專利名稱：雙工器的接收側(cè)濾波器和雙工器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如使用于便攜式終端等的雙工器(Duplexer)的接收側(cè)濾波器。
背景技術(shù)：
近年來，對在接收側(cè)輸出具有平衡輸出的彈性波雙工器的需求高漲。其理由是，作為在接收側(cè)濾波器的后級使用的接收信號的處理電路使用平衡輸入的處理電路日益增多。在此情況下，作為彈性波雙工器的電路，一般對發(fā)送側(cè)電路使用將彈性波諧振子串聯(lián)-并聯(lián)地?cái)?shù)級連接的梯型(ladder)濾波器，對接收側(cè)電路使用具有不平衡_平衡轉(zhuǎn)換功能的縱耦合諧振器型濾波器。圖13和圖14是表示現(xiàn)有的雙工器的一個(gè)例子的圖，5是彈性波諧振子，10是壓電基板、11是梯型濾波器(發(fā)送側(cè)濾波器)、12是連接了例如2個(gè)平衡連接縱耦合諧振器型濾波器12a的接收側(cè)濾波器、13是移相器、14是輸入輸出端口 、 15是發(fā)送輸入端口、16是平衡輸出端口。 在這樣的雙工器中，為了良好地保持濾波器11、12之間的隔離(isolation)特性，需要如下對策拉開濾波器11、12之間的物理距離，或者將濾波器11、12分割為單個(gè)的芯片，或如圖15所示那樣在濾波器11、12之間添加金屬屏蔽(shield) 100等。但是，在這些方法中，除了器件尺寸變大、由于將濾波器11、12分割成兩個(gè)而使制作工時(shí)和成本增加等問題，還存在即使作出這些對策也不能得到如所希望的隔離特性這樣的缺點(diǎn)。如后述的圖6所示，在圖14的雙工器中，在830MHz附近的發(fā)送頻帶由于濾波器11、12之間的電磁耦合而產(chǎn)生凸起，作為實(shí)際值僅得到54dB的衰減量，這作為近年來的便攜式終端用雙工器性能是不足的。 在專利文獻(xiàn)l中，對于使用了表面波的SAW (Surf ace AcousticWave :聲表面波)濾波器進(jìn)行了說明，但對于上述的問題沒有任何研究。
專利文獻(xiàn)1 :日本特開2003-209456 (圖1 、圖8)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種能夠改善隔離特性的接收側(cè)濾波器和雙工器，該雙工器包括利用縱耦合諧振器型濾波器來實(shí)現(xiàn)不平衡_平衡轉(zhuǎn)換功能的接收側(cè)濾波器。 本發(fā)明的接收側(cè)濾波器，被使用于雙工器的接收側(cè)，包括具有分別形成在壓電基板上的交叉指狀電極和反射器的縱耦合諧振器型濾波器；和分別設(shè)置在該縱耦合諧振器型濾波器的輸入側(cè)和輸出側(cè)的不平衡輸入信號路徑和平衡輸出端口 ，上述接收側(cè)濾波器的特征在于 具有以包圍上述縱耦合諧振器型濾波器的周圍的方式設(shè)置、并且與接地電極連接的屏蔽用電極。 上述的接收側(cè)濾波器作為具體方式也可以如下構(gòu)成。 屏蔽用電極構(gòu)成為設(shè)置有上述不平衡輸入信號路徑的區(qū)域開口 。
上述縱耦合諧振器型濾波器構(gòu)成為，包括上述不平衡輸入信號路徑與輸入側(cè)連接的第一縱耦合諧振器型濾波器；和輸入側(cè)與該第一縱耦合諧振器型濾波器的輸出側(cè)連接、上述平衡輸出端口與輸出側(cè)連接的第二縱耦合諧振器型濾波器。 本發(fā)明的雙工器的特征在于，包括具有彈性波諧振子的發(fā)送電路、和具包含上述接收側(cè)濾波器的接收電路。 根據(jù)本發(fā)明，被使用于雙工器的接收側(cè)的接收側(cè)濾波器包括具有分別形成在壓電基板上的交叉指狀電極和反射器的縱耦合諧振器型濾波器；和分別設(shè)置在該縱耦合諧振器型濾波器的輸入側(cè)和輸出側(cè)的不平衡輸入信號路徑和平衡輸出端口，其中，配置有以包圍上述縱耦合諧振器型濾波器周圍的方式設(shè)置、并且與接地電極連接的屏蔽用電極，因此能夠通過該屏蔽電極使從接收側(cè)濾波器漏出到外部的電場和磁場短路。因此，利用了該接收側(cè)濾波器的雙工器，能夠抑制上述電場和磁場對發(fā)送輸入端口的影響，因此能夠得到良好的隔離特性。


