專利名稱：聲表面波濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的聲表面波濾波器。
背景技術(shù)：
近年來人們關(guān)注攜帶式電話機(jī)等移動(dòng)通信機(jī)的小型化，輕量化方面的技術(shù)進(jìn)步，作為實(shí)現(xiàn)上述目的的手段，主要通過各構(gòu)成元件的削減，小型化，加速開發(fā)復(fù)合多功能的元件。以這種狀況為背景，使用在移動(dòng)通信機(jī)的RF段的聲表面波濾波器上添加平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能、即所謂平衡—不平衡(balun)功能的部件近年來也被廣泛研究，使之能以GSM(Global system for mobilecommunications)方式為中心得到使用。
所謂平衡—不平衡，當(dāng)平行二線式饋線那樣的平衡線路與同軸電纜那樣的不平衡線路直接連接時(shí)，因?yàn)椴幌Ｍ黄胶怆娏髁鲃?dòng)時(shí)供電線(饋線)自體成為天線出現(xiàn)動(dòng)作，從而在回路上阻止不平衡電流，整合平衡線路與不平衡線路的意思。
已有若干申請涉及持這樣的平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的聲表面波濾波器的專利。作為帶平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的聲表面波濾波器，如圖12所示的那樣的構(gòu)造是眾所周知的。
如圖12所示的聲表面波濾波器，其壓電基板10上設(shè)置梳形電極部11(也叫簾狀電極、Inter Digital Transducer、以下稱為IDT)，在IDT11的左右(沿彈性波的傳輸方向)各配置IDT12，13。
又，在上述聲表面波濾波器中，分別配置用來將它們的各IDT11，12，13從左右夾住、反射出聲表面波、使轉(zhuǎn)換效率提高的各反射器14，15，此外還設(shè)置各平衡信號(hào)端子16，17及不平衡信號(hào)端子18。
這樣的聲表面波濾波器就稱為3IDT型的縱耦合共振子型聲表面波濾波器，它通過用各IDT11，12，13間的聲表面波的變換具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能。
對于有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的聲表面波濾波器，在平衡信號(hào)端子與不平衡信號(hào)端子的各自端子間的通過帶域內(nèi)的傳輸特性方面，要求振幅特性盡可能相等，且相位盡可能有180度反轉(zhuǎn)，這被稱為各自的振幅平衡度及相位平衡度。
振幅平衡度及相位平衡度由以下作分別定義，把有上述平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的聲表面波濾波器看成3入口的部件，例如把不平衡輸入端子看作第一入口，平衡輸出端子分別看作第二、第三入口時(shí)，振幅平衡度＝A、A＝|20log(S21)|-|20log(S31)|、相位平衡度＝B-180、B＝|∠S21-∠S31|。又，S21表示從第一入口向第二入口的傳遞系數(shù)，S31表示從第一入口向第三入口的傳遞系數(shù)，另外，上述各式中的||用來表示絕對值。這樣的平衡度，在聲表面波濾波器的通過帶域內(nèi)理想的振幅平衡度為0dB，相位平衡度為0度。
但是，在以往的有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的聲表面波濾波器的構(gòu)成方面，存在著平衡信號(hào)端子間的平衡度差的問題。本發(fā)明的目的，為了解決上述問題，提供一種具有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能，且可改善平衡度的聲表面波濾波器。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述課題，本發(fā)明的聲表面波濾波器，包括在壓電基板上沿聲表面波的傳輸方向設(shè)置著有3個(gè)IDT的縱耦合共振子型濾波器，在上述縱耦合共振子型濾波器上設(shè)置不平衡端子與平衡端子，設(shè)置上述3個(gè)IDT中至少一個(gè)相位與其它的不同，分別設(shè)置反射器，以便從兩側(cè)夾住上述3個(gè)IDT，上述反射器接地。
