DE69424737T2

DE69424737T2 - Akustisches Oberflächenwellenfilter

Info

Publication number: DE69424737T2
Application number: DE69424737T
Authority: DE
Inventors: Toshio Ishizaki; Kozo Murakami; Kazunori Nishimura; Toru Yamada
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1993-10-08
Filing date: 1994-10-06
Publication date: 2000-09-28
Anticipated expiration: 2014-10-07
Also published as: EP0648015A3; DE69424737D1; EP0648015B1; EP0648015A2; US5581141A; US5932950A

Description

Die Erfindung betrifft ein akustisches Oberflächenwellenfilter, das für Hochfrequenzschaltungen von Funkgeräten verwendet wird.
In breitem Maß werden herkömmliche akustische Oberflächenwellenfilter (AOW-Filter) für Kommunikationsausrüstungen als HF- und ZF-Stufenfilter in den Empfangs- und Sendeschaltungen eingesetzt. Mit den jüngsten Trends zur Digitalisierung der Mobilkommunikation werden digitale Mobiltelefone oder digitale schnurlose Telefone intensiv entwickelt. Im Kommunikationssystem dieser Geräte übertragen sowohl eine Phase als auch eine Amplitude Informationen, so daß es für ein in einer ZF-Stufe eingesetztes Filter entscheidend ist, daß das Filter nicht nur ausgezeichnete Amplitudenkennwerte, sondern auch flache Gruppenlaufzeit-Abweichungskennwerte hat. Ferner muß dieses Filter ausgezeichnete Selektivitätskennwerte zum Unterscheiden eines Signals auf einem Nachbarkanal von einem gewünschten Signal haben, wofür steile Sperrdämpfungs- bzw. Nebenbandunterdrückungskennwerte nötig sind. Mit der Geräteminiaturisierung der letzten Zeit zwecks höherer Montagedichten wird auch die durch mangelnde Erdungsstärke und Abschirmung bewirkte Kopplung oder Interferenz zwischen Komponenten zum Problem. Daher werden symmetrische bzw. ausgewogene Schaltungen zur Eindämmung dieser Einflüsse zügig entwickelt.
Bekannte herkömmliche AOW-Filter, die für die ZF-Stufe genutzt werden können, sind AOW-Transversalfilter sowie zwei Arten von AOW-Resonatorfiltern, bei denen es sich um ein längsgekoppeltes Resonatorfilter und ein quergekoppeltes Resonatorfilter handelt. Das AOW-Transversalfilter hat ausgezeichnete Gruppenlaufzeit-Abweichungskennwerte. Allerdings sind Einfügungsverlust und Größe erheblich, wozu kommt, daß die Nebenbandunterdrückung schlecht ist. Dagegen haben die AOW-Resonatorfilter ausgezeichnete Nebenbandunterdrückungskennwerte sowie einen kleinen Einfügungsverlust und eine kleine Größe, aber die Gruppenlaufzeit-Abweichungskennwerte sind schlechter als bei AOW-Transversalfiltern. Außerdem ist das längsgekoppelte Resonatorfilter durch starke Störungen gekennzeichnet, die an der nahen und hohen Seite eines Durchlaßbands vorliegen, während das quergekoppelte Resonatorfilter dadurch gekennzeichnet ist, daß es extrem schmalbandige Durchlaßkennwerte hat. Als herkömmliche ZF-Filter der Mobilkommunikation werden gemeinhin quergekoppelte AOW-Resonatorfilter eingesetzt, die eine kompakte Größe und ausgezeichnete Nebenbandunterdrückungskennwerte haben.
Anhand von Fig. 24 wird ein in der US-A-4542356 beschriebenes herkömmliches quergekoppeltes AOW-Resonatorfilter erläutert.
Fig. 24 zeigt ein Elektrodenmuster eines herkömmlichen quergekoppelten AOW-Resonatorfilters. In Fig. 24 bezeichnet die Bezugszahl 241 ein piezoelektrisches Einkristallsubstrat, auf dem ein Elektrodenmuster ausgebildet ist, um eine akustische Oberflächenwelle zu erzeugen. Mit 242a ist eine interdigitale Wandlerelektrode (IDT-Elektrode) bezeichnet, die mit Reflektoren 242b und 242c auf beiden Seiten angeordnet ist, um einen AOW-Energiefallenresonator zu bilden. Die gleiche Art von AOW-Resonator ist durch eine IDT-Elektrode 243a und Reflektoren 243b, 243c gebildet. Sind diese beiden Resonatoren eng nebeneinander angeordnet, kommt es zu akustischer Kopplung zwischen den beiden Resonatoren, wodurch ein AOW-Resonatorfilter der ersten Stufe aufgebaut ist. Ein AOW-Resonatorfilter der zweiten Stufe ist auf die gleiche Weise mittels IDT-Elektroden 244a, 245a sowie Reflektoren 244b, 244c, 245b und 245c aufgebaut. Diese beiden AOW-Resonatorfilterstufen sind über ein Elektrodenmuster 246 elektrisch so kaskadiert, daß sie ein mehrstufig verbundenes AOW-Filter aufweisen.
Beim AOW-Filter mit diesem Aufbau werden die Modenfrequenzen der beiden unterschiedlichen akustischen Oberflächenwellen, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats anzuregen sind, durch eine Elektrodenüberlappungsbrei te der IDT-Elektrode und durch einen Abstand zwischen den beiden eng angeordneten AOW-Resonatoren bestimmt, was die Durchlaßbandbreite des Filters festlegt. Jedoch ist dieses Filter durch seine erreichte extrem schmale Bandbreite gekennzeichnet, so daß die Struktur von Fig. 24 eine Teilbandbreite (durch die Mittenfrequenz eines Filters normierte Bandbreite) von höchstens etwa 0,1% für das Filter realisieren kann. Da zusätzlich Ein-/Ausgangs-Impedanzkennwerte von der Größe der genannten Überlappungsbreite der IDT-Elektrodenfinger abhängen, ist es sehr schwierig, eine optionale Impedanz zu erreichen. Ferner kann die Elektrodenstruktur von Fig. 24 keinen symmetrischen Ein-/Ausgang erzielen, da die Elektrodenfinger der IDT-Elektroden 242a, 245a einseitig geerdet sind.
Um mit der eingangs erwähnten Digitalisierung Schritt zu halten, ist ein flaches Band der Gruppenlaufzeit-Abweichungskennwerte erforderlich, das durch Verbreitern von Durchlaßkennwerten breiter zu machen ist. Außerdem muß ein symmetrischer Ein-/Ausgang erreicht werden. Beim herkömmlichen Verfahren wird eine Verlängerungsspule zwischen Stufen eines Filters und einer Erde eingefügt, wenn das Band zu verbreitern ist. Eine Verbindung mit umgebenden Schaltungen wird durch Zufügen von Anpassungsschaltungen an Ein-/Ausgangsstufen erreicht.
Bei dieser herkömmlichen Struktur besteht aber ein Mangel darin, daß die eigentliche Schaltung wegen der erhöhten Komponentenanzahl groß ist, da Verlängerungsspulen oder Anpassungsschaltungselemente als externe Schaltungen verbunden sind. Gleichzeitig beeinträchtigen sowohl die Differenzen dieser Elemente als auch ihre Kopplung die Filterkennwerte, wozu kommt, daß der Ein-/Ausgang unsymmetrisch ist.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Lösung dieser Probleme durch Bereitstellung eines AOW-Filters, das eine kompakte Größe, ein breites Band sowie stabile Kennwerte hat und zudem einen symmetrischen Ein-/Ausgang haben kann.
Zur Realisierung dieser und weiterer Vorteile weist ein akustisches Oberflächenwellenfilter der Erfindung drei akustische Oberflächenwellenresonatoren (AOW-Resonatoren) auf, die jeweils eine interdigitale Wandlerelektrode (IDT-Elektrode) und Reflektoren auf beiden Seiten der IDT-Elektrode aufweisen. Die AOW-Resonatoren sind auf einer Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats angeordnet. Die AOW-Resonatoren bilden eine akustische Kopplung, indem sie eng nebeneinander parallel zu einer Ausbreitungsrichtung der AOW angeordnet sind. Die IDT-Elektroden eines benachbarten Paars von AOW-Resonatoren sind voneinander elektrisch unabhängig. Eine IDT-Elektrode eines AOW-Resonators, der zwischen zwei anderen AOW-Resonatoren angeordnet ist, ist vollständig geerdet.
Bevorzugt ist, daß die IDT-Elektrode des in der Mitte positionierten AOW-Resonators über Elektrodenmuster geerdet ist, die zwischen den IDT-Elektroden der außen angeordneten AOW-Resonatoren und Elektroden der Reflektoren angeordnet sind.
Ferner ist bevorzugt, daß mehrere der Filter auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats über ein auf ihr gebildetes Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung kaskadiert sind.
Außerdem ist bevorzugt, daß ein Teil des Elektrodenmusters zur Zwischenstufenverbindung eine zum Bonden gebildete Elektrodenanschlußfläche hat.
Bevorzugt ist, daß das Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung über ein reaktives Element geerdet ist, das durch ein Elektrodenmuster auf der Oberfläche des gleichen piezoelektrischen Substrats gebildet ist.
Weiterhin ist bevorzugt, daß das reaktive Element ein Spiralinduktor ist.
Ferner ist bevorzugt, daß Elektrodenmuster für Sammelschienen, die an zwei Stellen zwischen den benachbarten AOW- Resonatoren angeordnet sind, geteilt sind.
Bevorzugt ist, daß eine IDT-Elektrode eines der außen positionierten AOW-Resonatoren mit einem symmetrischen Eingangsanschluß verbunden ist und eine IDT-Elektrode des anderen außen positionierten AOW-Resonators mit einem symmetrischen Ausgangsanschluß verbunden ist.
Außerdem ist bevorzugt, daß eine Leitungsbreite der Elektrodenmuster für Sammelschienen mit den IDT-Elektroden der außen positionierten AOW-Resonatoren so ausgewählt ist, daß sie größer als eine Leitungsbreite der Elektrodenmuster für Sammelschienen mit der IDT-Elektrode des in der Mitte positionierten AOW-Resonators ist.
Bevorzugt ist, daß mehrere der Filter über mehrere Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung kaskadiert sind, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats gebildet sind.
Zudem ist bevorzugt, daß ein Teil der mehreren Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung eine zum Bonden gebildete Elektrodenanschlußfläche hat.
Ferner ist bevorzugt, daß die mehreren Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung über ein reaktives Element miteinander verbunden sind.
Bevorzugt ist, daß eines der mehreren Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung geerdet und das andere über ein reaktives Element geerdet ist.
Ferner ist bevorzugt, daß das reaktive Element ein Spiralinduktor ist, der durch ein Elektrodenmuster gebildet ist, das auf der Oberfläche des gleichen piezoelektrischen Substrats angeordnet ist.
Bevorzugt ist auch, daß sich zwischen den AOW-Resonatoren eine periodisch strukturierte Elektrodenreihe mit Streifenleitungselektroden mit etwa gleicher Länge wie eine IDT- Elektrodenüberlappungsbreite des AOW-Resonators befindet. In diesem Fall sind die Streifenleitungselektroden mit der gleichen Elektrodenperiode wie im AOW-Resonator parallel angeordnet, und die AOW-Resonatoren und die periodische Elektrodenreihe bilden eine akustische Kopplung, indem sie eng nebeneinander angeordnet sind.
Bevorzugt ist, daß jede Streifenleitungselektrode der periodischen Elektrodenreihe über Sammelschienen miteinander verbunden ist, die an beiden Kanten angeordnet sind.
Ferner ist bevorzugt, daß die periodisch strukturierte Elektrodenreihe über Elektroden, die in einer Öffnung zwischen den IDT-Elektroden der außen positionierten AOW-Resonatoren und Elektroden der Reflektoren angeordnet sind, und ferner über Sammelschienenelektroden geerdet ist.
Bevorzugt ist, daß die Leitungsbreite der Elektrodenmuster für Sammelschienen auf der benachbarten Seite der periodisch strukturierten Elektrodenreihe der IDT-Elektroden der außen positionierten AOW-Resonatoren so ausgewählt ist, daß sie größer als die Leitungsbreite der Elektrodenmuster für Sammelschienen ist, die an der periodisch strukturierten Elektrodenreihe gebildet sind.
Ferner ist bevorzugt, daß die IDT-Elektroden auf der benachbarten Seite der periodisch strukturierten Elektrodenreihe des AOW-Resonators mit den Sammelschienenelektroden integriert sind, die die periodisch strukturierte Elektrodenreihe verbinden, und daß die periodisch strukturierte Elektrodenreihe geerdet ist.
Ferner ist bevorzugt, daß Elektroden der AOW-Resonatoren des ersten AOW-Resonatorfilters gegenphasig angeordnet und Elektroden der AOW-Resonatoren des zweiten AOW-Resonatorfilters gleichphasig angeordnet sind. In diesem Fall sind das erste AOW-Resonatorfilter und zweite AOW-Resonatorfilter parallel verbunden.
Bevorzugt ist, daß das erste und zweite AOW-Resonatorfilter so aufgebaut sind, daß die hochbandseitige Anregungsfrequenz eines AOW-Resonatorfilters mit der tiefbandseitigen Anregungsfrequenz des anderen AOW-Resonatorfilters übereinstimmt.
Vorzugsweise weist das akustische Oberflächenwellenfilter mindestens einen weiteren AOW-Resonator auf, der mit einer IDT-Elektrode und Reflektoren auf beiden Seiten auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats angeordnet ist. Die AOW-Resonatoren bilden eine akustische Kopplung, indem sie eng nebeneinander angeordnet sind, Elektroden der AOW- Resonatoren des ersten und zweiten AOW-Resonatorfilters sind gegenphasig angeordnet, und Elektroden der AOW-Resonatoren des dritten und vierten AOW-Resonatorfilters sind gleichphasig angeordnet, wobei das erste AOW-Resonatorfilter und dritte AOW-Resonatorfilter parallel verbunden und das zweite AOW- Resonatorfilter und vierte AOW-Resonatorfilter parallel verbunden sind. In diesem Fall sind das erste und dritte AOW- Resonatorfilter sowie das zweite und vierte AOW-Resonatorfil ter über die zwischen den Filtern auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats gebildeten Elektrodenmuster kaskadiert.
Bevorzugt ist auch, daß das erste und dritte AOW-Resonatorfilter so aufgebaut sind, daß die hochbandseitige Anregungsfrequenz eines AOW-Resonatorfilters mit der tiefbandseitigen Anregungsfrequenz des anderen AOW-Resonatorfilters übereinstimmt, und daß das zweite und vierte AOW-Resonatorfilter so aufgebaut sind, daß die hochbandseitige Anregungsfrequenz eines AOW-Resonatorfilters mit der tiefbandseitigen Anregungsfrequenz übereinstimmt.
Zusätzlich ist bevorzugt, daß das erste AOW-Resonatorfilter und zweite AOW-Resonatorfilter nebeneinander parallel zur Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle positioniert sind und das dritte AOW-Resonatorfilter und vierte AOW-Resonatorfilter nebeneinander parallel zur Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle positioniert sind.
Zudem ist bevorzugt, daß die Elektrodenmuster für Sammelschienen am Mittelteil einer benachbarten IDT-Elektrode im AOW-Resonatorfilter geteilt sind und mehrere der angeordneten AOW-Resonatoren elektrisch unabhängige Sammelschienen haben.
Bevorzugt ist, daß zwei AOW-Filter auf dem gleichen piezoelektrischen Substrat gebildet sind, eine Elektrode des AOW-Resonators des ersten AOW-Resonatorfilters gegenphasig angeordnet und eine Elektrode des AOW-Resonators des zweiten AOW-Resonatorfilters gleichphasig angeordnet ist. Hierbei sind das erste AOW-Resonatorfilter und zweite AOW-Resonatorfilter parallel verbunden.
Bevorzugt ist, daß das reaktive Element unter Verwendung eines Teils von Elektrodenmustern des AOW-Filters gebildet ist.
Außerdem ist bevorzugt, daß das akustische Oberflächenwellenfilter ein reaktives Element aufweist, das mit einer IDT-Elektrode und Reflektorelektroden angeordnet und unter Verwendung der Reflektorelektroden gebildet ist.
Zusätzlich ist bevorzugt, daß das reaktive Element ein Induktor ist, der durch Verbinden parallel positionierter, die Reflektorelektroden aufweisender Streifenleitungselektroden in einem Zickzackmuster gebildet ist.
Ferner ist bevorzugt, daß das reaktive Element ein Induktor ist, der durch Bündeln und Verbinden mehrerer parallel positionierter, die Reflektorelektroden aufweisender Streifenleitungselektroden in einem Zickzackmuster gebildet ist.
