专利名称：具有边缘反射型声表面波谐振器的梯形滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种梯形滤波器，本发明尤其涉及一种梯形滤波器，这种滤波器具有多个边缘反射型声表面波谐振器。
一种在其中安排多个SAW谐振器以确定一梯形电路的声表面波(SAW)滤波器并称之为梯形滤波器。
图1A示出一种传统的梯形滤波器201，这种滤波器被揭示在第5-183380号日本公开的专利申请中，而图1B是其等效电路。梯形滤波器201包括压电基片201和被设置在压电基片201上的串联单端口SAW谐振器203和204，以及并联单端口SAW谐振器205到207。串联单端口SAW谐振器203和204串联地连接在输入端IN和输出端OUT之间，以确定一条串联臂，而并联单端口SAW谐振器205到207分别并联地连接在串联臂和地电势之间，每个确定一条并联臂。
如图1A中所示，SAW谐振器203到207每个都包括一对叉指换能器(IDT)203a到207a，及设置在其相对两侧的一对栅状反射器203b到207b。在SAW谐振器203到207中，由IDT203a到207a激励的声表面波被限制在栅状反射器203b到207b之间，以形成驻波。谐振器203到207的每一个都具有这样的谐振特性，其中谐振器的阻抗在谐振频率附近较小而在反谐振频率附近较大。
在梯形滤波器201中，将串联单端口谐振器203和204的谐振频率构造得和并联单端口谐振器205到207的反谐振频率相一致。由此，在一通带内提供这种梯形滤波器201，该通带由串联单端口谐振器203和204的反谐振频率和并联单端口谐振器205到207的谐振频率决定。
传统的梯形滤波器201以及此类梯形滤波器已被广泛地应用于电视机、VCR、诸如蜂窝电话之类的通信装置中。但是，仍不断地要求改进这种梯形滤波器的性能和将这种梯形滤波器小型化。
本发明的较佳实施例提供了一种梯形滤波器，这种滤波器克服了上述传统装置中的问题，并获得显著改进了的性能，同时还显著地减小了尺寸。
根据本发明的较佳实施例的梯形滤波器包括多个串联臂谐振器和多个并联臂谐振器。串联臂谐振器串联连接以确定位于第一集成区域内的梯形电路的一条串联臂。每个串联臂谐振器最好包括一个边缘反射声表面波(SAW)谐振器，这个声表面波谐振器包括带具有一对边缘的压电材料部分，并且使用要在该压电材料部分上激励的剪切水平(SH)型声表面波。每个并联臂谐振器并联连接在串联臂和地电势之间，以确定梯形电路一个并联臂，并且包括边缘反射SAW谐振器，这个SAW谐振器包括带有一对边缘的压电材料部分，并使用要在该压电材料部分上激励的SH-型声表面波。并联臂谐振器包括至少两个并联臂谐振器的第一组，它们位于第二集成区域内，该集成区域与第一集成区域物理上隔离，从而在第一集成区域中的压电材料部分上激励的剪切水平型声表面波不会干扰在第二集成区域中励激的剪切水平型声表面波。
最好将多个串联臂谐振器置于第一集成区域中，从而每个串联臂谐振器的一对边缘和其它串联臂谐振器相应的边缘齐平，而且如此安排第一组的至少两个并联臂谐振器，从而第一组的每个并联臂谐振器的一对边缘和第一组的其它并联臂谐振器的相应的边缘齐平。
并联臂谐振器还可以包括从剩下的并联臂谐振器中选出的至少两个并联臂谐振器的第二组。第二组的至少两个并联臂谐振器位于第三集成区域，该区域和第一和第二集成区域物理上隔离，从而在第三集成区域中的压电材料部分上激励的剪切水平型声表面波不会干扰在第一和第二集成区域中激励的剪切水平型声表面波。
最好如此安排第二组的至少两个并联臂谐振器，从而第二组的每个并联臂谐振器的一对边缘与第二组的其它并联臂谐振器的相应的边缘齐平。
梯形滤波器可包括由压电材料制成的第一和第二单个基片，而且第一和第二集成区域分别位于第一和第二单个基片上。
或者，梯形滤波器可包括由压电材料制成的第一、第二和第三单个基片，并且第一、第二和第三集成区域分别位于第一、第二和第三单个基片上，并且把第一单个基片安排在第二单个基片和第三单个基片之间。
或者，梯形滤波器可包括由压电材料制成的单个基片，该基片上有一个凹槽结构将单个基片分为两个主区域，这两个主区域分别在凹槽结构的相对两侧。第一和第二集成区域分别位于单个基片的被划分的两个主区域中。
或者，梯形滤波器可包括一个由压电材料制成的单个基片，其上具有两条大体上平行的凹槽，将单个基片划分为三个主区域。第一集成区域位于单个基片的一个主区域中，该主区域位于两个凹槽结构之间。第二和第三集成区域分别位于单个基片剩下的两个主区域中。
为了描述本发明的目的，在附图中示出了几种形式，这些是目前较佳的形式，但是应知道，本发明不限于附图中所示出的确切的安排和手段。
图1A是示出一种传统的梯形滤波器的透视图。
图1B是图1A所示的梯形滤波器的等效电路。
图2是用于根据本发明的较佳实施例的梯形滤波器中的边缘反射型声表面波谐振器的透视图。
图3A是根据本发明的第一较佳实施例的第一例的梯形滤波器的平面图。
图3B是图3A所示的梯形滤波器的等效电路。
图4A是根据本发明的第一较佳实施例的第二例的梯形滤波器的平面图。
图4B是图4A所示的梯形滤波器的等效电路。
图5A是根据本发明的第一较佳实施例的第三例的梯形滤波器的平面图。
图5B是图5A所示的梯形滤波器的等效电路。
