專利名稱：聲表面波器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲表面波器件，并更詳細地涉及其中輸入和輸出中任何一個均具有平衡的或微分的端子對的聲表面波器件。
相反，使用傳統(tǒng)聲表面波器件的濾波器(下文中恰當(dāng)?shù)胤Q為聲表面波濾波器)，其輸入/輸出(I/O)端子不是平衡的。為了解決這個問題，在

圖1所示的例子中，當(dāng)所述傳統(tǒng)聲表面波器件與混頻電路IC3連接時，在聲表面波濾波器1和混頻電路IC3之間必須接入一個被稱為平衡-不平衡變換器的不平衡-平衡變換部分，或者接入由獨立的部分組成的變換電路2。
此外，聲表面波濾波器通常有50歐姆的輸入/輸出阻抗，另一方面，在很多情況下，具有平衡端子對的混頻電路IC3等的阻抗高達大約100到200歐姆，因此這樣的IC與聲表面波濾波器連接要求有阻抗變換電路。
然而，這又導(dǎo)致了無線電設(shè)備中所用電路部分增加。此外，為了進一步小型化，需要節(jié)省空間的設(shè)計。
為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的第一方面提供一種聲表面波器件，它包括輸入叉指形換能器和輸出叉指形換能器，兩者設(shè)置在壓電基片的聲表面波傳播路徑上，其中當(dāng)輸入或輸出叉指形換能器電極指的聲孔徑寬度(aparture length)用X表示時，輸出或輸入叉指形換能器的兩個分開的叉指形換能器具有這樣的電極指每個電極指的孔徑寬度大致用X/2表示，并且，其中所述兩個分開的叉指形換能器串聯(lián)，而各自的電極指的電極從兩個分開的叉指形換能器引出，它們?nèi)绱伺帕?，使得連接到平衡端子對的輸入和輸出兩個信號有180度相差。
為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的第二方面提供另一種聲表面波器件，它包括設(shè)置在壓電基片聲表面波傳播路徑上的多叉指形換能器和設(shè)置在兩側(cè)的反射電極，其中多叉指形換能器包括交替排列的第一種和第二種叉指形換能器，當(dāng)所述第一種叉指形換能器電極指的聲孔徑寬度用X表示時，第二種叉指形換能器中的每一個的兩個分開的叉指形換能器具有這樣的電極指每個電極指的孔徑寬度大致用X/2表示，所述第一種叉指形換能器連接到不平衡輸入或輸出端子對，所述兩個分開的叉指形換能器串聯(lián)，而各自的電極指的電極從兩個分開的叉指形換能器引出并連接到平衡端子對，所述兩個分開的叉指形換能器各自的電極指如此排列，使得在平衡端子對的信號有180度相差。
在本發(fā)明的第一或第二方面，所述兩個分開的叉指形換能器中，連接平衡端子對這一側(cè)電極指的位置最好相互滑移半個波長。
在本發(fā)明的第二方面，所述多叉指形換能器最好是由三個叉指形換能器構(gòu)成的雙模濾波器。
在本發(fā)明的第二方面，所述多叉指形換能器最好是由五個或五個以上叉指形換能器構(gòu)成的多電極濾波器。
聲表面波器件具有兩個或兩個以上級聯(lián)的濾波器，其中最外層濾波器由按照上述本發(fā)明第一或第二方面的聲表面波器件構(gòu)成；以及輸入或輸出平衡端子對。
在以上本發(fā)明各方面中的任一方面，壓電基片最好是旋轉(zhuǎn)40至44度的Y-XLiTAO3。
在以上本發(fā)明各方面中的任一方面，壓電基片最好是旋轉(zhuǎn)66至74度的Y-XLiTAO3。
通過下面參照各附圖的描述，本發(fā)明的特征將變得更清楚。
