專利名稱：聲波濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及聲波濾波器，更具體地涉及具有之上形成有IDT (interdigital transducer,叉指換能器)和反射器的壓電基板的聲波濾波器。
背景技術(shù)：
由于面向信息的社會的發(fā)展，對體積小、重量輕并且工作頻率提高 的便攜式移動通信裝置的增長的需求逐步增加。緊湊和輕便的聲波濾波 器用于滿足這些增長的需求。具體地，越來越多的便攜式電話采用其中 發(fā)射頻率和接收頻率彼此接近的系統(tǒng)。由此要求在接近通帶的頻率處實 現(xiàn)更大的衰減。
一種示例性聲波濾波器是聲表面波(surface acoustic wave, SAW) 濾波器，其中由梳狀電極組成的IDT和反射器設(shè)置在壓電基板上。對SAW 元件加電，由此激勵聲波。SAW濾波器能夠處理45MHz到2.0GHz的無 線電信號。SAW濾波器用于形成發(fā)射帶通濾波器或接收帶通濾波器。
圖1A是常規(guī)雙模式SAW濾波器的平面圖，圖IB是日本未審公開 專利申請第2000-196399號中描述的雙模式SAW濾波器的平面圖。如圖 1A所示，三個IDT2、 4和6形成在可由例如鈮酸鋰(LiNb03)或鉭酸 鋰(UTa03)制成的壓電基板22上。反射器8和IO在SAW傳播的方向 上在兩側(cè)夾住IDT 2、 4和6的排列。IDT 2、 4和6以及反射器8和10 是由例如鋁(Al)的金屬制成的。圖IA和IB中為了簡潔示出了故意減 少了數(shù)量的電極指。
當(dāng)電信號施加到雙模式SAW濾波器時，聲波被IDT激勵并且在與 電極指延伸的方向垂直的方向上傳播。聲波轉(zhuǎn)換為聲波頻率的電信號。 反射器8和10利用反射限制從IDT 2、 4和6傳播的聲波，使得可以防止 聲波被衰減。實際上，反射器8和10反射位于通帶之外的聲波(寄生波，spurious waves)。寄生波疊加，并且劣化了雙模式SAW濾波器的帶外衰減。 如圖1B所示，上述公開中示出了雙模式SAW濾波器，其中反射器 8和10的電極指在反射衰減區(qū)域B中離IDT越遠(yuǎn)則越短。反射衰減區(qū)域 B具有與其中反射器8和IO的電極指具有相同長度的反射區(qū)域A不同的 反射率。這一差異造成隨機(jī)反射，隨機(jī)反射消除寄生波，并且增加了通 帶的低頻側(cè)和附近的衰減量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種聲波濾波器，在通帶的低頻側(cè)和附近處具 有增加的衰減。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種聲波濾波器，其包括壓電基板; IDT (interdigital transducer,叉指換能器)，形成在所述壓電基板上；以 及多個反射器，位于IDT的兩側(cè)并且包括多個電極指，其中所述反射器的 至少一個的至少一個電極指包括位于聲波的傳播路徑上的至少一個間隙。
本發(fā)明的目的和優(yōu)點將通過權(quán)利要求中具體指出的元件和組合實現(xiàn) 和獲得。
應(yīng)理解的是上述概括描述和隨后的詳細(xì)描述是示例性和說明性的， 而不是對要求保護(hù)的本發(fā)明的限制。


圖1A和1B示意地示出了現(xiàn)有的雙模式SAW濾波器； 圖2示意地示出了根據(jù)第一實施方式的雙模式SAW濾波器； 圖3A、 3B和3C示意地示出了第一實施方式的變形例； 圖4示意地示出了根據(jù)第二實施方式的雙模式SAW濾波器； 圖5A和5B示意地示出了第二實施方式的變形例； 圖6示意地示出了第三實施方式的雙模式SAW濾波器的示例性連接; 圖7示意地示出了第三實施方式的變形例的雙模式SAW濾波器的示 例性連接；
圖8示意地示出了作為第四實施方式的基礎(chǔ)的SAW濾波器；圖9A示意地示出了根據(jù)第四實施方式的示例2的雙模式SAW濾波
