專利名稱：聲表面波濾波器和使用該濾波器的天線共用器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備所用的聲表面波(surface acoustic wave)濾波器和使用該濾波器的天線共用器。
背景技術(shù)：
近年來，手機(jī)所使用的通信系統(tǒng)日趨多樣化。其中之一的美國PCS(PersonalCommunication Service個(gè)人通信業(yè)務(wù))將發(fā)送頻帶和接收頻帶的交叉頻帶非常窄地設(shè)定為20MHz。由此，迫切需要通帶寬度寬、而且每個(gè)通帶附近的衰減量大的帶通濾波器。對于這種用途所用的天線共用器來說，需要介入損耗低和針對對方側(cè)頻帶具有充分的抑制。另外，相對于天線共用器的發(fā)送濾波器，對方側(cè)頻帶為接收頻帶。同樣對于接收濾波器，對方側(cè)頻帶則為發(fā)送頻帶。因而，該天線共用器需要在交叉頻帶具有陡急的頻率特性這種濾波特性。
與此相對，聲表面波濾波器(下面稱為SAW濾波器)眾所周知為一種具有陡急濾波特性的濾波器。但該SAW濾波器由于使用的壓電基板而具有不同的頻率溫度特性，舉例來說，使用通常的鋰鉭酸鹽基板的GHz頻帶的SAW濾波器其頻率溫度特性為-40ppm/℃～-35ppm/℃。因而，為了用于PCS這種交叉頻帶較窄的通信系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)采用SAW濾波器的天線共用器，需要對SAW濾波器的頻率溫度特性作進(jìn)一步的改進(jìn)。
對此，為了獲得具有相對良好的頻率溫度特性和寬頻帶特性的聲表面波裝置，知道有以下構(gòu)成。具體來說，該構(gòu)成對于在壓電基板上形成的至少一個(gè)SAW濾波器，在構(gòu)成該SAW濾波器的聲表面波諧振元件的表面形成二氧化硅(SiO2)薄膜，利用串聯(lián)連接和并聯(lián)連接中的至少一種連接方法連接該聲表面波諧振元件來實(shí)現(xiàn)所需的聲表面波裝置。
另外，日本特開2003-60476號公報(bào)披露了一種聲表面波裝置，該裝置具有在壓電基板上構(gòu)成的至少一個(gè)聲表面波濾波器；以及在壓電基板上構(gòu)成、以串聯(lián)和并聯(lián)其中至少一種連接方法與聲表面波濾波器連接的一對端子的聲表面波諧振元件，而且壓電基板上除了構(gòu)成聲表面波濾波器的區(qū)域以外，還形成有具有正頻率溫度特性的薄膜，以便其覆蓋上述聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)元件。通過如此形成具有正頻率溫度特性的薄膜，從而力圖改進(jìn)頻率溫度特性并抑制頻帶內(nèi)介入損耗變差，并且使頻帶拓寬。
但上述現(xiàn)有構(gòu)成的聲表面波裝置中作為壓電基板上所構(gòu)成的SAW濾波器示出的是縱波模式耦合型SAW濾波器。縱波模式耦合型SAW濾波器近年來特性得到大幅度改進(jìn)，但與將聲表面波諧振元件作為阻抗元件用的梯型SAW濾波器相比的話，其介入損耗較大。因此，縱波模式耦合型SAW濾波器難以應(yīng)用于要求低介入損耗的天線共用器。而且，上述披露例中，連接的是形成有二氧化硅(SiO2)薄膜的聲表面波諧振元件，所以其介入損耗變得更大。
另外，為縱波模式耦合型SAW濾波器的情況下，若用一級來構(gòu)成的話便難以獲得充分的抑制，通常大多為連接兩級或兩級以上的構(gòu)成。但進(jìn)行兩級或兩級以上連接的話介入損耗也變成2倍左右，就更難應(yīng)用于天線共用器。再有，為縱波模式耦合型SAW濾波器的情況下，通帶高頻一側(cè)的頻率難以進(jìn)一步加大抑制程度。因此，PCS的發(fā)送側(cè)濾波器難以采用縱波模式耦合型SAW濾波器。
本發(fā)明正是解決上述現(xiàn)有問題，其目的在于提供一種具有優(yōu)異的頻率溫度特性、和非常小的頻帶內(nèi)介入損耗的SAW濾波器。此外，其目的在于提供一種通過采用該SAW濾波器在交叉頻帶具有陡急的頻率特性和在對方側(cè)頻帶具有較大的抑制度，從而對方側(cè)頻帶沒有信號泄漏的天線共用器。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的SAW濾波器，在壓電基板上連接多個(gè)由梳型電極和柵狀(grating)反射器所構(gòu)成的聲表面波諧振元件而構(gòu)成，在上述聲表面波諧振元件當(dāng)中，至少一個(gè)聲表面波諧振元件的表面上形成有電介質(zhì)膜，至少一個(gè)聲表面波諧振元件的表面上未形成電介質(zhì)膜。
通過形成為上述構(gòu)成，可以獲得頻帶內(nèi)介入損耗小、陡急特性良好、而且頻帶寬的SAW濾波器。
上述構(gòu)成中，可以使形成有電介質(zhì)膜的聲表面波諧振元件的電容比大于未形成電介質(zhì)膜的聲表面波諧振元件的電容比。
形成為上述構(gòu)成，頻率特性可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步陡急的濾波特性。
此外，上述構(gòu)成中，也可以將形成有電介質(zhì)膜的聲表面波諧振元件的諧振頻率設(shè)定為高于未形成電介質(zhì)膜的聲表面波諧振元件的諧振頻率。
通過形成為上述構(gòu)成，可以針對濾波特性改進(jìn)通帶的高頻端的陡急特性。