图6A是根据本发明的第二较佳实施例的第一例的梯形滤波器的平面图。
图6B是图6A所示的梯形滤波器的等效电路。
图7A是根据本发明的第二较佳实施例的第二例的梯形滤波器的平面图。
图7B是图7A所示的梯形滤波器的等效电路。
图8A是根据本发明的第二较佳实施例的第三例的梯形滤波器的平面图。
图8B是图8A所示的梯形滤波器的等效电路。
图9是根据本发明的第三较佳实施例的第一例的梯形滤波器的透视图。
图10是用于本发明的某些较佳实施例中的凹槽结构另一个例子的剖面图。
图11是根据本发明的第三较佳实施例的第二例的梯形滤波器的透视图。
图12是根据本发明的另一个较佳实施例的通信设备的示意图。
本发明的发明人曾研究过边缘反射型SAW谐振器，这在第5,184,042号美国专利和《IEEE微波理论及技术汇刊》，第144卷，第12期，(1996年)之类的文献中有揭示，而且本发明的发明人认为边缘反射型SAW谐振器可以应用于梯形滤波器。
本发明的发明人发现，传统的滤波器碰到与SAW谐振器的栅状反射器有关的问题。更具体地说，和IDT的大小相比，栅状反射器较大，这将妨碍梯形滤波器的小型化。另外，栅状反射器的反射率较差，这将导致较窄的通带宽度和较大的插入损耗。
相反，边缘反射型SAW谐振器没有栅状反射器，并且声表面波在谐振器边缘上的反射几乎是理想的。因此，根据上述要求通过使用边缘反射型SAW滤波器，可以改进梯形滤波器。
边缘反射型SAW谐振器用压电基片的端面反射声表面波，而端面之间的距离设置在一个特定值，该特定值是由边缘反射SAW谐振器的频率特性决定的。这意味着在一个基片上只能形成一个边缘反射SAW谐振器，并且基片的尺寸根据边缘反射SAW谐振器的频率特性而不同。这个要求不允许集成多个边缘反射型SAW选择器。已如下所详细地解释的，本发明人成功地解决了这个问题。
下面参照附图详细地解释本发明的较佳实施例。
图2是透视图，描述了边缘反射型声表面波(SAW)谐振器1的一个实例，这种谐振器是单端口的，而且在根据本发明的较佳实施例的梯形滤波器中用作并联臂谐振器和串联臂谐振器。边缘反射型SAW谐振器1最好使用剪切水平(SH)型表面波。在本说明书中，把SH声表面波定义为一种沿大体上垂直于声表面波传播方向经受位移和大体上平行于在其上激励SH声表面波的基片表面的声表面波。例如，这些SH表面波包括SH漏波、Love波和BGS(Bleustein-Gulyaev-Shimizu)波。
边缘反射SAW谐振器1包括压电基片2和叉指换能器(IDT)5。压电基片2具有一对大体上平行的端面2b和2c，而且最好是由压电材料(诸如锆钛酸铅压电陶瓷、LiNbO3压电单晶、LiTaO3压电单晶、或者石英单晶)制成。在基片2是由压电陶瓷制成的情况下，基片沿图2中由箭头P所指的方向极化。
IDT5具有一对梳形电极3和4，它们被设置在基片2的上表面上，并且相互叉指式地交错。梳形电极3和4分别包括多个电极叉指3a、3b、3c和4a、4b、4c。一对最外面的电极叉指4a和3c分别和端面2b和2c齐平。虽然梳形电极3的一个电极叉指和梳形电极4中的一个电极叉指位于IDT5的最外面的位置，但也可将梳形电极3或梳形电极4的一对电极叉指放在最外面的位置上。最好把电极叉指之间的间隙和除了最外面的电极4a和3c之外的电极叉指的宽度设置为λ/4，其中λ是要在基片2上激励的SH型波的波长。最外面的电极叉指4a和3c的宽度最好设置为λ/8。
当施加来自梳形电极3和4的交流电压时，在边缘反射SAW谐振器1中激励起SH波并沿大体上垂直于端面2b和2c的方向传播，如图2中由箭头X所示。SH波在压电基片2的两个相对端面2b和2c之间反射。
在上述边缘反射SAW谐振器1中，使由IDT决定的谐振频率和由两个相对端面2b和2c之间的距离决定的频率匹配，由此得到具有谐振频率和反谐振频率的有效的谐振特性。
图3A是一平面的示意，描述了根据第一较佳实施例第一例的梯形滤波器11，而图3B是梯形滤波器11的等效电路。
如图3A中所示，梯形滤波器11包括第一压电基片13，它具有一对大体上相互平行的端面13a和13b；及第二压电基片14，它具有一对大体上相互平行的端面14a和14b。第一压电基片13和第二压电基片14被设置在底座12上。虽然图3A示出基片13和14相互分开，但基片13和14之间的间隙最好较小。发明人已经确认，即使基片13和14相互接触，梯形滤波器11也可以正确工作。底座12常常包括装封的一部分在该封装中装有第一压电基片13和第二压电基片14。
梯形滤波器11还包括串联臂谐振器S1、S2、S3和并联臂谐振器P1、P2和P3，每一个都具有图2中所示的结构。串联臂谐振器S1、S2和S3最好相互具有相同的结构和频率特性，并联臂谐振器P1、P2和P3最好相互具有相同的结构和频率特性。串联臂谐振器S1、S2和S3的谐振频率最好大体上和并联臂谐振器P1、P2和P3的反谐振频率相同。
把每个串联臂谐振器S1、S2和S3沿第一压电基片13的长度方向安排在第一压电基片13的一部分之外。另外，每个串联臂谐振器的IDT5的一对最外面的电极叉指5a和5b分别和第一压电基片13的端面13a和13b齐平。串联臂谐振器S1、S2、S3用设置在第一压电基片13上的导电图案15a和15b串联地连接，由此形成梯形电路的串联臂。
