縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器以及使用它的通信機裝置的製作方法
2023-05-19 12:03:16
專利名稱：縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器以及使用它的通信機裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及縱耦合諧振器型表面波濾波器以及使用它的通信機裝置。
背景技術：
近年來，在可攜式電話機等的通信機裝置中，隨著使用者的增加和業務的多樣化，有發送側頻帶和接收側頻帶靠近的產品。還有，根據通信機裝置的不同，為預防與其他的通信機裝置的幹擾，有些通信機裝置要求在傳輸頻帶的極其近旁處存在規定量以上的衰減量。為此，對作為可攜式電話機的RF頻段的通帶濾波器所廣泛採用的彈性表面波濾波器也強烈要求將傳輸頻帶的極其近旁的衰減量增大到規定量以上。
另一方面，對於彈性表面波濾波器，以削減零件只數為目的，強烈要求具有平衡——不平衡信號變換功能，即所謂連接在平衡——不平衡線路之間的功能。例如，在日本特開平5-267990號公報中已公開了具有這樣的平衡—不平衡信號變換功能的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。
但是，在上述之類的以往的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器中，在比傳輸頻帶更高頻區域側會出現稱為橫向響應的肩特性惡化(頻率特性的急劇惡化)。為此，在PCS(Personal Communication System，個人通信系統)方式的通信機裝置等中，存在比所要求的傳輸頻帶更高頻區域側的衰減量不能取得足夠大的問題。為了解決該問題，作為使比傳輸頻帶更高頻區域側的衰減量加大的濾波器，有例如在日本特開平10-126212號公報中公開的梯子型的彈性表面波濾波器。但是，在該梯子型彈性表面波濾波器中存儲著不能構成平衡——不平衡信號變換功能的問題。即在以往的技術中，構成具有比傳輸頻帶更高頻區域側的衰減量足夠、且持有平衡——不平衡信號變換功能的彈性表面波濾波器是困難的。
發明內容
本發明的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器是鑑於上述問題而製作的，提供能使橫向響應比以往的彈性表面波濾波器更大幅度地降低、同時具有平衡——不平衡信號變換功能的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。
為達到上述目的，本發明的彈性表面波濾波器具有壓電基板和在壓電基板上沿著彈性表面波的傳播方向並列形成的至少兩個IDT(叉指式換能器)，其特徵在於，在IDT之中的至少一個IDT中，設有金屬化比率與該IDT的其他電極指的金屬化比率不同的電極指。
還有，在本發明的特定情況中，其特徵在於，在上述IDT之中相互為鄰的IDT的至少一方的IDT中，在從上述IDT的鄰接部分到該IDT的1/4左右為止的區域，設有金屬化比率與該IDT的其他電極指的金屬化比率不同的電極指。
還有，在本發明的特定情況中，其特徵在於，在IDT之中的至少一個IDT中，使電極指的金屬化比率沿彈性表面波的傳播方向連續變化。
由此，能獲得降低橫向響應、傳輸頻帶高頻區域側的衰減量大的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。此時，通過使電極指的金屬化比率沿彈性表面波的傳播方向連續變化，就能在不增大傳輸頻帶內的插入損耗的情況下，達到本發明的效果。
還有，本發明的其他發明，是以裝有權利要求1到權利要求3中記載的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器為特徵的通信機裝置。
將本發明的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器作用在通信機裝置中，可以獲得通信質量佳、可靠性高的通信機裝置。
圖1(a)表示本發明的第1實施例的縱耦合諧振器彈性表面波濾波器的簡圖。
圖1(b)用於說明金屬化比率的圖。
圖2表示本發明的第1實施例的縱耦合諧振器彈性表面波濾波器的各IDT的金屬化比率變化的曲線圖。
圖3表示本發明的第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的頻率——振幅特性的曲線圖。
圖4表示在以往構成中的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的頻率——振幅特性的曲線圖。
圖5表示本發明的第2實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的各IDT的金屬化比率的變化的曲線圖。
圖6表示本發明的第2實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的頻率——振幅特性的曲線圖。
圖7表示本發明的第3實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的各IDT的金屬化比率的變化的曲線圖。
圖8表示本發明的第3實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的頻率——振幅特性的曲線圖。
圖9表示本發明的第4實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的簡圖。
圖10表示本發明的第5實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的簡圖。
圖11表示本發明的第6實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的簡圖。
圖12表示本發明的第7實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的簡圖。
