專利名稱：聲表面波器件以及使用該聲表面波器件的雙工機和通信器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲表面波器件以及使用該聲表面波器件的雙工機和通信器件；并且，更具體地，涉及聲表面波器件以及使用該聲表面波器件的雙工 機和通信器件，該聲表面波器件在通帶中具有較陡的側(cè)翼特性(shoulder characteristics),其在比通帶的頻率高的那些頻率具有衰減極。
背景技術(shù)：
最近，隨著具有高功率耐用性的電極材料和電極結(jié)構(gòu)的發(fā)展，聲表面 波濾波器已經(jīng)成為用于在移動通信器件中將發(fā)送信號從接收信號中分開的 雙工機所必須的。在雙工機中，需要將發(fā)送帶的信號與靠近發(fā)送帶的信號的接收帶的信 號充分分開。例如，如果發(fā)送帶在比接收帶低的頻率，則在發(fā)送帶的高頻 區(qū)需要陡的側(cè)翼特性。具有具備極好額定功率的梯形濾波器的電路結(jié)構(gòu)通 常用于發(fā)送濾波器中，發(fā)送濾波器傳遞由功率放大器放大的信號。此外， 提出了一種技術(shù)，用于增加與梯形濾波器的諧振器并聯(lián)的電容以獲得梯形 濾波器的陡的側(cè)翼特性。對移動電話的通信標(biāo)準(zhǔn)和全球漫游的修改的最近趨勢已經(jīng)促使了對用 作雙工機的通帶附近的另一標(biāo)準(zhǔn)的頻帶的嚴(yán)格衰減的需求。發(fā)明內(nèi)容已經(jīng)設(shè)計了本發(fā)明來滿足上述需求，并且提供聲表面波器件、及使用 該聲表面波器件的雙工機和通信器件，該聲表面波器件具有通帶的較陡的 側(cè)翼特性并在比通帶的頻率高的頻率具有衰減極。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種聲表面波器件，包括形成梯形 濾波器電路的第一聲表面波濾波器；以及通帶所在的頻率比所述第一聲表面波濾波器的通帶高的第二聲表面波濾波器。這里，所述第一聲表面波濾波器包括至少一個具有IDT電極的串聯(lián)臂聲表面波諧振器，其連接到所述梯形濾波器電路的串聯(lián)臂；具有IDT電極的并聯(lián)臂聲表面波諧振器，其 連接到所述梯形濾波器電路的并聯(lián)臂；以及具有IDT電極的附加的聲表面 波諧振器，其與所述串聯(lián)臂聲表面波諧振器并聯(lián)連接并且諧振頻率比所述 第二聲表面波濾波器的通帶的頻率高。此外，"通帶處于比所述第一聲表面 波濾波器的通帶高的頻率的第二聲表面波濾波器"是其諧振頻率比所述第 二聲表面波濾波器的通帶中的最高頻率高的聲表面波濾波器。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包括以上所述聲表面波器件的雙 工機。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種通信設(shè)備，包括雙工機，包括 以上所述聲表面波器件；混頻器，用于通過將發(fā)送信號與載波信號混頻來 生成天線發(fā)送信號；以及功率放大器，用于放大天線發(fā)送信號并經(jīng)由所述 雙工機將所述放大的天線發(fā)送信號發(fā)送到天線。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種通信設(shè)備，包括雙工機，包括 以上所述聲表面波器件；天線；低噪聲放大器，用于放大由所述天線接收 并通過所述雙工機的天線接收信號；以及混頻器，用于將接收信號與從通 過該低噪聲放大器的所述天線接收信號的載波信號分開。


本發(fā)明的以上特征將從以下結(jié)合附圖給出的實施例的描述變得明顯， 其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的聲表面波器件的電路圖； 圖2是聲表面波諧振器的平面視圖； 圖3示出了圖1的聲表面波器件的通過特性； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的聲表面波器件的電路圖； 圖5是示出圖4的聲表面波器件的通過特性的圖表； 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的聲表面波器件的通過特性； 圖7是示例用于在本發(fā)明的聲表面波器件中增加電容組件的附加的聲 表面波諧振器的電極指間距的優(yōu)選范圍的圖表；圖8是使用本發(fā)明的聲表面波器件的通信設(shè)備的框圖；圖9是本發(fā)明的聲表面波器件的壓電基底的平面視圖； 圖IO示出了本發(fā)明的示例聲表面波器件的橫截面視圖； 圖11是示出本發(fā)明的示例聲表面波器件的通過特性的圖表； 圖12是傳統(tǒng)聲表面波器件的電路圖；圖13A和13B是示出傳統(tǒng)聲表面波器件的通過特性的圖表；以及圖14是用于示出包括在用于根據(jù)實施例的聲表面波器件中的接收濾波器的雙工機中的DMS濾波器D的平面視圖。
具體實施方式
