DE60038096T2

DE60038096T2 - Obreflächenwellenanordnung

Info

Publication number: DE60038096T2
Application number: DE60038096T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Katsushika-ku ICHIKAWA; Seiichi Yokohama-shi MITOBE
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2020-10-05
Also published as: EP1150425B1; CN1162968C; US20010052737A1; CN1327632A; DE60038096D1; WO2001026223A1; EP1150425A4; EP1150425A1; US6842090B2

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Oberflächenwellengerät mit Oberflächenwellenfiltern, die parallel verbunden sind.
Stand der Technik
Wie bekannt, werden im Allgemeinen ein niedriger Verlust und eine Steile-Außer-Band-Grenzeigenschaft benötigt in einem Oberflächenwellenfilter eines Oberflächenwellengeräts, das verwendet wird für Mobilkommunikation.
Beispielsweise wird ein Mehrstufenkaskaden-verbundenes resonantes Filter verwendet als ein Oberflächenwellenelement für ein System das eine steile Filtereigenschaft benötigt, da ein niedriger Verlust als wichtig betrachtet wird und angrenzende Kanäle nahe beieinander sind, obwohl ihr Frequenzband breit ist, wie ein GSM-(globales System für Mobilkommunikation)-IF-(Zwischenfrequenz bzw. Intermediate Frequency)-Filter.
In dem Mehrstufenkaskaden-verbundenen resonanten Filter muss jedoch die Anzahl der Stufen sich erhöhen, um eine Steilheit sicherzustellen, und daher wird ein Verlust groß. Um ein breites Frequenzband zu erhalten, wird ein Durchstimmen benötigt zwischen den Stufen der entsprechenden resonanten Filter. Das resonante Filter ist deshalb schwierig anzubringen.
Eine andere Struktur eines Oberflächenwellenfilters ist offenbart in beispielsweise der japanischen Patentanmeldung KOKAI Veröffentlichungsnummern 62-43204 und 9-214284 . In dem Oberflächenwellenfiltern dieser Veröffentlichungen kann das Frequenzband verbreitert werden durch eine parallele Anordnung der Filter mit einer oder zwei resonanten Frequenzen bzw. Resonanzfrequenzen.
Jedoch gibt es eine Grenze beim Verbreitern des Durchlassbandes der obigen Filter, da mehrere Resonanzfrequenzintervalle hauptsächlich von dem elektromechanischen Kupplungskoeffizient zu einem piezo-elektrischen Substrat abhängen. Falls nicht die Phase eines nicht-notwendigen Modus höherer Ordnung außerhalb des Frequenzbands des Modus entgegengesetzt gesetzt wird zu dem eines Resonanzfilters bei dem anderen, kann der nicht-notwendige Modus höherer Ordnung nicht unterdrückt werden. Aus diesem Grund kann die In-Band-Eigenschaft nicht entworfen werden, der Möglichkeit nach unter der Steuerung der Außer-Band-Eigenschaft. Die Filter werden deshalb bei ihrer Verwendung begrenzt.
Um eine Richtung bei der Ausbreitungseigenschaft der Oberflächenwelle bzw. Oberflächenakustikwelle bereitzustellen, wurde ein Oberflächenwellenfilter, unter Verwendung eines Oberflächenwellenelements R(resonant) SPUDT(Single Phase Uni-Directional Transducer bzw. einzelphasenunidirektionaler Transducer) neuerlich weit verwendet, da seine Designflexibilität hoch ist, niedrige Verluste aufweist und leicht zu miniaturisieren ist. In dem Oberflächenwellen RSPUDT, werden SPUDTs der Kammelektroden, die in einer unidirektionalen Elektrodenstruktur derart angeordnet sind, dass die Hauptausbreitungsrichtungen der Anregungswellen entgegengesetzt zueinander liegen.