圖13是裝有本發明的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的通信機裝置的簡要框圖。
具體實施例方式
以下，根據圖1-圖12說明本發明實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。
圖1(a)是表示第1實施例的構成。該第1實施例是EGSM-Rx用濾波器的例子。還有，在以後的第2實施例到第7實施例中，也以EGSM-Rx用濾波器為例進行說明。第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器101為在壓電基板即40+5°Y切割X傳播LiTaO3(鉭酸鋰)基板100上，形成有Al(鋁)電極構成的IDT和反射器。具體的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器101的構成包括與接地端子204連接的電極指組和與信號端子205連接的電極指組對置且沿彈性表面波的傳播方向並列配置的三個IDT102、103、104，以及中間夾著IDT102，103，104配置的兩個反射器105和106。還有，IDT102和IDT104與共用信號端子205並聯連接。
還有，如圖1(a)所示，IDT103和IDT102相鄰位置的幾根電極指以及IDT103和IDT104相鄰位置的幾根電極指比IDT其他部分的間距要小，構成窄間距的電極指。此外，在圖1(a)中為使圖簡潔起見，少示出電極指的根數。
還有，第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器101使各個IDT的金屬化比率變化。
這裡，所謂金屬化比率是指當如圖1(b)所示，IDT的電極指的寬度為d1、電極指的間隔寬度為d2時，以d＝d1/(d1+d2)所表示的值d。
圖2是表示第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的各個IDT的金屬化比率變化的曲線圖。第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器101的各個IDT102，103，104的電極指的金屬化比率如圖2所示，具有在0.54到0.73的範圍內連續變化的特徵。具體地，對於IDT102，從左端向右方向使電極指的金屬化比率從0.54到0.73連續地變化。對於IDT103，從IDT103的左端向右方向到中央部為止，從0.73到0.54連續地變化，從IDT103的中央部到右端為止，從0.54到0.73連續地變化。還有，對於IDT104，從左端向右方向使電極指的金屬化比率從0.73到0.54連續地變化。
縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器101其他的詳細構成，若設由窄間距電極指的間距所決定的波長為λI2，由其他電極指的間距所決定的波長為λI1之後，則如下所示。
交叉寬度W47.7λI1IDT102的電極指根數27根(其中，從右起的4根是窄間距電極指。)IDT203的電極指根數35根(其中，從左起的4根和從右起的4根是窄間距電極指。)IDT104的電極指根數27根(其中，從左起的4根是窄間距電極指)IDT波長λI14.19μm，λI23.86μm反射器105、106的波長λR都為4.26μm反射器105、106的根數都為120根IDT——IDT間隔(圖1(a)的109，110)0.50λI2IDT——反射器間隔0.52λR反射器的金屬化比率0.55電極膜厚0.08λI1在圖3中表示第1實施例的頻率——振幅特性。作為比較，在圖1(a)的構成中，採用使IDT的金屬化比率固定為0.73的以往構成的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器，在圖4中表示該縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的頻率——振幅特性。還有，以往構成的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的詳細構成，與上述所示的第1實施例是相同的，但為取得阻抗匹配，交叉寬度從實施例1的47.1λI1變更為35.8λI1，這一點不相同。
將圖3與圖4相比，在第1實施例中在傳輸頻帶高頻區域側的990～1020MHz(在圖3、圖4中的斜線部分)的衰減量，相對於在圖4中所示的以往的構成，約有4dB的改善。這是因為，通過使IDT內電極指的金屬化比率連續地變化，橫向響應被降低了。還有在本實施例中，在離通過電平4dB處傳輸頻帶寬度也獲得比以往例要寬約0.5MHz的效果。這樣，通過使IDT內的電極指的金屬化比率沿彈性表面波的傳播方向連續地變化，可以獲得橫向響應被降低、傳輸頻帶高頻區域側近旁的衰減量得到改善的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。
在第1實施例中，是在IDT102，103，104的全部IDT中使電極指的金屬化比率連續地變化，但是，使電極指的金屬化比率變化的即使不是在全部的IDT中也可以得到同樣的效果。
圖5是表示第2實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的各個IDT的金屬化比率變化的曲線圖。
如在圖5中所示，在第2實施例中，IDT103的金屬化比率不變化，使IDT102、104的電極指的金屬化比率連續地變化。具體地，對於IDT102，從左端起向右方向使電極指的金屬化比率從0.54到0.73連續地變化著。還有，對於IDT104，從左端起向右方向使電極指的金屬化比率從0.73到0.54連續地變化著。又，IDT103的金屬比率為0.73是恆定的。這時，除了使金屬化比率變化的變化方式和使IDT的交叉寬度為40.5λI1以外，縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的構成是與第1實施例相同的。