再有，上述構(gòu)成中，也可以將形成有電介質(zhì)膜的聲表面波諧振元件的諧振頻率設(shè)定為低于未形成電介質(zhì)膜的聲表面波諧振元件的諧振頻率。
通過形成為上述構(gòu)成，可以針對濾波特性改進(jìn)通帶的低頻端的陡急特性。
另外，上述構(gòu)成中也可以形成為下列構(gòu)成，其中聲表面波諧振元件經(jīng)過串聯(lián)連接和并聯(lián)連接形成梯型濾波器構(gòu)成，電介質(zhì)膜形成于串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上或形成于并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上。
通過形成為上述構(gòu)成，可以在濾波特性的通帶的高頻端或低頻端呈現(xiàn)良好的陡急特性，而且可以獲得具有較大抑制的濾波器。
此外，上述構(gòu)成中電介質(zhì)膜也可以是二氧化硅膜。由此頻率溫度特性得以改進(jìn)，而且可以獲得頻帶內(nèi)介入損耗小、陡急特性良好、而且頻帶寬的SAW濾波器。
另外，本發(fā)明的天線共用器由采用上面所述的SAW濾波器的構(gòu)成所形成?；蛘撸部梢孕纬蔀椴捎蒙厦嫠龅奶菪蚐AW濾波器的構(gòu)成。通過形成為上述構(gòu)成，可以很容易地實(shí)現(xiàn)可適應(yīng)如PCS那樣頻帶寬、而且交叉頻帶窄的系統(tǒng)的天線共用器。
再有，本發(fā)明的天線共用器包含發(fā)送側(cè)濾波器、接收側(cè)濾波器、以及相位器，發(fā)送側(cè)濾波器和接收側(cè)濾波器，分別由串聯(lián)連接和并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件的梯型構(gòu)成所形成，且為了實(shí)現(xiàn)在各自的通帶要求陡急的濾波特性的頻帶端側(cè)的特性，在串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件其中至少1個(gè)的表面上或并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件其中至少1個(gè)的表面上形成有電介質(zhì)膜。
通過形成為上述構(gòu)成，可以很容易地實(shí)現(xiàn)可適應(yīng)如PCS那樣頻帶寬、而且交叉頻帶窄的系統(tǒng)的天線共用器。
此外，上述構(gòu)成中，天線共用器也可以為發(fā)送頻帶處于低頻側(cè)、而接收頻帶處于高頻側(cè)這種頻率配置，發(fā)送側(cè)濾波器由串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上形成有電介質(zhì)膜的構(gòu)成所形成，而接收側(cè)濾波器由并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上形成有電介質(zhì)膜的構(gòu)成所形成。
通過形成為上述構(gòu)成，可以很容易地實(shí)現(xiàn)可適應(yīng)PCS系統(tǒng)的天線共用器。
再有，上述構(gòu)成中，天線共用器也可以為發(fā)送頻帶處于高頻側(cè)、而接收頻帶處于低頻側(cè)這種頻率配置，發(fā)送側(cè)濾波器由并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上形成有電介質(zhì)膜的構(gòu)成所形成，而接收側(cè)濾波器由串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上形成有電介質(zhì)膜的構(gòu)成所形成。
通過形成為上述構(gòu)成，對于具有發(fā)送頻帶處于高頻側(cè)、而接收頻帶處于低頻側(cè)這種頻率配置的系統(tǒng)的情況，也可以實(shí)現(xiàn)具有良好特性的天線共用器。
綜上所述，本發(fā)明的SAW濾波器，通過在壓電基板上構(gòu)成SAW濾波器的聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)其表面上形成電介質(zhì)膜，可以具有優(yōu)異的頻率溫度特性、而且實(shí)現(xiàn)非常小的頻帶內(nèi)介入損耗。通過采用這種SAW濾波器，即便是針對較窄的交叉頻帶，也具有可以實(shí)現(xiàn)陡急特性良好、而且針對對方側(cè)頻帶具有較大抑制的天線共用器這種較大的效果。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施方式的SAW濾波器的俯視圖。
圖2A～圖2E為模式化示出該第一實(shí)施方式的SAW濾波器中有選擇地在聲表面波諧振元件上形成電介質(zhì)膜的剖面圖。
圖3圖示的為該第一實(shí)施方式中關(guān)于實(shí)施例1的SAW濾波器和對比例1的SAW濾波器的濾波特性。
圖4圖示的為該第一實(shí)施方式中實(shí)施例1的SAW濾波器的濾波特性。
圖5為本發(fā)明第二實(shí)施方式的SAW濾波器的俯視圖。
圖6圖示的為該第二實(shí)施方式中關(guān)于實(shí)施例2的SAW濾波器和對比例2的SAW濾波器的濾波特性。
圖7圖示的為該第二實(shí)施方式中該實(shí)施例2的SAW濾波器的濾波特性。
