CN115885471A - 弹性波谐振器、弹性波滤波器、分波器、通信装置 - Google Patents
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Abstract
弹性波谐振器(4)包括:压电体(6);和,位于所述压电体上且在弹性波的传播方向(TD)上排列的多个电极指(14、22)。多个电极指包括:第一电极指组(14A);和,形成在该第一电极指组的各电极指之间的第二电极指组(14B)。第一电极指组的电极指的占空比基于第一变化量,朝向传播方向(TD)的任一个方向逐渐变化;第二电极指组的电极指的占空比基于与第一变化量不同的第二变化量,朝向传播方向的任一个方向逐渐变化。在多个电极指所在的区域中,各电极指间的间距(P)变化,以消除由电极指的占空比的差异引起的对谐振频率差异的作用。
Description
技术领域
本公开涉及弹性波装置。
背景技术
现有文献1记载了一种弹性波滤波器,该弹性波滤波器包括:位于压电基板上且具有某特定谐振频率的多个叉指换能器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第WO2005/050837号
发明内容
本公开的一方面的弹性波谐振器包括:压电体;和,位于所述压电体上且在弹性波的传播方向上排列的多个电极指。多个电极指包括:第一电极指组;和,形成在该第一电极指组的各电极指之间的第二电极指组。所述第一电极指组的电极指的占空比基于第一变化量,朝向所述传播方向的任一个方向逐渐变化。所述第二电极指组的电极指的占空比基于与所述第一变化量不同的第二变化量,朝向所述传播方向的任一个方向逐渐变化。在所述多个电极指所在的区域中,各所述电极指间的间距变化,以消除由所述电极指的占空比的差异引起的对谐振频率差异的作用。
附图说明
图1是本公开的实施方式一的弹性波谐振器的概略俯视图。
图2是本公开的实施方式一的弹性波谐振器的概略剖视图。
图3是表示本公开的实施方式一的弹性波谐振器的电极指的占空比的变化的图。
图4是用于对于本公开的实施方式一以及比较方式的弹性波谐振器进行特性比较的图。
图5是表示对本公开的实施方式二的弹性波谐振器的反射器附近进行放大的概略俯视图。
图6是说明本公开的各实施方式的通信装置的概略图。
图7是说明本公开的各实施方式的分波器的电路图。
具体实施方式
[实施方式一]
下文将参照附图,对本公开的实施方式进行说明。此外,在以下说明中使用的附图是示意图,并不严格地表示附图中各部件的尺寸比例。
<谐振器的结构>
本实施方式的弹性波滤波器包括至少一个弹性波谐振器。例如,弹性波滤波器通过将多个弹性波谐振器连接成梯型来构成梯型滤波器。本实施方式的弹性波滤波器也可以在与各弹性波谐振器中的弹性波的传播方向正交的方向上,并列地包括多个弹性波谐振器。
以下,参照图1以及图2,更详细地说明本实施方式的弹性波谐振器4。图1是本实施方式的弹性波谐振器4的概略俯视图,是图2的区域A的放大俯视图。图2是本实施方式的弹性波谐振器4的概略剖视图,是沿图1中的B-B线的剖视图。此外,本说明书中,将弹性波谐振器4中的弹性波的传播方向TD,在包括图1的弹性波谐振器4的俯视图中,设为朝向纸面的上下方向,在包括图2的弹性波谐振器4的剖视图中,设为朝向纸面的左右方向。另外,在本说明书中,在包括图2的弹性波谐振器4的剖视图中,为了简化图示,仅示出了截面中的部件,省略了比该截面靠里侧的部件的图示。
如图1以及图2所示,本实施方式的弹性波谐振器4至少包括:压电体6;和,该压电体6上的IDT电极8。此外,在本说明书的包括图2的弹性波谐振器4的剖视图中,示出了IDT电极8相对于压电体6位于朝向纸面的上侧。
压电体6由压电性的材料构成,例如可以使用钽酸锂(以下也记载为LT)的单晶、铌酸锂等。在弹性波谐振器4中,通过对包括后述的IDT电极8的导电层施加电压,激励在压电体6中沿传播方向TD传输的弹性波。本实施方式中,如图2所示,压电体6可以具有一定的厚度D6。此外,在本说明书中,“厚度一定”并不一定是指厚度严格一定,而是在不对在压电体6中传播的弹性波的特性产生显着影响的范围内,允许一些变动。
<IDT电极以及反射器的详细情况>
IDT电极8包括一对梳齿电极10。特别地,在本实施方式中,如图1所示,梳齿电极10包括第一梳齿电极10A和第二梳齿电极10B作为一对梳齿电极。此外,在本说明书中,在包括图1的弹性波谐振器4的俯视图中,为了改善可视性,对第一梳齿电极10A标注了阴影线。梳齿电极10例如包括:汇流条12;多个电极指14,从汇流条12相互并列地延伸;多个虚设电极16,位于多个电极指14彼此之间,从汇流条12突出。一对梳齿电极10中,多个电极指14被配置为互相啮合。
