專利名稱：表面聲波濾波器、天線雙工器和通信設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面聲波濾波器和使用該表面聲波濾波器的天線雙工器和通信設備。
背景技術(shù)：
圖23顯示了在分組數(shù)字蜂窩(packet digital cellular-PDC)系統(tǒng)中的接收頻帶(810到828MHz)以及傳輸頻帶(940到958MHz)，所述的PDC系統(tǒng)是一種國內(nèi)蜂窩通信系統(tǒng)。該配置使用了同時執(zhí)行傳輸和接收的方法來替代傳統(tǒng)的時分多址接入(TDMA)。因此，這種配置系統(tǒng)需要天線開關(guān)。圖25是縱向耦合方式型(vertical mode type)表面聲波濾波器的平面圖，該濾波器用作在以上提到的頻帶中使用的PDC系統(tǒng)的接收濾波器。
圖25所示的表面聲波濾波器101具有在壓電基板108上的IDT(interdigital transducer)電極103到105、以及反射器電極106。IDT電極103到105中的每一個具有多個電極指(electrode finger)。IDT電極103的母線上端與端子102連接。IDT電極104和105的母線下端與第二端子109連接。將IDT電極103的母線下端、以及IDT電極104和105中的每一個的母線上端接地。
圖24顯示了如上所述配置的縱向耦合方式型的表面聲波濾波器101的衰減特性111。此外，圖24所示的曲線112顯示了在PDC的接收頻帶(此后簡稱為“接收頻帶”)中觀察的衰減特性，依據(jù)右軸(right axis)上的刻度被放大的衰減特性。如圖24所示，在PDC的傳輸頻帶(此后簡稱為“傳輸頻帶”)中的衰減大約為-42db。這樣的衰減不充分，從而在天線雙工器中，傳輸信號對接收信號有影響。
圖26是顯示從表面聲波濾波器101的端子102中觀察到的阻抗特性的史密斯圖。在圖26中，參考符號113表示在傳輸頻帶中的950MHz的阻抗特性。參考符號114和115分別表示在接收頻帶中的810MHz和828MHz的阻抗特性。
圖26表示在接收頻帶中，阻抗特性幾乎相互匹配，但是在傳輸頻帶中，相位(phase)沒有處在它的開路狀態(tài)(open position)。如果在傳輸頻帶中，相位沒有處于它的開路狀態(tài)，則可能在天線雙工器中丟失傳輸信號。
因此，如圖27所示，在端子102和表面聲波濾波器101之間級聯(lián)表面聲波共振器116。表面聲波共振器116具有IDT電極117和反射器電極118和119。IDT電極117由多個電極指形成。IDT電極117的母線上端與端子102連接。IDT電極117的母線下端與表面聲波濾波器101的IDT電極103的母線上端連接。
圖28顯示表面聲波共振器116的衰減特性120。此外，圖28所示的曲線121顯示了依據(jù)在右軸上的刻度放大的該衰減特性。如圖28所示，表面聲波共振器116在傳輸頻帶中具有大約-20dB(分貝)的衰減極點。此外，該圖顯示由R1和R2表示在接收頻帶中達到大約-0.7分貝的插入損耗。表面聲波共振器的優(yōu)點在于該共振器使通帶周圍衰減，但是使離通帶較遠處受到嚴重的插入損耗，即，優(yōu)選的是，將表面聲波共振器的共振頻率設置為離縱向耦合方式型表面聲波濾波器的通帶較近，并且將表面聲波共振器的反共振頻率設置為離縱向耦合方式型表面聲波濾波器的衰減帶較近。(例如，見日本專利公開No.6-260876，該文檔的整個公開被全文包括在此作為參考)。在傳輸信號頻帶和接收信號頻帶相互分離的諸如PDC系統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，接收頻帶中的這樣的插入損耗會增加。
圖29顯示通過將具有圖28所示的特性的表面聲波共振器116和表面聲波濾波器101級聯(lián)起來構(gòu)造的表面聲波濾波器130的衰減特性。表面聲波濾波器130可以在傳輸頻帶中形成大約-62dB的衰減極點。因此，與圖25所示的由單一的表面聲波濾波器101相比，天線雙工器可以充分地衰減在傳輸頻帶中的傳輸信號。
此外，圖30所示的表面聲波濾波器140包括在圖27中所示的表面聲波濾波器130、以及與表面聲波濾波器130級聯(lián)的表面聲波共振器131。表面聲波共振器131具有與表面聲波共振器116的配置相似的配置，并且具有IDT電極132、以及反射器電極133和134。端子102與IDT電極132的母線上端連接。IDT電極132的母線下端與表面聲波共振器116的IDT電極117的母線下端連接。
圖31顯示了表面聲波共振器140的衰減特性。圖31顯示在傳輸頻帶的衰減更大。即，與圖27所示的表面聲波共振器130相比，此表面聲波共振器實現(xiàn)了更加大的衰減。
然而，對于圖27所示的表面聲波共振器130，在圖29所示的接收頻帶中出現(xiàn)了大波紋(ripple)200。此外，對于圖30所示的表面聲波共振器140，在圖31所示的接收頻帶中出現(xiàn)了大波紋210。
在接收頻帶中的這樣的漣波的出現(xiàn)增加了在該頻帶中的插入損耗。這是因為由于表面聲波共振器116和131的特性，如果像在使用PDC的情況下，傳輸頻帶和接收頻帶相互分離，則如圖28所示，在接收頻帶中會出現(xiàn)嚴重的插入損耗。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到這些問題，本發(fā)明的目的是提供一種表面聲波濾波器，即使傳輸頻帶和接收頻帶相互分離，以及天線雙工器使用該表面聲波濾波器，該表面聲波濾波器也會降低在接收頻帶中的漣波，從而確保在傳輸頻帶中的衰減。
依據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種表面聲波濾波器，該表面聲波濾波器包括至少一個壓電基板；在所述的壓電基板上形成的至少一個表面聲波共振器；以及在所述的壓電基板上形成的縱向耦合方式型表面聲波濾波器，其中，所述的表面聲波共振器和所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器級聯(lián)在一起，所述的表面聲波共振器還與具有一個接地端的至少一個電感連接，以及在較高的頻帶方向上，所述的至少一個表面聲波共振器的衰減頻帶與所述的縱向耦合方式型聲波濾波器的通帶分離。