以相同的方法，把每个并联臂谐振器P1、P2和P3沿第二压电基片14的长度方向安排在第二压电基片14的一部分之处。另外，每个并联臂谐振器的IDT5的一对最外面的电极叉指5a和5b分别和第二压电基片14的端面14a和14b齐平。并联臂谐振器P2和P3藉设置在第二压电基片14上的导电图案15c连接，以形成第一组。由于并联臂谐振器P1不必藉导电图案连接到并联臂谐振器P2或P3，故并联臂谐振器P1可以形成在与第二压电基片14分开的基片上。
如图3A中所示，底座12设有输入端16a、输出端16b接地端16c和16d。串联谐振器S1的一端和串联谐振器S3的一端分别通过焊丝14a和14d分别连接到输入端16a和输出端16b，由此串联臂谐振器S1、S2和S3的串联臂被连接在输入端16a和输出端16b之间。另一方面，每个并联臂谐振器P1、P2和P3用焊丝14b、14c、14e、14f、14g并联地连接在串联臂和接地端16c、16d之间，从而每个并联臂谐振器连接到串联臂谐振器之间各自的连接点。
在梯形滤波器11中，并联臂谐振器P1、P2和P3的IDT5最好具有比串联臂谐振器S1、S2、S3更大的面积，从而并联臂谐振器P1、P2和P3具有比串联臂谐振器S1、S2和S3更大的电容。这使阻带的衰减更大。但是，这样的结构也使一组串联臂谐振器S1、S2、S3的长度比并联臂谐振器P1、P2、P3的长度更短，故需要焊丝14a和14d较长。相应地，导电图案15a沿一组串联臂谐振器S1、S2、S3的方向做得较长，从而焊丝14a和14d可以做得较短。
根据本发明较佳实施例的梯形滤波器，每个并联臂谐振器和串联臂谐振器都包括没有栅状反射器的边缘反射SAW谐振器。结果，梯形滤波器可以大大地小型化。在梯形滤波器具有石英基片的情况下，梯形滤波器面积可以减小到传统梯形滤波器面积的五分之一。在梯形滤波器具有LiTaO3基片的情况下，梯形滤波器面积可减小到传统梯形滤波器面积的三分之一或者一半。
另外，边缘反射的反射效率是用于传统器件的栅状反射器的反射效率的大约1.25倍。因此，本发明较佳实施例的梯形滤波器达到极好的衰减损失和通带带宽。
另外，由于串联臂谐振器S1、S2、S3和并联臂谐振器P1、P2、P3分别具有相同的结构，故可将串联臂谐振器S1、S2、S3和并联臂谐振器P1、P2、P2集成和安排在各自的压电基片中，这些压电基片具有一对大体上相互平行的端面。故可减少要在底座上安置的文件的数目，由此减少生产步骤和成本。这还可以对串联臂谐振器和并联臂谐振器使用由不同材料制成的基片。例如，可对并联臂谐振器使用由具有较大的介质常数的材料制成的基片而对串联臂谐振器使用具有较小的介质常数的材料制成的基片，由此可使并联臂谐振器和串联臂谐振器之间的面积差减小。
注意，虽然串联臂谐振器S1、S2、S3和并联臂谐振器P1、P2、P3最好分别具有相同的结构，但串联臂谐振器S1、S2、S3或者并联臂谐振器P1、P2、P3可以具有不同的结构，以具有不同的频率特性。例如，可改变串联臂谐振器S1、S2、S3中或者并联臂谐振器P1、P2、P3中的IDT孔径，或在串联臂谐振器S1、S2、S3或者并联臂谐振器P1、P2、P3中提供分裂的电极叉指，同时串联臂谐振器S1、S2、S3中或并联臂谐振器P1、P2、P3中的一对边缘之间的距离不变。
图4A是一平面示意图，描述了根据本发明的第一较佳实施例的第二例的梯形滤波器21，而图4B是梯形滤波器21的等效电路。在图4A中，和图3A中相同的元件或相应的元件用相同的或相似的标号指出。
如图4A中所示，梯形滤波器21包括第一压电基片23；第二压电基片24；串联臂谐振器S1、S2、S3和并联臂谐振器P1、P2、P3、P4，每个谐振器都具有图2中所示的结构。串联臂谐振器S1、S2、S3的谐振频率最好大体上和并联臂谐振器P1、P2、P3、P4的反谐振频率相同。以和联系第一例所解释的相同的方法，将每个串联臂谐振器S1、S2、S3沿第一压电基片23的长度方向安排在第一压电基片23的一部分中。串联臂谐振器S1、S2、S3通过形成在第一压电基片23上的导电图案25b和25c串联连接。导电图案25a和25d也位于在串联连接的串联臂谐振器S1、S2、S3的两端。注意导电图案25a到25d沿一组串联臂谐振器S1、S2、S3的方向做得较长，从而可以将焊丝22a和22d做得较短。
按照相同的方法，将每个并联臂谐振器P1、P2、P3、P4沿第二压电基片24的长度方向安排在第二压电基片24的一部分中。并联臂谐振器P1和P2通过设置在第二基片上的导电图案25e连接，以形成第一组。并联臂谐振器P3和P4也通过设置在第二基片上的导电图案25f连接，以形成第二组。
由于并联臂谐振器P1或者P2不必通过导电图案连接到并联臂谐振器P3或P4，故并联臂谐振器P3和P4可以设置在与第二压电基片24分开的基片中。
焊丝22a和22d连接在输入端16a和导电图案25a之间及输出端16b和导电图案25d之间。另一方面，每个并联臂谐振器P1、P2、P3、P4通过串联的臂和接地端16c、16d之间的焊丝22b、22c、22e、22f、22g、22h并联连接，从而每个并联臂谐振器连接到串联臂谐振器之间的各自的连接点。
图5A是一平面示意图，描述了根据第一较佳实施例的第三例的梯形滤波器31，而图5B是梯形滤波器31的等效电路。