|
1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的雙工器的結(jié)構(gòu)例的平面圖。
2是簡要地表示構(gòu)成上述雙工器的IDT電極的平面圖。
3是示意性地表示上述雙工器的作用的示意圖。
4是示意性地表示上述雙工器的作用的示意圖。
5是表示由上述雙工器得到的隔離特性的一個(gè)例子的特性圖,
6是表示在現(xiàn)有的雙工器得到的隔離特性的特性圖。
7是簡要地表示上述雙工器的另一個(gè)例子的平面圖。
8是簡要地表示上述雙工器的另一個(gè)例子的平面圖。
9是簡要地表示上述雙工器的另一個(gè)例子的平面圖。
10是簡要地表示上述雙工器的另一個(gè)例子的平面圖。
11是簡要地表示上述雙工器的另一個(gè)例子的平面圖。
12是簡要地表示上述雙工器的另一個(gè)例子的平面圖。
13是簡要地表示雙工器的簡要圖。
14是表示現(xiàn)有的雙工器的平面圖。
15是表示現(xiàn)有的雙工器的平面圖。符號說明
1雙工器5彈性波諧振子10壓電基板11發(fā)送側(cè)濾波器12接收側(cè)濾波器14輸入輸出端口15發(fā)送輸入端口16平衡輸出端口18接地端口
30 信號路徑 41 縱耦合諧振器型濾波器 50 屏蔽電極
具體實(shí)施例方式
參照圖l對作為本發(fā)明的實(shí)施方式的雙工器(彈性波共用器)進(jìn)行說明。該雙工 器1形成在由例如LiTa(^、LiNb03或石英等壓電體構(gòu)成的壓電基板IO上，如上述的圖13所 示，包括進(jìn)行信號的發(fā)送接收的共用的輸入輸出端口 14、作為向輸入輸出端口 14發(fā)送信 號的發(fā)送電路的發(fā)送側(cè)濾波器11、和作為經(jīng)由該輸入輸出端口 14接收信號的接收電路的 接收側(cè)濾波器12。并且，輸入輸出端口 14與濾波器11、12經(jīng)由信號路徑30分別連接。這 些濾波器11、12在彈性波的傳播方向(圖1中左右方向)上分別配置在左側(cè)和右側(cè)。該壓 電基板IO配置在未圖示的模塊基板上，在該模塊基板上，設(shè)置有與接地端口 17、18和輸入 輸出端口 14連接的未圖示的天線端口，該接地端口 17、18是用于使各個(gè)濾波器11、12接地 的接地電極。另外，在濾波器11、12等上標(biāo)注有陰影，以便容易判別。 該雙工器1在例如壓電基板10的整個(gè)面上形成例如由鋁構(gòu)成的金屬膜，接著通過 光刻對濾波器11、12和后述的屏蔽電極50的周圍區(qū)域的金屬膜進(jìn)行例如蝕刻而形成。因 此，濾波器11、12和屏蔽電極50成為相同的膜厚，例如為0. 1 l.Oiim左右。
上述的發(fā)送側(cè)濾波器11，用于對例如中心頻率為836. 5MHz的發(fā)送信號進(jìn)行濾波 處理并將其從裝置內(nèi)的未圖示的發(fā)送處理部向輸入輸出端口 14發(fā)送，由將彈性波諧振子5 連接成梯型的濾波器構(gòu)成。具體而言，該發(fā)送側(cè)濾波器11將分別由彈性波諧振子5構(gòu)成的 3個(gè)串聯(lián)臂31a 31c通過串聯(lián)信號路徑33從輸入輸出端口 14側(cè)按照此順序串聯(lián)連接， 并且，在串聯(lián)臂31a、31b之間和串聯(lián)臂31b、31c之間，同樣由彈性波諧振子5構(gòu)成的并聯(lián)臂 32a、32b通過并聯(lián)信號路徑34分別并聯(lián)連接，構(gòu)成T型5級的電路。 