汇流条12具有大致一定的宽度,大致沿传播方向TD形成。另外,一对汇流条12在大致正交于传播方向TD的方向上相互对置。特别地,汇流条12包括:作为第一梳齿电极10A的汇流条形成的第一汇流条12A;和,与该第一汇流条12A相对,并作为第二梳齿电极10B的汇流条形成的第二汇流条12B。此外,在不显著影响通过压电体6传播的弹性波的程度下,汇流条12的宽度可以变化,或者,也可以相对于传播方向TD倾斜地形成。
各电极指14,大致沿汇流条12的宽度方向形成为长条状。各梳齿电极10中,多个电极指14沿弹性波的传播方向TD排列。另外,从一方的汇流条12延伸的电极指14与从另一方的汇流条12延伸的电极指14在传播方向TD交替地配置。
各电极指14的个数不限于图1所示的个数,可以根据弹性波谐振器4所需的特性适当地设计。另外,每个电极指14的长度,如图1所示,可以是大致一定的,或者,也可以根据在传播方向TD上的位置而长度彼此不同,实施为所谓的切趾。此外,IDT电极8的一部分中,电极指14的一部分也可以被“剔除”。换言之,IDT电极8的一部分可以包括没有形成一部分电极指14的区域。
各虚设电极16大致沿着汇流条12的宽度方向突出。另外,从一方的汇流条12突出的虚设电极16在与传播方向TD正交的方向上,隔着间隙与从另一方的汇流条12延伸的电极指14的前端相互对置。此外,本实施方式的弹性波谐振器4也可以不包括虚设电极16。
弹性波谐振器4还包括一对反射器18,一对反射器18在压电体6上,相对于电极指14位于传播方向TD的两端。反射器18包括从一对相互对置的汇流条20延伸的多个条形电极22。反射器18可以为电浮动状态,或者,反射器18可以被赋予基准电位。此外,IDT电极8和反射器18可以在同一层中,也可以被包含在导电层中。IDT电极8和反射器18由金属材料形成,可以由例如以Al为主要成分的合金形成。另外,反射器18的各条形电极22的个数、形状等不限于图1所示的结构,可以与电极指14一样地,根据弹性波谐振器4所要求的特性进行适当地设计。
此外,在本说明书中,“电极指”包括:IDT电极8的多个电极指14;和,反射器18的多个条形电极22(在弹性波谐振器4包括反射器18的情况下)。
在本实施方式的弹性波谐振器4中,如图1以及图2所示,IDT电极8的多个电极指14在俯视时位于电极指配置区域24内。另外,在本实施方式中,电极指配置区域24至少包括:一个第一区域24A和一个第二区域24B。
此处,如图1所示,将传播方向TD中的一个方向设为第一方向T1。此外,在图1中,设第一方向T1为:在传播方向TD中,朝向图1的纸面从上向下的方向。此外,如图1所示,本实施方式中,电极指配置区域24在比第一区域24A更靠第一方向T1侧包括第二区域24B。例如,如图1所示,电极指14可以半数形成在第一区域24A,剩下的半数形成在第二区域24B。
<电极指的占空比>
在本实施方式的弹性波谐振器4中,如图1以及图2所示,IDT电极8的多个电极指14包括第一电极指组14A和第二电极指组14B。第一电极指组14A从第一汇流条12A延伸,第二电极指组14B从第二汇流条12B延伸。因此,如图1和图2所示,第二电极指组14B形成在第一电极指组14A的各电极指之间。
本实施方式的弹性波谐振器4在各电极指14的占空比方面具有特征。电极指14的占空比是:某个电极指14的宽度W除以该电极指14与邻接的电极指14之间的间距而得到的值。
在本实施方式中,至少一部分的电极指14的占空比,朝向传播方向TD的任一个方向逐渐变化。特别地,在本实施方式中,电极指14中,第一电极指组14A的至少一部分的电极指14的占空比基于第一变化量,朝向传播方向TD的任一个方向逐渐变化。对应地,电极指14中,第二电极指组14B的至少一部分的电极指14的占空比基于与第一变化量不同的第二变化量,朝向传播方向TD的任一个方向逐渐变化。
此处,通常,在通过压电体6传播的弹性波中,由弹性波谐振器4激励的弹性波所具有的谐振频率根据电极指14的占空比而变化,例如,由于电极指14的占空比变小而变高。因此,在弹性波谐振器4中,在除了电极指14的占空比以外的、对上述谐振频率有贡献的参数根据弹性波谐振器4的位置而大致一定的情况下,谐振频率会根据弹性波谐振器4的位置而产生差异。