In diesem Typ Oberflächenwellenfilter wird jedoch die interne Reflektion eines Elektrodenfingers positiv verwendet, um eine unidirektionale Eigenschaft zu erreichen. Sowohl die Bandbreite, als auch die einhüllende Eigenschaft des Filters hängen von dem Verhältnis ab von einer vorwärtsunidirektionalen Elektrode zu einer rückwärtsunidirektionalen Elektrode, den Reflektionsfaktoren derselben und der Anzahl der Elektrodenfinger. Deshalb gibt es eine Grenze beim Entwerfen der Bandbreite und der einhüllenden Eigenschaft unabhängig voneinander. Insbesondere ist es schwierig, eine weite Bandbreite und Steile-Einhüllende-Eigenschaft herzustellen, die kompatibel miteinander sind.
US-A-5,896,071 beschreibt ein Oberflächenwellengerät-Symmetriergliedresonatorfilter. Ein Oberflächenwellengerät umfasst erste und zweite SPUDT-Resonatorfilter, wobei jeder erste und zweite Transducer umfasst, die bevorzugt resonante SPUDTs sind, wobei ein Transducer des zweiten Resonatorfilters ein Spiegelbild des entsprechenden Transducers des ersten Resonatorfilters ist zum Bereitstellen eine Phasenunterschieds von 180°. Ferner wird eine semiparallele Verbindung der zwei Filter mit entgegengesetzten Phasen bei nur einer Seite beschrieben.
JP-8 204 502 A , als das nächstliegende Stand-der-Technik-Dokument, beschreibt ein Oberflächenwellengerät mit zwei Filtern parallel zueinander, wobei jeder Filter drei Resonanzfrequenzen aufweist. Die sechs Resonanzfrequenzen stimmen teilweise überein.
M. Solal et al. beschreiben "Innovative SPUDT based structures for mobile radio applications" in dem 1994 Ultrasonics Symposium in Cannes, Frankreich, Seiten 17–22, XP 10139531. Hier wird ein IF-Filter verwendet in Funkempfängern und es wird beschrieben, dass SPUDT-basierende Strukturen gut passend sind zum Entwerfen verschiedener Systemarchitekturen und eine Unidirektionalität erlauben, die eine einzelne Metallisierungsschicht verwendet. Beispiele zeigen, wie Mobilfunk einen sehr wichtigen Versuch beim Entwickeln von SAW-Strukturen motiviert hat. Mehrere GSM-Kanalfiltermodelle werden diskutiert und zwei unterschiedliche Designs werden gezeigt zum Herstellen eines Filters. Ferner wird ein ausgeglichenes Antriebs-RSPUDT-Filter mit vier SPUDT- Elementen gezeigt, das IN+, IN–, OUT+ und OUT–-Anschlüsse aufweist.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt unter Inbetrachtziehung der obigen Situation und ihre Aufgabe ist es, ein Oberflächenwellengerät bereitzustellen, das einen niedrigen Verlust benötigt, sowie ein Breitband und eine Steile-Einhüllende-Eigenschaft.
Diese Aufgabe wird erreicht durch das Merkmal des Anspruchs 1 und die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen.
Es wurde gefunden, dass die Frequenzeigenschaften eines Transducers, speziell ein Intervall zwischen Resonanzpunkten, variiert werden durch Variieren des Verhältnisses eines Vorwärtsrichtungs-SPUDT-Bereichs zu einem Rückwärtsrichtungs-SPUDT-Bereich in dem Transducer (das Verhältnis der Anzahl der Elektrodenfinger in dem früheren SPUDT-Bereich zu der Anzahl der Elektrodenfinger in dem späteren SPUDT-Bereich).
