專利名稱：聲表面波器件和通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于窄帶通信設(shè)備的濾波器的聲表面波器件(下文中稱為“SAW”)，尤其是，本發(fā)明涉及使用多個(gè)梯型的單端對(one-terminal-pair)SAW諧振器的SAW器件，也涉及包括此SAW器件的通信設(shè)備。
背景技術(shù)：
日本未審查的專利申請公開號(hào)5-183380公開了用作為適合于小的通信終端，如蜂窩電話，的帶通濾波器的SAW器件的例子。在此公開中，提出了包括可選擇與串聯(lián)裝備和并聯(lián)裝備連接的單端對SAW諧振器的梯型的帶通濾波器。
在上面提到的專利申請公開的梯型帶通濾波器中，如在圖15中所示，第一個(gè)單端對SAW諧振器51a，51b和51c互相串聯(lián)連接，第二個(gè)單端對SAW諧振器52a，52b，52c和52d互相并聯(lián)連接。然而，如在圖16中所示，并聯(lián)諧振器52a，52b，52c和52d的反諧振頻率(fap)實(shí)際上允許與串聯(lián)諧振器52a，52b和52c的諧振頻率(frs)一致。產(chǎn)生的梯型的帶通濾波器顯示出非常好的性能，例如，低的損耗和更寬的帶寬，因此廣泛的用作通信濾波器。
在上面描述的刊物中也公開了由設(shè)置串聯(lián)諧振器51a，51b和51c的諧振頻率(frs)高于并聯(lián)諧振器52a，52b，52c和52d的反諧振頻率(fap)可以獲得更寬的帶寬。
然而，更寬帶寬的濾波器特性不是總適合的，帶寬應(yīng)根據(jù)濾波器的規(guī)范確定。
如在圖17和18中所示，全球定位系統(tǒng)(GPS)或時(shí)分同步碼分多址(TDS-CDMA)濾波器必須是有窄帶寬的濾波器特性。個(gè)人手機(jī)系統(tǒng)(PHS)或個(gè)人數(shù)字蜂窩(PDC)濾波器也要求窄帶濾波器。GPS、TDS-CDMA、PHS和PDC濾波器的通帶帶寬分別可根據(jù)帶寬比率的0.2％，0.7％，1.8％和1.7％指定。帶寬比率是由通帶寬度除以相應(yīng)的中心頻率確定的。其它現(xiàn)存的濾波器規(guī)范，如PCS、數(shù)字命令信號(hào)(DCS)、和寬帶CDMA(WCDMA)濾波器的帶寬比率分別是3.1％，4.1％和2.8％。
更寬的帶寬是第二組濾波器要求的，因此，在上面描述的刊物中公開的設(shè)計(jì)類型對這些濾波器是合適的。然而，對第一組濾波器，要求更窄帶寬的濾波器，因此，如在上面描述的刊物中公開的已知的設(shè)計(jì)類型是不合適的。現(xiàn)在，對第一組的濾波器沒有合適的設(shè)計(jì)類型，特別是沒有帶寬比率2.5％或更低的濾波器。
由改變壓電襯底的類型或降低壓電襯底厚度，依照相應(yīng)規(guī)范的更窄的帶寬可以作一定的程度調(diào)整。然而，在上面描述的已知的設(shè)計(jì)類型中，存在作這些調(diào)整的限制。特別是，對有中心頻率高于1.5GHz的高頻率濾波器，因?yàn)楦叩念l率，襯底已很薄了，為了獲得窄的帶寬特性，進(jìn)一步減小襯底的厚度引起歐姆損耗的增加。因此，必須是不使得襯底很薄而獲得窄帶特性。
因此，根據(jù)上面描述的設(shè)計(jì)類型，更窄的帶寬增加插入損耗。更特殊的是，上面的刊物中公開了由設(shè)置串聯(lián)諧振器51a，51b和51c的諧振頻率(frs)高于并聯(lián)諧振器52a，52b，52c和52d的反諧振頻率(fap)可以獲得更寬的帶寬。相反，如在圖19中所示，可以認(rèn)為如果串聯(lián)諧振器51a，51b和51c的諧振頻率(frs)設(shè)置為低于并聯(lián)諧振器52a，52b，52c和52d的反諧振頻率(fap)可以獲得更窄的帶寬。然而，理想的窄帶寬是不可能獲得的。
圖20說明當(dāng)反諧振頻率實(shí)際上等于諧振頻率，即，fap≈frs時(shí)，和當(dāng)反諧振頻率大于諧振頻率，即，fap＞frs時(shí)傳輸特性的比較結(jié)果。圖20顯示當(dāng)fap＞frs時(shí)，整個(gè)通帶的插入損耗有相當(dāng)大的增加。因此，即使串聯(lián)諧振器51a，51b和51c的諧振頻率(frs)設(shè)置為低于并聯(lián)諧振器52a，52b，52c和52d的反諧振頻率(fap)，降低通帶帶寬而不增加插入損耗是困難的。
在日本未審查的專利申請公開號(hào)11-163664中公開了解決此問題的一種方法。減少電極接頭的數(shù)目，因此降低諧振頻率和反諧振頻率之間的頻率間隔，因此使得帶寬更窄。
然而，在諧振頻率和反諧振頻率之間更小的頻率間隔降低反諧振頻率的阻抗，因此減少Q(mào)因數(shù)。因此，可以降低通帶寬度，但另一方面，增加插入損耗。
日本未審查的專利申請公開號(hào)10-13187公開了在級(jí)之間提供抑制失配損耗的電容器件或電感器件，抑制在通帶的較低頻率范圍中增加插入損耗的技術(shù)。
然而，這對降低通帶寬度是不適合的技術(shù)。因此，該專利申請公開的結(jié)構(gòu)和概念與本發(fā)明是不同的。
日本未審查的專利申請公開號(hào)2002-232264公開了由設(shè)置一個(gè)串聯(lián)諧振器的反諧振頻率低于并聯(lián)率諧振器的諧振頻率，增加在通帶的較低頻率范圍中的衰減的技術(shù)。
