CN1494210A - 表面声波滤波器及具有其的表面声波双工器 - Google Patents

表面声波滤波器及具有其的表面声波双工器 Download PDF

Info

Publication number
CN1494210A
CN1494210A CNA031264875A CN03126487A CN1494210A CN 1494210 A CN1494210 A CN 1494210A CN A031264875 A CNA031264875 A CN A031264875A CN 03126487 A CN03126487 A CN 03126487A CN 1494210 A CN1494210 A CN 1494210A
Authority
CN
China
Prior art keywords
series arm
resonator
acoustic wave
electrode
surface acoustic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA031264875A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100596021C (zh
Inventor
堤润
井上将吾
־
松田隆志
上田政则
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Fujitsu Media Devices Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd, Fujitsu Media Devices Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of CN1494210A publication Critical patent/CN1494210A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100596021C publication Critical patent/CN100596021C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/70—Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/72—Networks using surface acoustic waves
    • H03H9/725—Duplexers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
    • H03H9/6423—Means for obtaining a particular transfer characteristic
    • H03H9/6433—Coupled resonator filters
    • H03H9/6483—Ladder SAW filters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

一种表面声波滤波器包括以梯型结构相连的多个串联支路谐振器和多个并联支路谐振器，每个谐振器都具有一形成在压电基板上的交指型变换器，并且至少一个串联支路谐振器具有和其他串联支路谐振器不同的静态电容。在该表面声波滤波器中，除去位于梯型结构中的第一级的串联支路谐振器以外，至少一个串联支路谐振器的平均谐振频率比其他串联支路谐振器的低。

