專利名稱：聲表面波濾波器裝置的制作方法
背景技術：
1.發(fā)明領域本發(fā)明涉及一種用做移動電話和其他電子裝置中帶通濾波器的聲表面波濾波器裝置。具體地說，本發(fā)明涉及具有平衡-不平衡轉換功能并基本上相等輸入和輸出阻抗的聲表面波濾波器裝置。
2.相關技術的描述最近，隨著移動電話的微型化和重量減輕，除了減少所包括構件的數(shù)量和使其微型化以外，還正在開發(fā)具有復合多功能的復合構件。在這種環(huán)境之下，進行了越來越多的研究以便生產(chǎn)具有通常被稱之為對稱-不對稱功能的平衡-不平衡轉換功能的聲表面波濾波器裝置，以便作為在移動電話RF級中使用的聲表面波濾波器。這種聲表面波濾波器已經(jīng)被插入到在GSM和其他蜂窩電話系統(tǒng)中使用的移動電話中。
例如，在日本未審查專利申請公開No，9-205342中描述了一種具有平衡-不平衡轉換功能的聲表面波濾波器。


圖18是一個簡單的平面視圖，它示出了作為一個例子的具有平衡-不平衡轉換功能的軸向耦合諧振器型聲表面波濾波器裝置的電極結構。在聲表面波濾波器裝置100中，輸入阻抗和輸出阻抗基本相等并提供了平衡-不平衡轉換功能。在一個壓電式基板上，沿著聲表面波傳播方向安排了三個叉指式換能器(IDT)102-104。在安排了IDT102-104的區(qū)域外側，沿著聲表面波傳播方向安排了反射器101和105。IDT102和104彼此相互連接并連接到不平衡信號端106。IDT103的每個沿被連接到第一平衡信號端108。
在具有所述平衡-不平衡轉換功能的濾波器裝置中，考慮到在不平衡信號端和第一平衡信號端之間的相同帶通的傳輸特性以及在不平衡信號端和第二平衡信號端之間相同帶通傳輸特性，其幅值特性必須相等且所述濾波器中的一個必須相對另一個濾波器移相180度。此外，在所述通帶以外，所述幅值特性和相位特性必須相等。
下面解釋當具有所述平衡-不平衡轉換功能的濾波器裝置被認為是具有三個端口、例如不平衡輸入端被認為是端口1、第一和第二平衡輸出端被認為是端口2和3時的所述幅值平衡和相位平衡。
幅值平衡＝|A|。在這種情況下，A＝|20logS21|-|20logS31|。
相位平衡＝|B-180|。B＝|∠S21-∠31|。
S21表示從第一端口到第二端口的傳輸系數(shù)。S31表示從第一端口到第三端口的傳輸系數(shù)。符號A表示所述S21的分貝值與S31的分貝值之間的差。
理想的，在所述濾波器裝置的通帶中，所述幅值平衡是0dB和所述相位平衡是0度。在其通帶以外，所述幅值平衡是0dB和所述相位平衡是180度。
但是，在圖18所示的聲表面波濾波器裝置中，所述平衡是不理想和不充分的。其原因在于由于在每側IDT103和IDT102以及IDT104之間的跨接電容都被加到平衡信號端107上和在所述平衡信號端108和地電位之間插入了一個電容，所以，平衡信號端107和108具有不同的寄生電容。由此，由于在寄生電容方面存在差別，平衡、特別是通帶以外的平衡受到損害，由此減少了通帶以外的衰減。
發(fā)明概述為了克服上述的缺陷，本發(fā)明的最佳實施例提供了一種具有平衡-不平衡轉換功能并如下安排的聲表面波濾波器，即，所述通帶以外的平衡被極大地改善并能夠避免通帶以外的衰減。本發(fā)明的另一個最佳實施例提供了一種包括這種新聲表面波濾波器裝置的通信結構。
根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例，聲表面波濾波器具有相等的輸入阻抗和輸出阻抗，并包括一個不平衡信號端、第一和第二平衡信號端、連接在所述不平衡信號端和所述第一平衡信號端之間的2n-1個第一聲表面波濾波器和連接在所述不平衡信號端和所述第二平衡信號端之間的2n-1個第二聲表面波濾波器，其中，n是一個等于1或更多的整數(shù)。在這個濾波器裝置中，所述第一和第二濾波器每一個的輸入和輸出阻抗中的一個近似是所述其他阻抗的4倍和所述第二聲表面波濾波器相對于所述第一聲表面波濾波器移相180度。
另外，所述第一和第二聲表面波濾波器中的每一個都可以具有一個或多個在聲表面波傳播方向上安排的叉指式換能器并且所述叉指式換能器中的至少一個在電極指叉指橫向上被分成兩個相等的部分以規(guī)定彼此串聯(lián)的第一和第二IDT部分。
另外，所述第一和第二聲表面波濾波器中的每一個都可以具有一種結構，在這種結構中，以下述方式預先構成具有基本相等輸入和輸出阻抗的聲表面波濾波器，即，至少一個叉指式換能器被在電極指叉指橫向上被分成相等的兩部分以便規(guī)定所述第一和第二叉指式換能器。