然而，這對降低通帶寬度是不適合的技術(shù)。這只是由設(shè)置并聯(lián)率諧振器的反諧振頻率等于串聯(lián)諧振器的諧振頻率，增加在通帶的較低頻率范圍中的衰減的技術(shù)，不像在本發(fā)明中串聯(lián)諧振器的諧振頻率設(shè)置為低于并聯(lián)諧振器的反諧振頻率。因此，該專利申請公開的結(jié)構(gòu)和概念與本發(fā)明是不同的。
日本未審查的專利申請公開號(hào)11-312951公開了下面的技術(shù)。包括至少一個(gè)諧振器，它的諧振頻率不同于其它諧振器的諧振頻率的多個(gè)SAW諧振器與串聯(lián)設(shè)備串聯(lián)連接。包括至少一個(gè)諧振器，它的諧振頻率不同于其它諧振器的諧振頻率的多個(gè)SAW諧振器與并聯(lián)設(shè)備并聯(lián)連接。用此配置，減小了通帶。
然而，根據(jù)該專利申請公開的技術(shù)，由設(shè)置并聯(lián)諧振器的反諧振頻率實(shí)際上等于串聯(lián)諧振器的諧振點(diǎn)，使得在諧振頻率和反諧振頻率之間的差A(yù)f更小，因此減小了通帶帶寬。因此底部特性惡化，或在通帶附近產(chǎn)生大的波紋。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述的問題，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供小的波紋和低的插入損耗的SAW器件，由設(shè)置串聯(lián)諧振器的諧振頻率低于并聯(lián)諧振器的反諧振頻率，并設(shè)置部分串聯(lián)諧振器的諧振頻率或部分并聯(lián)諧振器的反諧振頻率在一定的范圍中，SAW器件表現(xiàn)出極好的電壓駐波比(VSWR)特性并獲得窄的通帶帶寬，而沒有大大改變壓電襯底的類型或降低壓電襯底厚度，并提供包括此SAW器件的通信設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，SAW器件包括串聯(lián)SAW諧振器和并聯(lián)SAW諧振器，串聯(lián)SAW諧振器和并聯(lián)SAW諧振器安置在梯形結(jié)構(gòu)中。至少形成通帶的串聯(lián)SAW諧振器之一的諧振頻率低于至少形成通帶的并聯(lián)SAW諧振器之一的反諧振頻率。用此結(jié)構(gòu)，通帶帶寬可做得更窄。在由至少形成通帶的串聯(lián)SAW諧振器之一和至少形成通帶的并聯(lián)SAW諧振器之一中形成電感性區(qū)域，布置不同于上面描述的形成通帶的串聯(lián)SAW諧振器之一的至少串聯(lián)SAW諧振器之一的電容性區(qū)域，或布置不同于上面描述的形成通帶的并聯(lián)SAW諧振器之一的至少并聯(lián)SAW諧振器之一的電容性區(qū)域。用此結(jié)構(gòu)，不增加插入損耗。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，SAW器件包括串聯(lián)SAW諧振器和并聯(lián)SAW諧振器，串聯(lián)SAW諧振器和并聯(lián)SAW諧振器安置在梯形結(jié)構(gòu)中。至少形成通帶的串聯(lián)SAW諧振器之一的諧振頻率低于至少形成通帶的并聯(lián)SAW諧振器之一的反諧振頻率。用此結(jié)構(gòu)，通帶帶寬可做得更窄。在至少形成通帶的串聯(lián)SAW諧振器之一的諧振頻率和至少形成通帶的并聯(lián)SAW諧振器之一的反諧振頻率之間，布置不同于上面描述的形成通帶的串聯(lián)SAW諧振器之一的至少串聯(lián)SAW諧振器之一的電容性區(qū)域，或配置不同于上面描述的形成通帶的并聯(lián)SAW諧振器之一的至少并聯(lián)SAW諧振器之一的電容性區(qū)域。用此結(jié)構(gòu)，不增加插入損耗。
在上面提到的SAW器件中，部分串聯(lián)SAW諧振器的諧振頻率可高于或等于形成通帶的并聯(lián)SAW諧振器的反諧振頻率。
在上面提到的SAW器件中，部分串并SAW諧振器的諧振頻率可高于或等于形成通帶的串聯(lián)SAW諧振器的反諧振頻率。
在上面提到的SAW器件中，部分并聯(lián)SAW諧振器的諧振頻率可高于或等于形成通帶的串聯(lián)SAW諧振器的反諧振頻率。
在上面提到的SAW器件中，部分并聯(lián)SAW諧振器的反諧振頻率可低于或等于形成通帶的串聯(lián)SAW諧振器的諧振頻率。
在上面提到的SAW器件中，部分串聯(lián)SAW諧振器的反諧振頻率可低于或等于形成通帶的并聯(lián)SAW諧振器的諧振頻率。
在上面提到的SAW器件中，部分并聯(lián)SAW諧振器的反諧振頻率可低于或等于形成通帶的并聯(lián)SAW諧振器的諧振頻率。
在上面提到的SAW器件中，串聯(lián)SAW諧振器的第一部分的反諧振頻率可低于或等于形成通帶的并聯(lián)SAW諧振器的諧振頻率。不同于串聯(lián)SAW諧振器的第一部分的串聯(lián)SAW諧振器的第二部分的諧振頻率可高于或等于形成通帶的串聯(lián)SAW諧振器的反諧振頻率。
在上面提到的SAW器件中，并聯(lián)SAW諧振器的第一部分的諧振頻率可高于或等于形成通帶的串聯(lián)SAW諧振器的反諧振頻率。不同于并聯(lián)SAW諧振器的第一部分的并聯(lián)SAW諧振器的第二部分的反諧振頻率可低于或等于形成通帶的并聯(lián)SAW諧振器的諧振頻率。