以下，將參照附圖描述實施例的聲表面波器件。這里，附圖中相同的 部分由相同的參考數(shù)字表示。此外，每個聲表面波諧振器的電極指的大小、 電極指之間的距離或電極指的數(shù)量的選擇僅是為示例目的。在實施例的聲表面波器件中，具有IDT電極的附加的聲表面波諧振器 (以下，也稱作"用于增加電容組件的附加的聲表面波諧振器")并聯(lián)連接 到構(gòu)成梯形濾波器電路的第一聲表面波濾波器的串聯(lián)臂聲表面波諧振器。 具有IDT電極的附加的聲表面波諧振器起不同于諧振頻率的頻率處的電容 的作用，使得能夠獲得在通帶的高頻區(qū)的陡的側(cè)翼特性。為進一步提高側(cè) 翼特性，能夠?qū)⑤^大的電容并聯(lián)施加于串聯(lián)臂聲表面波諧振器。然而，在 這種情況下，帶外衰減特性惡化了。將參照圖12、 13A和13B描述此情形。圖12是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的梯形濾波器60的電路圖。圖13A和13B是示 出圖12的梯形濾波器60的通過特性的圖表；圖13A是示出通帶的通過特 性的圖表，以及圖13B是示出在包括高頻的寬頻范圍上的通過特性的圖表。參照圖12，梯形濾波器60由串聯(lián)臂聲表面波諧振器61a、 61b、 61c以 及61d和并聯(lián)臂聲表面波諧振器62a、 62b以及62c構(gòu)成。并聯(lián)臂聲表面波 諧振器62a至62c在信號電位和地電位之間連接，而諧振由并聯(lián)臂聲表面波 諧振器62a至62c的電容和將它們連接到地電位的導(dǎo)線的電感引起。能夠通 過使用諧振將衰減極設(shè)置在比通帶的頻率高的頻率是公知的。在圖12中示 出的示例的情況下，通過并聯(lián)臂聲表面波諧振器62a和62b、導(dǎo)線64a、并 聯(lián)臂聲表面波諧振器62c和導(dǎo)線64a將衰減極設(shè)置在約1.5GHz處。此外，如上所述，通過將電容63并聯(lián)連接到串聯(lián)臂聲表面波諧振器61b(參照圖13A對其進行了描述)，通帶的側(cè)翼特性能夠較陡。在圖13A中， 實線示出在沒有安裝電容63時的通過特性，而點線示出連接2pF的電容63 時的通過特性。通過安裝電容63，在843MHz處的衰減量提高了約14dB。 然而，如圖13B中所示，通帶外的衰減量由電容63惡化了。因此，為了獲 得通帶外的期望的衰減量，為陡的側(cè)翼特性而連接那里的電容受到限制。 因此，在本實施例中，為了通過使用較高的電容來獲得所需頻帶中的衰減 量以及濾波器的陡的側(cè)翼特性，具有IDT電極的附加的聲表面波諧振器用 作電容。如果新將附加的聲表面波諧振器與串聯(lián)臂聲表面波諧振器并聯(lián)連接， 則在附加的聲表面波諧振器的抗諧振頻率處設(shè)置局部衰減極是可能的。傳 統(tǒng)地，提出了通過使用IDT電極或具有IDT電極的聲表面波諧振器的電容 來改善側(cè)翼特性的方法。然而，那些研究的實施都是為了防止新連接的IDT 電極的諧振特性對濾波器特性的影響，并且它們都沒有公開用于使用新連 接的IDT電極或具有IDT電極的附加的聲表面波諧振器的諧振特性的技術(shù)。在本實施例中，新連接到形成第一聲表面波濾波器的通帶的串聯(lián)臂聲 表面波諧振器的附加的聲表面波諧振器的諧振頻率比第二聲表面波濾波器 的通帶的頻率高，第二聲表面波濾波器的通帶的頻率比第一聲表面波濾波 器的通帶的頻率高。此時，當(dāng)?shù)谝缓偷诙暠砻娌V波器彼此連接時，新 連接的附加的聲表面波諧振器的諧振特性不惡化第二聲表面波濾波器的通 過特性。因此，根據(jù)本實施例的聲表面波器件，能夠獲得設(shè)置在通帶的高頻側(cè) 附近的衰減極和陡的側(cè)翼特性。為了獲得通帶的高頻側(cè)附近的衰減極，優(yōu)選地，附加的聲表面波諧振 器的IDT電極的電極指間距小于與附加的聲表面波諧振器并聯(lián)連接的串聯(lián) 臂聲表面波諧振器的IDT電極的電極指間距。更優(yōu)選地，附加的聲表面波諧振器的IDT電極的電極指間距設(shè)置成是 與附加的聲表面波諧振器并聯(lián)連接的串聯(lián)臂聲表面波諧振器的IDT電極的 電極指間距的0.5到0.95倍。在此范圍內(nèi)，新連接的附加的聲表面波諧振 器的聲波的激勵效率惡化，抗諧振電阻中的減小受到抑制，并且能夠獲得 有效的衰減極。此外，第一聲表面波濾波器的通帶中的插入損耗變得較小。這是因為，隨著新并聯(lián)連接的附加的聲表面波諧振器的諧振頻率接近通帶 的頻率，新并聯(lián)連接的附加的聲表面波諧振器的阻抗中的減小在通帶的頻 率范圍中受到抑制。此外，如果第二聲表面波濾波器也是梯形類型，則并聯(lián)連接到第一聲 表面波濾波器的串聯(lián)臂聲表面波諧振器的附加的聲表面波諧振器的IDT電 極的電極指間距優(yōu)選地設(shè)置得比第二聲表面波濾波器的的串聯(lián)臂聲表面波諧振器的IDT電極的電極指間距小。更優(yōu)選地，附加的聲表面波諧振器的IDT電極的電極指間距設(shè)置成是 第二聲表面波濾波器的串聯(lián)臂聲表面波諧振器的IDT電極的電極指間距的 0.5到0.98倍。