專利名稱：具有由阻抗電路產生的衰減極點的表面聲波濾波器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及帶有極點的表面聲波濾波器，尤其涉及例如用于移動通信設備中的諧振器型表面聲波濾波器。
與集成電路一樣，表面聲波濾波器，下文稱SAW濾波器，體積小，重量輕，極易批量生產。由于這些原因，SAW濾波器作為射頻(RF)濾波器被廣泛應用于諸如便攜式電話機，攜帶式尋呼機等設備中。
例如，碼分多址(CDMA)式便攜電話機以一種頻帶發(fā)射而以鄰近頻帶接收。相應地，這種設備需要帶有一對濾波器的天線收發(fā)轉換開關，一個濾波器通過發(fā)射頻帶頻率，濾去接收頻帶頻率，另一個濾波器作用相反。每一個必須具有低的通帶介入損耗濾波器，在通帶和鄰近的阻帶之間提供(頻率響應的)急劇滾降，在整個阻帶寬度上提供高衰減。這些要求傳統(tǒng)上是通過使用梯型濾波器來實現(xiàn)的，這種梯型濾波器包括一個或多個串聯(lián)分路SAW諧振器和一個或多個并聯(lián)分路SAW諧振器，由濾波器轉移函數中的極點產生阻帶衰減。
由于對移動式通信設備功能要求的不斷增加，以一個SAW梯型濾波器令人滿意地滿足上述要求變得愈來愈難。原因之一是，通帶寬度、介入損耗、阻帶滾降的陡度取決于于其上安裝SAW諧振器的壓電基片的性能。提供具有必要高的衰減的寬阻帶尤其困難。
由于通帶和阻帶的寬度、布局和間隔的限制，這些問題難以通過利用一個SAW梯型濾波器中的SAW諧振器的通帶和阻帶與諧振頻率(串聯(lián)諧振頻率)和反諧振頻率(并聯(lián)諧振頻率)之間的聯(lián)系來解決。使具有高衰減的寬阻帶靠近通帶并保持通帶的低介入損耗尤其困難。發(fā)明概述本發(fā)明的總體目的是改善有極點的SAW梯型濾波器的頻率特性。
更具體的目的是在阻帶的寬頻率范圍內獲得高阻帶衰減。
進一步的目的是在通帶和阻帶之間獲得急劇滾降。
根據本發(fā)明的第一個方面，一個表面聲波濾波器包括一個二端對表面聲波諧振器濾波電路和一個二端對阻抗電路，二者并聯(lián)連接在一起。二端對表面聲波諧振器濾波電路有一個移相器、至少一個串聯(lián)分路表面聲波諧振器和至少一個并聯(lián)分路表面聲波諧振器。二端對阻抗電路具有通過使表面聲波濾波器的斷路阻抗與短路阻抗相等來產生衰減極點的阻抗。
根據本發(fā)明的第二個方面，一個表面聲波濾波器包括一個二端對表面聲波諧振器濾波電路和一個二端對阻抗電路，二者并聯(lián)。二端對表面聲波諧振器濾波電路有兩個串聯(lián)分路表面聲波諧振器和兩個并聯(lián)表面聲波諧振器。和第一個方面一樣，二端對阻抗電路具有通過使表面波濾波器的斷路阻抗與短路阻抗相等來產生衰減極點的阻抗。
在本發(fā)明的這兩個方面中，由阻抗電路所產生的衰減極點通過增加阻帶的衰減，通帶和阻帶之間的急劇滾降及在阻帶的寬頻率范圍內獲得高衰減而改善了濾波器的頻率特性。


圖1是一個無線電通信裝置的前端部分透視圖；圖2是本發(fā)明第一種實施例的簡圖，適于用作圖1中的接收SAW濾波器；圖3將圖2作為一對并聯(lián)的二端對電路重新繪制；圖4示出了在斷路輸出端子情形下的圖2；圖5示出了在短路輸出端子情形下的圖2；圖6示出了在不同電容值下第一種實施例的頻率特性曲線；圖7是第二種實施例的簡圖，也適于用作圖1中的接收SAW濾波器；圖8是與圖7有相同的SAW諧振器的傳統(tǒng)濾波器的簡圖；圖9比較了圖7和圖8中濾波器的頻率特性曲線；圖10是第三種實施例的簡圖，適于用作圖1中的發(fā)射SAW濾波器；圖11將圖10以一對串聯(lián)的二端對電路的形式重新繪制；圖12是第三種實施例中叉指式換能器結構的簡圖，圖解了使用接合線作為阻抗電路；圖13示出了圖10中SAW諧振器的等效電路；圖14示出了圖13的左半部；圖15示出了傳統(tǒng)的沒有阻抗電路的濾波器；圖16示出了圖15中SAW諧振器的等效電路；圖17示出了圖15中傳統(tǒng)濾波器的斷路和短路頻率特性曲線；圖18示出了第三種實施例的斷路和短路頻率特性曲線；圖19比較了圖15和第三種實施例中的濾波器的頻率特性曲線；圖20總結了圖19中的對比；