在上面提到的SAW器件中，部分串聯(lián)SAW諧振器的諧振頻率可高于或等于形成通帶的串聯(lián)SAW諧振器的反諧振頻率。部分并聯(lián)SAW諧振器的反諧振頻率可低于或等于形成通帶的并聯(lián)SAW諧振器的諧振頻率。
在上面提到的SAW器件中，部分并聯(lián)SAW諧振器的諧振頻率可高于或等于形成通帶的串聯(lián)SAW諧振器的反諧振頻率。部分串聯(lián)SAW諧振器的反諧振頻率可低于或等于形成通帶的并聯(lián)SAW諧振器的諧振頻率。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，通信設(shè)備包括根據(jù)上面描述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的SAW器件的任何一個(gè)。因?yàn)橥ㄐ旁O(shè)備包括獲得更窄的帶寬而不增加插入損耗的SAW器件，能改善通信設(shè)備的通信特性。
參考附圖從下面詳細(xì)的描述中本發(fā)明的其它特征，元件，特性和優(yōu)點(diǎn)會(huì)更清晰。


圖1A是說明本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的SAW器件的框圖；圖1B是說明用于顯示在圖1A中的SAW器件的諧振器的阻抗特性視圖；圖2是說明顯示在圖1A中的SAW器件的原理平面圖；圖3是說明用于顯示在圖1A中的SAW器件的諧振器的電容性區(qū)域和電感性區(qū)域的阻抗特性的視圖；圖4是說明本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的SAW器件的傳輸特性的視圖；
圖5是說明本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的SAW器件的VSWR的特性視圖；圖6是說明用于本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的SAW器件的諧振器的阻抗特性視圖；圖7是說明本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的SAW器件的傳輸特性的視圖；圖8是說明本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的SAW器件的VSWR的特性視圖；圖9是說明本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的用于SAW器件的諧振器的阻抗特性視圖；圖10是說明本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的SAW器件的傳輸特性的視圖；圖11是說明本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的SAW器件的VSWR的特性視圖；圖12是說明用于根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施例的SAW器件的諧振器的阻抗特性視圖；圖13是說明本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施例的SAW器件的傳輸特性的視圖；圖14是說明本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施例的SAW器件的VSWR的特性視圖；圖15是說明已知的SAW器件的框圖；圖16是說明用于已知的SAW器件的諧振器的阻抗特性的例子的視圖；圖17是說明GPS濾波器頻帶的視圖；圖18是說明TDS-CDMA濾波器頻帶的視圖；圖19是說明已知的SAW器件的阻抗特性的另一例子的視圖；圖20是說明顯示在圖16和19中的阻抗特性產(chǎn)生的傳輸特性的視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考圖1到圖14，通過優(yōu)選實(shí)施例的說明詳細(xì)描述本發(fā)明。
第一優(yōu)選實(shí)施例下面在有2017.5MHz中心頻率的TDS-CDMA梯形濾波器的環(huán)境中，描述根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)建的SAW器件。圖2是說明在第一優(yōu)選實(shí)施例的SAW器件的壓電襯底30上，定義一個(gè)濾波器的單端對的SAW諧振器的原理平面圖。如在圖1A中所示的SAW器件的電路配置與圖15中所示的相似。
在第一優(yōu)選實(shí)施例中，例如，壓電襯底30由36°-Y-切割X-傳播的LiTaO3芯片組成，多個(gè)(例如，3)互相串聯(lián)連接的單端對的SAW諧振器(下文中稱為“串聯(lián)諧振器”)11a，11b和11c，和多個(gè)(例如，4)互相并聯(lián)連接的單端對的SAW諧振器(下文中稱為“并聯(lián)諧振器”)12a，12b，12c和12d在梯形結(jié)構(gòu)中組合和安置。
在壓電襯底30上也設(shè)置輸入/輸出終端焊點(diǎn)21a和21b及接地終端焊點(diǎn)22a，22b和22c。上面描述的諧振器和終端焊點(diǎn)優(yōu)選的在高導(dǎo)電金屬上形成，如，由提升處理的鋁。通過壓焊導(dǎo)電凸起，使壓電襯底30上的終端焊點(diǎn)與封裝件電連接。
