專利名稱：使用壓電材料的濾波器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明總體上涉及一種使用壓電材料的濾波器，更具體地，涉及一種包括形成在壓電基板上的多個叉指式換能器(IDT)的濾波器。
背景技術(shù)：
近年來，形成有多個表面聲波器件(各在壓電基板具有多個叉指式換能器)的多種濾波器已被用作為頻率范圍為30MHz至400MHz的電視系統(tǒng)的帶通濾波器，以及用作為頻率范圍為800MHz或1-9GHz的便攜電話設備的RF濾波器。IDT具有一對梳狀電極。每一個梳狀電極包括一匯流條和多個電極指。各個電極指的一端與該匯流條相連，而各個電極指的另一端開放。將該對梳狀電極設置為使得該對梳狀電極之一的多個電極指以預定間隔與該對梳狀電極中的另一個的多個電極指相鄰或者交疊。當向這對梳狀電極施加AC電壓時，會產(chǎn)生表面聲波。該表面聲波具有頻率特性。利用該頻率特性，可以實現(xiàn)具有期望頻率特性的濾波器。
圖1表示利用表面聲波的傳統(tǒng)濾波器。在日本專利申請公報No.10-41778中公開了與圖1中所示的濾波器相同類型的濾波器。圖1中所示的濾波器包括第一IDT 10、地電極20、以及第二IDT 30。第一IDT 10、地電極20、以及第二IDT 30形成在一壓電基板上，并且沿表面聲波傳播方向彼此相鄰。地電極20插入在第一IDT 10和第二IDT 30之間，并且用作為屏蔽電極(shield electrode)。第一IDT 10用作為輸入電極(或者輸出電極)，而第二IDT 30用作為輸出電極(或輸入電極)。地電極20防止IDT 10和IDT 30之間的電磁耦合。而且，傾斜地設置地電極20，從而可以防止由IDT 10(或IDT 30)產(chǎn)生的表面聲波被反射并返回到IDT10(或IDT 30)。
IDT 10具有一對梳狀電極10a和10b。梳狀電極10a具有匯流條12a和多個電極指14a。同樣地，梳狀電極10b具有匯流條12b和多個電極指14b。各個電極指14a的開放端與各個對應的電極指14b的開放端相對。相鄰電極指14a和14b的交疊部分(電極指交疊部分)、或者彼此面對的電極指部分用于激發(fā)表面聲波。在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，將由電極指14a和14b所形成的電極指圖案進行權(quán)度處理(weighted)。更具體地，通過切趾法(apodization)對圖1中所示的電極指進行權(quán)度處理。在切趾電極指圖案中，電極指交疊部分的寬度(以下將該寬度稱為孔徑長度)沿表面聲波傳播方向變化。在IDT 10的任一端部，孔徑長度相對較小。通常將這些部分稱為微小交疊部分。IDT 10在中心區(qū)域的孔徑長度較大。所述孔徑長度與激發(fā)強度成正比。因此，在IDT 10中心的表面聲波的強度高于在IDT 10任一端部區(qū)域的表面聲波的強度。通過調(diào)整切趾權(quán)度可以改變頻率特性。
IDT 30還包括一對梳狀電極，但是沒有對這些梳狀電極進行權(quán)度處理。因此，在IDT 30中的孔徑長度均勻。將這種類型的IDT稱為普通IDT。
具有上述結(jié)構(gòu)的濾波器用作為帶通濾波器。
然而，圖1所示并且在日本專利申請公報No.10-41778中所公開的濾波器不能夠充分地衰減阻帶中的頻率分量。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種使用壓電材料的濾波器，其中消除了上述缺點。
本發(fā)明的更具體的目的在于提供一種表現(xiàn)出經(jīng)改善的阻帶特性的濾波器。
通過一種濾波器來實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，該濾波器包括壓電基板；形成在該壓電基板上的多個叉指式換能器(IDT)，對具有主電極指圖案的這些IDT中的至少一個進行權(quán)度處理，并且這些IDT中的至少一個還具有輔助電極指圖案，該輔助電極指圖案與主電極指圖案并聯(lián)連接，并且產(chǎn)生表面聲波，該表面聲波抵消由主電極指圖案中產(chǎn)生的漏電場所導致的表面聲波。


