專利名稱：平衡型聲表面波濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及第1、第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部?jī)啥渭?jí)聯(lián)(縦続)連接的聲表面波濾波器，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及具有平衡-不平衡變換功能的平衡型聲表面波濾波器。
背景技術(shù)：
隨著便攜式電話機(jī)的小型化，要求包含帶域?yàn)V波器的RF段的小型化。因此，近年來(lái)，作為上述帶域?yàn)V波器，能夠與高頻對(duì)應(yīng)，而使用具有平衡-不平衡變換功能的平衡型聲表面波濾波器。
具有上述平衡-不平衡變換功能的平衡型聲表面波濾波器的輸出端，連接于具有平衡輸入輸出或差動(dòng)輸入輸出的混頻器(mixer)IC即平衡型混頻器IC。在使用平衡型混頻器IC的情況下，能夠降低噪聲的影響，并能夠?qū)で筝敵龅姆€(wěn)定化。因此，為了提高便攜式電話機(jī)的特性，而廣泛使用平衡型混頻器IC。
然而，用于RF段的聲表面波濾波器的阻抗通常是50Ω。與此相對(duì)，迄今為止的平衡型混頻器IC的輸入阻抗主要是150～200Ω。因此，在具有平衡-不平衡變換功能的聲表面波濾波器中平衡信號(hào)端子和不平衡信號(hào)端子的阻抗比較多為大約1∶3～1∶4的范圍。
在下述的專利文獻(xiàn)1中記載了上述那樣的具有平衡-不平衡轉(zhuǎn)換功能的聲表面波濾波器的一例。圖15是表示專利文獻(xiàn)1中所記載的平衡型聲表面波濾波器的電極構(gòu)造的示意性平面圖。
在聲表面波501中，在不平衡信號(hào)端子502中連接有第1縱耦合共振子型聲表面濾波器511。第1縱耦合共振子型聲表面濾波器511，具有沿表面波傳播方向而配置的IDT512～514。中央的IDT513，與不平衡信號(hào)端子502相連接。另外，在設(shè)置有IDT512～514的區(qū)域的表面波傳輸方向兩側(cè)，配置有反射器515、516。
另一方面，在第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器511上連接由第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器521。縱耦合共振子型聲表面波濾波器521，具有配置于表面波傳播方向的IDT522～524，以及反射器525、526。這里，兩側(cè)的IDT522、524，通過(guò)信號(hào)線505、506，分別與IDT512、514電連接。另外，中央的IDT523，具有在表面波傳播方向上分割的第1IDT部523a以及第2IDT部523b。IDT部523a、523b，分別與第1、第2平衡信號(hào)端子503、504電連接。
在聲表面波501中，如上述那樣，第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部511以及第2縱耦合型共振子型聲表面波濾波器部521級(jí)聯(lián)連接著，這里，記載了平衡信號(hào)端子503、504側(cè)的阻抗是200Ω。也就是說(shuō)，公開(kāi)了所述阻抗比是1∶4的平衡型聲表面濾波器501。
另一方面，在下述的專利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了不具備平衡-不平衡變換功能的聲表面波濾波器。如圖16所示那樣，在專利文獻(xiàn)2所記載的聲表面波濾波器601中，第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器602和第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器603級(jí)聯(lián)連接。并在輸入端子604上連接有第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部602，在第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部603上連接有輸出端子605。
在專利文獻(xiàn)2中，通過(guò)使第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部602中的電極指交叉寬度與第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部603的電極指交叉寬度不同，而使輸入阻抗為50Ω，輸出阻抗為150Ω。也就是說(shuō)，能夠構(gòu)成前述阻抗比是1∶3的雙元件級(jí)聯(lián)連接型的聲表面波濾波器。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平11-97966號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)平9-321574號(hào)公報(bào)近年來(lái)，作為連接于上述聲表面波濾波器的后段的平衡型混頻器IC，阻抗是100Ω的平衡型混頻器IC正在增加。因此，即使在用于RF段的聲表面波濾波器中需要對(duì)輸出阻抗進(jìn)行降低。也就是說(shuō)，要求輸入側(cè)阻抗和輸出側(cè)阻抗的比為1∶2的平衡-非平衡變換功能的聲表面波濾波器。