依據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出了一種表面聲波濾波器，該表面聲波濾波器包括至少一個壓電基板；在所述的壓電基板上形成的至少一個表面聲波共振器；以及在所述的壓電基板上形成的縱向耦合方式型表面聲波濾波器，其中，分別對所述的至少一個表面聲波共振器和對所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器使用不同的電極材料。
依據(jù)本發(fā)明的第三方面，在本發(fā)明的第二方面中，所述的至少一個表面聲波共振器的電極材料具有比所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器的電極材料更好的功率耐久性。
依據(jù)本發(fā)明的第四方面，在本發(fā)明的第三方面中，所述的至少一個表面聲波共振器具有層疊的電極配置。
依據(jù)本發(fā)明的第五方面，在本發(fā)明的第二方面中，所述的至少一個表面聲波共振器和所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器級聯(lián)在一起，其中，所述的表面聲波共振器還與具有一個接地端的至少一個電感連接。
依據(jù)本發(fā)明的第六方面，在本發(fā)明的第一或者第五方面中，設置所述的至少一個表面聲波共振器的衰減頻帶，以使所述的衰減頻帶高于所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器的通帶。
依據(jù)本發(fā)明的第七方面，在本發(fā)明的第一或者第五方面中，將所述電感的另一端連接到與所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器相反的所述表面聲波共振器的一側(cè)。
依據(jù)本發(fā)明的第八方面，在本發(fā)明的第七方面中，多個所述的表面聲波共振器級聯(lián)在一起，其中，所述的表面聲波共振器中與縱向耦合方式型表面聲波濾波器相反的一側(cè)包括在所述的多個級聯(lián)的表面聲波共振器之間的連接部分。
依據(jù)本發(fā)明的第九方面，在本發(fā)明的第四或者第五方面中，將所述的電感的另一端連接到在所述的表面聲波共振器和所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器之間的連接部分。
依據(jù)本發(fā)明的第十方面，在本發(fā)明的第八方面中，設置多個所述的電感，并且每一個電感通過各個不同的連接部分，與所述的表面聲波共振器連接。
依據(jù)本發(fā)明的第十一方面，在本發(fā)明的第一或者第五方面，所述的電感在與開路狀態(tài)更近的所述衰減頻帶的頻率上移動阻抗的相位。
依據(jù)本發(fā)明的第十二方面，在本發(fā)明的第十一方面中，所述的電感使在所述通帶的頻率上的阻抗相互匹配。
依據(jù)本發(fā)明的第十三方面，在本發(fā)明的第一或者第二方面中，對所述的至少一個表面聲波共振器和對所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器使用不同的電極膜厚度。
依據(jù)本發(fā)明的第十四方面，在本發(fā)明的第一或者第二方面中，將多個壓電基板設置為所述的至少一個壓電基板，其中，在其上形成所述的至少一個表面聲波共振器的壓電基板不同于在其上形成所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器的壓電基板。
根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，在本發(fā)明的第十四方面中，按照面朝下的方式安裝在所述的至少一個表面聲波共振器和所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器中的至少一個。
依據(jù)本發(fā)明的第十六方面，在本發(fā)明的第十五方面中，使用電線安裝在所述的至少一個表面聲波共振器和所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器中的另一個。
依據(jù)本發(fā)明的第十七方面，在本發(fā)明的第一或者第二方面中，所述表面聲波共振器的衰減頻帶是在PDC系統(tǒng)中的傳輸頻帶，并且所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器的通帶是在PDC系統(tǒng)中的接收頻帶。
依據(jù)本發(fā)明的第十八方面，本發(fā)明提出了一種天線雙工器，該天線雙工器包括天線端子；與所述的天線端子連接的接收濾波器；與所述的天線端子連接的傳輸濾波器；以及在所述的天線端子和所述的接收濾波器之間設置的第一移相電路，和/或在所述的天線端子和所述的接收濾波器之間設置的第二移相電路，其中，將依據(jù)本發(fā)明的第一或者第二方面的表面聲波濾波器用作所述的接收濾波器。
依據(jù)本發(fā)明的第十九方面，在本發(fā)明的第十八方面中，所述的傳輸濾波器的全部或者部分由在壓電基板上形成的表面聲波濾波器組成。
依據(jù)本發(fā)明的第二十方面，在本發(fā)明的第十九方面中，在其上形成了用作所述接收濾波器的所述表面聲波濾波器的所述表面聲波共振器的相同壓電基板上形成所述的傳輸濾波器。
依據(jù)本發(fā)明的第二十一方面，在本發(fā)明的第十九方面中，在相同的封裝(package)或者相同的安裝基板上安裝所述的至少一個表面聲波共振器和所述的傳輸濾波器，并且將所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器安裝在與所述的封裝或者安裝基板不同的封裝或者安裝基板上。
依據(jù)本發(fā)明的第二十二方面，在本發(fā)明的第十九方面中，在不同的壓電基板上形成用作所述的接收濾波器和所述的傳輸濾波器的所述表面聲波濾波器的表面聲波共振器，以及按照面朝下的方式安裝所述的表面聲波共振器和所述的傳輸濾波器中的至少一個。
依據(jù)本發(fā)明的第二十三方面，在本發(fā)明的第二十二方面中，按照面朝下的方式安裝所述的表面聲波共振器和所述的傳輸濾波器中的至少一個，而將另一個面朝上安裝以便進行電線連接。
