DE112011103018B4 - Verzweigungsfilter für elastische Wellen - Google Patents

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Abstract

Verzweigungsfilter für elastische Wellen, das Folgendes umfasst: einen Antennenanschluss (12); ein Sendefilter (15), das mit dem Antennenanschluss (12) verbunden ist; ein Empfangsfilter (20), das mit dem Antennenanschluss (12) verbunden ist und durch ein längs gekoppeltes Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp (21) gebildet wird, das mehrere IDT-Elektroden enthält, die entlang einer Ausbreitungsrichtung einer elastischen Welle angeordnet sind, wobei bestimmte IDT-Elektroden (24a, 24b, 27a, 27b) dieser IDT-Elektroden mit dem Antennenanschluss (12) verbunden sind; und mehrere Resonatoren (41, 42, 43) für elastische Wellen, die zwischen dem Antennenanschluss (12) und dem Empfangsfilter (20) in Reihe geschaltet sind, wobei eine kombinierte Kapazität C1 der mehreren Resonatoren (41, 42, 43) für elastische Wellen kleiner ist als eine kombinierte Kapazität C2 derjenigen IDT-Elektroden (24a, 24b, 27a, 27b) des längs gekoppelten Oberflächenschallwellenfilters vom Resonatortyp (21), die mit dem Antennenanschluss (12) gekoppelt sind.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verzweigungsfilter für elastische Wellen.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • In den vergangenen Jahren sind Verzweigungsfilter für elastische Wellen, die mit einer elastischen Welle arbeiten, wie zum Beispiel einer Oberflächenschallwelle und einer Grenzschallwelle, weithin in Kommunikationsgeräten, wie zum Beispiel Mobiltelefonen, eingesetzt worden. Zum Beispiel offenbart die folgende Patentliteratur 1 ein Oberflächenschallwellen-Verzweigungsfilter, das in 8 veranschaulicht ist.
  • Wie in 8 veranschaulicht, enthält ein Oberflächenschallwellen- Verzweigungsfilter 100 ein Sendefilter 104, das zwischen einem Antennenanschluss 101 und einem Sendeanschluss 102 verbunden ist, und ein Empfangsfilter 105, das zwischen dem Antennenanschluss 101 und Empfangsanschlüssen 103a und 103b verbunden ist. In dem Oberflächenschallwellen-Verzweigungsfilter 100 wird das Empfangsfilter 105 durch ein längs gekoppeltes Oberflächenschallwellenfilter vom Resonatortyp gebildet. Ein Oberflächenschallwellenresonator 106 ist zwischen dem Empfangsfilter 105 und dem Antennenanschluss 101 verbunden. Dank des Oberflächenschallwellenresonators 106 ist es möglich, die Phasendifferenz zwischen dem Sendefilter 104 und dem Empfangsfilter 105 zu justieren.
  • Patentliteratur 2 lehrt ein Duplexgerät zur Verwendung in einem Mobiltelefonsystem.
  • Patentliteratur 3 lehrt einen Duplexer, der ein mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes Empfangsfilter aufweist.
  • Zitierungsliste
  • Patentliteratur
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Technisches Problem
  • Das Empfangsfilter 105 des Oberflächenschallwellen-Verzweigungsfilters 100 besitzt eine nicht-lineare Kennlinie, wodurch es zu Intermodulationsverzerrung (IMV) kommt. Wenn zum Beispiel die Frequenz eines Interferenzwellensignals, das von dem Antennenanschluss 101 kommend eingespeist wird, mit dem Wert übereinstimmt, der anhand der numerischen Formel (Frequenz des gesendeten Signals × 2 – Frequenz des empfangenen Signals) berechnet wurde, so stimmt die Frequenz der IMV, die anhand des gesendeten Signals und des Interferenzwellensignals generiert wird, mit der Frequenz des empfangenen Signals überein. Darum besteht das Problem, dass sich die Empfindlichkeit des gesendeten Signals verschlechtert.
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf dem oben beschriebenen Problem, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verzweigungsfilters für elastische Wellen, das das Auftreten von IMV unterdrückt und eine ausgezeichnete Sendekennlinie aufweist.
