DE68916308T2

DE68916308T2 - Akustisches Oberflächenwellenfilter.

Info

Publication number: DE68916308T2
Application number: DE68916308T
Authority: DE
Inventors: Mitsutaka Hikita; Kazuhito Kurosawa; Nobuhiko Shibagaki; Toyoji Tabuchi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-04-11
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2009-04-11
Also published as: EP0337703B1; JPH01260911A; DE68916308D1; US5115216A; EP0337703A3; EP0337703A2

Description

Gebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Filter, das eine akustische Oberflächenwelle (SAW = surface acoustic wave) verwendet, und sie betrifft spezieller ein SAW-Filter, das gut für Sender und Empfänger für mobile Nachrichtenübertragung geeignet ist, besonders für solche im Kleinzonenfunknetz. Das erfindungsgemäße SAW-Filter wird auf Geräte in der mobilen Nachrichtigenübertragung angewandt, wie auf tragbare Personenrufeinrichtungen, Mobiltelefone und schnurlose Telefone.

Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik:

Ein herkömmliches SAW-Filter vom sogenannten Transversaltyp weist eine Konstruktion auf, bei der ein kammförmiger Eingangswandler zum Wandeln eines elektrischen Signals in eine akustische Oberflächenwelle und ein kammförmiger Ausgangswandler zum Rückwandeln der akustischen Oberflächenwelle in ein elektrisches Signal auf einem piezoelektrischen Substrat angeordnet sind. Ein Beispiel für ein SAW-Filter ist z.B. in Proceedings of IEEE, Vol. 67 (1979), S. 129 - 146 gegeben.
Beim vorstehend genannten Filter aus dem Stand der Technik werden alle elektrischen Eingangssignale vom Eingangswandler einmal in Signale akustischer Oberflächenwellen umgewandelt und die Signale akustischer Oberflächenwellen werden vom Ausgangswandler in die elektrischen Signale rückgewandelt. Daher sind die mit den Prozessen der Wandlung und Rückwandlung verbundenen Verluste sehr stark.
Wenn in ein solches Filter viel elektrische Leistung eingegeben wird, wird darüber hinaus eine akustische Oberflächenfläche großer Amplitude durch das starke Eingangssignal vom Wandler her erzeugt, wodurch innerhalb sehr kurzer Zeit eine Verschiebung an den Fingern der den Wandler des Filters bildenden kammförmigen Elektrode auftreten (z.B. haben im Fall eines Filters im Fall für ein Mobiltelefon im 800 MHz-Band die Finger einer Aluminiumelektrode eine Breite von 1,1 - 1,2 um und eine Filmdicke von 0,1 um). Da fortschreitende Wanderung selbst zu einem Durchbrennen oder einem Kurzschluß der Elektrodenfinger führt, muß die Eingangsleistung an das Filter z.B. im 800 MHz-Band unter ungefähr 10 dBm gehalten werden. Die technische Schwierigkeit der Verschiebung ist ein wichtiges Thema, das innerhalb des zugehörigen Problemkreises zu lösen ist, und die Lösung ist für eine Verbesserung der Lebensdauer und der Zuverlässigkeit von Sendern und Empfängern unabdingbar.
Darüber hinaus erhöht das Aufkommen verschiedener Nachrichtenübertragungseinrichtungen, wie sie durch tragbare Telefongeräte repräsentiert werden und wie sie Dank des jüngsten Fortschritts in der Nachrichtenübertragungstechnologie vorliegen, die Nachfrage nach für diese verwendbaren Nachrichtenübertragungs-Wellenlängenbändern deutlich. Das Erfordernis des Realisierens vieler Verbindungen innerhalb einer begrenzten Anzahl zur Verfügung stehender Wellenlängenbänder erfordert eine auffallende Verbesserung bei der Frequenzcharakteristik von Sendern und Empfängern.
Die vorstehend angegebenen technischen Themen werden als hochwichtige Probleme angesehen, die auf dem Gebiet zukünftiger Nachrichtenübertragungstechnologie überwunden werden müssen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:

Die Hauptaufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes SAW- Filter anzugeben, das die vorstehend angegebenen technischen Aufgaben löst.