另外，所述預先構成的聲表面波濾波器可以是軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器。另外，所述軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器可以具有三個在聲表面波傳播方向上安排的叉指式換能器，位于中心的叉指式換能器或位于兩側的叉指式換能器可以在電極指叉指橫向上被分成兩個相等的部分以便規(guī)定所述第一和第二叉指式換能器部分。
另外，所述第一和第二聲表面波濾波器中的每一個都可以具有一個或多個叉指式換能器并且至少有一個叉指式換能器可以在聲表面波傳播方向上被分成兩個相等的部分以便規(guī)定第一和第二叉指式換能器部分。
另外，所述第一和第二聲表面波濾波器中的每一個都可以是一種結構，在這種結構中，以下述方式預先構成具有基本相等輸入阻抗和輸出阻抗的聲表面波濾波器，即，至少有一個叉指式換能器被在聲表面波的傳播方向上分成亮光相等的部分。另外，所述預先構成的聲表面波濾波器沒有被特殊指定，最好它是一個軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器。
所述預先構成的軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器可以具有三個叉指式換能器，中心的叉指式換能器可以在所述聲表面波傳播方向上被分成兩個相等的部分。
另外，所述第一叉指式換能器或所述第二叉指式換能器中的一個最好能夠被連接到地電位。利用這種配置，在所述平衡端和不平衡端之間SAW濾波器的輸入阻抗或輸出阻抗中的一個基本本上等于其他阻抗的近似4倍。
另外，所述第一和第二聲表面波濾波器中的每一個都可以具有一種結構，在這種結構中，以下述方式預先構成具有多個叉指式換能器的聲表面波濾波器，即，在所述多個叉指式換能器中，至少有兩個是彼此相互串聯(lián)的。
另外，所述第一和第二聲表面波濾波器中的每一個都可以具有一種結構，在這種結構中，以下述方式預先構成具有基本相等輸入阻抗和輸出阻抗的一個聲表面波濾波器，即，在所述叉指式換能器中，至少有兩個是彼此相互串聯(lián)的。另外，所述預先構成的聲表面波濾波器最好是一個軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器。
在這種情況下，所述軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器可以具有三個叉指式換能器且安排在聲表面波傳播方向兩側處的叉指式換能器可以彼此串聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個最佳實施例，一個通信裝置包括一個用于規(guī)定一個帶通濾波器的本發(fā)明另一個最佳實施例的聲表面波濾波器裝置。
本發(fā)明其他的特性、要素、特征和優(yōu)點將在下面結合附圖的詳細描述中變得更加明顯。
附圖簡述圖1簡要示出了根據(jù)本發(fā)明第一最佳實施例的一個聲表面波濾波器裝置的平面視圖。
圖2簡要示出了用于與本發(fā)明進行比較現(xiàn)有技術一個聲表面波濾波器裝置的平面視圖。
圖3示出了在本發(fā)明第一最佳實施例和所述相關技術之間的聲表面波濾波器裝置的比較。
圖4示出了在本發(fā)明第一最佳實施例和所述相關技術之間的相位平衡比較。
圖5示出了本發(fā)明第一最佳實施例和所述相關技術的聲表面波濾波器裝置的頻率衰減特性。
圖6示簡要出了并發(fā)明第一最佳實施例聲表面波濾波器裝置的改進。
圖7簡要示出了并發(fā)明第一最佳實施例聲表面波濾波器轉置的另一種趕緊。
圖8簡要示出了本發(fā)明第一最佳實施例聲表面波濾波器裝置的又一種改進。
圖9簡要示出了根據(jù)本發(fā)明第二最佳實施例的聲表面波濾波器裝置。
圖10簡要示出了本發(fā)明第二最佳實施例的聲表面波濾波器裝置的改進。
圖11簡要示出了在本發(fā)明第二最佳實施例和所述相關技術之間的幅值平衡比較。
圖12簡要示出了在所述第二最佳實施例和所述相關技術之間的相位平衡比較。
圖13示出了本發(fā)明第二最佳實施例和所述相關技術的聲表面波濾波器裝置的頻率衰減特性。
圖14簡要示出了根據(jù)本發(fā)明第三最佳實施例的聲表面波濾波器裝置。
圖15簡要示出了本發(fā)明第三最佳實施例聲表面波濾波器裝置的改進。
圖16簡要示出了本發(fā)明第三最佳實施例聲表面波濾波器裝置的另一種改進。
圖17的框圖簡要示出了包括本發(fā)明其他最佳實施例聲表面波濾波器裝置的通信裝置。
圖18簡要示出了用于和本發(fā)明進行比較的現(xiàn)有技術的具有平衡-不平衡轉換功能的聲表面波濾波器裝置。