最佳實施例的描述下文中，將參照附圖來說明本發(fā)明的各實施例。順便提一句，下面各實施例的描述是為了理解本發(fā)明而進行的，本發(fā)明的保護范圍不限于所述各實施例、各附圖以及對其進行的描述。
圖2是顯示按照本發(fā)明的作為聲表面波濾波器的聲表面波器件10的適合的例子的示意圖，所述聲表面波器件10連接到類似圖1的混頻電路IC3。
按照本發(fā)明的聲表面波濾波器具有不平衡-平衡變換功能和阻抗變換功能。這樣，有可能把混頻電路IC3的平衡輸入設(shè)置成適合于輸入阻抗。因此，有可能不使用單獨的不平衡-平衡變換功能和阻抗變換功能電路，而這種電路在圖1中是必須的。因此，有可能實現(xiàn)器件小型化。
圖3示出按照本發(fā)明第一實施例聲表面波器件10的電極結(jié)構(gòu)，它用在圖2的一個例子中。
圖3中，單一的輸入叉指形換能器(ITD)100和輸出叉指形換能器(ITD)200設(shè)置在形成于壓電基片上的聲表面波傳播路徑上，這一點隨后將詳細描述。
在輸入IDT100這一側(cè)的第一叉指形電極指101連接到信號輸入端IN，而反向的第二叉指形電極指102接地。第一電極指101和第二電極102重疊的寬度X就是輸入IDT100的聲孔徑寬度。
另一方面，輸出IDT200有第一和第二叉指形或交叉式叉指形換能器IDT201、202，它們的聲孔徑寬度X1、X2在輸入IDT100的聲孔徑寬度X范圍內(nèi)大致為聲孔徑寬度X的一半。
第一交叉式IDT201的一個電極指和第二交叉式IDT202的一個電極指分別連接到平衡輸出端子對OUT1、OUT2，而且第一和第二交叉式叉指形換能器IDT201、202的另外的電極指分別這樣配置，以便它們以具有公共連接端的方式連接。
更詳細地說，這里第一和第二IDT201、202的電極指如此配置，使得其位置相互滑移電極指的位置的一個周期，也就是1/2聲表面波波長。
圖4是說明圖3電極配置的工作原理的視圖，更詳細地說，它代表性地示出了聲表面波(下文稱SAW)在輸入端和輸出端之間傳播時的狀態(tài)。在此，兩個分開的輸出IDT201、202的上面部分稱為軌跡1，下面部分稱為軌跡2。
考慮聲表面波器件工作時的某一時刻。首先，輸入電信號通過輸入IDT100變換成SAW。該SAW在壓電基片上傳播。然后，把SAW按軌跡1和軌跡2入射到輸出IDT200的第一和第二交叉式IDT201、202上。圖4中示出軌跡1和2的SAW幅度。
在SAW通過軌跡1和2入射時，SAW又變換成電信號。這時，電極指的位置在軌跡1和2之間滑移半個波長。由于這個原因，通過輸出端子對OUT1、OUT2得到的電信號的相位相互滑移180度，可能出現(xiàn)±10至15度的偏離，這是允許的。
也就是說，圖3的實施例中，在輸出端子對OUT1和OUT之間形成平衡端子對、從而實現(xiàn)不平衡輸入-平衡輸出是可以理解的。接下來將考慮I/O阻抗。在IDT電極指之間形成容抗，而容抗的大小取決于電極指的間隔和聲孔徑寬度。
圖4中，輸入IDT100電極指的間隔A-B等于輸出IDT200電極指的間隔C-D。因此，當(dāng)輸入阻抗為50歐姆時，由于在軌跡1這側(cè)IDT201的阻抗中，IDT201的聲孔徑寬度X1是輸入IDT100的聲孔徑寬度X的一半，所以，阻抗加倍即變?yōu)榇蠹s100歐姆。
另一方面，在軌跡2這側(cè)IDT202的阻抗類似地也變?yōu)榇蠹s100歐姆。因此，當(dāng)從平衡端子對OUT1和OUT2之間看時，由于兩個輸出IDT201、202串聯(lián)，所以輸出側(cè)總的阻抗變?yōu)榇蠹s200歐姆。因此，有可能將I/O阻抗從50歐姆變換到200歐姆。