并聯(lián)諧振器12a是單端對的諧振器，有在鄰近中心處放置叉指型的傳感器(下文中稱為“IDT”)41和反射器42的結(jié)構(gòu)，因此IDT41夾在它們之間。其它的諧振器，即，并聯(lián)諧振器12b，12c和12d和串聯(lián)諧振器11a，11b和11c也是有相似于并聯(lián)諧振器12a的結(jié)構(gòu)。
在此優(yōu)選實(shí)施例中，如在圖1B中所示的，在串聯(lián)諧振器11a，11b和11c(下文中三個(gè)串聯(lián)諧振器可稱為“串聯(lián)諧振器組”)中，例如，形成通帶的串聯(lián)諧振器11a和11b優(yōu)選的設(shè)置為低于形成通帶的并聯(lián)諧振器12a，12b，12c和12d的反諧振頻率(下文中四個(gè)并聯(lián)諧振器可稱為“并聯(lián)諧振器組”)。在串聯(lián)諧振器11a和11b的諧振頻率和并聯(lián)諧振器組的反諧振頻率之間的電感性區(qū)域，建立串聯(lián)諧振器之一，例如，串聯(lián)諧振器11c的電容性區(qū)域。在圖1B中，由參考數(shù)字12表示并聯(lián)諧振器組，由參考數(shù)字11表示串聯(lián)諧振器組。這同樣用于下面表示阻抗特性的視圖中。
由顯示在圖3中的單端對SAW諧振器的阻抗特性定義上面描述的電感性區(qū)域和電容性區(qū)域。上面描述的電感性區(qū)域夾在更高和更低頻率范圍的電容性區(qū)域中。因此，在上面描述的電感性區(qū)域中，由于放置了串聯(lián)諧振器11c，電容性區(qū)域只是在更低的頻率范圍中。
諧振器的設(shè)計(jì)參數(shù)的例子如下?？紤]到串聯(lián)諧振器11a，11b和11c的IDT，電極間距分別約1.932μm，約1.939μm和約1.911μm，叉指型長度(叉指型長度是叉指型的電極指狀元件互相相對的長度)分別約26μm，約26μm和約16μm，電極接頭對的數(shù)目分別是43，43和43。關(guān)于并聯(lián)諧振器12a，12b，12c和12d的IDT，電極間距分別約1.974μm，約1.998μm，約1.998μm和約1.974μm，叉指型長度分別約58.8μm，約53.7μm，約27.8μm和約56.7μm，電極接頭對的數(shù)目分別是36，90，90和36。在諧振器中電極的厚度對波長的平均比率約8.3％。
上面描述的參數(shù)僅是例子，襯底的厚度或占空比可能變化，或只要諧振器的諧振頻率和反諧振頻率可以調(diào)整到要求的值，寄生電感和橋電容可能變化。在此優(yōu)選實(shí)施例中，36°-Y-切割X-傳播的LiTaO3襯底優(yōu)選的用作壓電襯底30。然而，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)壓電襯底的類型不限。例如，可以使用另一種類型的壓電襯底，如38-46°-Y-切割X-傳播的LiTaO3襯底或64-72°-LiNbO3襯底，在此情況中，也能獲得本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。電極也可由除了垂直發(fā)射處理的處理形成，例如，蝕刻處理。
在圖4和5中分別顯示使用上述參數(shù)的第一優(yōu)選實(shí)施例的傳輸特性和VSWR特性。當(dāng)比率接近1.0時(shí)VSWR特性更好。顯示在圖4中的傳輸特性表示獲得在通帶中有小的插入損耗的足夠窄的帶寬。與顯示在圖20中的從已知的設(shè)計(jì)類型(fap≈frs)產(chǎn)生的特性比較，在此優(yōu)選實(shí)施例中插入損耗3db的帶寬成為25MHz。這意味著帶寬從根據(jù)已知的設(shè)計(jì)類型約51.1MHz帶寬降低約26.1MHz。圖5顯示在通帶中的VSWR特性是2.0或更低，這是滿足通信要求足夠的水平。
圖1B顯示形成通帶的串聯(lián)諧振器11a和11b的諧振頻率設(shè)置為低于形成通帶的并聯(lián)諧振器的反諧振頻率，只是串聯(lián)諧振器11c諧振頻率設(shè)置為等于，更優(yōu)選的是，高于形成通帶的并聯(lián)諧振器組的反諧振頻率。
設(shè)置如上面描述的諧振頻率和反諧振頻率之間關(guān)系的原因如下。在如在圖3中所示的單端對SAW諧振器中，頻率范圍低于諧振頻率和頻率范圍高于反諧振頻率成為電容性的，諧振頻率和反諧振頻率之間的頻率范圍成為電感性的。
如果反諧振頻率設(shè)置為高于諧振頻率，即，fap＞frs，因此使得通帶更窄，在并聯(lián)諧振器和串聯(lián)諧振器的fap和frs之間形成電感性區(qū)域。結(jié)果，通帶的阻抗大大的偏離目標(biāo)值，例如，約50Ω，因此增加插入損耗。
因此，調(diào)整串聯(lián)諧振器11c的諧振頻率和反諧振頻率，使得串聯(lián)諧振器11c的電容性區(qū)域匹配通帶中的電感性區(qū)域。這樣當(dāng)設(shè)置窄的通帶帶寬時(shí)，可以獲得改善的傳輸特性，如低的插入損耗。
作為選擇，串聯(lián)諧振器11c的反諧振頻率可處置在形成通帶的并聯(lián)諧振器組的諧振頻率和形成通帶的串聯(lián)諧振器11a和11b的諧振頻率之間，在此情況中，也可以獲得窄的通帶帶寬。然而，用此配置，串聯(lián)諧振器11c的反諧振頻率位于通帶中，這在通帶的左側(cè)相當(dāng)大的增加了插入損耗。