如图5A中所示，梯形滤波器包括第一压电基片33；第二压电基片34；串联臂谐振器S1、S2、S3、S4和并联臂谐振器P1、P2、P3、P4，每个谐振器都具有图2中所示的结构。串联臂谐振器S1、S2、S3、S4的谐振频率大体上和并联臂谐振器P1、P2、P3、P4的反谐振频率相同。以联系第一例解释的相同的方式，把每个串联臂谐振器S1、S2、S3沿第一压电基片33的长度方向安排在第一压电基片33的一部分中。串联臂谐振器S1、S2、S3、S4藉位于第一压电基片33上的导电图案35a、35b、35c串联连接。注意，导电图案35b沿串联臂谐振器S1、S2、S3、S4组方向延伸，从而焊丝32a和32e可做得较短。
按照相同的方式，把每个并联臂谐振器P1、P2、P3、P4沿第二压电基片34的长度方向，被安排在第二压电基片34的一部分中。并联臂谐振器P2和P3藉设置在第二基片上的导电图案35d连接。
由于并联臂谐振器P1或者P4不必通过导电图案而连接到并联臂谐振器P3或P4，故并联臂谐振器P1和/或P4可设置在与第二压电基片34物理上分开的基片上。
焊丝32a和32e连接在输入端16a和串联臂谐振器S1的一端之间，以及输出端16b和串联臂谐振器S4的一端之间。另一方面，每个并联臂谐振器P1、P2、P3、P4通过串联臂和接地端16c、16d之间的焊丝32b、32c、32d、32f、32g、32h、32i并联连接，从而每个并联臂谐振器连接到串联臂谐振器之间的各自的连接点。
图6A是一平面示意图，描述了根据第二实施例的第一例的梯形滤波器61，而图6B是梯形滤波器61的等效电路。
如图6A中所示，梯形滤波器61包括第一压电基片66、第二压电基片67和第三压电基片68。第一压电基片66、第二压电基片67和第三压电基片68被设置在底座64上，并且第一压电基片66位于第二压电基片67和第三压电基片68中间。虽然图6A显示了基片66、67和68相互地分离，但基片66、67和68中间的间隙最好较小，以使梯形滤波器61的整体尺寸较小。发明人确认即使基片66、67和68相互接触，梯形滤波器61也可以正确工作。
梯形滤波器11还包括串联臂谐振器S1、S2、S3及并联臂谐振器P2、P2、P3、P4、P5、P6，每个谐振器都具有图2中所示的结构。串联臂谐振器S1、S2、S3的谐振频率大体上和并联臂谐振器P1、P2、P3、P4、P5、P6的反谐振频率相同。把每个串联臂谐振器S1、S2、S3沿第一压电基片66的长度方向安排在第一压电基片66的一部分之处。按照和第一实施例中解释的相同的方式把每个串联臂谐振器的IDT5设置在第一压电基片66上。串联臂谐振器S1、S2、S3藉设置在第一压电基片66上的导电图案连接，由此确定梯形电路的串联的臂。导电图案71a和71b设置在串联的谐振器S1的一端和串联的谐振器S3的一端。焊丝65a和65b分别连接到输入端62和输出端63，从而把串联臂谐振器S1、S2、S3的串联臂连接在输入端62和输出端63之间。
梯形滤波器61的一个特点是，把并联臂谐振器P1到P6设置在两个不同的基片上。具体而言，并联臂谐振器P1、P4和P5，以及并联臂谐振器P2、P3、P6分别形成第一和第二组，并且分别被安排在第二压电基片64和第三压电基片65上。按照在第一个实施例中解释的相同的方式每一个并联谐振器的IDT5设置在第二压电基片64或者第三压电基片65上。
并联臂谐振器P1、P4、P5藉位于第二压电基片67上的导电图案70c串联连接，并把导电图案71c和71e连接到并联臂谐振器P1的一端和并联臂谐振器P5的一端。焊丝65c、65g、65e和65h分别连接在输入端62和导电图案71c之间、导电图案70c和地电势之间、第一压电基片66的导电图案70b和导电图案70d之间，以及导电图案71e和地电势之间。通过这些连接，把并联臂谐振器P1、P4、P5都并联连接在串联的臂和地电势之间。另外，把并联臂谐振器P4、P5连接在串联谐振器S2、S3的连接点和地电势之间，以形成π型电路。
按照相同的方式，并联臂谐振器P2、P3、P6藉位于第二压电基片68上的导电图案70e串联连接，而导电图案71f和71d连接到并联臂谐振器P2的一端和并联臂谐振器P6的一端。焊丝65i、65f、65j、65d分别连接在地电势和导电图案71f之间、第一压电基片66的导电图案70a和导电图案70e之间、导电图案70f和地电势之间、以及导电图案71d和地电势之间。通过这些连接，把并联臂谐振器P2、P3、P6并联连接在串联的臂和地电势之间。另外，把并联臂谐振器P2、P3连接在串联谐振器S1、S2的连接点和地电势之间，以形成一π型电路。
根据梯形滤波器61，把多个并联臂谐振器安排在两个分开的基片上，把这两个基片设置在用于串联臂谐振器的基片的相对的两侧。由此，虽然并联臂谐振器的数量增加了，但可防止基片纵向长度增加。
另外，由于梯形滤波器61包括π型电路，故增加了并联臂的电容。因此，梯形滤波器的阻带衰减增加得更多。
结果，可提供一种小型化的，并且具有极好谐振器特性的梯形滤波器。
图7A是一平面示意图，描述了根据第二较佳实施例的第二例的梯形滤波器81，而图7B是梯形滤波器81的等效电路。
如图7A中所示，梯形滤波器81包括第一压电基片66、第二压电基片67和第三压电基片68。把第一压电基片66、第二压电基片67和第三压电基片68设置在底座64上，并且把第一压电基片66设置在第二压电基片67和第三压电基片68之间。
