专利名称：声表面波滤波器装置的制作方法
背景技术：
1.发明领域本发明涉及一种用做移动电话和其他电子装置中带通滤波器的声表面波滤波器装置。具体地说，本发明涉及具有平衡-不平衡转换功能并基本上相等输入和输出阻抗的声表面波滤波器装置。
2.相关技术的描述最近，随着移动电话的微型化和重量减轻，除了减少所包括构件的数量和使其微型化以外，还正在开发具有复合多功能的复合构件。在这种环境之下，进行了越来越多的研究以便生产具有通常被称之为对称-不对称功能的平衡-不平衡转换功能的声表面波滤波器装置，以便作为在移动电话RF级中使用的声表面波滤波器。这种声表面波滤波器已经被插入到在GSM和其他蜂窝电话系统中使用的移动电话中。
例如，在日本未审查专利申请公开No，9-205342中描述了一种具有平衡-不平衡转换功能的声表面波滤波器。
图18是一个简单的平面视图，它示出了作为一个例子的具有平衡-不平衡转换功能的轴向耦合谐振器型声表面波滤波器装置的电极结构。在声表面波滤波器装置100中，输入阻抗和输出阻抗基本相等并提供了平衡-不平衡转换功能。在一个压电式基板上，沿着声表面波传播方向安排了三个叉指式换能器(IDT)102-104。在安排了IDT102-104的区域外侧，沿着声表面波传播方向安排了反射器101和105。IDT102和104彼此相互连接并连接到不平衡信号端106。IDT103的每个沿被连接到第一平衡信号端108。
在具有所述平衡-不平衡转换功能的滤波器装置中，考虑到在不平衡信号端和第一平衡信号端之间的相同带通的传输特性以及在不平衡信号端和第二平衡信号端之间相同带通传输特性，其幅值特性必须相等且所述滤波器中的一个必须相对另一个滤波器移相180度。此外，在所述通带以外，所述幅值特性和相位特性必须相等。
下面解释当具有所述平衡-不平衡转换功能的滤波器装置被认为是具有三个端口、例如不平衡输入端被认为是端口1、第一和第二平衡输出端被认为是端口2和3时的所述幅值平衡和相位平衡。
幅值平衡＝|A|。在这种情况下，A＝|20logS21|-|20logS31|。
相位平衡＝|B-180|。B＝|∠S21-∠31|。
S21表示从第一端口到第二端口的传输系数。S31表示从第一端口到第三端口的传输系数。符号A表示所述S21的分贝值与S31的分贝值之间的差。
理想的，在所述滤波器装置的通带中，所述幅值平衡是0dB和所述相位平衡是0度。在其通带以外，所述幅值平衡是0dB和所述相位平衡是180度。
但是，在图18所示的声表面波滤波器装置中，所述平衡是不理想和不充分的。其原因在于由于在每侧IDT103和IDT102以及IDT104之间的跨接电容都被加到平衡信号端107上和在所述平衡信号端108和地电位之间插入了一个电容，所以，平衡信号端107和108具有不同的寄生电容。由此，由于在寄生电容方面存在差别，平衡、特别是通带以外的平衡受到损害，由此减少了通带以外的衰减。
发明概述为了克服上述的缺陷，本发明的最佳实施例提供了一种具有平衡-不平衡转换功能并如下安排的声表面波滤波器，即，所述通带以外的平衡被极大地改善并能够避免通带以外的衰减。本发明的另一个最佳实施例提供了一种包括这种新声表面波滤波器装置的通信结构。
根据本发明的一个最佳实施例，声表面波滤波器具有相等的输入阻抗和输出阻抗，并包括一个不平衡信号端、第一和第二平衡信号端、连接在所述不平衡信号端和所述第一平衡信号端之间的2n-1个第一声表面波滤波器和连接在所述不平衡信号端和所述第二平衡信号端之间的2n-1个第二声表面波滤波器，其中，n是一个等于1或更多的整数。在这个滤波器装置中，所述第一和第二滤波器每一个的输入和输出阻抗中的一个近似是所述其他阻抗的4倍和所述第二声表面波滤波器相对于所述第一声表面波滤波器移相180度。
另外，所述第一和第二声表面波滤波器中的每一个都可以具有一个或多个在声表面波传播方向上安排的叉指式换能器并且所述叉指式换能器中的至少一个在电极指叉指横向上被分成两个相等的部分以规定彼此串联的第一和第二IDT部分。
另外，所述第一和第二声表面波滤波器中的每一个都可以具有一种结构，在这种结构中，以下述方式预先构成具有基本相等输入和输出阻抗的声表面波滤波器，即，至少一个叉指式换能器被在电极指叉指横向上被分成相等的两部分以便规定所述第一和第二叉指式换能器。