在此范圍內(nèi)，新連接的附加的聲表面波諧振器的聲波的激勵 效率減小，抗諧振電阻中的減小受到抑制，并且能夠獲得有效的衰減極。 此外，第二聲表面波濾波器的通帶中的惡化受到抑制。如果用于增加電容的組件的不同于形成通帶的聲表面波諧振器的附加 的聲表面波諧振器是新增加的，則聲表面波器件的面積增加。因此，新連 接的附加的聲表面波諧振器應(yīng)該盡可能的小。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例， 如果新連接的附加的聲表面波諧振器的IDT電極的(電極指寬度)/(電極指間 距)大于與附加的聲表面波諧振器并聯(lián)連接的串聯(lián)臂聲表面波諧振器的IDT 電極的(電極指寬度)/(電極指間距)，則能夠以較小數(shù)量的電極指和較小的橫 向?qū)挾葘崿F(xiàn)期望的電容。相反，如果新連接的附加的聲表面波諧振器的IDT電極的(電極指寬 度)/(電極指間距)小于與附加的聲表面波諧振器并聯(lián)連接的串聯(lián)臂聲表面波 諧振器的IDT電極的(電極指寬度)/(電極指間距)，則諧振電阻和抗諧振電阻 變得較大，使得能夠增加新形成的衰減極的衰減量。根據(jù)實施例的使用本發(fā)明的聲表面波器件的雙工機，能夠獲得濾波器 特性的較陡的側(cè)翼特性和通帶附近的極優(yōu)的帶外衰減特性，導(dǎo)致優(yōu)選的電 特性。根據(jù)實施例的通信設(shè)備，可能獲得這樣的通行性能，其中，當(dāng)前使用 的通信標(biāo)準(zhǔn)較少干擾其它類似通信標(biāo)準(zhǔn)。(第一實施例)圖1示例了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的聲表面波器件。圖1示出了由用作發(fā)送濾波器的第一聲表面波濾波器1和用作接收濾 波器的第二聲表面波濾波器2構(gòu)成的雙工機20。來自發(fā)送電路的發(fā)送信號通過終端3輸入到第一聲表面波濾波器1并且然后發(fā)送到耦合到天線(未 示出)的終端4。由天線接收的信號通過終端4輸入到聲表面波濾波器2并 且然后通過終端5發(fā)送到接收電路。在這種情況下，因為發(fā)送濾波器的輸 出終端和接收濾波器的輸入終端相同，所以雙工機20設(shè)置有匹配電路6， 使得每個濾波器起類似其它濾波器的通帶的高阻抗的作用。匹配電路6可 以包括在雙工機20中或被獨立提供。在圖1中，第一聲表面波濾波器1通過增加附加的聲表面波諧振器15a 到包括以梯形形狀連接的三個并聯(lián)臂聲表面波諧振器8a、8b及8c和四個串 聯(lián)臂聲表面波諧振器7a、 7b、 7c及7d的電路而構(gòu)成。第二聲表面波濾波器 2由包括以梯形形狀連接的四個并聯(lián)臂聲表面波諧振器10a、10b、10c及10d 和四個串聯(lián)臂聲表面波諧振器9a、 9b、 9c及9d的電路構(gòu)成。每一個聲表面波諧振器由如圖2中所示的IDT電極11和反射鏡12構(gòu) 成。IDE 11電極由彼此面對并嚙合的兩個梳狀電極形成，每個電極由電極 指13和總線條(公共電極)14構(gòu)成。在此實施例中，IDT電極11的電極 指間距規(guī)定為如圖2中所示的從厚度方向上電極指的中間到厚度方向上相 鄰電極指的中間的距離。此外，橫向?qū)挾葁規(guī)定為梳狀電極的電極指交疊 的區(qū)域的寬度。此外，用于增加電容組件的附加的聲表面波諧振器15a與串聯(lián)臂聲表 面波諧振器7b并聯(lián)連接。串聯(lián)臂聲表面波諧振器7a至7d和附加的聲表面波諧振器15a之間的最 佳連接通過形成通帶的串聯(lián)臂聲表面波諧振器7a至7d的頻率設(shè)計來確定。 因此，附加的聲表面波諧振器15a到串聯(lián)臂聲表面波諧振器7a至7d的連接 不必指定。然而，如果相對地小的附加的聲表面波諧振器15a增加到被施 加有最大功率的串聯(lián)臂聲表面波諧振器7a，則它可以受到來自串聯(lián)臂聲表 面波諧振器7a的熱的影響。這樣，優(yōu)選地，增加附加的聲表面波諧振器15a 到串聯(lián)臂聲表面波諧振器7b、 7c或7d。圖3示出了雙工機20的通過特性。在圖3中，橫軸表示頻率，而縱軸表示衰減量。由實線表示的特性曲線16a示出第一聲表面波濾波器1的通 帶特性，而實線表示的特性曲線16b示出第二聲表面波濾波器2的通帶特 性。由虛線表示的特性曲線17a示出比較示例A的雙工機的發(fā)送濾波器的 通過特性，而虛線表示的特性曲線17b示出比較示例A的接收濾波器的通 帶特性。這里，除了使用具有與附加的聲表面波諧振器15a的靜電電容相 同的靜電電容的電容器來代替附加的聲表面波諧振器15a夕卜，比較示例A 的雙工機與本發(fā)明的雙工機具有相同的配置。此外，由點線表示的特性曲線18a示出比較示例B的雙工機的發(fā)送濾 波器的通過特性，而由點線表示的特性曲線18b示出比較示例B的接收濾 波器的通過特性。這里，除沒有附加的聲表面波諧振器15a外，比較示例B 的雙工機與本發(fā)明的雙工機具有相同的配置。如圖3中所示，本發(fā)明的第一聲表面波濾波器1和比較示例A的發(fā)送 濾波器的側(cè)翼特性比比較示例B的發(fā)送濾波器的側(cè)翼特性陡得多。