天線共用器的制造方法
【專利說明】天線共用器
[0001]本申請是申請日為2011年2月17日、題為“天線共用器”的發(fā)明專利申請201180004846.7的分案申請，該母案申請對應于2011年2月17日提交的具有相同發(fā)明名稱的國際申請PCT/JP2011/000869。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及具有多個濾波器的天線共用器。
【背景技術】
[0003]近年，W-CDMA(WidebandCode Divis1n Multiple Access:寬帶碼分多址接入)等進行收發(fā)同時通信的通信方式的便攜式電話急速普及。隨之，雙工器等天線共用器的需要也不斷增加。另外，作為構成天線共用器的構成的元件，小型化、低背化以及批量生產(chǎn)性方面優(yōu)良的、SAW (Surface Acoustic Wave:表面彈性波)元件、邊界波(Boundary ElasticWave)元件、或者BAW(Bulk Acoustic Wave:體彈性波)元件等成為主流。
[0004]一般而言，天線共用器為了對發(fā)送頻帶的信號和與其高頻側(cè)鄰接的接收頻帶的信號進行分頻，具有2個濾波器(發(fā)送濾波器和接收濾波器)。特別地，作為發(fā)送濾波器，采用了將串聯(lián)共振器與并聯(lián)共振器梯子狀地連接的梯型濾波器。
[0005]例如，3GPP(第三代合作伙伴計劃)所規(guī)定的頻段(band)2中的、發(fā)送頻帶與接收頻帶的間隔(交叉頻帶)是20MHz (若以相對頻帶寬度來表現(xiàn)，則是1.06%)。該間隔與現(xiàn)有的天線共用器所經(jīng)常使用的、作為頻段5的交叉頻帶的20MHz (相對頻帶寬度:2.36% )
比較則非常窄。
[0006]為此，為了與該窄的交叉頻帶對應來確保陡峭性，提出了對發(fā)送濾波器的共振器的IDT(Inter Digital Transducer:叉指式換能器)實施加權的技術(例如，參照專利文獻I)。
[0007]另外，在梯型濾波器中，還提出了各種使共振器的主要彈性波的傳播角不同的技術(例如，參照專利文獻2以及專利文獻3)。
[0008]然而，專利文獻I是以窄帶化為目的，并沒有公開對像頻段2那樣，頻帶寬度為60MHz的寬帶的天線共用器進行實現(xiàn)的手段。即，在專利文獻I中所記載的天線共用器的發(fā)送濾波器中，存在如下課題:若為了充分確保接收頻帶中的衰減而提高陡峭性，則發(fā)送頻帶寬度反而變窄，寬的發(fā)送通過頻帶中的損失會變大。特別地，頻段2中的發(fā)送接收通過頻帶在相對頻帶寬度上寬3.2%，要以這么寬的發(fā)送通過頻帶來保證小的損失則非常困難。
[0009]認為今后除了頻段2，還在頻段3以及頻段8等中，需要能兼顧寬帶的低損耗特性和陡峭的衰減特性的天線共用器。
[0010]然而，在現(xiàn)有公知的技術中，存在若想要以寬帶來實現(xiàn)低損耗特性，則不能得到充分的陡峭性這樣的課題。
[0011]先行技術文獻
[0012]專利文獻
[0013]專利文獻1:日本特表2001-500697號公報
[0014]專利文獻2:日本特開平7-283688號公報
[0015]專利文獻3:日本國際公開第2005/060094號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明鑒于這樣的課題而提出，其目的在于，在天線共用器中，兼顧交叉頻帶中的陡峭性和通過頻帶中的低損耗特性。
[0017]本發(fā)明的天線共用器構成為具有:使第I頻帶的信號通過的第I濾波器、以及使比第I頻帶高的第2頻帶的信號通過的第2濾波器，其中，第I濾波器具有:壓電體、形成于壓電體之上的保護膜、以及形成于壓電體和保護膜之間且使主要彈性波激發(fā)的電極，并具備使包含所述電極的多個共振器串聯(lián)以及并聯(lián)連接而形成的梯型濾波器，梯型濾波器具有多個串聯(lián)共振器，多個串聯(lián)共振器包含:反共振頻率最低的串聯(lián)共振器、以及反共振頻率最低的串聯(lián)共振器以外的其他的共振器，使反共振頻率最低的串聯(lián)共振器的主要彈性波的傳播角與其他的共振器的主要彈性波的傳播角不同，以使得反共振頻率最低的串聯(lián)共振器的機電耦合系數(shù)比其他的共振器的機電耦合系數(shù)小。
[0018]另外，本發(fā)明的天線共用器是具有使第I頻帶的信號通過的第I濾波器、以及使比第I頻帶高的第2頻帶的信號通過的第2濾波器的天線共用器。第2濾波器具有:壓電體、形成于壓電體之上的保護膜、以及形成于壓電體和保護膜之間且使主要彈性波激發(fā)的電極，并具備使包含電極的共振器串聯(lián)以及并聯(lián)連接而形成的梯型濾波器。梯型濾波器具有多個并聯(lián)共振器，多個并聯(lián)共振器包含:共振頻率最高的并聯(lián)共振器、以及共振頻率最高的并聯(lián)共振器以外的其他的共振器，構成為使共振頻率最高的并聯(lián)共振器的主要彈性波的傳播角與其他的共振器的主要彈性波的傳播角不同，以使得共振頻率最高的并聯(lián)共振器的機電耦合系數(shù)比其他的共振器的機電耦合系數(shù)小。
[0019]進而，本發(fā)明的天線共用器是具有使第I頻帶的信號通過的第I濾波器、以及使比所述第I頻帶高的第2頻帶的信號通過的第2濾波器的天線共用器。第I濾波器具有:壓電體、形成于壓電體之上的保護膜、以及形成于壓電體和保護膜之間且使主要彈性波激發(fā)的電極，并具備使包含電極的多個共振器串聯(lián)以及并聯(lián)連接而形成的梯型濾波器。梯型濾波器具有多個串聯(lián)共振器，多個串聯(lián)共振器包含:一個串聯(lián)共振器、以及反共振頻率比一個串聯(lián)共振器高的其他的串聯(lián)共振器，構成為使一個串聯(lián)共振器的主要彈性波的傳播角與其他的串聯(lián)共振器的主要彈性波的傳播角不同，以使得一個串聯(lián)共振器的機電耦合系數(shù)比其他的串聯(lián)共振器的機電耦合系數(shù)小。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的第I實施方式中的、天線共用器的電路示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明的第I實施方式所涉及的、天線共用器中的第I濾波器的示意截面圖。
