專利名稱：縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器以及包括這種濾波器的通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器。尤其是，本發(fā)明涉及一種具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器。
近來，移動電話的大小和重量在大幅度的減少。隨著這種趨勢，當(dāng)移動電話中的各部件越來越多功能化時(shí)，用于移動電話中的部件的大小和數(shù)量也會減少。
基于上述所述的考慮，已經(jīng)產(chǎn)生了各種類型的移動電話。在這些移動電話中，處于電話射頻(RF)級的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能，或者所謂的對稱—不對稱轉(zhuǎn)換功能。
圖22是說明具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的傳統(tǒng)縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的電極結(jié)構(gòu)的示意圖。
在這個(gè)濾波器中，第一、第二和第三IDT(叉指式換能器)101、102和103位于聲表面波的傳播方向。反射器104和105位于IDT 101、102和103所處的聲表面波傳播方向的兩側(cè)。當(dāng)由每個(gè)IDT 101、102和103的叉指電極間距決定的波長是λI時(shí)，IDT101和102的相互相鄰的叉指電極的中心間距和IDT 102和103的相互相鄰的叉指電極的中心間距都是0.75λI。增加IDT102端部的叉指電極109和110的寬度可以減小IDT間的間隔。其結(jié)果是，可以減少由于體波的輻射所造成的損耗。在圖22中，終端106和107是經(jīng)過平衡的信號終端，而終端108是不平衡的信號終端。
在這樣一個(gè)具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器中，關(guān)于不平衡信號終端108和平衡信號終端106以及不平衡信號終端108和平衡信號終端107之間的通頻帶中的傳播特性，幅度特性必須相同并且傳播信號彼此之間具有180度的相位差。幅度特性相同的狀態(tài)被認(rèn)為是幅度平衡并且傳播信號彼此之間具有180度的相位差的情況被認(rèn)為是相位平衡。
當(dāng)具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器被認(rèn)為是一個(gè)具有諸如端口1作為不平衡輸出端，端口2和3作為平衡輸出端這樣三個(gè)端口的設(shè)備時(shí)，幅度平衡和相位平衡是按照如下來規(guī)定的幅度平衡＝|A|A＝|20logS21|－|20logS31|相位平衡＝|B－180|B＝|＜S21－＜S31|在這個(gè)規(guī)定中，S21表示從端口1到端口2的傳輸系數(shù)，S31標(biāo)是從端口1到端口3的傳輸系數(shù)。
理論上，在濾波器的通頻帶中，幅度平衡必須是0db并且相位平衡必須是0度。然而，在使用如圖22所示的結(jié)構(gòu)時(shí)，若想要獲得具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的濾波器，因?yàn)镮DT 102有奇數(shù)個(gè)叉指電極，與平衡信號終端106相連的叉指電極的個(gè)數(shù)比與平衡信號終端107相連的叉指電極的個(gè)數(shù)增加了不止一個(gè)。其結(jié)果是，帶來了平衡程度被破壞的問題。濾波器的中心頻率越高，其破壞程度越大。因此，像DCS濾波器和PCS濾波器，在這種具有中心頻率為1.9GHz的濾波器中是不能獲得有效平衡的。
發(fā)明概述為了克服上述問題，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，此濾波器的幅度平衡和相位平衡得到極大的改善。除此之外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例還提供了一個(gè)包括這樣一個(gè)新型的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的通信設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器包括一個(gè)壓電襯底和位于聲表面波傳播方向的壓電襯底上的第一、第二和第三IDT，第二IDT位于第一和第三IDT之間并具有偶數(shù)個(gè)叉指電極。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器包括彼此縱向耦合的第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，每一個(gè)第一級和第二級濾波器具有一個(gè)壓電襯底和位于聲表面波傳播方向的壓電襯底上的第一、第二和第三IDT；同第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第二IDT的一個(gè)端部相連的不平衡信號終端；同第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第二IDT的一個(gè)端部相連的第一平衡信號終端；同第二級濾波器的第二個(gè)IDT的另外一個(gè)端部相連的第二平衡信號終端；連接第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第一IDT的一個(gè)端部和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第一IDT的一個(gè)端部的第一信號線；連接第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第三IDT的一個(gè)端部和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第三IDT的一個(gè)端部的第二信號線。在這樣的濾波器中，通過第一信號線所傳播的電信號和通過第二信號線所傳播的電信號具有180度的相位差。
在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的濾波器中，至少第一級濾波器和第二級濾波器之一中的第二IDT有偶數(shù)個(gè)叉指電極。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，通信設(shè)備包括一個(gè)如依據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例所描述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器。
