TW567665B - Longitudinally-coupled resonator surface acoustic wave filter and communication system using the filter - Google Patents
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Description
A7 567665 ____B7________ 五、發明說明(/ ) 〔技術領域〕 本發明係關於縱耦合諧振器型表面波濾波器以及使用 其之通訊機裝置。 〔背景技術〕 近年來,在行動電話等的通訊機裝置中,隨著參加者 的增加和服務的多樣化,有發送側頻帶和接收側頻帶接近 者。還有,依通訊機裝置的種類,爲防止與其他的通訊機 裝置間的干擾,有時在極靠近通帶處必須有一定以上的衰 減量。因此,作爲行動電話的RF頻段的帶通濾波器所廣 泛採用之彈性表面波濾波器,也強烈要求將極靠近通帶處 的衰減量增大到一定量以上。 另一方面,對於彈性表面波濾波器,以削減零件數爲 目的,強烈要求具有平衡一不平衡信號轉換功能、即具備 所謂巴闌(balun)的功能。例如,在日本特開平5-267990號 公報中已揭示具有這種平衡-不平衡信號轉換功能的縱耦 合諧振器型彈性表面波濾波器。 但是,在上述般以往的縱耦合諧振器型彈性表面波濾 波器中,在比通帶更高頻區域側會出現稱作橫向響應的肩 特性惡化(頻率特性的急劇惡化)。因此,在Pcs ( Personal Communication System)(個人通訊系統)方式的 通訊機裝置等中,會有所要求之比通帶更高頻側的衰減量 無法取大的問題。爲了解決這個問題,作爲將比通帶更高 頻側的衰減量加大的濾波器,係例如在日本特開平1〇_ 126212號公報中揭示的梯形彈性表面波濾波器。但是,在 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 2973公釐) 一—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
567665 A7 B7 五、發明說明(2 ) 這個梯形彈性表面波濾波器中,會有不能構成平衡一不平 衡信號轉換功能的問題。即在以往的技術中,要構成比通 帶更高頻側的衰減量充分、且具有平衡一不平衡信號轉換 •功能的彈性表面波濾波器,是有困難的。 本發明的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器,是鑒於 上述問題而製作者,提供能使橫向響應比以往的彈性表面 波濾波器大幅地降低、同時具有平衡一不平衡信號轉換功 能的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。 〔用以解決課題之手段〕 爲達到上述目的,本發明的彈性表面波濾波器,係具 有壓電基板、和在壓電基板上沿彈性表面波的傳播方向排 列的至少兩個IDT(叉指式換能器);其特徵在於:在IDT等 中至少一個IDT內,設置金屬化比與該IDT的其他電極指 的金屬化比不同的電極指。 還有,在本發明的特定形態中,在該IDT等中相互鄰 接的IDT的至少一方IDT內,將金屬化比與該IDT的其他 電極指的金屬化比不同的電極指,設置在從該IDT的鄰接 部分到該IDT的1/4左右爲止的區域。 還有,在本發明的特定形態中,在IDT等中至少一個 ID丁內,使電極指的金屬化比在彈性表面波的傳播方向呈 連續地變化。 由此,能獲得降低橫向的響應、通帶高頻側的衰減量 大的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。這時,藉由使電 極指的金屬化比在彈性表面波的傳播方向連續地變化’不 _ _ Λ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
567665 玉、發明說明(3 ) 致使通帶內的插入損耗增大,而能達到本發明的效果。 還有,本發明的再其他發明,係裝載著申請專利範圍 1〜3項的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器之通訊機裝置 〇 將本發明的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器使用在 通訊機裝置中,可獲得通信品質佳、可靠性高的通訊機裝 置。 〔發明之實施形態〕 以下,根據圖1到圖12說明本發明實施例的縱親合諧 振器型彈性表面波濾波器。 圖1(a)是表示第1實施例的構成。這個第1實施例是 EGSM-Rx用濾波器的例子。遼有,在以後的第2實施例到 第7實施例中,也以EGSM-Rx用濾波器爲例進行說明。第 1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器1〇1,係在壓 電基板之40±5°YcutX傳播LiTa〇3基板1〇0上形成由A1電 極構成的IDT和反射器。具體的縱稱合諧振器型彈性表面 波濾波器1〇1的構成,係將連接於接地端子204的電極指 群和連接於信號端子205的竃極指群對向配置’並具備: 沿著彈性表面波的傳播方向排列的二個1DTi〇2、103、ι〇4 ,以及隔著IDT102、103、104來配置的兩個反射器1〇5、 106。