Bevorzugt ist, daß das reaktive Element ein Kondensator ist, der durch Verbinden parallel positionierter, die Reflektorelektroden aufweisender Streifenleitungselektroden in einer interdigitalen Form gebildet ist.
Bevorzugt ist auch, daß das reaktive Element zum Einsatz kommt, um eine Ein-/Ausgangs-Anpassungsschaltung zu bilden. Weiterhin ist bevorzugt, daß das reaktive Element verwendet wird, um eine Zwischenstufen-Anpassungsschaltung zu bilden.
Bevorzugt ist, daß mehrere AOW-Resonatoren mit einer IDT-Elektrode und Reflektoren auf beiden Seiten eine akustische Kopplung bilden, indem sie eng nebeneinander angeordnet sind.
Ferner ist bevorzugt, daß das reaktive Element unter Verwendung einer Reflektorelektrode gebildet ist.
Vorzugsweise sind die Verbindungspunkte über ein reaktives Element geerdet, das durch ein auf der Oberfläche des gleichen piezoelektrischen Substrats angeordnetes Elektrodenmuster gebildet ist.
Ferner ist bevorzugt, das der Spiralinduktor unter Verwendung einer Öffnung zwischen den mehreren AOW-Filtern gebildet ist.
Bevorzugt ist auch, daß ein Kurzschluß-Elektrodenmuster für eine Kurzschlußverbindung zwischen den zum Spiralinduktor benachbarten Wicklungselektrodenmustern an mindestens einer Stelle angeordnet ist.
Erfindungsgemäß bilden drei AOW-Resonatoren, die mit einer interdigitalen Wandlerelektrode (IDT-Elektrode) und Reflektoren auf beiden Seiten auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats angeordnet sind, eine akustische Kopplung, indem sie eng nebeneinander parallel zur Ausbreitungsrichtung einer AOW angeordnet sind, die IDT-Elektrode des in der Mitte positionierten AOW-Resonators ist vollständig geerdet, und ferner sind die IDT-Elektroden der außen angeordneten AOW-Resonatoren elektrisch unabhängig. Da das Potential des in der Mitte positionierten AOW-Resonators frei verteilt sein kann und das Potential zwischen den außen angeordneten AOW-Resonatoren nicht gelöscht wird, läßt sich eine große Schwingungsstärke auch für die Mode zweiter Ordnung erhalten. Dadurch kann ein AOW-Filter unter Verwendung von drei Anregungsmoden aufgebaut sein, und dieses Filter kann breitere Durchlaßbandkennwerte als das herkömmliche AOW-Filter mit zwei Anregungsmoden ohne Einsatz einer externen Verlängerungsspule usw. erreichen. Zudem wird hierbei das drei Anregungsmoden verwendende AOW-Filter realisiert, so daß dieses Filter einen steileren Nebenbandunterdrückungsfaktor als das herkömmliche AOW-Filter in der Mode zweiter Ordnung hat. Dadurch lassen sich auch bessere Selektivitätskennwerte erhalten.
Ferner ist bevorzugt, daß die IDT-Elektrode des in der Mitte positionierten AOW-Resonators über Elektrodenmuster geerdet ist, die in einer Öffnung zwischen den IDT-Elektroden der außen angeordneten AOW-Resonatoren und Elektroden der Reflektoren angeordnet sind. Dadurch läßt sich der Abstand zwischen der IDT-Elektrode und dem Reflektor des AOW-Filters mit größerer Freiheit bestimmen. Daher kann die Nebenbandinterferenz durch geeignete Auswahl des Abstands zwischen der IDT- Elektrode und dem Reflektor unterdrückt werden. Als Ergebnis lassend sich so bessere Nebenbandkennwerte erhalten.
Zusätzlich ist bevorzugt, daß mehrere der Filter über ein Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung kaskadiert sind, das auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats gebildet ist. Dadurch lassen sich die Nebenbandunterdrückungskennwerte stark verbessern, so daß noch bessere Filterkennwerte erhalten werden können. Ist hierbei eine Elektrodenanschlußfläche zum Bonden an einem Teil des Elektrodenmusters zur Zwischenstufenverbindung gebildet, kann die Verbindung zwischen dem Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung und einer externen Schaltung zum Erhalten guter Durchlaßkennwerte vereinfacht werden, indem ein Anpassungselement, z. B. ein Induktor, mit dem Muster zur Zwischenstufenverbindung verbunden wird. In diesem Fall ist auch bevorzugt, daß das Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung über ein reaktives Element geerdet ist, das durch ein auf der gleichen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeordnetes Elektrodenmuster gebildet ist. Dadurch ist eine externe Schaltung nicht mehr nötig, so daß eine Filterschaltung kompakter Größe erreicht werden kann. Ist ferner dieses reaktive Element ein Spiralinduktor, kann das reaktive Element miniaturisiert werden.
Erfindungsgemäß können die Sammelschienen im Mittelteil der IDT-Elektrode elektrisch unabhängig werden, und sämtliche IDT-Elektroden der außen angeordneten AOW-Resonatoren können unabhängig verdrahtet sein. Daher ist von den IDT-Elektroden des AOW-Filters nur die IDT-Elektrode des in der Mitte positionierten AOW-Resonators geerdet, so daß Ein-/Ausgangsanschlüsse an diesem Teil elektrisch unabhängig werden können. Damit werden Ein-/Ausgangskennwerte des Filters nicht direkt dadurch beeinflußt, wie die IDT-Elektroden geerdet sind, und da ferner Direktkomponenten von Signalen zwischen den Ein-/ Ausgangsanschlüssen stark zurückgehen, lassen sich Nebenbandunterdrückungskennwerte des Filters noch stärker verbessern.
Zudem ist bevorzugt, daß eine IDT-Elektrode eines der außen positionierten AOW-Resonatoren mit einem symmetrischen Eingangsanschluß verbunden und eine IDT-Elektrode des anderen außen positionierten AOW-Resonators mit einem symmetrischen Ausgangsanschluß verbunden ist. Damit kann ein symmetrisches Element, z. B. eine integrierte Schaltung (IC) mit ZF-Differenzverstärkern, beispielsweise vor und nach dem Filter elektrisch verbunden sein, ohne eine externe Schaltung zur Symmetrieübertragung o. ä. zu verwenden. So lassen sich Rauschkennwerte der gesamten Schaltung verbessern. Ist in diesem Fall die Leitungsbreite der Elektrodenmuster für Sammelschienen mit den IDT-Elektroden der außen positionierten AOW-Resonatoren so ausgewählt, daß sie größer als eine Leitungsbreite der Elektrodenmuster für Sammelschienen mit der IDT-Elektrode des in der Mitte positionierten AOW-Resonators ist, kann der Einfügungsverlust des Filters verbessert sein. Der Grund da für wird im folgenden beschrieben. Der Abstand G zwischen den kammförmigen Elektroden der IDT-Elektroden benachbarter AOW- Resonatoren steuert den Kopplungsgrad der beiden AOW-Resonatoren. Je kleiner dieser Abstand ist, um so stärker wird der Kopplungsgrad zwischen den AOW-Resonatoren, was zum Erreichen eines breiteren Bands bevorzugt ist. Wird aber G zu klein, werden Breiten W1 und W2 der in diesem Teil angeordneten Sammelschienenelektroden kleiner, so daß der elektrische Widerstandsverlust der IDT-Elektroden in diesem Teil den Einfügungsverlust des Filters stark beeinträchtigt. Hierbei ist die außen angeordnete Sammelschienenelektrode (Leitungsbreite W1) direkt mit einem der symmetrischen Ein-/Ausgangsanschlüsse verbunden, wogegen die im Mittelteil angeordnete Sammelschienenelektrode (Leitungsbreite W2) zum Erden der IDT-Elektrode des AOW-Resonators in der Mitte dient. Somit sind sie nicht mit den Ein-/Ausgangsanschlüssen elektrisch verbunden. Anders ausgedrückt beeinträchtigt die Leitungsbreite W2 der in der Mitte angeordneten Sammelschienenelektrode den Einfügungsverlust des Filters überhaupt nicht. Ist daher die Leitungsbreite W2 der in der Mitte positionierten Sammelschienenelektrode kleiner ausgewählt, kann die Leitungsbreite W1 der außen angeordneten Sammelschienenelektrode zur Kompensation größer ausgewählt sein. Als Ergebnis läßt sich der elektrische Widerstandsverlust an den Ein-/Ausgangsanschlüssen reduzieren, ohne den Abstand G zwischen den kammförmigen Elektroden der IDT-Elektroden der benachbarten AOW- Resonatoren zu ändern. Auf diese Weise kann der Einfügungsverlust des Filters verbessert werden.
Weiterhin ist bevorzugt, daß die IDT-Elektrode des in der Mitte positionierten AOW-Resonators über Elektrodenmuster geerdet ist, die zwischen den IDT-Elektroden der außen positionierten AOW-Resonatoren und den Reflektorelektroden angeordnet sind, so daß der Abstand zwischen der IDT-Elektrode und den Reflektoren des AOW-Filters mit größerer Freiheit bestimmt werden kann. Dadurch läßt sich die Nebenbandinterferenz durch geeignete Auswahl des Abstands zwischen der IDT- Elektrode und den Reflektoren unterdrücken. Als Ergebnis können bessere Nebenbandkennwerte erhalten werden.
Bevorzugt ist auch, daß mehrere der Filter über mehrere Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung kaskadiert sind, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats gebildet sind. Damit lassen sich Nebenbandunterdrückungskennwerte stark verbessern, so daß noch bessere Filterkennwerte erhalten werden können. Hierbei ist bevorzugt, daß ein Teil der mehreren Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung mit einer Elektrodenanschlußfläche zum Bonden ausgebildet sind. Beim Erhalten guter Durchlaßkennwerte durch Verbinden eines Anpassungselements, z. B. eines Induktors, mit den Elektrodenmustern zur Zwischenstufenverbindung vereinfacht sich die Verbindung zwischen den Elektrodenmustern zur Zwischenstufenverbindung und einer externen Schaltung. In diesem Fall ist bevorzugt, daß die mehreren Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung über ein reaktives Element zum Erhalten guter Durchlaßkennwerte miteinander verbunden sind. Außerdem ist bevorzugt, daß eines der mehreren Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung geerdet und ein weiteres über ein reaktives Element zum Erhalten guter Durchlaßkennwerte geerdet ist. Ferner ist bevorzugt, daß das reaktive Element ein Spiralinduktor ist, der durch ein auf der Oberfläche des gleichen piezoelektrischen Substrats angeordnetes Elektrodenmuster gebildet ist, um ein reaktives Element mit kompakter Größe zu erhalten.
Erfindungsgemäß verfügt ein akustisches Oberflächenwellenfilter über einen AOW-Resonator, der mit einer IDT-Elektrode und Reflektoren auf beiden Seiten auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats angeordnet ist, zwei Teile des AOW-Resonators sind parallel zu einer Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle gebildet, zwischen den AOW-Resonatoren ist eine periodisch strukturierte Elektrodenreihe gebildet, die Streifenleitungselektroden mit etwa der gleichen Länge wie eine IDT-Elektrodenüberlappungsbreite des AOW-Resonators aufweisen, die parallel mit der gleichen Elektrodenperiode wie beim AOW-Resonator angeordnet sind, und die AOW-Resonatoren sowie die periodisch strukturierte Elektrodenreihe bilden eine akustische Kopplung, indem sie eng nebeneinander angeordnet sind. Auch bei Änderung der Elektro denstruktur des in der Mitte positionierten AOW-Resonators von der IDT-Elektrode zur periodisch strukturierten Elektrodenreihe kann sich daher bei gleichem Elektrodenzyklus die akustische Oberflächenwelle, wie vorstehend beschrieben, ausbreiten. Somit läßt sich ein breiteres Band des AOW-Filters erreichen.
Ferner ist bevorzugt, daß jede Streifenleitungselektrode, die die periodisch strukturierte Elektrodenreihe aufweist, über Sammelleitungen miteinander verbunden ist, die an beiden Kanten der Elektrodenreihe angeordnet sind. Somit kann die periodisch strukturierte Elektrodenreihe als Reflektor strukturiert sein. Zusätzlich ist bevorzugt, daß die IDT- Elektrode auf der zur periodisch strukturierten Elektrodenreihe des AOW-Resonators benachbarten Seite und die die periodisch strukturierte Elektrodenreihe verbindende Sammelschienenelektrode als Einheit verbunden sind und daß die periodisch strukturierte Elektrodenreihe geerdet ist. Als Ergebnis kann diese Struktur einen unsymmetrischen Ein-/Ausgang, wie vorstehend beschrieben, erreichen, und ferner läßt sich ein breiteres Band des AOW-Filters erzielen.
Sind mehrere dieser Filter über Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung kaskadiert, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats gebildet sind, lassen sich die Nebenbandunterdrückungskennwerte stark verbessern, so daß gute Filterkennwerte erhalten werden können. Hierbei ist bevorzugt, daß die periodisch strukturierte Elektrodenreihe über Elektroden, die in einer Öffnung zwischen den IDT-Elektroden der außen positionierten AOW-Resonatoren angeordnet sind, und über Sammelschienenelektroden geerdet ist. Dadurch werden die periodisch strukturierte Elektroden von den Ein-/ Ausgangsanschlüssen elektrisch unabhängig. Als Ergebnis werden Ein-/Ausgangskennwerte des Filters nicht dadurch beeinflußt, wie die periodisch strukturierten Elektroden geerdet sind, und ferner gehen Direktkomponenten von Signalen zwischen den Ein-/Ausgangsanschlüssen stark zurück. So lassen sich die Nebenbandunterdrückungskennwerte des Filters wie in der zuvor genannten Ausführungsform noch stärker verbessern. Da außerdem der Abstand zwischen der IDT-Elektrode sowie der periodisch strukturierten Elektrode und den Reflektoren des AOW-Resonators mit größerer Freiheit bestimmt werden kann, läßt sich die Nebenbandinterferenz durch geeignete Auswahl des Abstands zwischen der IDT-Elektrode sowie der periodisch strukturierten Elektrode und den Reflektoren unterdrücken. Als Ergebnis lassen sich so bessere Nebenbandkennwerte erhalten.
Gemäß dieser Ausführungsform ist bevorzugt, daß eine Elektrode eines außen positionierten AOW-Resonators mit einem symmetrischen Eingangsanschluß verbunden und eine Elektrode des anderen außen positionierten AOW-Resonators mit einem symmetrischen Ausgangsanschluß verbunden ist. Dadurch kann ein symmetrisches Element, z. B. eine IC, vor und nach dem Filter elektrisch verbunden sein, ohne eine externe Schaltung zur Symmetrieübertragung o. ä. zu verwenden, so daß Rauschkennwerte der gesamten Schaltung auch verbessert werden. Ist ferner eine Leitungsbreite der Elektrodenmuster für Sammelschienen, die auf der benachbarten Seite der periodisch strukturierten Elektrode der IDT-Elektroden der außen positionierten AOW-Resonatoren gebildet sind, so ausgewählt, daß sie größer als eine Leitungsbreite der Elektrodenmuster für Sammelschienen ist, die an der periodisch strukturierten Elektrodenreihe gebildet sind, kann der Einfügungsverlust des Filters wie in der genannten Ausführungsform noch stärker verbessert sein. Grund dafür ist, daß im Vergleich zu dieser Ausführungsform ein Abschnitt des Teils, in dem keine Elektrode vorhanden ist, im Wert für G abnimmt, bei dem es sich um den Abstand zwischen den kammförmigen Elektroden der IDT- Elektroden der außen positionierten AOW-Resonatoren und der in der Mitte positionierten periodisch strukturierten Elektrode handelt. Statt dessen kann die Leitungsbreite W1 des Elektrodenmusters für die Sammelschiene auf der Seite, die zur periodisch strukturierten Elektrode der IDT-Elektrode des außen positionierten AOW-Resonators benachbart ist, vergrößert sein.
Zusätzlich ist bevorzugt, daß mehrere der Filter über mehrere Elektrodenmuster zur Zwischenstufenverbindung kaskadiert sind, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Sub strats gebildet sind. So lassen sich Nebenbandunterdrückungskennwerte erheblich verbessern, und es können bessere Filterkennwerte erhalten werden.