為解決上述課題，本發(fā)明的另一聲表面波濾波器，包括在壓電基板上沿聲表面波的傳輸方向多個(gè)地相互組合設(shè)置著有3個(gè)IDT的縱耦合共振子型濾波器，在上述縱耦合共振子型濾波器上設(shè)置不平衡端子與平衡端子，設(shè)置上述3個(gè)IDT中至少一個(gè)相位與其它的不同，分別設(shè)置反射器，以便從兩側(cè)夾住上述3個(gè)IDT，上述反射器接地。
對于上述構(gòu)成，沿聲表面波的傳輸方向有3個(gè)IDT，上述縱耦合共振子型濾波器上設(shè)置不平衡端子及平衡端子，所以能發(fā)揮平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能。又，上述構(gòu)成中，分別設(shè)置反射器，以便從兩側(cè)夾住上述3個(gè)IDT，可減輕插入損失。
又，上述構(gòu)成中，反射器接地，所以在使用有3個(gè)IDT的縱耦合共振子型濾波器時(shí)，可避免所述通過特性、平衡度以外的特性的劣化，同時(shí)改善平衡信號(hào)端子間的平衡度。
在上述聲表面波濾波器中，對于縱耦合共振子型濾波器，經(jīng)過串聯(lián)及并聯(lián)的至少一方，至少連接一個(gè)聲表面波共振子就行了。
對于上述構(gòu)成，由于至少連接一個(gè)聲表面波共振子，所以能增大通過帶域外的衰減量，提高濾波器的特性。
在上述聲表面波濾波器中，反射器的電極指數(shù)量最好在20支到200支的范圍內(nèi)。反射器的電極指如不滿20支，聲表面波的反射效率降低，插入損失惡化，另一方面，如反射器的電極指超過200支，產(chǎn)生大型化的不方便了。
對于上述構(gòu)成，由于把反射器的電極指數(shù)量設(shè)定在20支到200支的范圍內(nèi)，所以能避免通過帶域內(nèi)的特性惡化，并改善平衡度。
在上述聲表面波濾波器中，如果反射器的波長為λR，則IDT與反射器的間隔最好設(shè)定在從0.4λR到0.6λR的范圍內(nèi)。IDT與反射器的間隔如偏離上述范圍，則在通過帶域內(nèi)會(huì)產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的脈動(dòng)。
對于上述構(gòu)成，由于IDT與反射器的間隔設(shè)定在從0.4λR到0.6λR的范圍內(nèi)，所以能抑制在輸出信號(hào)中的通過帶域內(nèi)的脈動(dòng)發(fā)生，改善傳輸特性。
在上述聲表面波濾波器中，在縱耦合共振子型濾波器的3個(gè)IDT內(nèi)，將夾住中央IDT的兩側(cè)的各IDT設(shè)定成相位相互反轉(zhuǎn)。又，在使用多個(gè)的縱耦合共振子型濾波器的場合，至少一個(gè)縱耦合共振子型濾波器的3個(gè)IDT內(nèi)，夾住中央的IDT的兩側(cè)的各IDT，最好設(shè)定成相互相位反轉(zhuǎn)。
對于上述構(gòu)成，使夾住中央的IDT的兩側(cè)的各IDT的相位相互反轉(zhuǎn)，可更加確實(shí)地實(shí)現(xiàn)平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能。


圖1表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的聲表面波濾波器的概略構(gòu)成圖。
圖2表示上述實(shí)施形態(tài)與比較例的頻率-振幅平衡度的差的曲線圖。
圖3表示上述實(shí)施形態(tài)與比較例的頻率-相位平衡度的差的曲線圖。
圖4表示上述實(shí)施形態(tài)與比較例聲表面波濾波器的概略構(gòu)成圖。
圖5表示上述實(shí)施形態(tài)與比較例的頻率-振幅特性的差的曲線圖。
圖6表示上述實(shí)施形態(tài)的一變形例的聲表面波濾波器的概略構(gòu)成圖。
圖7表示上述實(shí)施形態(tài)的另一變形例的聲表面波濾波器的概略構(gòu)成圖。
圖8表示上述實(shí)施形態(tài)的又另一變形例的聲表面波濾波器的概略構(gòu)成圖。
圖9表示上述實(shí)施形態(tài)的又另一變形例的聲表面波濾波器的概略構(gòu)成圖。
圖10表示上述實(shí)施形態(tài)的又另一變形例的聲表面波濾波器的概略構(gòu)成圖。
圖11表示上述實(shí)施形態(tài)的又另一變形例的聲表面波濾波器的概略構(gòu)成圖。
圖12表示以往的聲表面波濾波器的概略構(gòu)成圖。