還有,IDT102和IDT104係並聯於共通信號端子205 〇 還有,如圖1 (a)所示,IDT103和IDT102相鄰處的 幾根電極指、以及IDT103和IDT104相鄰處的幾根電極指 _____5_-—- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) A7 567665 _____B7 _ 五、發明說明(+ ) ,比IDT其他部分的間距要小,構而成窄間距的電極指。 此外,在圖1(a)中,爲使圖簡潔起見,僅表示少量電極指 的根數。 還有,第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波 器101,係使各個IDT的金屬化比產生變化。 在此,如圖1(b)所示,設IDT的電極指的寬爲dl、使 電極指的間隔寬爲d2時,金屬化比是以d=dl/ (dl + d2) 所表示的値d。 圖2是表示第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波 濾波器的各個IDT的金屬化比變化的曲線圖。第1實施例 的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器101的各個IDT102, 103,104的電極指的金屬化比,如圖2所示具有從0.54到 0·73的範圍內連續變化的特徵。具體地,對於IDT102,從 左端向右方向使電極指的金屬化比從0.54到0.73連續變化 著。還有,對於IDT103,從IDT103的左端向右方向到中 央部爲止,從0.73到0.54連續變化著,從IDT103的中央 部到右端爲止,從0.54到0.73連續變化著。而且,對於 IDT104,從左端向右方向使電極指的金屬化比從0.73到 0.54連續變化著。 縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器101的其他詳細構 成,設由窄間距電極指的間距所決定的波長爲λΙ2、由其他 電極指的間距所決定的波長爲λΐΐ時,是如下般。 交叉寬度W : 47.7λΙ1 IDT102的電極指根數:27根(其中,從右起的4根是 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 ----I--訂---------線I應 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 567665 ___B7____ 五、發明說明(女) 窄間距電極指。) IDT203的電極指根數·· 35根(其中,從左起的4根’ 從右起的4根是窄間距電極指。) IDT104的電極指根數:27根(其中,從左起的4根是 窄間距電極指) IDT 波長λΐΐ : 4·19μιη、λΙ2 : 3·86μιη 反射器105、106的波長XR :均爲4·26μηι 反射器1〇5、106的根數:均爲120根 IDT—IDT 間隔(圖 1(a)的 109,110) ·· 0·50λΙ2 IDT—反射器間隔:0.52λΙΙ 反射器的金屬化比:0.55 電極膜厚:0.08λΙ1 在圖3中表示第1實施例的頻率-振幅特性。爲比較 起見,在圖1(a)的構成中,使用將IDT的金屬化比定爲 0.73的以往構成的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器’而 在圖4中表示這個縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的頻 率一振幅特性。還有,以往構成的縱耦合諧振器型彈性表 面波濾波器的詳細構成,與上述所示的第1實施例是相同 的,但爲取得阻抗匹配,將交叉寬度從實施例的47.UI1變 更成35.8λΙ1之處是不同的。 將圖3與圖4相比,第1實施例中在通帶高頻側的 990〜1020MHz (在圖3、圖4中的斜線部分)的衰減量, 相對於在圖4所示的以往構成,有約4dB的改善。這是因 爲,使IDT內電極指的金屬化比連續變化,而降低橫向響 ___ 7 _ —_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------線」 567665 A7 B7____ 五、發明說明(6 ) 應之故。還有在本實施例中’在離通過位準(thlOUgh levelMdB處之通帶寬,也獲得比以往例要寬約〇·5ΜΗζ的 效果。這樣,藉由使IDT內的電極指的金屬化比在彈性表 面波的傳播方向連續變化,可獲得橫向響應降低、通帶高 頻側附近的衰減量有改善之縱稱合δ皆振描1型彈性表面波濾 波器。 在第1實施例中,係在IDT102,103 ’ 104全部的IDT 中,使電極指的金屬化比連續變化,但使電極指的金屬化 比變化者,即使不是在全部的IDT中也可以得到同樣的效 果。 圖5是表示第2實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波 濾波器的各個IDT的金屬化比變化的曲線圖。 