  • Lösung des Problems
  • Ein Verzweigungsfilter für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen Antennenanschluss, ein Sendefilter, ein Empfangsfilter und mehrere Resonatoren für elastische Wellen. Das Sendefilter ist mit dem Antennenanschluss verbunden. Das Empfangsfilter ist mit dem Antennenanschluss verbunden. Das Empfangsfilter wird durch ein längs gekoppeltes Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp gebildet, das mehrere IDT-Elektroden enthält, die entlang einer Ausbreitungsrichtung einer elastischen Welle angeordnet sind, wobei bestimmte IDT-Elektroden dieser IDT-Elektroden mit dem Antennenanschluss verbunden sind. Die mehreren Resonatoren für elastische Wellen sind zwischen dem Antennenanschluss und dem Empfangsfilter in Reihe geschaltet. Eine kombinierte Kapazität C1 der mehreren Resonatoren für elastische Wellen ist kleiner als eine kombinierte Kapazität C2 derjenigen IDT-Elektroden des längs gekoppelten Oberflächenschallwellenfilters vom Resonatortyp, die in den mehreren IDT-Elektroden enthalten sind und mit dem Antennenanschluss verbunden sind.
  • In einem bestimmten Aspekt des Verzweigungsfilters für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung haben mindestens zwei Resonatoren für elastische Wellen der mehreren Resonatoren für elastische Wellen voneinander verschiedene Frequenzkennlinien.
  • In einem weiteren konkreten Aspekt des Verzweigungsfilters für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung haben die mindestens zwei Resonatoren für elastische Wellen voneinander verschiedene Elektrodenfingerabstände.
  • In einem weiteren konkreten Aspekt des Verzweigungsfilters für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheiden sich die mindestens zwei Resonatoren für elastische Wellen im Metallisierungsverhältnis voneinander.
  • In einem weiteren konkreten Aspekt des Verzweigungsfilters für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Anzahl der Resonatoren für elastische Wellen drei oder mehr.
  • In einem weiteren konkreten Aspekt des Verzweigungsfilters für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Verzweigungsfilter für elastische Wellen ein Oberflächenschallwellen-Verzweigungsfilter oder ein Grenzschallwellen- Verzweigungsfilter.
  • Nutzeffekte der Erfindung
  • In der vorliegenden Erfindung haben mindestens zwei der mehreren Resonatoren für elastische Wellen voneinander verschiedene Antiresonanzfrequenzen. Somit wird das Auftreten von IMV unterdrückt, wodurch es möglich ist, eine ausgezeichnete Sendekennlinie zu erhalten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Oberflächenschallwellen-Verzweigungsfilters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Empfangsfilters in der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist ein Diagramm, das IMV in Ausführungsbeispielen 1 und 2 und einem Vergleichsbeispiel 1 veranschaulicht.
  • 4 ist ein Diagramm, das eine Einfügungsdämpfung eines Empfangsfilters in Ausführungsbeispiel 1 veranschaulicht.
  • 5 ist ein Diagramm, das eine Einfügungsdämpfung eines Empfangsfilters in Ausführungsbeispiel 3 veranschaulicht.
  • 6 ist ein Diagramm, das eine Einfügungsdämpfung von Oberflächenschallwellenresonatoren in Ausführungsbeispiel 1 veranschaulicht.
  • 7 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Grenzschallwellen-Verzweigungsfilters gemäß einem ersten modifizierten Beispiel.
  • 8 ist eine schematische Draufsicht eines Verzweigungsfilters für elastische Wellen, das in Patentliteratur 1 beschrieben ist.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft anhand eines in 1 veranschaulichten Oberflächenschallwellenduplexers 1 beschrieben, der als ein Verzweigungsfilter für elastische Wellen dient. Der Oberflächenschallwellenduplexer 1 ist jedoch lediglich einen beispielhafte Veranschaulichung. Ein Verzweigungsfilter für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist in keiner Weise auf den Oberflächenschallwellenduplexer 1 beschränkt. Ein Verzweigungsfilter für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel auch ein Triplexer für elastische Wellen sein.
  • 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm des Oberflächenschallwellenduplexers 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Der in 1 veranschaulichte Oberflächenschallwellenduplexer 1 ist ein Duplexer, der UMTS-Band1 unterstützt, das eine symmetrisch-unsymmetrische Signaltransformierungsfunktion hat. Das Sendefrequenzband von UMTS-Band1 beträgt 1920 MHz bis 1980 MHz, und das Empfangsfrequenzband von UMTS-Band1 beträgt 2110 MHz bis 2170 MHz.
  • Der Oberflächenschallwellenduplexer 1 enthält einen Antennenanschluss 12, einen Sendeanschluss 13 und einen ersten und einen zweite Empfangsanschluss 14a und 14b. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Impedanz des Antennenanschlusses 12 und des Sendeanschlusses 13 50 Ω, und die Impedanz des ersten und des zweiten Empfangsanschlusses 14a und 14b beträgt 100 Ω.