另外，所述预先构成的声表面波滤波器可以是轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器。另外，所述轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器可以具有三个在声表面波传播方向上安排的叉指式换能器，位于中心的叉指式换能器或位于两侧的叉指式换能器可以在电极指叉指横向上被分成两个相等的部分以便规定所述第一和第二叉指式换能器部分。
另外，所述第一和第二声表面波滤波器中的每一个都可以具有一个或多个叉指式换能器并且至少有一个叉指式换能器可以在声表面波传播方向上被分成两个相等的部分以便规定第一和第二叉指式换能器部分。
另外，所述第一和第二声表面波滤波器中的每一个都可以是一种结构，在这种结构中，以下述方式预先构成具有基本相等输入阻抗和输出阻抗的声表面波滤波器，即，至少有一个叉指式换能器被在声表面波的传播方向上分成亮光相等的部分。另外，所述预先构成的声表面波滤波器没有被特殊指定，最好它是一个轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器。
所述预先构成的轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器可以具有三个叉指式换能器，中心的叉指式换能器可以在所述声表面波传播方向上被分成两个相等的部分。
另外，所述第一叉指式换能器或所述第二叉指式换能器中的一个最好能够被连接到地电位。利用这种配置，在所述平衡端和不平衡端之间SAW滤波器的输入阻抗或输出阻抗中的一个基本本上等于其他阻抗的近似4倍。
另外，所述第一和第二声表面波滤波器中的每一个都可以具有一种结构，在这种结构中，以下述方式预先构成具有多个叉指式换能器的声表面波滤波器，即，在所述多个叉指式换能器中，至少有两个是彼此相互串联的。
另外，所述第一和第二声表面波滤波器中的每一个都可以具有一种结构，在这种结构中，以下述方式预先构成具有基本相等输入阻抗和输出阻抗的一个声表面波滤波器，即，在所述叉指式换能器中，至少有两个是彼此相互串联的。另外，所述预先构成的声表面波滤波器最好是一个轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器。
在这种情况下，所述轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器可以具有三个叉指式换能器且安排在声表面波传播方向两侧处的叉指式换能器可以彼此串联。
根据本发明的另一个最佳实施例，一个通信装置包括一个用于规定一个带通滤波器的本发明另一个最佳实施例的声表面波滤波器装置。
本发明其他的特性、要素、特征和优点将在下面结合附图的详细描述中变得更加明显。
附图简述图1简要示出了根据本发明第一最佳实施例的一个声表面波滤波器装置的平面视图。
图2简要示出了用于与本发明进行比较现有技术一个声表面波滤波器装置的平面视图。
图3示出了在本发明第一最佳实施例和所述相关技术之间的声表面波滤波器装置的比较。
图4示出了在本发明第一最佳实施例和所述相关技术之间的相位平衡比较。
图5示出了本发明第一最佳实施例和所述相关技术的声表面波滤波器装置的频率衰减特性。
图6示简要出了并发明第一最佳实施例声表面波滤波器装置的改进。
图7简要示出了并发明第一最佳实施例声表面波滤波器转置的另一种赶紧。
图8简要示出了本发明第一最佳实施例声表面波滤波器装置的又一种改进。
图9简要示出了根据本发明第二最佳实施例的声表面波滤波器装置。
图10简要示出了本发明第二最佳实施例的声表面波滤波器装置的改进。
图11简要示出了在本发明第二最佳实施例和所述相关技术之间的幅值平衡比较。
图12简要示出了在所述第二最佳实施例和所述相关技术之间的相位平衡比较。
图13示出了本发明第二最佳实施例和所述相关技术的声表面波滤波器装置的频率衰减特性。
图14简要示出了根据本发明第三最佳实施例的声表面波滤波器装置。
图15简要示出了本发明第三最佳实施例声表面波滤波器装置的改进。
图16简要示出了本发明第三最佳实施例声表面波滤波器装置的另一种改进。
图17的框图简要示出了包括本发明其他最佳实施例声表面波滤波器装置的通信装置。
图18简要示出了用于和本发明进行比较的现有技术的具有平衡-不平衡转换功能的声表面波滤波器装置。
最佳实施例的详细描述现在，参照根据本发明第一最佳实施例的声表面波滤波器装置详细描述本发明的最佳实施例。
图1是一个简要的平面视图，它示出了例如被用做具有大约1GHz到大约3GHz通带的DCS接收滤波器的声表面波滤波器装置。