圖8為說明本發(fā)明第三實(shí)施方式天線共用器的電路構(gòu)成用的電路框圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，對相同組成部分賦予了相同的標(biāo)號，所以有時(shí)說明從略。而且，SAW濾波器的俯視圖等是示意性的，對于串聯(lián)諧振元件和并聯(lián)諧振元件的電極指的根數(shù)(本數(shù))等，概略地進(jìn)行了圖示。
(第一實(shí)施方式)圖1為本發(fā)明第一實(shí)施方式的SAW濾波器11的俯視圖。本實(shí)施方式中，作為連接多個(gè)聲表面波諧振元件而成的SAW濾波器11，以按串聯(lián)和并聯(lián)方式連接聲表面波諧振元件的梯型構(gòu)成為例進(jìn)行說明。
圖1中說明的是SAW濾波器11采用39°Y切割X傳播的鋰鉭酸鹽(LiTaO3)基板作為壓電基板12的情形。該壓電基板12上形成由梳型電極和柵狀反射器所形成的單端口聲表面波諧振元件15～20，上述諧振元件15～20中，通過對聲表面波諧振元件15～18進(jìn)行串聯(lián)連接，對聲表面波諧振元件19、20進(jìn)行并聯(lián)連接，從而形成梯型SAW濾波器11。另外，本實(shí)施方式中，用鋁(Al)作為包含梳型電極和柵狀反射器、并形成單端口聲表面波諧振元件的電極膜。
而且，輸入端子1與聲表面波諧振元件15其中一個(gè)梳型電極連接，而輸出端子2則與聲表面波諧振元件18其中一個(gè)梳型電極連接。另外，接地端子3、4與并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件19、20其中一個(gè)梳型電極連接。為了分別連接上述聲表面波諧振元件15～20、輸入端子1、輸出端子2以及接地端子3、4，形成有布線圖案13。
此外，形成二氧化硅(SiO2)膜作為電介質(zhì)膜14，使得其只覆蓋壓電基板12上所形成的聲表面波諧振元件15～20其中串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件15～18。該SiO2膜的膜厚為SAW濾波器11的波長的20％。但由于SiO2膜的膜厚其最佳值因所要求的濾波特性而有所不同，因而并不限于上述值。另外，該電介質(zhì)膜14不限于上述SiO2膜。舉例來說，也可以采用氧化鋯(ZrO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鎂(MgO)、氮化硅(Si3N4)、五氧化二鉭(Ta2O5)等作為電介質(zhì)膜14。上述材料當(dāng)中，尤其是用SiO2膜的話，可以大幅度改進(jìn)頻率溫度特性，所以是更為理想的材料。
下面用圖2A～圖2E說明本實(shí)施方式的SAW濾波器11的制造方法。另外，圖2A～圖2E為模式化示出SAW濾波器11中有選擇地在聲表面波諧振元件上形成電介質(zhì)膜14的方法的剖面圖。
首先，如圖2A所示，用濺射或電子束(EB)蒸鍍在壓電基板12上形成鋁(Al)作為電極膜，進(jìn)行光刻和腐蝕工序，形成梳型電極和柵狀反射器的電極圖案21。
然后，如圖2B所示，利用高頻(RF)濺射法整面形成SiO2膜作為電介質(zhì)膜14。
此后，如圖2C所示，構(gòu)成SAW濾波器11的聲表面波諧振元件15～20當(dāng)中，用保護(hù)劑24只覆蓋并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件19、20。
其后，如圖2D所示，利用干蝕法蝕刻去除未被保護(hù)劑24覆蓋的區(qū)域的電介質(zhì)膜14。
然后，如圖2E所示，利用灰化法(アツシング)等去除保護(hù)劑24。利用以上工序可制作圖1所示的SAW濾波器11。另外，本實(shí)施方式中，利用RF濺射法形成二氧化硅膜作為電介質(zhì)膜14，但不限于該方法。舉例來說，也可以用化學(xué)氣相生長(CVD)法、離子鍍敷法等制作方法。RF濺射法由于成膜速率穩(wěn)定因而具有膜厚控制容易的特點(diǎn)，對電介質(zhì)膜14的制作而言為理想的成膜方法。
另外，本實(shí)施方式中說明的是對電介質(zhì)膜14即SiO2膜進(jìn)行干蝕刻的例子，但也可以利用濕蝕刻法等來去除。由于干蝕刻是干式工序，所以腐蝕SiO2膜時(shí)不會(huì)將電極圖案21的Al膜等暴露于液體中。因此，不易發(fā)生Al膜腐蝕等，可以高效率制作SAW濾波器11。
下面說明本實(shí)施方式的SAW濾波器11的特性與現(xiàn)有構(gòu)成的SAW濾波器的對比結(jié)果。通常，梯型SAW濾波器通過使聲表面波諧振元件的特性重合在一起以實(shí)現(xiàn)所需的特性。為此，按照圖1所示的構(gòu)成，對聲表面波諧振元件15～20的表面上未形成電介質(zhì)膜14即SiO2膜的SAW濾波器和本實(shí)施方式的SAW濾波器11進(jìn)行特性對比。
本實(shí)施方式的SAW濾波器11以以下構(gòu)成為特征。具體來說，第一特征在于在聲表面波諧振元件15～18的表面形成電介質(zhì)膜14即SiO2膜。第二特征在于，將上述聲表面波諧振元件15～18的諧振頻率設(shè)定為高于未形成電介質(zhì)膜14的聲表面波諧振元件19、20的諧振頻率。