圖5是顯示本發(fā)明的第二實施例的視圖。圖5示出在壓電基片上形成的IDT的電極指配置，它類似圖3。設(shè)置兩個輸入IDT101、102和夾在它們之間的一個輸出IDT200。此外，在上述配置兩側(cè)包括反射器301、302，形成所謂雙模濾波器配置。
此時，按照本發(fā)明，當(dāng)輸出IDT200以圖3例子相同的方式分成上下兩個IDT201、202時，從那里引出的兩個信號是輸出端子對OUT1、OUT2之間的平衡輸出信號。
在使用這樣的雙模濾波器的情況下，有可能實現(xiàn)高衰減的不平衡-平衡濾波器。
此外，在圖5的實施例中，阻抗變換功能也與前面圖4中所述一致。
圖6示出本發(fā)明的第三實施例，并示出以與前面的例子相同的方式在壓電基片上形成的IDT的電極指配置，該實施例也有雙模濾波器配置。其特征在于與圖5的實施例相反，在輸出側(cè)使用兩個IDT組合(IDT201、202和IDT203、204)。
可以獲得與第二實施例相同的特性，并且在希望把輸出阻抗設(shè)置成低于第二實施例的情況下它是有效的。也就是說，如前面所述，使用兩個IDT組合(IDT201、202，IDT203、204)，并把它們并聯(lián)到平衡輸出端子對OUT1、OUT2。
因此，當(dāng)輸入IDT100的I/O阻抗為50歐姆時，圖6實施例中輸出阻就變?yōu)?00歐姆。
圖7示出本發(fā)明的第四實施例，它具有包括五個IDT的多電極型聲表面波濾波器，其中交替地設(shè)置三個輸入IDT101至103，以及兩組輸出IDT201至202、203至204。
多電極型通?？梢?guī)定為包括多個(三個或三個以上)IDT。圖6中雙模實施例相當(dāng)于多電極型中含IDT最少的情況。
這里，在這種配置中，兩組輸出IDT201至202、203至204的每組輸出都連接到平衡輸出端子對OUT1、OUT2。在該實施例的配置中，有可能實現(xiàn)通帶寬度相對較寬的平衡濾波器。
圖8示出本發(fā)明的第五實施例，并示出以與前面例子相同的方式在壓電基片上形成的IDT的電極指的配置。
第五實施例和使用多電極配置的圖7的實施例相同，但在輸出側(cè)使用三組IDT201至202、203至204以及205至206?？梢垣@得與圖7相同的特性，而且在希望把輸出阻抗設(shè)置成低于圖7的實施例的情況下它是有效的。
圖9示出本發(fā)明的第六實施例，并示出以與前面例子相同的方式在壓電基片上形成的IDT的電極指的配置。通過兩級級聯(lián)來配置多電極型濾波器。也就是說，第一級IDT103至105級聯(lián)到第二級IDT113至115。
此外，作為濾波器第二級的輸出IDT，使用兩組IDT201至202、203至204。兩組IDT201至202、203至204的輸出信號輸出到平衡輸出端子對OUT1、OUT2。
在使用這種配置時，因為在第一級和第二級形成級聯(lián)，其優(yōu)點是可以獲得大的衰減量。
圖10示出本發(fā)明的第七實施例，并示出以與前面例子相同的方式在壓電基片上形成的IDT的電極指配置。第七實施例具有和圖5的實施例中相同的配置，其中把配置成在雙模濾波器輸入側(cè)具有IDT110和反射的IDT111、112的串聯(lián)諧振器級聯(lián)。
該實施例具有如下特征通過適當(dāng)設(shè)置串聯(lián)諧振器的頻率可以在通帶附近高頻側(cè)獲得大的衰減量。
圖11示出本發(fā)明的第八實施例，并示出以與前面例子相同的方式在壓電基片上形成的IDT的電極指配置。圖11實施例是對圖10實施例的擴展，并且是這樣配置的、使得配置成具有IDT120和反射IDT121、122的串聯(lián)諧振器進一步與配置成具有IDT110和反射IDT111、112的串聯(lián)諧振器并聯(lián)，然后它們級聯(lián)到雙模濾波器輸入側(cè)的所謂梯形濾波器。