  • Ein Sendefilter 15 ist zwischen dem Antennenanschluss 12 und dem Sendeanschluss 13 verbunden. Für die Art des Sendefilters 15 bestehen keine besonderen Einschränkungen. Das Sendefilter 15 kann zum Beispiel durch ein längs gekoppeltes Oberflächenschallwellenfilter vom Resonatortyp gebildet werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass das Sendefilter 15 durch ein Abzweigfilter für elastische Wellen gebildet wird, dessen Fähigkeiten in der Verarbeitung elektrischer Ströme ausgezeichnet sind, wie in 1 veranschaulicht.
  • Ein Empfangsfilter 20 ist zwischen dem Antennenanschluss 12 und dem ersten und dem zweiten Empfangsanschluss 14a und 14b verbunden. Das Empfangsfilter 20 wird durch ein längs gekoppeltes Oberflächenschallwellenfilter vom Resonatortyp 21 mit einer Symmetrisch-Unsymmetrisch-Umwandlungsfunktion gebildet. Das längs gekoppelte Oberflächenschallwellenfilter vom Resonatortyp 21 enthält erste und zweite längs gekoppelte Oberflächenschallwellenfiltereinheiten vom Resonatortyp 22 und 23. Die erste längs gekoppelte Oberflächenschallwellenfiltereinheit vom Resonatortyp 22 ist zwischen dem Antennenanschluss 12 und dem ersten Empfangsanschluss 14a verbunden. Die zweite längs gekoppelte Oberflächenschallwellenfiltereinheit vom Resonatortyp 23 ist zwischen dem Antennenanschluss 12 und dem zweiten Empfangsanschluss 14b verbunden.
  • Jede der ersten und zweiten längs gekoppelten Oberflächenschallwellenfiltereinheiten vom Resonatortyp 22 und 23 enthält mehrere IDT-Elektroden, die entlang einer Ausbreitungsrichtung der Oberflächenschallwelle angeordnet sind. Genauer gesagt, enthalten die ersten und zweiten längs gekoppelten Oberflächenschallwellenfiltereinheiten vom Resonatortyp 22 und 23 erste bis dritte IDT-Elektroden 24a, 25a und 26a und vierte bis sechste IDT-Elektroden 27a, 28a und 29a bzw. erste bis dritte IDT-Elektroden 24b, 25b und 26b und vierte bis sechste IDT-Elektroden 27b, 28b und 29b, die entlang einer Ausbreitungsrichtung der Oberflächenschallwelle angeordnet sind. Ein Paar Reflektoren 30a und 31a sind auf gegenüberliegenden Seiten in der Ausbreitungsrichtung der Oberflächenschallwelle eines Bereichs angeordnet, in dem sich die ersten bis dritten IDT-Elektroden 24a, 25a und 26a befinden, und ein Paar Reflektoren 30b und 31b sind auf gegenüberliegenden Seiten in der Ausbreitungsrichtung der elastischen Welle eines Bereichs angeordnet, in dem sich die ersten bis dritten IDT-Elektroden 24b, 25b und 26b befinden. Ein Paar Reflektoren 32a und 33a sind auf gegenüberliegenden Seiten in der Ausbreitungsrichtung der Oberflächenschallwelle eines Bereichs angeordnet, in dem sich die vierten bis sechsten IDT-Elektroden 27a, 28a und 29a befinden, und ein Paar Reflektoren 32b und 33b sind auf gegenüberliegenden Seiten in der Ausbreitungsrichtung der elastischen Welle eines Bereichs angeordnet, in dem sich die vierten bis sechsten IDT-Elektroden 27b, 28b und 29b befinden. In den ersten bis sechsten IDT-Elektroden 24a, 25a, 26a, 27a, 28a und 29a und den ersten bis sechsten IDT-Elektroden 24b, 25b, 26b, 27b, 28b und 29b hat jede der ersten und vierten IDT-Elektroden 24a und 27a und der ersten und vierten IDT-Elektroden 24b und 27b eine kammförmige Elektrode, die mit dem Antennenanschluss 12 verbunden ist, während die andere kammförmige Elektrode mit dem Erdungspotenzial verbunden ist. Jede der zweiten, dritten, fünften und sechsten IDT-Elektroden 25a, 26a, 28a und 29a und der zweiten dritten, fünften und sechsten IDT-Elektroden 25b, 26b, 28b und 29b hat eine kammförmige Elektrode, die mit dem Erdungspotenzial verbunden ist, während die andere kammförmige Elektrode gemeinsam mit dem ersten oder zweiten Empfangsanschluss 14a oder 14b verbunden ist. In der folgenden Beschreibung werden die ersten und vierten IDT-Elektroden 24a und 27a und die ersten und vierten IDT-Elektroden 24b und 27b, die mit dem Antennenanschluss 12 verbunden sind, als Eingangs-IDT-Elektroden 24a, 24b, 27a und 27b bezeichnet.