器；圖9B和9C示出計算機(jī)模擬的結(jié)果；
圖10A示意地示出了根據(jù)第四實施方式的示例3的雙模式SAW濾
波器；圖IOB和圖IOC示出了計算機(jī)模擬的結(jié)果；
圖11示意地示出了作為第五實施方式的基礎(chǔ)的SAW濾波器；
圖12A示意地示出了根據(jù)第五實施方式的示例5的雙模式SAW濾
波器；圖12B和12C示出了計算機(jī)模擬的結(jié)果；
圖13示意地示出了作為第六實施方式的基礎(chǔ)的SAW濾波器；
圖14A示意地示出了根據(jù)第六實施方式的示例7的雙模式SAW濾
波器；圖14B和14C示出了計算機(jī)模擬的結(jié)果；以及
圖15A示意地示出了根據(jù)第六實施方式的示例8的雙模式SAW濾 波器；圖15B和15C示出了計算機(jī)模擬的結(jié)果。
具體實施方式
[第一實施方式]
圖2到圖3C示意性地示出了根據(jù)第一實施方式的雙模式SAW濾波 器100。
參照圖2，反射器8的多個電極指8a中的每一個都具有單個間隙9， 反射器10的多個電極指10a中的每一個都具有單個間隙11。間隙9和11 位于聲波的傳播路徑上，在聲波的傳播路徑上，IDT的交錯的電極指橫 向上彼此交疊的。間隙9和11不反射聲波，因而改變了反射器8和10 的反射率。由此，聲波的反射隨機(jī)地發(fā)生，來自反射器8的寄生波和來自 反射器10的寄生波相消，使得能夠增加通帶的低頻側(cè)和其附近的衰減量。
圖3A到圖3C示意地示出根據(jù)第一實施方式的圖2所示的配置的變 形例。
圖3A示意性地示出了其中反射器8的多個電極指8a中僅一個具有 一個間隙9，并且反射器10的多個電極指10a中僅一個具有一個間隙11。
圖3B示出了另一示例性配置，其中反射器8和10的每一個的間隙 排列為斜線以形成狹縫。更具體地，反射器8具有形成在電極指8a中的形成傾斜狹縫50的多個間隙9，并且反射器10具有形成在電極指10a中 的形成傾斜狹縫60的間隙11。如果狹縫50和60與SAW傳播的方向平 行地延伸(垂直于電極指延伸的方向)，被電極指反射的聲波是相同的。 這導(dǎo)致寄生波被放大。從上述可見，狹縫50和60優(yōu)選地與SAW傳播的 方向傾斜以產(chǎn)生隨機(jī)反射并且使衰減增加。如果狹縫50和60是關(guān)于與 SAW傳播的方向垂直的方向彼此鏡面對稱的，則反射器8的反射和反射 器10的反射彼此相同，并且寄生波增加。為了產(chǎn)生隨機(jī)反射，優(yōu)選地狹 縫50和60不關(guān)于與SAW傳播的方向垂直的方向彼此鏡面對稱。在狹縫 50和60是彼此鏡面對稱的情況下，如果反射器8和10具有不同的電極 節(jié)距，寄生波將被減少。為了更有效地產(chǎn)生隨機(jī)反射，優(yōu)選的是狹縫50 和60不彼此平行，而是以不同角度與SAW傳播的方向相交。
圖3C示出了另一示例性配置，其中反射器8和10具有反射衰減區(qū) 域B，在反射衰減區(qū)域B中，電極指8a和10a離IDT越遠(yuǎn)，反射器8和 10的電極指8a和10a越短。在電極指8a和10a具有相等長度的反射區(qū) 域A內(nèi)發(fā)生的反射與在反射衰減區(qū)域B內(nèi)發(fā)生的反射不同。由此，能夠 更有效地產(chǎn)生隨機(jī)反射，使得與圖2所示的配置相比，能夠?qū)崿F(xiàn)寄生波 消除和衰減方面的改善。
可以改變圖3A中所示的配置，在圖3A中，反射器8的電極指8a 中僅僅一個具有一個間隙9，并且反射器10的電極指10a中僅僅一個具 有一個間隙ll。例如，在SAW的傳播路徑上，反射器8和10之任意一 個可以在一個電極指8a或10a上具有一個間隙。還可改變圖3B所示的 配置，在圖3B中，反射器8和10分別具有狹縫50和60。例如，可以 是反射器8和10之中的某一個具有狹縫50或者60。
第二實施方式具有示例性配置，其中反射器8和10的每一個電極指 都具有多個間隙。圖4示出了根據(jù)第二實施方式的雙模式SAW濾波器100。