在这个最佳实施例中，所述声表面波滤波器装置最好在最好由40±5度、Y-切割X-传播LiTao3制成的基板(未示出)上形成一个图1所示的电极结构。
声表面波滤波器装置200最好包括第一声表面波滤波器201和第二声表面波滤波器216，所述第二声表面波滤波器216相对所述第一声表面波滤波器201相位差180度。
第一声表面波滤波器201具有在所述声表面波传播方向上安排的叉指式换能器(IDT)203到205。反射器202和206被安置在所述声表面波传播方向上安排所述IDT202到205的所述区域的每一侧。
在基本垂直于所述声表面波传播的方向上，IDT203被分割成IDT部分203A和203B。类似地，在基本垂直于所述声表面波传播的方向上，IDT205被分割成IDT部分205A和205B。IDT部分203A和203B彼此相互串联和IDT部分205A和205B彼此相互串联。
IDT部分203的IDT部分203A与将被连接到端215的IDT205的部分205A连接。端215被连接到不平衡信号端231。IDT部分203B和205B被连接到其与连接到不平衡信号端231的沿相对的IDT部分203A和205A的沿上。IDT203B和205B的剩余沿被连接到地电位。
中心IDT204的一个沿被连接到地电位和它的其他沿被连接到第一平衡信号端212。在声表面波滤波器201中，端215的阻抗最好近似是所述平衡信号端212阻抗的4倍。
声表面波滤波器201与图2所示预先构成的轴向耦合谐振器型声表面波滤波器300等效。具体地说，声表面波滤波器300是以下述方式设计的，即，其输入阻抗和输出阻抗基本相等和滤波器300具有三个沿声表面波传播方向安排的IDT302到304。标号301和302表示反射器。在声表面波滤波器300中，如上所述被安排在每一侧的DT302和304在基本垂直所述声表面波传播方向上被分成第一IDT部分和第二IDT部分。由此，所述第一和第二IDT部分彼此相互串联以规定声表面波滤波器201。利用这种安排，端215处的阻抗最好是平衡信号端212处阻抗的近似4倍。
除了中心IDT220的极性相反以外，第二声表面波滤波器216最好与第一声表面波滤波器201结构类似。换言之，反射器217和222的结构类似于反射器202和206。被分成DT部分219A和219B的IDT219和被分成IDT221A和221B的IDT221的结构类似于IDT203和205。
如上所述，IDT220的极性与IDT204的极性相反。因此，声表面波滤波器216与声表面波滤波器201相位相差180度。
第二声表面波滤波器216的IDT219A和221A彼此相互连接并连接到端230上。端230被连接到不平衡信号端231上。IDT219和221的IDT部分219B和221B被连接到地电位。另外，IDT220的一个沿被连接到地电位，它的另一个沿被连接到第二平衡信号端227上。
在这个最佳实施例中，第一声表面波滤波器201的中心IDT204被连接到第一平衡信号端212和第二声表面波滤波器216的中心IDT被连接到第二平衡信号端227上。端215和230被连接到不平衡信号端231上。这种安排使能具有基本相等输入和输出阻抗和平衡-不平衡转换功能的声表面波滤波器装置200的格式化。在图1中，为便于表示，简要地示出了所述IDT和所述反射器。由此，电极指的数量不同于包括在实际滤波器装置中电极指的数量。
下面，在上述结果的基础上详细描述声表面波滤波器装置200的特性。
为了进行比较，图1所示预先构成的轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器300被用做相关技术。所提供的详细描述涉及所述轴向谐振器型声表面波滤波器300的设计。
电极指的叉指宽度W74.8λI(λIIDT的波长)
IDT302、303和304的电极指的数量23、23和23IDT波长λI2.14μm反射器波长λR2.19μm反射器电极指的数量150在相邻IDT之间的间隙(在相邻电极指中心之间的距离)0.32λI在IDT和反射器之间的间隙(在相邻电极指中心之间的距离)0.53λIIDT的占空比0.63反射器的占空比0.57电极指的厚度0.088λI在上述的声表面波滤波器300中，IDT302和304彼此相互连接并连接到不平衡信号端313。IDT303的两个沿被连接到第一和第二平衡信号端308和309上。在这种安排中，可以测量滤波器装置300的特性。