  • Mehrere Oberflächenschallwellenresonatoren sind zwischen dem Antennenanschluss 12 und dem Empfangsfilter 20 in Reihe geschaltet. Genauer gesagt, sind in der vorliegenden Ausführungsform drei Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 zwischen dem Antennenanschluss 12 und dem Empfangsfilter 20 in Reihe geschaltet. Jeder der Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 enthält eine IDT-Elektrode 44 und ein Paar Reflektoren 45 und 46, die auf gegenüberliegenden Seiten der IDT-Elektrode 44 in der Ausbreitungsrichtung der elastischen Welle angeordnet sind. Des Weiteren ist eine Induktionsspule 60 zwischen einem Verbindungspunkt des Sendefilters 15 und dem Empfangsfilter 20 und dem Erdungspotenzial verbunden.
  • Die Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 und die Induktionsspule 60 dienen dazu, die Phase zwischen dem Empfangsfilter 20 und dem Sendefilter 15 zu justieren. Jeder der Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 ist dafür konfiguriert, eine Resonanzfrequenz zu haben, die sich im Durchlassband des Empfangsfilters 20 befindet, und eine Antiresonanzfrequenz zu haben, die sich in einem Dämpfungsbereich nahe der hohen Seite des Durchlassbandes befindet.
  • Wie in 2 veranschaulicht, enthält der Oberflächenschallwellenduplexer 1 der vorliegenden Ausführungsform ein piezoelektrisches Substrat 10 und Elektroden 11, die auf dem piezoelektrischen Substrat 10 ausgebildet sind. Die Elektroden 11 bilden die oben beschriebenen IDT-Elektroden, Reflektoren, Verdrahtungsleitungen und so weiter. In der vorliegenden Ausführungsform wird das piezoelektrische Substrat 10 durch ein um 40 ± 5° gedrehtes LiTaO3-Substrat mit Y-Schnitt und X-Ausbreitung gebildet. Das piezoelektrische Substrat 10 kann jedoch auch durch ein anderes piezoelektrisches Substrat gebildet werden, wie zum Beispiel ein LiNbO3-Substrat und ein Kristallsubstrat.
  • Die Elektroden 11 bestehen aus Al. Die Elektroden 11 können jedoch auch aus einem anderen leitfähigen Material als Al bestehen. Zum Beispiel können die Elektroden 11 aus einem Metall, wie zum Beispiel Al, Pt, Au, Ag, Cu, Ni, Ti, Cr und Pd, oder einer Legierung, die eines oder mehrere dieser Metalle enthält, bestehen. Des Weiteren können die Elektroden 11 durch ein Laminat aus mehreren leitfähigen Filmen gebildet werden, die aus den oben beschriebenen Metallen oder Legierungen bestehen.
  • Ein dielektrischer Film, wie zum Beispiel ein Siliciumoxidfilm und ein Siliciumnitridfilm, kann auf dem piezoelektrischen Substrat 10 ausgebildet sein, um beispielsweise die Frequenz-Temperatur-Kennlinie zu verbessern oder die IDT-Elektroden, die Reflektoren und so weiter zu schützen.
  • Ein Abschnitt, in dem IMV auftreten kann, entspricht einer IDT-Elektrode, die elektrisch mit dem Antennenanschluss 12 verbunden ist. In der vorliegenden Ausführungsform kann IMV in den IDT-Elektroden 44 der Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43, die zwischen dem Antennenanschluss 12 und dem Empfangsfilter 20 in Reihe geschaltet sind, und in den Eingangs-IDT-Elektroden 24a, 24b, 27a und 27b des längs gekoppelten Oberflächenschallwellenfilters vom Resonatortyp 21, die zwischen dem Antennenanschluss 12 und dem Erdungspotenzial parallel geschaltet sind, auftreten. Die anderen IDT-Elektroden 25a, 25b, 26a, 26b, 28a, 28b, 29a und 29b des längs gekoppelten Oberflächenschallwellenfilters vom Resonatortyp 21 sind lediglich akustisch mit dem Antennenanschluss 12 verbunden. In den IDT-Elektroden 25a, 25b, 26a, 26b, 28a, 28b, 29a und 29b werden darum ein gesendetes Signal und ein Interferenzwellensignal wesentlich gedämpft, so dass es kaum zu IMV kommt.