在前述的專利文獻(xiàn)2所記載的結(jié)構(gòu)中，在沒(méi)有平衡-非平衡變換功能的雙元件級(jí)聯(lián)連接型的聲表面波濾波器601中，將第1縱耦合型共振子型聲表面波濾波器部602中的電極指交叉寬度加寬，將第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部603中的電極指交叉寬度減窄，由此使輸入輸出比為1∶3。然而，在這種結(jié)構(gòu)中，存在如下問(wèn)題即在級(jí)聯(lián)連接部中產(chǎn)生阻抗不匹配，通過(guò)帶域內(nèi)的插入損失較大。
另外，在前述的專利文獻(xiàn)1所記載的平衡型聲表面波濾波器501中，第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部521中的中央的IDT即第5IDT523被分隔為IDT部523a、523b，IDT部523a、523b串聯(lián)連接。因此，平衡信號(hào)端子503、504的阻抗難免變高。因此，如上述那樣，使阻抗比為1∶4。在這種結(jié)構(gòu)中，可以考慮，如專利文獻(xiàn)2中所記載的那樣，通過(guò)變換電極指交叉寬度而調(diào)整阻抗比。然而，為了采用變化電極指交叉寬度的方法而使輸入輸出阻抗比為1∶2，而使連接于平衡信號(hào)端子503、504的IDT523中的電極指交叉寬度，比連接于不平衡信號(hào)端子502的IDT513中的電極指交叉寬度的大約兩倍還要大。為此，電極構(gòu)造難免變大，進(jìn)而，聲表面薄濾波器501整體的尺寸也難免變大。
本發(fā)明的目的為，針對(duì)于上述以往技術(shù)的現(xiàn)狀，提供-種平衡型聲表面波濾波器，其在不引起通過(guò)帶域內(nèi)的插入損失惡化的情況下，并在不引起的元件尺寸增大的情況下，使不平衡型信號(hào)端子的阻抗和平衡型信號(hào)端子的阻抗之比為大約1∶2。
本發(fā)明的平衡型聲表面波濾波器是具有不平衡信號(hào)端子和第1、第2平衡信號(hào)端子，并具有平衡-不平衡變換功能的平衡型聲表面波濾波器，其特征在于，備有壓電基板；第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部，其具有在所述壓電基板上沿表面波傳播方向配置的第1～第3IDT，并且第2IDT連接在所述不平衡信號(hào)端子上；第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器，其具有在所述壓電基板上沿表面波傳輸方向而配置的第4～第6IDT，并且級(jí)聯(lián)連接在所述第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部，第5IDT連接在所述第1、第2平衡信號(hào)端子上；所述第2IDT和第5IDT，分別具有狹窄間距電極指部，所述狹窄間距電極指部為，從與第1、第3IDT和第4、第6IDT相鄰的一側(cè)的端部起，在表面波傳播方向中面向該IDT的中央側(cè)的一部分電極指的周期，比該IDT的中央的電極指部分的周期更小。在將所述第2IDT的狹窄間距電極指部的電極指的根數(shù)設(shè)為N1，將所述第5IDT的狹窄間距電極指部的電極指的根數(shù)設(shè)為N2時(shí)，使得N1＞N2。
在本發(fā)明所涉及的縱耦合共振子型聲聲表面波濾波器的某一特定方面，將所述第2IDT的狹窄間距電極指部的電極指間距設(shè)為P1，將所述第5IDT的狹窄間距電極指部的電極指間距設(shè)為P2時(shí)，使得P1＞P2。
在本發(fā)明所涉及的縱耦合共振子型聲表面波濾波器的另一特定方面，具有連接第1IDT和所述第4IDT的第1信號(hào)線；以及連接所述第3IDT和所述第6IDT的第2信號(hào)線，按照在所述第1信號(hào)線中傳導(dǎo)的電信號(hào)的相位，與在所述第2信號(hào)線中傳導(dǎo)的電信號(hào)的相位180°相異的方式，構(gòu)成所述第1～第6IDT。