當結(jié)合附圖閱讀以下詳細說明時，本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點將變得更加明了，在附圖中圖1表示傳統(tǒng)濾波器；圖2是表示孔徑長度和激發(fā)強度之間關(guān)系的曲線圖；圖3表示在IDT中產(chǎn)生的漏電場；圖4表示本發(fā)明的原理；圖5表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的濾波器；圖6表示輔助電極指圖案的示例；圖7表示圖5所示的濾波器的一種改進；圖8表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的濾波器；圖9表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的濾波器；圖10表示根據(jù)本發(fā)明第四實施例的濾波器；圖11表示根據(jù)本發(fā)明第五實施例的濾波器；圖12表示輔助電極指圖案的另一示例；圖13表示根據(jù)本發(fā)明第六實施例的濾波器；圖14表示根據(jù)本發(fā)明第七實施例的濾波器；圖15表示根據(jù)本發(fā)明第八實施例的濾波器；圖16表示根據(jù)本發(fā)明第九實施例的濾波器；圖17表示根據(jù)本發(fā)明第十實施例的濾波器；圖18是表示圖1所示濾波器和圖5所示濾波器的頻率特性的曲線圖。
具體實施例方式
發(fā)明人對圖1所示的濾波器不能夠充分衰減阻帶中的頻率分量的原因進行了研究，并且提出如下建議。
發(fā)明人分析了孔徑長度和激發(fā)強度之間的關(guān)系。圖2的曲線示出了分析結(jié)果。在圖2中，水平軸表示孔徑長度(λλ表示濾波器的通帶中的表面聲波的波長)，而垂直軸表示歸一化激發(fā)強度。傳統(tǒng)地，認為電極指交疊部分激發(fā)表面聲波并且孔徑長度與激發(fā)強度成正比(如虛線所示)，而在孔徑長度為0時不發(fā)生激發(fā)。實際上，當孔徑長度為0.25λ或者更大時可以觀測到該正比關(guān)系，但是在孔徑長度為0.25λ或更小時，激發(fā)強度如實線所示變化，并且即使在孔徑長度為0的情況下也產(chǎn)生激發(fā)，如圖2所示。鑒于此，發(fā)明人認為，除了該電極指交疊部分以外還存在其它表面聲波激發(fā)源。更具體地說，發(fā)明人認為，在電極指的端部產(chǎn)生的漏電場激發(fā)了表面聲波。
圖3表示在電極指的端部產(chǎn)生的電場。在圖3中，實線表示在電極指交疊部分產(chǎn)生的電場分量，并且在設計階段對其進行了考慮。虛線表示漏電場分量。該漏電場分量是在沒有形成實際的電極指交疊部分的兩個電極指之間的間隙區(qū)域產(chǎn)生的。該漏電場分量包括從正電位電極指到與該正電位電極指相對的負電位電極指產(chǎn)生的電場分量；以及從正電位電極指到與該正電位電極指相鄰的負電位電極指產(chǎn)生的電場分量。尤其在如圖1所示的對電極指圖案進行權(quán)度處理的情況下，因為由漏電場導致的激發(fā)而使阻帶特性劣化，所以不能忽略該激發(fā)。
基于上述觀測，發(fā)明人開發(fā)了一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生表面聲波以抵消或者消除由在圖1所示的IDT 10中產(chǎn)生的漏電場激發(fā)的表面聲波。圖4表示本發(fā)明的原理。圖4所示的濾波器包括形成在一壓電基板上的IDT100和IDT 130。在IDT 100和IDT 130之間形成圖1中所示的地電極20，但是為了簡化附圖而未在圖4中示出該地電極20。IDT 100包括相當于圖1中所示IDT 10的主電極指圖案110以及由本發(fā)明新引入的輔助電極指圖案120。該輔助電極指圖案120與主電極指圖案110并聯(lián)電連接，并且產(chǎn)生表面聲波以抵消在主電極指圖案110中產(chǎn)生的漏電場波。IDT 100包括三個匯流條112a、112b以及112c。在主電極指圖案110和輔助電極指圖案120之間共享匯流條112b?？梢哉J為圖4所示的結(jié)構(gòu)具有包括主電極指圖案100以及匯流條112a和112b的IDT、與該IDT并聯(lián)并且包括輔助電極指圖案120以及匯流條112b和112c的另一IDT。將匯流條112b設計為具有地電位(作為基準電位)，并且對匯流條112a和112c施加相同的正(或負)AC電壓。