依據(jù)本發(fā)明的第二十四方面，在本發(fā)明的第十九方面中，將屏障設置在其上安裝有用作所述的接收濾波器和所述的傳輸濾波器的所述表面聲波濾波器的所述表面聲波共振器的封裝或者安裝基板的兩個區(qū)域之間的邊界上，所述表面聲波共振器安裝在所述區(qū)域之一中，而所述傳輸濾波器安裝在另一區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明的第二十五方面中，本發(fā)明提出了一種通信設備，該通信設備包括依據(jù)本發(fā)明的第十九方面的天線雙工器；與所述的天線雙工器連接的天線；通過所述的天線，與所述的天線雙工器連接的、用于傳輸信號的傳輸裝置；以及通過所述的天線，與所述的天線雙工器連接的、用于接收信號的接收裝置。
依據(jù)本發(fā)明，可以提供表面聲波濾波器等，以便降低在接收頻帶中的漣波，從而確保在傳輸頻帶中的衰減。


圖1是依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器101的平面視圖；圖2是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的特性的圖；圖3是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的特性的圖；圖4是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的變化的平面圖；圖5是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的變化的特性的圖；圖6是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的變化的特性的圖；圖7是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的變化的平面圖；圖8是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的變化的特性的圖；圖9是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的變化的特性的圖；圖10是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的一部分的配置的平面圖；圖11是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的一部分的配置的特性的圖；圖12是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的一部分的配置的特性的圖；圖13是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的一部分的配置的特性的圖；圖14是依據(jù)本發(fā)明的實施例2的表面聲波濾波器101的平面圖；圖15是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例2的表面聲波濾波器的特性的圖；圖16是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例2的表面聲波濾波器的特性的圖；圖17(a)是使用依據(jù)本發(fā)明的實施例3的表面聲波濾波器的天線雙工器的配置的方框圖；圖17(b)是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例3的表面聲波濾波器中的共振器25的電極的配置的圖。
圖17(c)是顯示在依據(jù)本發(fā)明的實施例3的表面聲波濾波器中的共振器25的電極的配置的圖；圖17(d)是顯示在依據(jù)本發(fā)明的實施例3的表面聲波濾波器中的中的共振器電極25的電極的配置的圖；圖18是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例4的表面聲波濾波器的配置的平面圖；
圖19是顯示依據(jù)將依據(jù)本發(fā)明的實施例4的表面聲波濾波器用作天線雙工器的方框圖；圖20是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例5的天線雙工器的配置的方框圖；圖21是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例5的天線雙工器的配置的水平截面圖；圖22(a)是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例5的天線雙工器的配置的示意橫截面圖；圖22(b)是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例5的天線雙工器的配置的示意橫截面圖。
圖22(c)是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例5的天線雙工器的配置的示意橫截面圖；圖23是顯示在PDC中的接收頻帶和傳輸頻帶的圖；圖24是顯示依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的表面聲波濾波器的特性的圖；圖25是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的表面聲波濾波器的平面圖；圖26是顯示依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的表面聲波濾波器的特性的圖；圖27是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的表面聲波濾波器的平面圖；圖28是顯示依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的表面聲波濾波器的配置的一部分的特性的圖；圖29是顯示依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的表面聲波濾波器的特性的圖；圖30是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的表面聲波濾波器的平面圖；圖31是顯示依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的表面聲波濾波器的特性的圖；圖32是顯示依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的表面聲波濾波器的通過特性的圖；圖33是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例3的表面聲波濾波器的通過特性的圖；。