In anderen Worten, führt das Oberflächenwellenelement, das einen Transducer verwendet mit einer RSPUDT-Struktur, einen Zwischenbetrieb zwischen einem bekannten sogenannten transversalen Filter und einem resonanten Filter aus, bildet eine Resonanzkavität, dessen Endteil der Grenze entspricht zwischen Vorwärtsrichtungs- und Rückwärtsrichtungs-SPUDT-Bereichen in dem Transducer, zeigt eine Multiplexmoden-Resonanzfrequenzeigenschaft und hat eine Vielzahl von Spitzen (Resonanzpunkte) auf der Frequenzamplitudeneigenschaft.
In dem Filter mit der RSPUDT-Struktur variiert die Resonanzkavitätslänge mit der Variierung des Verhältnisses der Anzahl der Elektrodenfinger des Rückwärtsrichtungs-SPUDT in dem Transducer zu der Anzahl der Elektrodenfinger des Rückwärtsrichtungs-SPUDT. Deshalb ändert sich der Resonanzpunkt auf der Frequenzachse. Es wurde herausgefunden, dass das Intervall zwischen den Resonanzpunkten expandiert wurde, falls die Anzahl der Elektrodenfinger des Vorwärtsrichtungs-SPUDT-Bereichs eines Transducers mit einer RSPUDT-Struktur, gebildet auf einem 45° X–Z Lithium-Tetraborat (Li2B4O7:LBO) piezo-elektrischem Substrat erhöht wurde (falls das Verhältnis des Vorwärtsrichtungs-SPUDT-Bereichs erhöht wurde). Mit Bezug auf die Details dieses Aspekts, siehe 1999 IEEE Ultrasonics Symposium Proceeding Band 1, Seiten 351 bis 356.
Dieses Phänomen verwendend, werden zwei (oder mehr) RSPUDTs parallel und mit entgegengesetzten Phasen verbunden, die Resonanzpunkte der beiden RSPUDTs werden auf der Frequenzachse bevorzugt mit regelmäßigen Intervallen angeordnet zum Darstellen eines Filters, und die Ausgaben des Filters werden einem Impedanzübereinstimmen ausgesetzt. Eine kombinierte Breit-Durchlassbandeigenschaft kann daher erhalten werden aus den Frequenzeigenschaften der zwei RSPUDTs. In dieser Zeit kann eine gewünschte Durchlassbandeigenschaft erreicht werden durch Steuern eines Intervalls zwischen Resonanzpunkten der RSPUDTs. Das Intervall kann gesteuert werden nur durch Ändern des Verhältnisses der Anzahl der Elektrodenfinger zwischen dem Rückwärtsrichtungs-SPUDT und dem Rückwärtsrichtungs-SPUDT. Es ist daher möglich, die Breite des Durchlassbandes relativ frei anzuordnen durch leichtes Ändern eines Designs der Elektroden.
Falls einer der Transducer, die parallel verbunden sind, Resonanzfrequenzen von Fl1, Fc1 und Fu1 hat und der andere Transducer Resonanzfrequenzen von Fl2, Fc2, und Fu2 hat, werden diese Resonanzfrequenzen ausgedrückt wie folgt:
Fl1 < Fl2 < Fc2 < Fc1 < Fu1 < Fu2.
Da deshalb die Phasen einer niedrigen Frequenz nahe zu der Resonanzfrequenz Fl1 und einer hohen Frequenz nahe zu der Resonanzfrequenz Fu2 entgegengesetzt zueinander bleiben, werden die Durchlassbandeigenschaften von beiden der Transducer durch einander ausgelöscht. Eine Steile-Einhüllende-Eigenschaft kann daher erreicht werden als eine Außerbandeigenschaft bzw. Charakteristik.
Die Phasen der Resonanzfrequenzen Fl1 und Fl2 können entgegengesetzt zueinander sein, die Phasen der Resonanzfrequenzen Fc1 und Fc2 können entgegengesetzt zueinander sein und die Phasen der Resonanzfrequenzen Fu1 und Fu2 können entgegengesetzt zueinander sein. Ein Frequenzband kann daher verbreitert werden.