Description

表面声波滤波器及具有其的表面声波双工器
技术领域
本发明总体上涉及表面声波滤波器，更具体来说，涉及用于移动通信设备的高频单元的表面声波滤波器，这种表面声波滤波器的滤波特性需要具有高形状因数。本发明还涉及具有该表面声波滤波器的表面声波双工器(天线双工器)。
背景技术
现在，移动通信***的发射波段和接收波段彼此非常接近，这样，可以高效利用有限的频率波段区域。例如，在北美的PCS(个人通信业务)中，尽管通带位于1.9GHz，发射波段和接收波段之间的频隙仅为20MHz。
为了避免这样的移动通信***中的串扰，在分离发射信号和接收信号的天线双工器中，通带到阻带之间的频率区域(过渡区域)需要非常窄。
为生产这种天线双工器，传统上一直采用介质滤波器或膜体声波谐振器(FBAR)。
然而，采用介质滤波器，天线双工器的体积会很大。采用FBAR，除去体积大的问题之外，还有必要高精度地控制膜的厚度，从而降低了产品合格率，提高了产品的成本。
鉴于上述事实，越来越多的天线双工器采用表面声波滤波器来生产，从而可以获得更小、更薄的天线双工器，而且产品合格率也很高。
不过，通常，和包括介质元件或FBAR的滤波器器件相比，表面声波滤波器的带通特性具有比较差的形状因数。因此，为了以高合格率生产体积小、成本低的天线双工器，必需改进每个表面声波滤波器的带通特性的形状因数。
另一个需要改进带通特性的形状因数的原因是，天线双工器直接位于天线之前。因此，每个天线双工器都需要具有比级间滤波器更小的损耗和更高的衰减特性。
针对这些原因，迫切需要开发一种表面声波滤波器，其带通特性具有优良的形状因数。
发明内容
因此，本发明的目的就是提供一种表面声波滤波器和具有该表面声波滤波器的表面声波双工器，在其中消除了上面的缺点。
本发明的一个更具体的目的是提供一种表面声波滤波器，其带通特性具有改进的形状因数。
本发明的另一个具体目的是提供一种体积小、成本低的表面声波双工器，其采用了上面的表面声波滤波器。
本发明的上述目的采用一种表面声波滤波器来实现，这种表面声波滤波器包括以梯型结构相连的多个串联支路(series-arm)谐振器和多个并联支路(parallel-arm)谐振器，每个谐振器都具有一形成在压电基板上的交指型变换器，并且至少一个串联支路谐振器具有和其他的串联支路谐振器不同的静态电容，其中，除去位于梯型结构中的第一级的串联支路谐振器以外，至少一个串联支路谐振器的平均谐振频率比其他串联支路谐振器的低。
本发明的上述目的还可采用一种表面声波滤波器来实现，这种表面声波滤波器包括以梯型结构相连的多个串联支路谐振器和多个并联支路谐振器，每个谐振器都具有一形成在压电基板上的交指型变换器，并且至少一个串联支路谐振器具有与其他的串联支路谐振器不同的静态电容，其中，除去位于梯型结构中的第一级的串联支路谐振器以外，至少一个串联支路谐振器具有一交指型变换器，该交指型变换器的电极指间距比其他串联支路谐振器的交指型变换器的电极指间距的平均值长。
本发明的上述目的还可采用一种表面声波滤波器来实现，这种表面声波滤波器包括以梯型结构相连的多个串联支路谐振器和多个并联支路谐振器，每个谐振器都具有一形成在压电基板上的交指型变换器，并且位于末级的串联支路谐振器的静态电容比其他串联支路谐振器的小，其中，除去位于梯型结构中的第一级的串联支路谐振器以外，至少一个串联支路谐振器具有一交指型变换器，该交指型变换器的电极指间距比其他串联支路谐振器的交指型变换器的电极指间距的平均值长。
本发明的上述目的还可采用一种表面声波双工器来实现，这种表面声波双工器包括两个具有不同通带的滤波器，这两个滤波器之一位于较低频率侧，其包括一表面声波滤波器，该表面声波滤波器包括以梯型结构相连的多个串联支路谐振器和多个并联支路谐振器，每个谐振器都具有一形成在压电基板上的交指型变换器，并且至少一个串联支路谐振器具有和其他串联支路谐振器不同的静态电容，其中，除去位于梯型结构中的第一级的串联支路谐振器以外，至少一个串联支路谐振器的平均谐振频率比其他串联支路谐振器的低。
本发明的上述目的还可采用一种表面声波双工器来实现，这种表面声波双工器包括两个具有不同通带的滤波器，这两个滤波器之一位于较低频率侧，其包括一表面声波滤波器，该表面声波滤波器包括以梯型结构相连的多个串联支路谐振器和多个并联支路谐振器，每个谐振器都具有一形成在压电基板上的交指型变换器，并且至少一个串联支路谐振器具有和其他串联支路谐振器不同的静态电容，其中，除去位于梯型结构中第一级的串联支路谐振器以外，至少一个串联支路谐振器具有一交指型变换器，该交指型变换器的电极指间距比其他串联支路谐振器的交指型变换器的电极指间距的平均值长。
本发明的上述目的还可采用一种表面声波双工器来实现，这种表面声波双工器包括两个具有不同通带的滤波器，这两个滤波器之一位于较低频率侧，其包括一表面声波滤波器，该表面声波滤波器包括以梯型结构相连的多个串联支路谐振器和多个并联支路谐振器，每个谐振器都具有一形成在压电基板上的交指型变换器，并且位于末级的串联支路谐振器的静态电容比其他串联支路谐振器的小，其中，除去位于梯型结构中的第一级的串联支路谐振器以外，至少一个串联支路谐振器具有一交指型变换器，该交指型变换器的电极指间距比其他串联支路谐振器的交指型变换器的电极指间距的平均值长。
附图说明
结合附图阅读下面的详细说明，本发明的其他目的、特征和优点将显得更加清楚，图中：
图1是显示“形状因数”是什么的曲线图；
图2是依照本发明的第一实施例的梯型SAW滤波器器件的俯视图；
图3是图2中的梯型SAW滤波器器件的电路图；
图4是图2中的梯型SAW滤波器器件的另一个电路图；
图5是具有单级结构的梯型滤波器的原理图；
图6是显示图5中的梯型滤波器的导纳特性和滤波特性的曲线图；
图7是显示依照本发明的第一实施例的另一梯型滤波器的导纳特性和滤波特性的曲线图；
图8是显示依照本发明的第一实施例的又一梯型滤波器的导纳特性和滤波特性的曲线图；
图9是显示图8中的梯型滤波器的导纳特性和滤波特性的曲线图，该滤波器的串联支路谐振器Sb的静态电容增加了；
图10是显示导纳特性和滤波特性的曲线图，根据表1中所示的设计参数制造图2中的梯型SAW滤波器器件，可获得这里的导纳特性和滤波特性；