符號描述1、11電感10、20、30、40、50、60表面聲波濾波器101縱向耦合方式型表面聲波濾波器102、109端子
116表面聲波共振器117 IDT電極具體實施方式
以下將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。
(實施例1)參考圖1，將對依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器10的配置進行描述。在圖1所示的表面聲波濾波器10中，由相同的參考符號來表示與圖27所示的傳統(tǒng)的表面聲波濾波器130的元件相同的元件。因此，省略這些元件的描述。
依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的配置與傳統(tǒng)的表面聲波濾波器130的配置的不同之處在于表面聲波濾波器116的端子102包括具有一個接地端的電感1。
如圖1所示，電感1的一端與位于IDT電極117的母線端和端子102之間的連接點300連接，該電感1的另一端接地。也就是說，電感1與IDT電極117的母線上端，即與表面聲波共振器116相反的、在縱向耦合方式型的表面聲波濾波器101和表面聲波共振器116之間的連接點上的一側(cè)，相連接。
表面聲波共振器116是依據(jù)本發(fā)明的表面聲波共振器的實例。縱向耦合方式型的表面聲波濾波器101是依據(jù)本發(fā)明的縱向耦合方式型的表面聲波濾波器的實例。
圖2顯示包括電感1的表面聲波濾波器10的衰減特性，圖2所示的在接收頻帶中的漣波220比在圖29中顯示的漣波210更小。因此，在接收頻帶中的插入損耗已被降低。
此時，將對信號如何通過較低的頻帶而可以衰減較高的頻帶進行描述。在圖28中，衰減極點頻率是950MHz，并且與表面聲波共振器的反共振頻率對應。大約在920MHz上通帶的插入損耗達到最小，此頻率與表面聲波共振器的共振頻率相對應。
通常，如果將縱向耦合方式型表面聲波濾波器與表面聲波共振器結(jié)合，則設計縱向耦合方式型表面聲波濾波器和表面聲波共振器，以使縱向耦合方式型表面聲波濾波器幾乎等于或者接近于表面聲波共振器的共振頻率，即在其上插入損耗最小的頻率。
然而，在這種情況下，如圖28所示，通帶位于810MHz和828MH之間，而衰減極點的頻率是950MHz，即，通帶和衰減極點頻率相互顯著地分開。在這種情況下，表面聲波共振器的共振頻率，即在其上損耗最小的頻率，與縱向耦合方式型表面聲波濾波器的通帶分離，并且將該共振頻率設置在縱向耦合方式型表面聲波濾波器的衰減頻帶。因此，縱向耦合方式型表面聲波濾波器與表面聲波共振器的簡單的結(jié)合可以降低整個濾波器的特性。因此，當使用衰減極點頻率進行歸一化時，衰減極點頻率和通帶內(nèi)的較高頻率相互分離大約13％。因此，本布置在這樣的系統(tǒng)中十分有效。
圖3是顯示從端子102中觀察到的依據(jù)實施例1的表面聲波濾波器10的阻抗特性的史密斯圖。在圖3中，參考符號2表示在傳輸頻帶中的95MHz的阻抗特性。參考符號3和4分別表示在810MHz和828MHz上表面聲波濾波器10的阻抗特性。圖3表示阻抗的相位較接近于在傳輸頻帶中的阻抗的開路狀態(tài)，而在接收頻帶中阻抗還相互匹配。
因此，使用本表面聲波濾波器10，對于接收頻帶，添加的電感1使在接收頻帶中的阻抗相互匹配，以便降低在接收頻帶中的漣波。
圖4顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器的第一變化。圖4所示的表面聲波濾波器20包括在端子102和連接點300之間連接的傳輸線5。例如，將傳輸線5形成為在基板上的條紋線。傳輸線5具有需要的阻抗特性，以便將在圖3中所示的傳輸頻帶的相位特性2設置在它的開路狀態(tài)(在這種情況下，大約20°相位方式的阻抗特性)。
傳輸線5的設置導致在圖6中所示的這樣的阻抗特性。這可以使在傳輸頻帶中的相位特性2被設置在它的開路狀態(tài)。此外，圖5顯示具有傳輸線5的表面聲波濾波器20的衰減特性。在圖5中的漣波230表示即使具有增加的傳輸線5，漣波特性保持良好。
因此，通過與表面聲波濾波器10級聯(lián)地另外連接傳輸線5，可以將傳輸頻帶中的相位特性設置在它的開路狀態(tài)。因此，如果使用表面聲波濾波器20，例如作為在圖17(a)所示的雙工器中的接收濾波器，則從天線觀察到的接收頻帶中的阻抗特性處于它的開路狀態(tài)。因此，可以抑制在傳輸濾波器中的插入損耗的增加。因而這可以使傳輸信號被有效地傳輸?shù)教炀€。
在以上描述中，電感1與在IDT電極117的母線上端和端子102之間的連接點300連接。然而，電感1可以與在表面聲波共振器116和縱向耦合方式型表面聲波濾波器101之間的連接點連接。圖7顯示傳感器與在IDT電極117的母線下端和縱向耦合方式型表面聲波濾波器101的IDT電極103之間的母線上端之間的連接點310連接。
圖8顯示了圖7所示的表面聲波濾波器30的衰減特性。圖8所示的漣波240與圖29所示的漣波200的比較表示圖7所示的表面聲波濾波器30也可以降低在接收頻帶中的漣波。
圖9是顯示表面聲波濾波器30的阻抗特性的史密斯圖。在這種情況下，如圖9所示，可以將在傳輸頻帶中的相位特性移動得更接近于它的開路狀態(tài)。
此時，將對在表面聲波共振器和電感之間得連接位置關(guān)系進行描述。
圖10顯示在圖1所示的表面聲波濾波器10中設置的單一的表面聲波共振器400的配置，該單一表面聲波共振器包括表面聲波共振器116和電感1。
此外，圖11顯示單一表面聲波共振器400的通過特性。當將圖11與在圖28中所示的傳統(tǒng)表面聲波濾波器116中的通過特性進行比較時，則會認識到與未與電感1連接的單一表面聲波共振器116相比，與電感1連接的共振器降低了插入損耗。因此，改善了通過特性。
圖12是從端子102觀察到的單元表面聲波共振器的阻抗特性的史密斯圖。此外，圖13顯示了從端子109觀察到的阻抗特性。
圖12與圖23的比較表明在接收頻帶中，相位特性3和4、以及相位特性3’和4’都具有相互匹配的阻抗特性。