在本發(fā)明所涉及的平衡型聲表面波濾波器中，在壓電基板上，連接第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部和第2縱耦合型聲表面波濾波器部，第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部連接于不平衡信號(hào)端子，第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部連接于第1、第2平衡信號(hào)端子。因此，構(gòu)成了具有平衡-不平衡變換功能的聲表面波濾波器。并且，由于在將所述第2IDT的狹窄間距電極指部的電極指的根數(shù)設(shè)為N1，將所述第5IDT的狹窄間距電極指部的電極指的根數(shù)設(shè)為N2時(shí)，使得N1＞N2，因此，如后述的實(shí)驗(yàn)例所明了的那樣，能夠在不引起插入損失和VSWR的降低的情況下，較大地變化連接于不平衡信號(hào)端子的第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部的阻抗，能夠大幅度地變更作為不平衡信號(hào)端子側(cè)的阻抗和第1、第2平衡信號(hào)端子側(cè)的阻抗之比的阻抗比，并能夠容易地提供阻抗比為1∶2的平衡型聲表面波濾波器。
因此，按照本發(fā)明，能夠?qū)⑤敵鲎杩篂?00Ω的平衡型混頻器(mixer)IC連接于后段，具有良好的濾波特性，并能夠提供具有平衡-不平衡變換功能的聲表面波濾波器。因此，通過(guò)利用本發(fā)明，能夠促進(jìn)例如便攜式電話機(jī)的RF段的小型化。
對(duì)于將所述第2IDT的狹窄間距電極指部的電極指間距設(shè)為P1，將所述第5IDT的狹窄間距電極指部的電極指間距設(shè)為P2時(shí)，使得P1＞P2的情況，能夠進(jìn)一步降低通過(guò)帶域內(nèi)的插入損失和VSWR，并能夠進(jìn)一步改善濾波特性。
對(duì)于具有連接第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部的第1IDT和第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部的第4IDT的第1信號(hào)線，以及連接所述第3IDT和所述第6IDT的第2信號(hào)線，并按照在所述第1信號(hào)線中傳導(dǎo)的電信號(hào)的相位，與在所述第2信號(hào)線中傳導(dǎo)的電信號(hào)的相位180°相異的方式，構(gòu)成所述第1～第6IDT的情況，能夠提高相位平衡度和振幅平衡度。
另外，所謂振幅平衡度和相位平衡度，可以將所述具有平衡-不平衡信號(hào)變換功能的聲表面波濾裝置考慮為3端口的裝置，例如將不平衡信號(hào)端子作為端口1，將各平衡信號(hào)端子的每個(gè)作為端口2、端口3時(shí)，可以定義為振幅平衡度＝|A|、A＝|20log(S21)|-|20log(S31)| ……式(1)相位平衡度＝|A|、B＝|∠ S21-∠S31|……式(2)另外，S21表示從端口1到端口2的傳遞系數(shù)，S31表示從端口1到端口3的傳遞系數(shù)。該平衡度，理想的為，聲表面波裝置的濾波特性中的通過(guò)帶域內(nèi)的振幅平衡度是0dB，相位平衡度是180度。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的平衡型聲表面濾波器的電極構(gòu)造的示意性俯視圖。
圖2是表示第1實(shí)施方式的聲表面波濾波器的插入損失-頻率特性的圖。
圖3是表示第1實(shí)施方式的聲表面波濾波器的VSWR特性的圖。
圖4(a)和圖4(b)是表示第1實(shí)施方式的聲表面波濾波器部的不平衡信號(hào)端子側(cè)和平衡信號(hào)端子側(cè)的各反射特性的史密斯圖(スミスチャ一ト)。
圖5是表示第1的聲表面波濾波器的插入損失-頻率特性的圖。
圖6是表示第1比較例的聲表面波濾波器的VSWR特性的圖。
圖7(a)和(b)是表示第1比較例的聲表面波濾波器部的不平衡信號(hào)端子側(cè)和平衡信號(hào)端子側(cè)的各反射特性的史密斯圖。
圖8是表示第2比較例的聲表面波濾波器的插入損失-頻率特性的圖。
圖9是表示第2比較例的聲表面波濾波器的VSWR特性的圖。
圖10(a)和圖10(b)是表示第2比較例的聲表面波濾波器部的不平橫信號(hào)端子側(cè)和平衡信號(hào)端子側(cè)的各反射特性。
圖11(a)和圖11(b)是表示第1參考例的聲表面波濾波器部的不平衡信號(hào)端子側(cè)和平衡信號(hào)端子側(cè)的各反射特性的史密斯圖。關(guān)于圖11的史密斯圖的標(biāo)準(zhǔn)化阻抗，均將非平衡信號(hào)端子側(cè)和平衡信號(hào)端子設(shè)為50Ω。
圖12(a)和圖12(b)是表示第1參考例的聲表面波濾波器部的不平衡信號(hào)端子側(cè)和平衡信號(hào)端子側(cè)的各反射特性的史密斯圖。
圖13(a)和圖13(b)，是表示第2參考例的聲表面濾波器部的不平衡信號(hào)端子側(cè)和平衡信號(hào)端子側(cè)的各反射特性的史密斯圖。