圖21是一個有三個并聯(lián)SAW諧振器和一個電感器的四級濾波器的簡圖；圖22是一個有三個并聯(lián)諧振器和一個電感器的五級濾波器的簡圖；圖23是本發(fā)明第四種實施例的簡圖，也適于用作圖1中的發(fā)射SAW濾波器；圖24對比了圖22和圖23的濾波器頻率特性曲線；圖25是本發(fā)明第五種實施例的簡圖，也適于用作圖1中的發(fā)射SAW濾波器；圖26、27、28和29示出了圖3中二端對阻抗電路的另一種布局；圖30、31、32和33示出了圖11中二端對阻抗電路的另一種布局；本發(fā)明的實施例將結合附圖加以介紹。
作為本發(fā)明能夠實施于其中的系統(tǒng)的一個例子，圖1示出了便攜式CDMA電話機的RF部分的一部分，包括一個天線收發(fā)轉換開關1、低噪音放大器(LNA)2、功率放大器(AMP)3及其它電路(圖中未示出)。天線收發(fā)轉換開關1是放大器2、3和天線4的接口，包括一個耦合電路5、一個接收(Rx)SAW濾波器6和一個發(fā)射(Tx)SAW濾波器7。耦合電路5包括互聯(lián)電線和諸如電感器、電容器等其它元器件，圖中未清楚示出。接收SAW濾波器6包括具有安裝在壓電基片8上的金屬箔叉指式換能器的許多SAW諧振器。發(fā)射SAW濾波器7結構相似，詳細情況將在后面介紹。所有這些元器件安裝在諸如陶瓷或環(huán)氧玻璃底座這樣的主底座9上。
這種電話機在例如從824兆赫到849兆赫的頻帶發(fā)射，而在從869兆赫到894兆赫的頻帶接收。發(fā)射SAW濾波器7在發(fā)射頻帶的介入損耗最好為1.5分貝(dB)或更少，在接收頻帶的衰減最好至少為35分貝。接收SAW濾波器6在接收頻帶的介入損耗最好為4分貝或更少，在發(fā)射頻帶的衰減最好至少為50分貝。第一種實施例本發(fā)明的第一種實施例是一個SAW濾波器，適于用作圖1中的接收濾波器6。參見圖2，用作接收濾波器6的本實施例包括一個移相器10、一對串聯(lián)分路SAW諧振器12和14、一個并聯(lián)分路SAW諧振器16、一個電感器18和一個電容器20。這些元器件組成了一個二端對電路，輸入端口包括一個輸入端子22和接地(E)端子24，輸出端口包括一個輸出端子26和一個接地端子28。
移相器10和串聯(lián)分路SAW諧振器12、14串聯(lián)在輸入端子22和輸出端子26之間。電感器18和電容器20也串聯(lián)在輸入端子22和輸出端子26之間，與移相器10、串聯(lián)分路SAW諧振器12、14并聯(lián)。并聯(lián)分路SAW諧振器16一端連接在串聯(lián)分路SAW諧振器12、14之間的節(jié)點上，另一端連接在接地端子24和28上。
移相器10、SAW諧振器12、14和16安裝在一個共同的壓電基片上。移相器10包括一根總長11厘米的帶狀線。串聯(lián)分路SAW諧振器12和14各包括一個有100對以稱為縫隙的50微米間距嚙合的指狀電極的叉指式換能器。并聯(lián)分路SAW諧振器16包括一個有86對(電極)叉指、嚙合縫隙為86微米的叉指式換能器。移相器10有一特定阻抗值Zp。SAW諧振器12、14和16有阻抗值Z1、Z2、Z3。電感器18包括一個有3毫微亨利(3.0nH)的電感L0的接合線。電容器20有，例如0.1皮法(0.1pF)的電容C0。
第一種實施例是一個二級SAW濾波器。第一級包括串聯(lián)分路SAW諧振器12和并聯(lián)分路SAW諧振器16。第二級包括并聯(lián)分路SAW諧振器16和串聯(lián)分路SAW諧振器14。一般來說，在SAW諧振器中，每一對相鄰的串并聯(lián)分路SAW諧振器構成濾波器的一級。
參見圖3，這一濾波器電路也可描述為包括一對并聯(lián)在輸入端子22和輸出端子26之間、以及接地端子24和28之間的二端對電路。其中，一個二端對電路是一個SAW濾波器電路30，它包括移相器10和SAW諧振器12、14和16。另一個二端對電路是一個阻抗電路32，它包括電感器18、電容器20和接地線34。對于一個具有頻率f、等于2πf的角頻率ω的輸入信號，電感器18和電容器20結合起來提供給阻抗電路32的阻抗ZA等于jωL0+1/(jωC0)，j代表-1的平方根阻抗電路32的兩個端口的描述有助于計算濾波器的頻率特性。例如，并聯(lián)意味著二端對電路30、32的導納矩陣加法復合。通常情況下，二端對電路32除了圖3中所示出的以外，還可能有許多不同的布局，有些將在后面說明。