此外,在本说明书中,“谐振频率”是指由弹性波谐振器4激励的弹性波中的、由主谐振模式激励的弹性波所具有的谐振频率,而不是指由副谐振或杂散模式激励的弹性波的频率。
<电极指的占空比的例子>
参照图3,更详细地说明本实施方式中的第一电极指组14A和第二电极指组14B的各自的电极指14的占空比的变化的例子。图3是表示关于本实施方式的弹性波谐振器4的电极指14,在传播方向TD上的弹性波谐振器4上的位置与电极指14的占空比之间的关系的图。在图3的图中,横轴表示电极指14形成在传播方向TD上的弹性波谐振器4上的位置;纵轴表示该位置处的电极指14的占空比。横轴所示的24A、24B分别对应于形成第一区域24A、第二区域24B的位置。
另外,在图3的图中,横轴的正方向对应于第一方向T1。并且,在图3的图中,实线表示第一电极指组14A的电极指14的占空比,虚线表示第二电极指组14B的电极指14的占空比。
此外,由于电极指的占空比是由各个该电极指确定的,因此,本来图3所示的图应离散地绘制占空比的值。但是,在本说明书中,在将电极指14的占空比的变化用图表示的情况下,为了图示的简便,将第一电极指组14A和第二电极指组14B各自的电极指14的占空比视为连续地变化并进行了图示。
在本实施方式的弹性波谐振器4中,位于第一区域24A的第一电极指组14A的电极指14的占空比,例如如图3的图301所示地,朝向第一方向T1,从0.3逐渐增加到0.6。对应地,在该弹性波谐振器4中,位于第一区域24A第二电极指组14B的电极指14的占空比,朝向第一方向T1,从0.4逐渐增加到0.5。
另一方面,在本实施方式的弹性波谐振器4中,位于第二区域24B的第一电极指组14A的电极指14的占空比,例如如图3所示地,朝向第一方向T1,从0.6逐渐减小到0.3。对应地,在该弹性波谐振器4中,位于第二区域24B的第二电极指组14B的电极指14的占空比,朝向第一方向T1,从0.5逐渐减小到0.4。
因此,在上述弹性波谐振器4的第一区域24A中,第一电极指组14A的电极指14的占空比基于比第二电极指组14B的电极指14的占空比大的变化量,朝向第一方向T1逐渐增加。另外,在上述弹性波谐振器4的第二区域24B中,第一电极指组14A的电极指14的占空比基于比第二电极指组14B的电极指14的占空比大的变化量,朝向第一方向T1逐渐减小。
此外,本实施方式的弹性波谐振器4的各电极指14的占空比的变化并不限于图3的图301所示的例子。例如,在本实施方式的弹性波谐振器4中,位于第一区域24A的第二电极指组14B的电极指14的占空比,也可以如图3的图302所示,朝向第一方向T1,从0.5逐渐减小到0.4。在这种情况下,位于第二区域24B的第二电极指组14B的电极指14的占空比也可以如图3的图302所示,朝向第一方向T1,从0.4逐渐减小到0.5。此外,在分别与图3的图301和图302对应的弹性波谐振器4中,第一电极指组14A的电极指14的占空比的变化也可以相同。
如上所述,在本实施方式的弹性波谐振器4中,在第一区域24A和第二区域24B的各个区域中,电极指14相对于传播方向TD的任一个方向的占空比的变化在第一电极指组14A和第二电极指组14B中不同。
<电极指的间距>
多个电极指14分别相互隔着某个间距P配置。另外,由弹性波谐振器4激励的弹性波所具有的谐振频率依赖于电极指14的间距P。通常,由弹性波谐振器4激励的弹性波所具有的谐振频率随着电极指14的间距P变窄而变高。
在本实施方式中,间距P在电极指配置区域24中变化,以消除由电极指14的占空比的差异引起的对谐振频率差异的作用。换言之,与间距P在任何位置都大致一定的情况相比,本实施方式的弹性波谐振器4在电极指配置区域24的各位置振荡的谐振频率之差小。
由此,在压电体6的各位置处被激励的弹性波的频率均匀化,改善了弹性波谐振器4的特性。此外,各电极指14间的间距P能够根据各电极指14的占空比的差异,通过模拟容易地确定。
在本实施方式中,在电极指配置区域24的至少一部分中振荡的谐振频率可以相同。另外,在电极指配置区域24的80%以上中振荡的谐振频率可以相同。由此,在压电体6的各位置处激励的弹性波的频率更均匀化,改善了弹性波谐振器4的特性。
此外,本说明书中,“频率相同”并不一定指频率严格相同。例如,在不显着影响弹性波谐振器4的特性的范围内,在电极指配置区域24中,通过压电体6传播的弹性波的主谐振的谐振频率允许一些差异。