在表示相同時域響應(time-domain response)的位置中，由主電極指圖案110中產(chǎn)生的漏電場導致激發(fā)A，而由在輔助電極指圖案120中產(chǎn)生的漏電場(其具有與導致激發(fā)A的漏電場相反的相位)導致激發(fā)A′。表示相同時域響應的位置位于與表面聲波傳播方面垂直的線上。優(yōu)選地，由漏電場導致的激發(fā)A與由與該導致激發(fā)A的漏電場的相位相反的漏電場所導致的激發(fā)A′應該具有相同的強度。更具體地，在主電極指圖案110中，形成多個電極指交疊部分，以獲得所期望的特性。通過該多個電極指交疊部分之間的電位差來產(chǎn)生由實線箭頭表示的電場，并且在這些間隙中產(chǎn)生由虛線表示的漏電場。在輔助電極指圖案120中，如圖4所示，僅存在微小的電極指交疊部分。因此，在該微小電極指交疊部分中不產(chǎn)生電場，但產(chǎn)生了與主電極指圖案110中產(chǎn)生的漏電場強度相同的漏電場。由于該輔助電極指圖案120中的電極指交疊部分非常小，所以輔助電極圖案120中的電極指比主電極指圖案110中的電極指短。換言之，匯流條112b和112c之間的距離小于匯流條112a和112b之間的距離。如稍后參照圖6進行的說明，輔助電極指圖案120中的電極指甚至可以不彼此交疊。
在表示相同時域響應的位置中，由主電極指圖案110中的激發(fā)電壓所導致的電場與由輔助電極指圖案120中相同的激發(fā)電壓所導致的電場符號相反。沿著使得可以抵消主電極指圖案110中的激發(fā)方向來激發(fā)輔助電極指圖案120。因此，輔助電極指圖案120與主電極指圖案110的相位相反。在時刻TA輸出由主電極指圖案110中的漏電場A所激發(fā)的波，而在時刻TA′(與時刻TA相同)輸出由輔助電極指圖案120中的漏電場A′所激發(fā)的波。因此，由漏電場A激發(fā)的波與由漏電場A′激發(fā)的波彼此抵消。另一方面，由于輔助電極指圖案120不具有實際的電極指交疊部分，所以沒有抵消在主電極指圖案110中的電極指交疊部分中導致的激發(fā)。因此，可以保持所期望的特性。
以下是對本發(fā)明的實施例的說明。
(第一實施例)圖5表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的濾波器的結(jié)構(gòu)。圖5中所示的濾波器包括壓電基板50。該濾波器還包括IDT 100A、地電極20以及IDT 130，這三個元件都形成在壓電基板50上。例如，IDT 100A用作為輸入IDT，而IDT 130用作為輸出IDT。IDT 130可以用作為輸入IDT，而IDT 100A用作為輸出IDT。地電極20具有與圖1中所示的地電極20相同的結(jié)構(gòu)。IDT 130也具有與圖1中所示的IDT 30相同的結(jié)構(gòu)。
IDT 100A包括主電極指圖案110A和輔助電極指圖案120A，二者并聯(lián)電連接。主電極指圖案110A具有切趾電極指圖案。輔助電極指圖案120A位于主電極指圖案110A的一側(cè)，并且將其設置為與整個主電極指圖案110A相對應。主電極指圖案110A沿表面聲波傳播方向的長度與輔助電極指圖案120A的沿表面聲波傳播方向的長度基本上相等。輔助電極指圖案120A中的孔徑長度都為0。圖6是輔助電極指圖案120A的部分放大視圖。從匯流條112b延伸的多個電極指與從匯流條112c延伸的多個電極指不交疊，而是一一對應地彼此面對，并且其間具有均勻的間隙。由于輔助電極指圖案120A不具有電極指交疊部分，所以不會如同主電極指圖案110A中的情況那樣產(chǎn)生由于電極指交疊部分而導致的電場。由于向圖5所示的端子T1和T2施加相同的AC電壓，所以主電極指圖案110A中產(chǎn)生的漏電場的相位與輔助電極指圖案120A中產(chǎn)生的漏電場的相位相反。因此，輔助電極指圖案120A中產(chǎn)生的漏電場波與主電極指圖案110A中產(chǎn)生的漏電場波抵消。結(jié)果，可以將由主電極指圖案110A中的電極指交疊部分產(chǎn)生的電場而產(chǎn)生的表面聲波通過地電極20傳送給IDT 130，而不受輔助電極指圖案120A影響。因此，可以增加阻帶抑制。
在圖5所示的結(jié)構(gòu)中，以下述方式來設計未切趾的IDT 130，該方式使得IDT 130的孔徑長度基本上與主電極指圖案110A和輔助電極指圖案120A的總寬度(沿垂直于表面聲波傳播方向的總長度)相等。