[0022]圖3是表示本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器中的第I濾波器的、機電耦合系數(shù)的圖。
[0023]圖4是表示構成本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器中的第I濾波器的、各串聯(lián)共振器的反共振頻率、靜電電容、傳播角Φ以及機電耦合系數(shù)的圖。
[0024]圖5是表示本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器中的第I濾波器的通過特性的圖。
[0025]圖6是在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器中的第I濾波器的壓電體為歐拉角(0°，-87.5°，0° )的鈮酸鋰系的情況下的其他的共振器群的頻率特性圖。
[0026]圖7是在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器中的第I濾波器的壓電體為歐拉角(0°，-90°，0° )的鈮酸鋰系的情況下的其他的共振器群的頻率特性圖。
[0027]圖8A是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，使保護膜的膜厚變化時的、快速橫波的機電耦合系數(shù)(k2)的圖。
[0028]圖SB是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，使保護膜的膜厚變化時的、快速橫波的共振的Q值(Qs)的圖。
[0029]圖SC是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，使保護膜的膜厚變化時的、快速橫波的反共振的Q值(Qa)的圖。
[0030]圖9A是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，使保護膜的膜厚變化時的、快速橫波的機電耦合系數(shù)(k2)的圖。
[0031]圖9B是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，使保護膜的膜厚變化時的、快速橫波的共振的Q值(Qs)的圖。
[0032]圖9C是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，使保護膜的膜厚變化時的、快速橫波的反共振的Q值(Qa)的圖。
[0033]圖1OA是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = -9°的情況下的導納特性的圖。
[0034]圖1OB是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = -6°的情況下的導納特性的圖。
[0035]圖1OC是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = -3°的情況下的導納特性的圖。
[0036]圖1OD是表示本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = 0°的情況下的導納特性的圖。
[0037]圖1OE是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = +3°的情況下的導納特性的圖。
[0038]圖1OF是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = +6°的情況下的導納特性的圖。
[0039]圖1OG是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = +9°的情況下的導納特性的圖。
[0040]圖1lA是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = -9°的情況下的導納特性的圖。
[0041]圖1lB是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = -6°的情況下的導納特性的圖。
[0042]圖1lC是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = -3°的情況下的導納特性的圖。
[0043]圖1lD是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = 0°的情況下的導納特性的圖。
[0044]圖1lE是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = +3°的情況下的導納特性的圖。
[0045]圖1lF是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = +6°的情況下的導納特性的圖。
[0046]圖1lG是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，設為Φ = +9°的情況下的導納特性的圖。
[0047]圖12A是在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，將壓電體設為歐拉角(7°，-87.5° ,8.4° )的鈮酸鋰、將電極設為膜厚0.03 λ的銅、將保護膜設為其上表面為平坦的膜厚0.35 λ的氧化硅的情況下的其他的共振器群的導納特性圖。
[0048]圖12Β是在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，將壓電體設為歐拉角(9°，-87.5° , 10.7° )的鈮酸鋰時的導納特性圖。
[0049]圖13是表示本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器的歐拉角(Φ, θ , Φ)中的Φ和Φ的優(yōu)選范圍的圖。
[0050]圖14是表示在本發(fā)明的第I實施方式所涉及的天線共用器的第I濾波器中，使壓電體的歐拉角(Φ，θ , Φ)中的Φ從Φ = 1.193 Φ而上下進行變化的情況下的其他的共振器群的瑞利波(Rayleigh wave)的Q