下面將本實(shí)施方式的SAW濾波器11稱為實(shí)施例1的SAW濾波器，而將未形成電介質(zhì)膜14的現(xiàn)有構(gòu)成的SAW濾波器稱為對比例1的SAW濾波器。
圖3圖示的為關(guān)于實(shí)施例1的SAW濾波器和對比例1的SAW濾波器的濾波特性。另外，圖3中針對實(shí)施例1的SAW濾波器和對比例1的SAW濾波器的構(gòu)成分別示出串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件15～18當(dāng)中的聲表面波諧振元件15和并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件19、20當(dāng)中的聲表面波諧振元件19的導(dǎo)納特性。實(shí)施例1的SAW濾波器和對比例1的SAW濾波器，對于串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件19來說存在有無電介質(zhì)膜14的差異，但對于并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件15來說為相同構(gòu)成。另外，橫軸為頻率，縱軸為導(dǎo)納。
圖3中，對比例1的SAW濾波器用實(shí)線表示，實(shí)施例1的SAW濾波器用虛線表示。低頻側(cè)的導(dǎo)納特性是并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件19的特性。而高頻側(cè)的導(dǎo)納特性是串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件15的特性。實(shí)施例1的SAW濾波器11只在串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件15～18上形成電介質(zhì)膜14即SiO2膜。從圖3可知，如實(shí)施例1的SAW濾波器11那樣可通過形成電介質(zhì)膜14改進(jìn)高頻側(cè)導(dǎo)納特性的陡急特性。這是由于形成有電介質(zhì)膜14即SiO2膜的聲表面波諧振元件15的電容比大于未形成電介質(zhì)膜14的聲表面波諧振元件19的電容比。通常，令諧振元件的電容比為γ、諧振頻率為fr、逆諧振頻率為far時(shí)，上述量之間存在γ＝1/[(far/fr)2-1]的關(guān)系。
具體來說，通過使電容比增大來減小諧振頻率和逆諧振頻率的頻率差，可獲得陡急的導(dǎo)納特性。另外，只是串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件15～18上形成電介質(zhì)膜14即SiO2膜的情況下，將上述聲表面波諧振元件15～18的諧振頻率設(shè)定為高于未形成電介質(zhì)膜14的聲表面波諧振元件19、20的諧振頻率。通過如此設(shè)定，高頻側(cè)的導(dǎo)納特性變得陡急，可針對SAW濾波器11的濾波特性進(jìn)行控制使得通帶內(nèi)高頻側(cè)變得陡急。
圖4圖示的為實(shí)施例1的SAW濾波器的濾波特性。另外，縱軸為介入損耗，橫軸為頻率。從圖4可知，發(fā)現(xiàn)通帶內(nèi)高頻側(cè)的極變得陡急。另外，隨著電容比的增加，濾波器的頻帶寬度有變窄的傾向，但實(shí)施例1的SAW濾波器11可確保達(dá)到65MHz這種足夠的頻帶。這是由于，構(gòu)成梯型的聲表面波諧振元件15～20當(dāng)中只在串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件15～18上形成有電介質(zhì)膜14即SiO2膜。
另外，實(shí)施例1的SAW濾波器是采用聲表面波諧振元件15～20作為阻抗元件的濾波器，所以通帶內(nèi)的介入損耗也為2.43dB，實(shí)現(xiàn)了低介入損耗。
而且，該實(shí)施例1的SAW濾波器的頻率溫度特性可獲得-22ppm/℃。另一方面，對比例1的SAW濾波器的頻率溫度特性為-40ppm/℃～-35ppm/℃。因此可確認(rèn)，實(shí)施例1的SAW濾波器可大大改進(jìn)頻率溫度特性。
還有，本實(shí)施方式中，在所有串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件15～18上形成電介質(zhì)膜14即SiO2膜，但也可以在串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件15～18當(dāng)中若干個(gè)諧振元件上形成電介質(zhì)膜14。通過這樣形成，可以在高頻側(cè)形成多個(gè)極，所以可很容易地在對方側(cè)頻帶確保足夠的衰減量。
此外，圖1中，是以由4個(gè)串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件15～18、2個(gè)并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件19、20合計(jì)6個(gè)聲表面波諧振元件15～20所形成的梯型SAW濾波器11為例說明的，但本發(fā)明不限于此。舉例來說，分別按串聯(lián)和并聯(lián)方式連接的聲表面波諧振元件的數(shù)量及其構(gòu)成因所要求的濾波特性而有所不同，但任何情況下都可通過應(yīng)用本發(fā)明的構(gòu)成來獲得與本實(shí)施方式的SAW濾波器11同樣的效果。