Erfindungsgemäß sind zwei AOW-Resonatoren, die jeweils mit einer IDT-Elektrode und Reflektoren auf beiden Seiten angeordnet sind und eine akustische Kopplung bilden, indem sie eng nebeneinander angeordnet sind, auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats gebildet, Elektroden der AOW-Resonatoren des ersten AOW-Resonatorfilters sind gegenphasig angeordnet, Elektroden der AOW-Resonatoren des zweiten AOW- Resonatorfilters sind gleichphasig angeordnet, und das erste AOW-Resonatorfilter ist parallel zum zweiten AOW-Resonatorfilter verbunden. Damit läßt sich die Bandbreite verbreitern, ohne die Durchlaßkennwerte des Bands zu beeinträchtigen. Grund dafür ist, daß ein einzelnes AOW-Resonatorfilter zwei Anregungsfrequenzen f&sub1; und f&sub2; (f&sub1; < f&sub2;) oder f&sub3; und f&sub4; (F&sub3; < f&sub4;) hat und die Phasenbeziehung zwischen diesen beiden Frequenzen entgegengesetzt ist. Daher sind die Elektroden des AOW- Resonators des ersten AOW-Resonatorfilters gegenphasig angeordnet, die Elektroden des AOW-Resonators des zweiten AOW- Resonatorfilters sind gleichphasig angeordnet, und das erste AOW-Resonatorfilter ist parallel zum zweiten AOW-Resonatorfilter verbunden. So läßt sich die Phasenbeziehung zwischen f&sub1; und f&sub2; sowie die Phasenbeziehung zwischen f&sub3; und f&sub4; umkehren. Anders ausgedrückt werden f&sub2; und f&sub3; gleichphasig. Indem also die Anregungsfrequenzen f&sub2; und f&sub3; in Übereinstimmung gebracht werden, läßt sich eine Bandbreite verbreitern, ohne die Durchlaßkennwerte des Bands zu beeinträchtigen.
Erfindungsgemäß sind vier AOW-Resonatoren, die jeweils mit einer IDT-Elektrode und Reflektoren auf beiden Seiten angeordnet sind und eine akustische Kopplung bilden, indem sie eng nebeneinander angeordnet sind, auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats gebildet, Elektroden der AOW-Resonatoren des ersten und zweiten AOW-Resonatorfilters sind gegenphasig angeordnet, Elektroden der AOW-Resonatoren des dritten und vierten AOW-Resonatorfilters sind gleichphasig angeordnet, das erste AOW-Resonatorfilter ist parallel zum dritten AOW-Resonatorfilter verbunden, das zweite AOW-Resona torfilter ist parallel zum vierten AOW-Resonatorfilter verbunden, und das erste und dritte AOW-Resonatorfilter sowie das zweite und vierte AOW-Resonatorfilter sind über Elektroderunuster kaskadiert, die zwischen den Filtern auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats gebildet sind. Damit werden zwei Paare der parallel verbundenen AOW-Resonatoren so wie weiter oben beschrieben betrieben. Durch Kaskadieren dieser Resonatoren läßt sich die Nebenbandunterdrückung noch stärker verbessern.
Ferner ist bevorzugt, daß das erste und dritte AOW-Resonatorfilter so aufgebaut sind, daß die hochbandseitige Anregungsfrequenz eines AOW-Resonatorfilters mit der tiefbandseitigen Anregungsfrequenz des anderen AOW-Resonatorfilters übereinstimmt, und daß das zweite und vierte AOW-Resonatorfilter so aufgebaut sind, daß die hochbandseitige Anregungsfrequenz eines AOW-Resonatorfilters mit der tiefbandseitigen Anregungsfrequenz des anderen AOW-Resonatorfilters übereinstimmt. Dadurch läßt sich die Bandbreite ohne Beeinträchtigung der Durchlaßkennwerte des Bands verbreitern.
Zusätzlich ist bevorzugt, daß das erste AOW-Resonatorfilter und zweite AOW-Resonatorfilter nebeneinander parallel zur Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle positioniert sowie das dritte AOW-Resonatorfilter und vierte AOW-Resonatorfilter nebeneinander parallel zu einer Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle positioniert sind. Folglich läßt sich unerwünschte Streukapazität zwischen den kaskadierten, mehrstufig verbundenen AOW-Filtern beseitigen, weshalb eine Zwischenstufen-Anpassungsschaltung nicht mehr nötig ist. Als Ergebnis kann die Schaltung eine kompakte Größe haben, während stabile Kennwerte des Filters erreicht werden können.
Erfindungsgemäß bildet ein mit einer IDT-Elektrode und Reflektoren auf beiden Seiten auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats angeordneter AOW-Resonator eine akustische Kopplung durch enges Anordnen nebeneinander, Elektrodenmuster für Sammelschienen sind am Mittelteil einer zum AOW-Resonatorfilter benachbarten IDT-Elektrode geteilt, und mehrere der eng angeordneten AOW-Resonatoren haben elektrisch unabhängige Sammelschienen. So können Erdungselektroden der IDT-Eingangselektrode und IDT-Ausgangselektrode unabhängig herausgeführt werden, und es läßt sich ein symmetrischer Ein-/Ausgang des AOW-Filters erreichen. Da somit die IDT- Elektroden des AOW-Filters nicht mehr geerdet zu werden brauchen, werden die Ein-/Ausgangskennwerte des Filters nicht direkt dadurch beeinflußt, wie die AOW-Elektroden geerdet sind. Da zudem Direktkomponenten von Signalen zwischen den Ein-/ Ausgangsanschlüssen stark zurückgehen, lassen sich die Nebenbandunterdrückungskennwerte des Filters verbessern. Außerdem kann ein symmetrisches Element, z. B. eine IC, vor und nach dem Filter verbunden werden, ohne daß eine externe Schaltung zur Symmetrieübertragung usw. zum Einsatz kommt, so daß auch Rauschkennwerte der gesamten Schaltung verbessert werden.
Ferner ist bevorzugt, daß zwei AOW-Filter auf dem gleichen piezoelektrischen Substrat gebildet sind, Elektroden des AOW-Resonators des ersten AOW-Resonatorfilters gegenphasig angeordnet, Elektroden des AOW-Resonators des zweiten AOW- Resonatorfilters gleichphasig angeordnet und das erste AOW- Resonatorfilter und zweite AOW-Resonatorfilter parallel verbunden sind. So kann die Bandbreite verbreitert sein, ohne die Durchlaßkennwerte des Bands zu beeinträchtigen.
Erfindungsgemäß verfügt ein akustisches Oberflächenwellenfilter über einen mit einer IDT-Elektrode und Reflektoren auf beiden Seiten auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats angeordneten AOW-Resonator, wobei eine akustische Kopplung durch enges Anordnen nebeneinander gebildet ist, Elektrodenmuster für Sammelschienen sind am Mittelteil des AOW-Resonatorfilters geteilt, vier AOW-Resonatorfilter sind so gebildet, daß Elektroden der AOW-Resonatoren des ersten und zweiten AOW-Resonatorfilters gegenphasig angeordnet und Elektroden der AOW-Resonatoren des dritten und vierten AOW- Resonatorfilters gleichphasig angeordnet sind, das erste AOW- Resonatorfilter ist parallel zum dritten AOW-Resonatorfilter verbunden und das zweite AOW-Resonatorfilter ist parallel zum vierten AOW-Resonatorfilter verbunden, und das erste und dritte AOW-Resonatorfilter sind mit dem zweiten und vierten AOW-Resonatorfilter über Elektrodenmuster kaskadiert, die zwischen den Filtern auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats gebildet sind. Dadurch werden zwei Paare parallel verbundener AOW-Resonatorfilter auf so wie in der genannten Ausführungsform betrieben. Indem diese Filter kaskadiert sind, läßt sich die Nebenbandunterdrückung noch stärker verbessern.
Erfindungsgemäß ist ein reaktives Element unter Verwendung eines Teils von Elektrodenmustern des AOW-Filters gebildet. Auf diese Weise ist es nicht nötig, eine separate Elektrodenfläche zuzufügen, so daß dieser Schaltungsaufbau mit etwa der gleichen piezoelektrischen Substratfläche wie in einem herkömmlichen AOW-Filter realisiert sein kann.
Bevorzugt ist auch, daß das mit einer IDT-Elektrode und Reflektorelektroden angeordnete akustische Oberflächenwellenfilter ein reaktives Element aufweist, das unter Verwendung der Reflektorelektroden gebildet ist. So lassen sich Differenzen der Elementwerte im Vergleich zum Einsatz eines externen Schaltungselements reduzieren, so daß Schaltungskennwerte des AOW-Filters stabilisiert werden können. Hierbei ist bevorzugt, daß das reaktive Element ein Induktor ist, der durch Verbinden parallel positionierter, die Reflektorelektroden aufweisender Streifenleitungselektroden in einem Zickzackmuster gebildet ist, um ein reaktives Element mit kompakter Größe zu realisieren. Ferner ist bevorzugt, daß das reaktive Element ein Induktor ist, der durch Bündeln und Verbinden mehrerer parallel positionierter, die Reflektorelektroden aufweisender Streifenleitungselektroden in einem Zickzackmuster gebildet ist. So läßt sich die Widerstandskomponente des Induktors reduzieren, so daß eine Beeinträchtigung von Filterkennwerten verhindert werden kann. Bevorzugt ist auch, daß das reaktive Element ein Kondensator ist, der durch Verbinden parallel positionierter, die Reflektorelektroden aufweisender Streifenleitungselektroden in einer interdigitalen Form gebildet ist. Auf diese Weise läßt sich der reaktive Wert durch Beschneiden der Elektrodenmuster fein einstellen.
Weiterhin ist bevorzugt, daß das reaktive Element verwendet wird, um eine Ein-/Ausgangs-Anpassungsschaltung zu bilden oder eine Zwischenstufen-Anpassungsschaltung zu bil den. Damit dienen die reaktiven Elektrodenmuster als Anpassungsschaltungen für das AOW-Filter, weshalb es nicht mehr nötig ist, eine externe Anpassungsschaltung zu installieren. Dadurch läßt sich die Anzahl von Komponenten reduzieren, um insgesamt eine kompakte Schaltung zu erreichen.
Zudem ist bevorzugt, daß mehrere der AOW-Resonatoren mit einer IDT-Elektrode und Reflektoren auf beiden Seiten eine akustische Kopplung bilden, indem sie eng nebeneinander angeordnet sind. So läßt sich ein AOW-Resonatorfilter vom Energiefallentyp mit etwa der gleichen piezoelektrischen Substratfläche wie beim herkömmlichen Filter realisieren. Ferner ist bevorzugt, daß das reaktive Element unter Verwendung einer Reflektorelektrode zur Reduzierung von Differenzen der Elementwerte im Vergleich zum Einsatz eines externen Schaltungselements gebildet ist. Dadurch können die Schaltungskennwerte des AOW-Filters stabilisiert werden.
Erfindungsgemäß sind mehrere AOW-Resonatoren, die mit einer IDT-Elektrode und Reflektoren auf beiden Seiten angeordnet sind und eine akustische Kopplung bilden, indem sie eng nebeneinander angeordnet sind, auf der Oberfläche des gleichen piezoelektrischen Substrats gebildet, die AOW-Resonatorfilter sind kaskadiert, und Ein-/Ausgangs-Anpassungsschaltungen sind unter Verwendung eines reaktiven Elements gebildet, das durch ein auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeordnetes Elektrodenmuster gebildet ist. Dadurch lassen sich Differenzen der Elementwerte im Vergleich zur Verwendung eines externen Schaltungselements reduzieren, so daß Schaltungskennwerte des mehrstufig verbundenen AOW- Filters stabilisiert werden können.
Erfindungsgemäß verfügt ein AOW-Resonatorfilter über mehrere AOW-Resonatoren, die mit einer IDT-Elektrode und Reflektoren auf beiden Seiten angeordnet sind und eine akustische Kopplung bilden, indem sie eng nebeneinander angeordnet sind, mehrere der AOW-Filter sind auf der Oberfläche des gleichen piezoelektrischen Substrats gebildet, die genannten AOW-Resonatorfilter sind kaskadiert, und die Verbindungspunkte sind über reaktive Elemente geerdet, die durch Elektrodenmuster gebildet sind, die auf der Oberfläche des gleichen piezoelektrischen Substrats angeordnet sind. Dadurch dienen die durch die Elektrodenmuster auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats gebildeten reaktiven Elemente als Zwischenstufen-Anpassungselemente für das Filter. Dadurch läßt sich eine Zwischenstufen-Neueinstellung des AOW-Filters erreichen, ohne die Elektrodenfläche auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats zu vergrößern. Nicht mehr notwendig ist, eine Einstellungsschaltung zu verbinden, z. B. eine Verlängerungsspule an der Zwischenstufe z. B. eines quergekoppelten AOW-Breitbandresonatorfilters.
Bevorzugt ist, daß das reaktive Element ein Spiralinduktor zum Realisieren eines reaktiven Elements kleiner Größe ist. Zudem ist bevorzugt, daß der Spiralinduktor unter Verwendung einer Öffnung zwischen den mehreren AOW-Filtern gebildet ist. Damit ist es unnötig, das piezoelektrische Substrat stärker als das herkömmliche zu vergrößern, so daß die Schaltung miniaturisiert sein kann. Ist zudem ein Kurzschluß- Elektrodenmuster mindestens an einem Teil für eine Kurzschlußverbindung von Wicklungselektrodenmustern benachbart zum Spiralinduktor gebildet, läßt sich der reaktive Wert fein steuern, indem das Kurzschluß-Elektrodenmuster mit einem Laser o. ä. beschnitten wird. Somit können die Filterkennwerte fein gesteuert werden, nachdem das AOW-Filtersubstrat im Baustein angeordnet ist.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung.
Fig. 2(a) ist die gleiche schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters wie in Fig. 1. Fig. 2(b) ist ein Diagramm zur Erläuterung der Verteilung von Schwingungsmodenmustern während eines Betriebs des akustischen Oberflächenwellenfilters.
Fig. 3(a) und (b) sind Kurven von Durchlaßbandkennwerten im Verlauf von Betriebsabläufen eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung.
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines mehrstufig verbundenen akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung.
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils, in dem IDT-Elektroden eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung eng nebeneinander angeordnet sind.
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht eines mehrstufig verbundenen akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung.
Fig. 8 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung.
Fig. 9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils, in dem IDT-Elektroden eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung eng nebeneinander angeordnet sind.
Fig. 10 ist eine schematische Ansicht eines Teils, in dem IDT-Elektroden eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung gegenphasig angeordnet sind.
Fig. 11 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung in einem unsymmetrischen Ein-/Ausgangszustand.
Fig. 12 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters.
Fig. 13(a) und (b) sind Kurven von Durchlaßbandkennwerten im Verlauf von Betriebsabläufen eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung.
Fig. 14 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters.
Fig. 15 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters.
Fig. 16 ist eine Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung, das an einem oberflächenmontierbaren Baustein angeordnet ist.
Fig. 17 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung.
Fig. 18 ist eine Ansicht einer Ersatzschaltung eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung.
Fig. 19 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung.
Fig. 20 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung.
Fig. 21 ist eine Ansicht einer Ersatzschaltung eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung.
Fig. 22 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters der Erfindung.
Fig. 23(a) bis (c) sind schematische Ansichten von reaktiven Elektrodenmustern der Erfindung.
Fig. 24 ist eine schematische Ansicht eines herkömmlichen akustischen Oberflächenwellenfilters.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beispiele näher erläutert. Die Beispiele dienen zur Veranschaulichung und sind keinesfalls als Einschränkung der Erfindung aufzufassen.