Die entsprechenden Intervalle von mindestens vier der Resonanzfrequenzen Fl1, Fc1, Fu1, Fl2, Fc2 und Fu2 können fast gleich zueinander sein. Ein Frequenzband kann daher verbreitert werden.
Die Einfügungsverluste von mindestens vier der Resonanzfrequenzen Fl1, Fc1, Fu1, Fl2, Fc2 und Fu2 können fast gleich zueinander sein. Ein Frequenzband kann daher verbreitert werden unabhängig von den Frequenzen.
Beide der Transducer, die parallel verbunden sind, können auf einem einzelnen Chip gebildet werden.
Die parallel verbundenen Transducer können auch auf unterschiedlichen Chips gebildet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Ansicht, die eine Ausführungsform des Oberflächenwellengeräts gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt und zeigt;
2 zeigt eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Kammelektrodenstruktur von einem SPUDT gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt und zeigt;
3 zeigt eine Tabelle, die eine Phasenbeziehung von Resonanzfrequenzen von zwei Oberflächenwellenfiltern gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt und zeigt;
4 zeigt eine Tabelle, die eine andere Phasenbeziehung von Resonanzfrequenzen der zwei Oberflächenwellenfilter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt und zeigt;
5 zeigt einen Graphen, der eine Frequenzeigenschaft des Oberflächenwellengeräts gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt und zeigt;
6 zeigt ein Diagramm, das ein Oberflächenwellengerät als vergleichendes Beispiel erklärt und zeigt;
7 zeigt einen Graphen, der eine Frequenzeigenschaft des Oberflächenwellengeräts des vergleichenden Beispiels erklärt und zeigt;
8 zeigt einen Graphen, der eine andere Frequenzeigenschaft des Oberflächenwellengeräts des vergleichenden Beispiels erklärt und zeigt;
9 zeigt einen Graphen, der eine Frequenzeigenschaft von einem der Oberflächenwellenfilter des Oberflächenwellengeräts gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt und zeigt;
10 zeigte einen Graphen, der eine Frequenzeigenschaft des anderen Oberflächenwellenfilters des Oberflächenwellengeräts gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt und zeigt;
11 zeigt einen Graphen, der eine Kombination der Frequenzeigenschaften der zwei Oberflächenwellenfilter des Oberflächenwellengeräts gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt und zeigt;
12 zeigt ein Blockdiagramm, das das Oberflächenwellengerät gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt und zeigt, mit dem eine externe Schaltung verbunden ist;
13 zeigt einen Graphen, der eine simulierte Frequenzeigenschaft des Oberflächenwellengeräts gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt und zeigt, mit dem das externe Gerät verbunden ist; und
14 zeigt einen Graphen, der die tatsächliche Frequenzeigenschaft des Oberflächenwellengeräts gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt und zeigt, mit dem das externe Gerät verbunden ist.
Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
Eine Ausführungsform dieser Erfindung wird nun beschrieben in Einzelheiten mit Bezug auf die Zeichnungen. In 1 kennzeichnet Bezugszeichen 1 ein Oberflächenwellengerät.
Das Oberflächenwellengerät 1 ist derart zusammengesetzt, dass ein Oberflächenwellenfilter A eines ersten Oberflächenwellenelements und ein Oberflächenwellenfilter B eines zweiten Oberflächenwellenelements parallel auf dem gleichen Chip verbunden sind mit dem Eingangsanschluss 2 und Ausgangsanschluss 6.
Die Oberflächenwellenfilter A und B sind jeweils zusammengesetzt aus zwei der RSPUDTs 5, 9, 13 und 16, die in der Hauptausbreitungsrichtung der oberflächenakustischen Welle bzw. Oberflächenwelle angeordnet sind. Es sei angenommen, dass die nach rechts laufende Richtung der Oberflächenwelle (SAW, Surface Acoustic Wave) in 1 eine Vorwärtsrichtung ist und die nach links laufende Richtung derselben einer Rückwärtsrichtung ist aus Gründen der Einfachheit, wobei die RSPUDTs Vorwärts-SPUDTs 3, 8, 11 and 15 zum Übertragen der SAW in die Vorwärtsrichtung und Rückwärts-SPUDTs 4, 7, 12 und 14 zum Übertragen der SAW in die Rückwärtsrichtung.