壓電基板50可以是由128 LiNbO3、112 LiTaO3、Li2B4O7或石英制成的瑞利波(Rayleigh wave)濾波器，或者可以是使用SH(水平剪切)波并且由36 LiTaO3、42 LiTaO3、或者64 LiNbO3制成的表面聲波濾波器。
圖7表示圖5中所示的濾波器的一種改進。該改進濾波器的IDT 100B具有以下結(jié)構(gòu)，其中通過端子T4向匯流條112b施加AC電壓，并且將匯流條112a和112c設置為地電位。通過這種結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)與圖4中所示的功能和效果相同的功能和效果。與圖5中所示的構(gòu)造相比，將輔助電極指圖案120A與主電極指圖案110A的位置進行了互換。然而，可以實現(xiàn)相同的效果。在圖5所示的電極構(gòu)造中，可以對匯流條112b施加AC電壓，并且可以將匯流條112a和112c設置為地電位，如圖7所示。這種改進的濾波器結(jié)構(gòu)的其他方面與圖5中所示的濾波器結(jié)構(gòu)相同。通過圖7中所示的結(jié)構(gòu)，也可以增加阻帶抑制。
(第二實施例)圖8是表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的濾波器。在圖8中，通過與第一實施例中相同的標號來表示與第一實施例相同的部分。該濾波器的切趾IDT 100C包括兩個輔助電極指圖案120A和120B。輔助電極指圖案120A和120B位于主電極指圖案110A的兩側(cè)。將輔助電極指圖案120A和120B設計為與整個主電極指圖案110A相對應。輔助電極指圖案120A和120B中的每一個都具有圖6中所示的電極指圖案。主電極指圖案110A和輔助電極指圖案120B通過匯流條112b并聯(lián)電連接。類似地，主電極指圖案110A和輔助電極指圖案120A通過匯流條112a并聯(lián)電連接。匯流條112a與端子T4相連，而輔助電極指圖案120B的匯流條112c與端子T2相連。將輔助電極指圖案120A的匯流條112d接地，并且將匯流條112b也接地。由于對端子T2和T4施加相同的AC電壓，所以輔助電極指圖案120A和120B沿下述方向產(chǎn)生表面聲波，該方向使得可以抵消主電極指圖案110A中所產(chǎn)生的漏電場波。由于存在兩個輔助電極指圖案，所以在輔助電極指圖案120A和120B中的每一個中導致的電場激發(fā)可以小于由主電極指圖案110A中產(chǎn)生的漏電場導致的激發(fā)。
通過上述結(jié)構(gòu)，可以增大阻帶抑制。
(第三實施例)圖9表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的濾波器。在圖9中，通過與前述實施例相同的標號來表示與前述實施例相同的部分。圖9中所示的結(jié)構(gòu)是圖8中所示結(jié)構(gòu)的改進。該濾波器的切趾IDT 100D具有形成在主電極指圖案110A兩側(cè)的輔助電極指圖案120C和120D。輔助電極指圖案120C和120D中的每一個僅與主電極指圖案110A部分對應，但是輔助電極指圖案120C和120D的組合覆蓋整個主電極指圖案110A。換句話說，輔助電極指圖案120C和120D沿表面聲波傳播方向的總長度與主電極指圖案110A沿相同方向的長度相等。輔助電極指圖案120C產(chǎn)生下述表面聲波，該表面聲波抵消在主電極指圖案110A的右半部分中產(chǎn)生的漏電場波。同樣，輔助電極指圖案120D產(chǎn)生下述表面聲波，該表面聲波抵消在主電極指圖案110A的左半部分中產(chǎn)生的漏電場波。
利用上述結(jié)構(gòu)，同樣可以增大阻帶抑制。
(第四實施例)圖10表示根據(jù)本發(fā)明第四實施例的濾波器。在圖10中，采用與上述實施例中相同的標號來表示與上述實施例中相同的組件。該濾波器的切趾IDT 100E具有輔助電極指圖案120E，其形成在主電極指圖案110A的一側(cè)，并且與整個主電極指圖案110A相對應。該輔助電極指圖案120E包括多個部分120a和多個部分120b，該多個部分120A的電極指圖案與圖6中所示的電極指圖案相同，該多個部分120b具有多個啞(dummy)電極指。在下文中，將該多個部分120a稱為漏電場波抵消部分120a，而將該多個部分120b稱為啞圖案部分120b。漏電場波抵消部分120a與包含在主電極指圖案110A中的微小電極指交疊部分相對應。