下面，描述本實施例的運作。
圖2中電路的運作可以通過計算輸出端子26和接地端子28斷路時輸入端子22和接地端子24之間的阻抗Zo，并計算輸出端子26和接地端子28短路時輸入端子22和接地端子24之間的阻抗Zs來分析。Zo和Zs還可以以轉移參數ABCD的形式給出，Zo等于A/C，Zs等于B/D。參數ABCD的定義可以在例如，F(xiàn)ink等人編輯，McGraw-Hill出版的《電子工程師手冊》(Electronics Engineer′s Handbook)中找到。
Zo和Zs的值取決于輸入信號的角頻率ω。用分貝的形式表達時，圖2中電路的頻率特性曲線α(ω)由下列公式(1)給出，在這里，Log代表對數。α(ω)=20.0×Log|(1+Zo)(1+Zs)(Zo-Zs)|----(1)]]>可以看出，這一頻率特性曲線當頻率Zo取無限值、頻率Zs取無限值、及頻率Zo等于Zs時有極點。此處關注的是最后一種情形。
斷路的布局可以重畫如圖4所示?？梢钥闯觯琙o有如下值Zo=(ZA+Z2)(Zp+Z1)ZA+Zp+Z1+Z2+Z3---(2)]]>短路的布局可以重畫如圖5所示?？梢钥闯觯琙s有如下值Zs=ZA×ZssZA+Zss----(3)]]>這里，Zss=Zp+Z1+Z2×Z3Z2+Z3----(4)]]>
在本實施例阻帶頻率中，ZA要比SAW諧振器12、14和16的阻抗Z1、Z2和Z3小得多，所以上述公式(2)和(3)可化簡如下Zo≈Z2×(Zp+Z1)Zp+Z1+Z2+Z3----(5)]]>Zs≈ZA(6)因為Zo幾乎獨立于ZA，且Zs幾乎等于ZA，通過選擇ZA，就可以在某一理想的阻帶頻率產生衰減極點，從而使Zo在該頻率等于Zs。而且，由于Zo依賴于Zp，Zs幾乎獨立于Zp，可以選擇Zp的值來調節(jié)Zo，而不會強烈影響到Zs?？蓪崿F(xiàn)Zo和Zs間的阻抗匹配的頻率范圍可以依此辦法進行延伸。
調節(jié)Zp還可以增加實現(xiàn)SAW濾波器和外部電路阻抗匹配的頻率范圍。
圖6示出了調節(jié)ZA的效果，更明確地說是調節(jié)電容器20的電容C0的效果。橫軸代表頻率，縱軸代表以分貝表示的衰減。標有a的曲線是將C0的值設為本實施例中所使用的0.1皮法進行數字模擬所得到的。曲線b將C0設為0.2皮法，曲線c將C0設為0.5皮法，曲線d將C0設為0。曲線d對應于阻抗電路包含電感器18而電容器20不存在這種情形。
C0的這些變化對于從864兆赫到894兆赫的通帶影響較小，但是對于較高或較低的阻帶影響很大。曲線a、d的比較表明，在這兩個阻帶，第一種實施例拓寬了獲得特定衰減的頻率范圍。第二種實施例為了改善阻帶的衰減特性，還可以進一步增加SAW諧振器，如圖7所示。同第一種實施例一樣，阻抗電路包括一個具有3.0nH的阻抗Lo的電感器18和一個具有0.1pF的電容Co的電容器20。移相器10仍為一根11厘米長的帶狀線。每個串聯(lián)分路SAW諧振器12、14和38包括一個有一百對(電極)叉指和50微米嚙合縫隙的叉指式換能器。同第一種實施例一樣，電感器18和電容器20與移相器10和第一對串聯(lián)分路SAW諧振器12和14并聯(lián)在一起。
第二種實施例有四個并聯(lián)分路SAW諧振器40、42、44和46，與串聯(lián)分路SAW諧振器呈梯型布局并聯(lián)。第一和最后一個并聯(lián)分路SAW諧振器40和46各有一個有六十對(電極)叉指和60微米嚙合縫隙的叉指式換能器。中間兩個并聯(lián)分路SAW諧振器各有一個有八十五對(電極)叉指和85微米嚙合縫隙的叉指式換能器。
附帶提一句，可以將含有電感器18和電容器20的阻抗電路與所有的三個串聯(lián)分路SAW諧振器12、14和38并聯(lián)在一起，但本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當阻抗電路僅與兩個SAW諧振器并聯(lián)時，會得到更好的特性。
