專利名稱：表面聲波濾波器和包括該表面聲波濾波器的雙工器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面聲波濾波器以及包括該表面聲波濾波器的雙工器。
背景技術(shù)：
通常將表面聲波(SAW)濾波器用于便攜式電話裝置的射頻(RF)濾波器和天線雙工器。
在涉及這些便攜式電話裝置的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，發(fā)送頻帶和接收頻帶彼此非?？拷?。為避免所發(fā)送的信號(hào)與所接收的信號(hào)之間的串?dāng)_，需要一發(fā)送濾波器來(lái)抑制接收頻帶，并且需要一接收濾波器來(lái)抑制發(fā)送頻帶。與任何其他的濾波器件相比，SAW濾波器通常在通帶附近表現(xiàn)出更陡的截止特性。然而，對(duì)于具有更大的抑制度的SAW濾波器的需求日益增長(zhǎng)。
為增大在發(fā)送濾波器或接收濾波器的通帶的高頻側(cè)的抑制度，可以在SAW濾波器的輸入端子與輸出端子之間設(shè)置一電容元件。在日本未審專利公開No.1-135113、No.11-251861、No.9-172342、以及No.9-321569中公開了這種技術(shù)，在下文中將其稱為現(xiàn)有技術(shù)1。圖1B示出了代表現(xiàn)有技術(shù)1的結(jié)構(gòu)的電氣等效電路。為進(jìn)行比較，圖1A示出了在輸入端子與輸出端子之間未設(shè)置電容元件的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電氣等效電路。
如圖1B所示，現(xiàn)有技術(shù)1的SAW濾波器200在輸入端子4與輸出端子5之間具有三個(gè)諧振器。在此SAW濾波器200中，還在輸入端子4與輸出端子5之間設(shè)有電容C。圖2顯示了為考查圖1A中的SAW濾波器100的濾波特性和圖1B中的SAW濾波器200的濾波特性而進(jìn)行的模擬的結(jié)果。在此模擬中，將SAW濾波器100和200制作為1.9GHz頻帶濾波器。
如圖2所示，SAW濾波器100的濾波特性在通帶的高頻側(cè)具有相對(duì)平緩的截止特性。另一方面，SAW濾波器200的濾波特性在通帶與高頻側(cè)的阻帶之間的邊界附近具有陡的截止特性，并且在接近2.1GHz處出現(xiàn)零點(diǎn)。在輸入端子4與輸出端子5之間設(shè)置的電容C使在通帶高頻側(cè)的頻帶(阻帶)中產(chǎn)生了零點(diǎn)。因此，可以極大地增加高頻側(cè)的抑制度。
為增加發(fā)送濾波器或接收濾波器的通帶低頻側(cè)的抑制度，可以通過(guò)一電感元件將SAW濾波器的輸入接地端子和輸出接地端子接地。在日本未審專利公開No.9-162676以及No.54-123892中公開了該技術(shù)，在下文中將其稱為現(xiàn)有技術(shù)2。圖3示出現(xiàn)有技術(shù)2的結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，現(xiàn)有技術(shù)2的SAW濾波器300在輸入端子4與輸出端子5之間具有多個(gè)交指型變換器(IDT)11。在此SAW濾波器300中，連接多個(gè)接地端子以形成公共接地端子8，并且通過(guò)電感L將該公共接地端子8接地。圖4示出為考查圖3所示的SAW濾波器300的濾波特性所進(jìn)行的模擬的結(jié)果。在該模擬中，將SAW濾波器300制作為1.9GHz頻帶濾波器。為進(jìn)行對(duì)比，圖4還顯示了圖1A所示的SAW濾波器100的濾波特性。
如圖4所示，SAW濾波器300的濾波特性在通帶與低頻側(cè)頻帶之間的邊界附近具有陡的截止特性，并且在大約1.8GHz處出現(xiàn)零點(diǎn)。SAW濾波器300的輸入接地端子和輸出接地端子被連接然后通過(guò)電感L接地，從而可以在通帶的低頻側(cè)的頻帶(另一阻帶)中出現(xiàn)零點(diǎn)。因此，可以極大地增加在低頻側(cè)的抑制度。
然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)1在輸入端子與輸出端子之間設(shè)置電容的技術(shù)存在以下缺點(diǎn)，即，盡管增加了在通帶高頻側(cè)的抑制，但是降低了在通帶低頻側(cè)的抑制。例如，在1.8GHz或更低的頻帶中的抑制度會(huì)隨電容的添加而降低，如圖2所示。
另一方面，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)2通過(guò)一電感將所連接的接地端子接地的技術(shù)存在以下缺點(diǎn)，即，盡管增加了在通帶低頻側(cè)的抑制，但是降低了在通帶高頻側(cè)的抑制。例如，在2.1GHz或更高的頻帶中的抑制度會(huì)隨電感的添加而降低，如圖4所示。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種消除了上述缺點(diǎn)的表面聲波濾波器和雙工器。
本發(fā)明的更具體的目的在于提供一種在高頻側(cè)和低頻側(cè)都具有增加的阻帶抑制度的表面聲波濾波器，以及包括該表面聲波濾波器的雙工器。
本發(fā)明的這些目的通過(guò)一表面聲波濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該表面聲波濾波器包括形成在壓電基板上的輸入交指型變換器和輸出交指型變換器；電容，設(shè)置在輸入交指型變換器的輸入端子與輸出交指型變換器的輸出端子之間；第一公共接地端子，連接輸入交指型變換器的接地端子和輸出交指型變換器的接地端子；以及設(shè)置在第一公共接地端子與地之間的電感。
本發(fā)明的上述目的還通過(guò)一種表面聲波濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該表面聲波濾波器包括級(jí)聯(lián)連接的多個(gè)表面聲波濾波器，每個(gè)級(jí)聯(lián)連接的表面聲波濾波器包括形成在壓電基板上的輸入交指型變換器和輸出交指型變換器；電容，設(shè)置在輸入交指型變換器的輸入端子與輸出交指型變換器的輸出端子之間；第一公共接地端子，連接輸入交指型變換器的接地端子和輸出交指型變換器的接地端子；以及設(shè)置在第一公共接地端子與地之間的電感。
本發(fā)明的上述目的還通過(guò)一種表面聲波濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該表面聲波濾波器包括并聯(lián)連接的多個(gè)表面聲波濾波器，每個(gè)并聯(lián)連接的表面聲波濾波器包括形成在壓電基板上的輸入交指型變換器和輸出交指型變換器；電容，設(shè)置在輸入交指型變換器的輸入端子與輸出交指型變換器的輸出端子之間；第一公共接地端子，連接輸入交指型變換器的接地端子和輸出交指型變換器的接地端子；以及設(shè)置在第一公共接地端子與地之間的電感。
本發(fā)明的上述目的還通過(guò)一種包括一表面聲波濾波器的雙工器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該表面聲波濾波器包括形成在壓電基板上的輸入交指型變換器和輸出交指型變換器；電容，設(shè)置在輸入交指型變換器的輸入端子與輸出交指型變換器的輸出端子之間；第一公共接地端子，連接輸入交指型變換器的接地端子和輸出交指型變換器的接地端子；以及設(shè)置在第一公共端子與地之間的電感。