符號(hào)說明101聲表面波濾波器部(縱耦合共振子型濾波器)103，104，105IDT(梳形電極部)106，107反射器110不平衡信號(hào)端子111，112平衡信號(hào)端子具體實(shí)施方式
關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)，如果不以圖1而是以圖11為主進(jìn)行說明，情況就如下。圖1中展示出與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施形態(tài)的聲表面波濾波器。又，以本實(shí)施形態(tài)對以DCS接收用濾波器為例進(jìn)行說明。
在本實(shí)施形態(tài)中，在以40±5°YcutX傳輸由LiTaO3構(gòu)成的壓電基板(未圖示)上，縱耦合共振子型的聲表面波濾波器部101，以及對著聲表面波濾波器部101串聯(lián)連接的聲表面波共振子102，都是以鋁(Al)電極用照相蝕版法分別形成的。
在上述聲表面波濾波器部101，沿聲表面波的傳輸方向分別形成IDT103，105，把中央的IDT104從兩側(cè)(圖的左右)夾入。這樣，上述3個(gè)IDT103，104，105沿著聲表面波的傳輸方向形成有各IDT的縱耦合共振子型濾波器。
IDT具有帶狀的基端部和多個(gè)個(gè)電極指部，電極指部具有與基端部的一方的側(cè)部垂直的方向上延伸的多個(gè)個(gè)互相平行的電極指，以在相互的電極指間組合的狀態(tài)形成上述各電極指部，使上述各電極指部的電極指側(cè)部相互對向。
在這樣的IDT中，通過分別設(shè)定各電極指的長度及寬度，相鄰各電極指的間隔，及表示電極指間插入狀態(tài)的對面長度的交叉寬度，使信號(hào)變換特性及通過帶域的設(shè)定成為可能。
在上述聲表面波濾波器101沿聲表面波的傳輸方向分別形成反射器106，107，從兩側(cè)(圖的左右)對IDT103，104，105夾住。上述各反射器106，107，用于將傳輸來的聲表面波沿其傳輸方向反射出去，它具有互相對向的平行的一對基端部，及通過這些基端部的多個(gè)個(gè)相互平行配置的電極指。
如從圖1看到的那樣，IDT103與IDT104相互對向的部分，及IDT104與IDT105相互對向的部分的數(shù)支電極指(窄間隔電極指)的間隔，做得比IDT的其他部分小，(見圖1的108與109處)。這樣，減低了插入損失。端子111與112是平衡端子，端子110是不平衡端子。
不平衡信號(hào)端子110經(jīng)信號(hào)線113連接到聲表面波共振子102的一方的電極指部。聲表面波共振子102的另一方的電極指部經(jīng)各信號(hào)線114，115被連接到聲表面波濾波器101的IDT103，105上。聲表面波共振子102在上述相互介入的各電極指部的兩側(cè)裝有反射器。
平衡信號(hào)端子111，112經(jīng)信號(hào)線116，117連接到中央部2分割的IDT104上。這樣，IDT104以與聲表面波的傳輸方向相垂直、在IDT104通過中心部的假象線作為對稱軸形成線對稱的構(gòu)成。
IDT104，包括有偶數(shù)的電極指的電極指部104a，及在聲表面波傳輸方向的中心部沿二個(gè)同方向的一對電極指。這樣，在一對電極指之間，通過上述假象線。電極指部104a呈浮動(dòng)狀態(tài)。
這以后，在IDT104上，對著電極指部104a的電極指的側(cè)部，面對面地裝入一對的各電極指部104b，104c，它們在電氣上相互絕緣，而且以上述假象線為對稱軸設(shè)置得相互對稱。因此，各平衡信號(hào)端子111，112分別對各電極指部104b，104c連接。
又，各IDT103，105，以上述假想線上的IDT104的中心點(diǎn)為對稱點(diǎn)，形成相互點(diǎn)對稱即相互反轉(zhuǎn)的關(guān)系。這樣，設(shè)定各IDT103，104，105中至少一個(gè)的相位與別的不同，即各IDT103，105相互反相位，上述聲表面波濾波器部101就可發(fā)揮平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能。
作為本實(shí)施形態(tài)的特征點(diǎn)，在有上述聲表面波濾波器部101的聲表面波濾波器中，各反射器106，107是接地的。