在此配置中，可以在通帶中插入損耗不是相當(dāng)惡化的情況下在通帶附近獲得大的衰減量，因此可以實現(xiàn)平衡濾波器。
圖12示出本發(fā)明的第九實施例，并示出以與前面例子相同方式在壓電基片上形成的IDT的電極指配置。雙模濾波器級聯(lián)。由連接到輸入端IN的IDT113、輸出IDT211、212和反射IDT311、312構(gòu)成第一級雙模濾波器。
第一級雙模濾波器的輸出IDT211、212連接到第二級雙模濾波器的輸入IDT101、102。該實施例如此配置，使得第二級雙模濾波器的輸出IDT200分成IDT201、202。
該實施例中，通帶的插入損耗小，并且有可能實現(xiàn)具有高衰減特性的平衡濾波器。
這里，在各實施例中，描述了構(gòu)成IDT的電極指都形成并排列在壓電基片上的情況。作為其中可以傳播的聲表面波的損耗最小并且具有寬的帶寬的壓電基片，本發(fā)明人先前已在日本公開特許公報No.8-179551中提出了一種壓電基片。因此，希望先前提出的這種基片也能在本發(fā)明中使用。
這種優(yōu)選的壓電基片是旋轉(zhuǎn)40至44度的Y-XLiTAO3，就是把LiTAO3單晶按照從Y軸到Z軸的一個角度繞X軸旋轉(zhuǎn)而切割下來，旋轉(zhuǎn)角度在40至44度之間。旋轉(zhuǎn)66至74度的Y-XLiTAO3也是最好的，就是把LiTAO3單晶按照從Y軸到Z軸的一個角度繞X軸旋轉(zhuǎn)而切割下來，旋轉(zhuǎn)角度在66至74度之間。
此外，在各實施例中描述了在輸入側(cè)不平衡和輸出側(cè)平衡的情況下如何使用聲表面波器件，但是，這兩者是可逆的，按照本發(fā)明的聲表面波器件輸入側(cè)平衡和輸出側(cè)相應(yīng)地不平衡也是可能的。
按照本發(fā)明，正如以上參考附圖所描述的各實施例，有可能實現(xiàn)具有不平衡-平衡變換功能和不平衡-平衡端子之間阻抗變換功能的聲表面波器件。
因此，提供一種其上安裝有聲表面波器件的通信設(shè)備等的小型化配置是可能的。
權(quán)利要求
1.一種聲表面波器件，它包括輸入叉指形變換器和輸出叉指形變換器，兩者設(shè)置在壓電基片聲表面波傳播路徑上，其中，當(dāng)所述輸入或輸出叉指形換能器電極指的聲孔徑寬度(aperturelength)用X表示時，所述輸出或輸入叉指形換能器的兩個分開的叉指形換能器具有這樣的電極指每個電極指的聲孔徑寬度大致用X/2表示，并且其中所述兩個分開的叉指形換能器串聯(lián)，而各自的電極指的電極從所述兩個分開的叉指形換能器引出，而且所述各自的電極指如此排列，使得連接到平衡端子對的輸入或輸出兩個信號有180度相差。
2.一種聲表面波器件，它包括設(shè)置在壓電基片聲表面波傳播路徑上的多叉指形變換器和設(shè)置在兩側(cè)的反射電極，其中，所述多叉指形換能器包括交替排列的第一種和第二種叉指形換能器，其中當(dāng)所述第一種叉指形換能器電極指的聲孔徑寬度用X表示時，所述第二種叉指形換能器中的每一個的兩個分開的叉指形換能器具有這樣的電極指每個電極指的聲孔徑寬度大致用X/2表示，并且其中所述第一種叉指形換能器連接到不平衡輸入或輸出端子對，所述兩個分開的叉指形換能器串聯(lián)，所述各電極指的所述電極從所述分開的叉指形換能器引出并連接到平衡端子對，而且所述兩個分開的叉指形換能器各自的電極指如此排列，使得在所述平衡端子對的信號有180度相差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的聲表面波器件，其特征在于在所述兩個分開的叉指形換能器中，連接到所述平衡端一側(cè)的電極指的位置相互滑移半個波長。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的聲表面波器件，其特征在于在所述兩個分開的叉指形換能器中，與所述平衡端子連接的一側(cè)的電極指的位置相互滑移半個波長。