結(jié)合附圖閱讀以下具體說(shuō)明，本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中圖1A示出不具有電容元件的傳統(tǒng)SAW濾波器的等效電路；圖1B示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)1的傳統(tǒng)SAW濾波器的等效電路；圖2是顯示圖1A和圖1B中所示的SAW濾波器的帶通特性的曲線圖；圖3示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)2的傳統(tǒng)SAW濾波器的等效電路；圖4是顯示圖1A所示的SAW濾波器和圖3所示的SAW濾波器的帶通特性的曲線圖；圖5示出具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的原理的SAW濾波器的等效電路；圖6示出其中將圖5的SAW濾波器的二端子對(duì)(two-terminal pair)電路和串聯(lián)電容二端子對(duì)電路進(jìn)行并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)的等效電路；圖7A至圖7C是顯示通過(guò)向圖1A中的SAW濾波器添加電容C所引起的y21的實(shí)部和虛部的變化以及頻率特性和帶通特性的變化的曲線圖；圖8示出采用二端子對(duì)電路形式的圖5的SAW濾波器的等效電路；圖9A至圖9C是顯示通過(guò)向圖1B中的SAW濾波器添加電感L所引起z21的實(shí)部和虛部的變化以及頻率特性和帶通特性的變化的曲線圖；圖10是集中顯示圖1A、1B、和圖3的傳統(tǒng)SAW濾波器的濾波特性以及圖5的SAW濾波器的濾波特性的曲線圖；圖11A和11B示出根據(jù)本發(fā)明的各具有三個(gè)諧振頻率的SAW濾波器的電氣等效電路；圖12A至圖12C是顯示通過(guò)在圖11B的SAW濾波器的輸入端子與輸出端子之間添加電容C所引起y21的實(shí)部和虛部的變化以及帶通特性的變化的曲線圖；圖13A至13C是曲線圖，顯示了通過(guò)對(duì)與已經(jīng)在輸入端子與輸出端子之間設(shè)置有電容C的圖11B中所示的SAW濾波器相同的SAW濾波器的接地端子添加電感L所引起z21的實(shí)部和虛部的變化以及帶通特性的變化；圖14A至14H示出根據(jù)本發(fā)明的用于實(shí)現(xiàn)其中最低頻率諧振和最高頻率諧振是同相諧振的結(jié)構(gòu)的條件；圖15是一曲線圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)抑制增加效果對(duì)電極指排列所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果；圖16A至16H示出圖14A至14H所示的“S-G”排列、“G-G”排列、以及“S-S”排列的變型例；圖17A是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的SAW濾波器的俯視圖；圖17B是沿圖17A中的線B-B所截取的SAW濾波器的剖面圖；圖18A-18C是顯示對(duì)根據(jù)第一實(shí)施例的SAW濾波器的濾波特性與具有電容C但無(wú)電感L的傳統(tǒng)SAW濾波器的濾波特性進(jìn)行比較的曲線圖；圖19A是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的SAW濾波器的俯視圖；圖19B是沿圖19A中的線A-A所截取的SAW濾波器的剖面圖；圖20A是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的SAW濾波器的俯視圖；圖20B是沿圖20A中的線C-C所截取的SAW濾波器的剖面圖；圖21A是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的SAW濾波器的變型例的俯視圖；圖21B是沿圖21A中的線C-C所截取的SAW濾波器的變型例的剖面圖；圖22A和22B是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的SAW濾波器的電路圖；圖23A是具體實(shí)現(xiàn)圖22B中所示結(jié)構(gòu)的SAW濾波器的俯視圖；圖23B是沿圖23A中的線D-D所截取的SAW濾波器的剖面圖；圖24是顯示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的SAW濾波器的濾波特性的曲線圖；圖25是顯示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的天線雙工器的電路圖；圖26是顯示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的天線雙工器的頻率特性的曲線圖；圖27A是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的SAW濾波器的俯視圖；圖27B是沿圖27A中的線E-E所截取的SAW濾波器的剖面圖；以及圖28是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的具有形成在壓電基板上的多個(gè)IDT、一輸入端子和一輸出端子的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
(本發(fā)明的原理)首先對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行說(shuō)明。
圖5是具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的原理的表面聲波(SAW)濾波器10A的電路圖。如圖5所示，SAW濾波器10A包括多個(gè)交指型變換器(IDT)11和一并聯(lián)連接在輸入端子4和輸出端子5之間的電容C。所述多個(gè)交指型變換器11的多個(gè)接地端子彼此相連以形成一公共接地端子8，并且通過(guò)電感L接地。在此結(jié)構(gòu)中，電感L位于公共接地端子8與外部接地端子9之間。
通過(guò)在SAW濾波器10A的輸入端子4與輸出端子5之間設(shè)置電容C，在通帶的高頻側(cè)出現(xiàn)了零點(diǎn)(衰減極點(diǎn))并且增加了抑制度。以下將對(duì)該機(jī)制進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明。
可以將圖5所示的SAW濾波器10A看作二端子對(duì)電路。因此，可以利用導(dǎo)納(Y)矩陣的元素將SAW濾波器10A的帶通特性(濾波特性)(s21)表達(dá)為以下公式(3)s21=-2y21yout(1+y11yin)(1+y22yout)-y12y21yinyout----(3)]]>其中yin是輸入端的端子阻抗的倒數(shù)，而yout是輸出端的端子阻抗的倒數(shù)。
根據(jù)公式(3)，當(dāng)y21為0時(shí)，s21也變?yōu)?，并且在帶通特性中出現(xiàn)零點(diǎn)。因此，對(duì)于通過(guò)添加電容來(lái)增加抑制度的機(jī)制，應(yīng)該僅對(duì)二端子對(duì)電路的y21分量進(jìn)行考慮。在此，在圖6中所示的結(jié)構(gòu)中可以采用在SAW濾波器10A的輸入端子與輸出端子之間具有電容C的結(jié)構(gòu)。在圖6所示的結(jié)構(gòu)中，將SAW濾波器10A的二端子對(duì)電路與一串聯(lián)電容二端子對(duì)電路并聯(lián)。在將這兩個(gè)二端子對(duì)電路進(jìn)行并聯(lián)連接之后所得到的導(dǎo)納矩陣等于相應(yīng)各電路的導(dǎo)納矩陣之和(Y＝Y(jié)S+YC)。在此，可將串聯(lián)電容的導(dǎo)納矩陣YC表達(dá)為以下公式(4)
YC=jωC-jωC-jωCjωC----(4)]]>根據(jù)公式(4)，y21的實(shí)部不隨在輸入端子與輸出端子之間添加電容C而改變，但是y21的虛部減小了ωC。圖7A至圖7C顯示了在有電容C和無(wú)電容C的情況下計(jì)算y21的實(shí)部和虛部的頻率特性和帶通特性的示例。如圖7A至7C所示，在對(duì)SAW濾波器10A的導(dǎo)納矩陣進(jìn)行的計(jì)算中，使用了與圖1A所示的等效電路相同的電路結(jié)構(gòu)。圖7A顯示了SAW濾波器100和SAW濾波器10A的各導(dǎo)納y21的實(shí)部Re(y21[s])的頻率特性。圖7B顯示了SAW濾波器100和SAW濾波器10A的各導(dǎo)納y21的虛部Im(y21[s])的頻率特性。圖7C顯示了SAW濾波器100和SAW濾波器10A的濾波特性。在這些曲線圖中，箭頭表示SAW濾波器10A的導(dǎo)納特性和濾波特性相對(duì)于SAW濾波器100的導(dǎo)納特性和濾波特性的偏移方向。在圖7C中，向下的箭頭表示抑制度的增加，而向上的箭頭表示抑制度的降低。