Eine konkretere Aufgabe der Erfindung ist es, ein SAW-Filter mit neuartiger Frequenzcharakteristik anzugeben.
Um die vorstehend angegebenen sowie andere Aufgaben, die später deutlich werden, zu lösen, wird die Erfindung wie folgt ausgeführt:
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung wird ein SAW-Filter angegeben, mit einem SAW-Resonator, der mit einem piezoelektrischen Substrat, einem auf dem piezoelektrischen Substrat ausgebildeten ersten Elektrodenmuster, das mehrere elektrisch miteinander verbundene Elektrodenfinger aufweist, und einem auf dem piezoelektrischen Substrat ausgebildeten, zweiten Elektrodenmuster aufgebaut ist, das über mehrere Elektrodenfinger verfügt, die elektrisch miteinander verbunden sind und verkämmt zwischen den mehreren Elektrodenfingern des ersten Elektrodenmusters angeordnet sind; wobei der SAW-Resonator mehrere SAW-Übertragungsräume zum Übertragen einer angeregten SAW unter Beibehaltung der Phase der SAW aufweist. So kann ein SAW-Filter mit steiler Charakteristik bei der oberen und unteren Grenzfrequenz realisiert werden. Jeder der SAW-Übertragungsräume weist eine elektrische Länge auf, die größer ist als die halbe Wellenlänge (λ/2) der anzuregenden SAW. Um die Phasen der innerhalb des SAW-Resonators angeregten SAWs gleichmäßig auszubilden, weist jeder der SAW-Übertragungsräume eine vorgegebene elektrische Länge in Übertragungsrichtung der SAW auf. Obwohl die elektrische Länge von der Konstruktion des Resonators abhängt, wird sie z.B. durch {(2m + 1)/2}λ oder nλ gegeben (wobei m und n ganze Zahlen größer null sind). Die Wellenlänge λ einer anzuregenden SAW entspricht der Durchlaßbandfrequenz des SAW-Filters. Vorzugsweise sind mehrere SAW-Übertragungsräume gleichmäßig in SAW-übertragungsrichtung innerhalb des Resonators angeordnet. Darüber hinaus wird die oben genannte Steilheit der Frequenzcharakteristik auffallender, wenn die Anzahl von SAW-Übertragungsräumen größer ist und die elektrische Länge jedes SAW-Übertragungsraums größer ist. Die den SAW-Resonator bildenden Elektrodenfinger liegen im allgemeinen mit einer Anzahl von 100 - 1.000 Paaren, vorzugsweise mit einer Anzahl von 200 - 400 Paaren vor. Wenn die Anzahl der Elektrodenfinger klein ist, verschlechtern sich Eigenschaften wie die des Resonators. Genauer gesagt, verschlechtern SAW-Komponenten, die aus dem Resonator herausführen, den Q-Faktor des Resonators stärker, mit dem Ergebnis, daß das sich proportional zum Kehrwert des Q-Faktors ändernde Eingangssignal/Ausgangssignal-Verhältnis des Resonators klein wird. Die SAW-Übertragungsräume übertragen lediglich die angeregte SAW und haben keine Funktion der Anregung einer SAW. Das SAW-Filter, das mit einem SAW-Resonator mit mehreren SAW-Übertragungsräumen aufgebaut ist, von denen jeder eine vorgegebene elektrische Länge in SAW-Übertragungsrichtung aufweist (im allgemeinen ist diese Richtung rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung der einzelnen Elektrodenfinger zur SAW-Anregung), führt zu beträchtlichen Verbesserungen der Charakteristik an der unteren und oberen Grenzfrequenz desselben und es ist insbesondere als ein Bandpaß- oder Bandsperr-SAW-Filter wirkungsvoll. Die bemerkenswerten Verbesserungen der Frequenzcharakteristik liegen hauptsächlich in der Steilheit der Charakteristik. Dieses Merkmal gewährt eine Erhöhung der Anzahl zur Verfügung stehender Nachrichtenübertragungs-Frequenzbänder. Als SAW-Resonator eines erfindungsgemäßen SAW-Filters ist ein SAW-Resonator mit einem Anschluß verwendbar.