  • Des Weiteren wird durch die Kapazität der IDT-Elektrode bestimmt, welche der IDT-Elektroden zu IMV neigt. Wenn zum Beispiel in einem Fall, wo es zwei IDT-Elektroden gibt, in denen IMV vorkommt, die Kapazität einer der IDT-Elektroden kleiner ist als die Kapazität der anderen IDT-Elektrode, so wird die Impedanz der einen der IDT-Elektroden relativ erhöht. Darum wird eine höhere elektrische Leistung auf die eine der IDT-Elektroden geladen, und IMV tritt dort häufiger auf.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird eine kombinierte Kapazität C1 der IDT-Elektroden 44 der Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 auf einen kleineren Wert eingestellt als eine kombinierte Kapazität C2 der Eingangs-IDT-Elektroden 24a, 24b, 27a und 27b des längs gekoppelten Oberflächenschallwellenfilters vom Resonatortyp 21. Darum wird eine höhere elektrische Leistung an die Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 angelegt. Die Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 entsprechen jedoch einem einzelnen Oberflächenschallwellenresonator, der in drei in Reihe geschaltete Oberflächenschallwellenresonatoren aufgeteilt ist. Bei einem Oberflächenschallwellenresonator, der in drei Abschnitte untergeteilt ist, ohne dass die Kapazität verändert wird, wird die Gesamtfläche der IDT-Elektroden um ungefähr das Dreifache erhöht. Es ist darum möglich, den Stromverbrauch je Flächeneinheit zu verringern. Folglich ist es möglich, das Auftreten von IMV zu unterdrücken und eine ausgezeichnete Sendekennlinie zu erhalten.
  • Dieser Effekt der Verbesserung der Sendekennlinie wird unten anhand von Ausführungsbeispielen und eines Vergleichsbeispiels ausführlicher beschrieben.
  • (Ausführungsbeispiel 1)
  • Ein Oberflächenschallwellen-Verzweigungsfilter von ähnlicher Konfiguration wie der Oberflächenschallwellenduplexer 1, der in der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben wurde, wurde als Ausführungsbeispiel 1 mit den folgenden Konstruktionsparametern hergestellt.
  • (Konstruktionsparameter von Ausführungsbeispiel 1)
    • Längs gekoppelte Oberflächenschallwellenfiltereinheit vom Resonatortyp 22: Überschneidungsbreite: 46 µm
    • Anzahl der Elektrodenfinger der IDT-Elektroden 25a und 26a: 28 (wobei die Anzahl der Elektrodenfinger mit Elektrodenfingerabschnitten von schmalem Abstand 8 ist)
    • Anzahl der Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 24a: 71 (wobei die Anzahl der Elektrodenfinger mit Elektrodenfingerabschnitten von schmalem Abstand auf der Seite der IDT-Elektrode 25a 4 ist und die Anzahl der Elektrodenfinger mit Elektrodenfingerabschnitten von schmalem Abstand auf der Seite der IDT-Elektrode 26a 4 ist)
    • Anzahl der Elektrodenfinger der Reflektoren 30a und 31a: 65 Metallisierungsverhältnis der IDT-Elektroden 24a, 25a und 26a: 0,64 Elektrodenfilmdicke: 0,091λI (wobei λI die Wellenlänge von Oberflächenschallwellen darstellt, die anhand des Abstandes der Elektrodenfinger der IDT-Elektroden festgestellt wurde)
  • Die Konstruktionsparameter der IDT-Elektroden 27a bis 29a und der Reflektoren 32a und 33a sind die gleichen wie die der IDT-Elektroden 24a bis 26a und der Reflektoren 30a und 31a.
  • Längs gekoppelte Oberflächenschallwellenfiltereinheit vom Resonatortyp 23: im Wesentlichen die gleiche Bauweise wie die längs gekoppelte Oberflächenschallwellenfiltereinheit vom Resonatortyp 22, außer dass die IDT-Elektroden 25b, 26b, 28b und 29b vertauscht sind.
    Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43:
    Abstand der Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 44 im Oberflächenschallwellenresonator 41: 890,0 nm
    Abstand der Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 44 im Oberflächenschallwellenresonator 42: 892,5 nm
    Abstand der Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 44 im Oberflächenschallwellenresonator 43: 895,0 nm
    Überschneidungsbreite der IDT-Elektrode 44: 27 µm
    Anzahl der Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 44: 213
    Anzahl der Elektrodenfinger der Reflektoren 45 und 46: 18
    Metallisierungsverhältnis der Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 44: 0,55
  • Elektrodenfilmdicke: 0,095λII (wobei λII die Wellenlänge von Oberflächenschallwellen darstellt, die anhand des Abstandes der Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 44 im Oberflächenschallwellenresonator 42 festgestellt wurde).