梯形滤波器81还包括串联臂谐振器S1、S2、S3、S4和并联臂谐振器P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8，每个谐振器都具有图2中所示的结构。按照和第一较佳实施例中解释的相同方式把每个串联臂谐振器的IDT5设置在第一压电基片66上。串联臂谐振器S1、S2、S3、S4通过位于第一压电基片66上的导电图案70a、70b、70g串联连接，由此形成梯形电路的串联臂。导电图案71a和71b位于串联谐振器S1的一端和串联谐振器S4的一端。焊丝65a和65b分别连接到输入端62和输出端63，从而把串联臂谐振器S1、S2、S3、S4的串联臂连接在输入端62和输出端63之间。
并联臂谐振器P1、P4、P5、P8和并联臂谐振器P2、P3、P6、P7分别形成第一和第二组，并且被分别安排在第二压电基片67和第三压电基片68上。按照和第一实施例中解释的相同方式把每个并联谐振器的IDT5，形成在第二压电基片67或第三压电基片68上。
并联臂谐振器P1、P4、P5、P8通过位于在第二压电基片67上的导电图案70c、70d、70i串联连接，其中导电图案71c和71e连接到并联臂谐振器P1的一端和并联臂谐振器P8的一端。焊丝65c、65g、65e、65l、65h分别连接在输入端62和导电图案71c之间、导电图案70c和地电势之间、第一压电基片66上的导电图案70b和导电图案70d之间，导电图案70i和地电势之间，以及导电图案71e和地电势之间。通过这些连接，把并联臂谐振器P1、P4、P5、P8都并联地连接在串联的臂和地电势之间。另外，并联臂谐振器P4、P5连接在串联谐振器S2、S3的连接点和地电势之间，以形成π型电路。
按照相同的方式，并联臂谐振器P2、P3、P6、P7通过位于第三压电基片68上的导电图案70e、70f、70h串联地连接，导电图案71f和71d连接到并联臂谐振器P2的一端和并联臂谐振器P7的一端。焊丝65i、65f、65j、65k、65m分别连接在地电势和导电图案71f之间、第一压电基片66上的导电图案70a和导电图案70e之间、导电图案70f和地电势之间、第一压电基片66上的导电图案70g和导电图案70h之间、以及导电图案71d和地电势之间。通过这些连接，把并联臂谐振器P2、P3、P6并联的连接在串联的臂和地电势之间。另外，把并联臂谐振器P2、P3和P6、P7分别连接在串联谐振器S1、S2的连接点和地电势之间及串联的谐振器S2、S4的连接点和地电势之间，以分别形成π型电路。
图8A是一平面示意图，描述了根据第二较佳实施例的第三例的梯形滤波器91，而图8B是梯形滤波器91的等效电路。
如图8A中所示，梯形滤波器91包括第一压电基片66、第二压电基片67、第三压电基片68及第四压电基片69。把第一压电基片66、第二压电基片67、第三压电基片68及第四压电基片69设置在底座64上。第二压电基片67位于第一压电基片66纵向侧面的一侧，而第三压电基片68和第四压电基片69位于第一压电基片66相对的纵向侧面的一侧。另外，第三压电基片68和第四压电基片69沿它们的纵向排成一行。
梯形滤波器91还包括串联臂谐振器S1、S2、S3和并联臂谐振器P1、P2、P3、P4、P5、P6，每个谐振器都具有图2中所示的结构。沿第一压电基片66的长度方向把每个串联臂谐振器S1、S2、S3安排在第一压电基片66的一部分之处。按照和第一实施例中解释的相同方式把每个串联臂谐振器的IDT5设置在第一压电基片66上。串联臂谐振器S1、S2、S3藉位于第一压电基片66上的导电图案70a和70b串联连接，由此形成梯形电路的串联臂。导电图案71a和71b设置在串联谐振器S1的一端上和串联谐振器S3的一端上。焊丝65a和65b分别连接到输入端62和输出端63，从而把串联臂谐振器S1、S2、S3的串联臂连接在输入端62和输出端63之间。
并联臂谐振器P2、P5；并联臂谐振器P4、P6；以及并联臂谐振器P1、P3分别形成第一、第二和第三组，并且被分别安排在第二压电基片67、第三压电基片68和第四压电基片69上。按照和第一较佳实施例中解释的相同方式把每个并联谐振器的IDT5置于第二压电基片67、第三基片68或第四压电基片69上。
并联臂谐振器P2、P5通过把并联臂谐振器P2、P5的IDJ5的一端相互连接而串联连接，把导电图案71g和71h分别连接到并联臂谐振器P2、P5的IDT5的另一端。焊丝65o、65p、65r分别连接在第一压电基片66的导电图案70a和导电图案71g之间；并联臂谐振器P2、P5的IDT5的连接点和地电势之间；以及第一压电基片66上的导电图案70b和导电图案71h之间。
按照相同的方式，并联臂谐振器P4、P6通过把并联臂谐振器P4、P6的IDT5相互连接而串联地连接，并且导电图案71k和71l分别连接到并联臂谐振器P4、P6的IDT5的另一端。焊丝65v、65w、65s分别连接在第一压电基片66上的导电图案70b和导电图案71k之间；并联臂谐振器P4、P6的IDT5的连接点和地电势之间；以及输出端63和导电图案71l之间。