Gemäß einer speziellen Erscheinungsform der Erfindung wird ein SAW-Filter mit mehreren SAW-Resonatoren angegeben, von denen mindestens einer ein SAW-Resonator der genannten Art mit den mehreren SAW-Übertragungsräumen ist. Ein solches kombiniertes SAW-Filter erhöht den Konstruktionsfreiheitsgrad und ist besonders dazu geeignet, eine gewünschte Frequenzcharakteristik zu erzielen.
Gemäß einer weiteren speziellen Erscheinungsform der Erfindung wird ein SAW-Filter angegeben, bei dem mehrere SAW-Resonatoren vorhanden sind, wobei einer, der an der Eingabeseite für die elektrische Leistung angeordnet ist, ein SAW- Resonator der genannten Art mit den mehreren SAW-Übertragungsräumen ist. Ein solches SAW-Filter verbessert verschiedene Eigenschaften, insbesondere die Impedanzcharakteristik, die für SAW-Filter von Sendern und Empfängern erforderlich sind, die beim Kleinzonenfunk verwendet werden.
Gemäß einer anderen speziellen Erscheinungsform der Erfindung wird ein SAW-Filter mit einem ersten SAW-Resonator, der an der Eingangsseite für elektrische Leistung angeordnet ist, und einem zweiten SAW-Resonator angegeben, der an der Ausgangsseite für die elektrische Leistung angeordnet ist, wobei mindestens einer der SAW-Resonatoren ein SAW-Resonator der genannten Art mit den mehreren SAW-Übertragungsräumen ist, wobei die genannten SAW-Resonatoren elektrisch in Reihe geschaltet ist. Dadurch, daß die SAW-Resonatoren getrennt an der Eingangs- und Ausgangsseite angeordnet werden, kann das Verhältnis für die elektrische Leistung für die Durchlaßfrequenz oder die Sperrfrequenz des SAW-Filters vergrößert werden.
Gemäß einer weiteren speziellen Erscheinungsform der Erfindung wird ein SAW-Filter angegeben, bei dem die genannten ersten und zweiten SAW-Resonatoren elektrisch über einen Kondensator miteinander verbunden sind. Als Kondensator ist ein Spaltkondensator verwendbar. Dank des Vorhandenseins des Kondensators kann der Dämpfungswert außerhalb eines Bandes deutlich erhöht werden.
Gemäß einer noch weiteren speziellen Erscheinungsform der Erfindung wird ein SAW-Filter mit einem dritten SAW-Resonator angegeben, der in Hintereinanderschaltung mit dem ersten SAW-Resonator oder dem zweiten SAW-Resonator vorhanden ist, gesehen von der Eingangsseite oder der Ausgangsseite des Filters. Der dritte SAW-Resonator vergrößert den Dämpfungswert auf der niederfrequenten Seite der Frequenzcharakteristik des SAW-Filters.
Gemäß einer noch weiteren speziellen Erscheinungsform der Erfindung wird ein SAW-Filter angegeben, bei dem dritte SAW- Resonatoren jeweils an der Eingangs- und der Ausgangsseite angeordnet sind.
Gemäß einer anderen speziellen Erscheinungsform der Erfindung wird ein SAW-Filter angegeben, bei dem der SAW-Resonator mit den mehreren SAW-Übertragungsräumen ein drittes Elektrodenmuster aufweist, das mehrere elektrisch miteinander verbundene Elektrodenfinger aufweist, die zwischen das erste Elektrodenmuster, das mehrere elektrisch miteinander verbundene Elektrodenfinger aufweist, und das zweite Elektrodenmuster geschachtelt sind, das mehrere elektrisch miteinander verbundene Elektrodenfinger aufweist. Dieses SAW- Filter ist insbesondere als Filter mit hoher Impedanz wirkungsvoll. Durch den vorstehend genannten Aufbau, bei dem die dritten SAW-Resonatoren jeweils an der Eingangs- und der Ausgangsseite angeordnet sind, wird der Dämpfungswert auf der niederfrequenten Seiten noch mehr erhöht und es wird eine günstige Frequenzcharakteristik erzielt.
Gemäß einer noch weiteren Erscheinungsform der Erfindung wird ein SAW-Filter angegeben, bei dem mindestens ein weiterer SAW-Resonator elektrisch in Reihe zwischen den ersten SAW-Resonator und den zweiten SAW-Resonator geschaltet ist.