此外，在与作为上述准备的相关技术的轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器300的相同条件下，设计了所述声表面波滤波器装置200。但是，如上所述，在声表面波滤波器201和216中，IDT203、205、219和221在基本垂直于声表面波传播的方向上被分成两个相等的部分。IDT220的极性与IDT204的极性相反。在第一最佳实施例的声表面波滤波器装置200中，电极指的叉指宽度是37λI，用于均衡所述第一最佳实施例和所述相关技术的的输入和输出阻抗。在其他的结构和元件的配置方面，该最佳实施例的声表面波滤波器装置200与所述声表面波滤波器装置300类似。
图3示出了在声表面波滤波器装置200和300中的幅值平衡。图4示出了他们的相位平衡和图5示出了他们的频率衰减特性。在图3到图5中，相关技术的特性是由虚线指出的，而第一最佳实施例的特性是由实线指出的。
很明显，考虑到图3所示的幅值平衡，在从近似3GHz到近似6GHz的范围中相关技术的幅值平衡发生极大的变化，它在接近5GHz时大于约10dB。相反，在从近似3GHz到近似6GHz的区域中，所述第一最佳实施例的幅值平衡被限制在1dB或更少。另外，还发现当前第一最佳实施例的幅值平衡即使在频率低于约1GHz的区域中也得到了改善。
在图4所示的相位平衡中可以看到类似的结果。在所述相关技术中，在从3GHz到6GHz的范围中，相位平衡在从0到180度的范围内发生了极大的变化。相反，在相同的频率范围内，当前最佳所述例的相位平衡位于近似170到180度的范围内。很明显，即使在频率低于1GHz的范围内，当前最佳实施例的相位平衡也能够得到有效地改善。
如上所述，在(从约1GHz到3GHz的)通带以外的频率区域内，第一最佳实施例的幅值平衡接近于0dB和它的相位平衡接近于约180度。因此，如图5所示，可以发现所述通带以外的衰减被有效地增加了。当与所述相关技术比较时，它表示在这个最佳实施例中，在频率低于1GHz的情况下，所述衰减被增加了大约10dB。在频率低于3GHz的情况下，所述衰减被增加了近似15dB，特别是，在接近4.5GHz的情况下，它被增加了多于近似40dB。
在如上所述第一最佳实施例的声表面波滤波器装置200中幅值和相位平衡被改善和借此使所述通带以外的衰减被增加的原因如下。
在图2所示的相关技术中，在平衡信号端308和平衡信号端309处产生不同的寄生电容。换言之，加到平衡信号端309上的寄生电容主要被用做每侧处中心IDT303和所述IDT302以及304之间的跨接电容。相反，加到平衡信号端308上的寄生电容主要是一个插入到所述平衡信号端308和地电位之间的电容。由此，由于所述寄生电容的不同影响，平衡、特别是所述通带以外的幅值平衡和相位平衡似乎被丧失了，从而导致所述衰减减少。
但是，在当前最佳实施例中，在所述第一和第二平衡信号端212和227周围存在一个地电位。由此，加到这两个平衡信号端上的寄生电容主要被用做所述端和所述地电位之间的电容。因此，相等的寄生电容被加到第一和第二平衡信号端212和227上。因此，由于在加到平衡信号端212和227上的寄生电容之间只存在很小的差别，所以，在所述通带以外的幅值平衡变得接近于大约0dB和所述相位平衡变得接近于180度，从而导致所述通带以外的衰减被有效增加。
在所述第一最佳实施例中，声表面波滤波器装置200最好包括两个3IDT型的轴向耦合谐振器型声表面波滤波器。另外，如图6所示，第一和第二声表面波滤波器703和704可以并行连接到第一和第二声表面波滤波器701和702上。第一和第二声表面波滤波器701和702的结构与上述最佳实施例的声表面波滤波器201和216类似。另外，声表面波滤波器703和704的结构也类似于声表面波滤波器201和216。
声表面波滤波器701的一个沿和声表面波滤波器702的一个沿彼此连接到一起，类似的，声表面波滤波器703的一个沿和声表面波滤波器704的一个沿彼此连接到一起。然后，它们被连接到不平衡信号端705上。所述第一和第二平衡信号端706和707被连接到声表面波滤波器701和703的中心IDT和声表面波滤波器702和704的中心IDT上。如这里所示的，即使是在利用使用4个声表面波滤波器的情况下，当所述滤波器的结构与第一最佳实施例的滤波器的结构类似时，所述通带以外的衰减能够被类似地增加。