圖8示出了一個去掉實施例2中的移相器10、電感器18和電容器20的傳統(tǒng)的SAW梯型濾波器。圖9將實施例2的頻率特性曲線(標有a)與該傳統(tǒng)的SAW梯型濾波器的頻率特性曲線(標有b)進行了對比。在從864兆赫到894兆赫的通帶，兩個濾波器有著幾乎相同的特性和少于4分貝(4dB)的介入損耗。然而，在低阻帶，在從824兆赫到851兆赫的整個頻帶，第二種實施例滿足了衰減至少50分貝的要求，而傳統(tǒng)的SAW梯型濾波器不滿足。
在高阻帶，也可看到類似的改進。第三種實施例第三種實施例是一個適于用作圖1中的輸出濾波器7的SAW濾波器。參見圖10，用作發(fā)射SAW濾波器7的該裝置包括三個串聯(lián)分路SAW諧振器48、50和52，兩個并聯(lián)分路SAW諧振器54和56和一個電感器58。這些元器件組成了一個二端對電路，在輸入端有輸入端子60和接地端子62，在輸出端有輸出端子64和接地端子66。
每一個串聯(lián)分路SAW諧振器48、50和52包括一個有一百二十對(電極)叉指和120微米嚙合縫隙的叉指式換能器，每一個并聯(lián)分路SAW諧振器54和56包括一個有六十對(電極)叉指和90微米嚙合縫隙的叉指式換能器。電感器58有4.0nH的阻抗。
參見圖11，此濾波器電路相當于一對二端對電路的串聯(lián)。其中，一個二端對電路68是一個SAW濾波器，包括SAW諧振器48、50、52、54和56。另一個二端對電路70是一個阻抗電路，包括電感器58，提供阻抗ZA。這兩個二端對電路68和70的串聯(lián)意味著它們的阻抗矩陣加法復合。
參見圖12，第三種實施例中的SAW諧振器48、50、52、54和56在壓電基片71上形成金屬箔叉指式換能器結構。兩個并聯(lián)分路SAW諧振器54和56背對背放置，共享一個公用中央電極結構。電感器58是一段接合線，將該公用電極結構聯(lián)在外部接地焊盤62上。這個焊盤62將圖10中的接地端子62和66的功能結合在一起。接合線電感器58的電感由接合線電感器58與SAW諧振器54和56的連接點所決定。
為了簡化圖形，圖12中的叉指式換能器的(電極)叉指個數被極大地減少了。
下面，描述第三種實施例的運作。
圖13示出了由等效的集總常數電路表示的SAW諧振器48、50、52、54和56。串聯(lián)分路SAW諧振器48由一個電感Ls1和一個電容Cs1串聯(lián)，再與電容Cs10并聯(lián)來代表。并聯(lián)分路SAW諧振器54由一個電感Lp1和一個電容Cp1串聯(lián)，再與電容Cp10并聯(lián)來代表。中央串聯(lián)分路SAW諧振器50由一個電感2Ls2和一個電容(1/2)Cs2串聯(lián)，再與電容(1/2)Cs20并聯(lián)來代表。
這個電路是對稱的，可以僅考慮左半部分進行分析，如圖14所示。圖13中的中央串聯(lián)分路SAW諧振器50，一分為二后，產生了圖14中所表示的等效電路72，包括一個電感Ls2和一個電容Cs2串聯(lián)，再與電容Cs20并聯(lián)，這些電路元件與一對端子76和78連接。相似地，圖12中的電感器58在圖14中變成一個帶有電感L0的電感器74，連接在一對端子80和82之間。
圖14中當端子76、78、80和82斷開時端子60和62之間的阻抗Zo以及當這些端子短路時的阻抗Zs，與Lo和諧振器48、72和54的阻抗Z1、Z2和Z3有關，如下述公式(7)和(8)所示，在這里，S等于jω，ω為輸入信號的角頻率。Zo＝Z1+Z3+SLo (7)Zs=Z1+Z2×Z3Z2+Z3----(8)]]>Z1，Z2和Z3的值由下列公式(9)，(10)和(11)給出。
Z1＝(1+S2Ls1Cs1)/(SCs10+SCs1+S3Ls1Cs1Cs10)(9)Z2＝(1+S2Ls2Cs2)/(SCs20+SCs2+S3Ls2Cs2Cs20)(10)Z3＝(1+S2Lp1Cp1)/(SCp10+SCp1+S3Lp1Cp1Cp10)(11)在公式(8)中，電感Lo并未出現(xiàn)來表示Zs，因為Lo被端子80和82之間的連接短路掉了。