參照圖4，反射器8的每個電極指8a都具有兩個間隙9，反射器IO 的每個電極指10a都具有兩個間隙11。由此，電極指8a具有開放部分或 區(qū)域8b，并且電極指10a具有開放部分或區(qū)域(叩en portion or region)10b。由于反射器8和10接地，開放指部分8b和10b具有與接地電勢不 同的電勢。由此，能夠改變反射器8和IO的反射率，并且能夠比第一實 施方式產(chǎn)生隨機(jī)反射更有效地產(chǎn)生隨機(jī)反射。由此能夠進(jìn)一步增加通帶 的低頻側(cè)及其附近的衰減。
圖5A和5B示意地示出了第二實施方式的變形例。
圖5A示出了示例性配置，其中反射器8具有兩個狹縫50和52，并 且反射器10具有兩個狹縫60和62。反射器8具有開放指部分8b，反射 器IO具有開放指部分10b。優(yōu)選地，狹縫50和52彼此不平行，以更有 效地產(chǎn)生隨機(jī)反射。在此情況下，狹縫50和52以不同角度與SAW傳播 的方向相交。狹縫60和62類似地排列。
圖5B示出了示例性配置，其中反射器8和10具有反射衰減區(qū)域B， 在反射衰減區(qū)域B中，電極指8a和10a離IDT越遠(yuǎn)，電極指8a和10a 越短。從反射區(qū)域A的反射和從反射衰減區(qū)域B的衰減彼此不同。由此， 與圖4所示的配置相比，能夠?qū)崿F(xiàn)寄生波消除和衰減方面的改善。
圖4到圖5B示出一種配置，其中各電極指8a具有兩個間隙，各電 極指10a具有兩個間隙。各電極指可以具有3個或更多個間隙。反射器8 和10每一個具有3個或者更多個狹縫。圖4所示的配置可以改變，使得 電極指8a或者電極指10a具有多個間隙，或者可以改變使得反射器8或 者反射器10具有多個狹縫。
第三實施方式具有示例性配置，其中兩個雙模式SAW濾波器連接。 圖6示意地示出了 SAW濾波器，其中雙模式SAW濾波器100和與 雙模式SAW濾波器100類似的另一個雙模式SAW濾波器110級聯(lián)。雙 模式SAW濾波器110由IDT12、 14以及16、以及反射器18以及20組 成。端子24連接到位于雙模式SAW濾波器100的中心的IDT 4,端子 26連接到位于雙模式SAW濾波器110的中心的IDT 14。端子24和26 之一是輸入端子，另一個是輸出端子。IDT2和IDT 12連接，IDT4禾B IDT 14連接。類似地，IDT6禾BIDT16連接。
圖7示出了第三實施方式的變形例，其中雙模式SAW濾波器100和110并聯(lián)。IDT4禾QIDT 14連接到端子24， IDT 2、 6、 12以及16連
接到端子26。
在圖6和圖7所示的配置中，反射器8、 10、 18以及20分別具有狹 縫50、 60、 70以及80。由此，激勵的聲波被反射器8和10隨機(jī)地反射， 雙模式SAW濾波器100輸出在通帶的低頻側(cè)及其附近極大地衰減的電信 號。類似地，雙模式SAW濾波器11 O輸出在通帶的低頻側(cè)及其附近極大 地衰減的電信號。
第三實施方式具有反射器，每個反射器具有一個狹縫，第三實施方 式可以改變，使得每個反射器能夠按照第一或第二實施方式的情況配置。
第四實施方式是基于實驗的，該實驗旨在在改變單個雙模式SAW濾 波器的縫隙的數(shù)量的同時計算衰減量。
圖8示意地示出了第四實施方式的基礎(chǔ)的SAW濾波器。假設(shè)圖8 所示的SAW濾波器為示例1。如圖8所示，雙模式SAW濾波器120和 諧振器130形成在壓電基板22上。雙模式SAW濾波器120由IDT31、 32、 33以及34、以及反射器38以及40組成。諧振器130由IDT 30和 位于IDT30兩側(cè)的兩個反射器28組成。電信號經(jīng)由輸入端子24施加到 IDT30，并且輸出到IDT31和34。聲波在IDT31和34激勵，被IDT32 和33轉(zhuǎn)換為電信號。最終，電信號經(jīng)由分別連接到IDT32和33的輸出 端子25和26輸出。輸出端子25和26是平衡輸出端子，經(jīng)由它們能夠 獲得具有180度相位差的電信號。