例如，該微小電極指交疊部分的孔徑長度為λ/4或者更小。如先前參照圖2所述，當孔徑長度為λ/4或者更小時不能忽略漏電場的影響。因此，形成漏電場波抵消部分120a以與微小電極指交疊部分相對應(即，在表示與微小電極指交疊部分相同的時域響應的多個位置中形成該多個部分120a)。該微小電極指交疊部分不僅形成在主電極指圖案110A的兩端，而且還形成在主電極指圖案110A的內(nèi)部區(qū)域中。因此，根據(jù)該微小電極指交疊部分的設置形成漏電場波抵消部分120a。各個漏電場波抵消部分120a是包括激發(fā)點在內(nèi)的電極指圖案。將啞圖案部分120b形成為與主電極指圖案110A的除了微小電極指交疊部分以外的其他部分相對應。除了微小電極指交疊部分以外的其他部分的孔徑長度為λ/4或者更大。設置該啞圖案部分120b，以形成與主電極指圖案110A中相同的表面聲波傳播狀態(tài)。在啞圖案部分120b中的各個電極指從地電位的匯流條112b向匯流條112c延伸。因此，啞圖案部分120b不具有激發(fā)點。
通過這種方式，在受到由輔助電極指圖案120E產(chǎn)生的漏電場影響的多個區(qū)域中形成了產(chǎn)生反相電場的漏電場波抵消部分120a(即，激發(fā)點)，使得反相電場抵消了在主電極指圖案110A中產(chǎn)生的漏電場。利用這種結(jié)構(gòu)，可以增大阻帶抑制。
(第五實施例)圖11表示根據(jù)本發(fā)明第五實施例的濾波器。在圖11中，采用與上述實施例相同的標號來表示與上述實施例中相同的組件。圖11中所示的結(jié)構(gòu)是圖10中所示結(jié)構(gòu)的改進。圖11中所示的IDT 100F與圖10中所示的IDT 100E的不同之處在于，從輔助電極指圖案120E中去除了中心處的啞圖案部分120b。結(jié)果，IDT 100F具有形成在主電極指圖案110A的一側(cè)并且與主電極指圖案110A的兩端區(qū)域相對應的輔助電極指圖案120F1和120F2。各個輔助電極指圖案120F1和120F2包括漏電場波抵消部分120a和啞圖案部分120b。根據(jù)主電極指圖案110A的結(jié)構(gòu)，輔助電極指圖案120F1和/或120F2可以不包括啞圖案部分。
通過這種方式，在受到由輔助電極指圖案120F1和120F2產(chǎn)生的漏電場影響的區(qū)域中形成了產(chǎn)生反相電場的漏電場波抵消部分120a(即激發(fā)點)，使得該反相電場抵消在主電極指圖案110A中產(chǎn)生的漏電場。利用該結(jié)構(gòu)，可以增大阻帶抑制。
(第六實施例)上述輔助電極指圖案120A至120E、120F1和120F2分別具有孔徑長度為0的電極指圖案(如圖6所示)，以抵消在主電極指圖案110A中產(chǎn)生的漏電場。然而，輔助電極指圖案120A至120E、以及120F1和120F2并不限于圖6中所示的電極指圖案，并且還可以是如圖4中所示的包括微小電極指交疊部分的輔助電極指圖案。在以下內(nèi)容中，參照圖12對包括微小電極指交疊部分的輔助電極指圖案進行說明。
圖12表示包括微小電極指交疊部分的輔助電極指圖案。微小孔徑長度可以是均勻的，或者是彼此不同的。在任一情況下，優(yōu)選地，在輔助電極指圖案中的最大孔徑長度應該等于或者小于主電極指圖案中的最小孔徑長度、最小電極指間隔(每兩個相鄰電極指之間的距離)、或者最小間隙(每兩個彼此面對的電極指端部之間的距離)。這里，可以使輔助電極指圖案中的最大孔徑長度等于或者小于主電極指圖案中的最小孔徑長度、最小電極指間隔以及最小間隙中的最小值。
除以上述結(jié)構(gòu)以外，還可以采用具有微小電極指交疊部分的以下輔助電極指圖案。輔助電極指圖案120A至120E、120F1和120F2可以具有寬度與主電極指圖案110A的微小電極指交疊部分(各具有λ/4或者更小的寬度)相同的多個電極指交疊部分。圖13表示作為第六實施例的濾波器，其具有這種輔助電極指圖案以替代圖11中所示的輔助電極指圖案120F1和120F2。
圖13中所示濾波器的切趾IDT 100G包括兩個輔助電極指圖案120G1和120G2。這兩個輔助電極指圖案120G1和120G2設置在主電極指圖案110A的一側(cè)。這兩個輔助電極指圖案12061和120G2在與主電極指圖案110A的微小電極指交疊部分(各具有λ/4或者更小的寬度)相對應的多個位置中具有多個電極指交疊部分，并且輔助電極指圖案120G1和120G2各自的孔徑長度等于主電極指圖案110A的各個對應電極指交疊部分的寬度。