由圖7A至7C中可以看出，添加電容C使y21的虛部減小了，并且產(chǎn)生了使y21的虛部在2080MHz附近為零的頻率。在此頻率處，y21的實(shí)部也近似為0，因此，y21的絕對(duì)值變得近似為0。因此，在帶通特性中出現(xiàn)了零點(diǎn)。
然而，當(dāng)在輸入端子與輸出端子之間設(shè)有電容C時(shí)，y21的虛部的絕對(duì)值在通帶的低頻側(cè)變大了，并且s21的絕對(duì)值變大了，如曲線圖所示。結(jié)果，在帶通特性中抑制度降低了。
為解決這一問(wèn)題，在本發(fā)明的SAW濾波器10A的公共接地端子8與外部接地端子9之間設(shè)置了電感L，如圖5所示。圖8是一電路圖，示意性地顯示了采用二端子對(duì)電路形式的SAW濾波器10A。可以使用阻抗(Z)矩陣的元素將SAW濾波器10A的帶通特性(s21)表達(dá)為以下公式(5)s21=2z21zin(1+z11zin)(1+z22zout)-z12z21zinzout----(5)]]>其中zin是輸入端的端子阻抗，而zout是輸出端的端子阻抗。
根據(jù)公式(5)，當(dāng)z21為0時(shí)，s21也變?yōu)?，并且在帶通特性中出現(xiàn)了零點(diǎn)。因此，對(duì)于通過(guò)添加電感來(lái)增加抑制度的機(jī)制，應(yīng)該僅對(duì)二端子對(duì)電路的z21分量進(jìn)行考慮。這里，在圖8中所示的結(jié)構(gòu)中可以采用在SAW濾波器10A的公共接地端子8與外部接地端子9之間具有電感L的結(jié)構(gòu)。在如圖8所示的結(jié)構(gòu)中，將SAW濾波器10A的二端子對(duì)電路與一并聯(lián)電感二端子對(duì)電路串聯(lián)連接。在將這兩個(gè)二端子對(duì)電路進(jìn)行串聯(lián)連接之后所得到的阻抗矩陣等于相應(yīng)各電路的阻抗矩陣之和(Z＝ZSC+Zl)。在此，可將并聯(lián)電感的阻抗矩陣Zl表達(dá)為以下公式(6)Zl=jωLjωLjωLjωL---(6)]]>根據(jù)公式(6)，z21的實(shí)部不隨連接到公共接地端子8的電感L而改變，但是z21的虛部增加了ωL。圖9A至圖9C顯示了在有電感L和無(wú)電感L的情況下計(jì)算z21的實(shí)部和虛部的頻率特性和帶通特性的示例。在圖9A至9C所示的對(duì)SAW濾波器10A的阻抗矩陣進(jìn)行的計(jì)算中，采用了與圖1A所示的等效電路相同的電路結(jié)構(gòu)。圖9A顯示了SAW濾波器100和SAW濾波器10A的各阻抗z21的實(shí)部Re(z21[Ω])的頻率特性。圖9B顯示了SAW濾波器100和SAW濾波器10A的各阻抗z21的虛部Im(z21[Ω])的頻率特性。圖9C顯示了SAW濾波器100和SAW濾波器10A的濾波特性。在這些曲線圖中，箭頭表示SAW濾波器10A的阻抗特性和濾波特性相對(duì)于SAW濾波器100的阻抗特性和濾波特性的偏移方向。在圖9C中，向下的箭頭表示抑制度的增加，而向上的箭頭表示抑制度的降低。
由圖9A至9C可知，將電感L連接到公共接地端子8使z21的虛部增大了，并且產(chǎn)生了使z21的虛部在1730MHz和1830MHz附近為零的頻率。在這些頻率處，z21的實(shí)部也近似為0，因此，z21的絕對(duì)值變得近似為0。因此，在帶通特性中出現(xiàn)了零點(diǎn)。
同時(shí)，在通帶的高頻側(cè)，添加電感L使z21的虛部的絕對(duì)值減小了，并且因此使s21的絕對(duì)值變小了。因此，在帶通特性中增加了阻帶抑制度。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在輸入端子與輸出端子之間設(shè)置電容并且將電感L連接到接地端子，在高頻側(cè)和低頻側(cè)都增加了抑制度，因此極大地提高了阻帶抑制度。此外，抑制度的這種增加比在僅添加電容C或電感L之一的情況下所實(shí)現(xiàn)的增加要大。在此結(jié)構(gòu)中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電容C和電感L的值來(lái)任意地設(shè)定各零點(diǎn)的頻率。因此，可以容易地制造在設(shè)計(jì)上具有很大自由度的表面聲波濾波器。為進(jìn)行比較，圖10集中地顯示了圖1A至圖3所示的傳統(tǒng)SAW濾波器100、200和300的濾波特性、以及根據(jù)本發(fā)明的SAW濾波器10A的濾波特性。由圖10中可以看出，特別是在通帶附近，本發(fā)明的SAW濾波器10A表現(xiàn)出比任何傳統(tǒng)的SAW濾波器100、200和300都大的抑制度。采用這種方式，可以將本發(fā)明的原理應(yīng)用于SAW濾波器，以便與僅具有電容C或電感L之一的SAW濾波器相比，獲得更大的阻帶抑制度和更好的濾波特性。
而且，可以將本發(fā)明容易地應(yīng)用于多種表面聲波濾波器，諸如具有兩個(gè)或更多個(gè)輸入IDT和輸出IDT的多電極表面聲波濾波器，具有一個(gè)輸入IDT和兩個(gè)輸出IDT的雙模表面聲波濾波器，以及橫向耦合諧振器濾波器。根據(jù)本發(fā)明的這些濾波器中的任何一個(gè)都可以表現(xiàn)出具有大的抑制度和陡的截止特性的優(yōu)異濾波特性。
標(biāo)準(zhǔn)的SAW濾波器通常具有多個(gè)諧振頻率，并且表現(xiàn)出在多個(gè)諧振頻率附近形成通帶的帶通特性。為形成通帶，需要使兩個(gè)相鄰諧振頻率之間的通過(guò)相位(pass phase)(S21的相位)之差近似為180°?，F(xiàn)在參照?qǐng)D11A和11B，對(duì)用于形成通帶的條件進(jìn)行說(shuō)明。
圖11A顯示了例如具有三個(gè)諧振頻率的SAW濾波器10B的電氣等效電路。在圖11A中，用fr1表示利用(L1，C1，R1)進(jìn)行諧振的頻率，用fr2表示利用(L2，C2，R2)進(jìn)行諧振的頻率，并且用fr3表示利用(L3，C3，R3)進(jìn)行諧振的頻率。將這些頻率之間的關(guān)系表示為fr1＜fr2＜fr3。
由于在如圖11A所示的結(jié)構(gòu)中諧振頻率fr2經(jīng)過(guò)了具有1-1的繞線比的“理想變壓器”10b，所以頻率fr2的通過(guò)相位為180°。以下將具有180°的通過(guò)相位的諧振頻率稱為“反相諧振”。限定“反相諧振”的通過(guò)相位不必精確為180°，而是近似為180°。在本發(fā)明中，由于在實(shí)際的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中無(wú)法避免誤差，所以通過(guò)相位可能偏離180°，但是只要可以獲得希望的特性即可。諧振頻率fr1和fr3不經(jīng)過(guò)上述變壓器，因此諧振頻率fr1和fr2中的每個(gè)的通過(guò)相位都為0°。以下將具有0°的通過(guò)相位的諧振頻率稱為“同相諧振”。限定“同相諧振”的通過(guò)相位不必精確為0°，而是近似為0°。在本發(fā)明中，由于在實(shí)際的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中無(wú)法避免誤差，所以通過(guò)相位可能偏離0°，只要可以獲得希望的特性即可。為便于說(shuō)明，在以下說(shuō)明中將忽略這些誤差。
在圖11A中所示的SAW濾波器10B中，每?jī)蓚€(gè)相鄰的諧振頻率之間的通過(guò)相位之差為180°。更具體地，諧振頻率fr1與fr2之間的通過(guò)相位之差為180°，而諧振頻率fr2與fr3之間的通過(guò)相位之差也為180°。圖11B顯示了也具有三個(gè)諧振頻率、但是與圖11A所示的結(jié)構(gòu)相比具有不同的諧振相位的SAW濾波器10C的電氣等效電路。在圖11B中所示的SAW濾波器10C中，諧振頻率fr1和fr3表示反相諧振，而諧振頻率fr2表示同相諧振。在此結(jié)構(gòu)中，每?jī)蓚€(gè)相鄰的諧振頻率之間的通過(guò)相位之差近似為180°，這也滿足形成通帶的條件。