具体地,在用于判断“某个区域中的谐振频率相同”的数值中,可以使用将该区域中的谐振频率之差除以期望的谐振频率而得到的值乘以100后的值(dfr)。例如,在dfr为-0.856以上0.856以下的情况下,也可以认为“该区域中的谐振频率相同”。
当dfr的值满足上述范围时,作为弹性波谐振器4,在频率特性中,能够抑制因在各位置处谐振频率存在差异而引起的杂散的产生。另外,在本实施方式中,在满足上述范围的情况下,该区域中的谐振频率之差的绝对值为50MHz以下。
此外,在dfr为-1.028或者1.028的情况下,确认到杂散的产生。这种情况下,在本实施方式中,该区域中的谐振频率之差的绝对值相当于60MHz。
此处,间距P的值例如可以为0.70nm至0.75nm左右。另外,压电体6的厚度D6也可以是任意一个的电极指14间的间距P以下的厚度。由此,通过包括具有相对宽的间距的电极指14的弹性波谐振器4,可以提高谐振频率。
另外,尽管压电体6的厚度D6没有特别限定,但在本实施方式中,例如为第一间距PA和第二间距PB中的任一个的0.4倍至1.2倍左右。例如,压电体6的厚度D6为0.28μm至0.9μm左右。
此外,在本实施方式中,各电极指14的厚度D14在电极指配置区域24内可以相同。电极指14的厚度D14例如是任意一个的电极指14间的间距P的0.16倍左右。另外,反射器18的条形电极22的厚度也可以与电极指14的厚度相同。
<固定基板>
返回到弹性波谐振器4各结构的说明,如图2所示,弹性波谐振器4还包括支撑基板26,该支撑基板26比压电体6更靠与IDT电极8相反的一侧。在本实施方式中,支撑基板26对通过压电体6传播的弹性波的特性造成的影响足够小。因此,支撑基板26的材料以及尺寸可以适当地设计。例如,支撑基板26包括绝缘材料,并且可以包括树脂或陶瓷。支撑基板26的厚度例如比压电体6的厚度D6厚。为了进一步降低温度变化对弹性波特性的影响,支撑基板26可以由线膨胀系数低于压电体6的线膨胀系数的材料形成。
此外,弹性波谐振器4在压电体6和支撑基板26之间包括反射多层膜30。弹性波谐振器4也可以在反射多层膜30和支撑基板26之间包括密合层28。此外,包括压电体6、支撑基板26、密合层28以及反射多层膜30的层叠体有时被称为固定基板36。
密合层28是为了提高支撑基板26和反射多层膜30之间的密合性而***的层,对通过压电体6传播的弹性波特性的影响足够小。
反射多层膜30包括:交替地层叠的第一层32和第二层34。第一层32的材料与第二层34的材料相比具有低的声阻抗。由此,由于在第一层32与第二层34之间的界面处,弹性波的反射率变高,因此减少了通过压电体6传播的弹性波向弹性波滤波器的外部的泄漏。
例如,第一层32由二氧化硅(SiO2)形成。另外,例如,第二层34由氧化铪(HfO2)形成。此外,第二层34还可以由五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)和氧化镁(MgO)中的任一种形成。
反射多层膜30至少包括一层的第一层32和一层的第二层34即可,层数没有特别限定。另外,第一层32和第二层34的层数的合计值可以是奇数,也可以是偶数。此处,反射多层膜30的层中,尽管与压电体6接触的层是第一层32,但与密合层28接触的层可以是第一层32和第二层34中的任意一个。
例如,反射多层膜30可以包括合计为3层以上12层以下的第一层32和第二层34。然而,反射多层膜30可以仅包括:一层的第一层32和一层的第二层34。另外,从提高反射多层膜30各层的密合性以及防止反射多层膜30中的弹性波的扩散的观点出发,也可以在第一层32和第二层34各自之间形成密合层28。
此外,如图2所示,第一层32可以分别具有一定的厚度D32,第二层34可以分别具有一定的厚度D34。厚度D32和厚度D34例如可以是任意一个的电极指14间的间距P的0.25倍到2倍左右。
<间距和占空比的差异引起的特性变化>
为了评价本实施方式的弹性波谐振器4的特性,与比较方式的弹性波谐振器的特性进行比较说明。比较方式的弹性波谐振器中,所有的电极指14的占空比一定,为0.55;且所有的电极指14间的间距P一定。除了上述方面以外,比较方式的弹性波谐振器包括与本实施方式的弹性波谐振器4相同的结构。
图4是表示在比较方式以及本实施方式各自的弹性波谐振器中激励的弹性波的特性的图,是按每个频率表示弹性波谐振器中的阻抗相位的图。换言之,图4的图是按照每个频率表示在弹性波谐振器中振荡的弹性波的强度的图。在图4的图中,纵轴为相位(单位:度),横轴为频率(单位:MHz)。