Ein derartiger SAW-Resonator erhöht den Dampfungswert auf der hochfrequenten Seite der Frequenzcharakteristik des SAW- Filters. Wenn noch ein anderer SAW-Resonator hinter den SAW-Resonator geschaltet ist, kann der Dämpfungswert auf der niederfrequenten Seite gleichzeitig erhöht werden.
Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung wird ein SAW-Filter angegeben, das einen SAW-Resonator mit einem piezoelektrischen Substrat und mehrere SAW-Anregungsabschnitte aufweist, die aus mehreren, auf dem piezoelektrischen Substrat ausgebildeten Paaren von Elektrodenfingern bestehen, wobei die jeweiligen SAW-Anregungsabschnitte so voneinander beabstandet angeordnet sind, daß Phasen von durch sie angeregten SAWs zur Übereinstimmung kommen können. Der Abstand zwischen den jeweils benachbarten Anregungsabschnitten ist durch {(2m + 1)/2}λ oder nλ gegeben, abhängig davon, wie der SAW-Resonator aufgebaut ist. Hierbei bezeichnet λ die Wellenlänge der SAW, die einer Frequenz entspricht, die im Durchlaßband des SAW-Filters enthalten ist. Genauer gesagt, entspricht die Wellenlänge λ der Mittenfrequenz des für das SAW-Filter erforderlichen Durchlaßfrequenzbands. Um die SAW mit dieser Wellenlänge anzuregen, sind die mehreren Elektrodenfinger des SAW-Anregungsabschnitts mit Intervallen von λ/2 angeordnet. Es ist demgemäß wichtig, daß der Abstand (elektrische Länge) zwischen den SAW-Anregungsabschnitten größer als λ/2 ist.
Ein Vorteil der Erfindung ist der, daß ein SAW-Filter mit steiler Charakteristik für die obere und untere Grenzfrequenz realisiert werden kann.
Ein anderer Vorteil der Erfindung ist es, daß ein SAW-Filter mit einer Struktur realisiert werden kann, mit der auf einfache Weise eine gewünschte Frequenzcharakteristik erzielt werden kann, die nicht ausschließlich durch die piezoelektrischen Eigenschaften eines Substrats festgelegt wird.
Noch weitere Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels deutlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:

Die Erfindung kann durch verschiedene Teile und Anordnungen von Teilen Gestalt annehmen. Die Zeichnungen dienen nur zum Veranschaulichen der bevorzugten Ausführungsbeispiele und sollen nicht als die Erfindung beschränkend ausgelegt werden.
Fig. 1 ist eine schematische Anordnungsdarstellung, die ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen SAW(surface acoustic wave = Oberflächenwellen)-Filters zeigt;
Fig. 2A - 2C sind schematische Anordnungsdarstellungen, die einen SAW-Resonator mit einem Anschluß zeigen, wie er bei einem anderen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filters verwendet wird;
Fig. 3A ist eine schematische Darstellung für die Anordnung eines herkömmlichen SAW-Resonators mit einem Anschluß, Fig. 3B ist ein Diagramm, das das Ersatzschaltbild des SAW-Resonators zeigt, und Fig. 3C ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristik der Impedanz des SAW-Resonators zeigt;
Fig. 4 ist eine Darstellung, die das Ersatzschaltbild des in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Filters zeigt;
Fig. 5 ist eine Darstellung, die die Anordnung eines bekannten Filters zeigt;
Fig. 6A ist ein Diagramm, das die Durchlaßcharakteristik des in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Filters zeigt, während Fig. 6B ein Diagramm ist, das die Durchlaßcharakteristik des in Fig. 5 dargestellten Filters zeigt;
Fig. 7A und 7B sind Diagramme, die Schaltungen zeigen, die jeweils einen SAW-Resonator mit einem Anschluß in einem Nebenschlußarm bzw. einem seriellen Arm beinhalten;
Fig. 8A - 8C sind Darstellungen, die jeweils die Anordnung eines SAW-Resonators mit einem Anschluß zeigen, wobei Fig. 8A einen bekannten Resonator zeigt und die Fig. 8B und 8C Resonatoren zeigen, wie sie in erfindungsgemäßen Filtern verwendet werden;
Fig. 9A, 9B und 9C sind Diagramme, die die Frequenzcharakteristik der Impedanzen der in den Fig. 8A, 8B bzw. 8C dargestellten Resonatoren zeigen;
Fig. 10A - 10C sind Diagramme, die die Durchlaßcharakteristik der in Fig. 7A dargestellten Schaltung zeigen; und
Fig. 11A - 11C sind Diagramme, die die Durchlaßcharakteristik der in Fig. 7B dargestellten Schaltung zeigen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE:

Die Erfindung wird nun durch Offenbaren der bevorzugten Ausführungsbeispiele derselben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben.