另一方 面，在高于第二聲表面波濾波器2的通帶的頻率，比較示例A的衰減量比 比較示例B的衰減量差。這里，本實施例的附加的聲表面波諧振器15a用作電容。由于其諧振 特性，例如，與比較示例A相比，在從898MHz到卯lMHz的頻率的衰減 量能夠提高7.3dB。此外，在925MHz的衰減量能夠增加1.7dB。此外，在圖3中，局部最大點19a對應(yīng)于附加的聲表面波諧振器15a 的諧振頻率，而局部最小點19b對應(yīng)于其抗諧振頻率。由局部最小點19b 局部形成衰減極。通常，諧振頻率和抗諧振頻率之間的頻率差異主要由使 用的壓電基底的材料常數(shù)確定。然而，通過如本實施例中并聯(lián)連接的電容， 諧振頻率不變，而抗諧振頻率降低了。相同的效果適用于本實施例中使用 的附加的聲表面波諧振器15a。具體地，串聯(lián)臂聲表面波諧振器7b的抗諧 振頻率由并聯(lián)連接的附加的聲表面波諧振器15a的電容降低了，使得能夠 獲得濾波器的陡的側(cè)翼特性。然而，同時，附加的聲表面波諧振器15a的 抗諧振頻率由并聯(lián)連接的串聯(lián)臂聲表面波諧振器7b的電容降低了。因此， 應(yīng)當(dāng)考慮這個，以在期望的頻率設(shè)置衰減極。(第二實施例) 圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的聲表面波器件。具有較高電容的附加的聲表面波諧振器15a優(yōu)選地進一步使得通帶的 側(cè)翼特性較陡，但是如果電容太高，在通帶附近出現(xiàn)大量紋波。為了避免 這個，如圖4中所示，附加的聲表面波諧振器(圖4中示出的示例中的15a 和15b)優(yōu)選地并聯(lián)連接到多個串聯(lián)臂聲表面波諧振器的每一個，例如7b 和7d。圖5是示出了圖4的雙工機20的通過特性的圖表。在圖5中，虛線表 示圖l的附加的聲表面波諧振器15a具有約3.4pF的電容時的特性曲線16c。 雖然通帶的側(cè)翼特性陡，但是紋波19c出現(xiàn)在通帶附近。相反，在圖4中， 當(dāng)具有相同配置的聲表面波諧振器和約1.7pF的電容用作附加的聲表面波 諧振器15a和15b時，不出現(xiàn)如由實線表示的特性曲線16d所示的紋波， 由此保持了陡的側(cè)翼特性。此外，用于防止通帶附近的紋波19c的圖1的附加的聲表面波諧振器 15a的電容優(yōu)選地不高于圖4的串聯(lián)臂聲表面波諧振器7b和7d的電容的約 20。％，附加的聲表面波諧振器15a和15b分別增加到串聯(lián)臂聲表面波諧振 器7b和7d。附圖中示出的諧振器稱作聲表面波諧振器。(第三實施例)在本實施例的聲表面波器件的第三實施例中，除附加的聲表面波諧振 器15a和15b具有不同的電極指間距而具有基本相同的電容外，整個配置 與圖4中所示的相同。圖6示出了其通過特性。在圖6中，由虛線表示的特性曲線16e示出附加的聲表面波諧振器15a 和15b具有相同配置時的通過特性。實線表示修改附加的聲表面波諧振器 15b的IDT電極的電極指間距使得其諧振頻率提高7MHz而其電容保持與 附加的聲表面波諧振器15a的電容相同時的特性曲線16f。以這種方式，與 具有嚴(yán)格相同的配置的附加的聲表面波諧振器15a和15b的情況相比，能 夠獲得在較高頻率的較高衰減量。(第四實施例)除附加的聲表面波諧振器15a和15b的諧振特性受到限制外，第四實 施例的聲表面波器件與圖4中所示的聲表面波器件具有相同的配置。在圖7中，由實線表示的特性曲線16h表示下述情況時的通過特性雖然整個配置與圖4中所示的相同，但是附加的聲表面波諧振器15b具有 與附加的聲表面波諧振器15a的電容基本相同的電容并且其諧振頻率比附 加的聲表面波諧振器15a的諧振頻率低7MHz且設(shè)置于第二聲表面波濾波 器2的通帶內(nèi)。相反，由虛線表示的特性曲線16g示出當(dāng)附加的聲表面波 諧振器15a和15b具有相同配置且它們的諧振頻率設(shè)置在第二聲表面波濾 波器2的通帶外時的通過特性。如由實線表示的特性曲線16h中所示，諧振頻率設(shè)置在第二聲表面波 濾波器2的通帶內(nèi)的附加的聲表面波諧振器15b在第二聲表面波濾波器2 的通帶內(nèi)生成顯著的紋波19d。為了防止第二聲表面波濾波器2的通過特性 惡化，需要附加的聲表面波諧振器15b的諧振頻率比第二聲表面波濾波器2 的通帶的頻率高。為了獲得比第二聲表面波濾波器2的通帶的頻率高的附加的聲表面波 諧振器的諧振頻率，附加的聲表面波諧振器15b的IDT電極的電極指間距 優(yōu)選地設(shè)置得比第二聲表面波濾波器2的串聯(lián)臂聲表面波諧振器9b、 9c及 9d中的具有最高諧振頻率的聲表面波諧振器的IDT電極的電極指間距小。 另一方面，第二聲表面波濾波器2的串聯(lián)臂聲表面波諧振器9a不包括于此。 這是因為，為了獲得匹配第一聲表面波濾波器1的期望的阻抗，可以有意 地使得串聯(lián)臂聲表面波諧振器9a具有比其它串聯(lián)臂聲表面波諧振器的諧振 頻率高得多的諧振頻率，并且在這種情況下，串聯(lián)臂聲表面波諧振器9a對 第二聲表面波濾波器2的通帶的形成不起作用。