图4的图401表示比较方式的弹性波谐振器中,通过模拟得到的计算结果。另外,图4的图402表示:将图3的图301中示出的电极指14的占空比的变化,通过在本实施方式的弹性波谐振器4中进行模拟得到的计算结果。此外,在图4的图402中示出了特性的弹性波谐振器4的电极指14的间距P被确定为:与图4的图401中示出了特性的弹性波谐振器相比,谐振频率相同。因此,如图4的各图所示,比较方式以及本实施方式各自的弹性波谐振器在4700MHz附近具有主谐振频率。
此处,从图4所示的图401可知,在比较方式的弹性波谐振器中,除了主谐振的频率之外,在6000MHz附近以及6750MHz附近的频率下还产生激励的杂散。另一方面,从图4所示的图402可知,在本实施方式的弹性波谐振器中,与比较方式的弹性波谐振器相比,杂散强度降低。
通常,在弹性波谐振器中,相对于电极指的占空比以及间距的变化,在杂散模式下激励的弹性波的频率与在主谐振以及反谐振模式下激励的弹性波的频率具有不同的依赖性。因此,在弹性波谐振器中,在使主谐振的频率一定的同时,使电极指的间距和占空比这两者发生变化时,在杂散模式下激励的弹性波的频率发生变化。
此处,本实施方式的弹性波谐振器4,在电极指配置区域24内,电极指14的占空比发生变化。换言之,在本实施方式的弹性波谐振器4中,谐振的杂散频率根据电极指配置区域24内的位置而不同。因此,与包括占空比一定的电极指的弹性波谐振器相比,本实施方式的弹性波谐振器4能够抑制谐振的杂散频率集中于一定值,作为整体能够降低杂散强度。
并且,本实施方式的弹性波谐振器4中,在电极指配置区域24内,电极指14的占空比发生变化,且主谐振的频率差异减小。因此,如图4的图402所示,在维持主谐振的频率均匀性的同时,能够降低杂散强度,并能够改善特性。
此外,在本实施方式的弹性波谐振器4中,在第一电极指组14A和第二电极指组14B之间,电极指14相对于第一方向T1的占空比的变化量存在差异。换言之,关于本实施方式的弹性波谐振器4的、在传播方向TD上相互邻接的电极指14,占空比的变化的规律存在差异。
由此,本实施方式的弹性波谐振器4中,关于在传播方向TD上相互邻接的电极指14,能够更有效率地使占空比的差异不同。另外,本实施方式的弹性波谐振器4中,通过设计电极指14间的间距P,能够比较容易地使由电极指14的占空比的变化引起的谐振频率的变化均匀化。
另外,在本实施方式中,如图3所示,第一电极指组14A的电极指14中的占空比的最大值也可以与第二电极指组14B的电极指14中的占空比的最大值不同。特别地,在本实施方式中,如图3所示,第一电极指组14A的电极指14中的占空比的最大值可以大于第二电极指组14B的电极指14中的占空比的最大值。
并且,在本实施方式中,如图3所示,第一电极指组14A的电极指14中的占空比的最小值也可以与第二电极指组14B的电极指14中的占空比的最小值不同。特别地,在本实施方式中,如图3所示,第一电极指组14A的电极指14中占空比的最小值可以小于第二电极指组14B的电极指14中占空比的最小值。
此外,在本实施方式中,如图3所示,第一电极指组14A的电极指14中的占空比的最大值和最小值之差也可以与第二电极指组14B的电极指14中的占空比的最大值和最小值之差不同。
通过上述结构,本实施方式的弹性波谐振器4中,关于在传播方向TD上相互邻接的电极指14,能够更有效率地使占空比的差异不同。
[实施方式二]
<反射器的条形电极的占空比>
图5是表示对本实施方式的弹性波谐振器4A的反射器18的周边进行放大的概略俯视图。本实施方式的弹性波谐振器4A例如除了反射器18的结构以外,可以包括与上述实施方式的弹性波谐振器4相同的结构。此外,图5所示的反射器18与图1等所示的反射器18相比,条形电极22的数量不同。但是,上述实施方式的弹性波谐振器4也可以包括:具有与图5所示的反射器18相同数量的条形电极22的反射器18。
在本实施方式的弹性波谐振器4A中,如图5所示,多个条形电极22在俯视时位于电极指配置区域24内。另外,在本实施方式中,电极指配置区域24至少包括:一个第一区域24C和一个第二区域24D。
此处,如图5所示,将传播方向TD中的一个方向设为第一方向T1。此外,在图5中,也设第一方向T1为:在传播方向TD中,朝向图5的纸面从上向下的方向。此外,如图5所示,在本实施方式中,电极指配置区域24在比第一区域24C更靠第一方向T1侧包括第二区域24D。例如,如图5所示,条形电极22可以半数形成在第一区域24C,剩下的半数形成在第二区域24D。