反射器38和40中的每一個具有反射衰減區(qū)域B。在反射器38和40 的每一個中，反射區(qū)域A具有20個電極指，反射衰減區(qū)域B具有18個 電極指。IDT 31、 32、 33以及34的電極指的孔徑長度Wl，即SAW傳 播路徑的寬度是158pm。
圖9A示意地示出了雙模式SAW濾波器，其中反射器38的每個電 極指38a都具有一個間隙39,并且反射器40的每個電極指40a都具有一 個間隙41。第四實施方式的示例2被限定為使得圖8所示的雙模式SAW 濾波器120被圖9A所示的雙模式SAW濾波器120替代。間隙39和41的寬度是2^im。
圖9B示出了通過計算機(jī)模擬獲得的示例1和2的頻率特性。圖9C 是通帶的低頻側(cè)及其附近的頻率特性的放大圖。圖9B和9C的橫軸代表 頻率(MHz)，縱軸代表衰減(dB)。如圖9C所示，示例2在約840MHz 處具有衰減尖峰，比示例1的大了約2.0dB。
圖10A示意性地示出了雙模式SAW濾波器120的另一配置，其中 反射器38的每個電極指38a都具有兩個間隙39，并且反射器40的每個 電極指40a都具有兩個間隙41。第四實施方式的示例3被限定為使得圖 8所示的雙模式SAW濾波器120被圖IOA所示的雙模式SAW濾波器120 替代。間隙39和41的寬度是2|im。
圖10B示出了通過計算機(jī)模擬獲得的示例1和3的頻率特性。圖10C 是通帶的低頻側(cè)及其附近的頻率特性的放大圖。如圖IOC所示，示例3 在約840MHz處具有衰減尖峰，比示例1的小了大約3.0dB。此外，833MHz 和830MHz處的衰減比示例1的大了大約4.0dB。
如上所述，與各電極指中不形成間隙的結(jié)構(gòu)相比，通過在反射器的 各電極指中形成一個間隙能夠獲得大量衰減。此外，通過在反射器的各 電極指中形成兩個間隙能夠增加衰減。
第五實施方式是基于實驗的，該實驗旨在計算其中反射器的電極指 具有間隙的并聯(lián)的雙模式SAW濾波器的衰減，并且計算其中反射器的電 極指沒有間隙的并聯(lián)的雙模式SAW濾波器的衰減。
圖11示意性地示出了作為第五實施方式的基礎(chǔ)并且被定義為示例4 的SAW濾波器。參照圖ll，兩個雙模式SAW濾波器100和110和諧振 器130、 140以及150設(shè)置在壓電基板22上。雙模式SAW濾波器100和 110與諧振器130并聯(lián)。已經(jīng)描述了雙模式SAW濾波器100和110和諧 振器130的配置。諧振器140由IDT37和設(shè)置在IDT37的兩側(cè)的反射器 35組成。類似地，諧振器150由IDT 43和設(shè)置在IDT 43的兩側(cè)的反射 器36組成。經(jīng)由輸入端子24施加到IDT 30的電信號被輸出到IDT 4和 14。施加到IDT4的電信號激勵聲波。由此激勵的聲波被IDT2和6轉(zhuǎn)換為電信號，接著輸出到IDT37。最終，電信號經(jīng)由輸出端子25輸出。類 似地，施加到IDT 14的電信號經(jīng)由IDT 12和16輸出到IDT43，并且最 終經(jīng)由輸出端子26輸出。
反射器8、 10、 18以及20每一個都具有反射衰減區(qū)域B。在各反射 器中，反射區(qū)域A具有30個電極指，反射衰減區(qū)域B具有42個電極指。 SAW傳播路徑的寬度W2是83|im。
圖12A示意性地示出了雙模式SAW濾波器100和110，其中每個反 射器的每個電極指都具有單個間隙。第五實施方式的示例5被限定為使 得圖11所示的雙模式SAW濾波器100和IIO被圖12A所示的雙模式SAW 濾波器IOO和IIO替代。每個間隙的寬度是2)im。
圖12B示出了通過計算機(jī)模擬獲得的示例4和5的頻率特性。圖12C 是位于通帶的低頻側(cè)及其附近的頻率特性的放大圖。如圖12C所示，示 例5在約1780MHz處具有衰減的尖峰，比示例4的小了大約2.0dB。