另一方面，在傳輸頻帶中，圖12所示的在950MHz的傳輸頻率的相位特性2是電感性的，而圖13所示的在950MHz的傳輸頻率的相位特性是電容性的。因此，如圖4所示，當使用傳輸線5將在傳輸頻帶中的相位特性設置在開路狀態(tài)時，如果將電感與IDT電極117的母線下端連接，則需要較長的傳輸線5。因此，為了將從天線觀察到的阻抗特性設置在它的開啟狀態(tài)，期望將電感1與IDT電極117的母線上端連接。
只要電感1可以在接收頻帶相互匹配阻抗特性，則該電感可以與在IDT電極117的母線上端的連接點300、以及設置的母線下端的連接點310連接。在這種情況下，可以產(chǎn)生與以上描述相似的效果。此外，如圖11所示，即使當使用衰減極點頻率進行歸一化時，衰減極點頻率和在通帶中的較高頻率相互分開7％或者7％以上，則在大約880MHz處，在表面聲波共振器中的插入損耗將從最小值降低0.2dB或者更大。因此，應用本發(fā)明的配置是十分有效的。即，在將表面聲波共振器的共振頻率設置在縱向耦合方式型表面聲波濾波器的衰減頻帶的較高頻帶側(cè)時，具有本發(fā)明配置的應用充分有效。
(實施例2)圖14是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例2的表面聲波濾波器40的平面圖。由相同的參考符號來表示與圖1中的元件相同或者對應的表面聲波濾波器40的元件。并且省略這些元件的細節(jié)。在圖14中所示的表面聲波濾波器40包括依據(jù)本發(fā)明的實施例1的表面聲波濾波器10的縱向耦合方式型表面聲波濾波器101；與表面聲波共振器116另外級聯(lián)的表面聲波共振器131；電感1，該電感將一端接地，而將另一端設置在表面聲波表面聲波共振器116和表面聲波共振器131之間的連接點320；以及電感11，該電感將一端接地，而將另一端設置在終端102和表面聲波共振器131之間的連接點330。即，本實施例與實施例1的不同之處具有一個接地端的表面聲波共振器中的每一個級聯(lián)在一起，以便形成兩級。
圖15顯示如上所述配置的表面聲波濾波器40的衰減特性。該圖表示表面聲波濾波器40可以使在接收頻帶中的漣波250急劇變小。此外，與圖31所示的現(xiàn)有技術(shù)的表面聲波濾波器140相比，已經(jīng)改善了在接收頻帶中的插入損耗。
圖16從端子102觀察到的依據(jù)本發(fā)明實施例的表面聲波濾波器40的阻抗特性。圖16表示在接收頻帶的阻抗特性相互匹配。此外。在傳輸頻帶中的相位特性接近于它在電感性一側(cè)的開路狀態(tài)。結(jié)果，如同圖4所示的配置的情況，通過將傳輸線5插入到終端102和表面聲波共振器133之間，可以容易地將相位特性調(diào)整到它的開路狀態(tài)。
在本實施例中，電感1與在表面聲波共振器116和表面聲波共振器131之間的連接點320連接。此外。電感11與終端102和表面聲波共振器之間的連接點330連接。如同在圖7中所示的情況，具有一個接地端的新的電感可以與表面聲波共振器116和縱向耦合方式型表面聲波濾波器101之間的連接點連接。此外，電感不需要與所有的連接點連接，但是可以只與某些連接器連接。
此外，依據(jù)本實施例的表面聲波濾波器40包括級聯(lián)在一起的表面聲波共振器116和133，以便形成兩級，并且每一級具有一個接地端。然而，表面聲波濾波器40可以包括級聯(lián)在一起的三個或者多個表面聲波共振器，以便形成三個或者三個以上的多級。在此情況下，電感必須只與表面聲波共振器之間的連接點、表面聲波共振器和縱向耦合方式型表面聲波濾波器之間的連接點、以及端子102和表面聲波共振器之間的連接點中的至少一個連接點連接。在這種情況下，可以產(chǎn)生與以上所述的效果相似的效果。
此外，在以上所述的實施例1和2中，連接點300、310、320、330以及其他連接點是本發(fā)明的連接部分的實例。然而，依據(jù)本發(fā)明的連接部分可以是用于將表面聲波共振器連接在一起、將表面聲波共振器和縱向耦合方式型表面聲波濾波器連接在一起、或者將端子102和表面聲波共振器連接在一起的電路徑的任意部分。因此，連接部分不受實際連接點的特定位置或者尺寸的限制。
(實施例3)圖17(a)是顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例3的表面聲波濾波器、以及使用該表面聲波濾波器的天線雙工器的方框圖。在圖17(a)中，共振器25或者是依據(jù)實施例1或者2的表面聲波共振器116、或者是包括表面聲波共振器116和表面聲波共振器131的串聯(lián)電路。共振器25的輸出端與縱向耦合方式型表面聲波濾波器101連接。共振器25的輸入端與作為依據(jù)本發(fā)明的第一移相電路(phase circuit)的實例的移相電路23的一端連接。移相電路23的另一端通過天線終端27與天線21、以及作為依據(jù)本發(fā)明的第二移相電路的實例的移相電路22的一端連接。移相電路22的另一端與傳輸濾波器24的一端連接。接收裝置(未示出)與縱向耦合方式型表面聲波濾波器101的另一端相連接。傳輸裝置(未示出)與傳輸濾波器24的另一端連接。
在本實施例中，構(gòu)成共振器25的電極部分中的每一個由功率耐久材料(power durable material)組成。圖17(b)和17(c)顯示了其中每一個電極部分由功率耐久材料組成的實例。
如圖17(b)所示，共振器25中的每一個電極部分由在壓電基板108的表面上形成的電極層31、以及在電極層31上層疊的Ti層和Al-Sc-Cu層、Al-Mg-Cu層等組成的電極層32形成。
可選擇的是，如圖17(c)所示，還可以將電極層31和32堆疊起來，以便形成例如四層。
另一方面，縱向耦合方式型表面聲波濾波器101的電極33由如圖17(d)所示對于功率不能耐久的普通電極材料Al、Al-Cu等組成。
因此，通過給共振器25的對應部分使用功率耐久材料以便形成電極、以及給縱向耦合方式型表面聲波濾波器101使用普通電極材料，可以抑制插入損耗的增加。以下將描述其原因所在。
由于表面聲波濾波器具有不充分的功率耐久性，因此到目前為止，表面聲波濾波器由以上描述的功率耐久材料構(gòu)成。這還可應用于其中將縱向耦合方式型表面聲波濾波器101和表面聲波共振器116級聯(lián)在一起的圖27所示的傳統(tǒng)配置。在不同部分的電極指和母線由功率耐久材料構(gòu)成。
然而，與諸如Al或者Al-Cu的普通電極材料相比，以上描述的功率耐久材料具有更大的耐久性。因此，如果這樣的功率耐久材料用于上述的天線雙工器，則在接收端的插入損耗略微增加。