如图5所示,本实施方式的弹性波谐振器4A的条形电极22包括:第一条形电极组22A和第二条形电极组22B。另外,在图5中,为了改善可视性,对第一条形电极组22A的条形电极22标注了阴影线。
此处,如图5所示,第一条形电极组22A的条形电极22和第二条形电极组22B的条形电极22在传播方向TD上交替形成。换言之,第二条形电极组22B的条形电极22形成在第一条形电极组22A的条形电极22之间。
本实施方式的弹性波谐振器4A在各条形电极22的占空比方面具有特征。条形电极22的占空比是:某个条形电极22的宽度W除以该条形电极22与邻接的条形电极22之间的间距而得到的值。
在本实施方式中,至少一部分的条形电极22的占空比,朝向传播方向TD的任一个方向逐渐变化。特别地,在本实施方式中,条形电极22中,第一条形电极组22A的至少一部分的条形电极22的占空比基于第一变化量,朝向传播方向TD的任一个方向逐渐变化。对应地,条形电极22中,第二条形电极组22B的至少一部分的条形电极22的占空比基于与第一变化量不同的第二变化量,朝向传播方向TD的任一个方向逐渐变化。
此处,通常,在通过压电体6传播的弹性波中,由弹性波谐振器4A激励的弹性波所具有的谐振频率也根据条形电极22的占空比而变化。因此,在弹性波谐振器4A中,在除了条形电极22的占空比以外的、对上述谐振频率有贡献的参数根据弹性波谐振器4A的位置而大致一定的情况下,谐振频率会根据弹性波谐振器4A的位置而产生差异。
在本实施方式中,条形电极22的占空比的变化也可以例如将如图3的任一个图所示的电极指14的占空比的变化替换为条形电极22的占空比的变化。
多个条形电极22相互以一定的间距P配置。另外,由弹性波谐振器4A激励的弹性波所具有的谐振频率依赖于条形电极22的间距P。
在本实施方式中,间距P在电极指配置区域24中变化,以消除由条形电极22的占空比的差异引起的对谐振频率差异的作用。换言之,与间距P在任何位置都大致一定的情况相比,本实施方式的弹性波谐振器4A在电极指配置区域24的各位置振荡的谐振频率之差小。
由此,在压电体6的各位置处被激励的弹性波的频率均匀化,改善了弹性波谐振器4A的特性。此外,各条形电极22间的间距P能够根据各条形电极22的占空比的差异,通过模拟容易地确定。此外,各条形电极22宽度以及厚度也可以与IDT电极8的电极指14的宽度以及厚度为相同程度。
此处,本实施方式的弹性波谐振器4A,在电极指配置区域24内,条形电极22的占空比发生变化。换言之,在本实施方式的弹性波谐振器4A中,谐振的杂散频率根据电极指配置区域24内的位置而不同。因此,与包括含有占空比一定的条形电极的反射器的弹性波谐振器相比,本实施方式的弹性波谐振器4A能够抑制谐振的杂散频率集中于一定值,作为整体能够降低杂散强度。
并且,本实施方式的弹性波谐振器4A中,在电极指配置区域24内,条形电极22的占空比发生变化,且主谐振的频率差异减小。因此,在维持主谐振的频率均匀性的同时,能够降低杂散强度,并能够改善特性。
另外,在本实施方式的弹性波谐振器4A中,在第一条形电极组22A和第二条形电极组22B之间,条形电极22相对于第一方向T1的占空比的变化量存在差异。换言之,关于本实施方式的弹性波谐振器4A的、在传播方向TD上相互邻接的条形电极22,占空比的变化的规律存在差异。
由此,本实施方式的弹性波谐振器4A中,关于在传播方向TD上相互邻接的条形电极22,能够更有效率地使占空比的差异不同。另外,本实施方式的弹性波谐振器4A中,通过设计条形电极22间的间距P,能够比较容易地使由条形电极22的占空比的变化引起的谐振频率的变化均匀化。
<其他变形例>
在各实施方式中,说明了弹性波谐振器4、4A包括反射多层膜30例子。但是,在本公开中并不限于此,弹性波谐振器4、4A的固定基板36也可以在Si的支撑基板26上直接形成压电体6,或者,也可以代替反射多层膜30而包括由SiO2等构成的绝缘层。
此外,在各实施方式的弹性波谐振器4、4A中,在压电体6中的形成有IDT电极8的区域的里面侧和支撑基板26之间,也可以存在空隙。这种情况下,各实施方式的弹性波谐振器4、4A也可以是例如在包括凹部的支撑基板26上配置了压电体6的所谓的膜状。
<通信装置和分波器结构的概要>
图6是本公开的实施方式的通信装置40的主要部分的框图。通信装置40使用无线电波进行无线通信。分波器42具有在通信装置40中对发送频率的信号和接收频率的信号进行分波的功能。