更優(yōu)選地，附加的聲表面波諧振器15b的IDT電極的電極指間距設(shè)置 成是第二聲表面波濾波器2的串聯(lián)臂聲表面波諧振器9b、 9c及9d的IDT 電極的電極指間距的0.5至0.98倍。如果小于0.5倍，IDT電極的激勵效率 變差并且因此不能獲得針對有效衰減極的抗諧振電阻。如果大于0.98倍， 第二聲表面波濾波器2的通帶惡化。(第五實施例)除附加的聲表面波諧振器15a的IDT電極的(電極指寬度)/(電極指間距) 比與附加的聲表面波諧振器15a并聯(lián)連接的串聯(lián)臂聲表面波諧振器7b的 IDT電極的(電極指寬度)/(電極指間距沐外，第五實施例的聲表面波器件的 配置與圖1中所示的聲表面波器件的配置相同。通過這樣做，減小了附加 的聲表面波諧振器15a的電極指之間的距離，由此提高了電容。因此，能 夠通過較小的面積獲得針對期望的側(cè)翼特性的電容。因此，第一聲表面波 濾波器1的占有面積較小，由此，能夠小型化聲表面波器件并且能夠提高 產(chǎn)生多個第一聲表面波濾波器1的壓電基底的產(chǎn)率。(第六實施例)除附加的聲表面波諧振器15a的IDT電極的(電極指寬度)/(電極指間距) 設(shè)置得比與附加的聲表面波諧振器15a并聯(lián)連接的串聯(lián)臂聲表面波諧振器 7b的IDT電極的(電極指寬度)/ (電極指)小外，第六實施例的聲表面波 器件的配置與圖1中所示的聲表面波器件的配置相同。通過這樣做，提高 了附加的聲表面波諧振器15a的諧振和抗諧振電阻。因此，能夠進一步提 高局部最大點(諧振點)和局部最小點(抗諧振點)的衰減量。(第七實施例)如上所述，實施例的雙工機具有濾波器特性的陡的側(cè)翼特性和通帶附 近極優(yōu)的帶外衰減特性。此外，實施例的雙工機能夠應(yīng)用于通信設(shè)備。包括具有實施例的聲表面波器件的雙工機的本實施例的通信設(shè)備設(shè)置有用于通過將發(fā)送信號與載波信號混頻來生成天線發(fā)送信號的混頻器、具 有聲表面波器件用于衰減來自天線發(fā)送信號的不需要的信號的帶通濾波器 和用于放大天線發(fā)送信號并經(jīng)由雙工機將放大的天線發(fā)送信號發(fā)送到天線 的功率放大器。此外，包括具有實施例的聲表面波器件的雙工機的本實施 例的通信設(shè)備還設(shè)置有天線、用于放大由天線通過雙工機接收的天線接收 信號的低噪聲放大器、具有聲表面波器件用于衰減來自由低噪聲放大器放 大的天線接收信號的不需要的信號的帶通濾波器以及用于將接收信號與從 帶通濾波器發(fā)送的天線接收信號的載波信號分開的混頻器。圖8是示意性示出了示例性通信設(shè)備100的配置的框圖。通信設(shè)備100 主要包括發(fā)送/接收單元300、天線400、控制器200、操作單元600、麥克 風(fēng)MP和揚聲器SP。控制器200共同控制通信設(shè)備100的多個操作。控制器200設(shè)置有CPU、 RAM、 ROM等，并且其讀取并執(zhí)行存儲在ROM中的程序，使得能夠?qū)崿F(xiàn) 通信設(shè)備100的多個控制和功能。通過控制器200從麥克風(fēng)MP收入到發(fā)送/接收單元300的模擬聲音信 號由DSP (數(shù)字信號處理器)301從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號、由調(diào)制器 302調(diào)制并且然后由混頻器303使用由本地振蕩器320產(chǎn)生的振蕩信號來進 行頻率轉(zhuǎn)換。混頻器303的輸出基本上通過發(fā)送帶通濾波器304、功率放大 器305以及雙工機306，并且然后作為發(fā)送信號從天線400輸出。另一方面，接收的信號通過雙工機306、低噪聲放大器307和接收帶通 濾波器308從天線400饋入混頻器309。在混頻器使用由本地振蕩器320產(chǎn) 生的振蕩信號對接收的信號進行頻率轉(zhuǎn)換后，轉(zhuǎn)換的信號通過低通濾波器 310并且然后由解調(diào)器311解調(diào)。此外，解調(diào)的信號由DSP301從數(shù)字信號 轉(zhuǎn)換成模擬信號，并且轉(zhuǎn)換的信號，即模擬聲音信號，在通過控制器200 后從揚聲器SP輸出。操作單元600從用戶接收用于通信設(shè)備100的多個輸入并且由例如多 個按鈕構(gòu)成。實施例的雙工機用作通信設(shè)備100的雙工機306。雖然在上述實施例中，針對第二聲表面波濾波器2示例了梯形濾波器， 但是應(yīng)當(dāng)注意，第二聲表面波濾波器2不必是梯形的并且能夠使用DMS類型或橋式類型的濾波器。圖14是用于示意性地示出包括在雙工機中的DMS (雙模鋸齒)濾波 器D的典型結(jié)構(gòu)的平面視圖。為多模濾波器的DMS濾波器D包括以兩級 結(jié)構(gòu)彼此連接的濾波器Da和另一濾波器Db。濾波器Da包括彼此相鄰的三 個IDT電極41a、 41b及41c;和分別在具有三個IDT電極41a、 41b及41c 的IDT電極組的兩端設(shè)置的兩個反射鏡42。