根據(jù)上面配置的第一優(yōu)選實(shí)施例的梯型SAW器件，提供比已知的SAW濾波器有低的插入損耗和更窄的通帶帶寬的SAW濾波器是可能的。
第二優(yōu)選實(shí)施例下面在有2017.5MHz中心頻率的TDS-CDMA濾波器的環(huán)境中，描述根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)建的梯型SAW器件。電路配置，壓電襯底和電極形成方法與上面描述的第一優(yōu)選實(shí)施例的相似。有相似于第一優(yōu)選實(shí)施例的功能的元件由同樣的參考數(shù)字和同樣的名稱表示，因此省略其詳細(xì)的描述。
諧振器的設(shè)計(jì)參數(shù)如下。關(guān)于串聯(lián)諧振器11a，11b和11c的IDT，電極間距分別約1.932μm，約1.939μm和約1.831μm，叉指型長度分別約26μm，約26μm和約36μm，電極接頭對的數(shù)目分別是43，43和43。
關(guān)于并聯(lián)諧振器12a，12b，12c和12d的IDT，電極間距分別約1.974μm，約1.998μm，約1.998μm和約1.974μm，叉指型長度分別約58.8μm，約53.7μm，約27.8μm和約56.7μm，電極接頭對的數(shù)目分別是36，90，90和36。在圖6中顯示用此參數(shù)的第二優(yōu)選實(shí)施例的阻抗特性。
在圖7和8中分別顯示用上面描述的參數(shù)的第二優(yōu)選實(shí)施例的傳輸特性和VSWR特性。在圖7中顯示的傳輸特性表示獲得沒有引起波紋或在通帶中增加插入損耗的足夠窄的帶寬。與顯示在圖1中的第一優(yōu)選實(shí)施例的傳輸特性相比，在圖7中，在通帶中沒有波紋產(chǎn)生。圖8顯示在通帶中VSWR特性是約2.0或更低，這是滿足通信要求足夠的水平。
圖6顯示形成通帶的串聯(lián)諧振器11a和11b諧振頻率設(shè)置為低于形成通帶的并聯(lián)諧振器組的反諧振頻率，只是串聯(lián)諧振器11c的諧振頻率設(shè)置為等于，更優(yōu)選的，高于形成通帶的串聯(lián)諧振器11a和11b的反諧振頻率。
設(shè)置如上面描述的諧振器的諧振頻率和反諧振頻率之間關(guān)系的原因如下。通常，在如在圖6中所示的單端對SAW諧振器中，相當(dāng)于反射器的止帶低限頻率附近的波紋產(chǎn)生于諧振頻率的較低范圍。因此，串聯(lián)諧振器11c的諧振頻率設(shè)置為等于，更優(yōu)選的，高于形成通帶的其它串聯(lián)諧振器的反諧振頻率，因此，從通帶中除去波紋。這樣可以抑制在通帶中波紋的發(fā)生。作為選擇，部分串聯(lián)諧振器的反諧振頻率可設(shè)置為等于，更優(yōu)選的，低于形成通帶的并聯(lián)諧振器組的諧振頻率，在此情況中，可以表現(xiàn)出相似于上面描述的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)上面配置的第二優(yōu)選實(shí)施例的梯型SAW器件，提供比已知的SAW濾波器有更低的插入損耗，更少的波紋和更窄的通帶帶寬的SAW濾波器是可能的。
第三優(yōu)選實(shí)施例下面在有2017.5MHz中心頻率的TDS-CDMA濾波器的環(huán)境中，描述根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)建的梯型SAW器件。電路配置，壓電襯底和電極形成方法與上面描述的第一優(yōu)選實(shí)施例的相似。有相似于第一和第二優(yōu)選實(shí)施例的功能的元件由同樣的參考數(shù)字和同樣的名稱表示，因此省略其詳細(xì)的描述。
諧振器的設(shè)計(jì)參數(shù)如下。關(guān)于串聯(lián)諧振器11a，11b和11c的IDT，電極間距分別約2.032μm，約1.939μm和約1.871μm，叉指型長度分別約26μm，約26μm和約36μm，電極接頭對的數(shù)目分別是43，43和43。
關(guān)于并聯(lián)諧振器12a，12b，12c和12d的IDT，電極間距分別約1.974μm，約1.998μm，約1.998μm和約1.974μm，叉指型長度分別約58.8μm，約53.7μm，約27.8μm和約56.7μm，電極接頭對的數(shù)目分別是36，90，90和36。在圖9中顯示用以上參數(shù)的第三優(yōu)選實(shí)施例的阻抗特性。
在圖10和11中分別顯示用上面的參數(shù)的第三優(yōu)選實(shí)施例的傳輸特性和VSWR特性。顯示在圖10中的傳輸特性表示獲得沒有引起的波紋或在通帶中增加插入損耗的足夠窄的帶寬。
圖11顯示獲得比第二優(yōu)選實(shí)施例改善的VSWR特性。圖9顯示部分串聯(lián)諧振器，更特殊的是，形成通帶的串聯(lián)諧振器11b的諧振頻率等于，更優(yōu)選的，低于形成通帶的并聯(lián)諧振器組的反諧振頻率；串聯(lián)諧振器11a的反諧振頻率等于，更優(yōu)選的，低于并聯(lián)諧振器組的諧振頻率；串聯(lián)諧振器11c的諧振頻率等于，更優(yōu)選的，高于形成通帶的串聯(lián)諧振器11b的反諧振頻率。設(shè)置如上面描述的諧振器的諧振頻率和反諧振頻率之間關(guān)系的原因如下。