并联臂谐振器P1、P3也通过把并联臂谐振器P1、P3的IDT5的一端相连接而串联连接，并且导电图案71i和71j分别连接到并联臂谐振器P1、P3的IDT5的另一端。焊丝65q、65t、65u分别连接在输入端62和导电图案71i之间、并联臂谐振器P1、P3的IDT5的连接点和地电势之间；以及导电图案71j和第一压电基片66上的导电图案70a之间。
通过这些连接，把并联臂谐振器P1到P6的每个谐振器相互并联连接在串联臂和地电势之间。另外，把并联臂谐振器P2、P3和P4、P5连接在串联的谐振器S1、S2的连接点和地电势之间以及串联谐振器S2、S3的连接点和地电势之间，以形成π型电路。
图9是一透视图，描述了根据第三较佳实施例的第一个例子的梯形滤波器100，和图3A中所示的梯形滤波器11的不同之处在于，梯形滤波器把100多个串联臂谐振器和并联臂谐振器设置在单个基片上。因此，与在图3A中示出的相同的元件用相同的标号指出。并且梯形滤波器100还由图3B中示出的等效电路表示。
如图9中所示，梯形滤波器100包括单个压电基片101，该基片具有大体上相互平行的端面101a和101b。压电基片101上具有一个大体上沿平行于一对端面101a和101b延伸的凹槽结构102。凹槽结构102具有侧面102a和102b，由此确定在端面101a和侧面102a之间的第一主区域103，及在端面101b和侧面102b之间的第二主区域104。把单个压电基片101设置在底座12上。
凹槽结构102的深度最好是在压电基片101上激励的声表面波波长的大约两倍或更深，更好的是，深度为在压电基片101上激励的声表面波波长的2.5倍或更深，以防止在第一主区域103上激励的声表面波与第二主区域104上的声表面波相干扰。另一方面，凹槽结构102的宽度可设置在任意值。
图9中所示的凹槽结构102有单个的槽，但可以用不同的形状形成，只要凹槽结构在压电基片101上提供两个侧面。具体而言，可在压电基片101中形成图10所示的凹槽结构110。凹槽结构110包括凹槽111、112及插在它们之间的脊113。凹槽11确定侧面110a，而凹槽112给出侧面110b。
在梯形滤波器100中，沿第一主区域103的长度方向，把每个串联臂谐振器S1、S2、S3安排在第一主区域103的一部分之处。另外，每个串联臂谐振器的IDT5的一对最外面的电极叉指5a和5b分别和端面101a及侧面102a齐平。
按照相同的方式，沿第二主区域104的长度方向，把每个并联臂谐振器P1、P2、P3安排在第二主区域104的一部分之处。每个并联臂谐振器的一对最外面的电极叉指5a和5b分别和侧面102b及端面101b齐平。
梯形滤波器100最好只包括一个基片101，并且把多个并联的及串联臂谐振器集成在该基片101上。由此，不必将多个压电基片分开安装在一个底座上，所以可以简化压电基片在底座12上的安装。另外，梯形滤波器100可以做得更小。
图11是透视图，描述了根据第三较佳实施例的第二例的梯形滤波器120。和图6A中所示的梯形滤波器61的不同之处在于，梯形滤波器120的多个串联臂谐振器和并联臂谐振器位于单个基片上。因此，图6A中所示的相同的元件由相同的标号指出。梯形滤波器120也由图6B所示的等效电路表示。
如图11中所示，梯形滤波器120包括单个压电基片120，该基片120有一对大体上相互平行的端面121a和121b。压电基片121上有第一凹槽结构122和第二凹槽结构123，它们大体上和一对端面121a和121b平行地延伸。第一凹槽结构122有侧面122a和122b，而第二凹槽结构123有侧面123a和123b。结果，在侧面122b和123a之间确定第一主区域124i。按照相同的方式，在端面121a和侧面102a之间以及端面121b和侧面123b之间分别确定第二主区域125和第三主区域126。
在梯形滤波器120中，沿第一主区域103的方向，长度把每个串联臂谐振器S1、S2、S3安排在第一主区域124的一部分之处。每个串联臂谐振器的IDT5的一对最外面的电极叉指5a和5b分别和侧面122b和侧面123a齐平。
按照相同的方式，沿第二主区域125的长度方向，把每个并联臂谐振器P1、P4、P5安排在第二主区域125的一部分之处。每个并联臂谐振器的一对最外面的电极叉指5a和5b分别和端面121a和侧面122a齐平。沿第三主区域126的长度方向，把每个并联臂谐振器P2、P3、P5安排在第三主区域126的一部分之处。每个并联臂谐振器的一对最外面的电极叉指5a和5b分别和侧面123b和端面121b齐平。
本发明的较佳实施例的梯形滤波器可以适当地应用于各种把两个不同的频带内接收和/或发射信号的通信设备。图12示出这种根据本发明的另一个较佳实施例的这种通信设备的一例的略图。
图12中所示的通信设备150包括天线151、第一梯形滤波器152、第二梯形滤波器153、第一电路154和第二电路155。第一梯形滤波器152连接在天线151和第一电路154之间，而第二梯形滤波器153连接在天线151和第二电路155之间。
第一和第二梯形滤波器152和153根据本发明的较佳实施例构造。
第一梯形滤波器152如此地设计，从而梯形滤波器152的通带相应于第一电路154处理的信号的频带。以同样的方式，第二梯形滤波器153如此地设计，从而第二梯形滤波器153的通带相应于第二电路155处理的信号的频带。第一和第二电路154和155是接收电路或者发射电路。在第一和第二电路154和155都是接收电路或者发射电路的情况下，通信设备150为双频带接收机或者发射机。在第一和第二电路154和155中的一个是接收电路，而另一个是传送电路的情况下，通信设备150是一个收发两用机。