图11是一串联支路谐振器的俯视图，其中保持IDT 11的两个电极指的总宽度为电极指间距的15％到25％；
图12是在IDT中具有哑电极的串联支路谐振器的俯视图；
图13A和13B是显示图2中的梯型SAW滤波器器件的具体示例的导纳特性和滤波特性的曲线图；
图14是一曲线图，其显示相对于依照本发明的第二实施例的梯型SAW滤波器器件的一个串联支路谐振器的电极指间距的变化率，高频侧过渡区中(通带中的-3dB点和-40dB点之间的频率宽度)的滤波特性的频率宽度的相对波动；
图15是图示依照本发明的第三实施例的天线双工器的结构的框图；以及
图16是显示图15中所示的天线双工器的低频滤波器和高频滤波器的滤波特性的曲线图。
具体实施方式
首先，需要定义“形状因数”。
本发明尤其将改进高频侧的通带和阻带之间的区域中的形状因数。在本发明中，形状因数定义为通带中的高频侧的-3dB点和-40dB点之间的频率差Δf。这样，当频率差Δf减小时，通带到阻带的变化或斜率将变陡。频率差Δf越小，形状因数越好。频率差Δf也被称作过渡区。
下面是参考附图对本发明的优选实施例的说明。
(第一实施例)
图2是依照本发明的第一实施例的梯型表面声波(SAW)滤波器器件1的俯视图。如图2中所示，在梯型结构中，梯型表面声波(SAW)滤波器器件1包括4个以串联支路布置的串联支路谐振器S1至S4，和2个以并联支路布置的并联支路谐振器P1和P2。
这里，将解释梯型SAW滤波器的串联支路谐振器。图2中所示的梯型SAW滤波器器件1具有从串联支路谐振器S1开始的4级结构，其电路结构可以表示为S-P-P-S-S-P-P-S，其中每个串联支路谐振器用S表示，每个并联谐振器用P表示。图3显示了该结构的电路图。图2中所示的梯型SAW滤波器器件1将每两个相邻并联支路谐振器(P01和P02/P03和P04)组合成一个并联支路谐振器P1/P2。这种具有4级结构的梯型SAW滤波器器件1包括4个串联支路谐振器，分别称作S1、S2、S3和S4，当从输入侧观看时，按此顺序排列，如图2中所示。不过，在天线双工器滤波器中，可将每个串联支路谐振器分成两个，从而增加其功率持久性。图4图示了一种结构，当把图2中的梯型SAW滤波器器件中的每个串联支路谐振器分成两个时，即可实现该结构。在该结构中，每两个相邻的串联支路谐振器被当作一组，将4组串联支路谐振器称作S1至S4，如图4中所示。每组串联支路谐振器的电极指间距由相应两个串联支路谐振器的电极指间距的平均值确定。这也适用于每个串联支路谐振器被分成3个或更多个的情形。
在本实施例的梯型表面声波滤波器器件1中，串联支路谐振器S1至S4和并联支路谐振器P1和P2每个都具有一交指型变换器(ITD)11，该交指型变换器具有单电极结构并位于压电基板10上。另外，反射器R11和R12每个都具有一格型(lattice-like)反射器电极12，并且沿表面声波(SAW)传播的方向设置在IDT 11之前和之后。反射器R11和R12用来更安全地将表面声波封闭在谐振器S1、P1和P2中。因此，梯型SAW滤波器的带通特性的形状因数可由反射器R11和R12大大增加。
例如，压电基板10可以是42°Y切割X传播(42°Y-cutX-propagation)LiTaO3基板。
如果梯型SAW滤波器器件1中的串联支路谐振器S1至S4的静态电容不一致，当使所有串联支路谐振器S1至S4的电极指间距一致时，形状因数不一定会被优化。不过，在这种情况下，通过改变至少一个串联支路谐振器(例如，S3)的电极指间距，可以改进形状因数。如果在所有的串联支路谐振器S1至S4中，静态电容、电极指交叉部分的宽度和电极指对的数量基本一致，通过使所有串联支路谐振器S1至S4的交指型变换器的电极指间距一致，可以优化高频侧的形状因数。
可以根据串联支路谐振器S和并联支路谐振器P的导纳特性对此加以解释。在下面的说明中，用S表示任一串联支路谐振器，用P表示任一并联支路谐振器。
图5图示了串联支路谐振器S和并联支路谐振器P的导纳特性与一梯型SAW滤波器100(以下简称为“梯型滤波器100”)的滤波特性之间的关系，该梯型滤波器100具有单级结构，并包括所述串联支路谐振器S和所述并联支路谐振器P。如图5中所示，单级结构的梯型滤波器100具有一个串联支路谐振器S和一个并联支路谐振器P。在图5中，箭头方向表示梯型滤波器100中的电流的方向。
图6显示了图5中所示的梯型滤波器100的导纳特性(也称作导纳幅值)和滤波特性(也称作滤波器***损耗)。如从图6中所能看到的，表示串联支路谐振器S的导纳特性的曲线和表示并联支路谐振器P的导纳特性的曲线的交点C处的频率，和梯型滤波器100的滤波特性中的“肩”点K处的频率相同。这是因为，在低于交点C的频率的任何频率处，串联支路谐振器S的导纳幅值都比并联支路谐振器P的大。当串联支路谐振器S的导纳幅值比并联支路谐振器P的大时，大部分电流都流向串联支路谐振器S。另一方面，在高于交点C的频率的任何频率处，并联支路谐振器P的导纳幅值比串联支路谐振器S的大。在这种情况下，大部分电流都流向并联支路谐振器P。结果，比交点C的频率高的区域成为阻带，滤波器的***损耗相应增加了。在交点C(或滤波特性中的“肩”点K)处，流向串联支路谐振器S的电流和流向并联支路谐振器P的电流相等，***损耗大约为-3dB。
滤波特性的衰减极点D处的频率也和串联支路谐振器S的反谐振点ARs处的频率相同。因此，滤波特性的形状因数(过渡区)由串联支路谐振器S的反谐振点ARs与串联支路谐振器S和并联支路谐振器P的导纳特性的交点C之间的频率差Δf确定。
接下来，将说明多级结构的梯型滤波器(以下称作“梯型滤波器200”)的滤波特性和导纳特性。在标准多级结构的梯型滤波器200中，如果多个串联支路谐振器S的静态电容一致，则所有串联支路谐振器S的导纳也相同。因此，每个串联支路谐振器S和每个并联支路谐振器P的导纳特性(导纳幅值)和图6中所示的曲线相同。