這些串聯(lián)臂31a 31c和并聯(lián)臂32a、32b，分別如圖2所示那樣，由彈性波諧振 子5構(gòu)成，該彈性波諧振子5由作為交叉指狀電極的IDT(叉指式換能器；inter-digital transducer)電極23、和配置在該IDT電極23的兩側(cè)的2個(gè)反射器26、26構(gòu)成。該IDT電 極23由在彈性波的傳播方向上平行配置的2根母線21、21、和從這些母線21、21以相互交 叉的方式呈梳齒狀延伸的多根電極指22構(gòu)成。此外，反射器26由同樣地在彈性波的傳播 方向上平行配置的2根光柵母線25、25、和以將這些光柵母線25、25連接的方式延伸的多根 光柵電極24構(gòu)成。并且，各個(gè)IDT電極23的母線21、21通過上述串聯(lián)信號路徑33和并聯(lián) 信號路徑34彼此連接。此外，串聯(lián)臂31c的2根母線21、21中的與串聯(lián)臂31b (輸出輸入 端口 14)相反側(cè)的母線21，伸出到壓電基板10的端部區(qū)域，形成從未圖示的發(fā)送處理部被 輸入信號的發(fā)送輸入端口 15。并聯(lián)臂32a、32b的兩根母線21、21中的與串聯(lián)信號路徑33 相反側(cè)的母線21，與上述的接地端口 17連接。另外，在圖2中，省略描繪電極指22和光柵 電極24的根數(shù)。 接著，對本發(fā)明的接收側(cè)濾波器12進(jìn)行說明。在該接收側(cè)濾波器12與輸入輸出端 口 14之間，設(shè)置有由彈性波諧振子5構(gòu)成的移相器13，以使從發(fā)送側(cè)濾波器11向輸入輸出 端口 14發(fā)送的信號不繞向接收側(cè)濾波器12。接收側(cè)濾波器12是對頻率為例如881. 5MHz 的接收信號進(jìn)行濾波處理(頻率選擇)并將其向裝置內(nèi)的未圖示的接收處理部輸出的濾波器，由2個(gè)縱耦合諧振器型濾波器41、41構(gòu)成。這些縱耦合諧振器型濾波器41、41分別以 與彈性波的傳播方向正交的方式配置在跟前側(cè)和里側(cè)，分別由沿著彈性波的傳播方向配置 的多個(gè)IDT電極23、和以從兩側(cè)夾著這些IDT電極23的方式設(shè)置的2個(gè)反射器26、26構(gòu) 成。 如果將這些縱耦合諧振器型濾波器41、41中的一個(gè)例如接近輸入輸出端口 14的 里側(cè)的縱耦合諧振器型濾波器41作為第一縱耦合諧振器型濾波器41a、將另一個(gè)(跟前 側(cè))縱耦合諧振器型濾波器41作為第二縱耦合諧振器型濾波器41b，則第一縱耦合諧振器 型濾波器41a和第二縱耦合諧振器型濾波器41b例如分別具有3個(gè)和4個(gè)IDT電極23。
在第一縱耦合諧振器型濾波器41a的中央的IDT電極23的里側(cè)的母線21，連接有 從輸入輸出端口 14(移相器13)延伸的不平衡輸入信號路徑30a，不平衡(imbalance)信 號經(jīng)由該信號路徑30a被輸入到第一縱耦合諧振器型濾波器41a。此外，在兩側(cè)的IDT電 極23的跟前側(cè)的母線21、21，分別連接有向第二縱耦合諧振器型濾波器41b延伸的信號路 徑30b、30b。在中央的IDT電極23的跟前側(cè)的母線21，形成有例如通過接地線(bonding wire)等經(jīng)由該壓電基板10的上方區(qū)域連接到上述的接地端口 18的接地用電極42。此外， 在兩側(cè)的IDT電極23、23的里側(cè)的母線21、21，連接有后述的屏蔽電極50。