Beispiel 1:

Fig. 1 ist eine Anordnungsdarstellung für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filters. Die Ausführungsform ist ein Beispiel, bei dem ein kombiniertes Resonatorfilter auf solche Weise ausgebildet ist, daß vier SAW(surface acoustic wave = akustische Oberflächenwelle)-Resonatoren mit einem Anschluß, die aus Metallelektroden 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5 und 4-6 und einem einzelnen Spaltkondensator, der aus Elektrodenmustern 5-1 und 5-2 aufgebaut ist, bestehen, auf einem piezoelektrischen Substrat 7 angeordnet sind, das eine SAW übertragen kann. Symbole 1 und 1' bezeichnen Anschlüsse für die Eingabe elektrischer Leistung, während Symbole 2 und 2' Anschlüsse für die Ausgabe elektrischer Leistung bezeichnen. Hierbei besteht jeder der Resonatoren aus einem kammförmigen Wandler, der aus einer großen Anzahl von Paaren von miteinander verkämmten Metallelektrodenfingern aufgebaut ist. Selbst wenn keine Reflektoren an den beiden Seiten des Wandlers vorhanden sind, wird Schwingungsenergie innerhalb des Wandlers durch interne Reflexionen aufgrund der Elektrodenfinger an diesen selbst begrenzt, so daß der Wandler als Resonator an einem Anschluß dient. Dieser Typ mit einem Anschluß wird nachfolgend beispielhaft erläutert.
Das elektrische Ersatzschaltbild eines solchen SAW-Resonators mit einem Anschluß (Fig. 3A) ist das, wie es in Fig. 3B dargestellt ist. Mit dieser Darstellungsweise ist das in Fig. 1 dargestellte Filter durch das in Fig. 4 gezeigte Ersatzschaltbild gegeben, d.h. durch ein Ersatzschaltbild, das so aufgebaut ist, daß ein Resonator in einem seriellen Arm, der aus einer Ersatzinduktivität 11-1, einer Ersatzkapazität 12-1 und einer Kapazität 13-1 besteht, und ein Resonator in einem Nebenschlußarm, der aus einer Ersatzinduktivität 11-2, einer Ersatzkapazität 12-2 und einer Kapazität 13-2 besteht, wobei die Resonatoren im seriellen und im Nebenschlußarm von der Eingangsseite her gesehen hintereinander geschaltet sind, über einen Spaltkondensator 14 mit einem Resonator im seriellen Arm, der aus einer Ersatzinduktivität 11-4, einer Ersatzkapazität 12-4 und einer Kapazität 13-4 besteht, sowie einem Resonator im Nebenschlußarm, der aus einer Ersatzinduktivität 11-3, einer Ersatzkapazität 12-3 und einem Kondensator 13-3 besteht, wobei die Resonatoren im seriellen und im Nebenschlußarm auf ähnliche Weise, von der Ausgangsseite her gesehen, hintereinander geschaltet sind, verbunden sind. In Fig. 6 bezeichnen die Symbole 6-1 bis 6-6 Teile eines akustischen Materials, das dazu dient, daß von den SAW-Resonatoren angeregte SAWs zu den anderen SAW-Resonatoren laufen. Die Teile des akustischen Materials sind zum Ausüben der Erfindung nicht immer erforderlich. Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Filter ist durch einen Aufbau gekennzeichnet, bei dem auf der Eingangsseite sowohl der Resonator im seriellen Arm als auch der im Nebenschlußarm mehrere Übertragungsräume beinhaltet, von denen jeder eine elektrische Länge aufweist, die nicht kleiner ist als die Wellenlänge einer im Frequenzdurchlaßband des Filters übertragbaren SAW. (Übrigens kennzeichnen in den Fig. 1 und 4 Induktivitäten 3-1, 3-2, 3-3 und 3-4 externe Anpaßschaltungen).