在圖6中表示該第2實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的頻率——振幅特性。在該第2實施例中，與以往的構成相比較，在傳輸頻帶高頻區域側的990～1020MHz(在圖6中斜線部分)處衰減量有所改善。而且在離通過電平3dB處的傳輸頻帶寬度比以往的構成要寬約2MHz。這樣，使電極指的金屬化比率變化的即使不是全部的IDT，也可以取得與第1實施例相同的效果。
還有，在第1實施例和第2實施例中使電極指的金屬化比率連續地變化，但即使不連續地變化，也能取得本發明的效果。
圖7是表示第3實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的各個IDT的金屬化比率變化的曲線圖。在該第3實施例中，使電極指的金屬化比率非連續地變化。具體地，IDT102，104的金屬化比率以0.73為基本，大致每隔2個變化為0.584。還有，IDT103的金屬化比率為0.73是恆定的。這時，除了使金屬化比率變化的變化方式和使IDT的交叉寬度為40.5λI1之外，是與第1實施例和第2實施例相同的。
還有，圖8表示第3實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的頻率——振幅特性。該第3實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。雖然不能取得如第1實施例和第2實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器那樣程度的效果，但與以往的構成相比較，在傳輸頻帶高頻區域側的990～1020MHz(在圖8的斜線部分)處衰減量有所改善。
即，即使在第3實施例中，通過使電極指的金屬化比率非連續地變化，可以獲得這樣的效果能得到橫向響應得以降低、傳輸頻帶高頻區域側近旁的衰減量得以改善的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。另外，使電極指的金屬化比率非連續地變化時，因為在IDT內形成不連續的部位，所以傳輸頻帶內的插入損耗變大，因此，理想的是如第1實施例或者第2實施例那樣，使連續地變化更理想。
在本發明的各個實施例中，是使整個IDT的金屬化比率變化，但是，在從IDT相鄰的部分起到IDT的1/4左右為止的區域中形成使電極指的金屬化比率變化的部位，就能取得降低橫向響應、加大傳輸頻帶高頻區域側的衰減量的效果。
在本發明的各個實施例中，使用了40+5°Y切割X傳播LiTaO3(鉭酸鋰)基板，但本發明不限於這種基板，例如，即使64～72°Y切割X傳播LiNbO3(鈮酸鋰)基板或者41°Y切割X傳播LiNbO3(鈮酸鋰)基板也取得相同的效果。還有，在本發明中是以3IDT型縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的例子來說明的，但即使其他的構成也能取得相同的效果。例如，即使採用2個IDT的2IDT構成或採用4個、5個或者更多IDT的構成、還有，做成將本發明的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器2段串聯連接的構成，也能取得相同的效果。還有，將一端子對彈性表面諧振器串聯或者並聯地附加都可以。
還有，將從本發明第1實施例到第3實施例所示的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器應用到具有平衡——不平衡信號變換功能的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器，就能獲得具備平衡——不平衡信號變換功能、傳輸頻帶高頻區域側近旁的衰減量大的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。
從圖9到圖12中，分別表示具有平衡——不平衡信號變換功能的本發明的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的構成。
在圖9中表示第4實施例的具有平衡——不平衡信號變換功能的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。第4實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器301是將與圖1(a)所示的第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器101大體相同構成的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器兩個並聯連接而構成的。在圖9中，與圖1(a)不同之外是，右側的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的三個IDT(從左起依次為305、306，307)之中，IDT306的上下朝向為相反。縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器301的IDT302、304、305、307的對置的電極指組的一方與不平衡端子201連接，IDT303的對置的電極指組的一方與平衡端子202連接，IDT306的對置的電極指組的一方與平衡端子203連接。
在圖10中表示具有第5實施例的平衡——不平衡信號變換功能的的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。第5實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器401的構成與圖1(a)所示的第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器101相同，三個IDT(從左起依次為402、403、404)之中，IDT403的電極指與平衡端子及不平衡端子的連接有特徵。即，IDT403的對置的電極指組的一方與平衡端子202連接，IDT403的對置的電極指組的另一方與平衡端子203連接。還有，IDT402、404的對置的電極指組的一方與不平衡端子201連接。