為了改善VSWR特性，希望在通帶的兩邊安置串聯(lián)諧振器組的至少兩個(gè)串聯(lián)諧振器的電感性的區(qū)域。以此配置，安置在通帶的兩邊的兩個(gè)串聯(lián)諧振器的阻抗互相不同，因此，增加了調(diào)整阻抗的靈活性，因此容易提供改善的阻抗匹配。結(jié)果，在此優(yōu)選的實(shí)施例中，可以比第二優(yōu)選實(shí)施例更改善VSWR特性。
根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例的梯型SAW器件，提供比已知的SAW濾波器有更低的插入損耗，更少的波紋，改善的VSWR特性和更窄的通帶帶寬的SAW濾波器是可能的。
第四優(yōu)選實(shí)施例下面在有2017.5MHz中心頻率的TDS-CDMA濾波器的環(huán)境中，描述根據(jù)第四優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)建的梯型SAW器件。電路配置，壓電襯底和電極形成方法與上面描述的第一優(yōu)選實(shí)施例的相似。有相似于第一到第三優(yōu)選實(shí)施例的功能的元件由同樣的參考數(shù)字和同樣的名稱表示，因此省略其詳細(xì)的描述。
諧振器的設(shè)計(jì)參數(shù)如下。關(guān)于串聯(lián)諧振器11a，11b和11c的IDT，電極間距分別約1.930μm，約1.937μm和約1.930μm，叉指型長度分別約26μm，約26μm和約26μm，電極接頭對的數(shù)目分別是43，43和43。
關(guān)于并聯(lián)諧振器12a，12b，12c和12d的IDT，電極間距分別約1.974μm，約1.984μm，約2.102μm和約1.974μm，叉指型長度分別約58.8μm，約53.7μm，約87.8μm和約56.7μm，電極接頭對的數(shù)目分別是36，60，60和36。在圖12中顯示用以上參數(shù)的第四優(yōu)選實(shí)施例的阻抗特性。
在圖13和14中分別顯示用上面描述的參數(shù)的第四優(yōu)選實(shí)施例的傳輸特性和VSWR特性。顯示在圖13中的傳輸特性表示獲得沒有引起的波紋或在通帶中增加插入損耗的足夠窄的帶寬。圖14顯示在通帶中的VSWR特性是約2.0或更低，這是滿足通信要求足夠的水平。
圖12顯示形成通帶的并聯(lián)諧振器12a，12b和12d設(shè)置為高于形成通帶的串聯(lián)諧振器組的諧振頻率，只是并聯(lián)諧振器12c的反諧振頻率設(shè)置為等于，更特別的是，低于形成通帶的其它并聯(lián)諧振器12a，12b和12d的諧振頻率。
因此，由設(shè)置部分并聯(lián)諧振器的反諧振頻率等于，更特別的是，低于形成通帶的串聯(lián)諧振器組的諧振頻率，如在第一優(yōu)選實(shí)施例中，能在通帶中提供匹配，當(dāng)通帶帶寬做得更窄時(shí)，能獲得改善傳輸特性，如更低的插入損失。
設(shè)置部分并聯(lián)諧振器的反諧振頻率等于，更優(yōu)選的，低于形成通帶的其它并聯(lián)諧振器的諧振頻率的原因是減小通帶中的波紋。
通常，在如在圖12中所示的單端對SAW諧振器中，相當(dāng)于反射器的止帶上限頻率附近的波紋產(chǎn)生于反諧振頻率的較高范圍。因此，如上面描述的設(shè)置諧振器的反諧振頻率和諧振頻率之間的關(guān)系，可以從通帶中除去波紋，因此，可以抑制在通帶中波紋的發(fā)生。作為選擇，部分并聯(lián)諧振器的諧振頻率可設(shè)置為等于，更優(yōu)選的，高于形成通帶的串聯(lián)諧振器組的反諧振頻率，在此情況中，可以表現(xiàn)出相似于上面描述的優(yōu)點(diǎn)。
此外，如在第三優(yōu)選實(shí)施例中，在通帶的兩邊處置并聯(lián)諧振器組的兩個(gè)并聯(lián)諧振器的電感性的區(qū)域，因此，提供表現(xiàn)為改善的VSWR特性的濾波器。
如果在形成通帶的并聯(lián)諧振器12a，12b和12c的反諧振頻率和形成通帶的串聯(lián)諧振器組的反諧振頻率之間安置并聯(lián)諧振器12c的諧振頻率，這位于通帶中，在通帶的右側(cè)相當(dāng)可觀的增加了插入損耗。
根據(jù)上面配置的第四優(yōu)選實(shí)施例的梯型SAW器件，提供比已知的SAW濾波器有更低的插入損耗，和更窄的通帶帶寬的SAW濾波器是可能的。
在此情況中，部分并聯(lián)諧振器的反諧振頻率設(shè)置為等于，更優(yōu)選的，低于形成通帶的其它并聯(lián)諧振器的諧振頻率，因此，進(jìn)一步減少在通帶中的波紋。
在此情況中，并聯(lián)諧振器組的兩個(gè)并聯(lián)諧振器的電感性的區(qū)域處置在通帶的兩邊，因此，進(jìn)一步改善VSWR特性。
本發(fā)明的SAW器件適合于用作通信設(shè)備的帶通濾波器，更特別的是，用作要求更窄通帶帶寬而不增加插入損耗的GPS，TDS-CDMA，PHS或PDC濾波器，因此，改善通信設(shè)備的通信特性。