最佳實施例的詳細描述現(xiàn)在，參照根據(jù)本發(fā)明第一最佳實施例的聲表面波濾波器裝置詳細描述本發(fā)明的最佳實施例。
圖1是一個簡要的平面視圖，它示出了例如被用做具有大約1GHz到大約3GHz通帶的DCS接收濾波器的聲表面波濾波器裝置。
在這個最佳實施例中，所述聲表面波濾波器裝置最好在最好由40±5度、Y-切割X-傳播LiTao3制成的基板(未示出)上形成一個圖1所示的電極結構。
聲表面波濾波器裝置200最好包括第一聲表面波濾波器201和第二聲表面波濾波器216，所述第二聲表面波濾波器216相對所述第一聲表面波濾波器201相位差180度。
第一聲表面波濾波器201具有在所述聲表面波傳播方向上安排的叉指式換能器(IDT)203到205。反射器202和206被安置在所述聲表面波傳播方向上安排所述IDT202到205的所述區(qū)域的每一側。
在基本垂直于所述聲表面波傳播的方向上，IDT203被分割成IDT部分203A和203B。類似地，在基本垂直于所述聲表面波傳播的方向上，IDT205被分割成IDT部分205A和205B。IDT部分203A和203B彼此相互串聯(lián)和IDT部分205A和205B彼此相互串聯(lián)。
IDT部分203的IDT部分203A與將被連接到端215的IDT205的部分205A連接。端215被連接到不平衡信號端231。IDT部分203B和205B被連接到其與連接到不平衡信號端231的沿相對的IDT部分203A和205A的沿上。IDT203B和205B的剩余沿被連接到地電位。
中心IDT204的一個沿被連接到地電位和它的其他沿被連接到第一平衡信號端212。在聲表面波濾波器201中，端215的阻抗最好近似是所述平衡信號端212阻抗的4倍。
聲表面波濾波器201與圖2所示預先構成的軸向耦合諧振器型聲表面波濾波器300等效。具體地說，聲表面波濾波器300是以下述方式設計的，即，其輸入阻抗和輸出阻抗基本相等和濾波器300具有三個沿聲表面波傳播方向安排的IDT302到304。標號301和302表示反射器。在聲表面波濾波器300中，如上所述被安排在每一側的DT302和304在基本垂直所述聲表面波傳播方向上被分成第一IDT部分和第二IDT部分。由此，所述第一和第二IDT部分彼此相互串聯(lián)以規(guī)定聲表面波濾波器201。利用這種安排，端215處的阻抗最好是平衡信號端212處阻抗的近似4倍。
除了中心IDT220的極性相反以外，第二聲表面波濾波器216最好與第一聲表面波濾波器201結構類似。換言之，反射器217和222的結構類似于反射器202和206。被分成DT部分219A和219B的IDT219和被分成IDT221A和221B的IDT221的結構類似于IDT203和205。
如上所述，IDT220的極性與IDT204的極性相反。因此，聲表面波濾波器216與聲表面波濾波器201相位相差180度。
第二聲表面波濾波器216的IDT219A和221A彼此相互連接并連接到端230上。端230被連接到不平衡信號端231上。IDT219和221的IDT部分219B和221B被連接到地電位。另外，IDT220的一個沿被連接到地電位，它的另一個沿被連接到第二平衡信號端227上。
在這個最佳實施例中，第一聲表面波濾波器201的中心IDT204被連接到第一平衡信號端212和第二聲表面波濾波器216的中心IDT被連接到第二平衡信號端227上。端215和230被連接到不平衡信號端231上。這種安排使能具有基本相等輸入和輸出阻抗和平衡-不平衡轉換功能的聲表面波濾波器裝置200的格式化。在圖1中，為便于表示，簡要地示出了所述IDT和所述反射器。由此，電極指的數(shù)量不同于包括在實際濾波器裝置中電極指的數(shù)量。
下面，在上述結果的基礎上詳細描述聲表面波濾波器裝置200的特性。
為了進行比較，圖1所示預先構成的軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器300被用做相關技術。所提供的詳細描述涉及所述軸向諧振器型聲表面波濾波器300的設計。
電極指的叉指寬度W74.8λI(λIIDT的波長)
IDT302、303和304的電極指的數(shù)量23、23和23IDT波長λI2.14μm反射器波長λR2.19μm反射器電極指的數(shù)量150在相鄰IDT之間的間隙(在相鄰電極指中心之間的距離)0.32λI在IDT和反射器之間的間隙(在相鄰電極指中心之間的距離)0.53λIIDT的占空比0.63反射器的占空比0.57電極指的厚度0.088λI在上述的聲表面波濾波器300中，IDT302和304彼此相互連接并連接到不平衡信號端313。IDT303的兩個沿被連接到第一和第二平衡信號端308和309上。在這種安排中，可以測量濾波器裝置300的特性。