通過這種方式，在受到輔助電極指圖案120G1和120G2中產(chǎn)生的漏電場影響的多個區(qū)域中設置了產(chǎn)生反相電場的多個激發(fā)點，使得該反相電場抵消在主電極指圖案110A中產(chǎn)生的漏電場。利用該結(jié)構(gòu)，可以增加阻帶抑制。
各個輔助電極指圖案120A至120E、120F1和120F2都可以具圖6和12中所示的兩種圖案，或者可以具有用于電極指交疊部分(各具有λ/4或者更大的寬度)的啞圖案(如在第四實施例中一樣)。
(第七實施例)圖14表示根據(jù)本發(fā)明第七實施例的濾波器。在圖14中，采用與上述實施例相同的標號來表示與上述實施例中相同的組件。該濾波器的IDT100H具有沿主電極指圖案110A的一側(cè)形成的輔助電極指圖案120H。該輔助電極指圖案120H具有與主電極指圖案110A的切趾結(jié)構(gòu)相類似的切趾結(jié)構(gòu)，但是小于主電極指圖案110A的切趾結(jié)構(gòu)。盡管為了方便以與圖6中相同的方式示出了輔助電極指圖案120H的沿表面聲波傳播方向的端部，但是輔助電極指圖案120H的各個端部都具有與主電極指圖案110A的對應微小電極指交疊部分相似并且更小的結(jié)構(gòu)。由于比主電極指圖案110A小，所以輔助電極指圖案120H具有比主電極指圖案110A更小的孔徑長度。即使輔助電極指圖案120H不具有上述類似和縮小的結(jié)構(gòu)，輔助電極指圖案120H的孔徑長度也可以小于主電極指圖案110A的孔徑長度。
通過這種方式，使用了結(jié)構(gòu)類似于并且小于主電極指圖案110A的輔助電極指圖案120H，以抵消在主電極指圖案110A中產(chǎn)生的漏電場。因此，可以增大阻帶抑制。
(第八實施例)圖15表示根據(jù)本發(fā)明第八實施例的濾波器。在圖15中，采用與上述實施例相同的標號來表示與上述實施例相同的組件。該濾波器是圖5中所示的濾波器的改進。該濾波器具有IDT 130A，該IDT 130A具有與上述實施例中的任何一個的IDT 130不同的結(jié)構(gòu)。該未切趾的IDT 130A具有大于主電極指圖案110A和輔助電極指圖案120A的總寬度(沿垂直于表面聲波傳播方向的總長度)的孔徑長度。當對該結(jié)構(gòu)中的端子T1和T2施加AC電壓時，可以成功地接收從主電極指圖案110A和輔助電極指圖案120A產(chǎn)生的表面聲波。
不僅可以在第一實施例中實現(xiàn)該IDT 130A，而且可以在第二至第七實施例中的任一實施例中實現(xiàn)該IDT 130A。
(第九實施例)圖16表示根據(jù)本發(fā)明第九實施例的濾波器。在圖16中，采用與上述實施例相同的標號來表示與上述實施例相同的組件。該濾波器具有IDT130B，該IDT 130B具有不同于IDT 130或130A中的任何一個的結(jié)構(gòu)。該IDT 130B包括兩個電極指圖案140A和140B。電極指圖案140A與IDT100A的主電極指圖案110A相對應，而電極指圖案140B與IDT 100A的輔助電極指圖案120A相對應。電極指140A的孔徑長度等于或者大于主電極指圖案110A的孔徑長度。同樣，電極指圖案140B的孔徑長度等于或者大于輔助電極指圖案120A的孔徑長度。利用該結(jié)構(gòu)，可以由IDT 130B成功地接收向端子T1和T2施加AC電壓時從IDT 100A產(chǎn)生的表面聲波。
不僅可以在第一實施例中實現(xiàn)該IDT 130B，而且可以在第二至第七實施例中的任一實施例中實現(xiàn)該IDT 130B。
可以認為上述實施例中的IDT 130和130A中的每一個都可以在IDT100A的主電極指圖案100A和輔助電極指圖案120A之間共享。
(第十實施例)圖17表示根據(jù)本發(fā)明第十實施例的濾波器。在圖17中，采用與上述實施例相同的標號來表示與上述實施例相同的組件。該濾波器的IDT100I的主電極指圖案110B具有未切踐的結(jié)構(gòu)，但通過回縮(withdrawing)電極指來進行權(quán)度處理(回縮電極結(jié)構(gòu))。IDT 100I的輔助電極指圖案120I具有根據(jù)主電極指圖案110B的權(quán)度的電極指圖案。在表示相同時域響應的位置中，主電極指圖案110B產(chǎn)生漏電場波，并且輔助電極指圖案120I產(chǎn)生與由主電極指圖案110B產(chǎn)生的漏電場波相位相反的電場波。雖然圖17所示的輔助電極指圖案120I具有圖6中所示的結(jié)構(gòu)，但是也可以具有圖12中所示的具有微小電極指交疊部分的結(jié)構(gòu)。