在通信装置40中,通过RF-IC44,对包括要发送的信息的发送信息信号TIS进行调制以及频率提升(转换为具有载波频率的高频信号),从而成为发送信号TS。发送信号TS通过带通滤波器46,去除发送用的通带以外的非必要成分,并通过放大器48放大,输入至分波器42。分波器42从输入的发送信号TS中去除发送用的通带以外的非必要成分,并输出到天线50。天线50将输入的电信号(发送信号TS)转换成无线信号并发送。
在通信装置40中,通过天线50接收到的无线信号通过天线50被转换为电信号(接收信号RS),并输入至分波器42。分波器42从输入的接收信号RS中去除接收用的通带以外的非必要成分,并输出到放大器52。输出的接收信号RS通过放大器52被放大,通过带通滤波器54去除接收用的通带以外的非必要成分。然后,通过RF-IC44进行频率降低以及解调,将接收信号RS转化为接收信息信号RIS。
此外,发送信息信号TIS以及接收信息信号RIS可以是包括适当信息的低频信号(基带信号),例如为模拟的声音信号或数字化的声音信号。无线信号通带可以遵循诸如UMTS(Universal Mobile Telecommunications System,通用移动电信***)等各种标准。调制方式可以是相位调制、振幅调制、频率调制或它们中的任意两个以上的组合。
图7是表示本公开的一个实施方式的分波器42的结构的电路图。分波器42是在图6中通信装置40所使用的分波器42。
如图7所示,发送滤波器56包括:串联谐振器S1~S3以及并联谐振器P1~P3。分波器42主要由天线端子58、发送端子60、接收端子62、配置在天线端子58与发送端子60之间的发送滤波器56以及配置在天线端子58与接收端子62之间的接收滤波器64构成。来自放大器48的发送信号TS被输入到发送端子60,被输入至发送端子60的发送信号TS在发送滤波器56中被去除用于发送的通带以外的非必要成分,并被输出到天线端子58。另外,接收信号RS从天线50被输入到天线端子58,在接收滤波器64中去除用于接收的通带以外的非必要成分,并输出到接收端子62。
发送滤波器56例如由梯型弹性滤波器构成。具体地,发送滤波器56包括:在其输入侧和输出侧之间串联连接的3个串联谐振器S1、S2、S3;以及,设置在串联臂和基准电位部G之间的3个并联谐振器P1、P2、P3;串联臂为用于连接串联谐振器的布线。即,发送滤波器56是具有三级结构的梯型滤波器。然而,在发送滤波器56中,梯型滤波器的级数是任意的。
并联谐振器P1~P3和基准电位部G之间设置有电感器L。通过将该电感器L的电感设置为预定大小,在发送信号的通带之外形成衰减极点,从而增加频带之外的衰减。多个串联谐振器S1~S3以及多个并联谐振器P1~P3分别由弹性波谐振器形成。
接收滤波器64例如包括:多模式型弹性波滤波器66和与其输入侧串联连接的辅助谐振器68。此外,在本实施方式中,多模式包括双重模式。多模式型弹性波滤波器66具有平衡-不平衡转换功能,接收滤波器64连接到输出平衡信号的两个接收端子62。接收滤波器64不限于由多模式型弹性波滤波器66构成,可以由梯型滤波器构成,也可以是不具有平衡-不平衡转换功能的滤波器。
由电感器等构成的阻抗匹配电路可以***发送滤波器56、接收滤波器64以及天线端子58之间的连接点与接地电位部G之间。
上述各实施方式的弹性波滤波器是例如由图6所示的分波器42中的发送滤波器56,或,接收滤波器64中的至少一个的梯型滤波器电路构成的弹性波元件。在发送滤波器56或接收滤波器64中的任一个为上述各实施方式的弹性波滤波器的情况下,则该滤波器包括的弹性波谐振器中的全部或至少一部分是上述各实施方式的弹性波谐振器4、4A~4G。
通过采用包括这种发送滤波器56或接收滤波器64的分波器42,可以提升通信装置40的滤波器特性。
本发明并不限于上述各实施方式,可以在权利要求所示的范围内进行各种变更;将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当地组合而得到的实施方式也被包括在本发明的技术范围内。
附图标记说明
2弹性波滤波器,4、4A~4G弹性波谐振器,6压电体,8IDT电极,14电极指,14A第一电极指组,14B第二电极指组,14C中间电极指组,18反射器,24电极指配置区域,24A第一区域,24B第二区域,24C中间区域,26支撑基板,30反射多层膜,38保护膜,40通信装置,42分波器,44RF-IC,50天线,56发送滤波器,58天线端子,64接收滤波器。
Claims (16)
1.弹性波谐振器,包括:
压电体;和,