此外，在與作為上述準備的相關技術的軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器300的相同條件下，設計了所述聲表面波濾波器裝置200。但是，如上所述，在聲表面波濾波器201和216中，IDT203、205、219和221在基本垂直于聲表面波傳播的方向上被分成兩個相等的部分。IDT220的極性與IDT204的極性相反。在第一最佳實施例的聲表面波濾波器裝置200中，電極指的叉指寬度是37λI，用于均衡所述第一最佳實施例和所述相關技術的的輸入和輸出阻抗。在其他的結構和元件的配置方面，該最佳實施例的聲表面波濾波器裝置200與所述聲表面波濾波器裝置300類似。
圖3示出了在聲表面波濾波器裝置200和300中的幅值平衡。圖4示出了他們的相位平衡和圖5示出了他們的頻率衰減特性。在圖3到圖5中，相關技術的特性是由虛線指出的，而第一最佳實施例的特性是由實線指出的。
很明顯，考慮到圖3所示的幅值平衡，在從近似3GHz到近似6GHz的范圍中相關技術的幅值平衡發(fā)生極大的變化，它在接近5GHz時大于約10dB。相反，在從近似3GHz到近似6GHz的區(qū)域中，所述第一最佳實施例的幅值平衡被限制在1dB或更少。另外，還發(fā)現(xiàn)當前第一最佳實施例的幅值平衡即使在頻率低于約1GHz的區(qū)域中也得到了改善。
在圖4所示的相位平衡中可以看到類似的結果。在所述相關技術中，在從3GHz到6GHz的范圍中，相位平衡在從0到180度的范圍內(nèi)發(fā)生了極大的變化。相反，在相同的頻率范圍內(nèi)，當前最佳所述例的相位平衡位于近似170到180度的范圍內(nèi)。很明顯，即使在頻率低于1GHz的范圍內(nèi)，當前最佳實施例的相位平衡也能夠得到有效地改善。
如上所述，在(從約1GHz到3GHz的)通帶以外的頻率區(qū)域內(nèi)，第一最佳實施例的幅值平衡接近于0dB和它的相位平衡接近于約180度。因此，如圖5所示，可以發(fā)現(xiàn)所述通帶以外的衰減被有效地增加了。當與所述相關技術比較時，它表示在這個最佳實施例中，在頻率低于1GHz的情況下，所述衰減被增加了大約10dB。在頻率低于3GHz的情況下，所述衰減被增加了近似15dB，特別是，在接近4.5GHz的情況下，它被增加了多于近似40dB。
在如上所述第一最佳實施例的聲表面波濾波器裝置200中幅值和相位平衡被改善和借此使所述通帶以外的衰減被增加的原因如下。
在圖2所示的相關技術中，在平衡信號端308和平衡信號端309處產(chǎn)生不同的寄生電容。換言之，加到平衡信號端309上的寄生電容主要被用做每側處中心IDT303和所述IDT302以及304之間的跨接電容。相反，加到平衡信號端308上的寄生電容主要是一個插入到所述平衡信號端308和地電位之間的電容。由此，由于所述寄生電容的不同影響，平衡、特別是所述通帶以外的幅值平衡和相位平衡似乎被喪失了，從而導致所述衰減減少。
但是，在當前最佳實施例中，在所述第一和第二平衡信號端212和227周圍存在一個地電位。由此，加到這兩個平衡信號端上的寄生電容主要被用做所述端和所述地電位之間的電容。因此，相等的寄生電容被加到第一和第二平衡信號端212和227上。因此，由于在加到平衡信號端212和227上的寄生電容之間只存在很小的差別，所以，在所述通帶以外的幅值平衡變得接近于大約0dB和所述相位平衡變得接近于180度，從而導致所述通帶以外的衰減被有效增加。
在所述第一最佳實施例中，聲表面波濾波器裝置200最好包括兩個3IDT型的軸向耦合諧振器型聲表面波濾波器。另外，如圖6所示，第一和第二聲表面波濾波器703和704可以并行連接到第一和第二聲表面波濾波器701和702上。第一和第二聲表面波濾波器701和702的結構與上述最佳實施例的聲表面波濾波器201和216類似。另外，聲表面波濾波器703和704的結構也類似于聲表面波濾波器201和216。
聲表面波濾波器701的一個沿和聲表面波濾波器702的一個沿彼此連接到一起，類似的，聲表面波濾波器703的一個沿和聲表面波濾波器704的一個沿彼此連接到一起。然后，它們被連接到不平衡信號端705上。所述第一和第二平衡信號端706和707被連接到聲表面波濾波器701和703的中心IDT和聲表面波濾波器702和704的中心IDT上。如這里所示的，即使是在利用使用4個聲表面波濾波器的情況下，當所述濾波器的結構與第一最佳實施例的濾波器的結構類似時，所述通帶以外的衰減能夠被類似地增加。