圖14(a)和圖14(b)是表示第3參考例的聲表面波濾波器部的不平衡信號(hào)端側(cè)側(cè)和平衡信號(hào)端子側(cè)的各反射特性的史密斯圖。
圖15是表示以往的聲表面波濾波器的電極構(gòu)造的一例的示意性俯視圖。
圖16是表示以往的聲表面濾波器的電極構(gòu)造的其他例子的俯視圖。
圖中1-聲表面波濾波器，2-壓電基板，11-第1縱耦合共振子型聲表面濾波器部，12～14-第1～第3IDT，15、16-反射器，21-第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部，22～24-第4～第6IDT，25、26-反射器，31-不平衡信號(hào)端子，32、33-第1、第2平衡信號(hào)端子，34、35-第1、第2信號(hào)線，N-窄間距電極指部。
實(shí)施方式以下參照

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，而使本發(fā)明明了。
圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的平衡型聲表面波濾波器的電極構(gòu)造的模式性俯視圖。
平衡型聲表面波濾波器1具有在由40±5°Y切X傳輸?shù)腖iTaO3基板構(gòu)成的壓電基板2上形成圖示的電極的構(gòu)造。也就是說(shuō)，在壓電基板2中，構(gòu)成第1、第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部11、21。
第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部11，具有沿表面波傳播方向而配置的第1～第3的IDT12～14。中央的第2IDT13的一端連接于不平衡信號(hào)端子31。另一方面，在IDT12～14的表面波傳播方向兩側(cè)配置反射器15、16。
第1～第2IDT12～14，在IDT彼此相鄰的部分具有狹窄間距電極指部N。所謂狹窄間距電極指部N，是指電極指間距比狹窄間距電極指部N以外的電極指部的電極指間距更小的電極指部。例如，若以IDT12為例，則從ID12的與IDT13相鄰的一側(cè)的端部，向該IDT12的中央的一部分的電極指的間距比其余的電極指的間距更窄。該電極指間距較窄的多條電極指構(gòu)成的部分是狹窄間距電極指部N。
另外，通過(guò)設(shè)置狹窄間距電極指部N，能夠緩和IDT彼此相鄰的部分的不連續(xù)型。
另外，中央的IDT13，具有設(shè)于與IDT12相鄰的一側(cè)的端部的狹窄間距電極指部，以及設(shè)于與IDT14相鄰的一側(cè)的端部的狹窄間距電極指部N。也就是說(shuō)，在IDT13中，從IDT12、14側(cè)的各端部面向著IDT13的中央側(cè)的多條電極指的電極指間距比相對(duì)地位于IDT13的中央的電極指部的電極指間距更窄，并形成上述狹窄間距電極指部N，N。即使在IDT14中，也與IDT12同樣形成狹窄間距電極指部N。
第2縱耦合共振子型聲表面部濾波器21，具有沿表面部傳播方向而配置的第4～第6IDT22～24。在設(shè)有IDT22～24的區(qū)域的表面波傳播方向兩側(cè)設(shè)有反射器25、26。
中央的第5IDT23的一端與第1平衡信號(hào)端子32電連接，另一端與第2平衡信號(hào)端子22電連接。
IDT22～24，與IDT12～14同樣，具有狹窄間距電極指部。也就是說(shuō)，在IDT22的IDT23側(cè)的端部、IDT23的IDT22側(cè)的端部和IDT24側(cè)的端部、以及IDT24的IDT23側(cè)的端部，分別設(shè)有狹窄間距電極指部N。
第1IDT12的一端，通過(guò)第1信號(hào)線34而與第4IDT22電連接，第3IDT14的一端，通過(guò)第2信號(hào)線35而連接在第6IDT24。
在本實(shí)施方式中，第2IDT13的電極指的根數(shù)是偶數(shù)根。另外，第1IDT12和第3IDT14，相對(duì)于通過(guò)IDT13的中心且與表面波傳播方向垂直的假想線，而線對(duì)稱地配置。因此，流過(guò)第1信號(hào)線34的電信號(hào)相位和流過(guò)第2信號(hào)線35的電線的相位反轉(zhuǎn)180°。
另外，包含第1、第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部11、21的電極構(gòu)造，由Al、Al合金等適當(dāng)?shù)慕饘偎鶚?gòu)成。
本實(shí)施方式的聲表面波濾波器1的特征為，第2IDT13的一個(gè)狹窄間距電極指部N的電極指根數(shù)N1，比第5IDT23的一個(gè)的狹窄間距電極指部N的電極根數(shù)N2大。由此，能夠容易地調(diào)整作為不平衡信號(hào)端子31側(cè)的阻抗與平衡信號(hào)端子32、33側(cè)的阻抗之比的阻抗比，例如能夠設(shè)定為1∶2?；诰唧w的試驗(yàn)對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。
