DE19838573B4

DE19838573B4 - Oberflächenwellenfilter

Info

Publication number: DE19838573B4
Application number: DE19838573A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Nagaokakyo Morozumi; Haruo Nagaokakyo Morii; Michio Nagaokakyo Kadota
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2018-08-26
Also published as: KR19990024026A; KR100303636B1; CN1146107C; SG75868A1; US5986523A; TW437166B; CN1215253A; DE19838573A1

Abstract

Longitudinal gekoppeltes Oberflächenwellenfilter vom Kantenreflexionstyp unter Verwendung einer SH-Typ-Oberflächenwelle, mit folgenden Merkmalen:
einem piezoelektrischen Substrat (2, 12) mit zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b);
einem ersten und einem zweiten Interdigitalwandler (3, 4; 13, 14), von denen jeder eine Mehrzahl von Elektrodenfingern aufweist, und die derart auf dem piezoelektrischen Substrat (2, 12) angeordnet sind, daß eine horizontale Scheroberflächenwelle, die durch entweder den ersten oder den zweiten Interdigitalwandler (3, 4; 13, 14) angeregt wird, zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen (2a,2b; 12a, 12b) reflektiert wird, um eine stehende Welle zu erzeugen wobei
ein Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers (3, 4; 13, 14) in einem Bereich von 1,2:1,0 bis 1,7:1,0 liegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Oberflächenwellenfilter unter Verwendung einer horizontalen Oberflächenwelle vom Schertyp (hierin nachfolgend abgekürzt mit SH; SH = shear horizontal) und spezieller auf ein longitudinal gekoppeltes Oberflächenwellenfilter (hierin nachfolgend mit SAW (SAW = surface acoustic wave) abgekürzt).
Ein longitudinal gekoppeltes Doppel-Mode-SAW-Filter unter Verwendung einer Oberflächenwelle war als ein Typ von verschiedenen SAW-Bauelementen bekannt. Ein Beispiel dieses Typs eines longitudinal gekoppelten SAW-Filters ist aus der EP 0 762 643 A1 bekannt und in 1 gezeigt.
Das SAW-Filter 51 besitzt einen Aufbau, bei dem ein erster und ein zweiter Interdigitalwandler (hierin nachfolgend mit IDT abgekürzt) 53 und 54 auf einem rechteckigen piezoelektrischen Substrat 52 angeordnet sind. Reflektoren 55 und 56 sind auf beiden Seiten der IDTs 53 und 54 entlang der Ausbreitungsrichtung einer Oberflächenwelle, die durch die IDTs 53 und 54 angeregt wird, angeordnet.
Bei dem SAW-Filter 51 ist eine der kammförmigen Elektroden 53a des IDT 53 ein Eingangsende, während eine der kammförmigen Elektroden 54a des anderen IDT 54 ein Ausgangsende ist. Die anderen kammförmigen Elektroden 53b und 54b der IDTs 53 und 54 sind mit einem Massepotential verbunden.
Wenn eine Eingangsspannung an den IDT 53 angelegt wird, wird eine Oberflächenwelle angeregt und breitet sich in einer Richtung aus, die senkrecht zu der Richtung ist, in der sich ein Elektrodenfinger des IDT 53 erstreckt. Die akustische Oberflächenwelle wird dann zwischen den Reflektoren 55 und 56 reflektiert und wird zu einer stehenden Welle. Ein Aus gangssignal, das auf einer solchen stehenden Welle basiert, wird durch den IDT 54 extrahiert. In diesem Fall werden als eine Oberflächenwelle ein Grundmode und ein Mode höherer Ordnung (asymmetrischer Mode) erzeugt. Daher arbeitet das SAW-Filter 51 als ein longitudinal gekoppeltes Doppel-Mode-SAW-Filter.
Das herkömmliche longitudinal gekoppelte SAW-Filter 51 besitzt das Problem, das die Gesamtabmessungen des Filters aufgrund des Vorliegens der Reflektoren 55 und 56 übermäßig groß sind. Ferner kann mit dem SAW-Filter 51 nur ein schmalbandiges Filter erreicht werden, da der elektromechanische Koppelkoeffizient eines piezoelektrischen Substrats 2 nicht sehr hoch ist.

Ein longitudinal gekoppeltes Oberflächenwellenfilter eines Kantenreflexionstyps unter Verwendung einer Oberflächenwelle vom SH-Typ, das in 2 gezeigt ist ebenfalls in der EP 762 643 A1 offenbart . Dieses Filter kann die obigen Probleme, denen das Filter, das in 1 gezeigt ist, unterliegt, angeblich lösen.

Das SAW-Filter 61, das in 2 gezeigt ist, umfaßt ein rechteckiges piezoelektrisches Substrat 62. Das piezoelektrische Substrat 62 besitzt zwei gegenüberliegende Kantenoberflächen 62a und 62b. Ein erster und ein zweiter IDT 63 und 64 sind auf dem piezoelektrischen Substrat 62 angeordnet. Die IDTs 63 und 64 besitzen ein Paar von kammförmigen Elektroden 63a und 63b bzw. 64a und 64b, wobei die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern beinahe identisch ist.

Damit eine SH-Typ-Oberflächenwelle, beispielsweise eine BGS-Welle (BGS = Bleustein-Gulyaev-Shimizu) angeregt und zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen 62a und 62b reflektiert wird, ist einer eines Paars von äußersten Elektrodenfingern der kammförmigen Elektrode 63a derart angeordnet, daß derselbe mit der Kantenoberfläche 62a des piezoelektrischen Substrats 62 bündig ist. Auf eine ähnliche Art und Weise ist einer eines Paars von äußersten Elektrodenfingern der kammförmigen Elektrode 64b derart angeordnet, daß er mit der Kantenoberfläche 62b des piezoelektrischen Substrats 62 bündig ist. Eine der kammförmigen Elektroden 63a des ersten IDT 63 ist ein Eingangsende, eine der kammförmigen Elektroden 64a des IDT 64 ist ein Ausgangsende, und die kammförmigen Elektroden 63b und 64b sind mit einem Massepotential verbunden.

Wenn eine Eingangsspannung an den IDT 63 angelegt wird, wird eine Oberflächenwelle angeregt und breitet sich in einer Richtung aus, die senkrecht zu der Richtung ist, in der sich die Elektrodenfinger des IDT 63 erstrecken. Das heißt, daß sich die Oberflächenwelle in einer Richtung ausbreitet, die die zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen 62a und 62b verbindet. Diese Oberflächenwelle wird durch die Kantenoberflächen 62a und 62b reflektiert und wird zu einer stehenden Welle. Ein Ausgangssignal, das auf dieser stehenden Welle basiert, wird aus dem IDT 64 extrahiert.

Daher weist bei dem SAW-Filter 61 vom Kantenreflexionstyp, das eine SH-Typ-Oberflächenwelle verwendet, ein longitudinal gekoppeltes Doppel-Mode-SAW-Filter eine stark reduzierte Gesamtgröße auf, da kein Reflektor erforderlich ist, wobei Verluste, die durch das Vorliegen eines Reflektors bewirkt werden, nicht auftreten. Folglich kann mit dieser Struktur ein Oberflächenwellenfilter mit breiteren Bandcharakteristika erhalten werden.

Jedoch existiert bei dem SAW-Filter 61 ein Problem dahingehend, daß Störantworten, die von dem Abstand zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen 62a und 62b abhängen, über den Rand des Durchlaßbands hinaus in der Filtercharakteristik erscheinen, wobei insbesondere in einer Frequenzregion in der Nähe des Durchlaßbandes und außerhalb des Durchlaßbandes große Störantworten erscheinen. Dieses Problem ist für ein SAW-Filter vom Kantenreflexionstyp spezifisch. Das SAW-Filter 51, das in 1 gezeigt ist und die Reflektoren 55 und 56 besitzt, leidet üblicherweise nicht unter einem solchen Problem, da die Störantwort durch das Einstellen des Materials, der Dicke und der Breite der Elektrodenfinger sowie der Anzahl der Elektrodenfinger der IDTs und der Reflektoren oder das Auswählen eines geeigneten Substrats unterdrückt werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, SAW-Filter vom Kantenreflexionstyp zu schaffen, bei denen Antwortstörsignale, die von dem Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen abhängen, wirksam unterdrückt sind.

Diese Aufgabe wird durch longitudinal gekoppelte Oberflächenwellenfilter vom Kantenreflexionstyp gemäß den Patentansprüchen 1 gelöst.

Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung ein SAW-Filter vom Kantenreflexionstyp unter Verwendung einer Oberflächenwelle des SH-Typs, das wirksam Störsignale im Ansprechverhalten, die von dem Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen abhängen, unterdrückt, und mit dem exzellente Filtercharakteristika bei einer stark reduzierten Größe erhalten werden.

Die Unteransprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet. Die IDTs können vorzugsweise in einer Mehrzahl von Stufen verschaltet sein, wobei in diesem Fall entweder der erste oder der zweite IDT, der eine größere Anzahl von Paaren an Elektrodenfingern aufweist, ein Eingangswandler oder ein Ausgangswandler ist, wobei der andere, der eine relativ geringere Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern besitzt, für eine Zwischenstufenverbindung verwendet ist.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, den Störpegel, der durch den Abstand zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen bestimmt ist, wirksam zu unterdrücken, da der Dämpfungspol der Frequenzcharakteristika des ersten oder des zweiten IDT benachbart zu einer Position ist, an der Störantworten, die durch den Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen bestimmt sind, erscheinen, weshalb exzellente Filtercharakteristika erhalten werden. Da das SAW-Filter ein SAW-Filter eines Kantenreflexionstyps unter Verwendung einer Oberflächenwelle vom SH-Typ ist, ist ferner ein Reflektor nicht erforderlich. Daher ist es möglich, ein Bandfilter mit einer stark reduzierten Größe und exzellenten Filtercharakteristika zu schaffen.

Der Dämpfungspol der Frequenzcharakteristika des ersten und des zweiten IDT ist benachbart zu der Position der Störantworten, die durch den Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen bestimmt sind, da das Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern zwischen dem ersten und dem zweiten IDT in einem Bereich von etwa 1,2:1 bis etwa 1,7:1 liegt. Folglich ist es möglich, die Störantworten, die durch den Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen bestimmt sind, wirksam zu unterdrücken.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen longitudinal gekoppelten SAW-Filters zeigt;

2 eine perspektivische Ansicht, die ein herkömmliches longitudinal gekoppeltes SAW-Filter eines Kantenoberflächenreflexionstyps zeigt;

3 eine Draufsicht, die ein SAW-Filter gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

4 eine Ansicht, die die Filtercharakteristika des SAW-Filters des ersten bevorzugten. Ausführungsbeispiels zeigt;

5 eine Ansicht, die die Filtercharakteristika des longitudinal gekoppelten SAW-Filters, das in 2 gezeigt ist, zeigt;

6 eine Ansicht, die die Beziehung zwischen den Frequenzcharakteristika eines IDT bei einem herkömmlichen longitudinal gekoppelten SAW-Filter eines Kantenoberflächen-Reflexionstyps und der Position, an der Störantworten, die durch den Abstand zwischen den Kantenoberflächen bestimmt sind, erscheinen, zeigt;

7 eine Ansicht, die die Beziehung zwischen den Frequenzcharakteristika des ersten und des zweiten IDT bei dem SAW-Filter des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels und der Position, an der Störantworten, die durch den Abstand zwischen Kantenoberflächen bestimmt sind, erscheinen, zeigt;

8 eine Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDTs und eines Störspitzenpegels bei dem SAW-Filter des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels zeigt;

9 eine Draufsicht, die ein SAW-Filter gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und

10 eine Ansicht, die Filtercharakteristika des SAW-Filters, das in 9 gezeigt ist, zeigt.

3 ist eine Draufsicht, die ein longitudinal gekoppeltes Doppel-Mode-SAW-Filter unter Verwendung einer BGS-Welle gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein SAW-Filter 1 umfaßt ein piezoelektrisches Substrat 2. Das piezoelektrische Substrat 2 kann aus LiNbO₃, LiTaO₃, einem piezoelektrischen Einkristall, beispielsweise einem Quarzkristall, oder einer piezoelektrischen Keramik, beispielsweise Bleizirkonattitanat, gebildet sein. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das piezoelektrische Substrat 2 vorzugsweise aus Bleizirkonattitanat (PZT) gebildet.

Das piezoelektrische Substrat 2 besitzt zwei gegenüberlie gende Kantenoberflächen 2a und 2b. Die Kantenoberflächen 2a und 2b sind angeordnet, um im wesentlichen parallel zueinander zu sein.

Ein erster IDT 3 und ein zweiter IDT 4 sind auf der oberen Oberfläche 2c des piezoelektrischen Substrats 2 angeordnet. Der IDT 3 besitzt einen Aufbau, bei dem kammförmige Elektroden 3a und 3b derart angeordnet sind, daß Elektrodenfinger der kammförmigen Elektroden 3a und 3b in einer interdigitalen Beziehung zueinander angeordnet sind. Auf eine ähnliche Art und Weise besitzt der IDT 4 einen Aufbau, bei dem die kammförmige Elektroden 4a und 4b derart angeordnet sind, daß Elektrodenfinger der kammförmigen Elektroden 4a und 4b in einer interdigitalen Beziehung zueinander angeordnet sind. Die Elektrodenfinger der IDTs 3 und 4 sind vorzugsweise angeordnet, um sich im wesentlichen parallel zu den Kantenoberflächen 2a und 2b zu erstrecken.

Einer eines Paars von äußersten Elektrodenfingern des IDT 3 ist derart gebildet, daß er mit der Kantenoberfläche 2a bündig ist. Auf eine ähnliche Art und Weise ist einer eines Paars von äußersten Elektrodenfingern des IDT 4 derart gebildet, daß er mit der Kantenoberfläche 2b bündig ist.

Eine Eingangselektrode 5a ist bei der kammförmigen Elektrode 3a derart vorgesehen, daß sie mit derselben verbunden ist, und eine Masseelektrode 5b ist bei der kammförmigen Elektrode 3b derart vorgesehen, daß sie mit derselben verbunden ist. Auf eine ähnliche Art und Weise ist auf der Seite des IDT 4 eine Ausgangselektrode 6a bei der kammförmigen Elektrode 4a derart vorgesehen, daß sie mit derselben verbunden ist, während eine Masseelektrode 6b bei der kammförmigen Elektrode 4b derart vorgesehen ist, daß sie mit derselben verbunden ist.

Die IDTs 3 und 4 und die Elektroden 5a, 5b, 6a und 6b sind vorzugsweise aus einem metallischen Material gebildet, beispielsweise Aluminium. Die Bildung dieser Elektroden kann mittels gut bekannter Verfahren durchgeführt werden, beispielsweise einer photolithographischen Technologie und einer Dünnfilm-Abscheidungstechnik.

Das SAW-Filter dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels ist derart aufgebaut, daß ein Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten IDTs 3 zu der des zweiten IDT 4 in einem Bereich von etwa 1,2:1 bis etwa 1,7:1 eingestellt ist. Es sei bemerkt, daß bei dieser Spezifikation eine Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern eines IDT basierend auf zwei benachbarten Elektrodenfingern, die einen Abstand zwischen denselben besitzen, der ein halbes (0,5) Paar ist, berechnet wird. Folglich werden zwei Elektrodenfinger, die zu einer eines Paars von kammförmigen Elektroden gehören, und ein Elektrodenfinger, der zu der anderen des Paars von kammförmigen Elektroden gehört und zwischen den zwei Elektrodenfingern angeordnet ist, als ein Paar betrachtet. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das in 3 gezeigt ist, beträgt die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des IDT 3 30, während die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des IDT 4 23 ist. Folglich ist das Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten IDT 3 zu der des zweiten IDT 4 auf etwa 1,3:1 eingestellt. Folglich können Störantworten, die durch den Abstand zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen 2a und 2b bestimmt sind, unterdrückt werden, wobei zufriedenstellende Filtercharakteristika erhalten werden können. Dies wird nun bezugnehmend auf spezifische experimentelle Beispiele bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Das SAW-Filter 1 wird derart vorbereitet, daß der IDT 3, der 30 Paare von Elektrodenfingern besitzt, und der IDT 4, der 23 Paare von Elektrodenfingern besitzt, auf dem piezoelektrischen Substrat 2, das vorzugsweise aus PZT gebildet ist, angeordnet sind, wobei das piezoelektrische Substrat 2 einen Abstand zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen 2a und 2b aufweist, der etwa 2,75 mm beträgt, wobei die Breite der Elektrodenfinger etwa 12,94 μm und der Abstand der Elektrodenfinger etwa 25,88 μm beträgt. Die Filtercharakteristika des SAW-Filters 1 sind durch die durchgezogene Linie in 4 gezeigt. Die gestrichelte Linie in 4 ist derart, daß der Maßstab der vertikalen Achse der Charakteristika der durchgezogenen Linie zehnfach vergrößert ist, während der Maßstab der horizontalen Achse derselben fünffach vergrößert ist.

Zum Vergleich wird das SAW-Filter 61, das in 2 gezeigt ist, mit den gleichen Spezifikationen wie denjenigen, die oben bezugnehmend auf das Beispiel der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, mit Ausnahme der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern, hergestellt. Bei dem SAW-Filter 61 beträgt die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des IDT 63 26,5 während die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des IDT 64 26,5 beträgt, so daß das Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern der IDTs 63 und 64 1:1 beträgt. Die Filtercharakteristika dieses SAW-Filters 61 sind durch die durchgezogene Linie in 5 gezeigt. Die gestrichelte Linie in 5 ist derart, daß der Maßstab der vertikalen Achse der Charakteristika der durchgezogenen Linie zehnfach vergrößert ist, während der Maßstab der horizontalen Achse derselben fünffach vergrößert ist.

Wie aus dem Vergleich zwischen den Charakteristika, die in den 4 bzw. 5 gezeigt sind, offensichtlich ist, erscheinen relativ große Störantworten, die durch die Pfeile A1 bis A5 gezeigt sind, außerhalb des Durchlaßbandes bei den Filtercharakteristika, die in 5 gezeigt sind, insbesondere bei Frequenzen, die geringer sind als das Durchlaßband. Im Vergleich dazu ist bei den Filtercharakteristika, die in 4 gezeigt sind, zu sehen, daß der Störpegel an den Positionen, die den oben beschriebenen Störantworten entsprechen, beträchtlich klein ist. Das heißt, daß, obwohl der Pegel (der hierin nachfolgend als ein Störpegel bezeichnet wird) der größten Störantwort A1 in 5 der oben be schriebenen Störantworten etwa 12,1 dB beträgt, bei den Charakteristika des SAW-Filters 1 dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in 4 gezeigt ist, der Störspitzenpegel etwa 24,6 dB beträgt. Es ist zu sehen, daß der Störspitzenpegel verglichen mit dem SAW-Filter 61 um etwa 14,5 dB unterdrückt werden kann.

Wie oben beschrieben wurde, wird davon ausgegangen, daß der folgende Grund zu der Tatsache, daß die Störantworten bei dem SAW-Filter 1 des bevorzugten Ausführungsbeispiels wirksam unterdrückt werden können, beiträgt.

Bei dem longitudinal gekoppelten SAW-Filter eines Kantenreflexionstyps kann der Abstand R zwischen zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen wie folgt ausgedrückt werden, wenn die Wellenlänge der SH-Typ-Oberflächenwelle mit λ bezeichnet wird, die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDT mit N₁ bzw. N₂ bezeichnet werden, und der Abstand zwischen den IDTs mit γ bezeichnet wird.

R = γ ×(N1 + N2) + γ

Es ist daher zu sehen, daß die Störantwort, die von dem Abstand R zwischen zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen abhängt, von (N₁ + N₂) abhängt. Wenn eine Hauptantwort, die für die Filtercharakteristika verwendet wird, zweiter Ordnung ist, wie in 6 gezeigt ist, tritt folglich bei dem herkömmlichen SAW-Filter 61 eine Antwort der 2N ± (4n – 2)-ten Ordnung (n = 1, 2, ...), die durch die gestrichelte Linie A gezeigt ist, aufgrund des Symmetrie der Polaritäten der Elektroden nicht auf, wobei jedoch Störantworten einer anderen Ordnung als dieser erzeugt werden. Von den Störantworten werden die Störantworten, die einem Dämpfungspol des Frequenzspektrums, das durch die durchgezogene Linie B gezeigt ist, oder einen Punkt der größeren Dämpfung des Spektrums entsprechen, unterdrückt. Jedoch wird die Antwort der 2N ± (2n + 1)-ten Ordnung (n = 1, 2, ...), die durch den Abstand R zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen be stimmt ist, die durch die durchgezogenen Linie C gezeigt ist, erzeugt, wo die Dämpfung des IDT-Spektrums sehr gering ist. Folglich erscheint die Antwort als eine Störantwort der Filtercharakteristika.

Im Gegensatz dazu entsprechen bei dem SAW-Filter 1 dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels, wie in 7 gezeigt ist, die Störantworten, die durch den Abstand zwischen Kantenoberflächen bestimmt sind, den Dämpfungspolen, wie durch die durchgezogene Linie B gezeigt ist, oder entsprechen den Punkten mit einer größeren Dämpfung, wie durch die durchgezogenen Linien B' gezeigt ist. Daher erscheint in der Filtercharakteristik nur eine sehr kleine Störantwort.

Wie aus 7 offensichtlich ist, befinden sich bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Dämpfungspole in den Frequenzcharakteristika des IDT 3 oder des IDT 4 in der Nähe der Position, an der die Störantworten, die durch den Abstand R zwischen Kantenoberflächen bestimmt sind, erscheinen. Daher ist es möglich, den Pegel der Störantworten, die durch den Abstand R zwischen den Kantenoberflächen bestimmt sind, zu unterdrücken.

Damit die Dämpfungspole des IDT 3 und des IDT 4 benachbart zu der Position angeordnet sind, an der die Störantworten, die durch den Abstand R zwischen Kantenoberflächen bestimmt sind, erscheinen, wird auf die oben beschriebene Art und Weise bewirkt, daß die Frequenzcharakteristika des IDT 3 auf der Eingangsseite von den Frequenzcharakteristika des IDT 4 auf der Ausgangsseite abweichen. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird dies erreicht, indem das Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des IDT 3 zu der des IDT 4 auf 1,3:1 eingestellt wird.

Wenn die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDT 3 und 4 unterschiedlich gemacht wird, und wenn die jeweiligen Frequenzcharakteristika unterschiedlich gemacht werden, ist es bei dem Aufbau, der den ersten und den zweiten IDT 3 und 4 aufweist, in anderen Worten möglich, zu bewirken, daß der Dämpfungspol, der in den Frequenzcharakteristika des ersten und des zweiten IDT 3 und 4 erscheint, unterschiedlich ist. Durch das Einstellen der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDT 3 und 4, derart, daß diese Dämpfungspole benachbart zu der Position sind, an der die Störtantworten, die durch den Abstand R zwischen Kantenoberflächen bestimmt sind, erscheinen, und vorzugsweise mit dieser Position übereinstimmen, können daher die Störantworten, die durch den Abstand R zwischen Kantenoberflächen bestimmt sind, wirksam unterdrückt werden.

Basierend auf den oben beschriebenen Ergebnissen wurde das Verhältnis N₁/N₂ der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDTs 3 und 4 auf verschiedene Arten unterschiedlich gemacht, wobei der Grad, mit dem der Störpegel außerhalb des Durchlaßbandes unterdrückt wurde, gemessen wurde. Die Ergebnisse sind in 8 gezeigt. Die horizontale Achse zeigt das Verhältnis N₁/N₂ der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDTs 3 und 4, während die vertikale Achse den Störspitzenpegel des Störpegels außerhalb des Durchlaßbandes zeigt.

Aus 8 ist offensichtlich, daß, wenn das Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDT 3 und 4 auf etwa 1,2:1 bis zu etwa 1,7:1 eingestellt ist, der Störspitzenpegel verglichen mit dem Fall, in dem die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDT gleich ist, um 10 dB oder mehr unterdrückt werden kann. Es ist daher offensichtlich, daß bei dem SAW-Filter 1 durch das Einstellen des Verhältnisses der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten IDTs 3 und 4 auf etwa 1,2:1 bis zu etwa 1,7:1, wie oben beschrieben wurde, möglich ist, wirksam Störantworten außerhalb des Durchlaßbandes zu unterdrücken, insbesondere die Störantworten, die durch den Abstand R zwischen Kantenoberflächen bestimmt sind, welche bei Frequenzen unterhalb des Durchlaßbandes auftreten.

Es sei bemerkt, daß bei dem SAW-Filter 1 entweder der erste IDT 3 oder der zweite IDT 4 ein IDT auf der Eingangsseite ist, während der andere der beiden IDTs 3, 4 ein IDT auf der Ausgangsseite ist. Jedoch kann jeder der IDTs 3 und 4 die Eingangsseite bzw. die Ausgangsseite sein. Überdies wurde durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung bekräftigt, daß, wenn das SAW-Filter 1 mit einem weiteren SAW-Filter verbunden ist, um einen Mehrstufenaufbau zu bilden, zufriedenstellende Filtercharakteristika erhalten werden, indem die Seite des IDT 3 mit einer größeren Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern als der eingangsseitige oder ausgangsseitige IDT angeordnet wird, und indem der zweite IDT 4 mit einer kleineren Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern für eine Zwischenstufenverbindung verwendet wird. Es ist zu berücksichtigen, daß dies zu der Tatsache, daß eine Impedanzanpassung zufriedenstellend wird, beiträgt.

Das SAW-Filter gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist nicht auf ein Filter begrenzt, beispielsweise das SAW-Filter 1, das einen ersten IDT 3 und einen zweiten IDT 4 aufweist, wobei eine Mehrzahl von zumindest entweder den ersten oder den zweiten IDTs 3 und 4 angeordnet sein kann. 9 ist eine Draufsicht, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem ein erster IDT und zwei zweite IDTs vorgesehen sind. Bei einem SAW-Filter 11, das in 9 gezeigt ist, ist ein erster IDT 13 auf einer oberen Oberfläche 12c eines piezoelektrischen Substrats 12 angeordnet, das ähnlich dem piezoelektrischen Substrat 2 aufgebaut ist. Zweite IDTs 14 und 15 sind auf beiden Seiten des IDT 13 angeordnet.

Der IDT 13 umfaßt kammförmige Elektroden 13a und 13b, die derart angeordnet sind, daß jeweilige Elektrodenfinger in einer interdigitalen Beziehung zueinander angeordnet sind. Eine Eingangselektroden 16a ist verbunden mit der kammförmigen Elektrode 13a angeordnet, während eine Masseelektrode 16b verbunden mit der kammförmigen Elektrode 13b angeordnet ist. Die IDTs 14 und 15 umfassen kammförmige Elektroden 14a und 14b bzw. 15a und 15b. Ausgangselektroden 17a und 18a sind verbunden mit den kammförmigen Elektroden 14a bzw. 15a angeordnet. Ferner sind Masseelektroden 17b und 18b verbunden mit den kammförmigen Elektroden 17b bzw. 18b angeordnet. Einer eines Paars von äußersten Elektrodenfingern des IDT 14 ist derart angeordnet, daß er mit der Kantenoberfläche 12a bündig ist. Auf die gleiche Weise ist einer eines Paars von äußersten Elektrodenfingern des IDT 15 derart angeordnet, daß er mit der Kantenoberfläche 12b bündig ist.

Das SAW-Filter 11 ist aufgebaut, um als ein longitudinal gekoppeltes Doppel-Mode-SAW-Filter eines Kantenoberflächen-Reflexionstyps unter Verwendung einer BGS-Welle zu arbeiten.

Bei dem SAW-Filter 11 dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels ist eine Anzahl N₁ von Paaren von Elektrodenfingern des ersten IDT 13 vorzugsweise auf 7 eingestellt, während eine Anzahl N₂ von Paaren von Elektrodenfingern von jedem der zweiten IDTs 14 und 15, die IDTs auf der Ausgangsseite sind, vorzugsweise auf 5 eingestellt ist. Das heißt, daß das Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und der zweiten IDTs auf etwa 7:5, was gleich etwa 1,4:1 ist, eingestellt ist.

Die Filtercharakteristika des SAW-Filters 11 sind durch die durchgezogene Linie in 10 gezeigt. Die gestrichelte Linie in 10 ist derart, daß der Maßstab der vertikalen Achse der Charakteristika der durchgezogenen Linie zehnfach vergrößert ist, während der Maßstab der horizontalen Achse derselben fünffach vergrößert ist.

Wie durch die durchgezogene Linie in 10 gezeigt ist, ist auch bei dem SAW-Filter 11 zu erkennen, daß die Störantworten bei den Frequenzen, die geringer als das Durchlaßband sind, unterdrückt werden, wobei der Störspitzenpegel auf etwa 18 dB eingestellt ist. Obwohl dies in 10 nicht spe ziell gezeigt ist, betrug der Störspitzenpegel bei dem SAw-Filter 11 10 dB, wenn die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern der IDTs 15 und 16 im Mittel auf 7 eingestellt wurde, was gleich der des IDT 14 ist. Daher ist zu erkennen, daß bei dem SAW-Filter 11 durch das Einstellen des Verhältnisses der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern auf etwa 1,4:1, wie oben beschrieben ist, der Störspitzenpegel verglichen mit einem SAW-Filter, das einem Filter entspricht, bei dem die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern aller drei IDTs gleich ist, um 8 dB unterdrückt werden kann.

Obwohl bei den SAW-Filtern 1 und 11 der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele ein Filter unter Verwendung einer BGS-Welle als einer SH-Typ-Oberflächenwelle beschrieben wurde, können zusätzlich zu der BGS-Welle andere SH-Typ-Oberflächenwellen, beispielsweise ein Love-Welle oder eine akustische Leckoberflächenwelle verwendet werden.

Claims

Longitudinal gekoppeltes Oberflächenwellenfilter vom Kantenreflexionstyp unter Verwendung einer SH-Typ-Oberflächenwelle, mit folgenden Merkmalen: einem piezoelektrischen Substrat (2, 12) mit zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b); einem ersten und einem zweiten Interdigitalwandler (3, 4; 13, 14), von denen jeder eine Mehrzahl von Elektrodenfingern aufweist, und die derart auf dem piezoelektrischen Substrat (2, 12) angeordnet sind, daß eine horizontale Scheroberflächenwelle, die durch entweder den ersten oder den zweiten Interdigitalwandler (3, 4; 13, 14) angeregt wird, zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) reflektiert wird, um eine stehende Welle zu erzeugen wobei ein Verhältnis der Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers (3, 4; 13, 14) in einem Bereich von 1,2:1,0 bis 1,7:1,0 liegt.
Oberflächenwellenfilter gemäß Anspruch 1, bei dem Dämpfungspole der Frequenzcharakteristika des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers (3, 4; 13, 14) benachbart zu der Frequenzposition von Störantworten, die durch den Abstand zwischen den zwei gegenüberliegenden Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) bestimmt sind, sind.
Oberflächenwellenfilter gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem mehrere erste oder zweite Interdigitalwandler vorgesehen sind.
Oberflächenwellenfilter gemäß Anspruch 3, bei dem der eine der beiden Interdigitalwandler, der eine größere Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern aufweist, ein, Eingangwandler oder ein Ausgangswandler ist, während der andere der beiden Interdigitalwandler, der eine relativ geringere Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern aufweist, für eine Zwischenstufenverbindung vorgesehen ist.
Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche bis 4, bei dem das Substrat aus LiNbO₃ oder LiTaO₃, einem piezoelektrischen Einkristall oder einer piezoelektrischen Keramik besteht.
Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Substrat aus LiNbO₃ oder LiTaO₃ besteht.
Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) parallel zueinander sind.
Obereflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Elektrodenfinger des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers (3, 4; 13, 14) parallel zu den Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) sind.
Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem ein äußerster der Elektrodenfinger des ersten oder des zweiten Interdigitalwandlers (3, 4; 13, 14) bündig mit einer der Kantenoberflächen (2a, 2b; 12a, 12b) des Substrats (2; 12) ist.
Oberflächenwellenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Anzahl von Elektrodenpaaren des ersten Interdigitalwandlers (3; 13) 30 beträgt, während die Anzahl von Elektrodenpaaren des zweiten Interdigitalwandlers (4; 14) 23 beträgt.