此外，在本發(fā)明中，第一和第二聲表面波濾波器中每一個的IDT的數(shù)量沒有被限定為三個。例如，在圖7所示的改進中，有兩個IDT，包括第一聲表面波濾波器201A和第二聲表面波濾波器216A。第一聲表面波濾波器201A具有一種結構，在這種結構中，從聲表面波濾波器201中去除了IDT203。第二聲表面波濾波器216A具有一種結構，在這種結構中，從聲表面波濾波器216中去除了IDT221。在所述反射器和所述DT之間的間隙類似于在第一最佳實施例中設置的間隙。
所述IDT204的一個沿被連接到第一平衡信號端212和IDT220的一個沿被連接到第二平衡信號端227。IDT205和219中每一個的一個沿被連接到不平衡信號端231。
如圖8所示，5-IDT型的聲表面波濾波器被用做第一和第二聲表面波濾波器201B和216B。這里，IDT251和252被沿著聲表面波傳播方向安排在IDT203和205的每一側。除了這種配置以外，聲表面波濾波器201B的結構與聲表面波濾波器201的結構類似。類似的，除了IDT253和254被安排在聲表面波傳播方向上IDT219和221的外側以外，第二聲表面波濾波器216B的結構與聲表面波濾波器216的結構類似。
考慮圖7和8中每一個所示的經(jīng)過改進的聲表面波濾波器裝置，在第一聲表面波濾波器中，輸入阻抗和輸出阻抗中的一個最好大約是另一個阻抗的約4倍。類似的，在第二聲表面波濾波器中，輸入阻抗和輸出阻抗中的一個最好是另一個阻抗的約4倍，和第二濾波器與第一濾波器相位差為180度。另外，2n-1個第一和第二濾波器彼此相互連接，第一和第二聲表面波濾波器的總數(shù)是2n，其中，所述n是整數(shù)1或更大。這些聲表面波濾波器以和第一最佳實施例相同的方式連接和借此類似地增加所述通帶以外的衰減。為了獲得所希望的頻率特性，電極指的叉指寬度和IDT的數(shù)量必須根據(jù)需要進行調節(jié)。此外，當需要時，可以增加陷波器。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第二最佳實施例聲表面波濾波器裝置電極結構的平面視圖。在這個最佳實施例中，與第一最佳實施例類似，所述聲表面波濾波器裝置是一個具有大約1GHz到3GHz通帶的DCS接收濾波器。
圖9所示的電極結構最好被設置在由40±5度、Y-切割、X-傳播的LiTaO3制成的一個沒有示出的基板上。
聲表面波濾波器裝置800包括第一和第二聲波濾波器801和802，以及第一和第二聲表面波濾波器803和804。即，濾波器裝置800是一個具有4個元件結構的聲表面波濾波器裝置。
聲表面波濾波器裝置800是通過將兩個與圖10所示的改進等效的聲表面波濾波器裝置1100彼此并聯(lián)構成的。
為便于理解，首先描述圖10所示聲表面波濾波器裝置1100的結構。聲表面波濾波器裝置1100最好包括第一聲表面波濾波器1101和第二聲表面波濾波器1115，兩者相位彼此相差180度。
第一聲表面波濾波器1101與所述預先構成的具有基本相等的輸入阻抗和輸出阻抗和包括三個IDT且其中心IDT在聲表面波傳播方向上被分成兩個相等部分的軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器等效。特別是，中心IDT1104被分成兩個相等的部分，即IDT部分1104A和1104B。IDT1103和1105被安置在聲表面波傳播方向上IDT1104的每側。反射器1102和1106被安置在所述聲表面波傳播方向上放置IDT1103、1104和1105的區(qū)域的外側。
在IDT1104A和1104B當中，所述IDT部分1104A的一個沿被連接到一個地電位，在所述IDT部分1104B的一個沿被連接到不平衡信號端1129的同時，所述IDT部分1104A的另一個沿和所述IDT部分1104B的另一個沿被持續(xù)安排。IDT1103和1105中每一個的一個沿被連接到一個地電位和IDT1103和1105的剩余被彼此相互連接并連接到第一平衡信號端1114上。
類似的，在第二聲表面波濾波器1115中，在所述聲表面波傳播的方向上，中心IDT1118被分成兩個相等的部分以規(guī)定第一IDT部分1118A和第二IDT部分1118B。IDT部分1118B的一個沿被連接到地電位。IDT部分1118A的一個沿被連接到不平衡信號端1129上。IDT1117和1119中每一個的一個沿被連接到地電位上。它們剩余的沿彼此相互連接并連接到第二平衡信號端1128上。標號1116和1120表示反射器。
IDT部分1104A的一個沿被連接到地電位和IDT部分1104B的一個沿被連接到所述不平衡信號端1129上。由此，在聲表面波濾波器1101中，端1129的阻抗最好是聲表面波濾波器1114的阻抗的4倍。類似的，在聲表面波濾波器1115中，端1129的阻抗最好與端1128的阻抗不同。