然而，DMS濾波器D的結(jié)構(gòu) 不限于兩級機構(gòu)。IDT41a、 41b、及41c的每一個包括一對梳狀電極，其彼 此面對地設(shè)置，使得其長處方向垂直于壓電基底中的聲表面波的傳播方向。反射鏡42也包括格狀的電極，其設(shè)置使得其長度方向垂直于壓電基底中的 聲表面波的傳播方向。同樣地，DMS濾波器Db包括彼此相鄰的三個IDT電極41d、 41e及 41f;和分別在具有三個IDT電極41a、 41b及41c的IDT陣列的兩端設(shè)置 的兩個反射鏡42。 IDT 41d、 41e、及41f的每一個包括一對梳狀電極，其 彼此面對地設(shè)置，使得其長處方向垂直于壓電基底中的聲表面波的傳播方 向。反射鏡42也包括格狀的電極，其設(shè)置使得其長度方向垂直于壓電基底 中的聲表面波的傳播方向。然而，DMS濾波器D不限于上述的情況(其中DMS濾波器D中的每 級的濾波器包括三個IDT)，而是可以采用任何配置(只要其包括兩個或更 多的IDT)。在使用如上述第二聲表面波濾波器2的多模濾波器的情況下， 存在的優(yōu)點在于在接收接收信號時，能夠在比接收通帶低的頻率中獲得較 陡的特性。此外，能夠根據(jù)設(shè)計合適地選擇電極對的數(shù)量、橫向?qū)挾?，?射鏡的數(shù)量等。(示例)以下，將描述使用本發(fā)明的聲表面波濾波器的雙工機的示例。首先，壓電基底由鉭酸鋰(LiTa03)形成，并且6nm厚的Ti薄膜形成 在基底的主表面上。然后，厚度為125nm的Al-Cu薄膜形成在其上。Ti和 A1-Cu薄膜被交替地三次分層，由此形成總共具有六個薄膜層的Ti/Al-Cu 層壓薄膜。Al-Cu薄膜稱作合金薄膜，其中將非常小的Cu量加到鋁中。接下來，通過使用抗蝕劑涂機將厚度為約0.5pm的光刻膠涂覆在壓電 基底的主表面上。其后，通過減小投影對準(zhǔn)器(分檔器)將光刻膠圖案曝 光，使得聲表面波諧振器、導(dǎo)線和電極如圖9中所示的設(shè)置。此后，通過 使用堿性顯影液的顯影裝置將不需要的光刻膠溶解。然后，通過RIE (反應(yīng)離子刻蝕)裝置形成圖9中示出的電極圖案。圖 9中，參考數(shù)字l'表示發(fā)送濾波器單元而參考數(shù)字2'表示接收濾波器單元。 確定通帶的聲表面波諧振器的電路配置與圖1的電路配置相同，并且用作 電容元件的附加的聲表面波諧振器15a、 15b及15c分別與串聯(lián)臂聲表面波 諧振器7b、 7d及9d并聯(lián)連接。保護膜(未示出)然后形成在電路圖案的預(yù)定區(qū)域上。也就是，通過使用CVD (化學(xué)氣相沉積)裝置將約15nm厚的&02膜形成在電極圖案和 壓電基底的主表面上。然后，通過照相平版術(shù)將光刻膠形成圖案并且通過 RIE裝置等刻蝕倒裝芯片的電極(例如，輸入/輸出電極、地電極和焊盤電 極(pad electrode ))的Si02膜。接下來，通過使用濺射裝置將Cr、 Ni和Au層以該順序形成的層壓電 極形成在SiOj莫被移除的區(qū)域。這里，電極具有0.01pm的Cr、 lpim的Ni 禾口 0.2pm的Au。通過剝離方法將光刻膠和不需要的層壓電極部分同時移除，并且層壓 電極已經(jīng)在其形成的部分，即發(fā)送濾波器的輸入電極21、發(fā)送濾波器的輸 出電極22、接收濾波器的輸入電極23、接收濾波器的輸出電極24、發(fā)送濾 波器的地電極25和環(huán)形電極26成為連接倒裝芯片的凸起的倒裝芯片的電 極單元。此外，環(huán)形電極26是為如后面所述氣密地密封濾波器單元，并且 如果需要，能夠安裝它。這里，環(huán)形電極26還用作接收濾波器單元2，的地 電極。接下來，將壓電基底沿切割線切成小塊并且然后將其分開成濾波器芯 片50。隨后，將導(dǎo)電部件32印刷在由銀制成并形成在層壓結(jié)構(gòu)的陶瓷電路板 28上的導(dǎo)體上，該層壓結(jié)構(gòu)對應(yīng)于發(fā)送濾波器的輸入電極21、發(fā)送濾波器 的輸出電極22、接收濾波器的輸入電極23、接收濾波器的輸出電極24、發(fā) 送濾波器的地電極25和環(huán)形電極26。焊料用作導(dǎo)電部件32。此外，電路 板28是用于多次制模的板。然后，每個芯片50由倒裝芯片裝配工臨時連接到陶瓷電路板28，使得 形成有電極的表面朝下，這在N2氣氛中執(zhí)行。此外，在N2氣氛中執(zhí)行烘 烤以熔化導(dǎo)電部件32的焊料，由此將芯片50和電路板28連接到一起。此 外，由將信號電位連接到電路板28內(nèi)的地電位的線(未示出)形成的導(dǎo)體 實現(xiàn)匹配電路6。接下來，通過向已經(jīng)連接有芯片50的電路板28施加樹脂并在N2氣氛 中烘烤它，芯片50被樹脂密封了。然后，沿切割線切割電路板28并將其分成塊，以便制造實施例的雙工機20 (雙工機A)。圖10示出雙工機20的橫截面視圖。具體地，圖9示出 圖10中面向陶瓷電路板28的壓電基底27的平面視圖而圖10是沿圖9的 線A-A截取的壓電基底27的橫截面視圖。此外，電路板28的每塊具有2.5 X2.0mm2的面積和0.375mm的厚度。