Beispiel 1

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters einer ersten Ausführungsform. In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 11 ein piezoelektrisches Einkristallsubstrat. Durch Bilden periodisch strukturierter Elektrodenmuster auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 11 kann eine akustische Oberflächenwelle erzeugt werden. Auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 11 befindet sich ein erster AOW-Resonator vom Energiefallentyp, der durch eine IDT-Elektrode 12a und Reflektoren 12b, 12c gebildet ist. Auf dem gleichen piezoelektrischen Substrat 11 ist ein zweiter AOW-Resonator mit einer IDT-Elektrode 13a und Reflektoren 13b, 13c zusammen mit einem dritten AOW-Resonator mit einer IDT-Elektrode 14a und Reflektoren 14b, 14c auf die gleiche Weise gebildet. Diese drei AOW-Resonatoren sind eng nebeneinander angeordnet, und die benachbarten IDT-Elektroden sowie die benachbarten Elektroden der Reflektoren sind über gemeinsame Sammelschienen verbunden. Zusätzlich ist ein Außenelektrodenfinger der IDT-Elektrode 12a mit einem Eingangsanschluß verbunden, während ein Außenelektrodenfinger der IDT-Elektrode 14a mit einem Ausgangsanschluß verbunden ist. Weiterhin ist ein Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 13a zusammen mit einem Innenelektrodenfinger der IDT-Elektrode 12a über ein Elektrodenmuster geerdet, das zwischen der gemeinsamen Sammelschiene und einer Öffnung der IDT-Elektrode 12a und des Reflektors 12b angeordnet ist. Der andere Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 13a ist zusammen mit einem Innenelektrodenfinger der IDT-Elektrode 14a über ein Elektrodenmuster geerdet, das zwischen der gemeinsamen Sammelschiene und einer Öffnung der IDT-Elektrode 14a und des Reflektors 14c angeordnet ist.
Als nächstes wird das so aufgebaute akustische Oberflächenwellenfilter in seinem Betrieb erläutert.
Fig. 2(a) ist ein Diagramm von Schwingungsmodenmustern eines akustischen Oberflächenwellenfilters dieser Ausführungsform. Fig. 1 entsprechende Teile tragen die gleichen Bezugszahlen. In Fig. 2(a) bezeichnet 21 eine Elektrodenstruktur des AOW-Filters von Fig. 1, wobei eine akustische Kopplung zwischen den AOW-Resonatoren 12, 13 und 14 auftritt, wenn sie eng nebeneinander angeordnet sind. Hierbei werden mit 22 dargestellte Moden erster, zweiter und dritter Ordnung mit Potentialverteilungen gemäß Fig. 2(b) erzeugt. In diesem Fall entfällt die Mode zweiter Ordnung auf ein Teil, in dem ein Knoten der Modenverteilung die IDT-Elektrode des in der Mitte angeordneten AOW-Resonators 13 kreuzt und sich eine Polarität der Potentialverteilung an ihrer Ober- und Unterseite ändert. Ist daher das Elektrodenmuster nur gemäß 21 aufgebaut, wird die Schwingungsstärke in der Mode zweiter Ordnung erheblich schwächer als in der Mode erster und dritter Ordnung. Durchlaßbandkennwerte dieses Filters bei direkt gekoppelten 50 Ω zeigen eine Vertiefung in der Mitte gemäß Fig. 3(a). Soll die Frequenzdifferenz zwischen der Mode erster Ordnung und der Mode dritter Ordnung ein breites Band haben, das 0,1% in einem normalisierten Zustand durch eine Mittenfrequenz übersteigt, ist das Band auch mit einer Anpassungsschaltung nicht flach, so daß Filterkennwerte unbefriedigend sind. Um daher gute Filterkennwerte in der Elektrodenstruktur von Fig. 1 zu erhalten, muß die Mode zweiter Ordnung stark in Schwingung versetzt werden, um sie für Durchlaßkennwerte zu nutzen. Dazu ist erforderlich, daß das Potential des in der Mitte angeordneten AOW-Resonators 13 frei verteilt werden kann und das Potential zwischen den äußeren AOW-Resonatoren 12 und 14 nicht gelöscht wird. In dieser Ausführungsform sind die IDT-Elektroden des AOW-Resonators 13 beide geerdet, und die IDT-Elektrodenfinger 23 und 24 von Fig. 2(a) sind mit einem Eingangsanschluß bzw. einem Ausgangsanschluß verbunden und elektrisch unabhängig. Folglich erfüllt diese Ausführungsform die vorgenannten Anforderungen. Hierbei sind die Durchlaßbandkennwerte bei direkt gekoppelten 50 Ω in Fig. 3(b) gezeigt, die zeigt, daß eine hohe Schwingungsstärke im Hinblick auf die Mode zweiter Ordnung erreicht werden kann. Somit läßt sich ein AOW-Filter unter Verwendung von drei Anregungsmoden aufbauen, und dieses Filter kann breitere Durchlaßbandkennwerte als das herkömmliche AOW-Filter unter Verwendung von zwei Anregungsmoden erreichen.
Zudem beeinflußt der Abstand zwischen der IDT-Elektrode und dem Reflektor eines AOW-Filters die Stärke der Nebenbandinterferenz, so daß die Interferenz durch geeignete Größenauswahl unterdrückt werden kann. In dieser Ausführungsform kann durch Anordnen des Elektrodenmusters zum Erden der IDT- Elektrode des mittleren AOW-Resonators in diesem Teil der Abstand mit größerer Freiheit bestimmt werden, die Nebenbandinterferenz wird unterdrückt, und bessere Nebenbandkennwerte lassen sich erhalten.
Zusätzlich verwendet das AOW-Filter dieser Ausführungsform drei Anregungsmoden, so daß es ein Filter dritter Ordnung werden kann. Damit hat dieses Filter einen steileren Nebenbandformfaktor als das herkömmliche AOW-Filter zweiter Ordnung, wodurch es bessere Selektivitätskennwerte erhält.
Gemäß dieser Ausführungsform kann das Band des AOW-Filters ohne Verwendung einer externen Verlängerungsspule usw. verbreitert sein, indem drei AOW-Resonatoren eng angeordnet und alle IDT-Elektroden des AOW-Resonators in der Mitte geerdet sind.
Obwohl in dieser Ausführungsform nur ein AOW-Filter mit einer einstufigen Struktur erwähnt ist, können gemäß Fig. 4 auch mehrere AOW-Filter 42 und 43 auf der Oberfläche des gleichen piezoelektrischen Substrats 41 kaskadiert sein, um ein mehrstufig verbundenes AOW-Filter zu bilden. Obwohl in diesem Fall der Einfügungsverlust leicht zunimmt, lassen sich die Nebenbandunterdrückungskennwerte stark verbessern, so daß noch bessere Filterkennwerte erhalten werden können.
Außerdem wird die Ein-/Ausgangsimpedanz eines AOW-Filters von der Anzahl von IDT-Paaren eines AOW-Resonators gesteuert und läßt sich nicht optional bestimmen. Ist daher das Filter einfach kaskadiert, sind Durchlaßkennwerte infolge einer fehlangepaßten Verbindung nicht immer befriedigend. In diesem Fall sollte ein Elektrodenmuster 44, das eine kaskadierte Zwischenstufenverbindung darstellt, mit einem Anpassungselement verbunden sein, z. B. einer Induktivität. Hierbei ist die Verbindung mit einer externen Schaltung vereinfacht, wenn eine Elektrodenanschlußfläche 45 zum Bonden am Elektrodenmuster 44 angeordnet ist. Alternativ ist durch Bilden eines reaktiven Elements, z. B. eines Spiralinduktors, auf dem gleichen piezoelektrischen Substrat und durch Verbinden eines Endes mit dem Elektrodenmuster 44 bei gleichzeitigem Erden des anderen Endes eine externe Schaltung nicht mehr nötig, so daß eine Filterschaltung kompakter Größe erhalten werden kann.
In dieser Ausführungsform sind drei eng nebeneinander angeordnete AOW-Resonatoren beschrieben. Theoretisch läßt sich diese Anzahl auf vier oder mehr steigern, um ein Filter unter Verwendung einer Mode höherer Ordnung aufzubauen. Allerdings kompliziert eine höhere Anzahl von Resonatoren die Filtergestaltung, und die Elementempfindlichkeit der Anpassungsschaltung steigt. Damit sind Filterkennwerte nicht mehr befriedigend. Folglich ist bevorzugt, drei eng angeordnete AOW-Resonatoren auszuwählen.