另外，本實(shí)施方式中是以梯型SAW濾波器為例說明的，但模式耦合型SAW濾波器等也可以獲得同樣的效果。
(第二實(shí)施方式)圖5為本發(fā)明第二實(shí)施方式的SAW濾波器31的俯視圖。本實(shí)施方式的SAW濾波器31中以與第一實(shí)施方式同樣按串聯(lián)和并聯(lián)方式連接聲表面波諧振元件35～40的梯型構(gòu)成為例進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式的SAW濾波器31采用39°Y切割X傳播的LiTaO3基板作為壓電基板32。該壓電基板32上形成由梳型電極和柵狀反射器所形成的單端口聲表面波諧振元件35～40，其中通過使聲表面波諧振元件35～38串聯(lián)連接，而聲表面波諧振元件39、40并聯(lián)連接，來形成梯型SAW濾波器31。
另外，本實(shí)施方式中，采用鋁(Al)作為包含梳型電極和柵狀反射器、并形成單端口聲表面波諧振元件的電極膜。
此外，輸入端子5與聲表面波諧振元件35其中一個(gè)梳型電極連接，而輸出端子6與聲表面波諧振元件38其中一個(gè)梳型電極連接。另外，接地端子7、8與并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件39、40其中一個(gè)梳型電極連接。上述聲表面波諧振元件35～40為了分別連接輸入端子5、輸出端子6以及接地端子7、8，形成有布線圖案13。
再有，本實(shí)施方式中形成SiO2膜作為電介質(zhì)膜34，使得其只覆蓋壓電基板32上所形成的聲表面波諧振元件35～40其中并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件39、40。該SiO2膜的膜厚為SAW濾波器的波長的20％。但由于SiO2膜的膜厚其最佳值因所要求的濾波特性而有所不同，因而并不限于上述值。另外，該電介質(zhì)膜34不限于上述SiO2膜，也可以采用第一實(shí)施方式中說明過的材料。
另外，本實(shí)施方式的SAW濾波器31可以用與第一實(shí)施方式中所說明的制造方法同樣的方法來制作。因而，本實(shí)施方式中省略關(guān)于制造方法的說明。
下面說明本實(shí)施方式的SAW濾波器31的特性與現(xiàn)有構(gòu)成的SAW濾波器對比的結(jié)果。圖5所示的構(gòu)成中，對聲表面波諧振元件35～40的表面上未形成電介質(zhì)膜34即SiO2膜的SAW濾波器和本實(shí)施方式的SAW濾波器31進(jìn)行特性對比。本實(shí)施方式的SAW濾波器31在聲表面波諧振元件39、40的表面上形成電介質(zhì)膜34即SiO2膜，而且還由將上述聲表面波諧振元件39、40的諧振頻率設(shè)定為低于未形成電介質(zhì)膜34的聲表面波諧振元件35～38的諧振頻率這種構(gòu)成所形成。
下面將本實(shí)施方式的SAW濾波器31稱為實(shí)施例2的SAW濾波器，而將未形成電介質(zhì)膜34的現(xiàn)有構(gòu)成的SAW濾波器稱為對比例2的SAW濾波器。
圖6圖示的為關(guān)于實(shí)施例2的SAW濾波器31和對比例2的SAW濾波器的濾波特性。另外，圖6中針對實(shí)施例2的SAW濾波器和對比例2的SAW濾波器的構(gòu)成也示出串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件35～38當(dāng)中的聲表面波諧振元件35和并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件39、40當(dāng)中的聲表面波諧振元件39的導(dǎo)納特性。實(shí)施例2的SAW濾波器31和對比例2的SAW濾波器，對于串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件35來說為相同構(gòu)成，但對于并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件15來說存在有無電介質(zhì)膜34的差異。另外，橫軸為頻率，縱軸為導(dǎo)納。
圖6中，對比例2的SAW濾波器用實(shí)線表示，實(shí)施例2的SAW濾波器用虛線表示。低頻側(cè)的導(dǎo)納特性是并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件39的特性。而高頻側(cè)的導(dǎo)納特性是串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件35的特性。
實(shí)施例2的SAW濾波器只在并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件39、40上形成電介質(zhì)膜34即SiO2膜。從圖6可知，發(fā)現(xiàn)可通過形成電介質(zhì)膜34來改進(jìn)低頻側(cè)導(dǎo)納特性的陡急特性。這是由于形成有電介質(zhì)膜34即SiO2膜的聲表面波諧振元件39、40的電容比大于未形成電介質(zhì)膜34的聲表面波諧振元件35～38的電容比。通常，令諧振元件的電容比為γ、諧振頻率為fr、逆諧振頻率為far時(shí)，上述量之間存在γ＝1/[(far/fr)2-1]的關(guān)系。