  • Die Kapazität einer IDT-Elektrode verhält sich proportional zum Produkt der Überschneidungsbreite, der Anzahl von Paaren (entsprechend dem Zahlenwert, der durch Subtrahieren von eins von der Anzahl der Elektrodenfinger und Teilen des Resultats durch zwei erhalten wird) und dem Metallisierungsverhältnis. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die kombinierte Kapazität C1 der Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 Überschneidungsbreite (27 µm) × Anzahl von Paaren (106 Paare) × Metallisierungsverhältnis (0,55) ÷ 3 ≈ 524,7. Die kombinierte Kapazität C2 der Eingangs-IDT-Elektroden 24a, 24b, 27a und 27b ist Überschneidungsbreite (46 µm) × Anzahl von Paaren (35 Paare) × Metallisierungsverhältnis (0,64) × 4 ≈ 4121,6. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gilt darum C1 < C2. Dementsprechend wird eine höhere elektrische Leistung an die Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 angelegt als an die Eingangs-IDT-Elektroden 24a, 24b, 27a und 27b.
  • (Ausführungsbeispiel 2)
  • Die Anzahl der Oberflächenschallwellenresonatoren, die zwischen dem Antennenanschluss 12 und dem Empfangsfilter 20 in Reihe geschaltet sind, wurde auf zwei eingestellt, und die Überschneidungsbreite und die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern wurden dergestalt eingestellt, dass die kombinierte Kapazität der zwei Oberflächenschallwellenresonatoren die gleiche ist wie die kombinierte Kapazität C1 der Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 von Ausführungsbeispiel 1. Genauer gesagt, wurde das vorliegende Ausführungsbeispiel ähnlich dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 konfiguriert, mit Ausnahme der folgenden Konstruktionsparameter.
  • Erste und zweite Oberflächenschallwellenresonatoren: Überschneidungsbreite der IDT-Elektroden: 21,2 µm Anzahl der Elektrodenfinger der IDT-Elektroden: 201
  • (Vergleichsbeispiel 1)
  • Die Anzahl der Oberflächenschallwellenresonatoren, die zwischen dem Antennenanschluss 12 und dem Empfangsfilter 20 in Reihe geschaltet sind, wurde auf eins eingestellt, und die Überschneidungsbreite und die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern wurden dergestalt eingestellt, dass die Kapazität des Oberflächenschallwellenresonators die gleiche ist wie die kombinierte Kapazität C1 der Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 von Ausführungsbeispiel 1. Genauer gesagt, wurde das vorliegende Beispiel ähnlich dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 konfiguriert, mit Ausnahme der folgenden Konstruktionsparameter.
  • Oberflächenschallwellenresonator:
    • Überschneidungsbreite der IDT-Elektroden: 15,9 µm
    • Anzahl der Elektrodenfinger der IDT-Elektroden: 121
    • 3 veranschaulicht IMV in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 und dem Vergleichsbeispiel 1 unter den folgenden Bedingungen.
    • Frequenz des gesendeten Signals (Tx): 1950 MHz
    • Frequenz des empfangenen Signals (Rx): 2140 MHz
    • Frequenz des Interferenzwellensignals (2Tx-Rx): 1760 MHz
    • Elektrische Leistung des gesendeten Signals (am Antennenanschluss): +21 dBm
    • Elektrische Leistung des Interferenzwellensignals (am Antennenanschluss): –15 dBm
  • Ein Symmetrieübertrager ist mit den Rx-Anschlüssen 1 und 2 verbunden, und die von den Rx-Anschlüssen ausgegebene IMV wird gemessen.
  • Aus den in 3 veranschaulichten Ergebnissen ist zu erkennen, dass es möglich ist, den Grad an auftretender IMV zu verringern, indem man die Anzahl der Oberflächenschallwellenresonatoren vergrößert, die zwischen dem Antennenanschluss 12 und dem Empfangsfilter 20 in Reihe geschaltet sind. Als Grund dafür wird angenommen, dass die Erhöhung der Anzahl der Oberflächenschallwellenresonatoren zu einer Verringerung des Stromverbrauchs je Flächeneinheit der IDT-Elektroden führt.
  • 4 veranschaulicht eine Einfügungsdämpfung des Empfangsfilters 20 des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels 1. Des Weiteren veranschaulicht 5 eine Einfügungsdämpfung des Empfangsfilters 20 von Ausführungsbeispiel 3, das ähnlich konfiguriert ist wie Ausführungsbeispiel 1, außer dass der Abstand der Elektrodenfinger in allen Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 auf 892,5 nm eingestellt ist und dass die Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 auf die gleiche Frequenzkennlinie eingestellt sind.