此外，在本发明中，第一和第二声表面波滤波器中每一个的IDT的数量没有被限定为三个。例如，在图7所示的改进中，有两个IDT，包括第一声表面波滤波器201A和第二声表面波滤波器216A。第一声表面波滤波器201A具有一种结构，在这种结构中，从声表面波滤波器201中去除了IDT203。第二声表面波滤波器216A具有一种结构，在这种结构中，从声表面波滤波器216中去除了IDT221。在所述反射器和所述DT之间的间隙类似于在第一最佳实施例中设置的间隙。
所述IDT204的一个沿被连接到第一平衡信号端212和IDT220的一个沿被连接到第二平衡信号端227。IDT205和219中每一个的一个沿被连接到不平衡信号端231。
如图8所示，5-IDT型的声表面波滤波器被用做第一和第二声表面波滤波器201B和216B。这里，IDT251和252被沿着声表面波传播方向安排在IDT203和205的每一侧。除了这种配置以外，声表面波滤波器201B的结构与声表面波滤波器201的结构类似。类似的，除了IDT253和254被安排在声表面波传播方向上IDT219和221的外侧以外，第二声表面波滤波器216B的结构与声表面波滤波器216的结构类似。
考虑图7和8中每一个所示的经过改进的声表面波滤波器装置，在第一声表面波滤波器中，输入阻抗和输出阻抗中的一个最好大约是另一个阻抗的约4倍。类似的，在第二声表面波滤波器中，输入阻抗和输出阻抗中的一个最好是另一个阻抗的约4倍，和第二滤波器与第一滤波器相位差为180度。另外，2n-1个第一和第二滤波器彼此相互连接，第一和第二声表面波滤波器的总数是2n，其中，所述n是整数1或更大。这些声表面波滤波器以和第一最佳实施例相同的方式连接和借此类似地增加所述通带以外的衰减。为了获得所希望的频率特性，电极指的叉指宽度和IDT的数量必须根据需要进行调节。此外，当需要时，可以增加陷波器。
图9示出了根据本发明第二最佳实施例声表面波滤波器装置电极结构的平面视图。在这个最佳实施例中，与第一最佳实施例类似，所述声表面波滤波器装置是一个具有大约1GHz到3GHz通带的DCS接收滤波器。
图9所示的电极结构最好被设置在由40±5度、Y-切割、X-传播的LiTaO3制成的一个没有示出的基板上。
声表面波滤波器装置800包括第一和第二声波滤波器801和802，以及第一和第二声表面波滤波器803和804。即，滤波器装置800是一个具有4个元件结构的声表面波滤波器装置。
声表面波滤波器装置800是通过将两个与图10所示的改进等效的声表面波滤波器装置1100彼此并联构成的。
为便于理解，首先描述图10所示声表面波滤波器装置1100的结构。声表面波滤波器装置1100最好包括第一声表面波滤波器1101和第二声表面波滤波器1115，两者相位彼此相差180度。
第一声表面波滤波器1101与所述预先构成的具有基本相等的输入阻抗和输出阻抗和包括三个IDT且其中心IDT在声表面波传播方向上被分成两个相等部分的轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器等效。特别是，中心IDT1104被分成两个相等的部分，即IDT部分1104A和1104B。IDT1103和1105被安置在声表面波传播方向上IDT1104的每侧。反射器1102和1106被安置在所述声表面波传播方向上放置IDT1103、1104和1105的区域的外侧。
在IDT1104A和1104B当中，所述IDT部分1104A的一个沿被连接到一个地电位，在所述IDT部分1104B的一个沿被连接到不平衡信号端1129的同时，所述IDT部分1104A的另一个沿和所述IDT部分1104B的另一个沿被持续安排。IDT1103和1105中每一个的一个沿被连接到一个地电位和IDT1103和1105的剩余被彼此相互连接并连接到第一平衡信号端1114上。
类似的，在第二声表面波滤波器1115中，在所述声表面波传播的方向上，中心IDT1118被分成两个相等的部分以规定第一IDT部分1118A和第二IDT部分1118B。IDT部分1118B的一个沿被连接到地电位。IDT部分1118A的一个沿被连接到不平衡信号端1129上。IDT1117和1119中每一个的一个沿被连接到地电位上。它们剩余的沿彼此相互连接并连接到第二平衡信号端1128上。标号1116和1120表示反射器。
IDT部分1104A的一个沿被连接到地电位和IDT部分1104B的一个沿被连接到所述不平衡信号端1129上。由此，在声表面波滤波器1101中，端1129的阻抗最好是声表面波滤波器1114的阻抗的4倍。类似的，在声表面波滤波器1115中，端1129的阻抗最好与端1128的阻抗不同。