具體來說，通過使電容比增大來減小諧振頻率和逆諧振頻率的頻率差，可獲得陡急的導(dǎo)納特性。另外，只是并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件39、40上形成電介質(zhì)膜34即SiO2膜的情況下，將上述聲表面波諧振元件39、40的諧振頻率設(shè)定為低于未形成電介質(zhì)膜34的聲表面波諧振元件35～38的諧振頻率。通過如此設(shè)定，低頻側(cè)的導(dǎo)納特性變得陡急，可針對SAW濾波器31的濾波特性進(jìn)行控制使得通帶內(nèi)低頻側(cè)變得陡急。圖7圖示的為該實(shí)施例2的SAW濾波器的濾波特性?？v軸為介入損耗，橫軸為頻率。從圖7可知，發(fā)現(xiàn)通帶內(nèi)低頻側(cè)的極變得陡急。
另外，隨著電容比的增加，SAW濾波器的頻帶寬度有變窄的傾向，但實(shí)施例2的SAW濾波器可確保達(dá)60MHz這種足夠的頻帶。此外，實(shí)施例2的SAW濾波器是采用聲表面波諧振元件35～40作為阻抗元件的濾波器，所以通帶內(nèi)的介入損耗也可實(shí)現(xiàn)為3.43dB這種低介入損耗。
而且，測量該實(shí)施例2的SAW濾波器的頻率溫度特性的情況下為-22ppm/℃。另一方面，對比例2的SAW濾波器其頻率溫度特性為-40ppm/℃～-35ppm/℃。因此可確認(rèn)，實(shí)施例2的SAW濾波器可大大改進(jìn)頻率溫度特性。
還有，本實(shí)施方式中，并聯(lián)連接的2個(gè)聲表面波諧振元件39、40兩者均形成電介質(zhì)膜14即SiO2膜，但也可以只在并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件39、40其中一個(gè)諧振元件上形成電介質(zhì)膜34。通過這樣形成，可以在低頻側(cè)形成多個(gè)極，所以可很容易地在對方側(cè)頻帶確保足夠的衰減量。
此外，并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件的數(shù)量不限于兩個(gè)，也可以進(jìn)一步設(shè)置多個(gè)。這種情況下，也可以在并聯(lián)設(shè)置的多個(gè)聲表面波諧振元件其中1個(gè)或1個(gè)以上的聲表面波諧振元件的表面上設(shè)置電介質(zhì)膜34。
另外，本實(shí)施方式中是以由4個(gè)串聯(lián)連接的聲表面波諧振元件、2個(gè)并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件合計(jì)6個(gè)聲表面波諧振元件所形成的梯型SAW濾波器為例說明的，但本發(fā)明不限于此。舉例來說，分別按串聯(lián)和并聯(lián)方式連接的聲表面波諧振元件的數(shù)量及其構(gòu)成因所要求的濾波特性而有所不同，但任何情況下都可通過應(yīng)用本發(fā)明的構(gòu)成來獲得與本實(shí)施方式的SAW濾波器31同樣的效果。
(第三實(shí)施方式)圖8為說明本發(fā)明第三實(shí)施方式的天線共用器的電路構(gòu)成用的電路框圖。該天線共用器的基本構(gòu)成由發(fā)送側(cè)濾波器41、接收側(cè)濾波器42、以及相位器43，此外發(fā)送側(cè)濾波器41連接發(fā)送側(cè)端子44，接收側(cè)濾波器42連接接收側(cè)端子45，發(fā)送側(cè)濾波器41和接收側(cè)濾波器45兩者之間設(shè)置有天線端子46。
為了實(shí)現(xiàn)這樣的天線共用器，需要在交叉頻帶上使頻率特性陡急。舉例來說，如PCS等那樣為發(fā)送頻帶處于低頻側(cè)、而接收頻帶處于高頻側(cè)這種頻率配置的情況下，對于發(fā)送側(cè)濾波器41要求高頻側(cè)有陡急的濾波特性。另一方面，對于接收側(cè)濾波器42要求低頻側(cè)有陡急的濾波特性。因而，發(fā)送側(cè)濾波器41采用第一實(shí)施方式的SAW濾波器，而接收側(cè)濾波器42采用第二實(shí)施方式的SAW濾波器的話，則可以滿足上述要求。
通過形成為上述構(gòu)成，從圖4可知，用作發(fā)送側(cè)濾波器41的SAW濾波器11的介入損耗較小為2.43dB，而且高頻側(cè)的衰減量約為50dB，可以針對對方側(cè)頻帶實(shí)現(xiàn)較大的抑制。因此，作為天線共用器的發(fā)送側(cè)濾波器41具有足夠的濾波特性。另外，從圖7可知，用作接收側(cè)濾波器的SAW濾波器31的介入損耗較小為3.43dB，而且低頻側(cè)的衰減量約為50dB，可以針對對方側(cè)頻帶實(shí)現(xiàn)較大的抑制。因此，作為天線共用器的接收側(cè)濾波器42具有足夠的濾波特性。
綜上所述，可以通過使用第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式的SAW濾波器，來實(shí)現(xiàn)即便是交叉頻帶較窄的情況下也具有良好特性的天線共用器。