Fig. 5 zeigt ein anderes Beispiel einer Anordnung eines kombinierten Resonatorfilters, wie es von den Erfindern vorgeschlagen wurde. Bei dieser Anordnung bestehen sowohl der Resonator im seriellen Arm als auch der Resonator im Nebenschlußarm auf der Eingangsseite aus kammförmigen Wandlern, von denen jeder aus einfachen Elektrodenfingern mit einer großen Anzahl von Paaren aufgebaut ist, ähnlich wie die Resonatoren an der Ausgangsseite. Wenn die Anordnungen in den Fig. 1 und 5 miteinander verglichen werden, sind die Resonatoren auf den Ausgangsseiten dieselben, jedoch sind die Elektrodenaufbauten in den Resonatoren in den seriellen Armen und den Resonatoren in den Nebenschlußarmen auf den Eingangsseiten voneinander verschieden. Außerdem wird hinsichtlich des Ersatzschaltbildes das Filter der Anordnung von Fig. 5 entsprechend wie im Fall der Anordnung von Fig. 1 durch das in Fig. 4 dargestellte Ersatzschaltbild wiedergegeben. Bei den Anordnungen der Fig. 1 und 5 sind jedoch die Werte der jeweiligen Bauteile (Induktivitäten und Kapazitäten) der Resonatoren in den seriellen Armen und der Resonatoren in den Nebenschlußarmen auf den Eingangsseiten voneinander verschieden.
Bei der Erfindung muß ein SAW-Filter nicht immer aus mehreren SAW-Resonatoren aufgebaut sein. Für manche erforderlichen Eigenschaften kann das Filter auch gut aus einem Resonator im seriellen Arm und einem Resonator im Nebenschlußarm aufgebaut sein. Eine Erhöhung der Anzahlen der Resonatoren im seriellen Arm und der Anzahl der Resonatoren im Nebenschlußarm führt zu einer Vergrößerung der Dämpfungswerte auf der hochfrequenten bzw. niederfrequenten Seite. Für die Erfindung, die eine Frequenzcharakteristik erzielt, die scharfe obere und untere Grenzen zeigt, ist es ein günstiger Gesichtspunkt, mindestens zwei Resonatoren im seriellen Arm und mindestens zwei Resonatoren im Nebenschlußarm anzuordnen. In einem extremen Fall kann sogar ein SAW-Filter realisiert werden, das nur aus einem SAW-Resonator aufgebaut ist.
Hierbei werden Ergebnisse, wie sie durch Simulieren der Frequenzcharakteristik mit einem Computer für das Filter der Anordnung von Fig. 1 und das Filter der Anordnung von Fig. 5 erzielt wurden, durch die Fig. 6A und 6B veranschaulicht. Hierbei ist als Beispiel ein Fall verwendet, bei dem die Frequenzzuordnung (800 MHz) für Mobiltelefone angenommen ist, wie sie in einem Teil von Europa verwendet wird. Fig. 6A zeigt die Frequenzcharakteristik des Filters auf Grundlage der erfindungsgemäßen Anordnung von Fig. 1, während Fig. 6B die Frequenzcharakteristik des Filters auf Grundlage der Anordnung von Fig. 5 zeigt. Aus diesen Ergebnissen ist erkennbar, daß dank des Filters mit der erfindungsgemäßen Anordnung ein Filter realisiert werden kann, das eine sehr steile Charakteristik an der oberen und unteren Grenzfrequenz aufweist, und das über geringe Verluste verfügt. Beim Filter der Anordnung von Fig. 5 kann keine steile Charakteristik bei der unteren und oberen Grenzfrequenz erzielt werden, die den Vorgaben genügen würde. Obwohl die Verluste bei diesem Filter im mittleren Teil des erforderlichen Durchlaßbandes gering sind, werden zu dessen beiden Seiten nur Ergebnisse erzielt, die schlechter als die Vorgaben sind.