如上所述，為形成通帶應(yīng)該交替地出現(xiàn)同相諧振和反相諧振。在圖11A所示的結(jié)構(gòu)中，從低頻側(cè)看，可以將諧振表示為“同-反-同”(“同”表示同相諧振，而“反”表示反相諧振)。在圖11B所示的結(jié)構(gòu)中，從低頻側(cè)看，可以將諧振表示為“反-同-反”。
根據(jù)本發(fā)明為了增加抑制度，需要使最低頻率的諧振和最高頻率的諧振為同相諧振。因此，必須具有奇數(shù)個(gè)諧振頻率，并且將諧振設(shè)為“同-反-同”或者“同-反-同-反-同”的順序。由于圖11A所示的結(jié)構(gòu)具有“同-反-同”的諧振順序，所以SAW濾波器10B滿足用于根據(jù)本發(fā)明增加抑制度的條件。另一方面，圖11B中所示的結(jié)構(gòu)具有“反-同-反”的諧振順序，從而SAW濾波器10C不能獲得根據(jù)本發(fā)明的抑制增加效果。
現(xiàn)在參照?qǐng)D12A至13C，對(duì)具有“反-同-反”的諧振順序的SAW濾波器不能得到根據(jù)本發(fā)明的抑制增加效果的原因進(jìn)行說(shuō)明。圖12A至12C顯示了在圖11B所示的具有“反-同-反”諧振順序的SAW濾波器10C的輸入端子與輸出端子之間設(shè)置電容C所引起的y21的實(shí)部Re[y21(s)]以及虛部Im[y21(s)]的變化、以及帶通特性的變化。根據(jù)圖11B所示的等效電路計(jì)算出圖12A至12C所示的結(jié)果。圖7A至7C顯示了與此相反的情況的結(jié)果，在這些圖中顯示了在具有“同-反-同”諧振頻率順序的SAW濾波器的輸入端子與輸出端子之間設(shè)置電容C所引起的y21的實(shí)部和虛部的變化、以及帶通特性的變化。
在圖12A和12B的曲線圖中所示的y21的實(shí)部和虛部的變化、與在圖7A和7B的曲線圖中所示的變化是關(guān)于x軸對(duì)稱的。因此，電容C的添加減小了y21的虛部，并且在通帶的低頻側(cè)產(chǎn)生了零點(diǎn)。然而，通帶的高頻側(cè)的抑制度也降低了。而且，在此結(jié)構(gòu)中，由于阻抗不匹配，使通帶發(fā)生了極大的畸變。
圖13A至13C顯示了在具有“反-同-反”的諧振順序并且具有設(shè)置在輸入端子與輸出端子之間的電容C的SAW濾波器(類似圖11B的SAW濾波器10C)中向接地端子附連電感L所引起的z21的實(shí)部Re[z21(Ω)]和虛部Im[z21(Ω)]的變化、以及帶通特性的變化。根據(jù)圖11B所示的等效電路計(jì)算出圖13A至13C所示的結(jié)果。由圖13A至13C可見(jiàn)，向接地端子連接電感L使z21的虛部增大了。因此，在通帶的低頻側(cè)的零點(diǎn)消失了。另一方面，通帶的高頻側(cè)的抑制度略微有所增加。然而，低頻側(cè)和高頻側(cè)的抑制度都小于無(wú)電容C和電感L的情況下的抑制度。盡管阻抗匹配得到了略微的改進(jìn)，但是通帶的形狀比無(wú)電容C和電感L的情況下的通帶形狀畸變得更厲害。為此，具有“反-同-反”的諧振頻率順序的SAW濾波器不能獲得根據(jù)本發(fā)明的抑制增加效果。因此，根據(jù)本發(fā)明，SAW濾波器應(yīng)該具有“同-反-同”的諧振頻率順序。
另外，為獲得根據(jù)本發(fā)明的抑制增加效果，如上所述，最低頻率諧振和最高頻率諧振應(yīng)該為同相諧振。下面參照?qǐng)D14A至14H，對(duì)滿足上述要求的條件進(jìn)行說(shuō)明。圖14A至14H顯示了各包括一個(gè)輸入IDT 11(輸入IDT 11a)和兩個(gè)輸出IDT 11(輸出IDT 11b)的多個(gè)雙模SAW(DMS)濾波器。
每個(gè)DMS濾波器都具有三個(gè)諧振頻率。首先，下面對(duì)用于獲得“同-反-同”的諧振頻率順序的條件進(jìn)行說(shuō)明。盡管在以下說(shuō)明中輸入IDT 11a和輸出IDT 11b各具有2.5對(duì)電極指，但是在本發(fā)明中電極指的對(duì)數(shù)并不限于2.5。根據(jù)所需的結(jié)構(gòu)，每個(gè)IDT中的電極指的對(duì)數(shù)可以在7至20的范圍內(nèi)變化，并且可以進(jìn)行其他的各種修改。在大多數(shù)情況下，輸入IDT 11a與輸出IDT 11b具有不同的對(duì)數(shù)。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，在圖14A至14H中的各圖中未示出被設(shè)置成夾著輸入IDT 11a和輸出IDT 11b的一對(duì)SAW反射器。
在圖14A至14D中，每個(gè)輸入IDT 11a中距離輸出IDT 11b最近的電極指或者輸出IDT 11b中距離輸入IDT 11a最近的電極指中的任一個(gè)為接地電極指，而無(wú)論哪個(gè)為接地電極指，另一個(gè)都為信號(hào)電極指。其中，將這兩個(gè)電極指的中心之間的距離D(d)設(shè)在由以下公式(7)所表示的范圍內(nèi)λ4<d<3λ4----(7)]]>其中λ是通帶的中心頻率處的表面聲波的波長(zhǎng)。下文中將圖14A至14D所示的排列稱為“S-G”排列。對(duì)于相同的寄生阻抗，圖14A至14D中所示的所有排列都表現(xiàn)出相同的濾波特性。
另一方面，在下文中將圖14E和14G所示的排列稱為“G-G”排列，將圖14F和14H所示的排列稱為“S-S”排列。在“G-G”排列中，每個(gè)輸入IDT 11a中最靠近輸出IDT 11b的電極指和輸出IDT 11b中最靠近輸入IDT 11a的電極指都是接地電極指。在“S-S”排列中，每個(gè)輸入IDT11a中最靠近輸出IDT 11b的電極指和輸出IDT 11b中最靠近輸入IDT 11a的電極指都是信號(hào)電極指。在此，將這兩個(gè)電極指的中心之間的距離D(d)也設(shè)為在由上述公式(7)所表示的范圍中。對(duì)于相同的寄生阻抗，圖14E至14H所示的所有排列都表現(xiàn)出相同的濾波特性。
通過(guò)多次模擬和實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明揭示出由于具有“G-G”排列或“S-S”排列的DMS濾波器具有“同-反-同”的諧振順序，所以“G-G”排列或“S-S”排列對(duì)獲得抑制增加效果是必要的。另一方面，具有“S-G”排列的DMS濾波器具有“反-同-反”的諧振順序，從而不能獲得根據(jù)本發(fā)明的抑制增加效果。
圖15顯示了為獲得根據(jù)本發(fā)明的抑制增加效果而進(jìn)行的關(guān)于電極指排列的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。在圖15所示的曲線圖中，細(xì)線表示既不具有電容C又不具有電感L的DMS濾波器的帶通特性。粗線表示具有“G-G”電極指排列或“S-S”電極指排列并且同時(shí)具有電容C和電感L的DMS濾波器的帶通特性。此外，虛線表示具有“S-G”電極指排列并且同時(shí)具有電容C和電感L的DMS濾波器的帶通特性。
由圖15可以看出，具有“G-G”電極指排列或“S-S”電極指排列的DMS濾波器表現(xiàn)出增加的抑制度，具有“同-反-同”的諧振順序并且在通帶附近產(chǎn)生了零點(diǎn)。另一方面，具有“S-G”電極指排列的DMS濾波器表現(xiàn)出較差的阻帶抑制度，具有“反-同-反”的諧振順序。而且，由于阻抗不匹配，該DMS濾波器的通帶的形狀也發(fā)生了畸變。
現(xiàn)在參照?qǐng)D16A至16H，對(duì)“S-G”排列、“G-G”排列以及“S-S”排列的變型例進(jìn)行說(shuō)明。如圖16A至16D所示，當(dāng)電極中心間的距離D為d+λ/2時(shí)，具有“S-G”排列的DMS濾波器可以具有180°的通過(guò)相位以及“同-反-同”的諧振順序。通過(guò)進(jìn)行模擬可以發(fā)現(xiàn)，如果電極中心之間的距離D為d+λ/2，則即使在具有“S-G”排列的DMS濾波器中，抑制度也可以隨電容C和電感L而增加，如圖15中的粗線所示。而且，DMS濾波器具有這樣的特性，即，距離D每隔λ都表現(xiàn)出相同的特性，從而只要距離D為d+λ/2+nλ(n為整數(shù))，就可以采用“S-G”排列。因此，應(yīng)將距離D設(shè)在由以下公式(2)所表示的范圍之中3λ4+nλ<D<5λ4+nλ----(2)]]>同樣，在“G-G”排列或“S-S”排列中，距離D每隔λ都表現(xiàn)出相同的特性。因此，應(yīng)將距離D設(shè)在由以下公式(1)所表示的范圍之中λ4+nλ<D<3λ4+nλ----(1)]]>下面對(duì)基于上述原理的本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