虽然在上述较佳实施例中，描述了包括特定数量的并联臂谐振器和串联臂谐振器的梯形滤波器。然而，并联臂谐振器和串联臂谐振器的数量可以根据梯形滤波器所需的性能和规格而改变。另外，图4A、5A、7A或者8A中所示的梯形滤波器可与第三较佳实施例相合并。
虽然已经揭示了本发明的较佳实施例，但实施这里所揭示的主要原理的各种修改被认为在下面的权利要求的范围之内。因此，应该理解，本发明的范围只受权利要求书中提出的范围的限制。
权利要求
1.一种梯形滤波器，其特征在于包含多个串联臂谐振器，所述谐振器串联地连接以确定梯形电路的串联臂，并且位于第一集成区域，每个所述串联臂谐振器包括边缘反射声表面波谐振器，所述声表面波谐振器包括第一压电材料部分，所述第一压电材料部分具有一对边缘，并且使用剪切水平声表面波，所述声表面波在第一压电材料部分上激励；及多个并联臂谐振器，每个所述并联臂谐振器并联连接在所述串联臂和地电势之间，以确定梯形电路的并联臂，并且包括边缘反射声表面波谐振器，所述边缘反射声表面波谐振器包括第二压电材料部分，所述第二压电材料部分具有一对边缘，并且使用剪切水平声表面波，所述声表面波在所述第二压电材料部分上激励，所述多个并联臂谐振器包括至少两个所述并联臂谐振器的第一组，它们位于与所述第一集成区域物理上分开的第二集成区域中，从而在所述第一集成区域中的压电材料部分上激励的剪切水平声表面波不干扰在所述第二集成区域中的剪切水平声表面波。
2.如权利要求1所述的梯形滤波器，其特征在于多个所述串联臂谐振器被安排在所述第一集成区域中，从而每个所述串联臂谐振器的一对边缘和其它所述串联臂谐振器的相应的边缘齐平，而且所述第一组的至少两个所述并联臂谐振器如此安排，从而使所述第一组的每个所述并联臂谐振器的边缘和所述第一组的其它所述并联臂谐振器的相应的边缘齐平。
3.如权利要求1所述的梯形滤波器，其特征在于所述多个并联臂谐振器还包括至少两个所述并联臂谐振器的第二组，它们被安排在具有第三压电材料部分的第三集成区域，并且与所述第一和第二集成区域物理上隔离，从而在所述第三集成区域中的压电材料部分上激励的剪切水平声表面波不于扰在所述第一和第二集成区域中激励的剪切水平声表面波。
4.如权利要求3所述的梯形滤波器，其特征在于所述第二组的所述至少两个并联臂谐振器如此地集成，从而所述第二组的每个所述并联臂谐振器的一对边缘和所述第二组的其它所述并联臂谐振器的相应的边缘齐平。
5.如权利要求1所述的梯形滤波器，还包含第一和第二单个的基片，所述基片由压电材料制成，其特征在于所述第一和第二集成区域分别位于所述第一和第二单个基片中。
6.如权利要求1所述的梯形滤波器，其特征在于，还包括由压电材料制成，并且其上有凹槽结构的单个基片，所述凹槽结构将所述单个基片分为两个主要区域，所述区域位于所述凹槽结构相对的两侧，其中第一和第二集成区域分别位于所述单个基片的被划分的所述两个主要区域之一中。
7.如权利要求4所述的梯形滤波器，还包含第一、第二和第三单个基片，所述基片由压电材料制成，其特征在于第一、第二和第三集成区域分别位于所述第一、第二和第三单个基片上，并且所述第一单个基片被安排在所述第二单个基片和所述第三单个基片之间。
8.如权利要求4所述的梯形滤波器，其特征在于，还包含由压电材料制成并且其上有两个大致上平行的凹槽的单个基片，所述槽将所述单个基片分为三个主要区域，其中，第一集成区域位于所述单个基片上位于所述两个凹槽结构之间的一个主要区域中，而第二和第三集成区域分别位于所述单个基片的剩下的所述两个主要区域中。
9.一种梯形滤波器，其特征在于包含具有一对大体上相互平行的端面的第一压电基片；具有一对大体上相互平行的端面的第二压电基片；多个串联臂谐振器，所述串联臂谐振器确定梯形电路的串联臂，每个所述串联臂谐振器包括边缘反射声表面波谐振器，所述边缘反射声表面波谐振器包括具有多个电极叉指，并且使用剪切水平声表面波的叉指换能器，沿所述第一压电基片的长度方向，把所述多个串联臂谐振器安排在所述第一压电基片上，从而每个所述串联臂谐振器的一对最外面的所述电极叉指分别和所述第一压电基片的一对端面齐平；及多个并联臂谐振器，所述每个并联臂谐振器并联连接在所述串联臂和电势之间，以确定梯形电路的并联臂，并且所述并联臂谐振器包括边缘反射声表面波谐振器，所述声表面波谐振器包括具有多个电极叉指并使用剪切水平声表面波的叉指换能器，所述多个并联臂谐振器包括至少两个并联臂谐振器的第一组，沿第二压电基片的长度方向把它们安排在第二压电基片上，从而所述第一组中每个所述并联臂谐振器的一对最外面的电极叉指分别和第二压电基片的一对端面齐平。
10.如权利要求9所述的梯形滤波器，还包括第三压电基片，所述第三基片具有一对大体上相互平行的端面，其特征在于，所述多个并联臂谐振器包括至少两个并联臂谐振器的第二组，沿所述第三压电基片的长度方向把它们安排在所述第三压电基片上，从而所述第二组的每个并联臂谐振器的最外面的一对所述电极叉指分别和所述第三压电基片的一对端面齐平。
11.如权利要求10所述的梯形滤波器，其特征在于，把所述第一压电基片设置在所述第二和第三压电基片之间。