如圖5所示,在第2實施例中,IDT103的金屬化比不 變化,使IDT102、104的電極指的金屬化比連續地變化。 具體而言,對於IDT102,從左端起向右方向使電極指的金 屬化比從0.54到0.73連續變化著。還有,對於IDT104, 從左端起向右方向使電極指的金屬化比從0.73到0.54連續 變化著。又,IDT103的金屬比率固定爲0.73。這時,除金 屬化比的變化方式和將IDT的交叉寬度設爲40.5λΙ1外, 縱親合§皆振器型弾性表面波爐波器的構成是與第1實施例 相同的。 在圖6中表示第2實施例的縱耦合諧振器型彈性表面 波濾波器的頻率一振幅特性。在這個第2實施例中,與以 往的構成相比較,在通帶高頻側的990〜1020MHz (在圖6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
567665 A7 ____ B7_ 五、發明說明(7 ) 中斜線部分)處衰減量有所改善。而且在離通過位準4dB 處之通帶寬度,比以往的構成要寬約2MHz。這樣,使電 極指的金屬化比變化者,就算不是全部的IDT,仍可獲得 與第1實施例相同的效果。 還有,在第1實施例和第2實施例中係使電極指的金 屬化比連續地變化,但即使不是連續地變化,也能獲得本 發明的效果。 圖7是表示第3實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波 濾波器的各個IDT的金屬化比變化的曲線圖。在這個第3 實施例中,使電極指的金屬化比呈非連續變化。具體而言 ,IDT102,104的金屬化比以0.73爲基本,約每隔2個設 爲0.584。而IDT103之金屬化比是固定爲0.73。這時,除 金屬化比變化方式和將IDT的交叉寬度設爲40.5λΙ1外, 是與第1實施例和第2實施例相同的。 還有,圖8表示第3實施例的縱耦合諧振器型彈性表 面波濾波器的頻率一振幅特性。該第3實施例的縱耦合諧 振器型彈性表面波濾波器。雖無法達到第1實施例和第2 實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器那麼好的效果 ,但與以往的構成相比較,在通帶高頻側的990〜1020MHz (在圖8的斜線部分)處衰減量仍有所改善。.
亦即,即使在第3實施例中,藉由使電極指的金屬化 比非連續地變化,可獲得橫向響應降低、通帶高頻側附近 的衰減量有改善之縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。還 有,使電極指的金屬化比非連續地變化的情形,因在IDT —一 ρ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-· ϋ ϋ ϋ n 1· n n^OJ· n ϋ n n ϋ I I n ϋ n ϋ I n ϋ n I ϋ ϋ ϋ n I ϋ ϋ n I ϋ ϋ an I I 567665 B7 五、發明說明(X ) 內形成不連續的位置而使通帶內的插入損耗變大,因此, 理想上係如第1實施例或者第2實施例般呈連續變化爲較 佳。 在本發明的各個實施例中,係在IDT全體的範圍使金 屬化比變化,但藉由將電極指的金屬化比變化位置形成在 IDT之鄰接部分到IDT的1/4左右爲止的區域,可進一步 降低橫向響應,而加大通帶高頻側的衰減量。 在本發明的各個實施例中,使用40i:5°YcutX傳播 LiTaCh基板,本發明不限於這種基板,例如,64〜 72°YcutX傳播LiNbCh基板或者41QYcutX傳播LiNbCh基板 也獲得相同的效果。還有,在本發明中以3IDT型縱耦合諧 振器型彈性表面波濾波器的例子來說明的,即使其他構成 也能取得相同的效果。例如,即使採用2個IDT的2IDT構 成或採用4個、5個或者其以上的多ID構成、還有,將本 發明的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器2段串聯而成的 構成,也能獲得相同的效果。還有,將一端子對彈性表面 諧振器作串聯或並聯地附加亦可。 還有,將本發明的第1實施例到第3實施例所示的縱 耦合諧振器型彈性表面波濾波器應用到具有平衡一不平衡 信號變化功能的縱耦合諧振器型彈性表面波瀘波器,將可 獲得具備平衡一不平衡信號轉換功能、通帶高頻側附近的 衰減量大的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。 從圖9到圖12中,分別表示具有平衡一不平衡信號轉 換功能的本發明的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的構 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0--------訂---------線-------------------------- 567665 A7 ____B7____ 五、發明說明(7 ) 成。 在圖9中表示第4實施例的具備平衡一不平衡信號轉 換功能的縱稱合諧振器型彈性表面波濾波器。