圖14中電路的頻率特性曲線由與第一種實施例中同樣的公式(1)給出。在第一種實施例中，通過使Zo等于Zs可以得到衰減極點，這可以通過選擇合適的電感Lo來實現(xiàn)，因為Zo依賴于Lo，而Zs不依賴。
Zo和Zs相等的條件由下列公式(12)給出。SLo=-Z32Z2+Z3----(12)]]>第三種實施例如此設計，以使得在很寬的高頻范圍內滿足上述條件，說明如下。
為了對比，圖15示出了一個沒有第三種實施例中電感器58的SAW濾波器。圖16示出了相應的等效集總常數電路。圖16中的電路常數與圖13中的相應常數一樣。
這一傳統(tǒng)的SAW濾波器的斷路阻抗Zo和短路阻抗Zs圖如圖17所示。橫軸表示頻率，單位赫茲(Hz)，縱軸表示阻抗，單位歐姆(Ω)。Zo和Zs是通過將Lo置為零，從公式(7)到公式(11)計算出來的。Zo和Zs在頻率高于875兆赫左右時的差異應當引起注意，因為這些頻率位于所希望的濾波器的高阻帶上。
圖18表示了第三種實施例的斷路電阻Zo和短路電阻Zs，它們是通過將Lo置為4.0nH，從同樣的公式(7)到公式(11)計算出來的。橫軸和縱軸與圖17含義相同。與圖17相比，Zo和Zs在高阻帶的差異大大減小了。
圖19對比了圖15中傳統(tǒng)濾波器和第三種實施例的濾波器的頻率特性曲線(分別用a、b表示)。橫軸表示頻率，單位赫茲，縱軸表示衰減，單位分貝。在通帶，從824兆赫到849兆赫的所有頻率中兩個濾波器都滿足了介入損耗不超過1.5分貝的要求。在高阻帶，從869兆赫到894兆赫的所有頻率中，第三種實施例還滿足了衰減至少為35分貝的要求，但是，傳統(tǒng)的濾波器沒有滿足。
圖20以表格的形式概括了從圖17到圖19的信息。
圖20的右部分給出了斷路電阻Zo和短路電阻Zs在接近高阻帶高端的三個頻率(889MHz，895MHz和901MHz)的阻抗值。當Lo為零時，Zo和Zs的差為-j0.72或更大，當Lo為4.0nH時Zo和Zs的差降為-j0.30或更小。
圖20的左部分給出了在通帶的兩端(823MHz和849MHz)和高阻帶的兩端(869MHz和895MHz)的阻抗值。在高阻帶的高端(895MHz)，第三種實施例(Lo＝4.0nH)的衰減超過傳統(tǒng)濾波器(Lo＝0nH)大約13分貝，具有實質性改進。
為了與第三種實施例作進一步比較，圖21示出了一個包括兩個串聯(lián)分路SAW諧振器76和78，三個并聯(lián)分路SAW諧振器80，82和84和一個電感器86的四級SAW濾波器。電感器86聯(lián)在接地線E-E和所有的三個并聯(lián)分路SAW諧振器80，82和84之間。
若將本電路與第三種實施例作同樣的分析，Z4表示每一個串聯(lián)分路SAW諧振器76和78的阻抗，Z5表示外接的兩個并聯(lián)分路SAW諧振器80和84的阻抗，Z6表示中央并聯(lián)分路SAW諧振器82的阻抗，ZA表示電感器86的阻抗，總斷路阻抗Zo和總短路阻抗Zs便由下述公式(13)和(14)給出Zo=Z5×(Z4+Z6)Z5+Z4+Z6+ZA----(13)]]>Zs=Z4×Z5Z4+Z5----(14)]]>
與第三種實施例一樣，通過選擇合適的ZA，在某一給定的頻率，可以使Zo等于Zs。然而，由于Zo和Zs相等的條件現(xiàn)由下述公式(15)給出，不能期待濾波器的頻率特性曲線有很大改善。ZA=-Z52Z6(Z4+Z5)(Z4+Z5+Z6)----(15)]]>這一條件比公式(12)所給的條件要復雜得多。設計一個如圖21所示結構的濾波器以便在很寬的頻率范圍滿足公式(15)不容易。
結果是，當進一步增加濾波器的SAW諧振器數量以得到更大的阻帶衰減時，濾波器設計就應當基于圖11所示的模型而非圖21。例如，圖22示出了一個通過在圖21中再增加一個串聯(lián)分路SAW諧振器88的一個不太理想的五級SAW濾波器。圖22中虛線內的部分與圖21是相同的。上述公式表明，這種濾波器設計不如基于圖11的設計改進更大，這將在下文的第四種實施例中加以說明。第四種實施例參見圖23，第四種實施例是一個五級SAW濾波器，包括三個串聯(lián)分路SAW諧振器90、92和94，三個并聯(lián)分路SAW諧振器96、98、100和兩個電感器102和104。電感器102是一根連接在頭兩個并聯(lián)分路SAW諧振器96和98和接地線E-E之間的接合線。這兩個并聯(lián)分路SAW諧振器96和98背對背放置，就象圖12中的SAW諧振器54和56那樣。電感器104是連接在圖23中的第三個并聯(lián)分路SAW諧振器100和接地線之間的一根接合線。