在不平衡信号端1129和第一和第二平衡信号端1114和1128之间，第一和第二声表面波滤波器1101和1115倍如上所述连接。由此，如在第一最佳实施例的情况，通带以外的衰减可以被增加。
下面将描述图9所示第二最佳实施例的声表面波滤波器装置800。在声表面波滤波器装置800中，其中的每一个都具有第一和第二声表面波滤波器1101和1115的两个声表面波滤波器装置1100被并联连接。换言之，声表面波滤波器801和803的结构类似于声表面波滤波器1101和声表面波滤波器802和804的结构类似于声表面波滤波器1115。
根据图9所示第二最佳实施例的声表面波滤波器装置800最好根据与上述第一最佳实施例的相同条件进行设计，以便测量其特性。所获得的结果由图11到13中的实线指出。为了进行比较，图2所示相关技术的特性由图11到13中的虚线指出。
从图11到13可以很清楚地看出，即使是在第二最佳实施例中，附加到所述第一和第二平衡信号端上的寄生电容也基本上是相等的。由此，当与相关技术比较时，可以改善所述通带以外的幅值平衡和相位平衡。特别是，如图11所示，在这个最佳实施例中，在所述通带以外(在低于1GHz和高于3GHz的频率区域内)，幅值平衡变得接近0dB，如图12所清楚地表示的，相位平衡变得接近于180度。这样，如图13所示，所述通带以外的衰减可以被有效低增加。
在图10所示具有两元件结构的声表面波滤波器装置1100中，能够获得与所述第二最佳实施例相同的优点。另外，本发明并不局限于第二最佳实施例所述具有4元件结构的声表面波滤波器装置800和具有2元件结构的声表面波滤波器装置1100。通过连接其中每一个当中的输入和输出阻抗中的一个最好是所述输出和输入阻抗中一个的4倍、且所述滤波器中的一个相对于另一个的相位差为180度的2n-1个第一和第二声表面波滤波器可以获得与上述最佳实施例相同的优点。
图14简要示出了根据本发明第三实施例的声表面波滤波器装置的电极结构。在这个最佳实施例中，所述声表面波滤波器装置最好也被作为具有大约1GHz到3GHz通带的DCS接收滤波器。
图14所示的电极结构最好被设置在一个没有示出的由40±5度、Y-切割X-传播LiTao3制成的一个基板上，以便提供声表面波滤波器装置1500。
声表面波滤波器装置1500包括第一和第二声表面波滤波器1500和1513，在它们的每一个当中，在一个沿处的阻抗大约是在另一个沿处阻抗的4倍。第一声表面波滤波器1501与第二声表面波滤波器1513之间相位差180度。第一声表面波滤波器1501具有一种结构，在这种结构中，预先设计了具有三个IDT的轴向耦合谐振器型声表面波滤波器，从而使得输入阻抗和输出阻抗基本相等且安排在中心IDT两侧的IDT彼此串联。换言之，IDT1503到1505被安置在沿声表面波传播的方向上。在声表面波传播方向上每一侧处的IDT1503和1505中每一个的一个沿彼此相互连接。然后，IDT1503的另一个沿被连接到地电位和IDT1505的另一个沿被连接到不平衡信号端1512上。由此，IDT1503和1505彼此相互串联。
中心IDT1504的一个沿被连接到地电位，它的另一个沿被连接到第一平衡信号端1510。标号1502和1506表示反射器。
第二声表面波滤波器1513的结构与第一声表面波滤波器1501类似。具体地说，中心IDT1516的一个沿被连接到地电位，它的另一个沿被连接到第二平衡信号端1522。位于每侧处的IDT1515和1517中每一个的一个沿彼此相互连接，IDT1517的剩余沿被连接到地电位。IDT1515的剩余沿被连接到不平衡信号端1512。由此，IDT1515和IDT1517被串联连接在所述地电位和所述不平衡信号端1512之间。标号1514和1518表示反射器。
如上所述，当所述声表面波被设置为沿图14中箭头X所示方向传播时，在第一声表面波滤波器1501中，在所述声表面波传播方向上前面出现的IDT1505被连接到不平衡信号端1512。第二声表面波滤波器1513中，安置在声表面波方向起点处的IDT1515被连接到不哦信号端1512。利用这种配置，第一声表面波滤波器1501相对于第二声表面波滤波器1513具有180度的相位差。