  • Wie in 5 veranschaulicht, ist zu erkennen, dass in dem Durchlassband in Ausführungsbeispiel 3 mehrere Welligkeiten erzeugt werden, wobei die Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 auf die gleiche Frequenzkennlinie eingestellt sind. Wie in 4 veranschaulicht, ist zu erkennen, dass die Welligkeiten in dem Durchlassband in Ausführungsbeispiel 1 unterdrückt werden, wobei die Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 auf voneinander verschiedene Frequenzkennlinien eingestellt sind.
  • Wie oben beschrieben, versteht es sich, dass, wenn mehrere Oberflächenschallwellenresonatoren zwischen dem Antennenanschluss und dem Empfangsfilter in Reihe geschaltet sind, es möglich ist, die Welligkeiten in dem Durchlassband zu unterdrücken, indem man verschiedene Frequenzkennlinien für die mehreren Oberflächenschallwellenresonatoren einstellt.
  • Die Fähigkeit zur Unterdrückung der Welligkeiten in dem Durchlassband wird auf folgenden Grund zurückgeführt. Wie in 6 veranschaulicht, hat jeder der Oberflächenschallwellenresonatoren Welligkeiten im Durchlassband des Empfangsfilters. Wenn die mehreren Oberflächenschallwellenresonatoren, die zwischen dem Antennenanschluss und dem Empfangsfilter in Reihe geschaltet sind, die gleiche Frequenzkennlinie haben, so wird vermutet, dass die oben beschriebenen Welligkeiten an derselben Position auftreten, sich gegenseitig zu einer großen Welligkeit verstärken und dazu führen, dass keine ausgezeichnete Sendekennlinie erhalten werden kann. In dem Fall, wo die mehreren Oberflächenschallwellenresonatoren, die zwischen dem Antennenanschluss und dem Empfangsfilter in Reihe geschaltet sind, voneinander verschiedene Frequenzkennlinien haben, wie im Ausführungsbeispiel 1, wird vermutet, dass die oben beschriebenen Welligkeiten verschiedene Frequenzpositionen haben, wodurch das Auftreten einer großen Welligkeit vermieden und eine ausgezeichnete Sendekennlinie erhalten werden kann.
  • In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 sind die drei IDT-Elektroden 44 auf einen voneinander verschiedenen Abstand der Elektrodenfinger eingestellt, um dadurch unterschiedliche Frequenzkennlinien für die Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 einzustellen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können die drei IDT- Elektroden 44 auf ein voneinander verschiedenes Metallisierungsverhältnis der Elektrodenfinger eingestellt werden, um dadurch unterschiedliche Frequenzkennlinien einzustellen. Die drei IDT-Elektroden 44 können auch so eingestellt werden, dass sie sich im Hinblick auf Abstand und Metallisierungsverhältnis der Elektrodenfinger voneinander unterscheiden, um dadurch unterschiedliche Frequenzkennlinien einzustellen.
  • Des Weiteren wurde in der oben beschriebenen Ausführungsform das Beispiel beschrieben, bei dem die drei Oberflächenschallwellenresonatoren 41 bis 43 zwischen dem Antennenanschluss 12 und dem Empfangsfilter 20 in Reihe geschaltet sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. In der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl der Resonatoren für elastische Wellen, die zwischen dem Antennenanschluss und dem Empfangsfilter in Reihe geschaltet sind, auch auf zwei oder auf vier oder mehr eingestellt werden. Des Weiteren ist es im Fall von drei oder mehr Oberflächenschallwellenresonatoren nicht unbedingt erforderlich, dass alle Oberflächenschallwellenresonatoren auf eine voneinander verschiedene Frequenzkennlinie eingestellt werden, wenn es möglich ist, die Welligkeiten zu unterdrücken. Zum Beispiel ist es im Fall von drei Oberflächenschallwellenresonatoren möglich, die Welligkeiten zu unterdrücken, indem man unterschiedliche Frequenzkennlinien nur zwischen zwei der Oberflächenschallwellenresonatoren einstellt.
