zwischen der Sekundärmode und der Tertiärmode den gleichen Wert annehmen.
Mehrstufiges akustisches Oberflächenwellenfilter, wobei eine Vielzahl akustischer Oberflächenwellenfilter (162, 163) nach Anspruch 1 kaskadenartig durch ein erstes und ein zweites zwischen den Stufen angeordnetes Elektrodenmuster (164, 165) verbunden sind, die auf dem piezoelektrischen Substrat (161) ausgebildet sind.
Mehrstufiges akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 2, wobei von dem ersten und dem zweiten zwischen den Stufen verbundenen Elektrodenmustern (164, 165) eines direkt geerdet ist und das andere über ein Reaktanzelement (166) geerdet ist.
Mehrstufiges akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste akustische Oberflächenwellen-Resonatorelektrode des akustischen Oberflächenwellenfilters (162) der Eingangsstufe mit dem symmetrischen Eingangsanschluss verbunden ist und die dritte akustische Oberflächenwellen-Resonatorelektrode des akustischen Oberflächenwellenfilters (163) der Ausgangsstufe mit dem symmetrischen Ausgangsanschluss verbunden ist.