不过，在多级结构的梯型滤波器200中，如果一个或更多串联支路谐振器S具有和其他串联支路谐振器不同的静态电容(具有不同静态电容的谐振器是Sa)，串联支路谐振器Sa的导纳特性就和图7中所示的导纳特性曲线相同。更具体地，在串联支路谐振器Sa的谐振点Rsa和反谐振点ARsa处的频率(分别是谐振频率和反谐振频率)，和具有一致静态电容的梯型滤波器的相应频率相同，但是串联支路谐振器S和Sa与并联支路谐振器P的导纳特性有两个或更多个交点。这在滤波特性中产生了两个或更多个“肩”点K，滤波特性曲线的“肩”变得更钝了。结果，形状因数恶化了(参看图7中的虚线)。
为解决这个问题，在本实施例中，将至少一个串联支路谐振器(该串联支路谐振器是Sb)的谐振频率设置得稍微低于其他的串联支路谐振器S的谐振频率。换言之，串联支路谐振器Sb的每个电极指间距被设置得稍微长于其他串联支路谐振器S的每个电极指间距。下文中将具有这种结构的梯型滤波器称作梯型滤波器300。将串联支路谐振器Sb的谐振频率设得较低时，串联支路谐振器Sb的反谐振频率也变低了。因此，对应于反谐振频率的滤波特性的衰减极点D出现在较低频率点处，从而改进了形状因数，如图8中所示。另外，在此结构中，在串联支路谐振器Sb和并联支路谐振器P的导纳特性中出现了另一个交点。这又改进了形状因数，因为衰减极点D移向低频侧的效应大于滤波特性的“肩”点K变钝的效应。
如上所述，在不是所有的串联支路谐振器S的静态电容都相同的情况下，可以通过降低至少一个串联支路谐振器的谐振频率(或通过延长每个电极指间距)来改进形状因数。
另外，在多级结构中的末级串联支路谐振器(末级串联支路谐振器为谐振器Sn)的静态电容降低，以至高频滤波器(例如，接收滤波器)的通带中的阻抗逼近无穷时，和上述效果一样，通过降低至少一个串联支路谐振器Sb的谐振频率(或通过延长每个电极指间距)，可以改进形状因数。末级串联支路谐振器Sn具有减小的静态电容的结构通常用于具有表面声波滤波器的天线双工器的低频滤波器(例如，发射滤波器)。
下面，将说明改变多级结构梯型滤波器300中的一个串联支路谐振器Sb的谐振频率(或电极指间距)的过程。在此实施例中，如果梯型滤波器300有n级，改变第二级到末级的串联支路谐振器(这些串联支路谐振器用S2至Sn表示)的谐振频率(或电极指间距)，而不改变第一级的串联支路谐振器(该串联支路谐振器是S1)的谐振频率(或电极指间距)。这是因为，为获得天线双工器，除了高形状因数外，还需要高功率持久性。梯型滤波器300的功率持久性主要由串联支路谐振器S1的功率持久性确定，该串联支路谐振器S1最靠近功率输入。如果改变了串联支路谐振器S1的电极指间距，也就大大改变了串联支路谐振器S1的功率消耗。结果，所述天线双工器的功率持久性可能恶化。另一方面，如果改变第二级到末级的串联支路谐振器S2至Sn的谐振频率(或电极指间距)，串联支路谐振器S2至Sn的功耗的确会改变，但是功率持久性不会恶化很多。这是因为，串联支路谐振器S2至Sn与功率输入间有一距离。因此，在此实施例中，改变了功耗相对较小的第二级至末级串联支路谐振器S2至Sn之一的电极指间距，从而可以防止功率持久性的恶化，并且可以提高形状因数。
在此实施例中，简单地通过改变串联支路谐振器之一Sb的谐振频率，可以提高滤波特性的形状因数，如图8中所示。然而，当改变一个串联支路谐振器Sb的谐振频率时，和并联支路谐振器P的导纳特性会形成两个或更多个交点。因此，在此实施例中，将谐振频率被改变的串联支路谐振器Sb的静态电容设置得比其他串联支路谐振器S的静态电容的平均值要大。图9显示了串联支路谐振器S、Sa和Sb及并联支路谐振器P的导纳特性和滤波特性，这对应于将谐振频率被改变的串联支路谐振器Sb的静态电容设置得大于其他串联支路谐振器S的静态电容的平均值的情况。从图9中可清楚地看到，串联支路谐振器Sb的静态电容增加后，其谐振频率和反谐振频率保持不变，并且导纳特性中的交点也和先前的相同。换言之，和导纳特性的交点数看来似乎减少了。这证明：通过增加其谐振频率被改变的串联支路谐振器Sb的静态电容，滤波特性曲线的“肩”点变得更加尖锐了，形状因数也被改进了。
接下来，将说明对本实施例的梯型滤波器进行仿真的结果。在这些仿真中，采用图2中所示的具有4级结构的梯型SAW滤波器器件1作为仿真模型。在图2中所示的梯型SAW滤波器器件1中，对应于两组相邻的串联支路谐振器(S1和S2/S3和S4)的并联支路谐振器P1和P2，每个都具有并联连接(参看图3)的一组两个并联支路谐振器(P01和P02/P03和P04)。因此，图2中所示的结构外观上具有两个并联支路谐振器P1和P2。具有这种4级结构的梯型SAW滤波器器件1可以被容易地用作天线双工器。表1显示了该梯型SAW滤波器器件1的串联支路谐振器S1至S4和并联支路谐振器P1和P2的设计参数。在表1所示的设计参数中，将串联支路谐振器S1的静态电容和电极指间距(初始值)用作其他谐振器的静态电容和电极指间隔的参考值。
表1
梯型SAW滤波器器件1的设计参数
S1  S2  S3  S4  P1  P2
静态电容(S1的静态电容为1) 1  1  1  0.75  0.8  0.8
电极指间距(S1的间距为1：初始值) 1  1  1  1  1.02  1.02
从表1中可清楚地看到，在梯型SAW滤波器器件1中，位于4级结构中的末级的串联支路谐振器S4的静态电容小于其他串联支路谐振器S1至S3的静态电容的平均值。
采用表1中所示的设计参数，当将位于4级结构中的第三级的串联支路谐振器S3的电极指间距缩短或延长0.3％(或者将串联支路谐振器S3的谐振频率增大或减小)时，所获得的滤波特性如图10所示。从图10中可清楚地看到，当将串联支路谐振器S3的每个电极指间距延长0.3％时，在梯型SAW滤波器器件1的滤波特性中的-3dB至-40dB之间的过渡区变得更窄了。从而，改进了形状因数。这是因为，在滤波特性中，-3dB附近的曲线的“肩”K基本保持不变，而衰减极点D向较低频率侧移动了。另一方面，当串联支路谐振器S3的每个电极指间距缩短0.3％时，滤波特性的形状因数基本保持不变。
如上所述，在本实施例的具有4级结构的梯型SAW滤波器器件1中，在末级的串联支路谐振器S4的静态电容小于其他串联支路谐振器S1至S3的静态电容的情况下，通过将第三级的串联支路谐振器S3的每个电极指间距设置得长于其他串联支路谐振器的每个电极指间距，可以改进滤波特性的形状因数。