在不平衡信號端1129和第一和第二平衡信號端1114和1128之間，第一和第二聲表面波濾波器1101和1115倍如上所述連接。由此，如在第一最佳實施例的情況，通帶以外的衰減可以被增加。
下面將描述圖9所示第二最佳實施例的聲表面波濾波器裝置800。在聲表面波濾波器裝置800中，其中的每一個都具有第一和第二聲表面波濾波器1101和1115的兩個聲表面波濾波器裝置1100被并聯(lián)連接。換言之，聲表面波濾波器801和803的結構類似于聲表面波濾波器1101和聲表面波濾波器802和804的結構類似于聲表面波濾波器1115。
根據(jù)圖9所示第二最佳實施例的聲表面波濾波器裝置800最好根據(jù)與上述第一最佳實施例的相同條件進行設計，以便測量其特性。所獲得的結果由圖11到13中的實線指出。為了進行比較，圖2所示相關技術的特性由圖11到13中的虛線指出。
從圖11到13可以很清楚地看出，即使是在第二最佳實施例中，附加到所述第一和第二平衡信號端上的寄生電容也基本上是相等的。由此，當與相關技術比較時，可以改善所述通帶以外的幅值平衡和相位平衡。特別是，如圖11所示，在這個最佳實施例中，在所述通帶以外(在低于1GHz和高于3GHz的頻率區(qū)域內(nèi))，幅值平衡變得接近0dB，如圖12所清楚地表示的，相位平衡變得接近于180度。這樣，如圖13所示，所述通帶以外的衰減可以被有效低增加。
在圖10所示具有兩元件結構的聲表面波濾波器裝置1100中，能夠獲得與所述第二最佳實施例相同的優(yōu)點。另外，本發(fā)明并不局限于第二最佳實施例所述具有4元件結構的聲表面波濾波器裝置800和具有2元件結構的聲表面波濾波器裝置1100。通過連接其中每一個當中的輸入和輸出阻抗中的一個最好是所述輸出和輸入阻抗中一個的4倍、且所述濾波器中的一個相對于另一個的相位差為180度的2n-1個第一和第二聲表面波濾波器可以獲得與上述最佳實施例相同的優(yōu)點。
圖14簡要示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的聲表面波濾波器裝置的電極結構。在這個最佳實施例中，所述聲表面波濾波器裝置最好也被作為具有大約1GHz到3GHz通帶的DCS接收濾波器。
圖14所示的電極結構最好被設置在一個沒有示出的由40±5度、Y-切割X-傳播LiTao3制成的一個基板上，以便提供聲表面波濾波器裝置1500。
聲表面波濾波器裝置1500包括第一和第二聲表面波濾波器1500和1513，在它們的每一個當中，在一個沿處的阻抗大約是在另一個沿處阻抗的4倍。第一聲表面波濾波器1501與第二聲表面波濾波器1513之間相位差180度。第一聲表面波濾波器1501具有一種結構，在這種結構中，預先設計了具有三個IDT的軸向耦合諧振器型聲表面波濾波器，從而使得輸入阻抗和輸出阻抗基本相等且安排在中心IDT兩側的IDT彼此串聯(lián)。換言之，IDT1503到1505被安置在沿聲表面波傳播的方向上。在聲表面波傳播方向上每一側處的IDT1503和1505中每一個的一個沿彼此相互連接。然后，IDT1503的另一個沿被連接到地電位和IDT1505的另一個沿被連接到不平衡信號端1512上。由此，IDT1503和1505彼此相互串聯(lián)。
中心IDT1504的一個沿被連接到地電位，它的另一個沿被連接到第一平衡信號端1510。標號1502和1506表示反射器。
第二聲表面波濾波器1513的結構與第一聲表面波濾波器1501類似。具體地說，中心IDT1516的一個沿被連接到地電位，它的另一個沿被連接到第二平衡信號端1522。位于每側處的IDT1515和1517中每一個的一個沿彼此相互連接，IDT1517的剩余沿被連接到地電位。IDT1515的剩余沿被連接到不平衡信號端1512。由此，IDT1515和IDT1517被串聯(lián)連接在所述地電位和所述不平衡信號端1512之間。標號1514和1518表示反射器。
如上所述，當所述聲表面波被設置為沿圖14中箭頭X所示方向傳播時，在第一聲表面波濾波器1501中，在所述聲表面波傳播方向上前面出現(xiàn)的IDT1505被連接到不平衡信號端1512。第二聲表面波濾波器1513中，安置在聲表面波方向起點處的IDT1515被連接到不哦信號端1512。利用這種配置，第一聲表面波濾波器1501相對于第二聲表面波濾波器1513具有180度的相位差。
由此，在該最佳實施例中，第一聲表面波濾波器1501的一個沿和第二聲表面波濾波器1513的一個沿被彼此相互連接到一起并連接到不平衡信號端1512上。第一和第二聲表面波濾波器1502和1513的中心IDT1504和1516中每一個的一個沿被連接到所述第一和第二平衡信號端。結果是，在所述聲表面波濾波器裝置中，輸入阻抗和輸出阻抗被均衡且平衡-不平衡轉換功能被提供。