參考認(rèn)為是優(yōu)選的實(shí)施例，描述本發(fā)明，應(yīng)該了解發(fā)明不限于公開的優(yōu)選實(shí)施例。相反，發(fā)明試圖覆蓋包括在附錄權(quán)利要求的精神和范圍中的各種修正和同等方案。下面的權(quán)利要求范圍按照最概括的解釋，使得包括所有的修正、同等的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種聲表面波器件，包括串聯(lián)聲表面波諧振器；并聯(lián)聲表面波諧振器，串聯(lián)聲表面波諧振器和并聯(lián)聲表面波諧振器安置在梯形結(jié)構(gòu)中；其中至少形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器之一的諧振頻率低于至少形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器之一的反諧振頻率；在由至少形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器之一和至少形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器之一形成的電感性區(qū)域中，放置不同于至少形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器之一的至少串聯(lián)聲表面波諧振器之一的電容性區(qū)域，或不同于至少形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器之一的至少并聯(lián)聲表面波諧振器之一的電容性區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其特征在于部分串聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率高于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其特征在于部分串聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率高于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其特征在于部分并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率高于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其特征在于部分并聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率低于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其特征在于部分串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率低于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其特征在于部分并聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率低于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其特征在于串聯(lián)聲表面波諧振器的第一部分的反諧振頻率低于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率；其中，不同于串聯(lián)聲表面波諧振器的第一部分的串聯(lián)聲表面波諧振器的第二部分的諧振頻率高于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其特征在于并聯(lián)聲表面波諧振器的第一部分的諧振頻率高于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率；其中，不同于并聯(lián)聲表面波諧振器的第一部分的并聯(lián)聲表面波諧振器的第二部分的反諧振頻率低于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其特征在于部分串聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率高于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率；其中，部分并聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率低于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波器件，其特征在于部分并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率高于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率；其中，部分串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率低于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率。
12.一種包括權(quán)利要求1所述聲表面波器件的通信設(shè)備。