因此，通過給共振器25的電極部分使用功率耐久材料、以及給縱向耦合方式型表面聲波濾波器101使用一般的電極材料，可以使接收功率中的插入損耗變得最小，而同時抑制在接收端的發(fā)起端(originating side)對接收端的反作用。
這里，圖32和33顯示了其中對表面聲波共振器以及對縱向耦合方式型表面聲波濾波器使用不同的材料的本實施例配置的特性與對表面聲波共振器和縱向耦合方式型表面聲波濾波器使用相同的功率耐久材料的傳統(tǒng)實例的特性之間的比較。
圖32顯示傳統(tǒng)實例中的接收濾波器的帶通特性。該特性涉及移相電路。使用堆疊的電極AI-Sc-Cu(1570)/Ti(200)/AI-Sc-Cu(1570)/Ti(200)。質(zhì)量的增加與在AI-Cu電極等價物中的大約3900對應。雖然未示出，在濾波器的組件中，設置端子，以使GND位于端子102和電感的每一個連接點之間，以便確保隔離。
圖32表示確保了隔離，但是插入損耗增加到了2.5dB，從而使特性惡化。這對應于與圖33所示的依據(jù)本實施例的具有更小的功率耐久性的AI-Cn電極的接收濾波器相比，大0.7dB的插入損耗。因為通帶外的阻抗大約為50Ω，因此這不是由于匹配插入損耗造成的，而是由于電極的耐久性導致的惡化造成的。
特別地，如上所述，與用作陷波濾波器的SAW(表面聲波)共振器相比，縱向耦合方式型表面聲波濾波器適合于具有更小數(shù)量的IDT電極、以及更大的重疊寬度。更具體地說，表面聲波共振器的IDT電極具有大約100對電極指，而縱向耦合方式型表面聲波濾波器的IDT電極具有相對少的、約為15到20對電極指。此外，在縱向耦合方式型表面聲波濾波器的情況下，電極指具有更小的重疊寬度。
因此，由于與IDT電極的耐久性元件相關(guān)的插入損耗的增加造成了惡化。此外，如果表面聲波共振器實現(xiàn)了足夠的衰減，則縱向耦合方式型的表面聲波濾波器的功率耐久性是足夠的。
如上所述，在依據(jù)本實施例的配置中，對表面聲波共振器和對縱向耦合方式型表面聲波濾波器使用不同的材料。這可以抑制插入損耗，而同時確保足夠的功率耐久性。
在本實施例中，如功率耐久材料所示的材料只作為實例。只要與用于縱向耦合方式型表面聲波濾波器101的電極材料相比，另外的材料具有更大的功率耐久性，就可以使用這些材料。此外，對于如普通電極材料所示的材料，只要另外的電極材料具有足夠小的指定耐久性，就可以使用這些材料(此外，由功率耐久材料組成的電極不必具有堆疊配置)。
此外，如果共振器25由多個表面聲波共振器組成，則離天線較近的一些表面聲波共振器可以由與縱向耦合方式型表面聲波濾波器101的電極材料相似的一般電極材料形成。將如圖14所示的、包括表面聲波共振器131和116的配置作為實例，表面聲波共振器131之中的每一個電極由功率耐久材料組成，而表面聲波共振器116中的每一個電極由一般電極材料組成。在這種情況下，可以產(chǎn)生與以上所述的效果相似的效果。如果使用了多個表面聲波共振器，這些表面聲波共振器最好按照從離縱向耦合方式型表面聲波濾波器101位置最近的表面聲波共振器的順序，由一般電極材料組成。
此外，甚至包括相關(guān)的傳輸線的移相電路22和23中的每一個可以由電感和電容器的組合形成。
此外，天線端子27可以位于由半導體組成的開關(guān)元件的內(nèi)部。而且，堆疊電極的配置不局限于圖17(b)到17(d)所示的實例。只要天線端子具有期望的功率耐久特性，則可以向任何天線端子提供與其材料無關(guān)的堆疊層的數(shù)量、或者堆疊材料的順序。
此外，可以在包括依據(jù)實施例1或者2等的電感1或者11的表面聲波濾波器中實現(xiàn)依據(jù)本實施例的電極材料的配置。可選擇的是，可以在具有與圖27或者圖30所示的傳統(tǒng)實例的配置相似的配置、以及不具有電感的表面聲波濾波器中實現(xiàn)依據(jù)本實施例的電極材料的配置。
(實施例4)圖18是依據(jù)本發(fā)明的第四實施例的表面聲波濾波器的平面圖。由相同的參考符號表示與圖14的組件相同或者對應的該表面聲波濾波器的組件。省略這些組件的詳細描述。
依據(jù)實施例4的表面聲波濾波器50與依據(jù)實施例2的表面聲波濾波器40的不同之處在于在一個壓電基板41上形成表面聲波共振器131和116，而在另一壓電基板42上形成縱向耦合方式型表面聲波濾波器101。此外，圖19是使用表面聲波濾波器50的天線雙工器60的方框圖。
當如上所述，在表面聲波共振器131和116放置在一個壓電基板41上，而在另一壓電基板42上安裝縱向耦合方式型表面聲波濾波器101時，可以容易地在基板之間改變電極材料。這簡化了制造工藝。例如，假定如同實施例3所示，表面聲波共振器131和116的電極由功率耐久材料組成以便具有堆疊結(jié)構(gòu)，而縱向耦合方式型表面聲波濾波器101由不能對抗功率的一般電極材料組成。則，當在相同的壓電基板上按照這些共振器以及濾波器時，由于必須對共振器和對濾波器使用不同的制造工藝，因此，制造工藝變得復雜，而且增加了成本。然而，通過如上所述，提供使用功率耐久材料的壓電基板41、以及使用一般材料的不同的壓電基板42，可以使用簡單的制造工藝制造這些單元中的每一個。這降低了整個制造成本。
此外，當對表面聲波共振器116和131和對縱向耦合方式型表面聲波濾波器101使用不同的電極膜厚度時，可以對這些共振器和濾波器中的每一個進行優(yōu)化設計。
在以上的描述中，在單一的壓電基板41上形成表面聲波共振器131和116。然而，可以分別在不同的壓電基板上制造這些表面聲波共振器。在這種情況下，如果對各個表面聲波共振器使用不同的電極材料，將會進一步簡化制造工藝。
(實施例5)圖20顯示具有與圖19所示的天線雙工器的配置不同的配置的天線雙工器的實例。圖20所示的天線雙工器70的特征在于在其中安裝了具有由功率耐久材料組成的電極部分的表面聲波共振器131和116的壓電基板41上安裝傳輸濾波器43。傳輸濾波器43最好是表面聲波濾波器。
因此，通過在相同的壓電基板41上形成傳輸濾波器43，可以降低整個天線雙工器70的尺寸。此外，在這種情況下，當傳輸濾波器43的電極由與用于接收表面聲波共振器131和116的材料相同的功率耐久材料組成時，可以在相同的制造工藝中制造傳輸濾波器和接收組件。這簡化了整個天線雙工器70的制造工藝。結(jié)果，降低了制造成本。