作為比較示例1，制造了與以上示例的雙工機A具有相同配置的雙工 機B，除沒有附加的聲表面波諧振器15a、 15b及15c以外。圖11是示出了雙工機A和B的通帶特性的圖表。橫軸表示頻率(單位: MHz)而縱軸表示衰減量(單位dB)。由實線表示的特性曲線16i示出本 示例的雙工機A的通帶特性，而由虛線表示的特性曲線18c示出比較示例 1的雙工機B的通帶特性。另一方面，通過模擬推導(dǎo)出由點線表示的示出作為比較示例2的雙工 機C的通帶特性的特性曲線17c，其中附加的聲表面波諧振器15a、 15b及 15c由具有相同電容的電容器代替。在雙工機A的特性曲線16i中，局部最大點19e和局部最小點19f分別 與附加的聲表面波諧振器15a和15b的諧振頻率和抗諧振頻率一致。在此 示例中，調(diào)整附加的聲表面波諧振器15a和15b的每個IDT電極的電極指 間距，以便附加的聲表面波諧振器15a和15b的諧振和抗諧振頻率能夠基 本上彼此一致。至于與附加的聲表面波諧振器15a耦合的串聯(lián)臂聲表面波諧振器7d， 其電極指間距為約2.39pm，電極指的數(shù)量為IOO并且電極指的橫向?qū)挾葹?約76|mi。至于與附加的聲表面波諧振器15a耦合的串聯(lián)臂聲表面波諧振器7b， 其電極指間距為約2.39pm，電極指的數(shù)量為80并且電極指的橫向?qū)挾葹榧s 86|am。附加的聲表面波諧振器15a和15b具有約2.14pm的電極指間距、20個 電極指和約86|im的電極指橫向?qū)挾?。此外，聲表面波諧振器15c的諧振頻率和抗諧振頻率分別對應(yīng)于局部 最大點19g和局部最小點19h。至于與聲表面波諧振器15c耦合的串聯(lián)臂聲表面波諧振器9d，其電極 指間距為約2.23nm，電極指的數(shù)量為80并且電極指的橫向?qū)挾葹榧s22pm。聲表面波諧振器15c具有約2.02pm的電極指間距、10個電極指和約 80pm的電極指橫向?qū)挾?。確定通帶的聲表面波諧振器的IDT電極的(電極指寬度)/(電極指間距) 為約0.43，而用作電容組件的附加的聲表面波諧振器15a、15b及15c的IDT 電極的(電極指寬度)/(電極指間距)為約0.63。因此，附加的聲表面波諧振器15a和15b具有1.7pF的電容且聲表面波 諧振器15c具有0.5pF的電容。如圖11中所示，本示例的雙工機A的發(fā)送和接收濾波器1和2的通帶 的側(cè)翼特性比比較示例1的側(cè)翼特性陡。此外，與比較示例2的雙工機C相比較，在從898MHz到901MHz的 頻率，雙工機A的衰減量提高了約19.9dB。在925MHz的衰減量也提高了 約4.9dB。此外，與比較示例1的雙工機B相比較，在從843MHz到846MHz的 頻率，雙工機A的衰減量提高了約24.9dB。本發(fā)明不限于上述實施例和示例并且可以不脫離本發(fā)明的范圍作出多 個修改。例如，可以使用用作電容組件的附加的聲表面波諧振器15a、 15b 及15c的至少一個并且也可以使用更多聲表面波諧振器。用作電容組件的附加的聲表面波諧振器15a、 15b及15c可以具有不同 的電極指間距或(電極指寬度)/(電極指間距)值。如果是這樣，衰減極可以設(shè) 置在不同的許多位置。特別是，在相同的濾波器中，通過將用作電容組件 的附加的聲表面波諧振器15a、 15b及15c的抗諧振頻率彼此靠近地設(shè)置， 可以在寬帶中提高衰減量。如果抗諧振頻率相同，衰減量還可以提高。此外，可以在用作電容組件的附加的聲表面波諧振器15a、 15b及15c 的結(jié)構(gòu)上執(zhí)行部分省略或切趾(apodization)，并且可以調(diào)整其電容或諧振 頻率。對形成通帶的聲表面波諧振器，這是相同的。雖然已經(jīng)針對其中使用兩個不同的濾波器來執(zhí)行發(fā)送和接收的雙工機 描述了實施例，但是本發(fā)明也適用于具有根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)送濾波器的聲 表面波器件。雖然已經(jīng)針對實施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解，可以不脫離下述權(quán)利要求中所規(guī)定的本發(fā)明的范圍作出多個改變和修改。
權(quán)利要求
1、一種聲表面波器件，包括第一聲表面波濾波器，其形成梯形濾波器電路；以及第二聲表面波濾波器，其通帶所在的頻率比所述第一聲表面波濾波器的通帶高，其中，所述第一聲表面波濾波器包括至少一個具有IDT電極的串聯(lián)臂聲表面波諧振器，其連接到所述梯形濾波器電路的串聯(lián)臂；具有IDT電極的并聯(lián)臂聲表面波諧振器，其連接到所述梯形濾波器電路的并聯(lián)臂；以及具有IDT電極的附加的聲表面波諧振器，其與所述串聯(lián)臂聲表面波諧振器并聯(lián)連接，并且它的諧振頻率比所述第二聲表面波濾波器的通帶的頻率高。
2、 如權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其中，所述附加的聲表面波諧 振器的所述IDT電極的電極指間距小于與所述附加的聲表面波諧振器并聯(lián) 連接的所述串聯(lián)臂聲表面波諧振器的所述IDT電極的電極指間距。