聲表面波濾波器部101的詳細(xì)設(shè)計(jì)，如果由窄間隔電極指的間隔決定的波長設(shè)定為λI2(108，109處)，由其他電極指的間隔決定的波長為λI1，則交叉寬度W59.6λI1IDT的電極指支數(shù)(按103，104，105的順序)19(3)/(3)26(3)/(3)19支(括號(hào)內(nèi)是小間隔電極指的支數(shù))IDT波長λI12.15μm、λI21.91μm
反射器波長λR2.18μm反射器的電極指支數(shù)100支IDT-IDT間隔0.500λI2IDT-反射器間隔0.470λRDuty0.67(IDT、反射器共)電極膜厚0.096λ聲表面波共振子102的設(shè)計(jì)如下所示交叉寬度W60.9λIDT的電極指支數(shù)150支波長λ(IDT，反射器共)2.10μm反射器的電極指支數(shù)30支IDT-反射器間隔0.50λDuty0.67(IDT、反射器共)電極膜厚0.098λ上述“間隔”指的是相鄰的2支的各電極指的寬度方向上的中心間距離。
以下就有關(guān)本實(shí)施形態(tài)的作用、效果進(jìn)行說明。在本實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成中的、平衡信號(hào)端子間的振幅平衡度(amplitude balance)與頻率的關(guān)系曲線展示在圖2，相位平衡度與頻率的關(guān)系曲線展示在圖3、圖4表示的作為比較例的構(gòu)成的振幅平衡度、相位平衡度也一起畫在圖2、圖3中。對于圖4表示的作為比較例的實(shí)施形態(tài)，除了反射器106a，107a不接地外，構(gòu)成全部相同。又，實(shí)施形態(tài)與比較例的振幅特性對頻率的關(guān)系曲線展示在圖5上。DCS接收用濾波器中的通過帶域的頻率范圍為1805MHz～1880MHz。
這個(gè)范圍內(nèi)的振幅平衡度，如果在比較例中為-2.50dB～+1.75dB(偏差4.25dB、偏差越小振幅平衡度越好)，與此對應(yīng)，實(shí)施形態(tài)中為-2.20dB～+1.50dB(偏差3.70dB)，那么可獲得大約0.55dB的振幅平衡度的改善。
相位平衡度，如果在比較例中為+1.0度～+12.5(偏差11.5度、偏差越小相位平衡度越好)，與此對應(yīng)，實(shí)施形態(tài)中為+2.0度～+10.0度(偏差8.0度)，那么可獲得大約3.5度的相位平衡度的改善。此時(shí)的振幅特性幾乎不變化。(即，本實(shí)施形態(tài)既能避免振幅特性的劣化，又能改善平衡度)。如果不是信號(hào)電極，或者是不接地的浮電極，那就要考慮是否有電位不穩(wěn)定，平衡度惡化的問題。
如上面說明的那樣，在實(shí)施形態(tài)中，在有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的如圖1的構(gòu)成的聲表面波濾波器中，由于反射器106，107接地，可得到比比較例的聲表面波濾波器平衡信號(hào)端子111、112間的平衡度獲得改善的聲表面波濾波器。
又，在實(shí)施形態(tài)中，如圖6所示，把反射器106b，107b連接到與它相鄰的IDT103，105的接地的基端部103a，105a側(cè)，則上述反射器106b，107b接地也可獲得同樣的效果。在這場合，不在壓電基板上設(shè)置新的電極部分也能讓106b，107b接地，所以不增大聲表面波濾波器的尺寸也能得到本發(fā)明的效果。
在實(shí)施形態(tài)中展示了用3個(gè)IDT的3IDT型縱耦合共振于型濾波器的例子。但獲得本發(fā)明的效果并不取決于IDT的數(shù)量，2IDT型與5IDT型以上的多電極型的縱耦合共振子型濾波器中也能得到同樣的效果。
但是，用多電極濾波器的場合，片狀的壓電基板上的折回增多，出現(xiàn)圖案設(shè)計(jì)復(fù)雜化的缺點(diǎn)。為此，如實(shí)施形態(tài)說明的那樣，最好采用3IDT的縱耦合共振子型濾波器。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中都把聲表面波共振子102用串聯(lián)連接的構(gòu)成進(jìn)行說明的，但即使是聲表面波共振子并聯(lián)連接或串聯(lián)、并聯(lián)兩方連接，也能得到本發(fā)明的效果。還有，在不連接聲表面波共振子的構(gòu)成中也可獲得本發(fā)明的效果，但這種場合通過帶域外的衰減量不充分，所以還是連接聲表面波共振子為好。