如上所述，在反射器的電極指中形成的間隙增加了并聯(lián)的雙模式 SAW濾波器中的衰減量。
第六實施方式是基于實驗的，實驗旨在在改變反射器中的狹縫的數(shù) 量的同時計算衰減量。
圖13示意性地示出了作為第六實施方式的基礎(chǔ)的、被定義為示例6 的SAW濾波器。參照圖13，已經(jīng)描述了的雙模式SAW濾波器100、 110 和120以及諧振器130形成在壓電基板22上。如在圖11的情況下，雙 模式SAW濾波器100和110并聯(lián)到諧振器130。雙模式SAW濾波器100 的IDT 2和6連接到雙模式SAW濾波器120的IDT 31 ，雙模式SAW濾 波器110的IDT 12和16連接到雙模式SAW濾波器120的IDT 34。
反射器8和10的每一個都具有反射衰減區(qū)域B。反射區(qū)域A具有 30個電極指，并且反射衰減區(qū)域B具有27個電極指。反射器18和20 的每一個都具有反射衰減區(qū)域D。反射區(qū)域C具有30個電極指，并且反 射衰減區(qū)域D具有24個電極指。雙模式SAW濾波器100的SAW傳播 路徑具有56pm的寬度W3，雙模式SAW濾波器110的SAW傳播路徑具有18pm的寬度W4。
圖14A示意性地示出了雙模式SAW濾波器100和110，其中各反射 器的各電極指具有一個間隙，并從而在各反射器中形成一個狹縫。第六 實施方式的示例7被限定為使得雙模式SAW濾波器100和110被圖14A 所示的雙模式SAW濾波器100和110替代。各間隙的寬度為4pm。
圖14B示出了通過計算機(jī)模擬獲得的示例6和7的頻率特性。圖14C 是通帶的低頻側(cè)及其附近的頻率特性的放大圖。如圖14C所示，示例7 在約1880MHz處具有衰減的尖峰，比示例6的小約7.0dB。此外，示例 7在1900MHz處具有衰減的尖峰，比示例6的小約4.0dB。
圖15A示意地示出了雙模式SAW濾波器100和110，其中各反射器 的各電極指具有兩個間隙，并從而在各反射器中形成兩個狹縫。第六實 施方式的示例8被限定為使得圖13所示的雙模式SAW濾波器100和110 被圖15A所示的雙模式濾波器100和110替代。
圖15B示出了通過計算機(jī)模擬獲得的示例6和8的頻率特性。圖15C 是通帶的低頻側(cè)及其附近的頻率特性的放大圖。如圖15C所示，示例8 在約1880MHz處具有衰減的尖峰，比示例6的小了大約14.0dB。另夕卜， 示例8在約1885MHz處具有衰減的尖峰，比示例6的小了大約25.0dB， 并且在約1900MHz處具有衰減的尖峰，比示例6的小了大約18.0dB。
如上所述，每個反射器中形成一個狹縫增加了衰減量。在各反射器 中形成兩個狹縫進(jìn)一步增加了衰減量。
第一到第六實施方式是示例性雙模式SAW濾波器。本發(fā)明不限于這 些雙模式SAW濾波器，而是包括與雙模式SAW濾波器和邊界聲波濾波 器不同的聲波濾波器。
此處記載的示例和條件語言意在教導(dǎo)目的，以幫助讀者理解本發(fā)明 和發(fā)明人貢獻(xiàn)的推進(jìn)技術(shù)的概念，并且應(yīng)被理解為不限于對具體記載的 示例和條件，說明書中這些示例的組織也不涉及本發(fā)明的優(yōu)劣。盡管已 經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實施方式，但應(yīng)理解可以對其進(jìn)行各種變化、替 換和替代而不偏離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1. 一種聲波濾波器，該聲波濾波器包括壓電基板；IDT(叉指換能器)，形成在所述壓電基板上；以及多個反射器，位于所述IDT的兩側(cè)并且包括多個電極指，其中至少一個所述反射器的至少一個電極指包括位于聲波的傳播路徑上的至少一個間隙。