位于所述压电体上且在弹性波的传播方向排列的多个电极指;
多个电极指包括:第一电极指组;和,形成于该第一电极指组的各电极指之间的第二电极指组;
所述第一电极指组的电极指的占空比基于第一变化量,朝向所述传播方向的任一个方向逐渐变化;所述第二电极指组的电极指的占空比基于与所述第一变化量不同的第二变化量,朝向所述传播方向的任一个方向逐渐变化;
在所述多个电极指所在的区域中,各所述电极指间的间距变化,以消除由所述电极指的占空比的差异引起的对谐振频率差异的作用。
2.根据权利要求1所述的弹性波谐振器,所述多个电极指所在的区域的80%以上中的所述弹性波的主谐振的谐振频率相同。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波谐振器,所述多个电极指所在的区域包括:第一区域,所述第一电极指组的电极指的占空比朝向第一方向逐渐增加,所述第一方向为所述传播方向中的一个方向;和,第二区域,所述第一电极指组的电极指的占空比朝向所述第一方向逐渐减少。
4.根据权利要求3所述的弹性波谐振器,在所述第一区域中,所述第二电极指组的电极指的占空比朝向所述第一方向逐渐增加;在所述第二区域中,所述第二电极指组的电极指的占空比朝向所述第一方向逐渐减少。
5.根据权利要求3所述的弹性波谐振器,在所述第一区域中,所述第二电极指组的电极指的占空比朝向所述第一方向逐渐减少;在所述第二区域中,所述第二电极指组的电极指的占空比朝向所述第一方向逐渐增加。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的弹性波谐振器,所述第一电极指组的电极指中的占空比的最大值与最小值之差与所述第二电极指组的电极指中的占空比的最大值与最小值之差不同。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的弹性波谐振器,所述第一电极指组的电极指中的占空比的最大值与所述第二电极指组的电极指中的占空比的最大值不同。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的弹性波谐振器,所述第一电极指组的电极指中的占空比的最小值与所述第二电极指组的电极指中的占空比的最小值不同。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的弹性波谐振器,所述第一电极指组的电极指中的占空比的最大值大于所述第二电极指组的电极指中的占空比的最大值;
所述第一电极指组的电极指中的占空比的最小值小于所述第二电极指组的电极指中的占空比的最小值。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的弹性波谐振器,在所述压电体上包括IDT电极,所述IDT电极包括所述多个电极指的至少一部分。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的弹性波谐振器,在所述压电体上包括:IDT电极,所述IDT电极包括所述多个电极指的一部分;以及,一对反射器,所述一对反射器相对于所述IDT电极位于所述传播方向的两端,分别包括所述多个电极指的另外一部分。
12.根据权利要求10或11所述的弹性波谐振器,所述IDT电极包括:第一汇流条;和,与该第一汇流条对置的第二汇流条;
所述第一电极指组的电极指的至少一部分从所述第一汇流条延伸,所述第二电极指组的电极指的至少一部分从所述第二汇流条延伸。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的弹性波谐振器,所述压电体的厚度为任意一个所述电极指间的间距以下的厚度。
14.弹性波滤波器,包括至少一个以上的权利要求1至13中任一项所述的弹性波谐振器。
15.分波器,包括:
天线端子;
发送滤波器,对发送信号进行滤波并输出至所述天线端子;和,
接收滤波器,对来自所述天线端子的接收信号进行滤波;
所述发送滤波器以及所述接收滤波器中的至少一个包括权利要求14所述的弹性波滤波器。
16.通信装置,包括:
天线;
权利要求15所述的分波器,所述天线端子连接至所述天线;
和,与所述发送滤波器以及所述接收滤波器连接的IC。
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2021
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