由此，在该最佳实施例中，第一声表面波滤波器1501的一个沿和第二声表面波滤波器1513的一个沿被彼此相互连接到一起并连接到不平衡信号端1512上。第一和第二声表面波滤波器1502和1513的中心IDT1504和1516中每一个的一个沿被连接到所述第一和第二平衡信号端。结果是，在所述声表面波滤波器装置中，输入阻抗和输出阻抗被均衡且平衡-不平衡转换功能被提供。
在所述第三最佳实施例中，与第一和第二最佳实施例类似，附加到所述第一和第二平衡喜欢端1510和1522上的寄生电容基本相等。因此，与第一和第二最佳实施例一样，由于所述幅值平衡和相位平衡得到了改善，所以，所述通带以外的衰减被有效地增加了。
图14所示的声表面波滤波器装置1500使用3-IDT型的声表面波滤波器1501和1513。但是，如图15所示，也可以使用5-IDT型的声表面波滤波器1501A和1513A。
在图15所示的声表面波滤波器装置1500A中，在沿所述声表面波传播的发现上在IDT1531、1532、1533和1534的外侧附加安排了图14所示的IDT1503和1505以及IDT1515和1517。除了这种安排以外，声表面波滤波器装置1500A最好与图14所示的最佳实施例相同。在第三最佳实施例中，每个轴向耦合谐振器型声表面波滤波器的IDT的数量没有被限制在指定的一个。
另外，如图16所示，两个第一和第二声表面波滤波器被用于提供具有4元件结构的声表面波滤波器。在图16所示的声表面波滤波器装置1500B中，连接了两个第一声表面波滤波器1501和1501A以及两个第二声表面波滤波器1513和1513A用于产生具有所述4元件结构的声表面波滤波器装置。
与上述第一和第二最佳实施例类似，在所述第三最佳实施例中，输入和输出阻抗中的一个最好是输出和输入阻抗中一个的近似4倍。第二声表面波滤波器相对于第一声表面波滤波器的相位差为180度。另外，2n-1个第一和第二声表面波滤波器被彼此相互连接，其中，n是一个等于或大于1的整数。总之，2n个声表面波滤波器被用于构成本发明的声表面波滤波器装置。类似的，附加到所述第一和第二平衡信号端上的寄生电容可以被减少并借此增加所述通带以外的衰减。
第一到第三最佳实施例中的每一个都使用了没有示出的由40±5度、Y-切割、X-传播LiTao3制成的基板。但是，本发明所使用的基板并不局限于这种压电基板。例如，本发明可以使用由64到72度、Y-切割、X-传播的LiNbo3形成的基板或由41度、Y-切割、X传播的LiNbo3形成的基板，或由其他适当材料形成的基板。利用这种安排，也可以获得上述相同的优点。
图17简要示出了一个框图，用于表示包括至少根据上述本发明最佳实施例的声表面波滤波器装置之一的通信装置。
在图17中，天线转换开关162被连接到天线161上。在天线转换开关162和接收侧混频器163和163a之间，连接有开关SW、RF级的声表面波滤波器164和放大器165和165a。另外，IF级的声表面波滤波器169和169a被连接到混频器163和163a上。在天线转换开关162和发射侧混频器166之间，连接有放大器167和RF级的声表面波滤波器168。
当声表面波滤波器164被插入到通信装置160中时，可以适当地使用根据本发明上述最佳实施例任何一个所述的声表面波滤波器装置。
如上所述，在根据本发明最佳实施例的声表面波滤波器装置中，在所述第一和第二声表面波滤波器中，输入和输出阻抗中的一个最好是另一个的约4倍。另外，所述第二声表面波滤波器相对于所述第一声表面波滤波器的相位差为180度。另外，2n个第一和第二声表面波滤波器被连接在不平衡信号端和第一平衡信号端之间以及不平衡信号端和第二平衡信号端之间。因此，附加到第一和第二平衡信号端上的寄生电容之间的差被极大地减小，借此，可以有效地改善所述幅值平衡和相位平衡。结果是，在具有平衡-不平衡转换功能和相等输入和输出阻抗的声表面波滤波器装置中，所述通带以外的衰减可以有效地增加。
在如上描述了本发明最佳实施例的同时，应当理解，本领域普通技术人员可以在本发明的范围和精神方面作出改进和变化。因此，本发明的范围和精神将由下面的权利要求书加以确定。
权利要求
1.一种具有基本相等输入和输出阻抗的声表面波滤波器装置，所述滤波器装置包括一个不平衡信号端；第一和第二平衡信号端；连接在所述不平衡信号端和所述第一平衡信号端之间的2n-1个第一声表面波滤波器，其中，n是一个等于或大于1的整数；和连接在所述不平衡信号端和所述第二平衡信号端之间的2n-1个第二声表面波滤波器；其中，所述第一和第二滤波器中每一个的输入和输出阻抗中的一个近似等于另一个阻抗的4倍；和所述第二声表面波滤波器相对于所述第一声表面波滤波器的相位差为180度。