在圖11中表示第6實施例的具有平衡——不平衡信號變換功能的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。第6實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器501的構成基本上與圖1(a)所示的第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器101相同。不同之處是在三個IDT(從左起依次為502、503、504)之中，使IDT504的上下朝向為相反，以及在IDT503的中央附近使相鄰電極指的朝向為相同，即進行了電極倒置。該縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器501的IDT502、504的對置的電極指組的一方與不平衡端子201連接。還有，在IDT503的比進行了IDT的電極倒置的部位更左側的對置的電極指組的一方與平衡端子202連接。又，在IDT503的比進行了IDT的電極倒置的部位更右側的對置的電極指組的一方與平衡端子203連接。
還有，在圖12中表示第7實施例的具有平衡——不平衡信號變換功能的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。第7實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器601基本上與圖1(a)所示的第1實施例的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器101構成相同。不同之處是在三個IDT(從左起依次為602、603、604)之中，使IDT604的上下朝向為相反這一點。該縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器601的IDT602的對置的電極指組的一方與平衡端子202連接著，IDT604的對置的電極指組的一方與平衡端子203連接著。又，IDT603的對置的電極指組的一方與不平衡端子201連接。
如上所述，例如，如從第4實施例到第7實施例所示那樣，使縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器做成具備平衡——不平衡信號變換功能的構成，就能獲得具備平衡——不平衡信號變換功能、傳輸頻帶高頻區域側的衰減量大的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。
圖13是表示裝有本發明的裝載縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器的通信機160的一實施例的簡略方框圖。
在圖13中，在天線161上連接著雙工器162。在雙工器162與接收側混頻器163之間連接有縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器164及放大器165。還有，在雙工器162與發送側的混頻器166之間連接有放大器167和縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器168。這樣，在放大器165與平衡信號對應的情況下，作為縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器164採用由本發明構成所組成的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器，就能獲得通信質量佳、可靠性高的通信機裝置。
如上所述，按照本發明就能獲得橫向響應得以降低、傳輸頻帶高頻區域側的衰減量大的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。此時，從IDT相鄰部分起到IDT的1/4左右區域形成為使電極指的金屬化比率沿彈性表面波的傳播方向連續變化的部位，就可以取得充分的效果。還有，通過使電極指的金屬化比率沿彈性表面波的傳播方向連續地變化，能在不增大傳輸頻帶內插入損耗的情況下，獲得本發明的最佳效果。
還有，通過在通信機裝置中使用本發明的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器，能獲得通信質量佳、可靠性高的通信機裝置。
權利要求
1.一種縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器，具備壓電基板和在該壓電基板上沿彈性表面波的傳播方向並列形成的至少2個IDT，其特徵在於，在上述IDT之中至少一個IDT中，設有金屬化比率與該IDT的其它電極指的金屬化比率不相同的電極指。
2.根據權利要求1所述的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器，其特徵在於，在所述IDT之中相互相鄰的IDT的至少一方的IDT中，在從上述IDT的相鄰部分到該IDT的1/4左右為止的區域，設有金屬化比率與該IDT的其他電極指的金屬化比率不同的電極指。
3.根據權利要求1或2所述的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器，其特徵在於，在所述IDT之中的至少一個IDT中，使電極指的金屬化比率沿彈性表面波的傳播方向連續變化。
4.一種通信機裝置，其特徵在於，裝有權利要求1至權利要求3中記載的縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器。
全文摘要
一種縱耦合諧振器型彈性表面波濾波器，與以往的彈性表面波濾波器相比能大幅度地降低橫向響應。所述彈性表面波濾波器具有壓電在板和在壓電基板上沿著彈性表面波的傳播方向並列形成的至少2個IDT(叉指式換能器)，在這些IDT之中的至少一個IDT中，設有金屬化比率與該IDT的其它電極指的金屬化比率不同的電極指。
文檔編號H01L41/18GK1391344SQ0212436
公開日2003年1月15日 申請日期2002年6月12日 優先權日2001年6月12日
發明者名古克裕, 高峰裕一 申請人:株式會社村田製作所