2 zeigt ein Beispiel einer SPUDT-Elektrodenstruktur. Ein Paar Sammelschienen wird gebildet auf einem piezoelektrischen Substrat 10. Ein Elektrodenfinger 3a mit einer Breite von λ/8 (λ ist eine Wellenlänge der Oberflächenwelle), verbunden mit einer der Sammelschienen, und ein Elektrodenfinger 3b mit einer Breite von 3λ/8 und ein Elektrodenfinger 3c mit einer Breite von λ/8, wobei beide verbunden sind mit der anderen Sammelschiene, werden miteinander kombiniert zu einer Kammelektrodenstruktur.
In der Kammelektrodenstruktur variiert die Phasenbeziehung zwischen einer Anregungswelle und einer internen Reflektionswelle, erzeugt von einem Endteil der Elektrode, von der Rechtsrichtung zu der Linksrichtung in 2. Bei der Phasenbeziehung ist die angeregte Oberflächenwelle verstärkt in eine Richtung und abgeschwächt in die die Rückwärtsrichtung mit dem Ergebnis, dass eine unidirektionale Eigenschaft erhalten werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Kammelektrodenstrukturen, in die die obige Kammelektrodenstruktur symmetrisch gefaltet ist, angeordnet zum Darstellen eines einzelnen Transducers. Die RSPUDT-Struktur wird demgemäß erhalten.
Der Vorwärts-SPUDT und der Rückwärts-SPUDT, die in 1 gezeigt sind, sind zusammengesetzt als ein Transducer mit Kammelektroden, die mit einer gemeinsamen Sammelschiene verbunden sind. Die Elektroden sind symmetrisch angeordnet hinsichtlich der Grenze zwischen dem Vorwärts- und Rückwärts-SPUDT.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die symmetrische Anordnung nicht perfekt. Beispielsweise entspricht die Anzahl der Elektrodenfinger des Vorwärts-SPUDT und die der Elektrodenfinger des Rückwärts-SPUDT nicht immer einander. Wie später beschrieben wird, kann das Verhältnis der Anzahl der Elektrodenfinger zwischen Vorwärts- und Rückwärts-SPUDTs variiert werden mit einer verlangten Eigenschaft.
Ein Transducer muss nicht notwendigerweise zusammengesetzt sein aus einem einzelnen Paar von Vorwärts- und Rückwärts-SPUDT-Bereichen. Einige Vorwärts- und Rückwärts-SPUDT-Bereiche können in einem Transducer angeordnet sein.
Beim Zusammensetzen eines Filters in der Praxis wird eine gewünschte Filtereigenschaft erreicht durch Gewichten der Oberflächenwellenelemente, unter Verwendung einer direktionalen bzw. gerichteten Eigenschaft. In vielen Fällen ist die Anordnung von Vorwärts- und Rückwärts-SPUDTs komplizierter.
Die Filter A und B enthalten eine resonante Kavität, dessen Ende übereinstimmt mit der Grenze zwischen den Vorwärts- und Rückwärts-SPUDTs und führen einen Zwischenbetrieb zwischen einem Transversalfilter und einem resonanten Filter bzw. Resonanzfilter aus. Falls in dieser Struktur das Verhältnis der Elektrodenfinger, die den Vorwärts-SPUDT in dem Transducer darstellen, zu denen, die den Rückwärts-SPUDT darstellen, variiert wird, wird die Länge der resonanten Kavität variiert. Folglich wird ein Intervall zwischen resonanten Moden von diesen Filtern verändert.