3、 如權(quán)利要求2所述的聲表面波器件，其中，將所述附加的聲表面波 諧振器的所述IDT電極的電極指間距設(shè)置成是與所述附加的聲表面波諧振 器并聯(lián)連接的所述串聯(lián)臂聲表面波諧振器的所述IDT電極的電極指間距的 0.5至0.95倍。
4、 如權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其中，所述第二聲表面波濾波 器形成梯形濾波器電路，其包括具有IDT電極的串聯(lián)臂聲表面波諧振器， 其連接到所述梯形濾波器電路的串聯(lián)臂；以及具有IDT電極的并聯(lián)臂聲表 面波濾波器，其連接到所述梯形濾波器電路的并聯(lián)臂，并且其中，所述附加的聲表面波諧振器的所述IDT電極的電極指間距小于 所述第二聲表面波濾波器的所述串聯(lián)臂聲表面波諧振器的所述IDT電極的電極指間距。
5、 如權(quán)利要求4所述的聲表面波器件，其中，將所述附加的聲表面波諧振器的所述IDT電極的電極指間距設(shè)置成是所述第二聲表面波濾波器的 所述串聯(lián)臂聲表面波諧振器的所述IDT電極的電極指間距的0.5至0.98倍。
6、 如權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其中，所述附加的聲表面波諧 振器的所述IDT電極的(電極指寬度)/(電極指間距)比與所述附加的聲表面 波諧振器并聯(lián)連接的所述串聯(lián)臂聲表面波諧振器的所述IDT電極的(電極指寬度y(電極指間距)大。
7、 如權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其中，所述附加的聲表面波諧 振器的所述IDT電極的(電極指寬度)/(電極指間距)比與所述附加的聲表面 波諧振器并聯(lián)連接的所述串聯(lián)臂聲表面波諧振器的所述IDT電極的(電極指寬度)/(電極指間距)小。
8、 如權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其中，所述第一聲表面波濾波 器包括多個串聯(lián)臂聲表面波濾波器，并且其中，所述附加的聲表面波諧振器與除最靠近所述第一聲表面波濾波 器的輸入端子的串聯(lián)臂聲表面波濾波器之外的每個串聯(lián)臂聲表面波濾波器 并聯(lián)連接。
9、 如權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其中，所述第一聲表面波濾波 器包括多個串聯(lián)臂聲表面波濾波器，并且所述附加的聲表面波諧振器與所 述串聯(lián)臂聲表面波濾波器中的至少兩個中的每一個并聯(lián)連接。
10、 如權(quán)利要求9所述的聲表面波器件，其中，所述附加的聲表面波 諧振器的電容為與所述附加的聲表面波諧振器并聯(lián)連接的所述串聯(lián)臂聲表 面波諧振器的電容的20%以下。
11、 如權(quán)利要求9所述的聲表面波器件，其中，所述附加的聲表面波 諧振器中的至少兩個具有相同的電容和不同的電極指間距。
12、 如權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其中，所述第二聲表面波濾 波器形成DMS濾波器電路。
13、 一種雙工機，包括如權(quán)利要求1所述的聲表面波器件。
14、 一種通信設(shè)備，包括雙工機，其包括如權(quán)利要求1所述的聲表面波器件；混頻器，其用于通過將發(fā)送信號與載波信號混頻來生成天線發(fā)送信號;以及功率放大器，其用于放大所述天線發(fā)送信號并經(jīng)由所述雙工機將所述 放大的天線發(fā)送信號發(fā)送到天線。
15、 一種通信設(shè)備，包括雙工機，包括如權(quán)利要求1所述的聲表面波器件； 天線；低噪聲放大器，其用于放大由所述天線接收并通過所述雙工機的天線 接收信號；以及混頻器，其用于將接收信號與從通過該低噪聲放大器的所述天線接收 信號的載波信號分開。
全文摘要
一種聲表面波器件以及使用該聲表面波器件的雙工機和通信器件，該聲表面波器件包括形成梯形濾波器電路的第一聲表面波濾波器；以及通帶所在的頻率比所述第一聲表面波濾波器的通帶高的第二聲表面波濾波器。這里，所述第一聲表面波濾波器包括至少一個具有IDT電極的串聯(lián)臂聲表面波諧振器，其連接到所述梯形濾波器電路的串聯(lián)臂；具有IDT電極的并聯(lián)臂聲表面波諧振器，其連接到所述梯形濾波器電路的并聯(lián)臂；以及具有IDT電極的附加的聲表面波諧振器，其與所述串聯(lián)臂聲表面波諧振器并聯(lián)連接并且諧振頻率比所述第二聲表面波濾波器的通帶的頻率高。
文檔編號H03H9/145GK101277098SQ20081009020
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者橫田裕子, 竹之下健, 船見雅之 申請人:京都陶瓷株式會社