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波濾波器，其中所述至少一個反射器的 所述至少一個電極指包括位于所述聲波的傳播路徑上的多個間隙。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波濾波器，其中所述至少一個反射器的 所述多個電極指具有間隙，并從而形成相對于所述聲波的傳播方向傾斜 的一個狹縫。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波濾波器，其中所述至少一個反射器的 所述多個電極指具有間隙，并從而形成相對于所述聲波的傳播方向傾斜 的多個狹縫。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的聲波濾波器，其中傾斜的所述多個狹縫以 不同角度與聲波的傳播方向相交。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波濾波器，其中多個所述反射器的電極 指包括位于聲波的傳播路徑上的多個間隙。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波濾波器，其中多個所述反射器的電極 指具有間隙，并從而在各反射器中形成相對于所述聲波的傳播方向傾斜 的一個狹縫。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波濾波器，其中多個所述反射器的電極 指具有間隙，并從而在各反射器中形成相對于所述聲波的傳播方向的多 個傾斜狹縫。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的聲波濾波器，其中所述反射器中的傾斜的 所述狹縫相對于與所述聲波的傳播方向垂直的方向不彼此鏡面對稱。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的聲波濾波器，其中所述反射器中的傾斜的所述狹縫相對于與聲波的傳播方向垂直的方向不彼此鏡面對稱。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的聲波濾波器，其中所述反射器中的狹縫以不同角度與所述聲波的傳播方向相交。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的聲波濾波器，其中所述反射器中的狹縫以不同角度與所述聲波的傳播方向相交。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波濾波器，其中所述電極指離所述IDT 越遠(yuǎn)，所述電極指越短。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波濾波器，其中所述聲波濾波器是雙 模式表面聲波濾波器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波濾波器，其中所述聲波濾波器包括 級聯(lián)的多個雙模式聲波濾波器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波濾波器，其中所述聲波濾波器包括 并聯(lián)連接的多個雙模式聲波濾波器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聲波濾波器。聲波濾波器包括壓電基板；IDT(叉指換能器)，形成在所述壓電基板上；以及反射器，位于IDT的兩側(cè)并且包括電極指，其中至少一個所述反射器的至少一個電極指包括位于聲波的傳播路徑上的至少一個間隙。
文檔編號H03H9/64GK101534106SQ20091011846
公開日2009年9月16日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月10日
發(fā)明者兼田泰文, 大久保功太 申請人:富士通媒體部品株式會社