Die oben beschriebenen Oberflächenwellenfilter A und B weisen jeweils eine Triele-Modus-Resonanzfrequenz auf. Es sei angenommen, dass die Resonanzfrequenzen des Oberflächenwellenfilters A Fl1, Fc1 und Fu1 sind, und diese von dem Oberflächenwellenfilter B Fl2, Fc2 und Fu2 sind, wobei die Resonanzfrequenzen ausgedrückt werden, wie folgt:
Fl1 < Fl2 < Fc2 < Fc1 < Fu1 < Fu2
Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist die Phase der Resonanzfrequenz Fl1 entgegengesetzt zu der der Resonanzfrequenz Fl2, die Phase der Resonanzfrequenz Fc1 entgegengesetzt zu der der Resonanzfrequenz Fc2 und die Phase der Resonanzfrequenz Fu1 entgegengesetzt zu der der Resonanzfrequenz Fu2.
Ferner werden die Resonanzfrequenzen Fl1, Fc1, Fu1, Fl2, Fc2 und Fu2 auf solch eine Art und Weise eingestellt, dass die entsprechenden Intervalle zwischen mindestens vier Resonanzfrequenzen fast gleich sind zueinander und die Einfügungsverluste von mindestens vier Resonanzfrequenzen fast gleich sind zueinander.
Eine Gesamtheit von sechs Resonanzmoden, bestehend aus drei Resonanzmoden des Oberflächenwellenfilters A und drei Resonanzmoden des Oberflächenwellenfilters B, werden zusammengekoppelt. Ein großes Frequenzband kann daher, wie in 5 dargestellt, erzeugt werden.
Da die Phasen der Oberflächenwellenfilter A und B außerhalb entgegengesetzt zueinander sind, aber nahe dem Frequenzband, werden die Abschwächungsbeträge durch einander ausgelöscht und die Steilheit einer Einhüllenden-Eigenschaft erhöht sich mehr als die in dem Oberflächenwellenfilter A oder B alleine. Falls in diesem Zustand die Einfügungsverlusthöhen der Filter A und B gleich zueinander sind, werden die Abschwächungsbeträge unendlich in der Nähe des Frequenzbands.
6 stellt ein Oberflächenwellengerät 21 mit Resonanzfiltern dar, die parallel verbunden sind und entgegengesetzte Phasen aufweisen als ein vergleichendes Beispiel des in 1 gezeigten Oberflächenwellengeräts 1.
Insbesondere enthält das Oberflächenwellengerät 21 ein Oberflächenwellenfilter A eines ersten Oberflächenwellenelements und ein Oberflächenwellenfilter B eines zweiten Oberflächenwellenelements. Diese Filter A und B werden parallel zueinander auf dem gleichen Chip verbunden.
Das Oberflächenwellenfilter A enthält einen IDT (interdigitalen Transducer bzw. Inter Digital Transducer) 25, der mit einem Eingangsanschluss 22 verbunden ist, der auf einem piezo-elektrischen Substrat 20 gebildet ist und ein IDT 29, der mit einem Ausgangsanschluss 26 verbunden ist, der auf dem piezo-elektrischen Substrat 20 gebildet ist.
Der IDT 25 ist zusammengesetzt aus Kammelektroden 23 und 24, die einander kreuzen. Der IDT 29 ist zusammengesetzt aus Kammelektroden 27 und 28, die einander kreuzen.
Das Oberflächenwellenfilter B enthält einen IDT 33, der verbunden ist mit dem Eingangsanschluss 22, der auf dem piezo-elektrischen Substrat 20 gebildet wird, und einen IDT 36, der mit einem Ausgangsanschluss 26 verbunden ist, der auf dem piezo-elektrischen Substrat 20 gebildet wird.
Der IDT 33 ist zusammengesetzt aus Kammelektroden 31 und 32, die einander überschneiden. Der IDT 36 ist zusammengesetzt aus Kammelektroden 34 und 35, die einander schneiden.