Beispiel 2

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Gemäß Fig. 5 ist ein erster AOW-Resonator durch Anordnen einer IDT-Elektrode 52a und von Reflektoren 52b, 52c auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Einkristallsub strats 51 gebildet. Auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 51 sind außerdem ein zweiter AOW-Resonator mit einer IDT-Elektrode 53a und Reflektoren 53b, 53c sowie ein dritter AOW-Resonator mit einer IDT-Elektrode 54a und Reflektoren 54b, 54c gebildet. Diese drei AOW-Resonatoren sind eng nebeneinander angeordnet. Ferner ist ein Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 53a zwischen der IDT-Elektrode 52a und dem Reflektor 52b über ein in einer Öffnung angeordnetes Elektrodenmuster geerdet, während der andere Elektrodenfinger zwischen der IDT-Elektrode 54a und dem Reflektor 54c über ein in einer Öffnung angeordnetes Elektrodenmuster geerdet ist. Diese Struktur ist mit der ersten Ausführungsform von Fig. 1 identisch.
Von Fig. 1 unterscheidet sich diese Darstellung darin, daß benachbarte Sammelschienenelektroden von IDT-Elektroden der AOW-Resonatoren elektrisch unabhängig sind. Zusätzlich ist der Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 52a mit einem symmetrischen Eingangsanschluß verbunden, während der Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 54a mit einem symmetrischen Ausgangsanschluß verbunden ist.
Grundsätzlich gleicht der Betrieb des akustischen Oberflächenwellenfilters mit diesem Aufbau dem der ersten Ausführungsform von Fig. 2. So kann ein breiteres Band des AOW-Filters erreicht werden, und Nebenbandinterferenz läßt sich unterdrücken. Da zudem das Filter dieser Ausführungsform so aufgebaut ist, daß die Sammelschienen im Mittelteil der IDT- Elektroden elektrisch unabhängig sind, können alle IDT-Elektroden im AOW-Resonator 52 und IDT-Elektroden im AOW-Resonator 54 unabhängig verdrahtet sein. Durch Konfigurieren von Anschlüssen gemäß Fig. 5 wird somit ein symmetrischer Ein-/ Ausgang des AOW-Filters möglich.
Gemäß dieser Ausführungsform ist von den IDT-Elektroden des AOW-Filters nur die IDT-Elektrode des AOW-Resonators 53a in der Mitte geerdet, und an diesem Teil sind Ein-/Ausgangsanschlüsse elektrisch unabhängig. Daher werden Ein-/Ausgangskennwerte des Filters nicht direkt dadurch beeinflußt, wie die IDT-Elektroden geerdet sind, und da zudem Direktkomponenten von Signalen zwischen den Ein-/Ausgangsanschlüssen stark zurückgehen, sind Nebenbandunterdrückungskennwerte des Filters noch stärker verbessert. Weiterhin kann ein symmetrisches Element, z. B. eine IC, dem Filter vor- und nachgeschaltet sein, ohne eine Außenschaltung zur Symmetrieübertragung o. ä. zu verwenden. Dadurch verbessern sich auch Rauschkennwerte der gesamten Schaltung.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils, in dem die IDT-Elektroden 52a und 53a in Fig. 5 eng angeordnet sind. Ein Abstand G steuert den Kopplungsgrad der beiden AOW-Resonatoren. Je kleiner dieser Abstand ist, um so stärker wird der Kopplungsgrad, was zum Erreichen eines breiteren Bands bevorzugt ist. Wird aber G zu klein, werden Breiten W1 und W2 der in diesem Teil angeordneten Sammelschienenelektroden viel kleiner, so daß der elektrische Widerstandsverlust der IDT- Elektroden in diesem Teil den Einfügungsverlust des Filters stark beeinträchtigt. In dieser Ausführungsform ist eine Sammelschienenelektrode 61 direkt mit einem von symmetrischen Eingangsanschlüssen verbunden, und eine Sammelschienenelektrode 62 dient zum Erden der IDT-Elektrode des AOW-Resonators in der Mitte, so daß sie nicht mit Ein-/Ausgangsanschlüssen elektrisch verbunden sind. Anders ausgedrückt beeinträchtigt W2 den Einfügungsverlust des Filters überhaupt nicht. Ist daher W2 kleiner ausgewählt, kann W1 zur Kompensation größer ausgewählt sein, und dann kann der elektrische Widerstandsverlust am Eingangsanschluß reduziert werden, ohne den Wert von G zu ändern, was den Einfügungsverlust des Filters verbessert. Ferner läßt sich der gleiche Effekt erzielen, indem das Teil einer Ausgangsseite oder das Teil, in dem die Elektroden 54a und 53a eng angeordnet sind, so aufgebaut ist, daß es die gleiche Struktur hat.
Experimente wurden unter Bedingungen durchgeführt, unter denen ein Filter von 240 MHz auf der Oberfläche eines ST-Kristallsubstrats gebildet war und eine Länge von G einer Wellenlänge entsprach (etwa 12 um). Entsprachen sowohl W1 als auch W2 Längen vom 0,25fachen der Wellenlänge, betrug der Einfügungsverlust 3,86 dB. Entsprach andererseits W1 dem 0,4fachen der Wellenlänge und W2 dem 0,15fachen der Wellen länge, betrug der Einfügungsverlust 2,83 dE, was eine Verbesserung von 1,03 dB darstellt.
Gemäß Fig. 7 kann diese Ausführungsform so aufgebaut sein, daß mehrere AOW-Filter 72 und 73 auf der Oberfläche des gleichen piezoelektrischen Substrats 71 kaskadiert sind, um ein mehrstufig verbundenes AOW-Filter zu bilden. Obwohl sich in diesem Fall der Einfügungsverlust leicht erhöht, verbessern sich die Nebenbandunterdrückungskennwerte stark, so daß noch bessere Filterkennwerte erhalten werden können.
Erhält man durch einfaches Kaskadieren keine guten Durchlaßkennwerte, sollte ein reaktives Element, z. B. ein Induktor, als Anpassungselement mit einem Elektrodenmuster 74 verbunden sein, das zur Zwischenstufen-Kaskadenverbindung dient. Dieses Verfahren kann durch Verbinden des Anpassungselements zwischen den symmetrischen Elektroden 74 durchgeführt werden, aber der gleiche Effekt kann erzielt werden, indem es zwischen einem der Elektrodenmuster 74 und Erde verbünden und die andere Elektrode von 74 geerdet wird. Dabei ist die Verbindung mit einer externen Schaltung vereinfacht, wenn eine Elektrodenanschlußfläche 75 zum Bonden am Elektrodenmuster 74 angeordnet ist. Alternativ ist durch Bilden eines reaktiven Elements, z. B. eines Spiralinduktors, auf dem gleichen piezoelektrischen Substrat und durch Verbinden eines Endes mit dem Elektrodenmuster 74, während das andere Ende geerdet ist, eine externe Schaltung nicht mehr nötig, so daß sich eine Filterschaltung kompakter Größe realisieren läßt. Durch Bilden der IDT-Elektroden eng angeordneter AOW-Resonatoren, so daß sie elektrisch unabhängig sind, und durch Aufbau mit symmetrischen Ein-/Ausgangsanschlüssen läßt sich somit nicht nur der gleiche Effekt wie in der ersten Ausführungsform erhalten, sondern es können so auch verbesserte Kennwerte erhalten werden.

Beispiel 3

Fig. 8 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 8 zeigt, daß sich auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Einkristallsubstrats 81 ein erster AOW-Re sonator, der durch eine IDT-Elektrode 82a und Reflektoren 82b, 82c gebildet ist, und ein dritter AOW-Resonator, der durch eine IDT-Elektrode 84a und Reflektoren 84b, 84c gebildet ist, befinden. Diese Elemente haben die gleiche Struktur wie in der zweiten Ausführungsform von Fig. 5. Von Fig. 5 unterscheidet sich diese Darstellung dadurch, daß ein IDT-Elektrodenteil eines zweiten AOW-Resonators, der in der Mitte gebildet und von Reflektoren 83b, 83c begleitet ist, die gleiche Struktur wie die Reflektoren hat. Außerdem unterscheidet sich die Darstellung in der Struktur, bei der eine periodisch strukturierte Streifenleitungs-Elektrodenreihe 83a etwa die gleiche Länge wie eine Elektrodenüberlappungsbreite der IDT- Elektrode 53a in Fig. 5 hat.
Wie in der zweiten Ausführungsform sind diese drei AOW- Resonatoren eng nebeneinander angeordnet, und die benachbarten Sammelschienenelektroden sind elektrisch unabhängig. Ferner ist ein Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 82a mit einem symmetrischen Eingangsanschluß verbunden, während ein Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 84a mit einem symmetrischen Ausgangsanschluß verbunden ist. Zusätzlich ist die periodisch strukturierte Streifenleitungs-Elektrodenreihe 83a über ein Elektrodenmuster, das in einer Öffnung der IDT-Elektrode 82a und des Reflektors 82b angeordnet ist, und auch über ein Elektrodenmuster, das in einer Öffnung der IDT-Elektrode 84a und des Reflektors 84c angeordnet ist, geerdet.
Gemäß dem akustischen Oberflächenwellenfilter mit diesem Aufbau kann sich die akustische Oberflächenwelle genauso ausbreiten, solange der Elektrodenzyklus gleich bleibt, auch wenn sich die Struktur der Elektrode 83a von einer IDT-Elektrode zu einer periodisch strukturierten Streifenleitungs- Elektrodenreihe im mittleren AOW-Resonator ändert. Daher gleicht der Betrieb grundsätzlich dem der ersten Ausführungsform von Fig. 2, wodurch ein breiteres Band erreicht und die Nebenbandinterferenz des AOW-Filters unterdrückt wird. Da außerdem wie in der zweiten Ausführungsform die Sammelschienen im mittleren Teil der IDT-Elektroden elektrisch unabhängig sind, ist ein symmetrischer Ein-/Ausgang des AOW-Filters mög lich, und die Nebenbandunterdrückungskennwerte des Filters lassen sich verbessern.
Fig. 9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Fig. 8, in dem die IDT-Elektrode 82a und die periodisch strukturierte Streifenleitungselektrode 83a eng nebeneinander angeordnet sind. Vergleicht man diese Darstellung mit der zweiten Ausführungsform von Fig. 5, reduziert sich ein Anteil eines Teils der Entfernung G, in dem die Elektroden nicht vorhanden sind, und statt dessen kann die Breite W1 einer Sammelschienenelektrode 91 im Vergleich zur Breite W2 einer Sammelschienenelektrode 92 vergrößert sein. Folglich läßt sich ein Einfügungsverlust des Filters stärker als in der zweiten Ausführungsform verbessern.
Gemäß dieser Ausführungsform läßt sich nicht nur der gleiche Effekt wie in der zweiten Ausführungsform erhalten, sondern auch verbesserte Kennwerte können so erhalten werden.
Weiterhin sind die IDT-Elektroden 82a und 84a in Fig. 8 gleichphasig angeordnet. Auch bei Änderung dieser Struktur zur Gegenphasigkeit wie bei IDT-Elektroden 102, 104, die auf einem Substrat 101 von Fig. 10 gebildet sind, läßt sich der gleiche Effekt erzielen, obwohl die Nebenbandinterferenz etwas anders erscheint. In Fig. 10 ist eine periodisch strukturierte Streifenleitungs-Elektrodenreihe 103 nur über eine Öffnung auf der Seite der IDT-Elektrode 104 geerdet. Allerdings beeinträchtigt diese Art von leichtem Unterschied in der Symmetrie des oberen und unteren Elektrodenmusters kaum die Filterkennwerte, weshalb sich die Verdrahtung nach außen vereinfachen läßt.
Auch in dieser Ausführungsform können mehrere AOW-Filter kaskadiert sein, um ein mehrstufig verbundenes AOW-Filter zu bilden. Dadurch lassen sich die Nebenbandunterdrückungskennwerte stark verbessern, so daß man noch bessere Filterkennwerte erhält. Dabei kann das gleiche Kaskadierungsverfahren wie in der zweiten Ausführungsform von Fig. 7 zum Einsatz kommen.
Weiter ist in dieser im Vergleich zur zweiten Ausführungsform beschriebenen Ausführungsform angenommen, daß die Struktur der Ein-/Ausgangselektroden des AOW-Filters symme trisch ist. Allerdings läßt sich die gleiche Wirkung im Vergleich zur ersten Ausführungsform mit einer unsymmetrischen Ein-/Ausgangsstruktur gemäß Fig. 11 erzielen, in der 111 ein piezoelektrisches Einkristallsubstrat ist, 112, 114 IDT-Elektroden sind, 113 eine periodisch strukturierte Streifenleitungs-Elektrodenreihe ist und gemeinsame Sammelschienen an dem Teil gebildet sind, wo die AOW-Resonatoren eng nebeneinander angeordnet sind.