又，在別的有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的聲表面波濾波器中也可以同樣得到本發(fā)明的效果。例如圖7所示，在3IDT型縱耦合共振子型濾波器中，左右的各IDT203，205上連接平衡信號(hào)端子111，112的構(gòu)成，還有如圖8所示的、在中央部的IDT304的兩側(cè)的各電極指部分別連接平衡信號(hào)端子111，112的構(gòu)成中也能夠得到同樣的效果。還有如圖9所示，分2段縱向連接3IDT型縱耦合共振子型濾波器的構(gòu)成，也能得到同樣的效果。
進(jìn)而看圖10，采用2個(gè)3IDT型縱耦合共振子型濾波器、構(gòu)成有平衡—不平衡轉(zhuǎn)換功能的聲表面波濾波器的場合，還有把它如圖11那樣用2段縱向連接的構(gòu)成中，也能得到同樣的效果。
又，由于反射器接地，所以也有避免出現(xiàn)IDT與反射器相鄰處焦電破壞的效果。
在本實(shí)施形態(tài)中，從采用以40±5°YcutX傳輸由LiTaO3構(gòu)成的壓電基板獲得效果的原理同樣可知，本發(fā)明不限于壓電基板，64～72°YcutX傳輸由LiNbO3、41°YcutX傳輸由LiNbO3等構(gòu)成的壓電基板也能得到同樣的效果。
本發(fā)明的聲表面波濾波器，如上所述，在構(gòu)成中包括在壓電基板上沿聲表面波的傳輸方向有3個(gè)IDT的縱耦合共振子型濾波器，設(shè)置在3個(gè)IDT兩側(cè)的反射器，及平衡信號(hào)端子，上述反射器是接地的。
在上述構(gòu)成中，由于上述反射器接地，不但避免了對于通過特性的平衡度以外的特性的劣化，而且能實(shí)現(xiàn)改善平衡信號(hào)端子間的平衡度的效果。
權(quán)利要求
1.一種聲表面波濾波器，其特征在于，在壓電基板上設(shè)置沿聲表面波的傳輸方向有3個(gè)梳形電極部的縱耦合共振子型濾波器，在所述縱耦合共振子型濾波器上設(shè)置不平衡端子及平衡端子，設(shè)置所述3個(gè)梳形電極部中至少一個(gè)的相位與其它的不同，分別設(shè)置反射器，以便從兩側(cè)夾住所述3個(gè)梳形電極部，所述反射器接地。
2.一種聲表面波濾波器，其特征在于，在壓電基板上多個(gè)相互組合地設(shè)置沿聲表面波的傳輸方向有3個(gè)梳形電極部的縱耦合共振子型濾波器，在所述縱耦合共振子型濾波器上設(shè)置不平衡端子及平衡端子，設(shè)置所述3個(gè)梳形電極部中至少一個(gè)的相位與其它的不同，分別設(shè)置反射器，以便從兩側(cè)夾住所述3個(gè)梳形電極部，所述反射器接地。
3.如權(quán)利要求1所述的聲表面波濾波器，其特征在于，對于縱耦合共振子型濾波器，經(jīng)串聯(lián)及并聯(lián)的至少一方，至少連接一個(gè)聲表面波共振子。
4.如權(quán)利要求1所述的聲表面波濾波器，其特征在于，反射器具有從20支到200支的電極指范圍。
5.如權(quán)利要求1所述的聲表面波濾波器，其特征在于，如果反射器的波長為λR，則梳形電極部與反射器的間隔設(shè)定在從0.4λR到0.6λR的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的聲表面波濾波器，其特征在于，在縱耦合共振子型濾波器的3個(gè)梳形電極部內(nèi)，將夾住中央梳形電極部的兩側(cè)的各梳形電極部設(shè)定成相位相互反轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種聲表面波濾波器，包括在壓電基板上設(shè)置著沿聲表面波傳輸方向有3個(gè)梳形電極部103，104，105的聲表面波濾波器部101。聲表面波濾波器部101上設(shè)置不平衡信號(hào)端子及平衡信號(hào)端子111，112。上述3個(gè)梳形電極部103，104，105中至少有一個(gè)的相位與別的不同。分別設(shè)置反射器106，107，用來從兩側(cè)把上述梳形電極部103，104，105夾住。反射器106，107是接地的。本發(fā)明提供具有平衡一不平衡轉(zhuǎn)換功能，能改善平衡信號(hào)端子111，112間的平衡度的聲表面波濾波器。
文檔編號(hào)H03H9/00GK1404221SQ0213198
公開日2003年3月19日 申請日期2002年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月29日
發(fā)明者高峰裕一, 大內(nèi)峰文 申請人:株式會(huì)社村田制作所