5.據(jù)權(quán)利要求2的聲表面波器件，其特征在于所述多叉指形換能器由三個叉指形換能器構(gòu)成雙模濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的聲表面波器件，其特征在于所述多叉指形換能器由五個或五個以上的叉指形換能器構(gòu)成多電極濾波器。
7.一種聲表面波器件，它包括兩個或兩個以上級聯(lián)的濾波器，其中所述最外層濾波器包括輸入叉指形換能器和輸出叉指形換能器，兩者設(shè)置在壓電基片聲表面波傳播的路徑上，其中當(dāng)所述輸入或輸出叉指形換能器的電極指的聲孔徑寬度用X表示時，所述輸入或輸出叉指形換能器的兩個分開的叉指形換能器具有這樣的電極指每個電極指的聲孔徑寬度大致用X/2表示，并且其中所述兩個分開的叉指形換能器串聯(lián)，而各自的電極指的電極從所述兩個分開的叉指型換能引出，而且所述兩個分開的叉指形換能器各自的電極指如此排列，使得連接到平衡端子對的輸入或輸出兩個信號有180度相差；并且所述平衡端子對作為輸入或輸出端使用。
8.一種聲表面波器件，它包括兩個或兩個以上級聯(lián)的濾波器，其中所述最外層濾波器包括設(shè)置在壓電基片聲表面波傳播的路徑上的多叉指形換能器和設(shè)置在兩側(cè)的反射電極，其中，當(dāng)所述第一種叉指形換能器電極指的聲孔徑寬度用X表示時，所述第二種叉指形換能器中的每一個的兩個分開的叉指形換能器具有這樣的電極指每個電極指的聲孔徑寬度大致用X/2表示，并且其中所述第一種叉指形換能器連接到不平衡輸入或輸出端子對，所述兩個分開的叉指形換能器串聯(lián)，所述各自的電極指的所述電極從所述分開的兩個叉指型換能器引出并連接到平衡端子對，而且所述兩個分開的叉指形換能器的所述各自的電極指如此排列，使得在所述一對平衡端子對的信號有180度相差；并且所述平衡端子對作為輸入或輸出端使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項的聲表面波器件，其特征在于所述壓電基片是旋轉(zhuǎn)40至44度的Y-XLiTAO3。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項的所述聲表面波器件，其特征在于所述壓電基片是旋轉(zhuǎn)66至74度的Y-XLiTAO3。
全文摘要
聲表面波器件包括輸入叉指形變換器和輸出叉指形變換器,兩者設(shè)置在壓電基片聲表面波傳播路徑上,其中當(dāng)輸入或輸出叉指形換能器電極指的聲孔徑寬度用X表示時,輸入或輸出叉指形換能器的兩個分開的叉指形換能器具有這樣的電極指:每個電極指的聲孔徑寬度大致用X/2表示,所述兩個分開的叉指形換能器串聯(lián),各自的電極指的電極從兩個分開的叉指形換能器引出,而且所述兩個分開的叉指形換能器各自的電極指如此排列,使得連接到平衡端子對的輸入和輸出兩個信號有180度相差。
文檔編號H03H9/00GK1337778SQ0112255
公開日2002年2月27日 申請日期2001年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月30日
發(fā)明者遠藤剛, 川內(nèi)治, 上田政則 申請人:富士通媒體裝置株式會社