(第一實(shí)施例)以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖17A和17B示出了根據(jù)該實(shí)施例的SAW濾波器20的結(jié)構(gòu)。圖17A為SAW濾波器20的俯視圖。圖17B為沿圖17A中的線B-B所截取的SAW濾波器20的剖面圖。在該實(shí)施例中，SAW濾波器20為在輸入側(cè)具有一個(gè)IDT 11并且在輸出側(cè)具有兩個(gè)IDT 11的DMS濾波器。
如圖17A和17B所示，SAW濾波器20具有一容納在封裝21的空腔中的SAW器件。該SAW器件具有多個(gè)反射器12，該多個(gè)反射器12形成在壓電基板22上，并且沿SAW傳播方向夾著多個(gè)IDT 11。在SAW器件中，將位于輸入側(cè)的IDT 11的一端的電極連接到與對(duì)應(yīng)的電極具有相同的層結(jié)構(gòu)的輸入端子13。同樣，將位于輸入側(cè)的IDT 11的另一端的電極連接到與對(duì)應(yīng)的電極具有相同的層結(jié)構(gòu)的接地端子16。此外，將位于輸出側(cè)的每個(gè)IDT 11的一端的電極連接到具有與對(duì)應(yīng)的電極相同的層結(jié)構(gòu)的輸出端子14。同樣，將位于輸出側(cè)的每個(gè)IDT 11的另一端的電極連接到與對(duì)應(yīng)的電極具有相同層結(jié)構(gòu)的接地端子15。
在本實(shí)施例的上述結(jié)構(gòu)中，在兩個(gè)輸出IDT 11之間共用輸出端子14。將輸入端子13的背對(duì)IDT 11的一端與輸出端子14的背對(duì)IDT 11的一端設(shè)置成在壓電基板22上相互靠近，并由此形成電容C1。
封裝21由基板材料(如陶瓷、鋁陶瓷、雙馬來(lái)酰亞胺-三嗪樹脂、聚亞苯醚、聚酰亞胺樹脂、玻璃纖維環(huán)氧樹脂、玻璃纖維織物、或硅)制成，并且具有通過(guò)將多個(gè)基板層疊而形成的結(jié)構(gòu)。壓電基板22可以是42°旋轉(zhuǎn)Y切割X傳播鉭酸鋰單晶壓電基板(以下稱為L(zhǎng)T基板)，或者可以是64°旋轉(zhuǎn)Y切割X傳播鈮酸鋰單晶壓電基板(以下稱為L(zhǎng)N基板)，或者可以是由諸如石英等壓電材料制成的壓電基板。如果例如采用LT基板，則濾波特性表現(xiàn)出低插入損耗。所述多個(gè)IDT 11以及與這些IDT 11一體地形成的輸入端子13、輸出端子14、以及接地端子15和16包含鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、鉬(Mo)、鎢(W)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、釕(Ru)、或者銠(Rh)作為主要成分，并且具有由上述材料中的一種或更多種所制成的單層或者多層結(jié)構(gòu)。
利用接合導(dǎo)線17將輸入端子13與輸入焊盤24相連接。利用接合導(dǎo)線17將輸出端子14與輸出焊盤25相連接。利用接合導(dǎo)線17將各接地端子15與輸出接地焊盤26相連接。利用接合導(dǎo)線17將接地端子16與輸入接地焊盤27相連接。在此實(shí)施例中，將SAW器件面向上地安裝到封裝21中，并將那些元件相互進(jìn)行導(dǎo)線接合。各接合導(dǎo)線17由金屬材料(如鋁(Al)、銅(Cu)或者金(Au))制成。
利用在封裝21內(nèi)部延伸的多個(gè)通孔28將多個(gè)輸出接地焊盤26和多個(gè)輸入接地焊盤27連接到封裝21中的公共接地端子29，使得輸出接地焊盤26和輸入接地焊盤27彼此相連。公共接地端子29是通過(guò)通孔31、與通孔31相連的傳輸線路徑32、以及通孔33連接到接地腳圖案34的傳輸線路徑。將接地腳圖案34形成在封裝21的底面上(以空腔面作為頂面)。而且，通過(guò)形成在封裝21的多個(gè)側(cè)面的多個(gè)垛形結(jié)構(gòu)35可以建立與接地腳圖案34的連接，如圖17B所示。設(shè)計(jì)通孔31和33、傳輸線路徑32以及多個(gè)垛形結(jié)構(gòu)35中的至少一個(gè)以形成上述電感L。
通過(guò)圖中未示出的多個(gè)通孔或多條傳輸線路徑還將輸入焊盤24和輸出焊盤25連接到外部輸入腳圖案、輸出腳圖案等。在封裝21的底部上設(shè)有多個(gè)腳圖案34。
采用上述結(jié)構(gòu)，在通帶的高頻側(cè)和低頻側(cè)都增加了抑制度。換言之，極大提高了阻帶抑制度。而且，在低頻側(cè)和高頻側(cè)的抑制的增加都大于在僅添加電容C或電感L之一的情況下所實(shí)現(xiàn)的抑制的增加。在此結(jié)構(gòu)中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電容C和電感L的值來(lái)任意地設(shè)定零點(diǎn)的頻率。因此，可以容易地制造在設(shè)計(jì)上具有很大自由度的表面聲波濾波器。
盡管上述電容C(圖17A中的C1)是由形成在壓電基板22上的輸入端子13和輸出端子14的端部形成的，但是本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)。例如，可以采用與IDT 11相同的結(jié)構(gòu)或者中間夾有電介質(zhì)膜的三維結(jié)構(gòu)。
另外，在上述說(shuō)明中將接地端子15和16連接在封裝21中。然而，本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)，而可以采用其中將接地端子15和16連接在壓電基板22上或者封裝21的外部(例如，在封裝21的底面上)的結(jié)構(gòu)。
下面參照?qǐng)D18A至18C，將本實(shí)施例的SAW濾波器20的濾波特性與僅具有電容C但無(wú)電感L的傳統(tǒng)SAW濾波器(例如，圖1B中所示的SAW濾波器200)的濾波特性進(jìn)行比較。圖18A顯示了SAW濾波器200和20的各z21的實(shí)部Re(z21[Ω])的頻率特性。圖18B顯示了SAW濾波器200和20的各z21的虛部Im(z21[Ω])的頻率特性。圖18C顯示了SAW濾波器200和20的濾波特性。在這些曲線圖中，箭頭表示SAW濾波器20的阻抗特性和濾波特性相對(duì)于SAW濾波器200的阻抗特性和濾波特性的偏移方向。在圖18C中，向下的箭頭表示抑制度的增加，而向上的箭頭表示抑制度的降低。
如圖18A至18C所示，添加到公共接地端子8的電感L使z21的虛部增大了，并且產(chǎn)生了使z21的虛部在1870MHz和1910MHz附近為0的多個(gè)頻率。在這些頻率處，z21的實(shí)部也近似為0，因此，z21的絕對(duì)值變得近似為0。因此，在帶通特性中出現(xiàn)了多個(gè)零點(diǎn)。此外，由于z21的虛部的絕對(duì)值在通帶的高頻側(cè)減小了，所以改進(jìn)了抑制度。
如在對(duì)本發(fā)明原理的說(shuō)明中所述，將本實(shí)施例設(shè)計(jì)為，使得最低諧振頻率和最高諧振頻率都為“同相諧振”頻率。采用這種結(jié)構(gòu)，可以可靠地實(shí)現(xiàn)上述效果。而且，將電極中心距離D設(shè)在由公式7和2所表示的范圍之中。
(第二實(shí)施例)現(xiàn)在參照附圖對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例是包括位于輸入側(cè)的一個(gè)IDT 11和位于輸出側(cè)的兩個(gè)IDT的雙模SAW(DMS)濾波器(第一實(shí)施例的SAW濾波器20)的第一變型例。圖19A和19B示出了根據(jù)本實(shí)施例的SAW濾波器40的結(jié)構(gòu)。圖19A為SAW濾波器40的俯視圖。圖19B為沿圖19A中的A-A線所截取的SAW濾波器40的剖面圖。