可以將圖17中所示的權(quán)度處理應用于第一至第九實施例中的任一實施例。而且，可以將任意其他合適的權(quán)度處理應用于這些實施例中的每一個。
圖18是表示圖1中所示的傳統(tǒng)濾波器和圖5中所示的本發(fā)明的濾波器的頻率特性的曲線圖。在圖18中，橫坐標表示頻率(MHz)，而縱坐標表示衰減(dB)。在該曲線圖中，實線表示傳統(tǒng)濾波器的特性，而虛線表示本發(fā)明的濾波器的特性。這些濾波器由112 LiTaO3制成。本發(fā)明的濾波器的輔助電極指圖案120A的孔徑長度為0。從曲線圖中可以看出，通過輔助電極指圖案抵消了在主電極指圖案中產(chǎn)生的漏電場，并且增大了阻帶抑制(阻帶衰減)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以抵消漏電場，并由此可以增大濾波器的阻帶抑制。
盡管在上述實施例中的每一個中都采用了固體電極，但是也可以采用諸如分段電極和DART電極(λ/8-3λ/8電極)的單向電極(SPUDT)，以實現(xiàn)與本發(fā)明相同的效果。壓電基板并不限于上述示例，還可以有效地采用任何適當類型的基板。
利用增大的阻帶抑制，可以采用根據(jù)本發(fā)明的任何濾波器作為便攜式電話設備中的RF濾波器或者TV調(diào)諧器中的中頻濾波器，以提高便攜式電話設備或者TV調(diào)諧器的頻率特性。特別地，根據(jù)本發(fā)明的濾波器可以實現(xiàn)阻帶中的高度衰減，這在數(shù)字陸地廣播中是強烈需求的。
盡管已示出并且說明了本發(fā)明的多個優(yōu)選實施例，但是本領域的技術(shù)人員應該理解，可以在不違背本發(fā)明的原理和精神的情況下，對這些實施例進行改變，在權(quán)利要求及其等同物中限定了本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種濾波器，其包括壓電基板；和形成在所述壓電基板上的多個叉指式換能器，所述多個叉指式換能器中的至少一個具有經(jīng)權(quán)度處理的主電極指圖案，并且所述多個叉指式換能器中的所述至少一個還具有與所述主電極指圖案并聯(lián)連接的輔助電極指圖案，并且所述輔助電極指圖案產(chǎn)生一表面聲波，該表面聲波抵消了由在所述主電極指圖案中產(chǎn)生的漏電場導致的表面聲波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中所述輔助電極指圖案具有下述結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生與由在所述主電極指圖案中產(chǎn)生的漏電場導致的表面聲波反相的表面聲波，所述輔助電極指圖案中的表面聲波和所述主電極指圖案中的表面聲波在表示相同時域響應的多個位置中產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中與所述整個主電極指圖案相對應地形成所述輔助電極指圖案。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中對多個電極指間隙中的至少一個設置所述輔助電極指圖案，其中從所述多個電極指間隙處產(chǎn)生了由所述主電極指圖案中的漏電場導致的表面聲波。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中對所述主電極指圖案中的孔徑長度為λ/4或者更小的多個區(qū)域設置所述輔助電極指圖案，其中λ是在所述壓電基板上傳播的表面聲波的波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中所述輔助電極指圖案包括對所述主電極指圖案中的孔徑長度為λ/4或者更小的多個區(qū)域設置的多個激發(fā)點，其中λ是在所述壓電基板上傳播的表面聲波的波長；以及對所述主電極指圖案中的其他區(qū)域設置的多個地電位電極指。