每一個串聯(lián)分路SAW諧振器90、92和94包括一個有一百對(電極)叉指和120微米嚙合縫隙的叉指式換能器。并聯(lián)分路SAW諧振器96、98和100各有一個有八十對(電極)叉指和90微米嚙合縫隙的叉指式換能器。電感器102的電感是0.1nH，電感器104的電感也是0.1nH。
這個濾波器可看做由三個分部分組成一個SAW濾波器電路106，包括頭兩個串聯(lián)分路SAW諧振器90和92和頭兩個并聯(lián)分路SAW諧振器96和98；一個阻抗電路108，包括電感器100，后者與SAW濾波器電路106串聯(lián)；一個SAW濾波器電路110，包括第三個串聯(lián)分路SAW諧振器94，第三個并聯(lián)分路SAW諧振器98和電感器102。SAW濾波器電路106和阻抗電路108結合在一起組成了一個與SAW濾波器電路110級聯(lián)的濾波器部分。兩個SAW濾波器電路106和110結合在一起組成了一個SAW梯型濾波器。
圖24比較了圖22中不太理想的濾波器標有a的頻率特性曲線和第四種實施例中濾波器的標有b的頻率特性曲線。圖22中的電感器86與圖23中的電感器100電感值相同，為0.1nH。在從824兆赫到849兆赫的通帶，兩個濾波器都滿足了介入損耗為1.5分貝或更小的要求。然而，圖22中的濾波器在從868兆赫到894兆赫的阻帶并沒有完全滿足衰減至少為35分貝的要求。第四種實施例在通帶和阻帶之間有更加急劇的滾降，輕而易舉地滿足了35分貝的要求，提供了優(yōu)異的阻帶衰減。第五種實施例參見圖25，本發(fā)明的第五種實施例將第三和第四種實施例的設計進一步擴展成為一個有四個串聯(lián)分路SAW諧振器112、114、116和118、四個并聯(lián)分路SAW諧振器120、122、124和126、兩個電感器128和130的六級SAW濾波器。
這個濾波器可分為兩部分，132和134，每一部分在設計上與圖23中有濾波器電路106和阻抗電路108的部分相似。可選擇每一部分的阻抗ZA以提供在一個寬的阻帶頻率范圍上的高衰減。兩個濾波器部分132和134級聯(lián)，因此它們的轉移參數ABCD通過矩陣乘法復合。
再參見圖10，第三種實施例還可描述成包括一個有兩個串聯(lián)分路SAW諧振器48和50和兩個并聯(lián)分路SAW諧振器54和56的二端對SAW濾波器電路，后者與一個包括電感器58的二端對阻抗電路串聯(lián)，這兩個電路構成了第一個濾波器部分，該部分又與含有SAW諧振器52的第二個濾波器部分級聯(lián)。
本發(fā)明所采用的阻抗電路并不僅限于前述實施例中所示出的電路。
例如，在第一種實施例中，圖3中所示出的阻抗電路可以用圖26、27、28和29中所示的阻抗電路進行代換。圖26中的電路包括一個電容器136。圖27中的電路有一個電感器138和一個電容器140，并聯(lián)連接。圖28中的電路包括并聯(lián)連接的一個電感器142和一個電容器144，兩者又都與電感器146串聯(lián)。圖29中的電路包括串聯(lián)的電感器148和電容器150，二者與電容器152并聯(lián)。第二種實施例中亦可能作相似的代換。
在第三種實施例中，圖11所示的阻抗電路70可用圖30、31、32和33中的阻抗電路之一代換。圖30中的電路有一個電容器154和一個電感器156串聯(lián)。圖31中的電路包括一個電容器158和一個電感器160并聯(lián)。圖32中的電路包括一個電容器162和一個電感器164并聯(lián)，兩者又都與電感器166串聯(lián)。圖33中的電路包括串聯(lián)的一個電容器168和一個電感器170，二者與電容器172并聯(lián)。第四種實施例和五中亦可能作相似的代換。