如圖19A和19B所示，該SAW濾波器40具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，連接第一實(shí)施例的接地端子15和16以形成公共接地端子45，將該公共接地端子45通過(guò)接合導(dǎo)線17與多個(gè)輸入接地焊盤27或多個(gè)輸出接地焊盤26之一相連接。在圖19A中，將公共接地端子45連接到多個(gè)輸入接地焊盤27中的一個(gè)。而且，在該實(shí)施例中，將在第一實(shí)施例中形成在輸入端子13與輸出端子14之間的電容C1形成在封裝21中。可以通過(guò)形成經(jīng)由通孔48連接到輸入焊盤24的傳輸線路徑46和經(jīng)由通孔49連接到輸出焊盤25的傳輸線路徑47、并且使這些傳輸線路徑46和47相互靠近，來(lái)實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)。在這種情況下，在封裝21中在傳輸線路徑46與47之間插入另外一層，或者將傳輸線路徑46和47設(shè)置在封裝21中的同一層上。
此外，在該實(shí)施例中，由以下元件中的至少一個(gè)來(lái)形成連接到公共接地端子45的電感L多條接合導(dǎo)線17、與從多個(gè)輸入接地焊盤27之一延伸到封裝21中的通孔49具有相同結(jié)構(gòu)的通孔，以及多個(gè)垛形結(jié)構(gòu)35。連接到輸入和輸入接地焊盤27和26的通孔穿透封裝21與接地腳圖案34相連接。由于將公共接地端子45形成在壓電基板22上，所以可以使到接地腳圖案的布線距離更長(zhǎng)。因此，可以使電感L的值更大。
利用本實(shí)施例的上述結(jié)構(gòu)，按照與第一實(shí)施例中相同的方式，抑制度在通帶的高頻側(cè)和低頻側(cè)都增加了。而且，該抑制度的增加大于在僅添加電容C或電感L之一的情況下所實(shí)現(xiàn)的增加。因此，可以實(shí)現(xiàn)在高頻側(cè)和低頻側(cè)都表現(xiàn)出更大的抑制度的表面聲波濾波器。在此結(jié)構(gòu)中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電容C和電感L的值來(lái)任意地設(shè)定各零點(diǎn)的頻率。因此，可以容易地制造在設(shè)計(jì)上具有很大自由度的表面聲波濾波器。本實(shí)施例的其他方面與第一實(shí)施例的相同，因此在此省略對(duì)其的說(shuō)明。
(第三實(shí)施例)下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例是包括位于輸入側(cè)的一個(gè)IDT 11和位于輸出側(cè)的兩個(gè)IDT 11的雙模SAW(DMS)濾波器(第一實(shí)施例的SAW濾波器20)的第二變型例。圖20A和20B示出了根據(jù)本實(shí)施例的SAW濾波器60的結(jié)構(gòu)。圖20A為SAW濾波器60的俯視圖。圖20B為沿圖20A中的C-C線所截取的SAW濾波器60的剖面圖。
如圖20A和20B所示，該SAW濾波器60具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，連接第一實(shí)施例的接地端子15和16以形成公共接地端子65，將該公共接地端子65通過(guò)接合導(dǎo)線17與多個(gè)輸入接地焊盤27或多個(gè)輸出接地焊盤26之一相連接。在圖20A中，將公共接地端子65連接到多個(gè)輸入接地焊盤27中的一個(gè)。在該實(shí)施例中，輸入IDT 11和多個(gè)輸出IDT 11具有在同一方向上延伸的各相應(yīng)的接地電極指。利用該排列，將電容C3和C4形成在構(gòu)成一輸入端子63和多個(gè)輸出端子64的相應(yīng)的匯流排之間。而且，輸入端子63和所述多個(gè)輸出端子64的匯流排可以在壓電基板22上容易地產(chǎn)生相同大小的電容C3和C4。
此外，在該實(shí)施例中，通過(guò)以下元件中的至少一個(gè)來(lái)形成連接到公共接地端子65的電感L多條接合導(dǎo)線17、通孔66、傳輸線路徑67、通孔31、傳輸線路徑32、通孔33、以及多個(gè)垛形結(jié)構(gòu)35。由于將公共接地端子65形成在壓電基板22上，所以可以使到接地腳圖案34布線距離更長(zhǎng)。因此，也可以使電感L的值更大。如圖20B所示，采用在封裝21中橫向延伸的傳輸線路徑67可在任何結(jié)構(gòu)中有效地延長(zhǎng)公共接地端子65與接地腳圖案34之間的布線距離。
利用本實(shí)施例的上述結(jié)構(gòu)，按與第一實(shí)施例相同的方式，在通帶的高頻側(cè)和低頻側(cè)都增加了抑制度，并且因此極大地增加了阻帶抑制度。而且，該抑制度的增加大于在僅添加電容C或電感L之一的情況下所實(shí)現(xiàn)的增加。因此，可以實(shí)現(xiàn)在高頻側(cè)和低頻側(cè)都表現(xiàn)出更大抑制度的表面聲波濾波器。在此結(jié)構(gòu)中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電容C和電感L的值來(lái)任意地設(shè)定各零點(diǎn)的頻率。因此，可以容易地制造在設(shè)計(jì)上具有很大自由度的表面聲波濾波器。本實(shí)施例的其他方面與第一實(shí)施例的相同，因此在此省略對(duì)其的說(shuō)明。
如圖21A和21B所示，可以對(duì)本實(shí)施例的SAW濾波器60進(jìn)行修改。具體而言，將輸入端子63的匯流排的背對(duì)電極指的一端形成為T形，使得利用輸入端子63′和多個(gè)輸出端子64所形成的電容C3′和C4′可以變得更大。
(第四實(shí)施例)以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明的第四實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例為將根據(jù)本發(fā)明的原理的兩個(gè)SAW濾波器10A進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接的示例。圖22A和22B為根據(jù)本實(shí)施例的SAW濾波器20A和20A′的電路圖。
更具體地，圖22A顯示了通過(guò)連接兩個(gè)圖5的SAW濾波器10A而形成的SAW濾波器20A的等效電路。圖22B顯示了也是通過(guò)連接兩個(gè)SAW濾波器10A而形成的SAW濾波器20A′的等效電路。在SAW濾波器20A′中，將兩個(gè)電感L1的更靠近外部接地端子9的端部相互連接，并且在連接點(diǎn)(形成第二級(jí)公共接地端子8b)與外部接地端子9之間設(shè)置了電感L2。圖22B中的第一級(jí)接地端子8a等效于圖22A中的公共接地端子8。
圖23A和23B示出了具體實(shí)現(xiàn)圖22B所示的SAW濾波器20A′的SAW濾波器80。通過(guò)將各包括位于輸入側(cè)的一個(gè)IDT 11和位于輸出側(cè)的兩個(gè)IDT 11的兩個(gè)雙模SAW(DMS)濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接來(lái)形成SAW濾波器80。圖23A為SAW濾波器80的俯視圖。圖23B是沿圖23A中的線D-D所截取的SAW濾波器80的剖面圖。
如圖23A所示，SAW濾波器80具有在各級(jí)中(在各DMS濾波器中)沿相同方向延伸的輸入IDT 11的多個(gè)接地電極指和輸出IDT 11的多個(gè)接地電極指。采用這種排列，可以容易地在壓電基板22上的小空間內(nèi)形成輸出端子和輸入端子83a和83b之間的電容C5至C8。在各級(jí)中，可以容易地連接輸入IDT 11的接地端子和輸出IDT 11的接地端子以在壓電基板22上形成公共接地端子85a和85b，并且可以使在外部接地端子9與各公共接地端子85a/85b之間設(shè)置的電感L變大。在第一級(jí)和第二級(jí)中，都可以利用以下元件中的至少一個(gè)來(lái)形成從各公共接地端子85a/85b延伸的電感L1多條接合導(dǎo)線17、通孔28、傳輸線路徑86、通孔87、以及公共接地端子29。其中，可以通過(guò)在各級(jí)中并聯(lián)所述多條接合導(dǎo)線17(例如，三條接合導(dǎo)線17)來(lái)調(diào)節(jié)各電感L1的值。