另外，本實(shí)施方式中說明的是尤其如PCS等那樣為發(fā)送頻帶處于低頻側(cè)、而接收頻帶處于高頻側(cè)這種頻率配置的情形。但即便是發(fā)送頻帶處于高頻側(cè)、而接收頻帶處于低頻側(cè)這種頻率配置的情況下，也可對發(fā)送側(cè)濾波器41要求低頻側(cè)有陡急的濾波特性，而對接收側(cè)濾波器42則要求高頻側(cè)有陡急的濾波特性。對于這樣的系統(tǒng)來說，發(fā)送側(cè)濾波器41采用第二實(shí)施方式的SAW濾波器，而接收側(cè)濾波器42采用第一實(shí)施方式的SAW濾波器的話，則可以實(shí)現(xiàn)具有良好特性的天線共用器。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的SAW濾波器和使用該濾波器的天線共用器，由于具有優(yōu)異的頻率溫度特性，而且具有較小的頻帶內(nèi)介入損耗，所以也可以通過采用該SAW濾波器，來實(shí)現(xiàn)即便是較窄的交叉頻帶也相當(dāng)陡急而且針對對方側(cè)頻帶具有較大的抑制這種高性能天線共用器，可應(yīng)用于手機(jī)等移動(dòng)通信領(lǐng)域。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種聲表面波濾波器，由在壓電基板上連接多個(gè)由梳型電極和柵狀反射器所構(gòu)成的聲表面波諧振元件構(gòu)成，其特征在于，所述聲表面波諧振元件經(jīng)過串聯(lián)連接和并聯(lián)連接形成梯型濾波器構(gòu)成，在所述聲表面波諧振元件當(dāng)中，在串聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件的表面上形成有厚度相同的電介質(zhì)膜，而在并聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件的表面上未形成所述電介質(zhì)膜。
2.一種聲表面波濾波器，由在壓電基板上連接多個(gè)由梳型電極和柵狀反射器所構(gòu)成的聲表面波諧振元件構(gòu)成，其特征在于，在所述聲表面波諧振元件當(dāng)中，在至少一個(gè)所述聲表面波諧振元件的表面上形成有電介質(zhì)膜，在至少一個(gè)所述聲表面波諧振元件的表面上未形成所述電介質(zhì)膜，使形成有所述電介質(zhì)膜的所述聲表面波諧振元件的電容比大于未形成所述電介質(zhì)膜的所述聲表面波諧振元件的電容比。
3.如權(quán)利要求1或2所述的聲表面波濾波器，其特征在于，將形成有所述電介質(zhì)膜的所述聲表面波諧振元件的諧振頻率設(shè)定為高于未形成所述電介質(zhì)膜的所述聲表面波諧振元件的諧振頻率。
4.如權(quán)利要求1或2所述的聲表面波濾波器，其特征在于，將形成有所述電介質(zhì)膜的所述聲表面波諧振元件的諧振頻率設(shè)定為低于未形成所述電介質(zhì)膜的所述聲表面波諧振元件的諧振頻率。
5.如權(quán)利要求2所述的聲表面波濾波器，其特征在于，所述聲表面波諧振元件經(jīng)過串聯(lián)連接和并聯(lián)連接形成梯型濾波器構(gòu)成，所述電介質(zhì)膜形成于串聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上或形成于并聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上。
6.如權(quán)利要求1或2所述的聲表面波濾波器，其特征在于，所述電介質(zhì)膜是二氧化硅膜。
7.一種天線共用器，其特征在于，使用如權(quán)利要求1或2所述的聲表面波濾波器。
8.一種天線共用器，其特征在于，使用如權(quán)利要求1或5所述的梯型聲表面波濾波器。
9.一種天線共用器，包含發(fā)送側(cè)濾波器、接收側(cè)濾波器、以及相位器，其特征在于，所述發(fā)送側(cè)濾波器和所述接收側(cè)濾波器，分別由串聯(lián)連接和并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件的梯型構(gòu)成所形成，且為了實(shí)現(xiàn)在各自的通帶要求陡急的濾波特性的頻帶端側(cè)的特性，在串聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少1個(gè)的表面上或并聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少1個(gè)的表面上形成有電介質(zhì)膜。
10.如權(quán)利要求9所述的天線共用器，其特征在于，所述天線共用器為發(fā)送頻帶處于低頻側(cè)、而接收頻帶處于高頻側(cè)這種頻率配置，所述發(fā)送側(cè)濾波器由在串聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上形成有所述電介質(zhì)膜的構(gòu)成所形成，而所述接收側(cè)濾波器由在并聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上形成有所述電介質(zhì)膜的構(gòu)成所形成。