第4實施例 的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器301,係將和圖1(a)所 示的第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器101 大體相同構成的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器兩個並 聯而構成。在圖9中,與圖i(a)不同點在於,右側的縱耦 合諧振器型彈性表面波濾波器之三個IDT(從左起依序爲 305、306,307 )中IDT306的上下方向相反。縱耦合諧振 器型彈性表面波濾波器301,其IDT302、304、305、307的 對向電極指群的一方連接於不平衡端子201,IDT303的對 向電極指群的一方連接於平衡端子202, IDT306的對向電 極指群的一方連接於平衡端子203而構成。 然後’在圖10中表示第5實施例的具備平衡一不平衡 信號轉換功能的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。第5 實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器401是與圖 1(a)所示的第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器 101同樣構成的,三個IDT (從左起依序爲402、403、404 )中,IDT403與平衡端子、與不平衡端子的連接爲其特徵 所在。亦即’ IDT403的對向電極指群的一方與平衡端子 202連接,IDT403的對向電極指群的另一方與平衡端子203 連接著。還有,IDT402、404的對向電極指群的一方是與 不平衡端子201連接而構成。 然後,在圖11中表示第6實施例的具備平衡一不平衡 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _· 丨訂---------線丨_-------------------- A7 567665 _______B7_ 五、發明說明(θ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 信號轉換功能的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。第6 實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器501是基本上 與圖1(a)所示的第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波 濾波器101相同的構成。不同之處是在三個IDT (從左起 依序爲502、503、504)中使IDT504的上下方向相反之點 ,以及在IDT503的中央附近,實施電極翻轉而使相鄰電極 指的方向相同之點。這個縱耦合諧振器型彈性表面波濾波 器501,其IDT502、504的對向電極指群的一方與不平衡端 子201連接。還有,IDT503之比實施IDT電極翻轉位置更 左側的對向電極指群的一方與平衡端子202連接。又, IDT503之比實施IDT電極翻轉位置更右側的對向電極指群 的一方與平衡端子203連接而構成的。 還有,在圖12中表示第7實施例的具備平衡一不平衡 信號轉換功能的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。'第7 實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器601是基本上 與圖1(a)所示的第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波 濾波器101相同的構成。不同之處是在三個IDT(從左起 依序爲602、603、604)中,使IDT604的上下方向相反之 點。這個縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器601的IDT602 的對向電極指群的一方與平衡端子202連接,還有, IDT604的對向電極指群的一方與平衡端子203連接。又, IDT603的對向電極指群的一方與不平衡端子201連接而構 成的。 如上述,例如如第4實施例到第7實施例所示般,藉 ^--u--- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 567665 _____B7_— 五、發明說明(Μ ) 由使縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器具備平衡一不平衡 信號轉換功能而構成,將能獲得具備平衡一不平衡信號轉 換功能、通帶高頻側的衰減量大的縱耦合諧振器型彈性表 面波濾波器。 圖13是表示裝載著本發明的縱耦合諧振器型彈性表面 波濾波器而成之通訊機160的一實施例的槪略方塊圖。 在圖13中,在天線161上連接著收發雙工器162。在 收發雙工器162與接收側混頻器163之間連接著縱耦合諧 振器型彈性表面波濾波器164及放大器165。