12.如权利要求10所述的梯形滤波器，其特征在于，至少一对所述并联臂谐振器并联地连接在一对串联谐振器的连接点和地电势之间，以形成π型电路。
13.如权利要求9所述的梯形滤波器，其特征在于至少一个所述并联臂谐振器的叉指换能器的面积大于每个所述串联臂谐振器的面积。
14.如权利要求9所述的梯形滤波器，其特征在于，所述第一压电基片的材料不同于所述第二压电基片的材料。
15.一种梯形滤波器，其特征在于包含具有一对大致上相互平行的端面的压电基片，在所述压电基片上具有凹槽结构，所述凹槽结构大体上平行于所述一对端面延伸，从而在在对所述压电基片的端面和所述凹槽结构的相应的侧面之间形成第一和第二主区域；多个串联臂谐振器，所述臂谐振器串联连接，以确定梯形电路的串联臂，每个所述串联臂谐振器包括边缘反射声表面波谐振器，所述声表面波谐振器包括具有多个电极叉指，并使用剪切水平声表面波的叉指换能器，沿所述第一主区域的长度方向把所述多个串联臂谐振器，安排在所述压电基片的所述第一主区域上，从而所述每个串联臂谐振器的一对最外面的电极叉指和所述压电基片的端面之一及所述凹槽结构的侧面之一齐平；及多个并联臂谐振器，所述并联臂谐振器并联连接在所述串联臂和地电势之间，以确定梯形电路的并联臂，并且所述并联臂谐振器包括边缘反射声表面波谐振器，所述声表面波谐振器包括具有多个电极叉指，并使用剪切水平声表面波的叉指换能器，所述多个并联臂谐振器包括至少两个并联臂谐振器的第一组，沿第二主区域的长度方向把它们安排在所述第二主区域上，从而所述第一组的每个所述并联臂谐振器的最外面的一对电极叉指和压电基片的另一端面及所述凹槽结构的另一侧面齐平。
16.如权利要求15所述的梯形滤波器，其特征在于至少一个所述并联臂谐振器的叉指换能变换器的面积比每个所述串联臂谐振器的面积大。
17.如权利要求15所述的梯形滤波器，其特征在于所述凹槽结构包含两个凹槽和在所述两个凹槽之间的脊。
18.如权利要求15所述的梯形滤波器，其特征在于，所述凹槽结构的深度至少是在所述压电基片上激励的声表面波波长的两倍。
19.一种梯形滤波器，其特征在于包含具有一对大体上相互平行的端面的压电基片，而且在所述压电基片上有第一和第二凹槽结构，每个所述凹槽结构分别具有一对侧面，而且大体上平行于所述一对端面延伸，从而在所述两个凹槽结构之间形成第一主区域，在所述压电基片的一个端面和所述第一凹槽结构之间形成第二主区域，在所述压电基片的另一个端面和所述第二凹槽结构之间形成第三主区域；多个串联臂谐振器，所述臂谐振器串联地连接，以确定梯形电路的串联臂，每个所述串联臂谐振器包括边缘反射声表面波谐振器，所述声表面波谐振器包括具有多个电极，并使用剪切水平声表面波的叉指换能器，沿所述第一主区域的长度方向，把所述多个串联臂谐振器安排在所述第一主区域上，从而每个所述串联臂谐振器的一对最外面的电极叉指和所述第一及第二凹槽结构的有关的侧面齐平；及多个并联臂谐振器，所述并联臂谐振器并联连接在所述串联臂和地电势之间，以确定梯形电路的并联臂，并且所述并联臂谐振器包括边缘反射声表面波谐振器，所述声表面波谐振器包括具有多个电极叉指，并使用剪切水平型声表面波的叉指换能器，所述多个并联臂谐振器包括至少两个所述并联臂谐振器的第一组和至少两个所述并联臂谐振器的第二组，把所述并联臂谐振器的第一组安排在所述压电基片的所述第二主区域上，从而所述第一组的每个所述并联臂谐振器的一对最外面的电极叉指分别和所述压电基片的一个端面及所述第一凹槽结构的另一个侧面齐平，把所述第二组并联臂谐振器安排在所述压电基片的所述第三主区域上，从而，所述第二组的每个所述并联臂谐振器的一对最外面的电极叉指分别和所述压电基片的另一端面及所述第二凹槽结构的另一侧面齐平。
20.如权利要求19所述的梯形滤波器，其特征在于把至少一对并联臂谐振器并联连接在一对串联谐振器的连接点和地电势之间，以形成π型电路。
21.如权利要求19所述的梯形滤波器，其特征在于至少一个所述并联臂谐振器的叉指换能器的面积比每个所述串联臂谐振器的面积大。
22.如权利要求19所述的梯形滤波器，其特征在于所述凹槽结构包含两个凹槽和在所述两个凹槽之间的脊。
23.如权利要求19所述的梯形滤波器，其特征在于所述凹槽结构的深度至少是在所述压电基片上激励的声表面波波长的两倍。
24.一种通信设备，其特征在于包含天线；第一和第二电路，其中每个所述电路是接收电路和传送电路之一；及根据权利要求1所述的第一和第二梯形滤波器，所述第一和第二梯形滤波器分别连接在所述天线和所述第一电路之间，及所述天线和所述第二电路之间，其中，所述第一和第二梯形滤波器分别具有相应于由所述第一和第二电路处理的信号频带的通带。
全文摘要
一种梯形滤波器包括:多个串联臂谐振器和多个并联臂谐振器。串联臂谐振器串联连接并位于第一集成区域。每个并联臂谐振器形成梯形电路的并联臂。并联臂谐振器包括至少两个并联臂谐振器的第一组,这一组位于第二集成区域,该第二集成区域与第一集成区域在物理上隔离,从而在第一集成区域中的压电材料部分上激励的剪切向水平声表面波不干扰在第二集成区域中激励的剪切向水平声表面波。
文档编号H03H9/00GK1202041SQ9810799
公开日1998年12月16日 申请日期1998年5月15日 优先权日1997年5月16日
发明者门田道雄, 中尾武志, 米田年麿, 吾乡纯也 申请人:株式会社村田制作所