  • (Erstes modifiziertes Beispiel)
  • 7 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Grenzschallwellen-Verzweigungsfilters gemäß einem ersten modifizierten Beispiel.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf – als ein Beispiel – den Oberflächenschallwellenduplexer 1 beschrieben, der das Empfangsfilter 20 enthält, das durch das längs gekoppelte Oberflächenschallwellenfilter vom Resonatortyp 21, das mit einer Oberflächenschallwelle arbeitet, gebildet wird. Ein Verzweigungsfilter für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf das Oberflächenschallwellen-Verzweigungsfilter beschränkt. Zum Beispiel kann ein Verzweigungsfilter für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ein Grenzschallwellen-Verzweigungsfilter sein, das mit einer Grenzschallwelle arbeitet, wobei erste und zweite dielektrische Schichten 50 und 51 auf dem piezoelektrischen Substrat 10 ausgebildet werden, um die Elektroden 11 zu bedecken, wie in 7 veranschaulicht ist. Des Weiteren braucht nur die erste dielektrische Schicht 50 der ersten und zweiten dielektrischen Schichten 50 und 51 vorhanden zu sein. Für die Materialien, aus denen die ersten und zweiten dielektrischen Schichten 50 und 51 gebildet werden, bestehen keine speziellen Einschränkungen, solange die Materialien in der Lage sind, die Grenzschallwelle anzuregen. Zum Beispiel kann die erste dielektrische Schicht 50 aus Siliciumoxid bestehen, und die zweite dielektrische Schicht 51 kann aus Siliciumnitrid bestehen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Oberflächenschallwellenduplexer
    10
    piezoelektrisches Substrat
    11
    Elektrode
    12
    Antennenanschluss
    13
    Sendeanschluss
    14a
    erster Empfangsanschluss
    14b
    zweiter Empfangsanschluss
    15
    Sendefilter
    20
    Empfangsfilter
    21
    längs gekoppeltes Oberflächenschallwellenfilter vom Resonatortyp
    22
    erste längs gekoppelte Oberflächenschallwellenfiltereinheit vom Resonatortyp
    23
    zweite längs gekoppelte Oberflächenschallwellenfiltereinheit vom Resonatortyp
    24a bis 29a und 24b bis 29b
    IDT-Elektrode
    24a, 24b, 27a und 27b
    Eingangs-IDT-Elektrode
    30a bis 33a und 30b bis 33b
    Reflektor
    41 bis 43
    Oberflächenschallwellenresonator
    44
    IDT-Elektrode
    45 und 46
    Reflektor
    50
    erste dielektrische Schicht
    51
    zweite dielektrische Schicht
    60
    Induktionsspule

Claims (6)

  1. Verzweigungsfilter für elastische Wellen, das Folgendes umfasst: einen Antennenanschluss (12); ein Sendefilter (15), das mit dem Antennenanschluss (12) verbunden ist; ein Empfangsfilter (20), das mit dem Antennenanschluss (12) verbunden ist und durch ein längs gekoppeltes Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp (21) gebildet wird, das mehrere IDT-Elektroden enthält, die entlang einer Ausbreitungsrichtung einer elastischen Welle angeordnet sind, wobei bestimmte IDT-Elektroden (24a, 24b, 27a, 27b) dieser IDT-Elektroden mit dem Antennenanschluss (12) verbunden sind; und mehrere Resonatoren (41, 42, 43) für elastische Wellen, die zwischen dem Antennenanschluss (12) und dem Empfangsfilter (20) in Reihe geschaltet sind, wobei eine kombinierte Kapazität C1 der mehreren Resonatoren (41, 42, 43) für elastische Wellen kleiner ist als eine kombinierte Kapazität C2 derjenigen IDT-Elektroden (24a, 24b, 27a, 27b) des längs gekoppelten Oberflächenschallwellenfilters vom Resonatortyp (21), die mit dem Antennenanschluss (12) gekoppelt sind.
  2. Verzweigungsfilter für elastische Wellen nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei Resonatoren für elastische Wellen der mehreren Resonatoren (41, 42, 43) für elastische Wellen voneinander verschiedene Frequenzkennlinien haben.
  3. Verzweigungsfilter für elastische Wellen nach Anspruch 2, wobei die mindestens zwei Resonatoren für elastische Wellen voneinander verschiedene Elektrodenfingerabstände haben.
  4. Verzweigungsfilter für elastische Wellen nach Anspruch 2 oder 3, wobei sich die mindestens zwei Resonatoren für elastische Wellen im Metallisierungsverhältnis der Elektrodenfinger voneinander unterscheiden.
  5. Verzweigungsfilter für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anzahl der Resonatoren (41, 42, 43) für elastische Wellen drei oder mehr beträgt.
  6. Verzweigungsfilter für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verzweigungsfilter für elastische Wellen ein Oberflächenschallwellen- Verzweigungsfilter oder ein Grenzschallwellen-Verzweigungsfilter ist.
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