Jedes der Oberflächenwellenfilter A und B hat einen Reflektor 37 auf jeder Seite derselben.
Jedes der Oberflächenwellenfilter A und B hat eine Doppelmodus-Resonanzfrequenzeigenschaft. Obwohl die Resonanzfrequenzen des Oberflächenwellenfilters A Fl1 und Fu1 sind, und die des Oberflächenwellenfilters B Fl2 und Fu2 sind, hängt die Frequenzeigenschaft nur von der Kopplungskonstante und Reflektionsvermögen des Substrats ab. Ungleich zu dem Oberflächenwellengerät 1, das in 1 gezeigt ist, kann das Gerät keine Breitbandfilter erreichen, wie in 7 oder 8 gezeigt.
Die Oberflächenwellenfilter A und B können auf dem gleichen Chip gebildet werden. Falls jedoch diese Filter auf ihren verschiedenen Chips gebildet wären, kann der Vorteil erhalten werden.
Da die RSPUDT-Struktur angenommen wird, kann die Außer-Band-Eigenschaft frei entworfen werden durch Steuern der Anregung des IDT oder der Reflektionsverteilung durch eine Gewichtungsfunktion. Die Flexibilität des Designs kann stärker verbessert werden, als dass in dem Oberflächenwellengerät 21 mit Resonanzfiltern, die parallel und mit entgegengesetzter Phase verbunden sind.
In anderen Worten kann das Gerät mit zwei Oberflächenwellenfiltern ein breiteres Band erreichen, als ein Gerät mit einem einzelnen Oberflächenwellenfilter, und kann eine steilere Einhüllende-Eigenschaft erhalten. Die Bandeigenschaft und Außer-Band-Eigenschaft kann frei entwickelt werden, und die Größe des Geräts kann verkleinert werden.
Das Folgende sind experimentelle Ergebnisse der Oberflächenwellenfilter A und B, wobei jeder zwei RSPUDTs aufweist, die gebildet werden aus einem Aluminium-(Al)-Film auf dem gleichen piezo-elektrischen Substrat, wie ein LBO-Substrat, auf dem ein 210-MHz-PCS-(persönliches Kommunicationssystem)-IF-Filter gebildet wird.
9 zeigt eine 50-Ω-Frequenzeigenschaft des Oberflächenwellenfilters A, und 10 zeigt eine 50-Ω-Frequenzeigenschaft des Oberflächenwellenfilters B.
11 zeigt eine Frequenzeigenschaft einer kombinierten Wellenform des Oberflächenwellenfilters A mit der Frequenzeigenschaft, die in 9 gezeigt ist, und das Oberflächenwellenfilter B mit der Frequenzeigenschaft, die in 10 gezeigt ist.
12 stellt das Oberflächenwellengerät 1 dar, dessen Eingangsseite verbunden ist mit einer externen Schaltung, einschließlich einem Widerstand R1, einem Kondensator C1 und einer Induktivität L1 und dessen Ausgangsseite verbunden ist mit einer externen Schaltung, einschließlich einem Widerstand R2, einem Kondensator C2 und einer Induktivität L2 zum Ausführen einer Übereinstimmung.
Falls eine Übereinstimmung ausgeführt wird, wie in 12 gezeigt, ist die Simulation des Oberflächenwellengeräts 1 gegeben, wie in 13 gezeigt, und die gleiche Frequenzeigenschaft, wie die, die in 11 gezeigt ist, kann erhalten werden.
Die tatsächlichen Ergebnisse entsprechen der Frequenzeigenschaft, wie in 14 gezeigt. Die gleichen Ergebnisse, wie die Simulation, die in 13 gezeigt ist, können produziert werden.
In der obigen Ausführungsform wird LBO verwendet für das piezo-elektrische Substrat. Jedoch kann der gleiche Vorteil erhalten werden, selbst wenn ein anderes piezo-elektrisches Substrat verwendet wird.