在所述第三最佳實施例中，與第一和第二最佳實施例類似，附加到所述第一和第二平衡喜歡端1510和1522上的寄生電容基本相等。因此，與第一和第二最佳實施例一樣，由于所述幅值平衡和相位平衡得到了改善，所以，所述通帶以外的衰減被有效地增加了。
圖14所示的聲表面波濾波器裝置1500使用3-IDT型的聲表面波濾波器1501和1513。但是，如圖15所示，也可以使用5-IDT型的聲表面波濾波器1501A和1513A。
在圖15所示的聲表面波濾波器裝置1500A中，在沿所述聲表面波傳播的發(fā)現(xiàn)上在IDT1531、1532、1533和1534的外側附加安排了圖14所示的IDT1503和1505以及IDT1515和1517。除了這種安排以外，聲表面波濾波器裝置1500A最好與圖14所示的最佳實施例相同。在第三最佳實施例中，每個軸向耦合諧振器型聲表面波濾波器的IDT的數(shù)量沒有被限制在指定的一個。
另外，如圖16所示，兩個第一和第二聲表面波濾波器被用于提供具有4元件結構的聲表面波濾波器。在圖16所示的聲表面波濾波器裝置1500B中，連接了兩個第一聲表面波濾波器1501和1501A以及兩個第二聲表面波濾波器1513和1513A用于產(chǎn)生具有所述4元件結構的聲表面波濾波器裝置。
與上述第一和第二最佳實施例類似，在所述第三最佳實施例中，輸入和輸出阻抗中的一個最好是輸出和輸入阻抗中一個的近似4倍。第二聲表面波濾波器相對于第一聲表面波濾波器的相位差為180度。另外，2n-1個第一和第二聲表面波濾波器被彼此相互連接，其中，n是一個等于或大于1的整數(shù)?？傊?，2n個聲表面波濾波器被用于構成本發(fā)明的聲表面波濾波器裝置。類似的，附加到所述第一和第二平衡信號端上的寄生電容可以被減少并借此增加所述通帶以外的衰減。
第一到第三最佳實施例中的每一個都使用了沒有示出的由40±5度、Y-切割、X-傳播LiTao3制成的基板。但是，本發(fā)明所使用的基板并不局限于這種壓電基板。例如，本發(fā)明可以使用由64到72度、Y-切割、X-傳播的LiNbo3形成的基板或由41度、Y-切割、X傳播的LiNbo3形成的基板，或由其他適當材料形成的基板。利用這種安排，也可以獲得上述相同的優(yōu)點。
圖17簡要示出了一個框圖，用于表示包括至少根據(jù)上述本發(fā)明最佳實施例的聲表面波濾波器裝置之一的通信裝置。
在圖17中，天線轉換開關162被連接到天線161上。在天線轉換開關162和接收側混頻器163和163a之間，連接有開關SW、RF級的聲表面波濾波器164和放大器165和165a。另外，IF級的聲表面波濾波器169和169a被連接到混頻器163和163a上。在天線轉換開關162和發(fā)射側混頻器166之間，連接有放大器167和RF級的聲表面波濾波器168。
當聲表面波濾波器164被插入到通信裝置160中時，可以適當?shù)厥褂酶鶕?jù)本發(fā)明上述最佳實施例任何一個所述的聲表面波濾波器裝置。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明最佳實施例的聲表面波濾波器裝置中，在所述第一和第二聲表面波濾波器中，輸入和輸出阻抗中的一個最好是另一個的約4倍。另外，所述第二聲表面波濾波器相對于所述第一聲表面波濾波器的相位差為180度。另外，2n個第一和第二聲表面波濾波器被連接在不平衡信號端和第一平衡信號端之間以及不平衡信號端和第二平衡信號端之間。因此，附加到第一和第二平衡信號端上的寄生電容之間的差被極大地減小，借此，可以有效地改善所述幅值平衡和相位平衡。結果是，在具有平衡-不平衡轉換功能和相等輸入和輸出阻抗的聲表面波濾波器裝置中，所述通帶以外的衰減可以有效地增加。
在如上描述了本發(fā)明最佳實施例的同時，應當理解，本領域普通技術人員可以在本發(fā)明的范圍和精神方面作出改進和變化。因此，本發(fā)明的范圍和精神將由下面的權利要求書加以確定。
權利要求
1.一種具有基本相等輸入和輸出阻抗的聲表面波濾波器裝置，所述濾波器裝置包括一個不平衡信號端；第一和第二平衡信號端；連接在所述不平衡信號端和所述第一平衡信號端之間的2n-1個第一聲表面波濾波器，其中，n是一個等于或大于1的整數(shù)；和連接在所述不平衡信號端和所述第二平衡信號端之間的2n-1個第二聲表面波濾波器；其中，所述第一和第二濾波器中每一個的輸入和輸出阻抗中的一個近似等于另一個阻抗的4倍；和所述第二聲表面波濾波器相對于所述第一聲表面波濾波器的相位差為180度。