在图2中所示的梯型SAW滤波器器件1中，若梯型SAW滤波器器件1中至少一个串联支路谐振器的IDT 11满足下面的表达式(1)(该串联支路谐振器为Sc)，可以进一步增加滤波特性的形状因数：
W/L≤25  (％)    …(1)
若满足表达式(1)，就减小了谐振器中相对于传播方向的横向的泄漏损失。这样，可进一步增加滤波特性的形状因数。在表达式(1)中，W表示IDT 11中的电极指的总宽度，L表示IDT 11沿SAW传播方向的长度。
换言之，通过满足下面的表达式(2)，可以进一步改进梯型SAW滤波器器件1的滤波特性：
wa≤25  (％)  …(2)
(wa＝2w/pi×100(％))
其中，w表示IDT 11中每一个电极指的宽度，pi表示每个电极指间距，wa表示在串联支路谐振器Sc中，两个电极指的总宽度和一个间距pi的比率(下文中将此比率称作“图形宽度”(pattern width))。
不过，在图形宽度wa小于15％的情况下，串联支路谐振器Sc中的电极指阻抗增加了，从而***损耗也增加了。因此，图形宽度wa(或W/L)优选地应该是15％或更高。虽然在表达式(2)中将图形宽度wa的上限设为25％，将图形宽度wa设为22.5％更为合适。图11中显示了具有这种结构的串联支路谐振器Sc。
这样，将串联支路谐振器Sc的IDT 11的图形宽度wa设计为15％至25％，从而减小了在该谐振器中相对于传播方向的横向的泄漏损失。结果，改进了滤波特性的形状因数。这里，IDT 11中的所有电极指具有满足根据表达式(2)的条件的相同宽度，或者所述多个电极指的总宽度满足根据表达式(1)的条件。在后一种情形中，电极指具有不一致的宽度。也可以将这种结构和上面所述的结构相组合，以进一步改进滤波特性的形状因数。这样，可将天线双工器形成在一***中，该***具有彼此非常接近的发射波段和接收波段。
在此实施例中，通过在至少一个串联支路谐振器的IDT(所述至少一个串联支路谐振器为Sd，所述IDT为11a)中的电极非交叉部分设置哑电极13，也可以增加高频侧的滤波特性的形状因数。哑电极13对SAW的激发没有作用。有了哑电极13，就创建了一SAW引导模式，并且可以将受激的SAW更安全地封闭在谐振器中。在IDT 11a中，每个电极指非交叉部分应为每个电极指间距的1.5至4.5倍长。另外，每个哑电极13应位于IDT 11a中的每个对应的电极指的顶端的相对侧。
图12显示了这种串联支路谐振器Sd的结构。可以将具有哑电极13的串联支路谐振器Sd与任何已经提到的结构相组合，以便滤波特性能有一个优良的形状因数。有了这样优良的形状因数，就可将天线双工器形成在一***中，该***具有彼此非常接近的发射波段和接收波段。另外，这样的天线双工器可以做得很小，并且以很低的成本生产。
下面将更加详细地说明梯型SAW滤波器器件1的结构。在图2中所示的梯型SAW滤波器器件1中，串联支路谐振器S1、S2和S4的电极指间距都是2.12μm长，而串联支路谐振器S3的每个电极指间距则是2.13μm长。若串联支路谐振器S1的静态电容为1，则串联支路谐振器S2至S4的相对静态电容分别为1、1和0.75。并联支路谐振器P1和P2的电极指间距都是2.16μm，相对静态电容都是0.8。
图13A和13B中显示了具有这种结构的梯型SAW滤波器器件1的滤波特性。为了对比，在图13A和13B中，用虚线表示当串联支路谐振器S1至S4的电极指间距均为2.12μm时所获得的滤波特性，作为常规的示例。图13B是显示图13A中注意区域的放大版的曲线图。从图13A和13B中可清楚地看到，通过延长串联支路谐振器S1至S4之中的串联支路谐振器S3的每个电极指间距，减小了通带中高频侧的-3dB点和-40dB点之间的频率差Δf。从而，改进了滤波特性的形状因数。
(第二实施例)
下面参考图14，详细说明形式为梯型SAW滤波器器件2的本发明的第二实施例。
本实施例的梯型SAW滤波器器件2的结构和图2中所示的结构基本相同。另外，压电基板10是42°Y切割X传播LiTaO3基板，这和第一实施例中的相同。
在此结构中，串联支路谐振器S1、S2和S4的电极指间距均为2.12μm，只改变了串联支路谐振器S3的每个电极指间距。若串联支路谐振器S1的静态电容为1，则串联支路谐振器S2至S4的相对静态电容分别为1、1和0.75。同时，并联支路谐振器P1和P2的电极指间距均为2.16μm，相对静态电容是0.8。
相对于具有上面的结构的梯型SAW滤波器器件2中的串联支路谐振器S3的每个电极指间距的变化率，高频侧过渡区中滤波特性的频率宽度(通带中的-3dB点和-40dB点之间的频率宽度)的相对波动显示在图14中。通过延长串联支路谐振器S3的每个电极指间距(延长长度为串联支路谐振器S2至S4的电极指间距的平均长度的0％到1％)，可以改进高频侧的形状因数。本实施例的其他方面和第一实施例的对应方面相同，因此，这里略去了对这些内容的说明。
(第三实施例)
下面参考图15和16，详细说明本发明的第三实施例。在此实施例中，第一实施例的梯型SAW滤波器器件1用作相对较低频率侧的滤波器1a，纵向耦合的SAW谐振器滤波器用作相对较高频率侧的滤波器1b。这些滤波器被安装在一个封装中，以形成1.9GHz波段天线双工器1A。图15显示了依照本实施例的这种天线双工器1A。
图16中显示了这种天线双工器1A的滤波特性。从图16中可清楚地看到，低频侧的滤波器1a的高频侧形状因数是优良的。因此，尽管发射波段和接收波段之间的频隙只有20MHz，在接收波段中，本实施例的天线双工器1A的衰减率却保持在-40dB或更高。因此，采用第一实施例的梯型SAW滤波器器件1，可以实现体积小、成本低的天线双工器。本实施例的结构的其他方面和第一实施例的对应方面相同，因此，这里略去对这些内容的说明。本实施例也可应用于采用第二实施例的梯型SAW滤波器器件2的天线双工器。
尽管已经显示并说明了几个本发明的优选实施例，本领域内的熟练技术人员应该清楚，在不偏离由权利要求及其等同物所限定的本发明的原则和精神的条件下，可以对这些实施例进行改变。
本发明基于2002年9月30日提交的日本专利申请2002-284867，其全部内容已通过引用合并于此。