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中所述輔助電極指圖案包括類似于并且小于所述主電極指圖案的圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中所述輔助電極指圖案包括對所述主電極指圖案中的孔徑長度為λ/4或者更小的多個區(qū)域設置的多個激發(fā)點，其中λ是在所述壓電基板上傳播的表面聲波的波長；以及對所述主電極指圖案中的其他區(qū)域設置的多個地電位電極指，所述多個激發(fā)點是利用下述圖案形成的，該圖案類似于并且小于形成孔徑長度為λ/4或者更小的多個區(qū)域的圖案。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一項所述的濾波器，其中所述輔助電極指圖案具有多個電極指，所有這些電極指的孔徑長度為0。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一項所述的濾波器，其中所述輔助電極指圖案具有彼此交疊的多個電極指；并且所述輔助電極指圖案的最大孔徑長度等于或者小于所述主電極指圖案中的最小孔徑長度、最小電極指間隔以及最小間隙中的最小值。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一項所述的濾波器，其中所述輔助電極指圖案包括對所述主電極指圖案中的孔徑長度為λ/4或者更小的多個區(qū)域設置的多個電極指交疊部分，λ是在所述壓電基板上傳播的表面聲波的波長，并且所述多個電極指交疊部分具有與所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域中的多個電極指交疊部分的孔徑長度相同的孔徑長度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中所述輔助電極指圖案包括位于沿與表面聲波傳播方向垂直的方向從所述主電極指圖案的激發(fā)點延伸的直線上的激發(fā)點。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中所述多個叉指式換能器包括具有未經(jīng)權(quán)度處理的電極指圖案的叉指式換能器；并且在所述主電極指圖案和所述輔助電極指圖案之間共享該叉指式換能器的所述未經(jīng)權(quán)度處理的電極指圖案，并且所述未經(jīng)權(quán)度處理的電極指圖案的孔徑長度等于或者大于所述主電極指圖案的孔徑長度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中所述多個叉指式換能器包括具有未經(jīng)權(quán)度處理的電極指圖案的叉指式換能器；該叉指式換能器具有分別與所述主電極指圖案和所述輔助電極指圖案相對應的第一電極指圖案和第二電極指圖案；并且所述第一電極指圖案的孔徑長度等于或者大于所述主電極指圖案的孔徑長度，而所述第二電極指圖案的孔徑長度等于或者大于所述輔助電極指圖案的孔徑長度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中所述輔助電極指圖案具有一對匯流條；并且所述匯流條之間的距離小于所述主電極指圖案的一對匯流條之間的距離。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中通過切趾法對所述主電極指圖案進行權(quán)度處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中通過回縮多個電極指來對所述主電極指圖案進行權(quán)度處理。
全文摘要
使用壓電材料的濾波器。一種濾波器，其包括壓電基板和形成在所述壓電基板上的多個叉指式換能器。所述多個叉指式換能器中的至少一個具有經(jīng)權(quán)度處理的主電極指圖案。具有所述主電極指圖案的所述叉指式換能器還具有與所述主電極指圖案并聯(lián)連接的輔助電極指圖案，并且所述輔助電極指圖案產(chǎn)生表面聲波，該表面聲波抵消由在所述主電極指圖案中產(chǎn)生的漏電場導致的表面聲波。
文檔編號H03H9/145GK1604468SQ20041008068
公開日2005年4月6日 申請日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月29日
發(fā)明者和田剛一, 市川聰, 和知寬忠, 竹崎徹, 大浦毅, 田中敏文, 折戶悟士 申請人:富士通媒體部品株式會社