在第二縱耦合諧振器型濾波器41b的兩側(cè)的IDT電極23的里側(cè)的母線21、21，連 接有從第一縱耦合諧振器型濾波器41a延伸的信號路徑30b、30b，在這些IDT電極23、23 的跟前側(cè)的母線21、21，分別連接有上述的屏蔽電極50。此外，第二縱耦合諧振器型濾波器 41b的靠中央的2個(gè)IDT電極23、23，連接有里側(cè)的母線21、21，在跟前側(cè)的母線21、21，連 接有分別將輸入輸出端口 14接收的信號輸出到接收處理部的平衡(balance)輸出端口 16、 16。在該接收側(cè)濾波器12中，調(diào)整縱耦合諧振器型濾波器41a、41b的IDT電極23的電極 指22的根數(shù)，以使從2個(gè)平衡輸出端口 16、 16分別取出的信號的振幅大致相等，并且相位 大致錯(cuò)開180° 。 上述的屏蔽電極50，從第一縱耦合諧振器型濾波器41a的兩側(cè)的IDT電極23、23 的里側(cè)的母線21、21，以沿著第一縱耦合諧振器型濾波器41a與移相器13之間的信號路徑 30a的方式向里側(cè)延伸，并且繞到第一縱耦合諧振器型濾波器41a和第二縱耦合諧振器型 濾波器41b的側(cè)方側(cè)(接收側(cè)濾波器12的外側(cè))的區(qū)域，延伸到跟前側(cè)，經(jīng)由第二縱耦合 諧振器型濾波器41b的兩側(cè)的IDT電極23、23的跟前側(cè)的母線21、21在第二縱耦合諧振器 型濾波器41b的跟前側(cè)連結(jié)。并且，在第二縱耦合諧振器型濾波器41b的跟前側(cè)，該屏蔽電 極50的里側(cè)呈矩形洼下而形成凹部60，以不接觸平衡輸出端口 16、 16。該凹部60處的屏 蔽電極50的寬度尺寸L為例如10 ii m 100 ii m，優(yōu)選100 y m程度以上。屏蔽電極50形成 為，寬度尺寸L在整個(gè)周方向與該凹部60相同或在該凹部60以上。 因此，濾波器41a、41b除了信號路徑30a和該信號路徑30a兩側(cè)的區(qū)域，在全周上 被屏蔽電極50包圍。此外，該屏蔽電極50連接在上述的接地端口 18，以外形呈大致矩形 的方式配置。在該例子中，在濾波器41a、41b的各自的2個(gè)反射器26、26的光柵母線25、 25連接有屏蔽電極50，因此，這些反射器26、26呈在接近濾波器41a、41b的兩側(cè)的IDT電 極23、23的屏蔽電極50中形成有多個(gè)狹縫的形狀。 接著，對上述的實(shí)施方式的作用進(jìn)行說明。發(fā)送用信號從發(fā)送輸入端口 15經(jīng)由發(fā) 送側(cè)濾波器ll被發(fā)送到輸入輸出端口 14，從未圖示的天線送波。另一方面，用該天線接收
6到的信號，經(jīng)由輸入輸出端口 14和移相器13，從作為不平衡輸入端口的信號路徑30a進(jìn)入 接收側(cè)濾波器12，作為平衡信號被平衡輸出端口 16、16輸出，并被發(fā)送到未圖示的信號處 理部。此時(shí)，例如構(gòu)成接收側(cè)濾波器12的IDT電極23的電極指22、信號路徑30a、30b或從 平衡輸出端口 16、16產(chǎn)生電場和磁場，該電場和磁場要漏出到該接收側(cè)濾波器12的外側(cè)區(qū) 域。但是，在該接收側(cè)濾波器ll的周圍，形成有由接地端口 18接地的屏蔽電極50，如圖3 所示，該電磁場經(jīng)由屏蔽電極50流向接地端口 18，因此能夠抑制電場和磁場向接收側(cè)濾波 器12的外部例如發(fā)送側(cè)濾波器11漏出。因此，在發(fā)送輸入端口 15，能夠抑制在接收側(cè)濾波 器12中產(chǎn)生的電場和磁場的影響，即隔離特性變得良好。 在此，如果接收側(cè)濾波器12是輸出不平衡信號的類型，則在設(shè)置有屏蔽電極50的 情況下，有時(shí)如圖4 (b)所示，產(chǎn)生從輸入輸出端口 14經(jīng)由屏蔽電極50向不平衡輸出200直 接傳遞的信號，因此隔離特性變差。另一方面，如果接收側(cè)濾波器12是如本發(fā)明這樣為輸 出平衡信號的類型，則即便如圖4(a)所示信號直接到達(dá)平衡輸出(平衡輸出端口 16、16)， 由于能取得端口 16、16的差動(dòng)輸出，該信號被取消，因此不會(huì)實(shí)質(zhì)上發(fā)生隔離特性的變差。