第一種和第二實施例中的移相器10并不僅限于安裝在如SAW諧振器那樣的壓電基片上的帶狀線。再參見圖1，移相器10的部分或全部可以安裝在主底座9上。例如，移相器10作為并聯(lián)電路5的一部分，可以既包含安裝在壓電基片8上的帶狀線也包含連接在主底座9上的帶狀線。至少使移相器10的一部分安裝在主底座9上更好一些，因為，對于移相器特性的改變在主底座9上做起來比在壓電基片8上要更容易一些。
本領域的技術人員會看出，在下述權利要求的范圍內還可能作出進一步的改變。
權利要求
1.一種有極點的表面聲波濾波器，包括一個二端對表面聲波諧振器濾波電路，它具有一個移相器、與前述移相器串聯(lián)的至少一個串聯(lián)分路表面聲波諧振器，以及至少一個并聯(lián)分路表面聲波諧振器；以及一個二端對阻抗電路，后者與前述二端對表面聲波諧振器濾波電路并聯(lián)，具有通過使前述表面聲波濾波器的斷路電阻等于前述表面聲波濾波器的短路電阻來產生衰減極點的阻抗。
2.如權利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述二端對表面聲波諧振器濾波器電路只有兩個串聯(lián)分路表面聲波諧振器。
3.如權利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述二端對阻抗電路包括一個第一電容器。
4.如權利要求3所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述二端對阻抗電路還有一個第一電感器。
5.如權利要求4所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述第一電感器有一根有一定電感阻抗的接合線。
6.如權利要求4所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述第一電容器和第一電感器串聯(lián)。
7.如權利要求6所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述二端對電阻電路還包括一個與前述第一電容器和前述第一電感器并聯(lián)的第二電容器。
8.如權利要求4所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述第一電容器和前述第一電感器并聯(lián)。
9.如權利要求8所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述二端對阻抗電路還包括一個與前述第一電容器和前述第一電感器串聯(lián)的第二電感器。
10.如權利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述表面聲波濾波器安裝在一個天線收發(fā)轉換開關中，前述移相器包括一根在前述天線接收轉換開關中的互聯(lián)線。
11.如權利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述串聯(lián)分路表面聲波諧振器、前述并聯(lián)分路表面聲波諧振器和前述移相器安裝在一壓電基片上。
12.如權利要求11所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述移相器有一根安裝在前述壓電基片上的帶狀線。
13.如權利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述串聯(lián)分路表面聲波諧振器和前述并聯(lián)分路表面聲波諧振器安裝在一壓電基片上，前述壓電基片安裝在一主底座上，前述移相器安裝在前述主底座上。
14.如權利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述串聯(lián)分路表面聲波諧振器和前述并聯(lián)分路表面聲波諧振器安裝在一壓電基片上，前述壓電基片安裝在一主底座上，前述移相器部分安裝在前述壓電基片上部分安裝在前述主底座上。