在以下的試驗(yàn)中，作為壓電基板2，使用40±5°Y切X傳播的LiTaO3基板，并制作GSM850接收用聲表面波濾波器。該聲表面波濾波器的通過(guò)帶域是869～894MHz。于是，如以下那樣形成各電極，并使不平衡信號(hào)端子31側(cè)的阻抗為50Ω，使平衡信號(hào)端子32、33側(cè)的阻抗為100Ω。
并將由IDT12～14、IDT22～24中的狹窄間距電極指部以外的電極指部的電極指間距所確定的波長(zhǎng)，設(shè)為λI。
電極指交叉寬度24.2λI。
聲表面波濾波器波11中的IDT電極指的根數(shù)IDT12/IDT13/IDT14＝28(4)/(8)38(8)/(4)28。
這里，28(4)表示，第1IDT12的狹窄間距電極指部以外的電極指的根數(shù)為28，狹窄間距電極指部N的電極指根數(shù)是4。因此，(8)38(8)表示，在第2IDT13中，一方的狹窄間距電極指部N的電極指的根數(shù)N1是8根，中央的狹窄間距電極指部以外的電極指的根數(shù)是38，另一側(cè)的狹窄間距電極指部N的根數(shù)N1是8根。
聲表面波濾波器部21的IDT的電極指的根數(shù)IDT22/IDT33/IDT24＝28(4)/(4)38(4)/(4)28。因此，N2＝4。
反射器15、16、25、26的電極指的根數(shù)＝30根。
IDT和反射器中的金屬化率＝0.70。
電極膜厚＝0.079λI。
第2IDT13中的狹窄間距電極指部的電極指間距P1＝0.946λI，第5IDT13中的狹窄間距電極指部的電極指間距P2＝0.914λI
圖2示出了以上述那樣而制作的本實(shí)施方式的聲表面波濾波器1的插入損失-頻率特性。另外，在圖3中示出了上述聲表面波濾波器的VSWR特性。另外，圖3中的S11，表示將不平衡信號(hào)端子31的VSWR特性，S22表示平衡信號(hào)端子側(cè)32、33側(cè)的VSWR特性。以下，在本說(shuō)明書中，S11表示不平衡信號(hào)端子側(cè)的特性，S22表示平衡信號(hào)端子側(cè)的特性。
圖4(a)和(b)，是本實(shí)施方式的聲表面波濾波器1的不平衡信號(hào)端子側(cè)以及平衡信號(hào)端子側(cè)中的反射特性的史密斯圖。
在本說(shuō)明書中，圖示的史密斯圖的標(biāo)準(zhǔn)化阻抗，使不平衡信號(hào)端子側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化阻抗為50Ω，使平衡信號(hào)端子側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化阻抗為100Ω。
為了比較，通過(guò)使電極指交叉寬度在第1、第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部不同而調(diào)整阻抗比，并按照如下的要領(lǐng)制作第1比較例。
第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部的電極指交叉寬度44.0λI，第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部中的電極指交叉部中的電極指交叉寬度30.8λI。
IDT電極指的根數(shù)第1、第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部的任何一個(gè)中，3個(gè)IDT電極指的根數(shù)均是28(4)/(4)38(44)/(4)28。
反射器的電極指的根數(shù)30根。
金屬化率＝0.70。
但是，第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部的中央的IDT中，金屬化率為0.60。
電極膜厚＝0.079λI。
關(guān)于其他的構(gòu)成，與上述實(shí)施方式同樣，得到第1比較例的聲表面波濾波器。圖5示出了如此而得到的第1聲表面波濾波器插入損失-頻率特性。圖6表示VSWR特性。另外，圖7(a)和(b)，分別表示第1比較例的聲表面波濾波器的不平衡信號(hào)端子側(cè)的反射特性和平衡信號(hào)端子側(cè)的反射特性的史密斯圖。
此外，為了調(diào)整不平衡信號(hào)端子側(cè)的阻抗和平衡信號(hào)端子側(cè)的信號(hào)阻抗，利用以下的要領(lǐng)制作圖15所示的聲表面波濾波器501，而得到第2比較例的聲表面波濾波器。