Claims (23)

1.一种表面声波滤波器，其包括：
以梯型结构相连的多个串联支路谐振器和多个并联支路谐振器，每个谐振器都具有一形成在压电基板上的交指型变换器，并且至少一个串联支路谐振器具有和其他串联支路谐振器不同的静态电容，
其中，除去位于梯型结构中的第一级的串联支路谐振器以外，至少一个串联支路谐振器的平均谐振频率比其他串联支路谐振器的低。
2.一种表面声波滤波器，其包括：
以梯型结构相连的多个串联支路谐振器和多个并联支路谐振器，每个谐振器都具有一形成在压电基板上的交指型变换器，并且至少一个串联支路谐振器具有和其他串联支路谐振器不同的静态电容，
其中，除去位于梯型结构中的第一级的串联支路谐振器以外，至少一个串联支路谐振器具有一交指型变换器，该交指型变换器的电极指间距比其他串联支路谐振器的交指型变换器的电极指间距的平均值长。
3.一种表面声波滤波器，其包括：
以梯型结构相连的多个串联支路谐振器和多个并联支路谐振器，每个谐振器都具有一形成在压电基板上的交指型变换器，并且位于末级的串联支路谐振器的静态电容比其他串联支路谐振器的小，
其中，除去位于梯型结构中的第一级的串联支路谐振器以外，至少一个串联支路谐振器具有一交指型变换器，该交指型变换器的电极指间距比其他串联谐振器的交指型变换器的电极指间距的平均值长。
4.根据权利要求3所述的表面声波滤波器，其中，其交指型变换器的电极指间距比平均值长的串联支路谐振器的静态电容大于其他串联支路谐振器的静态电容的平均值。
5.根据权利要求3所述的表面声波滤波器，其中：
梯型结构包括4级；以及
位于梯型结构中的第三级的串联支路谐振器具有一交指型变换器，该交指型变换器的电极指间距比位于梯型结构中的第二和第四级的串联支路谐振器的交指型变换器的电极指间距的平均值长。
6.根据权利要求5所述的表面声波滤波器，其中，位于梯型结构中的第三级的串联支路谐振器的静态电容大于位于梯型结构中的第一和第二级的串联支路谐振器的静态电容的平均值。
7.根据权利要求5所述的表面声波滤波器，其中：
位于梯型结构中的第三级的串联支路谐振器中的交指型变换器的每个电极指间距，比位于梯型结构中的第二和第四级的串联支路谐振器的交指型变换器的电极指间距的平均值长1％或更少。
8.根据权利要求1所述的表面声波滤波器，其中，至少一个串联支路谐振器具有一交指型变换器，该交指型变换器的电极指宽度是电极指间距的15％到22.5％。
9.根据权利要求8所述的表面声波滤波器，其中，电极指宽度是电极指间距的15％到22.5％的交指型变换器具有宽度一致的电极指。
10.根据权利要求8所述的表面声波滤波器，其中，电极指宽度是电极指间距的15％到22.5％的交指型变换器具有宽度不一致的电极指。
11.根据权利要求1所述的表面声波滤波器，其中，至少一个串联支路谐振器的交指型变换器具有多个哑电极，这些哑电极位于电极指非交叉部分，并且对表面声波的激发没有作用。
12.根据权利要求11所述的表面声波滤波器，其中，每个电极指非交叉部分是所述交指型变换器的电极指间距的1.5至4.5倍长。
13.根据权利要求11所述的表面声波滤波器，其中，每个哑电极面对所述交指型变换器的每个对应的电极指的顶端。
14.根据权利要求1所述的表面声波滤波器，其中，所述串联支路谐振器每个都具有位于沿表面声波传播方向的相对侧的反射器。
15.根据权利要求1所述的表面声波滤波器，其中，所述串联支路谐振器和并联支路谐振器每个的交指型变换器都具有单电极结构。
16.根据权利要求1所述的表面声波滤波器，其中，所述串联支路谐振器和并联支路谐振器的每个的压电基板都由42°Y切割X传播LiTaO3制成。
17.一种表面声波双工器，其包括两个具有不同通带的滤波器，
所述两个滤波器中位于较低频率侧的一个滤波器包括一表面声波滤波器，该表面声波滤波器包括以梯型结构相连的多个串联支路谐振器和多个并联支路谐振器，每个谐振器具有一形成在压电基板上的交指型变换器，并且至少一个串联支路谐振器具有和其他串联支路谐振器不同的静态电容，
其中，除去位于梯型结构中的第一级的串联支路谐振器以外，至少一个串联支路谐振器的平均谐振频率比其他串联支路谐振器的低。
18.根据权利要求2所述的表面声波滤波器，其中，至少一个串联支路谐振器具有一交指型变换器，该交指型变换器的电极指宽度是电极指间距的15％到22.5％。
19.根据权利要求3所述的表面声波滤波器，其中，至少一个串联支路谐振器具有一交指型变换器，该交指型变换器的电极指宽度是电极指间距的15％到22.5％。
20.根据权利要求2所述的表面声波滤波器，其中，至少一个串联支路谐振器的交指型变换器具有多个哑电极，这些哑电极位于电极指的非交叉部分，并且对表面声波的激发没有作用。
21.根据权利要求3所述的表面声波滤波器，其中，至少一个串联支路谐振器的交指型变换器具有多个哑电极，这些哑电极位于电极指的非交叉部分，并且对表面声波的激发没有作用。
22.一种表面声波双工器，其包括两个具有不同通带的滤波器，
所述两个滤波器中位于较低频率侧的一个滤波器包括一表面声波滤波器，该表面声波滤波器包括以梯型结构相连的多个串联支路谐振器和多个并联支路谐振器，每个谐振器具有一形成在压电基板上的交指型变换器，并且至少一个串联支路谐振器具有和其他串联支路谐振器不同的静态电容，
其中，除去位于梯型结构中的第一级的串联支路谐振器以外，至少一个串联支路谐振器具有一交指型变换器，该交指型变换器的电极指间距比其他串联支路谐振器的交指型变换器的电极指间距的平均值长。
23.一种表面声波双工器，其包括两个具有不同通带的滤波器，
所述两个滤波器中位于较低频率侧的一个滤波器包括一表面声波滤波器，该表面声波滤波器包括以梯型结构相连的多个串联支路谐振器和多个并联支路谐振器，每个谐振器具有一形成在压电基板上的交指型变换器，并且位于末级的串联支路谐振器的静态电容比其他串联支路谐振器的小，
其中，除去位于梯型结构中的第一级的串联支路谐振器以外，至少一个串联支路谐振器具有一交指型变换器，该交指型变换器的电极指间距比其他串联支路谐振器的交指型变换器的电极指间距的平均值长。
CN03126487A 2002-09-30 2003-09-28 表面声波滤波器及具有其的表面声波双工器 Expired - Fee Related CN100596021C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002284867A JP3844725B2 (ja) 2002-09-30 2002-09-30 弾性表面波フィルタ、それを有する弾性表面波分波器
JP284867/2002 2002-09-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1494210A true CN1494210A (zh) 2004-05-05
CN100596021C CN100596021C (zh) 2010-03-24