在該實(shí)施例中，通過(guò)通孔31、傳輸線路徑32、通孔33以及垛形結(jié)構(gòu)35將各級(jí)的電感L1的連接點(diǎn)連接到外部接地端子(接地腳圖案34)。該連接路徑等效于圖22B中所示的電感L2。
圖24顯示了具有上述結(jié)構(gòu)的SAW濾波器80的濾波特性。為進(jìn)行比較，圖24還顯示了不具有電感L2的SAW濾波器(具有與圖22A所示的SAW濾波器相同的結(jié)構(gòu))的濾波特性。由圖24可以看出，通過(guò)級(jí)聯(lián)連接本發(fā)明的兩個(gè)DMS濾波器所形成的兩級(jí)結(jié)構(gòu)可以極大地增加阻帶抑制度。而且，圖22B所示的電感L2的添加還增加了在低頻側(cè)的抑制度。本實(shí)施例的其他方面與前述實(shí)施例的相同，因此在此省略對(duì)其的說(shuō)明。
(第五實(shí)施例)現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本發(fā)明的第五實(shí)施例進(jìn)行具體說(shuō)明。本實(shí)施例為利用前述實(shí)施例中的SAW濾波器之一制造天線雙工器的示例。圖25為根據(jù)本實(shí)施例的天線雙工器90的電路圖。
如圖25所示，天線雙工器90包括發(fā)送濾波器91和接收濾波器92。在此天線雙工器90中，將用于匹配輸入阻抗的匹配電路93設(shè)置在發(fā)送濾波器91與接收濾波器92之間的公共端子(天線端子Ant)處。
在該結(jié)構(gòu)中，發(fā)送濾波器91可以是其中將多個(gè)IDT 11按梯狀方式連接的梯型濾波器。接收濾波器92例如可以是圖22B所示的第四實(shí)施例的SAW濾波器20A′。
圖26顯示了具有以上結(jié)構(gòu)的天線雙工器90的頻率特性。由圖26可知，由根據(jù)本發(fā)明的具有大的阻帶抑制度的SAW濾波器(20A′)形成的接收濾波器92可以清楚地將發(fā)送信號(hào)與接收信號(hào)分離開。本實(shí)施例的其他方面與前述實(shí)施例的相同，因此在此省略對(duì)其的說(shuō)明。
(第六實(shí)施例)在本發(fā)明中，還可以采用其中將上述SAW濾波器輸入阻抗乘以N的結(jié)構(gòu)，或者采用其中將包括各具有1/N的開口長(zhǎng)度的多個(gè)IDT 11的N個(gè)SAW濾波器并聯(lián)地電連接的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，可以將電極指阻抗減小到1/N2。在以下內(nèi)容中，將對(duì)作為本發(fā)明第六實(shí)施例的這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖27A和27B示出了根據(jù)本實(shí)施例的SAW濾波器80A。圖27A為SAW濾波器80A的俯視圖。圖27B為沿圖27A中的線E-E所截取的SAW濾波器80A的剖面圖。在此實(shí)施例中，將第四實(shí)施例的SAW濾波器80的各IDT11的開口長(zhǎng)度設(shè)為1/N，并且將兩個(gè)SAW濾波器80級(jí)聯(lián)連接在兩級(jí)中。而且，將該兩級(jí)級(jí)聯(lián)連接結(jié)構(gòu)與另一個(gè)與此完全相同的兩級(jí)級(jí)聯(lián)連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行并聯(lián)連接。
如圖27A所示，SAW濾波器80A在各級(jí)中(在各DMS濾波器中)具有沿相同方向延伸的輸入IDT 11的多個(gè)接地電極指和輸出IDT 11的多個(gè)接地電極指。采用這種排列，可以容易地在壓電基板22上的小空間內(nèi)形成輸出端子與輸入端子83A、83B、83C和83D之間的電容C5a至C8a以及C5b至C8b。在各級(jí)中，可以容易地連接輸入IDT 11的接地端子和輸出IDT 11的接地端子，以在壓電基板22上形成公共接地端子85A和85B，并且可以使在外部接地端子9與各公共接地端子85A/85B之間設(shè)置的電感L更大。在該級(jí)聯(lián)連接結(jié)構(gòu)的第一級(jí)和第二級(jí)中，和在并聯(lián)結(jié)構(gòu)的第一級(jí)和第二級(jí)中，都可以利用以下元件中的至少一個(gè)來(lái)形成從各公共接地端子85B/85B延伸出的電感L1多條接合導(dǎo)線17、通孔28、傳輸線路徑86、通孔87、以及公共接地端子29。其中，還可以通過(guò)在各級(jí)中將多條接合導(dǎo)線17(例如，兩條接合導(dǎo)線17)進(jìn)行并聯(lián)連接來(lái)調(diào)節(jié)各電感L1的值。
在此實(shí)施例中，將各級(jí)的電感L1的連接點(diǎn)通過(guò)通孔31、傳輸線路徑32、通孔33以及垛形結(jié)構(gòu)35連接到外部接地端子(接地腳圖案34)。該連接路徑等效于圖22B中所示的電感L2。
采用具有上述結(jié)構(gòu)的SAW濾波器80A，可以實(shí)現(xiàn)隨減小的電極指電阻而表現(xiàn)出低損耗的濾波特性，并且可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)第四實(shí)施例所獲得的效果。由于在每一級(jí)中所設(shè)置的電容C的值與在非并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中所使用的電容值相同，所以在上述兩級(jí)并聯(lián)結(jié)構(gòu)中可以將要添加到每一個(gè)濾波器的電容C的值減半。本實(shí)施例的其他方面與任何前述實(shí)施例的相同，因此，在此省略對(duì)其的說(shuō)明。
(第七實(shí)施例)現(xiàn)在將具有形成在壓電基板22上的多個(gè)IDT 11、輸入端子13、輸出端子14的又一示例結(jié)構(gòu)作為本發(fā)明的第七實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖28為根據(jù)本實(shí)施例的具有形成在壓電基板22上的多個(gè)IDT(包括一輸入IDT 11a和多個(gè)輸出IDT 11b)、輸入端子13a和輸出端子14a的結(jié)構(gòu)的俯視圖。輸入端子13a向輸入IDT 11a提供輸入信號(hào)，而輸出端子14a從輸出IDT 11b接收輸出信號(hào)。如圖28所示，根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)具有沿相同方向從同一點(diǎn)延伸出的輸入端子13a和輸出端子14a。而且，在輸入?yún)R流排11A與各輸出匯流排11B之間形成有電容C，其中，輸入?yún)R流排11A與輸入IDT 11a的多個(gè)信號(hào)電極指相連接，而各輸出匯流排11B與各對(duì)應(yīng)的輸出IDT 11b的多個(gè)信號(hào)電極指相連接。采用這種結(jié)構(gòu)，可以在一個(gè)非常小的空間中精確地形成電容C(C9和C10)。從而，可以獲得小尺寸的SAW濾波器。
另外，在電極指的背對(duì)輸入端子13a和輸出端子14a的一側(cè)設(shè)有共用的接地端子(公共接地端子8A)。然后將電感L按與各前述實(shí)施例中的方式相同的方式連接到公共接地端子8A，使得可以制造出采用本發(fā)明的原理的SAW濾波器。本實(shí)施例的其他方面與任何前述實(shí)施例的都相同，因此在此省略對(duì)其的說(shuō)明。
(其他實(shí)施例)盡管已經(jīng)說(shuō)明了1.9GHz頻帶SAW濾波器，但是根據(jù)本發(fā)明的SAW濾波器并不限于該頻帶，并且在實(shí)踐中可以選擇任何合適的頻帶。