2.根據(jù)權利要求1所述的聲表面波濾波器裝置，其特征是所述第一和第二聲表面波濾波器中的每一個都具有多個在所述聲表面波傳播方向上安排的叉指式換能器，并且所述叉指式換能器中的至少一個被在電極指叉指寬度方向上分成兩個相等的部分，以便規(guī)定彼此相互串聯(lián)的第一和第二叉指式換能器。
3.根據(jù)權利要求1所述的聲表面波濾波器裝置，其特征是所述第一和第二聲表面波濾波器中的每一個都具有一種結構，在這種結構中，預先構成的具有基本相等輸入和輸出阻抗的聲表面波濾波器被以如下方式安排，即，在電極指叉指寬度方向上至少有一個叉指式換能器被分成兩個相等的部分，以便規(guī)定第一和第二叉指式換能器部分。
4.根據(jù)權利要求3所述的聲表面波濾波器裝置，其特征是所述預先構成的聲表面波濾波器是一個軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器。
5.根據(jù)權利要求4所述的聲表面波濾波器裝置，其特征是所述軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器具有三個在所述聲表面波傳播方向上安排的叉指式換能器，中心的叉指式換能器或在兩側處的叉指式換能器在電極指叉指寬度方向上被分成兩個相等的部分以便規(guī)定第一和第二叉指式換能器部分。
6.根據(jù)權利要求1所述的聲表面波濾波器裝置，其特征是所述第一和第二聲表面波濾波器中的每一個都具有多個叉指式換能器和所述多個叉指式換能器中的至少一個在所述聲表面波傳播方向上被分成兩個相等的部分以便規(guī)定第一和第二叉指式換能器部分。
7.根據(jù)權利要求6所述的聲表面波濾波器裝置，其特征是所述第一和第二聲表面波濾波器中的每個都具有一種結構，在這種結構中，預先安排了一個具有基本相等輸入和輸出阻抗的聲表面波濾波器，從而至少一個叉指式換能器被在聲表面波傳播方向上被分成兩個相等的部分。
8.根據(jù)權利要求7所述的聲表面波濾波器裝置，其特征是所述預先安排的聲表面波濾波器是軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器。
9.根據(jù)權利要求8所述的聲表面波濾波器裝置，其特征是所述軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器具有三個叉指式換能器，位于中心處的一個叉指式換能器在所述聲表面波傳播方向上被分成兩個相等的部分。
10.根據(jù)權利要求2所述的聲表面波濾波器裝置，其特征是所述第一叉指式換能器部分和第二叉指式換能器部分的其中之一被連接到地電位。
11.根據(jù)權利要求1所述的聲表面波濾波器裝置，其特征是所述第一和第二聲表面波濾波器中的每一個都包括多個叉指式換能器并具有一種結構，在這種結構中，構造具有多個叉指式換能器的聲表面波濾波器，使得至少有兩個叉指式換能器被彼此串聯(lián)。
12.根據(jù)權利要求11所述的聲表面波濾波器裝置，其特征是所述第一和第二聲表面波濾波器中的每一個都具有一種結構，在這種結構中，預先安排了一個具有基本相等輸入阻抗和輸出阻抗的聲表面波濾波器，并使得所述多個叉指式換能器中的至少兩個彼此相互串聯(lián)連接。
13.根據(jù)權利要求12所述的聲表面波濾波器裝置，其特征是所述預先安排的聲表面波濾波器是一個軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器。
14.根據(jù)權利要求13所述的聲表面波濾波器裝置，其特征是所述軸向耦合的諧振器型聲表面波濾波器具有三個叉指式換能器，且安排在聲表面波傳播方向兩側處的叉指式換能器彼此相互串聯(lián)。
15.包括至少一個根據(jù)權利要求1所述的聲表面波濾波器裝置的通信裝置。
16.根據(jù)權利要求15所述的通信裝置，其特征是至少一個聲表面波濾波器是帶通濾波器。
全文摘要
一種聲表面波濾波器裝置,具有平衡－不平衡轉換功能和基本相等的輸入阻抗和輸出阻抗,以便增加通帶以外的衰減。所述聲表面波濾波器裝置包括一個不平衡信號端、第一和第二平衡信號端以及具有輸入和輸出阻抗的第一和第二聲表面波濾波器。在每個濾波器中,輸入和輸出阻抗中的一個是另一個的大約4倍。另外,在所述不平衡信號端和所述第一平衡信號端之間連接有文檔編號H03H9/00GK1367634SQ0210470
公開日2002年9月4日 申請日期2002年1月21日 優(yōu)先權日2001年1月26日
發(fā)明者矢田優(yōu), 下江一伸, 澤田曜一, 渡邊寬樹, 高峰裕一 申請人:株式會社村田制作所