Beispiel 4

Fig. 12 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters einer vierten Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 12 ist ein erster AOW-Resonator durch IDT- Elektroden 122a, 122b und Reflektoren 123a, 124a, 123b, 124b gebildet, die auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Einkristallsubstrats 121 angeordnet sind, und Elektrodenfinger der IDT-Elektroden 122a, 122b sind so angeordnet, daß ihre Phasenbeziehung entgegengesetzt ist. Auf dem gleichen piezoelektrischen Substrat 121 ist ein zweiter AOW-Resonator durch IDT-Elektroden 125a, 125b und Reflektoren 126a, 127a, 126b, 127b gebildet, und Elektrodenfinger der IDT-Elektroden 125a, 125b sind so angeordnet, daß ihre Phasenbeziehung gleich ist. Diese beiden AOW-Filter sind durch Elektrodenmuster oder Schaltungsmuster 128a, 128b elektrisch parallel verbunden.
Als nächstes wird der Betrieb des akustischen Oberflächenwellenfilters mit diesem Aufbau erläutert.
Fig. 13(a) und (b) zeigen Durchlaßkennlinien eines AOW- Filters dieser Ausführungsform bei direkt gekoppelten 50 Ω. In Fig. 13(a) bezeichnen 131 und 132 einzelne Durchlaßkennlinien eines ersten oder zweiten AOW-Resonatorfilters von Fig. 12. Dementsprechend hat ein einzelnes AOW-Resonatorfilter zwei Anregungsfrequenzen f&sub1; und f&sub2; (f&sub1; < f&sub2;) oder f&sub3; und f&sub4; (f&sub3; < f&sub4;), und die Phasenbeziehung ist entgegengesetzt. Gemäß Fig. 12 sind die IDT-Elektroden im ersten AOW-Resonatorfilter gegenphasig angeordnet, während die IDT-Elektroden im zweiten AOW-Resonatorfilter gleichphasig angeordnet sind. Daher wird die Phasenbeziehung zwischen f&sub1; und f&sub2; entgegengesetzt zu der zwischen f&sub3; und f&sub4;. Anders ausgedrückt werden f&sub2; und f&sub3; gleich phasig. Indem man die Anregungsfrequenzen f&sub2; und f&sub3; in Übereinstimmung bringt, kann anders ausgedrückt die Bandbreite ohne Beeinträchtigung von Durchlaßkennwerten des Bands verbreitert werden, was Fig. 13(b) mit 133 zeigt.
In Wirklichkeit ist es schwierig, f&sub2; mit f&sub3; vollkommen in Übereinstimmung zu bringen, so daß mehr oder weniger eine Differenz auftritt. Ist f&sub2; kleiner als f&sub3;, bewirkt diese Differenz lediglich, daß die Durchlaßbandkennwerte allmählich schlechter werden. Ist f&sub2; größer als f&sub3;, ändert sich die Phase stark aufgrund der überlappenden Spitzen, und insbesondere die Gruppenlaufzeitkennwerte sind stark gestört. Angesichts der Formierungsabweichung usw. des AOW-Filters verbessert sich daher die Filterausbeute durch Verschieben des Spitzenwerts zur Seite von f&sub2; < f&sub3;.
Ferner läßt sich durch Verwendung eines auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeordneten Elektrodenmusters zur Bildung eines Teils der parallel verbundenen AOW- Filter die Streukapazität von Drähten oder unerwünschte Strahlung usw. verhindern, die durch Einbau von Bonddrähten um sie herum verursacht wird, so daß sich dadurch gute Filterkennwerte erhalten lassen.
Gemäß der beschriebenen Ausführungsform sind die AOW- Filter, deren IDT-Elektrodenfinger gegenphasig sind, parallel verbunden, und die hochseitige Anregungsfrequenz bei dem einen ist mit der tiefseitigen Anregungsfrequenz bei dem anderen in Übereinstimmung gebracht. Als Ergebnis läßt sich ein Band des AOW-Mehrmodenfilters verbreitern, ohne eine externe Verlängerungsspule o. ä. zu verwenden.
In dieser Ausführungsform wird das Elektrodenmuster nur auf einer Seite verwendet, um die Parallelverbindung herzustellen, wobei Elektrodenmuster aber natürlich auch für alle Verbindungsteile verwendet werden können.

Beispiel 5

Fig. 14 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters einer fünften Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 14 sind AOW-Resonatorfilter 142, 143, 144, 145 auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats 141 gebildet. Wie beim ersten AOW-Resonatorfilter in Fig. 12 haben die AOW-Resonatorfilter 142, 144 benachbarte Elektrodenfinger, die gegenphasig angeordnet sind. Wie beim zweiten AOW-Resonatorfilter in Fig. 12 haben die AOW-Resonatorfilter 143, 145 benachbarte Elektrodenfinger, die gleichphasig angeordnet sind. Daneben sind die AOW-Resonatorfilter 142, 143 und 144, 145 jeweils Über Bonddrähte 146, 147 bzw. Elektrodenmuster 148a, 148b, 148c parallel verbunden. Ferner sind diese beiden Paare parallel verbundener AOW-Filter über die Elektrodenmuster 148a und 148b kaskadiert. Mit 149 ist ein Absorber bezeichnet, der zum Abfangen der Ausbreitung akustischer Oberflächenwellen angeordnet ist, die durch ein anderes AOW-Resonatorfilter verursacht werden.
Im akustischen Oberflächenwellenfilter mit diesem Aufbau werden die beiden Paare parallel verbundener AOW-Filter jeweils wie in der ersten Ausführungsform betrieben. Sind diese Filter kaskadiert, ist die Nebenbandunterdrückung noch mehr verbessert.
Außerdem sind in dieser Ausführungsform durch Verwendung des auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeordneten Elektrodenmusters die AOW-Filter parallel verbunden und kaskadiert. Somit läßt sich Streukapazität von Drähten oder unerwünschte Strahlung usw. verhindern, die durch Einbau von Banddrähten um sie herum verursacht wird, so daß sich auf diese Weise gute Filterkennwerte erhalten lassen.
Durch Anordnen der AOW-Filter mit den gleichen Kennwerten parallel und benachbart zur Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle wird zudem unerwünschte Streukapazität zwischen den kaskadierten, mehrstufig verbundenen AOW- Filtern beseitigt, weshalb keine Zwischenstufen-Anpassungsschaltung mehr nötig ist. Dadurch kann die Schaltung mit kompakter Größe gestaltet sein, während sich stabile Kennwerte des Filters erreichen lassen.
Lassen sich auch in diesem Fall gute Durchlaßkennwerte nicht durch einfaches Kaskadieren erhalten, sollte ein Anpassungselement, z. B. ein Induktor, mit den Elektrodenmustern 148a, 148b und 148c verbunden sein, die die Kaskadenverbindung zwischen den Stufen herstellen.
Beschreibungsgemäß kann durch Kaskadieren parallel verbundener AOW-Filter die gleiche Wirkung wie in der vierten Ausführungsform erzielt werden. Gleichzeitig lassen sich die Kennwerte noch weiter verbessern.
In dieser Ausführungsform ist jede Stufe durch ein Elektrodenmuster 148c parallel verbunden. Allerdings läßt sich der gleiche Effekt in einer Struktur ohne dieses Elektrodenmuster 148c erreichen, indem man jedes AOW-Filter kaskadiert und dann jedes mehrstufig verbundene AOW-Filter parallel verbindet.

Beispiel 6

Fig. 15 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 15 sind AOW-Resonatorfilter 152, 153 auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Einkristallsubstrats 151 gebildet. Für die Teile 152 sind die benachbarten IDT- Elektrodenfinger gegenphasig angeordnet, während für die Teile 153 die benachbarten IDT-Finger gleichphasig angeordnet sind. Diese beiden AOW-Resonatorfilter sind über Elektrodenmuster 155a, 155b und über Verdrahtungsmuster 154a, 154b elektrisch parallel verbunden. Diese Konfiguration ist die gleiche wie in der vierten Ausführungsform von Fig. 12.
Von Fig. 12 unterscheidet sich diese Ausführungsform darin, daß eine Sammelschienenelektrode 158 im Mittelteil der benachbarten IDT-Elektrodenfinger im AOW-Resonatorfilter 152 geteilt ist, um elektrisch unabhängige Elektroden 156b bzw. 157b zu bilden. Außerdem ist das AOW-Resonatorfilter 153 so aufgebaut, daß die Sammelschienenelektroden im Mittelteil geteilt sind.
Fig. 16 zeigt ein Beispiel für das AOW-Filter dieser Ausführungsform, das an einem oberflächenmontierbaren Baustein angeordnet ist, wobei Fig. 15 entsprechende Teile die gleichen Bezugszahlen tragen. Mit 161 ist ein oberflächenmontierbarer Baustein bezeichnet, an dem das piezoelektrische Substrat 151 des AOW-Filters angeordnet ist. Mit 162 ist ein Elektrodenmuster für eine Anschlußfläche zum Bonden bezeichnet, die durch einen Bonddraht 163 jeweils mit Eingangsan schlußelektroden 164a, 164b, Ausgangsanschlußelektroden 165a, 165b oder einer geerdeten Elektrode 166 usw. verbunden ist.
Das so aufgebaute akustische Oberflächenwellenfilter arbeitet grundsätzlich genauso wie in der vierten Ausführungsform von Fig. 13. Hierbei kann ein Band des AOW-Filters verbreitert sein. Durch Teilen der Sammelschienen im Mittelteil der IDT-Elektroden lassen sich zusätzlich Erdungselektroden eines IDT-Eingangselektrodenteils 154a, 154b und eines IDT- Ausgangselektrodenteils 155a, 155b unabhängig erhalten. Damit kann das AOW-Filter einen symmetrischen Ein-/Ausgang durch Bereitstellung von Verdrahtungen gemäß 154a, 154b, 155a, 155b vorsehen.
Gemäß dieser Ausführungsform brauchen die IDT-Elektroden des AOW-Filters nicht mehr geerdet werden. Wie in der zweiten Ausführungsform werden dadurch die Ein-/Ausggangskennwerte des Filters nicht direkt dadurch beeinträchtigt, wie die AOW- Elektroden geerdet sind. Da ferner Direktkomponenten von Signalen zwischen den Ein-/Ausgangsanschlüssen erheblich zurückgehen, lassen sich die Nebenbandunterdrückungskennwerte des Filters verbessern. Außerdem kann ein symmetrisches Element, z. B. eine IC, mit vor- und nachgeschalteten Stufen des Filters verbunden werden, ohne eine externe Schaltung zur Symmetrieübertragung usw. zu verwenden. Dadurch verbessern sich auch Rauschkennwerte der Schaltung insgesamt.
Durch Anordnen der Anschlußfläche zum Bonden auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats und durch Verbinden der Anschlußelektroden des oberflächenmontierbaren Bausteins mit dem Bonddraht läßt sich gemäß Fig. 16 ein AOW-Filter realisieren, das mit dem oberflächenmontierbaren Baustein kompatibel ist.
Zusätzlich kann diese Struktur mit Aufteilung der Sammelschienen im Mittelteil des AOW-Filters nicht nur auf das parallel verbundene AOW-Filter gemäß dieser Ausführungsform Anwendung finden, sondern auch auf das herkömmliche AOW-Filter von Fig. 24.
Ferner ist in dieser Ausführungsform das AOW-Filter unter Zugrundelegung einer Stufe beschrieben. Natürlich läßt sich dieses Verfahren auf das mehrstufige AOW-Filter mit zwei oder mehr Stufen gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung anwenden.