此外，在各前述實(shí)施例中，使用接合導(dǎo)線17來(lái)把SAW器件安裝到封裝上。然而，本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)，例如可以采用這樣一種結(jié)構(gòu)，其中，以面向下的狀態(tài)將SAW器件倒裝地安裝到封裝的小片連接面上。在這種結(jié)構(gòu)中，將通向接地腳圖案的連接路徑(包括傳輸線路徑、通孔以及垛形結(jié)構(gòu))用作電感L。例如，可以在小片連接面上形成蛇形線路徑，以形成電感。
盡管已經(jīng)示出并說(shuō)明了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行改變，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種表面聲波濾波器，包括輸入交指型變換器和輸出交指型變換器，形成在壓電基板上；電容，設(shè)置在所述輸入交指型變換器的輸入端子與所述輸出交指型變換器的輸出端子之間；第一公共接地端子，連接所述輸入交指型變換器的接地端子和所述輸出交指型變換器的接地端子；以及電感，設(shè)置在第一公共接地端子與地之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，除所述輸入交指型變換器和所述輸出交指型變換器外，還包括一個(gè)或更多個(gè)輸入交指型變換器和/或一個(gè)或更多個(gè)輸出交指型變換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，具有奇數(shù)個(gè)諧振頻率，其中，在所述奇數(shù)個(gè)諧振頻率中，最低諧振頻率的通過(guò)相位和最高諧振頻率的通過(guò)相位都近似為0°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，具有奇數(shù)個(gè)諧振頻率，其中，在所述奇數(shù)個(gè)諧振頻率中，從最低諧振頻率算起各第偶數(shù)編號(hào)個(gè)諧振頻率的通過(guò)相位近似為180°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其中，將所述電容形成在所述壓電基板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其中，將所述第一公共接地端子形成在所述壓電基板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其中，連接到所述輸入交指型變換器的所述接地端子的多個(gè)電極指與連接到所述輸出交指型變換器的所述接地端子的多個(gè)電極指按照相同的方向延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其中，所述輸入端子和所述輸出端子位于同一側(cè)，并且沿同一方向延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其中，將所述電容形成在所述輸入交指型變換器的輸入?yún)R流排與所述輸出交指型變換器的輸出匯流排之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，還包括一容納所述壓電基板的封裝，其中，所述電感包括以下元件中的至少一個(gè)傳輸線路徑，設(shè)置在所述封裝中；通孔，設(shè)置在所述封裝中；垛形結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述封裝中；以及導(dǎo)線，電連接所述第一公共接地端子和所述封裝。
11.一種表面聲波濾波器，包括級(jí)聯(lián)連接的多個(gè)表面聲波濾波器，每個(gè)級(jí)聯(lián)連接的表面聲波濾波器包括輸入交指型變換器和輸出交指型變換器，形成在壓電基板上；電容，設(shè)置在所述輸入交指型變換器的輸入端子與所述輸出交指型變換器的輸出端子之間；第一公共接地端子，連接所述輸入交指型變換器的接地端子和所述輸出交指型變換器的接地端子；以及電感，設(shè)置在所述第一公共接地端子與地之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的表面聲波濾波器，還包括第二公共接地端子，用于將所述表面聲波濾波器的各級(jí)的所述第一公共接地端子與其它級(jí)的所述第一公共接地端子相連接，其中，所述電感設(shè)置在所述第一公共接地端子與所述第二公共接地端子之間，并且還設(shè)置在所述第二公共接地端子與所述地之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的表面聲波濾波器，還包括一容納所述壓電基板的封裝，其中，所述電感包括以下元件中的至少一個(gè)傳輸線路徑，設(shè)置在所述封裝中；通孔，設(shè)置在所述封裝中；垛形結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述封裝中；以及導(dǎo)線，電連接所述第一公共接地端子和所述封裝。
14.一種表面聲波濾波器，包括并聯(lián)連接的多個(gè)表面聲波濾波器，每個(gè)并聯(lián)連接的表面聲波濾波器包括輸入交指型變換器和輸出交指型變換器，形成在壓電基板上；電容，設(shè)置在所述輸入交指型變換器的輸入端子與所述輸出交指型變換器的輸出端子之間；第一公共接地端子，連接所述輸入交指型變換器的接地端子和所述輸出交指型變換器的接地端子；以及電感，設(shè)置在所述第一公共接地端子與地之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其中，將所述輸出交指型變換器沿表面聲波傳播方向設(shè)置在所述輸入交指型變換器的兩側(cè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其中，所述輸入交指型變換器的距離所述輸出交指型變換器最近的電極指和所述輸出交指型變換器的距離所述輸入交指型變換器最近的電極指都是接地電極指或信號(hào)電極指。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的表面聲波濾波器，其中，所述輸入交指型變換器的距離所述輸出交指型變換器最近的電極指和所述輸出交指型變換器的距離所述輸入交指型變換器最近的電極指的電極中心之間的距離D滿足以下公式(1)λ4+nλ<D<3λ4+nλ--(1)]]>其中，λ表示表面聲波的中心波長(zhǎng)，n是0或者更大的整數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其中所述輸入交指型變換器的距離所述輸出交指型變換器最近的電極指和所述輸出交指型變換器的距離所述輸入交指型變換器最近的電極指中的一個(gè)是接地電極指，而另一個(gè)是信號(hào)電極指；并且所述輸入交指型變換器的距離所述輸出交指型變換器最近的電極指和所述輸出交指型變換器的距離所述輸入交指型變換器最近的電極指的電極中心之間的距離D滿足以下公式(2)3λ4+Nλ<D<5λ4+nλ---(2)]]>其中，λ表示表面聲波的中心波長(zhǎng)，n是0或者更大的整數(shù)。
19.一種雙工器，包括一表面聲波濾波器，該表面聲波濾波器包括輸入交指型變換器和輸出交指型變換器，形成在壓電基板上；電容，設(shè)置在所述輸入交指型變換器的輸入端子與所述輸出交指型變換器的輸出端子之間；第一公共接地端子，連接所述輸入交指型變換器的接地端子和所述輸出交指型變換器的接地端子；以及電感，設(shè)置在所述第一公共接地端子與地之間。
全文摘要
一種表面聲波濾波器，包括輸入交指型變換器和輸出交指型變換器，形成在壓電基板上；電容，設(shè)置在輸入交指型變換器的輸入端子與輸出交指型變換器的輸出端子之間；第一公共接地端子，連接輸入交指型變換器的接地端子和輸出交指型變換器的接地端子；以及電感，設(shè)置在第一公共接地端子與地之間。
文檔編號(hào)H03H9/64GK1574620SQ20041004233
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月20日
發(fā)明者井上將吾, 堤潤(rùn), 松田隆志, 上田政則 申請(qǐng)人:富士通媒體部品株式會(huì)社, 富士通株式會(huì)社