11.如權(quán)利要求9所述的天線共用器，其特征在于，所述天線共用器為發(fā)送頻帶處于高頻側(cè)、而接收頻帶處于低頻側(cè)這種頻率配置，所述發(fā)送側(cè)濾波器由在并聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上形成有所述電介質(zhì)膜的構(gòu)成所形成，而所述接收側(cè)濾波器由在串聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上形成有所述電介質(zhì)膜的構(gòu)成所形成。
權(quán)利要求
1.一種聲表面波濾波器，由在壓電基板上連接多個(gè)由梳型電極和柵狀反射器所構(gòu)成的聲表面波諧振元件構(gòu)成，其特征在于，在所述聲表面波諧振元件當(dāng)中，在至少一個(gè)所述聲表面波諧振元件的表面上形成有電介質(zhì)膜，在至少一個(gè)所述聲表面波諧振元件的表面上未形成所述電介質(zhì)膜。
2.如權(quán)利要求1所述的聲表面波濾波器，其特征在于，使形成有所述電介質(zhì)膜的所述聲表面波諧振元件的電容比大于未形成所述電介質(zhì)膜的所述聲表面波諧振元件的電容比。
3.如權(quán)利要求1或2所述的聲表面波濾波器，其特征在于，將形成有所述電介質(zhì)膜的所述聲表面波諧振元件的諧振頻率設(shè)定為高于未形成所述電介質(zhì)膜的所述聲表面波諧振元件的諧振頻率。
4.如權(quán)利要求1或2所述的聲表面波濾波器，其特征在于，將形成有所述電介質(zhì)膜的所述聲表面波諧振元件的諧振頻率設(shè)定為低于未形成所述電介質(zhì)膜的所述聲表面波諧振元件的諧振頻率。
5.如權(quán)利要求1所述的聲表面波濾波器，其特征在于，所述聲表面波諧振元件經(jīng)過串聯(lián)連接和并聯(lián)連接形成梯型濾波器構(gòu)成，所述電介質(zhì)膜形成于串聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上或形成于并聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上。
6.如權(quán)利要求1所述的聲表面波濾波器，其特征在于，所述電介質(zhì)膜是二氧化硅膜。
7.一種天線共用器，其特征在于，使用如權(quán)利要求1所述的聲表面波濾波器。
8.一種天線共用器，其特征在于，使用如權(quán)利要求5所述的梯型聲表面波濾波器。
9.一種天線共用器，包含發(fā)送側(cè)濾波器、接收側(cè)濾波器、以及相位器，其特征在于，所述發(fā)送側(cè)濾波器和所述接收側(cè)濾波器，分別由串聯(lián)連接和并聯(lián)連接的聲表面波諧振元件的梯型構(gòu)成所形成，且為了實(shí)現(xiàn)在各自的通帶要求陡急的濾波特性的頻帶端側(cè)的特性，在串聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少1個(gè)的表面上或并聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少1個(gè)的表面上形成有電介質(zhì)膜。
10.如權(quán)利要求9所述的天線共用器，其特征在于，所述天線共用器為發(fā)送頻帶處于低頻側(cè)、而接收頻帶處于高頻側(cè)這種頻率配置，所述發(fā)送側(cè)濾波器由在串聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上形成有所述電介質(zhì)膜的構(gòu)成所形成，而所述接收側(cè)濾波器由在并聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上形成有所述電介質(zhì)膜的構(gòu)成所形成。
11.如權(quán)利要求9所述的天線共用器，其特征在于，所述天線共用器為發(fā)送頻帶處于高頻側(cè)、而接收頻帶處于低頻側(cè)這種頻率配置，所述發(fā)送側(cè)濾波器由在并聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上形成有所述電介質(zhì)膜的構(gòu)成所形成，而所述接收側(cè)濾波器由在串聯(lián)連接的所述聲表面波諧振元件其中至少一個(gè)的表面上形成有所述電介質(zhì)膜的構(gòu)成所形成。
全文摘要
本發(fā)明的SAW濾波器，在壓電基板(12)上連接多個(gè)由梳型電極和柵狀反射器所構(gòu)成的聲表面波諧振元件(15～20)來構(gòu)成，其中具有在上述聲表面波諧振元件(15～20)當(dāng)中至少一個(gè)聲表面波諧振元件的表面上形成有電介質(zhì)膜(14)、至少一個(gè)聲表面波諧振元件的表面上未形成電介質(zhì)膜(14)這種構(gòu)成。由此可以獲得頻帶內(nèi)介入損耗小、陡急特性良好、而且頻帶寬的SAW濾波器。
文檔編號H03H9/72GK1914801SQ200580003838
公開日2007年2月14日 申請日期2005年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月6日
發(fā)明者中西秀和, 高山了一, 巖崎行緒, 中村弘幸 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社