Family

ID=32278303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN03126487A Expired - Fee Related CN100596021C (zh) 2002-09-30 2003-09-28 表面声波滤波器及具有其的表面声波双工器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6975185B2 (zh)
JP (1) JP3844725B2 (zh)
KR (1) KR100701564B1 (zh)
CN (1) CN100596021C (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104104354A (zh) * 2013-04-02 2014-10-15 株式会社村田制作所 弹性波谐振装置以及梯子型滤波器
CN104467734A (zh) * 2014-11-07 2015-03-25 深圳华远微电科技有限公司 Gps和bds用声表面波滤波器及其小型化封装工艺
US9722575B2 (en) 2013-06-27 2017-08-01 Taiyo Yuden Co., Ltd. Duplexer
CN108028642A (zh) * 2015-09-25 2018-05-11 追踪有限公司 带有抑制的剪切模式的saw滤波器
CN108449067A (zh) * 2017-09-11 2018-08-24 京信通信技术(广州)有限公司 体声波滤波器
CN109818595A (zh) * 2018-12-13 2019-05-28 天津大学 一种带阻滤波器及通信设备
CN110995195A (zh) * 2019-11-15 2020-04-10 天津大学 滤波器
CN111327296A (zh) * 2020-02-27 2020-06-23 诺思(天津)微***有限责任公司 体声波滤波器元件及其形成方法、多工器及通讯设备
CN111342791A (zh) * 2018-12-18 2020-06-26 天津大学 消减谐振器的静态电容的方法及装置