結(jié)合以下對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說明的附圖，有關(guān)本發(fā)明的上述和其它的原理、特性、特征將變得很清楚。
圖面說明

圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)先決條件的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的電極結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的另外一個(gè)先決條件的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。
圖4示出了本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例和常用設(shè)備的幅度平衡和頻率特性之間關(guān)系的曲線圖。
圖5示出了本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例和常用設(shè)備的相位平衡和頻率特性之間關(guān)系的曲線圖。
圖6示出了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的第一修改實(shí)例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。
圖7示出了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的第二修改實(shí)例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。
圖8示出了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的第三修改實(shí)例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。
圖9示出了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的第四修改實(shí)例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。
圖10示出了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的第五修改實(shí)例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。
圖11示出了依據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。
圖12示出了本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的修改實(shí)例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。
圖13示出了本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例和傳統(tǒng)設(shè)備的幅度平衡和頻率之間關(guān)系的曲線圖。
圖14示出了本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例和傳統(tǒng)設(shè)備的相位平衡和頻率之間關(guān)系的曲線圖。
圖15示出了準(zhǔn)備與本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例相比較的傳統(tǒng)的濾波器的示意圖。
圖16示出了本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的另一個(gè)修改實(shí)例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。
圖17示出了依據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。
圖18示出了本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例和傳統(tǒng)設(shè)備的幅度平衡和頻率之間關(guān)系的曲線圖。
圖19示出了本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例和傳統(tǒng)設(shè)備的相位平衡和頻率之間關(guān)系的曲線圖。
圖20示出了依據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。
圖21示出了包括了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例給出的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的通信設(shè)備的方框圖。
圖22示出了傳統(tǒng)的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。
對實(shí)施例的詳細(xì)說明在參考附圖的同時(shí)，通過對本發(fā)明的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器優(yōu)選實(shí)施例的描述闡明了本發(fā)明。
圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的最好用作PCS接收濾波器的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。在縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器200中，提供了一種在壓電襯底200A上的如圖1所示的電極結(jié)構(gòu)。壓電襯底200A最好使用40±5□Y—切斷X—傳播LiTaO3襯底。
在壓電襯底上，第一、第二和第三IDT201、202和203位于聲表面波的傳播方向上。反射器204、205位于聲表面波傳播方向的左側(cè)和右側(cè)，其中IDT 201、202和203位于聲表面波的傳播方向上。IDT 201、202和203和反射器204、205最好選用鋁制的。
換句話說，縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器200是具有三個(gè)IDT的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器。
在圖1中，為了簡單說明，圖中所示的電極的數(shù)目少于包括在設(shè)備中的實(shí)際的電極的數(shù)目。
每一個(gè)IDT201和203的一個(gè)端部都是同不平衡信號終端212相連的。IDT202的一個(gè)端部同平衡信號終端210相連，并且它的另外一個(gè)端部同平衡信號終端211相連。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器200的實(shí)例的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下所述叉指電極交叉寬度W＝78.8λI。
每一個(gè)IDT201和203的叉指電極的數(shù)目＝40IDT的波長λI＝2.03μm。
每一個(gè)反射器204和205的波長λR＝2.05μm。
每一個(gè)反射器204和205的叉指電極的數(shù)目＝100。
IDT的間隙＝0.77λI。在這種情況下，IDT之間的間隙大體上等于IDT的相互相鄰的叉指電極的中心之間的距離。
IDT-反射器之間的間隙＝0.55λR。IDT-反射器之間的間隙大體上等于IDT和反射器的相互相鄰的叉指電極的中心之間的距離。
IDT效率＝0.60。
反射器效率＝0.60。
電極-薄膜厚度＝0.08λI。
此外，如圖1所示，在IDT202的每一側(cè)的叉指電極206和207的寬度比那些剩余的叉指電極寬一些。由于這種設(shè)置，IDT間的間隙減小了。
作為本發(fā)明第一實(shí)施例的特性，位于中間的IDT202的叉指電極的總數(shù)目是偶數(shù)個(gè)，并且與IDT202相鄰的IDT201的叉指電極201a被規(guī)定為一個(gè)信號電極，反之與IDT202相鄰的IDT203的叉指電極203a被規(guī)定為一個(gè)接地電極。如這里所講的，與中間第二個(gè)IDT202相鄰的、IDT201右側(cè)的和IDT203左側(cè)的叉指電極201a和203a具有相反的極性，下面將參考附圖2和3介紹一下其中的原因。
如圖22所示的傳統(tǒng)的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器100中，當(dāng)移去中間的IDT102的一個(gè)叉指電極，如圖2所示，中間IDT102A的叉指電極的數(shù)目為偶數(shù)。另一方面，由于IDT102A和IDT 103的間距增加了0.5λI，這樣會減小由于體波的照射所造成的損耗。
這樣，如圖3所示，就會考慮到這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)，在這種方案中第三個(gè)IDT103向第二個(gè)IDT102A移動了大約0.5λI。然而，在如圖3所示的結(jié)構(gòu)中，IDT 101和IDT103之間有180□的相位差。
依據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例，圖4給出了縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的幅度平衡和頻率之間的關(guān)系的曲線圖。圖5給出了相位平衡和頻率之間的關(guān)系曲線圖。在圖4和圖5中，實(shí)線表示本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)果。此外，在圖4和圖5中，為了比較，虛線表示如圖22所示的傳統(tǒng)的濾波器的特征。
在這種情況下，除了傳統(tǒng)的濾波器中的中間的IDT的一個(gè)叉指電極被移去之外，傳統(tǒng)的濾波器和本發(fā)明第一實(shí)施例的濾波器具有相同的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。
用于PCS接收濾波器的通頻帶的范圍大約在1930MHz和1990MHz之間。如圖4所示，在通頻帶的范圍之內(nèi)，傳統(tǒng)濾波器的最大的幅度平衡是3.2db，然而本發(fā)明第一實(shí)施例的濾波器的最大的幅度平衡是2.7db。也就是說，本發(fā)明第一實(shí)施例的幅度平衡提高了0.5db。此外，如圖5所示，傳統(tǒng)濾波器的最大相位平衡是21□，然而本發(fā)明第一實(shí)施例的最大相位平衡是17□。就是說，很顯然，本發(fā)明第一實(shí)施例的相位平衡提高了4°。
在上面提到過，在本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例中，中間第二IDT102A的叉指電極的數(shù)目是偶數(shù)，并且與中間第二IDT202相鄰的第一IDT201的叉指電極的極性和與IDT202相鄰的第三IDT203的叉指電極的極性是相反的。這樣，同傳統(tǒng)的濾波器相比，很明顯，本發(fā)明第一實(shí)施例提供了一種具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，此濾波器的幅度平衡和相位平衡得到極大的改善。
這個(gè)實(shí)施例優(yōu)先使用了40±5□Y—切斷X—傳播LiTaO3的襯底。然而，用于本發(fā)明的襯底是不受LiTaO3襯底范圍的限制的。舉例來說，諸如64到72°Y—切斷X—傳播的LiNbO3襯底或者41°Y—切斷X—傳播的LiNbO3襯底任意一種襯底都可以使用，其它的適合的襯底也可以使用。
除此之外，在本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例中，平衡的信號是從中間第二IDT獲得的。然而，如圖6所示，平衡的信號可以從位于中間的IDT兩側(cè)的第一IDT201和第三IDT203中的每一個(gè)中獲得。在圖6中，分別同第一和第三IDT201和203相連的終端213和214是平衡的信號，并且同中間第二IDT202相連的終端215是不平衡的信號。
圖7示出了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的另一修改實(shí)例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的電極結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖7所示，聲表面波諧振器216是同第一和第三IDT以及終端212相連的。
圖8也示出了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的另一修改實(shí)例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的電極結(jié)構(gòu)的示意圖。在如圖8所示的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器217中，依據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器200為縱向兩級相連結(jié)構(gòu)。
此外，圖9示出了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的另一修改實(shí)例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的示意圖。在圖9中，本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器200是同一個(gè)具有3IDT型的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器219縱向相連的，濾波器219包括一個(gè)具有偶數(shù)個(gè)叉指電極的中間IDT218。換句話說，在多級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器中，像第一優(yōu)選實(shí)施例中的，即使當(dāng)?shù)谝粚?shí)施例中的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器200只定義了一級濾波器時(shí)，也實(shí)現(xiàn)幅度平衡和相位平衡的極大提高。
圖10示出了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的另一修改實(shí)例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的電極結(jié)構(gòu)的示意圖。在如圖10所示的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器220中，在第一、第二和第三IDT 221、222和223中排列了具有窄間距的叉指電極部分N1至N4。特別的，IDT221中的窄間距的叉指電極部分N1被排列為IDT222端部的叉指電極部分的間距比IDT221剩余部分的叉指電極間距窄。同樣的，在IDT222的每一端部都有窄間距的叉指電極部分N2和N3。此外，IDT223與IDT222相鄰的一端有窄間距的叉指電極部分N4。如這里所講的，在IDT相鄰近的區(qū)域，即使在排列具有相對窄的叉指電極間距的窄間距叉指電極時(shí)，類似于第一優(yōu)選實(shí)施例通過排列剩余的部分，也可以極大的提高幅度和相位平衡。
圖11示出了依據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的電極結(jié)構(gòu)的示意圖。。
本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例涉及AMPS接收濾波器。
同本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例類似，如圖11所示的電極結(jié)構(gòu)優(yōu)先使用40±5□Y—切斷X—傳播LiTaO3襯底來構(gòu)成本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器300。
在縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器300中，第一縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器301和第二縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器302彼此縱向連接。第一和第二縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器301和302具有相同的結(jié)構(gòu)。
同本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例類似，第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器包括位于聲表面波傳播方向上的第一、第二和第三IDT 303、304和305以及反射器306、307，并且第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器包括位于聲表面波傳播方向上的第一、第二和第三IDT 308、309和310以及反射器311、312。反射器306、307、311、312位于IDT的濾波器301、302的右側(cè)和左側(cè)。第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器301的第一和第三IDT 303、305的每一端部都是同第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器302的第一和第三IDT 308、310的每一端部通過第一和第二信號線316、317相連的。IDT304的一個(gè)端部是同終端313相連的。IDT309的一個(gè)端部是同終端314相連的，并且它的另外一個(gè)端部是同終端315相連的。IDT303、304和305、308、309、310的剩余端部是同地電位相連的。
終端314和315是平衡的信號中斷。終端313是不平衡的信號終端。濾波器300的詳細(xì)結(jié)構(gòu)在下面介紹叉指電極交叉寬度W＝49.0λI。
第一IDT303和308的叉指電極的數(shù)目＝24第二IDT304和309的叉指電極的數(shù)目＝34第三IDT303和308的叉指電極的數(shù)目＝25
IDT的波長λI＝4.49μm。
反射器的波長λR＝4.64μm。
反射器的叉指電極的數(shù)目＝120。
IDT的間隙＝0.79λI。
IDT-反射器之間的間隙＝0.47λR。
IDT效率＝0.73。
反射器效率＝0.55。
電極-薄膜厚度＝0.08λI。
在本發(fā)明的這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，中間的第二IDT304和309的每一個(gè)端部上的叉指電極304a、304b、309a和309b的寬度加寬，以減少相鄰的IDT之間的間距。
在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，和第一優(yōu)選實(shí)施例相同，IDT304和309的叉指電極的數(shù)目都是偶數(shù)。此外，與IDT304相鄰的IDT303和305的叉指電極303a和305a以及與IDT309相鄰的IDT308和310的叉指電極308a和310a都被規(guī)定為接地電極。
在第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器301中，IDT303和305與IDT301有180°的相位差。這樣，當(dāng)IDT303和305并行相連而構(gòu)成單極濾波器時(shí)，不可能獲得濾波器的特征曲線。然而，同時(shí)，在第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器302中，IDT308和310與IDT309有180°的相位差。結(jié)果是，因?yàn)閺腎DT308和310傳向IDT309的聲表面波彼此之間是同相的，所以通過將第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器301和302相連而獲得濾波器的特征曲線。換句話說，通過第一信號線316傳播的電信號與通過第二信號線317的電信號具有180°的相位差。
圖13示出了本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例幅度平衡和頻率之間關(guān)系的曲線圖。圖14示出了相位平衡和頻率之間關(guān)系的曲線圖。在圖13和圖14中，實(shí)線表示本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)果，并且虛線表示如圖15所示的用來作比較的傳統(tǒng)設(shè)備的結(jié)果。
在如圖15所示的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器401中，除了第一IDT的叉指電極的數(shù)目是24，第二IDT的叉指電極的數(shù)目是35，第IDT的叉指電極的數(shù)目是24以外，第一、第二和第三IDT的叉指電極具有相同的數(shù)目。
用于AMPS接收濾波器的通頻帶的范圍大約在860MHz和894MHz之間。
在通頻帶的范圍之內(nèi)，傳統(tǒng)濾波器的最大的幅度平衡是1.9db，然而本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的濾波器的最大的幅度平衡是0.9db。因此，很顯然，本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的幅度平衡提高了1.0db。
此外，傳統(tǒng)濾波器的最大相位平衡是17□，然而本發(fā)明第一實(shí)施例的最大相位平衡是8□。本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的相位平衡提高了9°。
如上所述，下述的原因?qū)е铝朔群拖辔黄胶獾奶岣叩诙蘒DT有偶數(shù)個(gè)叉指電極，并且通過第一信號線316傳播的電信號和通過第二信號線317傳播的電信號有180°的相位差。其結(jié)果是，與中間第二IDT相鄰的第一和第三IDT的叉指電極被規(guī)定為接地電極，并且與終端315相連的叉指電極309a和IDT 308的叉指電極308b之間的距離B(見附圖11)實(shí)際上同與終端314相連的叉指電極309b和IDT310的叉指電極310b之間的距離C是相等的。相反，如圖15所示的傳統(tǒng)的設(shè)備，在圖中所標(biāo)出的在第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器中的相鄰的IDT間的叉指電極之間的距離D和E相差大約0.5λ。
在本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例中，與第二IDT相鄰的第一IDT的右邊的叉指電極以及與第二IDT相鄰的第三IDT的左邊的叉指電極都是接地電極。然而，即使當(dāng)這些電極都構(gòu)成信號電極，也可以獲得同樣的優(yōu)點(diǎn)。
如上所述，在第二優(yōu)選實(shí)施例中，第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器301和302彼此縱向連接，第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器301和302包括具有偶數(shù)個(gè)叉指電極的第二IDT。此外，通過第一信號線316傳播的電信號與通過第二信號線317傳播的電信號有180□的相位差。在這種方案中，中間第二IDT的叉指電極的極性和與第二IDT相鄰的第一和第三IDT的叉指電極的極性相同。幅度平衡和相位平衡都得到了很大的提高。
同時(shí)，依據(jù)如圖10所示的第二優(yōu)選實(shí)施例，在窄間距叉指電極用在如圖11所示的在結(jié)構(gòu)上彼此相鄰的兩個(gè)IDT之間的情況下，就會獲得表示平衡已被提高的特征曲線。
圖12示出了本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的修改實(shí)例的示意圖。這個(gè)改進(jìn)的實(shí)例與如圖11所示的第二優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不同，第二優(yōu)選實(shí)施例中的第一級和第二級聲表面波濾波器301、302是關(guān)于圖12中的Z軸是對稱的。然而，在圖12所示的修改實(shí)例中，第一級和第二級聲表面波濾波器301、302是關(guān)于圖12中的點(diǎn)Y對稱的，也就是說，點(diǎn)Y是包括整個(gè)聲表面波濾波器301、302的電極結(jié)構(gòu)的中心。
圖16示出了本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。在這個(gè)改進(jìn)的實(shí)例中，第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器301和302是彼此縱向相連的。和第二實(shí)施例不同，在第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器321中，中間第二IDT被分成兩部分。剩余的部分大體上還是和第二優(yōu)選實(shí)施例相同。這樣，用于第二優(yōu)選實(shí)施例的相同的附圖標(biāo)記同樣用于修改實(shí)例的相同部分，由此可以省去這部分的說明。
第二IDT322有叉指式電極322a和兩個(gè)其叉指電極插入到叉指式電極322a的叉指電極中的叉指式電極322b和322c。換句話說，被規(guī)定為第二IDT322的一對叉指式電極被分成了與平衡信號終端314和315相連的兩個(gè)叉指式電極322b和322c。在這種情況下，在第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器301中，IDT303與IDT 305有180°的相位差。在第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器321中，第一IDT308與第二IDT310有180°的相位差。在這個(gè)方案中，通過信號線316傳播的電信號與通過信號線317傳播的電信號有180°的相位差。這樣，IDT308的叉指電極的極性和與IDT322相鄰的叉指電極的極性相同。其結(jié)果是，和本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例一樣，這個(gè)濾波器中的幅度和相位平衡有很大的提高。
圖17示出了依據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的電極結(jié)構(gòu)的示意圖。
除了下述幾點(diǎn)之外，本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器600具有和第二優(yōu)選實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)。
在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器中，第一、第二和第三IDT的叉指式電極的數(shù)目是確定的，第一IDT603和608的叉指式電極的數(shù)目都是24，第二IDT604和609的叉指式電極的數(shù)目都是35，第三IDT605和610的叉指式電極的數(shù)目都是24。
第四優(yōu)選實(shí)施例中，在特性上，與IDT604相鄰的第一IDT603的叉指式電極的極性603a和與IDT604相鄰的第三IDT605的叉指式電極605a的極性相反。除此之外，與IDT609相鄰的第一IDT608的叉指式電極608a的極性和與IDT609相鄰的第三IDT610的叉指式電極610a的極性相反。
當(dāng)僅僅考慮第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器601時(shí)，每一IDT603和605與IDT 604有180°的相位差。這樣，當(dāng)IDT603和605并行相連而構(gòu)成單極濾波器時(shí)，不可能獲得濾波器的特征曲線。然而，同時(shí)，在第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器602中，IDT608和610與IDT609有180°的相位差。結(jié)果是，因?yàn)閺腎DT608和610傳向IDT609的聲表面波彼此之間是同相的，所以當(dāng)?shù)谝患墳V波器和第二級濾波器相連時(shí)，可獲得濾波器的特征曲線。
終端615是不平衡的信號終端，終端616和617是平衡的信號終端。
在圖18中，實(shí)線表示本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的幅度平衡和頻率特性之間的關(guān)系。在圖19中，實(shí)線表示相位平衡和頻率特性之間關(guān)系。為了比較，虛線表示如圖15所示的傳統(tǒng)設(shè)備的結(jié)果。
如圖19，在AMPS接收濾波器的通頻帶范圍之內(nèi)，傳統(tǒng)濾波器的最大的幅度平衡是1.9db，然而本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例的濾波器的最大的幅度平衡是1.2db。因此，幅度平衡提高了0.7db。此外，如圖19所示，傳統(tǒng)濾波器的最大相位平衡是17□，然而本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例的最大相位平衡是11□。因此本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例的相位平衡提高了6°。
換句話說，在本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施例中，具有三個(gè)IDT的第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器彼此縱向連接。此外，與中間第二IDT相鄰的第一和第三IDT的叉指式電極的極性是相反的。在這種方案中，幅度平衡和相位平衡得到很大的提高。
圖20示出了依據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的電極結(jié)構(gòu)的示意圖。第五優(yōu)選實(shí)施例使用了具有第一、第二和第三IDT的三IDT型的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器901、902、903。在每一個(gè)縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器902、903和904中，中間第二IDT有偶數(shù)個(gè)叉指電極，并且與中間第二IDT相鄰的右端IDT以及左端IDT的叉指電極的極性相同。舉例說明，在縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器901中，第一IDT907的叉指電極907a和與第二IDT908相鄰的第三IDT909的叉指電極909a具有相同的極性。
盡管縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器901、902和903具有相同的結(jié)構(gòu)，但只有縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器902保留了第二IDT910。
附圖標(biāo)記911表示不平衡的信號終端，附圖標(biāo)記912和913表示平衡的信號終端。
第一級、第二級、第三級和第四級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器901、902、903和904中的每一級，其中的第一IDT與第三IDT有180□的相位差。舉例說明，在縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器901中，第一IDT907與第三IDT909就有180□的相位差。
在第五優(yōu)選實(shí)施例中，與第二、第三和第四優(yōu)選實(shí)施例相似，濾波器的幅度平衡和相位平衡得到很大的提高。此外，在第五優(yōu)選實(shí)施例中，輸出阻抗實(shí)際上提高了四倍。
圖21示出了包含有依據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的通信設(shè)備示意圖。
在圖21中，天線61和天線轉(zhuǎn)換開關(guān)62相連。聲表面波濾波器64和放大器65在天線轉(zhuǎn)換開關(guān)62和接收部分的混頻器63之間相連接。放大器67和聲表面波濾波器68在天線轉(zhuǎn)換開關(guān)62和接收部分的混頻器66之間相連接。如這里說講的，當(dāng)放大器65適用于平衡信號時(shí)，本發(fā)明各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器正合適用做聲表面波濾波器64。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器中，中間第二IDT有偶數(shù)個(gè)叉指電極。除此之外，與第二IDT相鄰的第一和第三IDT的叉指電極具有相反的極性，第一和第三IDT位于第二IDT的右側(cè)和左側(cè)。這樣，在平衡信號終端間的幅度平衡和相位平衡得到很大的提高。結(jié)果是，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種具有很好平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器。
進(jìn)一步，在依據(jù)本發(fā)明其它優(yōu)選實(shí)施例的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器中，具有第一、第二和第三IDT的第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器彼此縱向連接。第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第二IDT的端部和一對平衡信號終端相連。在這種方案中，通過第一信號線傳播的電信號與通過第二信號線傳播的電信號有180□的相位差，第一信號線與第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第一IDT的端部以及第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第一IDT的端部相連，第二信號線與第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第三IDT的端部以及第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第三IDT的端部相連。結(jié)果是，與第一和第三IDT都相鄰的第二IDT的叉指電極的極性和與第二IDT相鄰的第一和第三IDT的叉指電極的極性相同。這樣，濾波器中的幅度平衡和相位平衡可以有效的提高。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在至少第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的一個(gè)中，當(dāng)?shù)诙蘒DT有偶數(shù)個(gè)叉指電極時(shí)，幅度平衡和相位平衡可以得到更大的提高。
在本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器具有上述的平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能并且一對平衡的信號終端間的平衡得到很大的提高。因此，當(dāng)生產(chǎn)包含縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的通信設(shè)備時(shí)，即使減少設(shè)備的尺寸也可以極大的提高通信設(shè)備的特性。
盡管根據(jù)目前的實(shí)施例對本發(fā)明做了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，各種改進(jìn)和修改是不能超出本發(fā)明的范圍的，因此能夠在后面權(quán)利要求所限定的本發(fā)明構(gòu)思和范圍內(nèi)對本發(fā)明進(jìn)行各種改進(jìn)和修改。
權(quán)利要求
1.一種具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，這種濾波器包括一個(gè)壓電襯底；位于聲表面波傳播方向的壓電襯底上的第一、第二和第三IDT，其中具有偶數(shù)個(gè)叉指電極的第二IDT位于第一和第三IDT之間。
2.如權(quán)利要求1所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，其中的壓電襯底是由TiTaO3和LiNbO3中的一種構(gòu)成的。
3.如權(quán)利要求1所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，進(jìn)一步包括位于聲表面波傳播方向左側(cè)和右側(cè)的反射器，其中第一、第二和第三IDT位于聲表面波的傳播方向上。
4.如權(quán)利要求1所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，第二IDT的每一側(cè)的叉指電極的寬度大于剩余的叉指電極的寬度。
5.如權(quán)利要求1所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，其中與第二IDT相鄰的叉指電極具有相反的極性。
6.如權(quán)利要求1所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，進(jìn)一步包括在第一和第二IDT之間相連的聲表面波濾波器以及一個(gè)終端。
7.如權(quán)利要求1所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，其中每一個(gè)第一、第二和第三IDT包括相對于包括在第一、第二和第三IDT的其它叉指電極部分要窄的窄間距叉指電極部分。
8.包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的通信設(shè)備。
9.一種具有平衡一不平衡轉(zhuǎn)換功能的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，這種濾波器包括彼此縱向耦合的第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器都包括一個(gè)壓電襯底和位于聲表面波傳播方向的壓電襯底上的第一、第二和第三IDT；與第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第二IDT的一個(gè)端部相連接的不平衡的信號終端；與第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第二IDT的一個(gè)端部相連界的第一平衡的信號終端；與第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第二IDT的另一個(gè)端部相連界的第二平衡的信號終端；與第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第一IDT的端部以及第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第一IDT的端部相連的第一信號線；與第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第三IDT的端部以及第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的第三IDT的端部相連的第二信號線；其中通過第一信號線傳播的電信號與通過第二信號線傳播的電信號有180□的相位差。
10.如權(quán)利要求9所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，其中第一級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器中的至少一個(gè)的第二IDT有偶數(shù)個(gè)叉指電極。
11.如權(quán)利要求9所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，其中第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的壓電襯底是由TiTaO3和LiNbO3中的一種構(gòu)成的。
12.如權(quán)利要求9所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，其中第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器都進(jìn)一步包括位于聲表面波傳播方向左側(cè)和右側(cè)的反射器，其中第一、第二和第三IDT位于聲表面波的傳播方向上。
13.如權(quán)利要求9所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，其中在第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器中，第二IDT的每一側(cè)的叉指電極的寬度大于剩余的叉指電極的寬度。
14.如權(quán)利要求9所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，其中在第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器中，與第二IDT相鄰的叉指電極具有相反的極性。
15.如權(quán)利要求9所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，其中第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器都進(jìn)一步包括在第一和第二IDT之間相連的聲表面波濾波器以及一個(gè)終端。
16.如權(quán)利要求9所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，其中在第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的每一個(gè)中，每一個(gè)第一、第二和第三IDT都包括相對于包括在第一、第二和第三IDT的其它叉指電極部分要窄的窄間距叉指電極部分。
17.如權(quán)利要求9所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器具有相同的結(jié)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求9所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，其中在第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的每一個(gè)中，與中間第二IDT相鄰的第一和第三IDT的叉指電極都被規(guī)定為接地電極。
19.如權(quán)利要求9所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，其中在第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的每一個(gè)中，第二IDT的叉指電極的極性和與第二IDT相鄰的第一和第三IDT的叉指電極的極性相同。
20.如權(quán)利要求9所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器，其中在第一級和第二級縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的每一個(gè)中，第二IDT都被分成兩部分。
21.包括根據(jù)權(quán)利要求9所述的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器的通信設(shè)備。
全文摘要
一種具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的縱向耦合諧振器型聲表面波濾波器可以提高幅度平衡和相位平衡。聲表面波傳播濾波器包括第一、第二和第三IDT。第二IDT位于三個(gè)IDT的中間并且有偶數(shù)個(gè)叉指電極。與第二IDT相鄰的第一IDT的叉指電極的極性和與第二IDT相鄰的第三IDT的叉指電極的極性相反。
文檔編號H03H9/00GK1335675SQ0112330
公開日2002年2月13日 申請日期2001年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月26日
發(fā)明者高峰裕一, 澤田曜一, 大內(nèi)峰文 申請人:株式會社村田制作所