還有,在收 發雙工器162與發送側的混頻器i66之間連接著放大器ι67 和縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器168。這樣,當放大 器165對應於平衡信號時,藉由採用本發明的構成所組成 的縱親合諧振器型彈性表面波濾波器來作爲縱耦合諧振器 型彈性表面波濾波器164,能獲得通信品質佳、可靠性高 的通訊機裝置。 〔發明之效果〕 依據上述般之本發明,能獲得降低橫向的響應、通帶 高頻側的衰減量大的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。 這時,藉由電極指的金屬化在彈性表面波的傳播方向連續 變化的位置形成在從IDT鄰接的部分到IDT的1/4左右的 區域,可獲得充分的效果。又,藉由使電極指的金屬化比 在彈性表面波的傳播方向呈連續變化,可不致加大通帶內 插入損耗,而獲得本發明的更佳效果。 還有’藉由在通訊機裝置中使用本發明的縱耦合諧振 —— ------u_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
--------^---------^ II 567665 a/ _____ _____ 五、發明說明(α ) 器型彈性表面波濾波器,所以能獲得通信品質佳、可靠性 高的通訊機裝置。 〔圖式之簡單說明〕 圖1(a)表示本發明的第一實施例的縱耦合諧振器彈性 表面波濾波器的槪略圖。 圖1(b)係說明金屬化比的匱I ° 圖2表示本發明的第一實施例的縱耦合諧振器彈性表 面波濾波器的各IDT的金屬化比變化的曲線圖。 圖3表示本發明的第一實施例的縱耦合諧振器型彈性 表面波濾波器的頻率一振幅特性的曲線圖。 圖4表示在以往的構成中的縱耦合諧振器型彈性表面 波濾波器的頻率一振幅特性的曲線圖。 圖5表示本發明的第二實施例的縱耦合諧振器型彈性 表面波濾波器的各IDT的金屬化比的變化的曲線圖。 圖6表示本發明的第二實施例的縱耦合諧振器型彈性 表面波濾波器的頻率一振幅特性的曲線圖。 圖7表示本發明的第3實施例的縱耦合諧振器型彈性 表面波濾波器的各IDT的金屬化比的變化的曲線圖。 圖8表不本發明的第3實施例的縱親合諧振器型彈性 表面波濾波器的頻率一振幅特性的曲線圖。 圖9表示本發明的第4實施例的縱耦合諧振器型彈性 表面波濾波器的槪略圖。 圖10表示本發明的第5實施例的縱耦合諧振器型彈性 表面波濾波器的槪略圖。 --—-U—-— __ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·I —丨丨丨丨訂·!------*5^」 567665 A7
__B7_ 五、發明說明(6 ) 圖11表示本發明的第6實施例的縱耦合諧振器型彈性 表面波濾波器的槪略圖。 圖12表示本發明的第7實施例的縱耦合諧振器型彈性 表面波濾波器的槪略圖。 圖13是裝載本發明的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波 器的通訊機裝置的槪略方塊圖。 〔符號說明〕 101,301,401,501,601 縱耦合諧振器型彈性表面波濾 波器 105,106 反射器 201 不平衡端子 202,203 平衡端子 102 · 103,104,302,303,304,305,306,307,402, 403,404,502,503,504,602,603,604 IDT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 麵 ^_______!線________!.______________ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- 567665 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 1. 一種縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器,係具備: 壓電基板、以及在該壓電基板上沿彈性表面波的傳播 方向排列的至少二個的1DT ; 其特徵在於, 在該IDT等中至少1個IDT內,設置金屬化比與該 IDT的其他電極指的金屬化比不同的電極指。 2. 如申請專利範圍第1項之縱耦合諧振器型彈性表面 波濾波器’其中’該IDT等中枏互鄰接的IDT的至少一方 ID丁內,將金屬化比與該IDT的其他電極指的金屬化比不 同的電極指設置在從IDT的鄰接部分到該IDT的1/4左右 爲止的區域。 3. 如申請專利範圍第1或第2項之縱耦合諧振器型彈 性表面波濾波器,其中,該IDT等中至少一個IDT內,使 電極指的金屬化比在彈性表面波的傳播方向呈連續地變化 〇 4. 一種通訊機裝置,其特徵在於,係裝載著申請專利 範圍第1或第2項之縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、1T·· 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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