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005029249A1 (de) * 2005-06-23 2006-12-28 Epcos Ag SAW-Struktur mit Stummelfingern
JP2007074698A (ja) * 2005-08-08 2007-03-22 Fujitsu Media Device Kk 分波器及びラダー型フィルタ
WO2007049699A1 (ja) * 2005-10-27 2007-05-03 Kyocera Corporation 分波器とそれを用いた通信装置
JP4800026B2 (ja) * 2005-12-16 2011-10-26 三星電子株式会社 複素係数トランスバーサルフィルタおよび周波数変換器
WO2007094368A1 (ja) * 2006-02-16 2007-08-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 弾性表面波デバイス、およびこれを用いた弾性表面波フィルタとアンテナ共用器、並びにこれを用いた電子機器
CN105391421B (zh) 2010-11-09 2018-04-06 天工滤波方案日本有限公司 弹性波装置
JP5679558B2 (ja) * 2011-01-19 2015-03-04 太陽誘電株式会社 分波器
WO2012176455A1 (ja) 2011-06-23 2012-12-27 パナソニック株式会社 ラダー型弾性波フィルタ及びこれを用いたアンテナ共用器
JP5816592B2 (ja) * 2012-05-14 2015-11-18 株式会社村田製作所 チューナブルフィルタ
JP6344161B2 (ja) 2014-09-03 2018-06-20 株式会社村田製作所 ラダー型フィルタ及びデュプレクサ
WO2018147135A1 (ja) * 2017-02-07 2018-08-16 株式会社村田製作所 高周波フィルタ、高周波フロントエンド回路及び通信装置
KR102429897B1 (ko) * 2017-12-12 2022-08-05 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 멀티플렉서, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치
CN111480295B (zh) * 2017-12-13 2023-09-01 株式会社村田制作所 滤波器装置以及多工器
JP7352855B2 (ja) 2019-08-21 2023-09-29 株式会社村田製作所 分波器
CN112073017A (zh) * 2020-07-29 2020-12-11 中北大学 一种具有温度补偿特性的高性能声表面波滤波器及制作方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5313177A (en) * 1992-04-06 1994-05-17 Motorola, Inc. Method and apparatus for an acoustic wave filter
JP3241293B2 (ja) 1997-04-25 2001-12-25 富士通株式会社 弾性表面波素子およびこれを用いた分波器
JP3576367B2 (ja) * 1998-01-30 2004-10-13 沖電気工業株式会社 弾性表面波フィルタ
JP3792409B2 (ja) 1998-10-05 2006-07-05 京セラ株式会社 弾性表面波フィルタ
US6201457B1 (en) * 1998-11-18 2001-03-13 Cts Corporation Notch filter incorporating saw devices and a delay line
DE10010089A1 (de) * 2000-03-02 2001-09-06 Epcos Ag Oberflächenwellenwandler mit optimierter Reflexion
JP3963253B2 (ja) * 2001-12-14 2007-08-22 富士通メディアデバイス株式会社 弾性表面波素子及びこれを用いた分波器
JP3846409B2 (ja) * 2002-02-15 2006-11-15 株式会社村田製作所 弾性表面波装置、通信装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104104354A (zh) * 2013-04-02 2014-10-15 株式会社村田制作所 弹性波谐振装置以及梯子型滤波器
US9722575B2 (en) 2013-06-27 2017-08-01 Taiyo Yuden Co., Ltd. Duplexer
CN104467734A (zh) * 2014-11-07 2015-03-25 深圳华远微电科技有限公司 Gps和bds用声表面波滤波器及其小型化封装工艺
CN104467734B (zh) * 2014-11-07 2017-10-20 深圳华远微电科技有限公司 Gps和bds用声表面波滤波器及其小型化封装工艺
CN108028642A (zh) * 2015-09-25 2018-05-11 追踪有限公司 带有抑制的剪切模式的saw滤波器
CN108449067B (zh) * 2017-09-11 2021-03-02 京信通信技术(广州)有限公司 体声波滤波器
CN108449067A (zh) * 2017-09-11 2018-08-24 京信通信技术(广州)有限公司 体声波滤波器
CN109818595A (zh) * 2018-12-13 2019-05-28 天津大学 一种带阻滤波器及通信设备
CN111342791A (zh) * 2018-12-18 2020-06-26 天津大学 消减谐振器的静态电容的方法及装置
CN111342791B (zh) * 2018-12-18 2023-12-15 天津大学 消减谐振器的静态电容的方法及装置
CN110995195A (zh) * 2019-11-15 2020-04-10 天津大学 滤波器
CN110995195B (zh) * 2019-11-15 2023-12-15 天津大学 滤波器
CN111327296A (zh) * 2020-02-27 2020-06-23 诺思(天津)微***有限责任公司 体声波滤波器元件及其形成方法、多工器及通讯设备
CN111327296B (zh) * 2020-02-27 2020-12-22 诺思(天津)微***有限责任公司 体声波滤波器元件及其形成方法、多工器及通讯设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040028583A (ko) 2004-04-03
JP3844725B2 (ja) 2006-11-15
CN100596021C (zh) 2010-03-24
US20040095206A1 (en) 2004-05-20
JP2004120685A (ja) 2004-04-15
US6975185B2 (en) 2005-12-13
KR100701564B1 (ko) 2007-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1494210A (zh) 表面声波滤波器及具有其的表面声波双工器
CN1043104C (zh) 声表面波滤波器
CN1127212C (zh) 具有边缘反射型声表面波谐振器的梯形滤波器
CN1070660C (zh) 纵向耦合型表面声共振器波滤波器
CN1315256C (zh) 表面声波滤波器和使用它的通信装置
CN1906849A (zh) 声表面波谐振器与采用该声表面波谐振器的声表面波滤波器
CN1427545A (zh) 表面声波谐振器和表面滤波器
CN1134626A (zh) 声表面波滤波器
CN1122366C (zh) 声表面波滤波器及其制造方法
CN1158760C (zh) 表面声波滤波器、双工器和通信装置
CN1157849C (zh) 声表面波装置、声表面波滤波器和声表面波装置的制造方法
CN1930778A (zh) 表面声波装置
JP2014068123A (ja) ラダー型フィルタ及び分波器
CN1424820A (zh) 表面声波元件和使用该元件的双工器
CN1260882C (zh) 弹性表面波滤波器与通信装置
CN1744433A (zh) 表面声波器件
CN1947334A (zh) 弹性表面波谐振器及使用了该谐振器的弹性表面波滤波器
CN1127205C (zh) 具有镧镓硅氧化物单晶基片的声表面波器件
CN1639972A (zh) 表面声波器件
CN1167193C (zh) 表面波器件
CN1122365C (zh) 用于改进通带平坦度的声表面波滤波器及其制造方法
CN101040436A (zh) 平衡型声表面波滤波器
CN1255998C (zh) 纵向多重模式耦合型弹性表面波滤波器
CN1647375A (zh) 表面声波器件
CN1842962A (zh) 平衡型声表面波滤波器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: TAIYO YUDEN CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: FUJITSU LTD.

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20100804

Address after: Kanagawa

Co-patentee after: TAIYO YUDEN Co.,Ltd.

Patentee after: Fujitsu Media Devices Ltd.

Address before: Kanagawa

Co-patentee before: Fujitsu Ltd.

Patentee before: Fujitsu Media Devices Ltd.

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: TAIYO YUDEN CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: FUJITSU MEDIA DEVICES LTD

Effective date: 20101201

Free format text: FORMER OWNER: TAIYO YUDEN CO., LTD.

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: KANAGAWA PREFECTURE, JAPAN TO: TOKYO, JAPAN

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20101201

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: TAIYO YUDEN Co.,Ltd.

Address before: Kanagawa

Co-patentee before: TAIYO YUDEN Co.,Ltd.

Patentee before: Fujitsu Media Devices Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100324

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee