CN1251405C - 弹性表面波器件、通信装置 - Google Patents

Abstract

提供一种可以改善平衡输出的平衡性、特别是相位平衡度的弹性表面波器件。设置弹性表面波元件1、2、3、4，以便具有不平衡型-平衡型转换功能。设置平衡侧的弹性表面波元件4，使输入输出间的相位偏移180度，以便平衡侧输出的相位差成为180度左右。

Description

弹性表面波器件、通信装置

技术领域

本发明涉及具有平衡型-不平衡型变换功能的滤波器等中所使用的弹性表面波器件以及具有弹性表面波器件的通信装置。

已有技术

近年来，由于便携式电话等通信装置所用的高频电路的高性能化，出现了使上述高频电路平衡化的动向。在这种情形，上述高频电路的电路部件也必须对应于平衡电路。具有不平衡电路与平衡电路之间的转换端子的电路部件有平衡-不平衡转换器，但是由于部件数量增加，具有不平衡型-平衡型转换的附加功能的电路部件的开发得以展开。在具有不平衡型-平衡型转换功能的电路部件中，要求振幅平衡度近似为0dB、表示相位平衡度的相位差近似为180度。

作为上述电路部件，可以列举出高频电路的工作频率越高、越可以小型化的弹性表面波器件。上述弹性表面波器件，虽然未予图示，但是在压电基片上，例如沿弹性表面波的传输方向，具有一个或多个梳状电极(叉指式换能器，以下简称为IDT)，从左右(沿弹性表面波的传输方向的左右)夹持IDT的两个反射器。

上述IDT由铝等金属薄膜形成，起到弹性表面波转换部的功能，把输入的电气信号(交流)转换为弹性表面波(弹性能量)，并在压电基片上传输，把传输的弹性表面波转换为电气信号输出。上述反射器具有可使传输的弹性表面波向来自方向反射的功能。

对于这种IDT，通过分别设定各帘状电极指的长度和宽度、相邻各帘状电极指的间隔、表示在帘状电极指相互之间的成交错状态的对面长度的交叉宽度，可以设定信号转换特性和传输频带。而且，在反射器中，通过调整各反射器电极指的宽度和间隔，可以设定反射特性。

在这种弹性表面波器件中，同样也开发了具有不平衡型-平衡型转换功能的弹性表面波器件，已经实用化了。在滤波特性要求在传输频带以外有大衰减量的情形，采用特开平10-117123号公报记载的多段结构，串联连接纵向结合的弹性表面波元件。

近年来，针对平衡性的市场要求加强，传输频带外的衰减量成为必要，即使在具有不平衡型-平衡型转换功能的弹性表面波元件中，也要求平衡性有进一步的改善。

发明内容

为了解决上述问题，根据本发明的弹性表面波器件，具有四个以上的弹性表面波元件，该元件具有在压电基片上沿弹性表面波的传输方向形成的多个IDT和在所述各IDT的外侧形成的反射器，而且具有不平衡型-平衡型转换功能，其特征在于，为使平衡侧输出的相位差成为180度左右，把输入输出之间的相位偏移180度的所述弹性表面波元件配置在平衡侧，所述弹性表面波元件的串联连接为平衡连接。

根据所述构成，通过把反转相位、亦即使输入输出之间的相位偏移180度的所述弹性表面波元件配置在平衡侧，可以改善平衡输出或者不平衡输出的平衡性。而且，根据所述构成，平衡连接弹性表面波元件的串联连接的一方，其平衡输出或者不平衡输出的平衡性可以更好。

所述弹性表面波器件中，所述弹性表面波元件的至少一个IDT的电极指最好是偶数个。根据所述构成，提高使至少一个IDT的电极指为偶数个，可以进一步提高平衡输出或者不平衡输出的平衡性。

上述弹性表面波器件中，由所述弹性表面波元件的其它IDT夹持的中央IDT的电极指最好是偶数个。

根据所述构成，通过使中央IDT的电极指为偶数个，可以进一步改善平衡输出或者不平衡输出的平衡性。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的弹性表面波器件的结构示意图。

图2是所述弹性表面波器件的各个弹性表面波元件的配置说明图。

图3是展示对比例的弹性表面波器件的对称性差的说明图。

图4是展示根据本发明的实施例的弹性表面波器件的对称性好的说明图。

图5是展示所述对比例的弹性表面波器件的振幅平衡度的曲线图。

图6是展示所述对比例的弹性表面波器件的相位平衡度的曲线图。

图7是展示根据本发明的实施例的弹性表面波器件的振幅平衡度的曲线图。

图8是展示所述弹性表面波器件的相位平衡度的曲线图。

图9是展示所述图5和图7组合的各个弹性表面波器件的振幅平衡度的曲线图。

图10是展示所述图6和图8组合的各个弹性表面波器件的相位平衡度的曲线图。

图11是展示根据本发明的实施例的变形例的弹性表面波器件的振幅平衡度的曲线图。

图12是展示所述弹性表面波器件的相位平衡度的曲线图。

图13是具有根据本发明的实施例的弹性表面波器件的通信装置的主要部分的方框图。

发明的实施方式

以下根据图1到图13对本发明的实施例进行说明。图1、2展示了本发明的实施例。图1是具有两段四个元件结构的不平衡型-平衡型转换功能的弹性表面波器件的弹性表面波元件(1～4)的结构示意图。图2是所述弹性表面波器件的配置图。

如图1和图2所示，在所述弹性表面波器件中，不平衡侧的弹性表面波元件1、弹性表面波元件2并联连接在不平衡端子6，平衡侧的弹性表面波元件3、弹性表面波元件4串联连接在不平衡侧的各弹性表面波元件1、2。

各个弹性表面波元件(1、2、3、4)沿弹性表面波的传输方向，分别具有输入输出用的IDT(11、21、31、41)和夹持在其两侧的串联用的IDT(12、22、32、42)以及再夹持在其外侧两侧的反射器(13、23、33、43)。

本实施例的弹性表面波元件1～3同样设计，弹性表面波元件4设计成为与其它弹性表面波元件有180度相位差。而且，串联连接线51与串联连接线52、以及串联连接线53与串联连接线54分别设计成为相互有180度相位差，平衡连接各弹性表面波元件1、2和各弹性表面波元件3、4之间的串联连接。

串联连接线51、52使彼此对置的各串联用的IDT12、22分别相互连接。串联连接线53、54使彼此对置的各串联用的IDT32、42分别相互连接。

各弹性表面波元件(1、2、3、4)的输入输出用的IDT电极指(14、24、34、44)的个数为偶数。而且，串联用的IDT(12、22、32、42)的电极指个数为奇数。

本实施例的弹性表面波器件相关的设计参数例如下所述。中心频率为900MHz，输入输出用的IDT电极指(14、24、34、44)的个数为17对(34个)，串联用的IDT(12、22、32、42)的电极指的个数为13.5对(27个)。

以下说明根据本实施例的弹性表面波器件的作用、效果。图1是具有不平衡型-平衡型转换功能的弹性表面波器件。设计平衡端子7和平衡端子8的输出信号，使其在传输频带的振幅平衡度为0dB，表示相位平衡度的相位差为180度。但是，实际上振幅平衡度不能为0dB，表示相位平衡度的相位差不能为180度。

在本实施例这样的两段四元件结构的情形，弹性表面波元件1～4之中任一个必须进行相位反转，但是相位反转元件和无相位反转的元件，在相位以外的阻抗等也产生差别，结果平衡输出的平衡性差。

在所述多段连接的具有不平衡型-平衡型转换功能的弹性表面波器件中，本发明提供平衡端子7、8之间的非对称性得以缓和、所述平衡型良好的结构。

输入输出用的IDT电极指(14、24、34、44)的个数如果为偶数，则即使相位反转，由于地端(接地侧)和高电位端(信号侧)的电极指数相同，所以缓和了所述非对称性。

并且，设计串联连接线51和串联连接线52、以及串联连接线53和串联连接线54，使其相互间的相位分别差180度，通过平衡连接构成更良好的平衡性。

图3所示的非平衡连接的情形(对比例)，无相位反转的元件的IDT间的地端·高电位端的配置9、与相位反转元件的IDT间的地端·高电位端的配置10之间的对称性差，与此相反，图4所示的平衡连接情形(本实施例)，无相位反转的元件的IDT间的地端·高电位端的配置11、与相位反转元件的IDT间的地端·高电位端的配置12之间的对称性良好。

换言之，根据本实施例，在平衡侧的各弹性表面波元件3、4中，在经过沿中央的各输入输出用的IDT31、41间的弹性表面波的传输方向的中心，并且相对于与所述传输方向垂直的假想对称线，彼此邻接的各IDT(IDT31和各IDT22、IDT41和各IDT42)的对置部分(最外电极指和至少最外电极指的内侧的电极指)的各电极指间，分别设置地端·高电位端的配置，确保对称性。

但是，不仅不能完全消除结构上的非对称性，而且因元件的配置方法也会改变平衡性。因此，通过在图1的弹性表面波元件3或者弹性表面波元件4这样的平衡端子侧的段配置进行相位反转的弹性表面波元件，可以由实验证实平衡性得以改善。

在相位反转元件配置在不平衡侧的情形和配置在平衡侧的情形，与无相位反转的元件的连接方式各不相同，在不平衡侧并联连接，在平衡侧串联连接。通过把相位反转元件配置在平衡侧而不是在不平衡侧，能够改善平衡性，之所以这样是因为，相位和振幅等各元件的特性的差异，对串联连接时的影响比并联连接的小。

在本实施例中，如上所述，在具有多段连接的不平衡-平衡性转换功能的弹性表面波器件中，可以提供缓和平衡端子7、8之间的非对称性、平衡性良好的构成方法。

图5到图10展示了传输频带附近的平衡特性。在以图1的弹性表面波元件2作为相位反转元件的对比例中，其振幅平衡度如图5所示，相位平衡度如图6所示。而且，在以弹性表面波元件4作为相位反转元件的本实施例中，其振幅平衡度如图7所示，相位平衡度如图8所示。并且，为了便于对比，把图5和图7组合表示的内容展示在图9(虚线是图5的，实线是图7的)，把图6和图8组合表示的内容展示在图10(虚线是图6的，实线是图8的)。

弹性表面波器件的平衡输出在传输频带的平衡性，通常用从理想值到最大位移值的绝对值来判断，如图5到图10所示那样，通过把相位反转元件设置在平衡侧，可知改善了所述平衡性、特别是相位平衡度，正如对比例的振幅平衡度为0.24dB(图5)，以及表示相位平衡度的相位差为3.1度(图6)，本实施例的振幅平衡度为0.22dB(图7)，以及表示相位平衡度的相位差为2.4度(图8)。

并且，在本实施例中，列举了把相位反转元件设置在平衡侧的弹性表面波元件4的例子，但是并不特别限于上述那样，相位反转元件也可以设置在平衡侧的另一弹性表面波元件3。

在以平衡侧的弹性表面波元件3作为相位反转元件的本实施例的变形例中，如图11(振幅平衡度)和图12(相位平衡度)所示，通过把相位反转元件设置在平衡侧，可知改善了所述平衡性、特别是相位平衡度。

而且，如上所述，列举了以不平衡端子6作为输入侧、以各平衡端子7、8作为输出侧的例子，但是即使反过来以各平衡端子7、8作为输入侧、以不平衡端子6作为输出侧，由于认为平衡→不平衡转换的平衡性和不平衡→平衡转换的平衡性相互等同，所以同样可获得本发明的效果。

以下，参照图13说明装载本实施例记载的弹性表面波器件的通信装置100。

所述通信装置100，作为进行接收的接收机侧(Rx侧)，其构成包括，天线101、天线共用部/RFTop滤波器102、放大器103、Rx段间的滤波器104、混频器105、1st IF滤波器106、混频器107、2nd IF滤波器108、1st+2nd本机频率合成器111、TCXO(temperature compensated crystal oscillator(温度补偿型晶体振荡器))112、分配器113、本机滤波器114。如图13的双线所示，为了确保平衡性，最好从Rx段间滤波器104向混频器105发送各平衡信号。

而且，所述通信装置100，作为进行发送的收发机侧(Tx侧)，其构成共用所述天线101和所述天线共用部/RFTop滤波器102，同时还包括TxIF滤波器121、混频器122、Tx段间滤波器123、放大器124、耦合器125、隔离器126、APC(automatic power control(自动输出控制))127。

在所述Rx段间滤波器104、1st IF滤波器106、TxIF滤波器121、Tx段间滤波器123中，最好使用所述实施例中记载的弹性表面波器件。

而且，所述通信装置所用的弹性表面波器件，与已有的相比，可以改善平衡输出和不平衡输出的平衡性，所以在具有高性能化、特别是GHz频带以上的传输(使用)频带的通信装置中，可以实现小型化、高性能化。

如上所述，本发明的弹性表面波器件的结构是，在具有四个以上的弹性表面波元件并且具有不平衡型-平衡性转换功能的弹性表面波器件中，为了使平衡侧输出的相位差为180度左右，而把输入输出间的相位偏移180度的所述弹性表面波元件配置在平衡侧。

因此，在所述结构中，即通过把输入输出间的相位偏移180度的所述弹性表面波元件配置在平衡侧，实现了称为能够改善平衡输出或不平衡输出的平衡性的效果。

Claims (4)

1.一种弹性表面波器件，具有第1～第4弹性表面波元件，并且具有不平衡型-平衡型转换功能，

所述第1～第4弹性表面波元件具有：压电基片；在所述压电基片上沿弹性表面波的传输方向依次配置的输入输出用梳状电极；夹持在所述输入输出用梳状电极的左右两侧的串联用梳状电极；以及形成在所述各梳状电极的外侧的反射器，

第1弹性表面波元件和第3弹性表面波元件、第2弹性表面波元件和第4弹性表面波元件分别串联连接后，形成2段串联连接，

第1段的第1、第2弹性表面波元件的输入输出用梳状电极的一端分别与不平衡端子连接，

第2段的第3、第4弹性表面波元件的输入输出用梳状电极的一端以及另一端分别与第1、第2平衡端子连接，

第1段的第1、第2弹性表面波元件的左侧串联用梳状电极的一端和第2段的第3、第4弹性表面波元件的左侧串联用梳状电极的一端分别通过第1、第3串联连接线连接，

第1段的第1、第2弹性表面波元件的右侧串联用梳状电极的一端和第2段的第3、第4弹性表面波元件的右侧串联用梳状电极的一端分别通过第2、第4串联连接线连接，其中，

为使平衡侧输出的相位差成为180度左右，把输入输出之间的相位偏移180度的所述第4弹性表面波元件配置在平衡侧，并且，所述第1、第2串联连接线相互间的相位差为180度，所述第3、第4串联连接线相互间的相位差为180度。

2.根据权利要求1的弹性表面波器件，其特征在于，所述弹性表面波元件的至少一个梳状电极的电极指是偶数个。

3.根据权利要求1的弹性表面波器件，其特征在于，由所述弹性表面波元件的其它梳状电极所夹持的中央梳状电极的电极指是偶数个。

4.一种通信装置，其特征在于具有权利要求1所述的弹性表面波器件。

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