在該雙工器l中，圖5表示實(shí)際上得到的隔離特性，圖6表示由現(xiàn)有的圖14所示 的雙工器得到的隔離特性。根據(jù)圖5和圖6可以明確本發(fā)明的雙工器1與現(xiàn)有技術(shù)相比 能夠改善隔離特性。具體而言，870MHz附近的峰強(qiáng)度比現(xiàn)有技術(shù)小，而且在850MHz附近，以 往為54dB左右的隔離特性被大幅改善到60dB左右。 根據(jù)上述的實(shí)施方式，以包圍接收側(cè)濾波器12的周圍的方式配置有接地的屏蔽 電極50，因此能夠利用該屏蔽電極50使從接收側(cè)濾波器12漏出到外部的不需要的電場以 及不需要的磁場短路。因此，在使用該接收側(cè)濾波器12的雙工器1中，能夠抑制向發(fā)送輸 入端口 15的上述不需要的放射的影響，因此能夠得到良好的隔離特性。
因此，能夠接近地配置濾波器11、 12，能夠?qū)崿F(xiàn)雙工器1的小型化。
在上述例子中，將上述接地用電極42直接連接在接地端口 18，但也可以連接在屏 蔽電極50。此外，在縱耦合諧振器型濾波器41a、41b各自的兩側(cè)的IDT電極23，將沒有連 接信號路徑30b的母線21連接在屏蔽電極50上，但也可以不經(jīng)由屏蔽電極50而通過例如 接地線(bonding wire)等直接連接在接地端口 18，也可以連接在與接地端口 18不同的接 地端口。 在上述的例子中，除了信號路徑30a的兩側(cè)的區(qū)域，以包圍接收側(cè)濾波器12的全 周的方式設(shè)置有屏蔽電極50，但只要包圍到能夠抑制由接收側(cè)濾波器12產(chǎn)生的電場和磁 場回到發(fā)送輸入端口 15的程度即可，例如也可以如圖7所示，在屏蔽電極50的途中例如形 成狹縫狀的開口部51。在這樣的情況下，也能夠抑制繞向發(fā)送輸入端口 15的電場和磁場的 影響。作為該開口部51，為了抑制繞向發(fā)送輸入端口 15的電場和磁場的影響，例如只要接 收側(cè)濾波器12的周圍的60%左右以上被屏蔽電極50包圍即可。另外，在圖7中，省略接地 端口17、18的記載。在以后的圖中也同樣。 此外，在以上的例子中，在屏蔽電極50與將移相器13和第一縱耦合諧振器型濾波 器41a連接的信號路徑30a之間設(shè)置有間隙，但也可以如圖8所示，在里側(cè)和跟前側(cè)通過間 隙52使信號路徑30a離開地配置，并且隔著該間隙52連接左右的屏蔽電極50，經(jīng)由壓電基 板10 (間隙52)的上方區(qū)域例如利用接地線53等將移相器13和第一縱耦合諧振器型濾波 器41a連接。通過這樣配置屏蔽電極50，接收側(cè)濾波器12在全周上被屏蔽電極50包圍，因此能夠?qū)⒗@到發(fā)送輸入端口 15的電場和磁場抑制得更小。另外，在該圖8中，示意性地描 繪有移相器13和第一縱耦合諧振器型濾波器41a。 此外，將屏蔽電極50和反射器26連接，但也可以如圖9所示，在屏蔽電極50與反 射器26之間設(shè)置間隙，將反射器26配置成所謂的浮置狀態(tài)。此外，作為接收側(cè)濾波器12， 在配置2個(gè)縱耦合諧振器型濾波器41、41的例子以外，也可以如圖IO所示僅配置一個(gè)，此 外也可以連接3個(gè)(3級)以上。