2.根据权利要求1所述的声表面波滤波器装置，其特征是所述第一和第二声表面波滤波器中的每一个都具有多个在所述声表面波传播方向上安排的叉指式换能器，并且所述叉指式换能器中的至少一个被在电极指叉指宽度方向上分成两个相等的部分，以便规定彼此相互串联的第一和第二叉指式换能器。
3.根据权利要求1所述的声表面波滤波器装置，其特征是所述第一和第二声表面波滤波器中的每一个都具有一种结构，在这种结构中，预先构成的具有基本相等输入和输出阻抗的声表面波滤波器被以如下方式安排，即，在电极指叉指宽度方向上至少有一个叉指式换能器被分成两个相等的部分，以便规定第一和第二叉指式换能器部分。
4.根据权利要求3所述的声表面波滤波器装置，其特征是所述预先构成的声表面波滤波器是一个轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器。
5.根据权利要求4所述的声表面波滤波器装置，其特征是所述轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器具有三个在所述声表面波传播方向上安排的叉指式换能器，中心的叉指式换能器或在两侧处的叉指式换能器在电极指叉指宽度方向上被分成两个相等的部分以便规定第一和第二叉指式换能器部分。
6.根据权利要求1所述的声表面波滤波器装置，其特征是所述第一和第二声表面波滤波器中的每一个都具有多个叉指式换能器和所述多个叉指式换能器中的至少一个在所述声表面波传播方向上被分成两个相等的部分以便规定第一和第二叉指式换能器部分。
7.根据权利要求6所述的声表面波滤波器装置，其特征是所述第一和第二声表面波滤波器中的每个都具有一种结构，在这种结构中，预先安排了一个具有基本相等输入和输出阻抗的声表面波滤波器，从而至少一个叉指式换能器被在声表面波传播方向上被分成两个相等的部分。
8.根据权利要求7所述的声表面波滤波器装置，其特征是所述预先安排的声表面波滤波器是轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器。
9.根据权利要求8所述的声表面波滤波器装置，其特征是所述轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器具有三个叉指式换能器，位于中心处的一个叉指式换能器在所述声表面波传播方向上被分成两个相等的部分。
10.根据权利要求2所述的声表面波滤波器装置，其特征是所述第一叉指式换能器部分和第二叉指式换能器部分的其中之一被连接到地电位。
11.根据权利要求1所述的声表面波滤波器装置，其特征是所述第一和第二声表面波滤波器中的每一个都包括多个叉指式换能器并具有一种结构，在这种结构中，构造具有多个叉指式换能器的声表面波滤波器，使得至少有两个叉指式换能器被彼此串联。
12.根据权利要求11所述的声表面波滤波器装置，其特征是所述第一和第二声表面波滤波器中的每一个都具有一种结构，在这种结构中，预先安排了一个具有基本相等输入阻抗和输出阻抗的声表面波滤波器，并使得所述多个叉指式换能器中的至少两个彼此相互串联连接。
13.根据权利要求12所述的声表面波滤波器装置，其特征是所述预先安排的声表面波滤波器是一个轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器。
14.根据权利要求13所述的声表面波滤波器装置，其特征是所述轴向耦合的谐振器型声表面波滤波器具有三个叉指式换能器，且安排在声表面波传播方向两侧处的叉指式换能器彼此相互串联。
15.包括至少一个根据权利要求1所述的声表面波滤波器装置的通信装置。
16.根据权利要求15所述的通信装置，其特征是至少一个声表面波滤波器是带通滤波器。
全文摘要
一种声表面波滤波器装置,具有平衡－不平衡转换功能和基本相等的输入阻抗和输出阻抗,以便增加通带以外的衰减。所述声表面波滤波器装置包括一个不平衡信号端、第一和第二平衡信号端以及具有输入和输出阻抗的第一和第二声表面波滤波器。在每个滤波器中,输入和输出阻抗中的一个是另一个的大约4倍。另外,在所述不平衡信号端和所述第一平衡信号端之间连接有文档编号H03H9/00GK1367634SQ0210470
公开日2002年9月4日 申请日期2002年1月21日 优先权日2001年1月26日
发明者矢田优, 下江一伸, 泽田曜一, 渡边宽树, 高峰裕一 申请人:株式会社村田制作所