也就是說(shuō)，在圖15所示的構(gòu)成中，第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部511的IDT512～514的電極指的根數(shù)IDT512/IDT513/IDT514＝26(5)/(3)44(3)/(5)26。
第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部521的IDT522～524的電極指的根數(shù)＝IDT522/IDT523/IDT524＝26(5)/(7)34(7)/(5)26。
反射器的電極指的根數(shù)30根。
金屬化率＝0.70。其中，IDT513的金屬化率是0.60。
電極膜厚＝0.079λI。
另外，為了調(diào)整阻抗，在第1、第2平衡信號(hào)端子503、504間插入47nH的電感。
圖8表示第2比較例的聲表面波濾波器的插入損失-頻率特性，圖9表示VSWR特性。另外，圖10(a)和(b)，分別是表示第2比較例的聲表面波濾波器的不平衡信號(hào)端子側(cè)的反射特性和平衡信號(hào)端子側(cè)的反射特性的史密斯圖。
將圖2～圖4與圖5～圖7比較，則可以明了，在作為通過(guò)帶域的869～894MHz帶中，在第1比較例的聲表面波濾波器中，最大插入損失為1.82dB，VSWR的最大值為1.84。與此相對(duì)，在上述實(shí)施方式的聲表面波濾波器中插入損失的最大值是1.60dB，VSWR的最大值是1.53。
因此，與第1比較例相比，按照實(shí)施方式可知，能夠?qū)⑼ㄟ^(guò)帶域內(nèi)的最大插入損失減小大約0.2dB，VSWR降低約0.3。這是因?yàn)椋诒緦?shí)施方式中，與第1比較例不同，級(jí)聯(lián)連接的IDT彼此的交叉寬度相同，因此不產(chǎn)生阻抗的不匹配。更具體地，IDT12的交叉寬度和IDT22的交叉寬度相等，IDT14的交叉寬度和IDT24的交叉寬度相等，因此不產(chǎn)生阻抗不匹配。
另一方面，諸如將圖2～4和圖2～10相比較所明了的那樣，在第2比較例中，通過(guò)帶域內(nèi)的最大插入損失是1.85dB，VSWR的最大值是1.40。因此，關(guān)于VSWR的最大值，第2比較例，比上述實(shí)施方式更優(yōu)。這是由于如下緣故即為了尋求阻抗的匹配，在第1比較例中，第1、第2平衡信號(hào)端子503、504間插入上述電感。而在沒(méi)有插入該電感的情況下，第2比較例中的通過(guò)帶域內(nèi)的VSWR的最大值比上述實(shí)施方式更劣，約為2.00。
另外可知，按照上述實(shí)施方式，通過(guò)帶域內(nèi)的最大損失比第2比較例的聲表面波濾波器改善約0.25dB。這是因?yàn)槿缦戮壒逝c第2比較例相比，在上述實(shí)施方式中，由于交叉寬度較小，因此歐姆阻抗較小。
此外，第2比較例中的電極交叉寬度，相對(duì)于上述實(shí)施方式的聲表面波濾波器1中的交叉寬度，約為2.4倍。也就是說(shuō)，在第2比較例中，由于需要增大交叉寬度，因此必須增大壓電基板的面積，并且聲表面波濾波器元件整體的尺寸難免增大。因此，在上述實(shí)施方式中，與第2比較例相比，能夠?qū)で笤叽绲男⌒突?，并且也能夠較多地得到由1枚的晶片制作所得的聲表面波濾波器元件的數(shù)目。因此，生產(chǎn)性也提高了。
如上述那樣，與第1、第2比較例的聲表面波元件相比，按照本實(shí)施方式的聲表面波濾波器1，能夠改善通過(guò)帶域內(nèi)的插入損失以及VSWR。并且，如前述那樣，通過(guò)使狹窄間距電極指部N1、N2為N1＞N2，能夠容易地使不平衡信號(hào)端子31和平衡信號(hào)端子32、33的阻抗比為1∶2。
在如聲表面波濾波器1那樣的聲表面波濾波器中，通常，輸入阻抗設(shè)計(jì)為50Ω。因此，通過(guò)調(diào)整上述N1、N2的數(shù)值，能夠在不使通過(guò)帶域內(nèi)的VSWR和最大插入損失惡化的情況下，容易地使平衡信號(hào)端子32、33的阻抗為100Ω。
在本實(shí)施方式中，雖然對(duì)如下現(xiàn)象的緣由并不清楚即在不損失通過(guò)帶域內(nèi)的特性的情況下，以主要包含平衡信號(hào)端子32、33側(cè)的阻抗的方式容易地變化不平衡信號(hào)端子31側(cè)的阻抗和平衡信號(hào)端子32、33側(cè)的阻抗，但是參照?qǐng)D11～圖14而實(shí)驗(yàn)地進(jìn)行說(shuō)明。
首先，圖11(a)和圖11(b)示出了，在聲表面波濾波器1中，作為不平衡信號(hào)端子31、平衡信號(hào)端子32、33的阻抗均設(shè)計(jì)為50Ω的第1參考例的反射特性。圖11的史密斯圖的標(biāo)準(zhǔn)化阻抗是將不平衡信號(hào)端子側(cè)和平衡信號(hào)端子側(cè)均設(shè)為50Ω。此時(shí)的設(shè)計(jì)參數(shù)如下。