Wenn die Fig. 6A und 6B miteinander verglichen werden, sind Pole f&sub1;', f&sub2;' auf der niederfrequenten Seite und Pole f&sub3;', f&sub4;' auf der höherfrequenten Seite auch in Fig. 6B jeweils vorhanden, und zwar in Übereinstimmung zu Polen f&sub1;, f&sub2; auf der niederfrequenten Seite und Polen f&sub3;, f&sub4; auf der höherfrequenten Seite in Fig. 6A. Jedoch ist ein wichtiger Unterschiedspunkt der, daß f&sub2; > f&sub2;' und f&sub3; < f&sub3;' gelten. Allgemein gesagt, wird die Realisierung einer steilen Charakteristik bei der unteren und oberen Grenzfrequenz durch das Ausmaß bestimmt, durch das die dem Durchlaßband am nächsten liegenden Pole (die Pole f&sub2;, f&sub3; in Fig. 6A und die Pole f&sub2;', f&sub3;' in Fig. 6B) dem Durchlaßband angenähert werden können, ohne die Charakteristik desselben zu beeinflussen. Im Vergleich zu Fig. 6A nimmt in Fig. 6B der Verlust auf der niederfrequenten Seite des Durchlaßbandes als Ergebnis der Tatsache zu, daß die Charakteristik bei der unteren und oberen Grenzfrequenz wegen f&sub2; > f&sub2;' langsam abfällt. Auch auf der höherfrequenten Seite steigt der Verlust auf ähnliche Weise als Ergebnis der Tatsache an, daß die Charakteristik bei der unteren und oberen Grenzfrequenz wegen f&sub3; < f&sub3;' langsam abfällt.
Nachfolgend werden die Unterschiede der Charakteristiken der Fig. 6A und 6B in Beziehung mit den Unterschieden der Filteranordnungen von Fig. 1 und Fig. 5 beschrieben. Der dicht beim Durchlaßband auf der niederfrequenten Seite in Fig. 6A liegende Pole f&sub2; wird durch den Resonator im Nebenschlußarm auf der Eingangsseite in Fig. 1 gebildet (entsprechend den Elementen 11-2, 12-2 und 13-2 des Ersatzschaltbilds von Fig. 4). D.h., daß die Resonanzfrequenz des Resonators im Nebenschlußarm mit dem Pol f&sub2; übereinstimmt. Dagegen wird der dicht beim Durchlaßband auf der höherfrequenten Seite in Fig. 6A liegende Pol f&sub3; durch den Resonator im seriellen Arm von Fig. 1 gebildet (entsprechend den Elementen 11-1, 12-1 und 13-1 in Fig. 4). D.h., daß die Antiresonanzfrequenz des Resonators im seriellen Arm mit dem Pol f&sub3; übereinstimmt. Auf entsprechende Weise stimmen die anderen Pole f&sub1; und f&sub4; auf der niederfrequenten Seite bzw. der höherfrequenten Seite mit der Resonanzfrequenz des Resonators im Nebenschlußarm bzw. der Antiresonanzfrequenz des Resonators im seriellen Arm auf der Ausgangsseite in Fig. 1 überein. Genau dieselben Beziehungen gelten zwischen der Charakteristik von Fig. 6B und der Filteranordnung von Fig. 5. Die Pole f&sub2;' und f&sub3;' nahe dem Durchlaßband stimmen mit der Resonanzfrequenz des Resonators im Nebenschlußarm bzw. der Antiresonanzfrequenz des Resonators im seriellen Arm auf der Eingangsseite in Fig. 5 überein, während die anderen Pole f&sub1;' und f&sub4;' mit der Resonanzfrequenz des Resonators im Nebenschlußarm bzw. der Antiresonanzfrequenz des Resonators im seriellen Arm auf der Ausgangsseite übereinstimmen.