此外，當在相同的工藝中制造發(fā)起傳輸濾波器43和接收表面聲波共振器的組件時可以抑制在電極材料之間的不同。這改善了制造整個天線雙工器70的精確度可以制造濾波器和共振器，從而例如，傳輸濾波器的通帶與接收濾波器的衰減極點頻率完全一致。
圖21顯示在封裝中已經(jīng)實際安裝了本發(fā)明的實施例5。圖20所示的依據(jù)實施例5的天線雙工器的部分被單獨安裝在多個獨立封裝52和53中。
將壓電基板封裝在封裝(package)52中。將接收共振器25和發(fā)起傳輸濾波器43安裝在壓電基板41中。每一個連接點使用電線等，與外部電極51連接。電感1和11與端子102通過對應的外部電極51連接。
將接收壓電基板42封裝在封裝53中，將接收表面聲波濾波器101設置在壓電基板42上。封裝53的外部電極51和端子109通過對應的外部電極51，與各個連接點連接。
因此，通過將接收共振器25和表面聲波濾波器101封裝在不同的封裝中，可以將共振器和濾波器相互分離。這消除了不必要的電磁耦合。結(jié)果，依據(jù)本實施例的天線雙工器，在接收端，可以在傳輸頻帶中實現(xiàn)相當好的衰減特性。因此，可以提供精確的天線雙工器。
在封裝52中，按照面朝下的方式，安裝了共振器25和發(fā)起傳輸濾波器43中的至少一個。更具體地說，如圖22(a)中的示意截面圖所示，共振器25和傳輸濾波器43都按照面朝下的方式安裝?？蛇x擇的是，如圖22(b)中的示意截面圖所示，共振器25和傳輸濾波器43的其中之一按照面朝下的方式安裝，而另一個使用電線安裝。因此，通過將共振器25和發(fā)起傳輸濾波器43中的至少一個按照面朝下的方式安裝，可以防止發(fā)起方和接收方之間的隔離由于電線等的空間耦合而惡化。
在這種情況下，如果將共振器和濾波器的其中之一按照面朝下的方式安裝，而將另一個面朝上安裝以便進行電線連接，則屏障54最好安裝在如圖22(c)的示意截面圖的共振器25和發(fā)起傳輸濾波器43之間。屏障54可以防止用于固定電線的樹脂在電線安裝期間流到面朝下的安裝表面上。此外，在這種情況下，最好在電線安裝之前進行面朝下的安裝。
此外，在本實施例的描述中，在相同的壓電基板41上安裝接收共振器25和發(fā)起傳輸濾波器43。然而，可以在相同的封裝52內(nèi)的不同壓電基板上形成共振器25和傳輸濾波器43。同時，在這種情況下，可以消除不必要的電磁耦合。因此，可以產(chǎn)生與以上所述的效果相似的效果。
在以上的描述中，假定將PDC系統(tǒng)的接收頻帶和傳輸頻帶用于依據(jù)本發(fā)明的表面聲波濾波器和天線雙工器。然而，要考慮到本發(fā)明可以用于除了PDC系統(tǒng)之外的系統(tǒng)。此外，即使將發(fā)起頻率和接收頻率倒轉(zhuǎn)過來，依據(jù)本發(fā)明的表面聲波濾波器也是可適用的。
此外，本發(fā)明的范圍包括通信設備，該通信設備包括以上描述的天線雙工器、與天線雙工器連接的用于傳輸發(fā)射信號傳輸裝置、以及與天線雙工器連接的用于接受接收信號的接收裝置。
依據(jù)本發(fā)明的表面聲波濾波器等可適用于，例如對可以降低接收頻帶中的漣波而同時確保傳輸頻帶中的足夠衰減的表面聲波濾波器的使用。
權(quán)利要求
1.一種表面聲波濾波器，包括至少一個壓電基板；在所述的壓電基板上形成的至少一個表面聲波共振器；以及在所述的壓電基板上形成的縱向耦合方式型表面聲波濾波器，其中，所述的表面聲波共振器和所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器級聯(lián)在一起，其中，所述的表面聲波共振器還與具有一個接地端的至少一個電感連接，以及其中，在較高頻帶方向上，所述的至少一個表面聲波共振器的衰減頻帶與所述的縱向耦合方式型聲波濾波器的通帶分離。
2.一種表面聲波濾波器，包括至少一個壓電基板；在所述的壓電基板上形成的至少一個表面聲波共振器；以及在所述的壓電基板上形成的縱向耦合方式型表面聲波濾波器；其中，分別對所述的至少一個表面聲波共振器和對所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器使用不同的電極材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面聲波濾波器，其特征在于所述的至少一個表面聲波共振器的電極材料具有比所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器的電極材料更好的功率耐久性。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面聲波濾波器，其特征在于所述的至少一個表面聲波共振器具有層疊的電極配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面聲波濾波器，其特征在于所述的至少一個表面聲波共振器和所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器級聯(lián)在一起，其中，所述的表面聲波共振器還與具有一個接地端的至少一個電感連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或者5所述的表面聲波濾波器，其特征在于設置所述的至少一個表面聲波共振器的衰減頻帶，以使所述的衰減頻帶高于所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器的通帶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或者5所述的表面聲波濾波器，其特征在于將所述電感的另一端連接到與所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器相反的所述表面聲波共振器的一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的表面聲波濾波器，其特征在于多個所述的表面聲波共振器級聯(lián)在一起，以及其中，所述的表面聲波共振器中與縱向耦合方式型表面聲波濾波器相反的一側(cè)包括在所述的多個級聯(lián)的表面聲波共振器之間的連接部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的表面聲波濾波器，其特征在于將所述的電感的另一端連接到在所述的表面聲波共振器和所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器之間的連接部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的表面聲波濾波器，其特征在于設置多個所述的電感，并且每一個電感通過各個不同的連接部分，與所述的表面聲波共振器連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或者5所述的表面聲波濾波器，其特征在于所述的電感在與開路狀態(tài)更近的所述衰減頻帶的頻率上移動阻抗的相位。