13.一種聲表面波器件，包括串聯(lián)聲表面波諧振器；并聯(lián)聲表面波諧振器，串聯(lián)聲表面波諧振器和并聯(lián)聲表面波諧振器安置在梯形結(jié)構(gòu)中；其中至少形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器之一的諧振頻率低于至少形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器之一的反諧振頻率；在至少形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器之一和至少形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器之一的反諧振頻率之間，放置不同于至少形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器之一的至少串聯(lián)聲表面波諧振器之一的電容性區(qū)域，或不同于至少形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器之一的至少并聯(lián)聲表面波諧振器之一的電容性區(qū)域。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聲表面波器件，其特征在于部分串聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率高于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聲表面波器件，其特征在于部分串聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率高于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聲表面波器件，其特征在于部分并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率高于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聲表面波器件，其特征在于部分并聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率低于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聲表面波器件，其特征在于部分串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率低于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聲表面波器件，其特征在于部分并聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率低于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聲表面波器件，其特征在于串聯(lián)聲表面波諧振器的第一部分的反諧振頻率低于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率；其中，不同于串聯(lián)聲表面波諧振器的第一部分的串聯(lián)聲表面波諧振器的第二部分的諧振頻率高于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聲表面波器件，其特征在于并聯(lián)聲表面波諧振器的第一部分的諧振頻率高于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率；其中，不同于并聯(lián)聲表面波諧振器的第一部分的并聯(lián)聲表面波諧振器的第二部分的反諧振頻率低于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聲表面波器件，其特征在于部分串聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率高于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率；其中，部分并聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率低于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聲表面波器件，其特征在于部分并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率高于或等于形成通帶的串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率；其中，部分串聯(lián)聲表面波諧振器的反諧振頻率低于或等于形成通帶的并聯(lián)聲表面波諧振器的諧振頻率。
24.一種包括權(quán)利要求13所述聲表面波器件的通信設(shè)備。
全文摘要
一種聲表面波器件，包括在梯形結(jié)構(gòu)中安置的單端對的SAW器件串聯(lián)諧振器和單端對的SAW器件并聯(lián)諧振器。在串聯(lián)諧振器中，例如，形成通帶的兩個(gè)串聯(lián)諧振器的諧振頻率低于形成通帶的并聯(lián)諧振器的反諧振頻率。在由形成通帶的并聯(lián)諧振器和其它的形成通帶的串聯(lián)諧振器形成的電感性區(qū)域上處置串聯(lián)諧振器之一的電容性區(qū)域。
文檔編號(hào)H04R1/02GK1578132SQ200410049210
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月28日
發(fā)明者高田俊明 申請人:株式會(huì)社村田制作所