此外，也可以如圖11所示，例如作為接收側(cè)濾波器12的電 路的一部分，配置例如由彈性波諧振子5等構(gòu)成的輔助用彈性波諧振子55。在此情況下，也 可以將輔助用彈性波諧振子55的2根母線21、21中的一方的母線21連接在屏蔽電極50。 該輔助用彈性波諧振子55，例如用于改善濾波器的頻帶外衰減量。另外，該圖11中的56是 從信號路徑30a被輔助用彈性波諧振子55分支的并聯(lián)配線。這樣，通過將屏蔽電極50作 為輔助用彈性波諧振子55的接地端口使用，不需要另外引繞接地用配線，因此能夠?qū)崿F(xiàn)雙 工器1的小型化。 此外，在上述的各個(gè)例子中，在1個(gè)壓電基板10上形成有濾波器11、12，但也可以 如圖12所示，分別在壓電基板10a、10b上單獨(dú)地形成濾波器11、12。在此情況下，例如在 未圖示的模塊基板或電子部件上分別配置濾波器ll、12(壓電基板10a、10b)而構(gòu)成雙工器 1。此外，作為發(fā)送側(cè)濾波器11使用了利用彈性表面波的彈性波諧振子5，但也可以使用例 如利用了 FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)禾PSMR(Solid Mounted Resonator)等薄 膜體波的彈性波諧振子。此外，作為壓電基板io，只要是具有壓電作用的基板即可，例如也 可以使用具有壓電性的基板或在不具有壓電性的基板上形成有壓電薄膜的基板，也可以是 層疊有多個(gè)壓電薄膜的層疊基板或在該層疊基板間隔設(shè)置非壓電薄膜的復(fù)合薄膜基板等。
權(quán)利要求
一種接收側(cè)濾波器，被使用于雙工器的接收側(cè)，所述接收側(cè)濾波器包括包含分別形成在壓電基板上的交叉指狀電極和反射器的縱耦合諧振器型濾波器；和分別設(shè)置在該縱耦合諧振器型濾波器的輸入側(cè)和輸出側(cè)的不平衡輸入信號路徑和平衡輸出端口，所述接收側(cè)濾波器的特征在于具有以包圍所述縱耦合諧振器型濾波器的方式設(shè)置、并且與接地電極連接的屏蔽用電極。
2. 如權(quán)利要求l所述的接收側(cè)濾波器，其特征在于所述屏蔽用電極在設(shè)置有所述不平衡輸入信號路徑的區(qū)域開口 。
3. 如權(quán)利要求l所述的接收側(cè)濾波器，其特征在于所述縱耦合諧振器型濾波器包括第一縱耦合諧振器型濾波器，在其輸入側(cè)連接有所述不平衡輸入信號路徑；禾口第二縱耦合諧振器型濾波器，其輸入側(cè)與所述第一縱耦合諧振器型濾波器的輸出側(cè)連接、所述平衡輸出端口與所述第二縱耦合諧振器型濾波器的輸出側(cè)連接。
4. 一種雙工器，其特征在于，包括包含彈性波諧振子的發(fā)送電路、和具有如權(quán)利要求1 3的任一項(xiàng)所述的接收側(cè)濾波器的接收電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠抑制電場和磁場向外部漏出的雙工器的接收側(cè)濾波器和雙工器。該接收側(cè)濾波器被使用于雙工器的接收側(cè)，包括具有分別形成在壓電基板上的交叉指狀電極和反射器的縱耦合諧振器型濾波器；和分別設(shè)置在該縱耦合諧振器型濾波器的輸入側(cè)和輸出側(cè)的不平衡輸入信號路徑和平衡輸出端口，在上述接收側(cè)濾波器中，通過以包圍該接收側(cè)濾波器周圍的方式配置與交叉指狀電極的接地電極側(cè)連接的屏蔽電極，能夠通過該屏蔽電極，使從接收側(cè)濾波器漏出到外部的電場和磁場短路。
文檔編號H01P1/20GK101794924SQ20101010428
公開日2010年8月4日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月2日
發(fā)明者吉元進(jìn) 申請人:日本電波工業(yè)株式會(huì)社