交叉寬度第1、第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部11、21中均為44.0λI。
IDT的電極指的根數(shù)在第1、第2的縱耦合共振子型聲表面波濾波器部11、21的任何一個(gè)中，28(4)/(4)38(4)/(4)28。
反射器的電極指的根數(shù)30根。
金屬化率0.70。
電極膜厚0.079λI。
在圖12(a)和12(b)中示出了，將如上述那樣而設(shè)計(jì)的第1參考例的聲表面波濾波器的不平衡信號(hào)端子側(cè)的阻抗設(shè)為50Ω，將平衡信號(hào)端子側(cè)的阻抗設(shè)為100Ω而觀察到的反射特性。當(dāng)然，S22側(cè)、即平衡信號(hào)端子側(cè)的阻抗，從作為匹配點(diǎn)的100Ω有較大的偏離。
接下來(lái)，為了將S22側(cè)的阻抗變化為100Ω，而以將第1、第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部11、21的交叉寬度均從44.0變換為24.2的方式，將第1參考例的聲表面波濾波器進(jìn)行變形，從而得到第2參考例的聲表面波濾波器。圖13(a)和13(b)示出了此時(shí)的反射特性。如從圖13(a)和圖13(b)所明了的那樣，可知，S22側(cè)的阻抗約為100Ω，而S11側(cè)的阻抗也約為100Ω，不平衡信號(hào)端子側(cè)的阻抗從作為匹配點(diǎn)的50Ω有很大的偏離。
因此，在上述第2參考例中，為了將S11側(cè)的阻抗設(shè)為50Ω，而將圖1的縱耦合型共振子型聲表面波濾波器部11的中央的第2IDT13的狹窄間距電極指部N的電極指的根數(shù)從4根變更變?yōu)?根，而得到第3參考例的聲表面波濾波器。圖14(a)和圖14(b)示出了該第3參考例的反射特性。如從圖14(a)和圖14(b)所明了的那樣，可知使S22側(cè)的阻抗成為作為匹配點(diǎn)的100Ω，將另一側(cè)S11側(cè)中的阻抗接近于作為匹配點(diǎn)的50Ω。于是，最終能夠通過(guò)調(diào)整上述狹窄間距電極指部N的電極指間距和IDT彼此相鄰的部分的間隔等設(shè)計(jì)參數(shù)，而實(shí)現(xiàn)了前述的圖4(a)和圖4(b)所示的反射特性。
如上所述，可知在第1、第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器部11、21雙段級(jí)聯(lián)連接的具有平衡-不平衡變換功能的平衡型聲表面波濾波器1中，通過(guò)使連接在不平衡信號(hào)端子31的IDT13的狹窄間距電極指部N的電極指的根數(shù)N2，比連接在平衡信號(hào)端子32、33上的IDT23的狹窄間距電極指部N的電極指的根數(shù)N2大，則能夠提供一種聲表面波濾波器，其能夠改善通過(guò)帶域內(nèi)的插入損失以及VSWR，并能夠降低平衡信號(hào)端子側(cè)的阻抗，并使不平衡信號(hào)端子和平衡信號(hào)端子32、33的阻抗比為1∶2。
另外，在上述實(shí)施方式中，為了調(diào)整上述阻抗，而使狹窄間距電極指部的電極指的根數(shù)N1、N2以及狹窄間距電極指部的電極指間距P1、P2不同，但是也可以使N1＞N2，并不非一定需要使P1＞P2。總之，通過(guò)并用P1＞P2，能夠如前述那樣，將通過(guò)帶域內(nèi)的VSWR以及最大插入損失更進(jìn)一步改善。
此外，通過(guò)使每個(gè)IDT中的占空(duty)比不同，能夠進(jìn)一步并用使電極指交叉寬度不同的方法等其他的阻抗調(diào)整方法。
另外，在上述的實(shí)施方式中，以使在第1信號(hào)線34中傳導(dǎo)的電信號(hào)的相位和在第2信號(hào)線35中傳導(dǎo)的電信號(hào)的相位180度相異的方式，構(gòu)成IDT12～14、22～24，但是也可以按照在第1、第2信號(hào)線中傳導(dǎo)的電信號(hào)的相位相等的方式，構(gòu)成第1～第6IDT?？墒?，優(yōu)選為，以在第1、第2信號(hào)線34、35中傳導(dǎo)的電信號(hào)的相位約180°相異的方式構(gòu)成第1、第2信號(hào)線，在這種情況下，能夠如上述實(shí)施方式那樣提高振幅平衡度和相位平衡度。
另外，在本實(shí)施方式中，作為壓電基板2使用40±5°Y切X傳輸?shù)腖iTaO3基板，但是作為壓電基板可以使用64°～72°Y切X傳輸?shù)腖iNbO3基板和41°Y切X傳輸?shù)腖iNO3基板等各種的切角和壓電單結(jié)晶的壓電基板。
另外，在圖1中，以IDT12的一端和IDT22的一端連接于接地電位的方式進(jìn)行了圖示。該IDT12的連接于接地電位一側(cè)的端部和IDT22的連接于接地電位的一側(cè)的端部，也可以在壓電基板中通過(guò)布線而連接。同樣，也可以按照，在壓電基板2上通過(guò)布線將IDT14、24的連接于接地電位的端部彼此連接的方式，而構(gòu)成。