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的表面聲波濾波器，其特征在于所述的電感使在所述通帶的頻率上的阻抗相互匹配。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的表面聲波濾波器，其特征在于對所述的至少一個表面聲波共振器和對所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器使用不同的電極膜厚度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的表面聲波濾波器，其特征在于將多個壓電基板設置為所述的至少一個壓電基板，以及其中，在其上形成所述的至少一個表面聲波共振器的壓電基板不同于在其上形成所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器的壓電基板。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的表面聲波濾波器，其特征在于按照面朝下的方式安裝在所述的至少一個表面聲波共振器和所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器中的至少一個。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的表面聲波濾波器，其特征在于使用電線安裝在所述的至少一個表面聲波共振器和所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器中的另一個。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的表面聲波濾波器，其特征在于所述表面聲波共振器的衰減頻帶是在分組數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中的傳輸頻帶，并且所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器的通帶是在分組數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中的接收頻帶。
18.一種天線雙工器，包括天線端子；與所述的天線端子連接的接收濾波器；與所述的天線端子連接的傳輸濾波器；以及在所述的天線端子和所述的接收濾波器之間設置的第一移相電路，和/或在所述的天線端子和所述的接收濾波器之間設置的第二移相電路，其中，將依據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的表面聲波濾波器用作所述的接收濾波器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的天線雙工器，其特征在于所述的傳輸濾波器的全部或者部分由在壓電基板上形成的表面聲波濾波器組成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的天線雙工器，其特征在于在其上形成了用作所述接收濾波器的所述表面聲波濾波器的所述表面聲波共振器的相同壓電基板上形成所述的傳輸濾波器。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的天線雙工器，其特征在于在相同的封裝或者相同的安裝基板上安裝所述的至少一個表面聲波共振器和所述的傳輸濾波器，并且將所述的縱向耦合方式型表面聲波濾波器安裝在與所述的封裝或者安裝基板不同的封裝或者安裝基板上。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的天線雙工器，其特征在于在不同的壓電基板上形成用作所述的接收濾波器和所述的傳輸濾波器的所述表面聲波濾波器的表面聲波共振器，以及按照面朝下的方式安裝所述的表面聲波共振器和所述的傳輸濾波器中的至少一個。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的天線雙工器，其特征在于按照面朝下的方式安裝所述的表面聲波共振器和所述的傳輸濾波器中的至少一個，而將另一個面朝上安裝以便進行電線連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的天線雙工器，其特征在于將屏障設置在其上安裝有用作所述的接收濾波器和所述的傳輸濾波器的所述表面聲波濾波器的所述表面聲波共振器的封裝或者安裝基板的兩個區(qū)域之間的邊界上，所述表面聲波共振器安裝在所述區(qū)域之一中，而所述傳輸濾波器安裝在另一區(qū)域中。
25.一種通信設備，包括根據(jù)權(quán)利要求19所述的天線雙工器；與所述的天線雙工器連接的天線；通過所述的天線，與所述的天線雙工器連接的、用于傳輸信號的傳輸裝置；以及通過所述的天線，與所述的天線雙工器連接的、用于接收信號的接收裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種表面聲波濾波器等，以便降低在接收頻帶中的漣波，而同時確保在傳輸頻帶中的足夠衰減。表面聲波濾波器包括表面聲波共振器，用于使接收頻帶通過，而使傳輸頻帶衰減；以及與表面聲波共振器級聯(lián)的表面聲波濾波器，以使接收頻帶通過，而使傳輸頻帶衰減。電感與表面聲波共振器的一端、表面聲波濾波器和表面聲波共振器之間的連接點、和/或者表面聲波共振器的另一端連接。
文檔編號H03H9/72GK1484342SQ0312771
公開日2004年3月24日 申請日期2003年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月8日
發(fā)明者中村弘幸, 關(guān)俊一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社