Beispiel 7

Fig. 17 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters einer siebenten Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 17 ist ein AOW-Resonatorfilter einer ersten Stufe mit einer IDT-Elektrode 172 und Reflektorelektroden 173, 174 auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats 171 gebildet. Außerdem befindet sich auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 171 ein AOW-Resonatorfilter einer zweiten Stufe mit einer IDT-Elektrode 175 und Reflektorelektroden 176, 177. Diese beiden Stufen von AOW-Resonatorfiltern sind über ein Zwischenstufen-Elektrodenmuster 178 elektrisch kaskadiert, wodurch ein mehrstufig verbundenes AOW-Filter gebildet ist. Hierbei haben die AOW-Resonatorfilter der ersten und zweiten Stufe zwei AOW-Resonatoren vom Energiefallentyp, die eng nebeneinander angeordnet sind, um eine akustische Kopplung herzustellen.
Die Reflektorelektroden 173 und 176 bilden Mäanderleitungs-Induktorelektroden, die jeweils durch Bündeln mehrerer Streifenleitungselektroden und ihr anschließendes Verbinden in einem Zickzackmuster gebildet sind. Die Reflektorelektroden sind jeweils zwischen den Elektroden auf der Ein-/Ausgangsseite der IDT-Elektroden 172, 175 und Erde parallel verbunden. Ferner bilden die Reflektorelektroden 174, 177 interdigitale Kondensatorelektroden, die jeweils in Reihe mit den Elektroden auf der Ein-/Ausgangsseite der IDT-Elektroden 172, 175 verbunden sind.
Als nächstes wird der Betrieb des so aufgebauten akustischen Oberflächenwellenfilters erläutert.
Fig. 18 zeigt eine Ansicht einer Ersatzschaltung eines AOW-Filterelektrodenmusters in einer siebenten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 17 entsprechende Teile tragen die gleichen Bezugszahlen. Hierbei bezeichnen 181 ein AOW-Filter der ersten Stufe und 182 ein AOW-Filter der zweiten Stufe.
In Fig. 17 sind die Elektrodenmuster 173, 174 und 176, 177 als akustische Reflektoren der AOW-Resonatoren des AOW- Mehrmodenfilters gebildet. Betrachtet man jede Elektrode als Übertragungsleitung, funktionieren 173, 176 als Mäanderleitungsinduktoren und 174, 177 als interdigitale Kondensatoren. Daher sind diese Reflektorelektroden mit den ein-/ausgangsseitigen Elektroden der IDT-Elektroden 172, 175 gemäß der vorstehenden Beschreibung verbunden, um eine Anpassungsschaltung gemäß Fig. 18 zu bilden.
Folglich wirkt ein auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 171 angeordnetes reaktives Elektrodenmuster als Anpassungsschaltung des AOW-Filters. Dadurch ist eine externe Anpassungsschaltung nicht mehr nötig, so daß sich die Komponentenanzahl reduzieren läßt, was die gesamte Schaltung miniaturisiert. Da ferner dieses reaktive Elektrodenmuster unter Verwendung der Reflektorelektroden des AOW-Resonators gebildet ist, kann diese Schaltungsstruktur mit etwa der gleichen Fläche des piezoelektrischen Substrats wie bei einem herkömmlichen Filter erzielt werden.
Sind zudem die reaktiven Elemente durch die Streifenleitungselektroden der Reflektoren gebildet, lassen sich Differenzen der Elementwerte gegenüber dem Einsatz externer Schaltungselemente reduzieren, so daß die Schaltungskennwerte des AOW-Filters noch mehr stabilisiert werden können. Sind zudem die Mäanderleitungen so aufgebaut, daß sie mehrere Reflektorstreifenleitungselektroden je Richtung aufweisen (jeweils zwei Leitungen in 173, 176 von Fig. 17), kann die Widerstandskomponente des Induktors reduziert sein, um eine Beeinträchtigung der Filterkennwerte zu verhindern. Die Anzahl von Reflektoren je Leitung sollte je nach notwendigem Induktivitätswert und Widerstandswert geeignet ausgewählt sein.
Wie zuvor beschrieben wurde, kann diese Ausführungsform ein AOW-Filter realisieren, in dem die Filteranpassungsschaltungen zusammen auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats kombiniert sind.
In dieser Ausführungsform sind die Anpassungsschaltungen als Beispiel beschrieben, bei dem die Induktoren parallel verbunden und die Kondensatoren in Reihe verbunden sind. Jedoch ist die Struktur nicht auf diesen Typ beschränkt, und die Schaltungsstruktur kann je nach Impedanz des AOW-Filters flexibel geändert werden.

Beispiel 8

Fig. 19 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters einer achten Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 19 ist ein AOW-Resonatorfilter einer ersten Stufe mit einer IDT-Elektrode 192 und Reflektorelektroden 193, 194 auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats 191 gebildet. Auf dem piezoelektrischen Substrat 191 ist ein AOW-Resonatorfilter einer zweiten Stufe mit einer IDT-Elektrode 195 und Reflektorelektroden 196, 197 gebildet. Diese beiden AOW-Resonatorfilterstufen sind über ein Zwischenstufen-Elektrodenmuster 198 elektrisch kaskadiert, um ein mehrstufig verbundenes AOW-Filter zu bilden. Dabei sind die AOW- Resonatorfilter der ersten und zweiten Stufe so aufgebaut, daß die beiden AOW-Energiefallenresonatoren eng nebeneinander angeordnet sind, um eine akustische Kopplung zu bilden.
Die Reflektorelektroden 193 und 196 bilden Mäanderleitungs-Induktorelektroden, die jeweils durch Bündeln mehrerer Streifenleitungselektroden und ihr anschließendes Verbinden in einem Zickzackmuster gebildet sind. Sodann ist eine Kurzschlußelektrode in der Mitte der Streifenleitungselektrode der Reflektorelektrode 193 gebildet, und in der Reflektorelektrode 196 ist die Mäanderleitung in der Mitte der Streifenleitungselektrode umgeklappt. Ferner weisen die Reflektorelektroden 194, 197 interdigitale Kondensatorelektroden auf. Die Ein-/Ausgangsanschlüsse sind von den gemeinsamen Sammelschienenteilen in der Mitte der Reflektorelektroden 194, 197 herausgeführt, die jeweils so gebildet sind, daß die nicht aufeinanderfolgenden Elektrodenteile im Mittelteil der Reflektoren weitestgehend ausgeschlossen sind.
Im so aufgebauten AOW-Filter sind wie in der siebenten Ausführungsform die Anpassungsschaltungen an den Ein-/Ausgangsstufen auf der Oberfläche des gleichen piezoelektrischen Substrats 191 gebildet, und gleichzeitig sind die gemeinsamen Sammelschienenelektroden der Reflektorteile vorhanden. Damit wird unerwünschte Kopplung zwischen den eng angeordneten AOW- Resonatoren unterdrückt, wodurch man noch bessere Filterkennwerte erhält.
Außerdem läßt sich in dieser Ausführungsform die Schaltungsstruktur je nach Impedanz des AOW-Filters flexibel ändern.

Beispiel 9

Fig. 20 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters einer neunten Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 20 ist ein AOW-Resonatorfilter einer ersten Stufe mit einer IDT-Elektrode 202 und Reflektorelektroden 203, 204 auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats 201 gebildet. Auf dem piezoelektrischen Substrat 201 ist außerdem ein AOW-Resonatorfilter einer zweiten Stufe mit einer IDT-Elektrode 205 und Reflektorelektroden 206, 207 gebildet. Diese beiden AOW-Resonatorfilterstufen sind über ein Zwischenstufen-Elektrodenmuster 208 elektrisch kaskadiert, um ein mehrstufig verbundenes AOW-Filter zu bilden. Hierbei sind die AOW-Resonatorfilter der ersten und zweiten Stufe so aufgebaut, daß die beiden AOW-Energiefallenresonatoren eng nebeneinander angeordnet sind, um eine akustische Kopplung zu bilden.
Die Reflektorelektroden 203, 206 bilden Mäanderleitungs- Induktorelektroden, die durch Verbinden von Streifenleitungselektroden in einem Zickzackmuster gebildet und jeweils zwischen einem Zwischenstufen-Elektrodenmuster 208 der IDT-Elektroden 202, 205 und Erde parallel verbunden sind. Ferner weisen die Reflektorelektroden 204, 207 interdigitale Kondensatorelektroden auf, die jeweils in Reihe mit den ein-/ausgangsseitigen Elektroden der IDT-Elektroden 202, 205 verbunden sind.
Als nächstes wird der Betrieb des so aufgebauten akustischen Oberflächenwellenfilters erläutert.
Fig. 21 zeigt eine Ersatzschaltung eines Elektrodenmusters des akustischen Oberflächenwellenfilters in einer neunten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 20 entsprechende Teile tragen die gleichen Bezugszahlen. Hierbei sind 211 ein AOW-Resonatorfilter der ersten Stufe und 212 ein AOW-Resona torfilter der zweiten Stufe. Gemäß Fig. 21 ist deutlich, daß die Reflektorelektroden 204 und 207 als Teil von Ein-/Ausgangs-Anpassungsschaltungen wie in der siebenten Ausführungsform wirken, aber die Reflektorelektroden 203 und 206 als Anpassungselemente für die Filterzwischenstufe fungieren.
Durch Verbinden von Induktorelementen mit Reflektorelektroden in der Filterzwischenstufe läßt sich eine Zwischenstufen-Neueinstellung eines AOW-Filters erreichen, ohne eine Elektrodenfläche auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats zu vergrößern. Nicht mehr erforderlich ist die Verbindung einer Anpassungsschaltung, beispielsweise einer Verlängerungsspule, z. B. in der Zwischenstufe eines quergekoppelten AOW-Breitbandresonatorfilters.
Ferner sind die Induktorelemente der Reflektorelektroden 203 und 206 jeweils mit den Zwischenstufen-Elektrodenmustern parallel verbunden, so daß ein Induktivitätswert durch Abschneiden eines der Elektrodenmuster eingestellt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform läßt sich ein AOW-Filter erhalten, in dem die Zwischenstufen-Einstellungsschaltungen des Filters auch auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats integriert sind.
In dieser Ausführungsform sind die Induktoren in der Filterzwischenstufe parallel verbunden, und die Anpassungsschaltungen sind so angeordnet, daß die Kondensatoren in den Ein-/Ausgangsstufen in Reihe verbunden sind. Allerdings ist die Struktur nicht auf diesen Typ beschränkt, und die Schaltungsstruktur läßt sich je nach Impedanz des AOW-Filters optional ändern. Fehlen außerdem die Reflektorelektroden aufweisende Anpassungsschaltungselemente, kann ein reaktives Elektrodenmuster auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats gebildet sein, oder es kann mit einer externen Schaltung verbunden sein.
Ferner können die Reflektorelektrodenmuster dieser Ausführungsform durch die Reflektorelektrodenmuster mit gemeinsamen Sammelschienen entsprechend der achten Ausführungsform ersetzt werden.

Beispiel 10

Fig. 22 ist eine schematische Ansicht eines akustischen Oberflächenwellenfilters einer zehnten Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 22 ist ein AOW-Resonatorfilter einer ersten Stufe mit einer IDT-Elektrode 222 und Reflektorelektroden 223, 224 auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats 221 gebildet. Auf dem piezoelektrischen Substrat 221 ist außerdem ein AOW-Resonatorfilter einer zweiten Stufe mit einer IDT-Elektrode 225 und Reflektorelektroden 226, 227 gebildet. Diese beiden AOW-Resonatorfilterstufen sind über ein Zwischenstufen-Elektrodenmuster 228 elektrisch kaskadiert, um ein mehrstufig verbundenes AOW-Filter zu bilden. Hierbei haben die AOW-Resonatorfilter der ersten und zweiten Stufe zwei AOW-Energiefallenresonatoren, die eng nebeneinander angeordnet sind und eine akustische Kopplung bilden.
Die Reflektorelektroden 223, 226 bilden Mäanderleitungs- Induktorelektroden, die durch Bündeln und Verbinden mehrerer Streifenleitungselektroden in Zickzackform gebildet sind. Diese sind jeweils zwischen Ein-/Ausgangselektroden der IDT- Elektroden 222, 225 und Erde parallel verbunden. Ferner weisen die Reflektorelektroden 224, 227 interdigitale Kondensatorelektroden auf, die jeweils in Reihe mit den Ein-/Ausgangselektroden der IDT-Elektroden 222, 225 verbunden sind. Zudem ist das vorgenannte Zwischenstufen-Elektrodenmuster 228 auf dem piezoelektrischen Substrat 221 über ein neu gebildetes Spiralinduktor-Elektrodenmuster 229 geerdet.
Gemäß dem so ausgebildeten akustischen Oberflächenwellenfilter sind Schaltungen mit einem Reihenkondensator und einem Parallelkondensator in den Ein-/Ausgangsstufen wie in der Ersatzschaltung von Fig. 18 gebildet. Außerdem weist die Schaltung einen Parallelinduktor in der Zwischenstufe des AOW-Filters auf. Wie in der siebenten Ausführungsform können daher Anpassungsschaltungen in den Ein-/Ausgangsstufen auf der Oberfläche des gleichen piezoelektrischen Substrats 221 gebildet sein, und gleichzeitig kann eine in der neunten Ausführungsform beschriebene Zwischenstufen-Einstellungsschaltung auf der Oberfläche des gleichen piezoelektrischen Substrats gebildet sein.
Zusätzlich müssen das AOW-Resonatorfilter der ersten Stufe und das AOW-Resonatorfilter der zweiten Stufe in einem gewissen Grad getrennt voneinander gebildet sein, um sie an unerwünschter akustischer Kopplung zu hindern. So kann gemäß Fig. 22 das genannte Spiralinduktor-Elektrodenmuster 229 unter Verwendung eines Raums zwischen den AOW-Resonatorfiltern gebildet sein, so daß das piezoelektrische Substrat nicht stärker als in einem herkömmlichen Filter vergrößert zu werden braucht. Dadurch läßt sich die Schaltung miniaturisieren.
Gemäß dieser Ausführungsform kann der gleiche Effekt wie in der siebenten Ausführungsform erreicht werden. Zudem ist diese Ausführungsform geeignet, wenn eine Zwischenstufen-Einstellungsschaltung für das Filter gemäß Fig. 9 nötig ist.
In dieser Ausführungsform ist die Anpassungsschaltung so erläutert, daß der Induktor zwischen den Filterstufen parallel verbunden ist und daß die Induktoren an den Ein-/Ausgangsstufen parallel verbunden sind, während die Kondensatoren in Reihe geschaltet sind. Allerdings ist die Struktur nicht auf diesen Typ begrenzt, und die Schaltungsstruktur läßt sich je nach Impedanz des AOW-Filters optional ändern. Zusätzlich ist es möglich, nur einen Teil dieses reaktiven Elements zur Verwendung darin auszubilden.
Weiterhin können die Reflektorelektrodenmuster in dieser Ausführungsform durch Reflektorelektrodenmuster ersetzt sein, die eine gemeinsame Sammelschiene wie in der achten Ausführungsform haben.
Ist außerdem gemäß Fig. 23(a) ein Kurzschluß-Elektrodenmuster 231 an einem Spiralinduktor-Elektrodenmuster 229 für eine Kurzschlußverbindung zwischen den benachbarten Wicklungselektrodenmustern gebildet, läßt sich der reaktive Wert durch Beschneiden dieses Kurzschluß-Elektrodenmusters mit einem Laser o. ä. fein steuern. Dadurch können die Filterkennwerte nach Anordnen des AOW-Filtersubstrats am Baustein fein gesteuert werden.
Ferner kann in der siebenten, neunten und zehnten Ausführungsform jeder reaktive Wert fein gesteuert werden, indem das Teil des Elektrodenmusters 232 in Fig. 23(b) im Fall von Mäanderleitungs-Induktorelektroden 173, 203, 233 usw. be schnitten wird und indem auch das Teil des Elektrodenmusters 233 in Fig. 23(c) im Fall von interdigitalen Kondensatorelektroden 174, 204, 224 usw. beschnitten wird.
Außerdem betrifft die Beschreibung der siebenten, neunten und zehnten Ausführungsform nur ein Beispiel für ein zweistufig kaskadiertes AOW-Filter. Deutlich ist, daß die Erfindung ein AOW-Filter vom allgemeinen Resonatortyp oder ein AOW-Filter vom Mehrelektrodentyp betrifft und auf die Gesamtheit akustischer Oberflächenwellenelemente anwendbar ist, die von Reflektoren begleitet sind.
Weiterhin ist bevorzugt, daß ST-Schnittkristall mit ausgezeichneten Wärmekennwerten für das piezoelektrische Substrat der Erfindung zum Einsatz kommt. Allerdings ist es auch möglich, solche Substrate wie LiTaO&sub3;, LiNbO&sub3;, Li&sub2;B&sub4;O&sub7; zu verwenden. Außerdem ist bevorzugt, daß Aluminium mit vergleichsweise geringer Dichte für das Elektrodenmaterial im Hinblick auf die leichte Steuerung der Elektrodendicke verwendet wird, wobei aber auch Goldelektroden einsetzbar sind. Klar ist ferner, daß die Erfindung nicht nur auf Resonatoren unter Verwendung einer akustischen Oberflächenwelle als Rayleigh-Welle anwendbar ist, sondern auch auf Resonatoren, die eine oberflächenabhebende Volumenwelle (SSBW) oder eine akustischen Pseudo-Oberflächenwelle (Leck-AOW) usw. verwenden.