另外，在上述實(shí)施方式中，根據(jù)需要，也可以將單端口(1port)聲表面波共振子插入不平衡信號(hào)端子31和第2IDT13的一端之間。另外，也可以在第1平衡信號(hào)端子32和第5IDT23之間，在第2平衡信號(hào)端子33和第5IDT23之間，分別插入單端口聲表面波共振子。
另外，也可以在第1縱耦合聲表面波濾波器部11和第2縱耦合聲表面波濾波器部21之間插入兩個(gè)單端口聲表面波共振子。也就是說(shuō)，在第1IDT12和第4IDT22之間插入第一單端口聲表面波共振子，在第3IDT14和第6IDT24之間插入第二單端口聲表面波共振子。
此外，也可以在第1縱耦合聲表面波濾波器部11和第2縱耦合聲表面波濾波器部21之間插入雙端口聲表面波共振子。也就是說(shuō)，在第1IDT12和第4IDT22之間連接雙端口聲表面波共振子的第1端口，在第3IDT14和第6IDT24之間連接聲表面共振子的第2端口。
權(quán)利要求
1.一種平衡型聲表面波濾波器，具有不平衡信號(hào)端子和第1、第2平衡信號(hào)端子，并具有平衡一不平衡變換功能，其特征在于，備有壓電基板；第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部，其具有在所述壓電基板上沿表面波傳播方向而配置的第1～第3IDT，并且第2IDT連接在所述不平衡信號(hào)端子上；第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器，其具有在所述壓電基板上沿表面波傳輸方向而配置的第4～第6IDT，并且級(jí)聯(lián)連接在所述第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部，第5IDT連接在所述第1、第2平衡信號(hào)端子上，所述第2IDT和第5IDT，分別具有從與第1、第3IDT和第4、第6IDT相鄰的一側(cè)的端部起，在表面波傳播方向中面向該IDT的中央側(cè)的一部分電極指的周期，比該IDT的中央的電極指部分的周期更小的狹窄間距電極指部，在將所述第2IDT的狹窄間距電極指部的電極指的根數(shù)設(shè)為N1，將所述第5IDT的狹窄間距電極指部的電極指的根數(shù)設(shè)為N2時(shí)，使得N1＞N2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡型聲表面波濾波器，其特征在于，將所述第2IDT的狹窄間距電極指部的電極指間距設(shè)為P1，將所述第5IDT的狹窄間距電極指部的電極指間距設(shè)為P2時(shí)，使得P1＞P2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的平衡型聲表面波濾波器，其特征在于，具有連接第1IDT和所述第4IDT的第1信號(hào)線；以及連接所述第3IDT和所述第6IDT的第2信號(hào)線，按照在所述第1信號(hào)線中傳導(dǎo)的電信號(hào)的相位，與在所述第2信號(hào)線中傳導(dǎo)的電信號(hào)的相位180°相異的方式，構(gòu)成所述第1～第6IDT。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種平衡型聲表面波濾波器(1)，連接于不平衡信號(hào)端子(31)上的第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部(11)，連接于第1、第2平衡信號(hào)端子(32、33)上的第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器(21)兩段級(jí)聯(lián)連接，在將第1縱耦合共振子型聲表面波濾波器部(11)的中央的第2IDT(13)的狹窄間距電極指部的電極指的根數(shù)設(shè)為N1，將第2縱耦合共振子型聲表面波濾波器(21)的中央的第5IDT(23)的狹窄間距電極指部的電極指的根數(shù)設(shè)為N2時(shí)，使得N1＞N2。從而使通過(guò)帶域內(nèi)的插入損失和VSWR特性優(yōu)良，且能夠在不引起大型化的情況下容易地將不平衡信號(hào)端子側(cè)的阻抗和平衡信號(hào)端子側(cè)的阻抗之比設(shè)為1∶2。
文檔編號(hào)H01L41/09GK101019315SQ200580030830
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2005年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月15日
發(fā)明者高峰裕一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所