15.一種有極點的表面聲波濾波器，包括一個二端對表面聲波諧振器濾波電路，它具有與前述移相器串聯(lián)的兩個串聯(lián)分路表面聲波諧振器和兩個并聯(lián)分路表面聲波諧振器；以及與前述二端對表面聲波諧振器濾波器電路串聯(lián)的二端對阻抗電路，該電路具有通過使前述表面聲波濾波器的斷路阻抗等于前述表面聲波濾波器短路阻抗產生衰減極點的阻抗。
16.如權利要求15所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述二端對阻抗電路包括一個第一電感器。
17.如權利要求16所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述第一電感器包括一根有一定電感阻抗的接合線。
18.如權利要求16所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述二端對阻抗電路還包括一第一電容器。
19.如權利要求18所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述第一電感器和第一電容器并聯(lián)。
20.如權利要求19所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述二端對阻抗電路還有一個與前述第一電感器和前述第一電容器串聯(lián)的第二電感器。
21.如權利要求18所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述第一電感器和前述第一電容器串聯(lián)。
22.如權利要求21所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述二端對阻抗電路還有一個第二電容器，后者與前述第一電容器和前述第一電感器并聯(lián)。
23.如權利要求15所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述兩個并聯(lián)分路表面聲波諧振器背對背連接，共享一個公用中央電極。
24.如權利要求23所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述二端對阻抗電路包括一根接到前述公用中央電極上的接合線。
25.如權利要求15所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述二端對表面聲波諧振器濾波電路和前述二端對阻抗電路組成了第一濾波器部分，前述表面聲波濾波器還有一個與前述第一濾波器部分級聯(lián)的第二濾波器部分。
26.如權利要求25所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述第二濾波器部分當與前述二端對表面聲波諧振器濾波電路相結合時，構成一個表面聲波梯型濾波器。
27.如權利要求25所述的表面聲波濾波器，其特征在于，前述第二濾波器部分在結構上與前述第一濾波器部分相似，包括一個有兩個串聯(lián)分路SAW諧振器和兩個并聯(lián)分路SAW諧振器的二端對表面聲波諧振器濾波器電路，后者與一個二端對阻抗電路串聯(lián)。
28.一種表面聲波濾波器，包括許多級聯(lián)的如權利要求15所述的表面聲波濾波器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種表面聲波濾波器,它包括一個二端對表面聲波諧振器濾波電路,后者與一個二端對阻抗電路并聯(lián)或串聯(lián)。該二端對阻抗電路具有通過使表面聲波濾波器的斷路阻抗等于短路阻抗來產生衰減極值的阻抗。這樣,與通常和阻帶間的急劇滾降相結合,就可以在一寬的阻帶頻率范圍上獲得高衰減。
文檔編號H03H9/05GK1190823SQ98103820
公開日1998年8月19日 申請日期1998年2月11日 優(yōu)先權日1997年2月12日
發(fā)明者江原永典, 野口和繁, 島村一, 岡田好生, 駒崎友和 申請人:沖電氣工業(yè)株式會社