Claims

1. Akustisches Oberflächenwellenfilter mit drei akustischen Oberflächenwellenresonatoren, wobei jeder der akustischen Oberflächenwellenresonatoren eine interdigitale Wandlerelektrode (12a, 13a, 14a) und Reflektoren (12b, 12c, 13b, 13c, 14b, 14c) auf beiden Seiten der interdigitalen Wandlerelektrode aufweist und die akustischen Oberflächenwellenresonatoren auf einer Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats (11) angeordnet sind, wobei die akustischen Oberflächenwellenresonatoren eine akustische Kopplung bilden, indem sie eng nebeneinander parallel zu einer Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle angeordnet sind, wobei interdigitale Wandlerelektroden (12a, 13a, 14a) eines benachbarten Paars von akustischen Oberflächenwellenresonatoren elektrisch unabhängig voneinander sind und wobei eine interdigitale Wandlerelektrode (13a) eines akustischen Oberflächenwellenresonators, der zwischen zwei anderen akustischen Oberflächenwellenresonatoren positioniert ist, vollständig geerdet ist.

2. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 1, wobei die interdigitale Wandlerelektrode (13a) des in der Mitte positionierten akustischen Oberflächenwellenresonators über Elektrodenmuster geerdet ist, die zwischen den interdigitalen Wandlerelektroden (12a, 14a) der außerhalb der Mitte angeordneten akustischen Oberflächenwellenresonatoren und Elektroden der Reflektoren (13b, 13c) angeordnet sind.

3. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 1 oder 2, wobei mehrere der Filter (42, 43) auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats (41) über ein darauf gebildetes Elektrodenmuster (44) zur Zwischenstufenverbindung kaskadiert sind.

4. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 3, wobei ein Teil des Elektrodenmusters (44) zur Zwischenstufenverbindung eine zum Bonden ausgebildete Elektrodenanschlußfläche (45) hat.

5. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 3, wobei das Elektrodenmuster (44) zur Zwischenstufenverbindung über ein reaktives Element geerdet ist, das durch ein Elektrodenmuster auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats (41) gebildet ist.

6. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 5, wobei das reaktive Element ein Spiralinduktor ist.

7. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Elektrodenmuster für Sammelschienen, die an zwei Stellen zwischen benachbarten akustischen Oberflächenwellenresonatoren angeordnet sind, geteilt sind.

8. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine interdigitale Wandlerelektrode (12a) eines der außen positionierten akustischen Oberflächenwellenresonatoren mit einem symmetrischen Eingangsanschluß verbunden ist und eine interdigitale Wandlerelektrode (14a) des anderen außen positionierten akustischen Oberflächenwellenresonators mit einem symmetrischen Ausgangsanschluß verbunden ist.

9. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 8, wobei eine Leitungsbreite (W1) der Elektrodenmuster (91) für Sammelschienen mit den interdigitalen Wandlerelektroden (82a, 84a) der außerhalb der Mitte positionierten akustischen Oberflächenwellenresonatoren so ausgewählt ist, daß sie größer als eine Leitungsbreite (W2) der Elektrodenmuster (92) für Sammelschienen mit der interdigitalen Wandlerelektrode (83a) des in der Mitte positionierten akustischen Oberflächenwellenresonators ist.

10. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei mehrere der Filter (72, 73) über mehrere Elektrodenmuster (74) zur Zwischenstufenverbindung kaskadiert sind, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats (71) gebildet sind.

11. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 10, wobei ein Teil der mehreren Elektrodenmuster (74) zur Zwischenstufenverbindung eine zum Bonden ausgebildete Elektrodenanschlußfläche (75) hat.

12. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 1O oder 11, wobei die mehreren Elektrodenmuster (74) zur Zwischenstufenverbindung über ein reaktives Element miteinander verbunden sind.

13. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei eines der mehreren Elektrodenmuster (74) zur Zwischenstufenverbindung geerdet und ein weiteres über ein reaktives Element geerdet ist.

14. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 12 oder 13, wobei das reaktive Element ein Spiralinduktor ist, der durch ein auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeordnetes Elektrodenmuster gebildet ist.

15. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei zwischen den akustischen Oberflächenwellenresonatoren eine periodisch strukturierte Elektrodenreihe (113) vorhanden ist, die Streifenleitungselektroden mit etwa der gleichen Länge wie eine interdigitale Wandlerelektroden-Überlappungsbreite des akustischen Oberflächenwellenresonators aufweist, wobei die Streifenleitungselektroden mit der gleichen Elektrodenperiode wie im akustischen Oberflächenwellenresonator parallel angeordnet sind und die akustischen Oberflächenwellenresonatoren sowie die periodisch strukturierte Elektrodenreihe (113) eine akustische Kopplung bilden, indem sie eng nebeneinander angeordnet sind.

16. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 15, wobei jede Streifenleitungselektrode der periodisch strukturierten Elektrodenreihe (113) über Sammelschienen miteinander verbunden ist, die an beiden Kanten angeordnet sind.

17. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 16, wobei die periodisch strukturierte Elektrodenreihe (113) über Elektroden, die in einer Öffnung zwischen den interdigitalen Wandlerelektroden der außen positionierten akustischen Oberflächenwellenresonatoren und Elektroden der Reflektoren angeordnet sind, und über Sammelschienenelektroden geerdet ist.

18. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei eine Leitungsbreite der Elektrodenmuster für Sammelschienen auf einer benachbarten Seite der periodisch strukturierten Elektrodenreihe (113) der interdigitalen Wandlerelektroden der außen positionierten akustischen Oberflächenwellenresonatoren so ausgewählt ist, daß sie größer als eine Leitungsbreite der Elektrodenmuster für Sammelschienen ist, die an der periodisch strukturierten Elektrodenreihe (113) gebildet sind.

19. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei interdigitale Wandlerelektroden auf der benachbarten Seite der periodisch strukturierten Elektrodenreihe (113) des akustischen Oberflächenwellenresonators mit Sammelschienenelektroden integriert sind, die die periodisch strukturierte Elektrodenreihe (113) verbinden, und die periodisch strukturierte Elektrodenreihe (113) geerdet ist.

20. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei Elektroden der akustischen Oberflächenwellenresonatoren mit einem ersten akustischen Oberflächenwellenresonatorfilter gegenphasig angeordnet und Elektroden der akustischen Oberflächenwellenresonatoren mit einem zweiten akustischen Oberflächenwellenresonatorfilter gleichphasig angeordnet sind, wobei das erste Resonatorfilter und das zweite Resonatorfilter parallel verbunden sind.

21. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 20, wobei das erste und das zweite akustische Oberflächenwellenresonatorfilter so angeordnet sind, daß eine hochbandseitige Anregungsfrequenz eines akustischen Oberflächenwellenresonatorfilters mit einer tiefbandseitigen Anregungsfrequenz des anderen akustischen Oberflächenwellenresonatorfilters übereinstimmt.

22. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 21 mit mindestens einem weiteren akustischen Oberflächenwellenresonator, der mit einer interdigitalen Wandlerelektrode und Reflektoren auf beiden Seiten auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats angeordnet ist, wobei die akustischen Oberflächenwellenresonatoren eine akustische Kopplung bilden, indem sie eng nebeneinander angeordnet sind, und Elektroden der akustischen Oberflächenwellenresonatoren mit einem ersten und einem zweiten akustischen Oberflächenwellenresonatorfilter gegenphasig angeordnet sowie Elektroden der akustischen Oberflächenwellenresonatoren mit einem dritten und einem vierten akustischen Oberflächenwellenresonatorfilter gleichphasig angeordnet sind, wobei das erste und das dritte akustische Oberflächenwellenresonatorfilter parallel verbunden sowie das zweite und das vierte akustische Oberflächenwellenresonatorfilter parallel verbunden sind, wobei das erste und das dritte akustische Oberflächenwellenresonatorfilter sowie das zweite und das vierte akustische Oberflächenwellenresonatorfilter über Elektrodenmuster kaskadiert sind, die zwischen den Filtern auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats gebildet sind.

23. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 22, wobei das erste und das zweite akustische Oberflächenwellenresonatorfilter so angeordnet sind, daß eine hochbandseitige Anregungsfrequenz eines akustischen Oberflächenwellenresonatorfilters mit einer tiefbandseitigen Anregungsfrequenz des anderen akustischen Oberflächenwellenresonatorfilters übereinstimmt, und das zweite und das vierte akustische Oberflächenwellenresonatorfilter so angeordnet sind, daß eine hochbandseitige Anregungsfrequenz eines akustischen Oberflächenwellenresonatorfilters mit einer tiefbandseitigen Anregungsfrequenz übereinstimmt.

24. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 22, wobei das erste akustische Oberflächenwellenresonatorfilter und das zweite akustische Oberflächenwellenresonatorfilter nebeneinander parallel zu einer Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle positioniert sowie das dritte und das vierte akustische Oberflächenwellenresonatorfilter nebeneinander parallel zu einer Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle positioniert sind.

25. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei Elektrodenmuster für Sammelschienen an einem Mittelteil einer zum akustischen Oberflächenwellenresonatorfilter benachbarten interdigitalen Wandlerelektrode geteilt sind und mehrere der angeordneten akustischen Oberflächenwellenresonatoren elektrisch unabhängige Sammelschienen haben.

26. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 25, wobei zwei akustische Oberflächenwellenfilter auf dem gleichen piezoelektrischen Substrat gebildet sind, eine Elektrode des akustischen Oberflächenwellenresonators mit einem ersten akustischen Oberflächenwellenresonatorfilter gegenphasig angeordnet und eine Elektrode des akustischen Oberflächenwellenresonators mit einem zweiten akustischen Oberflächenwellenresonatorfilter gleichphasig angeordnet ist, wobei das erste und das zweite akustische Oberflächenwellenresonatorfilter parallel verbunden sind.

27. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 5 bis 26, wobei das reaktive Element unter Verwendung eines Teils von Elektrodenmustern eines akustischen Oberflächenwellenfilters gebildet ist.

28. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 27, wobei das reaktive Element mit einer interdigitalen Wandlerelektrode und Reflektorelektroden angeordnet und durch die Reflektorelektroden gebildet ist.

29. Akustische s Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 28, wobei das reaktive Element ein Induktor ist, der durch Verbinden parallel positionierter Streifenleitungselektroden, die die Reflektorelektroden aufweisen, in einem Zickzackmuster gebildet ist.

30. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 28, wobei das reaktive Element ein Induktor ist, der durch Bündeln und Verbinden mehrerer parallel positionierter Streifenleitungselektroden, die die Reflektorelektroden aufweisen, in einem Zickzackmuster gebildet ist.

31. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 28, wobei das reaktive Element ein Kondensator ist, der durch Verbinden parallel positionierter Streifenlei tungselektroden, die die Reflektorelektroden aufweisen, in einer interdigitalen Form gebildet ist.

32. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 27 bis 31, wobei das reaktive Element eine Ein-/ Ausgangs-Anpassungsschaltung bildet.

33. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 27 bis 32, wobei das reaktive Element eine Zwischenstufen-Anpassungsschaltung bildet.

34. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 27 bis 33, wobei mehrere akustische Oberflächenwellenresonatoren mit einer interdigitalen Wandlerelektrode und Reflektoren auf beiden Seiten eine akustische Kopplung bilden, indem sie eng nebeneinander angeordnet sind.

35. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 34, wobei das reaktive Element mit einer Reflektorelektrode gebildet ist.

36. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 3 bis 35, wobei Verbindungspunkte über ein reaktives Element geerdet sind, das durch ein auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats angeordnetes Elektrodenmuster gebildet ist.

37. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 36, wobei der Spiralinduktor unter Verwendung einer Öffnung zwischen den mehreren akustischen Oberflächenwellenfiltern gebildet ist.

38. Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 35 oder 36, wobei ein Kurzschluß-Elektrodenmuster für eine Kurzschlußverbindung zwischen den zum Spiralinduktor benachbarten Wicklungselektrodenmustern an mindestens einer Stelle angeordnet ist.