In der vorhergehenden Ausführungsform wurde ein Experiment ausgeführt an einem IF-Filter, das ein Abstimmen bzw. Tunen in einer externen Schaltung benötigt. Jedoch kann der gleiche Vorteil erreicht werden durch einen Reinen-50-Ω-Treiber-RF-(Funkfrequenz)-Filter.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß der vorhergehenden im Einzelnen beschriebenen vorliegenden Erfindung wird eine Bandeigenschaft erzeugt aus der Frequenzeigenschaft eines RSPUDT, einschließlich einem Paar von SPUDTs, die derart angeordnet sind, dass ihre Ausbreitungsrichtungen entgegengesetzt zueinander sind. Die SPUDTs weisen eine unidirektionale Elektrodenstruktur auf zum Bereitstellen einer Ausbreitungseigenschaft mit einer direktionalen bzw. gerichteten Eigenschaft.
Die Bandbreite kann frei gesteuert werden durch Variieren des Verhältnisses einer Kammelektrode eines SPUDT mit einer Ausbreitungseigenschaft in der Vorwärtsrichtung zu einer Kammelektrode eines SPUDT mit einer Ausbreitungseigenschaft in der Rückwärtsrichtung oder durch Variieren der Resonanzkavität, falls die Bandbreite innerhalb eines Traps fällt, der definiert wird durch den Logarithmus der Kammelektroden. Eine Steile-Einhüllende-Eigenschaft kann erhalten werden mit einem niedrigen Verlust und innerhalb eines Breitbandes.

Claims

Ein Oberflächenwellengerät, umfassend zwei oder mehr Oberflächenwellenfilter (A, B), gebildet auf einem piezoelektrischen Substrat, wobei mindestens zwei der Filter (A, B) parallel verbunden sind mit gegensätzlicher Phase zueinander zum Bilden eines Eingangsanschlusses (2) und eines Ausgangsanschlusses (6) des Geräts, wobei jeder der Filter (A, B), die parallel verbunden sind, eine Triele-Modus-Resonanzfrequenzeigenschaft aufweist, wobei Fl1, Fc1 und Fu1 die nacheinanderfolgenden Resonanzfrequenzen von einem der Filter (A, B) sind, die parallel verbunden sind, und Fl2, Fc2 und Fu2 die nacheinanderfolgenden Resonanzfrequenzen des anderen der Filter (A, B) sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Filter (A, B) ein Paar von Bereichen (5, 9, 13, 16) umfasst, wobei jeder der Bereiche ein Paar von Kammelektroden bzw. kammförmigen Elektroden (3, 4; 7, 8; 11, 12; 14, 15) aufweist, dessen Oberflächenwellenausbreitungsrichtungen entgegengesetzt zueinander sind, wobei Fl1 < Fl2 < Fc2 < Fc1 < Fu1 < Fu2 ist.
Das Oberflächenwellengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Phase der Resonanzfrequenz Fl1 entgegengesetzt ist zu der der Resonanzfrequenz Fl2, eine Phase der Resonanzfrequenz Fc1 entgegengesetzt ist zu der der Resonanzfrequenz Fc2 und eine Phase der Resonanzfrequenz Fu1 entgegengesetzt ist zu der der Resonanzfrequenz Fu2.
Das Oberflächenwellengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechende Intervalle der mindestens vier Resonanzfrequenzen gleich zueinander sind.
Das Oberflächenwellengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Einfügungsverluste bei mindestens vier der Resonanzfrequenzen gleich zueinander sind.
Das Oberflächenwellengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der parallel verbundenen Filter (A, B) gebildet werden auf einem einzelnen Chip.
Das Oberflächenwellengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der parallel verbundenen Filter (A, B) gebildet werden auf verschiedenen Chips.