Wie es aus der vorstehenden Beschreibung erkennbar ist, liegen die Unterschiede zwischen dem Filter mit der Anordnung von Fig. 1 und dem Filter mit der Anordnung von Fig. 5 in den verschiedenen Aufbauten der Resonatoren im seriellen Arm und der Resonatoren im Nebenschlußarm auf den Eingangsseiten. Genauer gesagt, ist es das charakteristische Merkmal des Filters der erfindungsgemäßen Anordnung von Fig. 1, daß mehrere Übertragungsräume bei einem SAW-Resonator mit einem Anschluß vorhanden sind, von denen jeder eine elektrische Länge aufweist, die nicht kleiner ist als die Wellenlänge der SAW, die bei der Durchlaßbandfrequenz des Filters laufen kann. Dank der Verwendung eines SAW-Resonators mit einem Anschluß mit solchem Aufbau, können selbst dann, wenn entsprechende Pole f&sub2; und f&sub3; von Fig. 6A nahe dem Durchlaßband des Filters angeordnet werden, Einflüsse auf die Durchlaßbandcharakteristik des Filters ausreichend klein gehalten werden, und es kann ein Filter mit sehr steiler Charakteristik bei der unteren und oberen Grenzfrequenz hergestellt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die elektrische Länge des SAW-Übertragungsraums durch nλ gegeben, wie es oben ausgeführt wurde. Hierbei bezeichnet n eine ganze Zahl mit mindestens dem Wert 1 und λ bezeichnet die Wellenlänge der SAW, die abhängig von der Mittenwellenlänge der Durchlaßbandfrequenzen des Filters angeregt wird. Wesentlich ist es, daß solche SAW-Übertragungsräume elektrische Längen aufweisen, die zu den Phasen der anzupassenden SAWs passen, anders gesagt, elektrische Längen, die die SAWs übertragene während sie die Phasen beibehalten. Beim zweiten Ausführungsbeispiel, wie es später beschrieben wird, ist die Länge jedes SAW-Übertragungsraums {(2m + 1)/2}λ (wobei m eine ganze Zahl mit mindestens dem Wert eins bezeichnet). Übrigens kann die elektrische Länge bei der Erfindung ungefähr nλ (oder {(2m + 1)/2}λ) betragen, und innerhalb eines Bandes von ≤ Δλ/λ ≤ 0,2 sind n(λ±Δλ) (oder {(2m + 1)/2} (λ±Δλ)) möglich. Wenn SAW-Resonatoren mit einem Anschluß mit herkömmlichem Aufbau auf der Eingangsseite verwendet werden, wie bei der Anordnung von Fig. 5, wird die Durchlaßbandcharakteristik des Filters selbst dann beeinflußt, wenn die entsprechenden Pole f&sub2;' und f&sub3;' ausreichend weit vom Durchlaßband des Filters weg sind, und es kann keine steile Charakteristik bei der unteren und oberen Grenzfrequenz erzielt werden, wie aus Fig. 6B erkennbar.
Nachfolgend werden die Aufbaueinzelheiten von Resonatoren beschrieben, die unterschiedlichen Punkten zwischen der Anordnung von Fig. 1 und der Anordnung von Fig. 5 entsprechen. Fig. 3A ist eine Darstellung, die schematisch die Struktur eines herkömmlichen SAW-Resonators mit einem Anschluß zeigt, der aus einem kammförmigen Wandler aufgebaut ist, der aus einfachen Elektrodenfingern mit einer großen Anzahl von Paaren besteht. Wie in Fig. 3B dargestellt, wird das Ersatzschaltbild dieses Resonators durch eine Parallelschaltung wiedergegeben, die aus einer Kapazität 13, wie sie zwischen den Elektrodenfingern und einer Induktivität 11 auftritt, und einer Reihenkapazität 12 besteht, die elastischen Schwingungen zuzuschreiben ist. Darüber hinaus wird die Frequenzcharakteristik der Impedanz (Z) dieser Schaltung bei der Resonanzfrequenz (fr) Z ≈ 0 und Z ≈ ∞ bei der Antiresonanzfrequenz (fa) wie in Fig. 3C dargestellt.
Nun sei zum Erhellen der Beziehung zwischen dem Aufbau des Resonators und der Übertragungscharakteristik des Filters eine Schaltung angenommen, bei der der Resonator in Fig. 3A in den Nebenschlußarm zwischen einer Spannungsquelle und einer Last eingefügt ist, wie in Fig. 7A dargestellt. Die Übertragungscharakteristik einer solchen Schaltung wird wegen Z ≈ 0 bei der Resonanzfrequenz (fr) des Resonators ein Pol, und sie wird wegen Z ≈ ∞ nicht von der Antiresonanzfrequenz (fa) beeinflußt. Fig. 10A veranschaulicht diese Übertragungscharakteristik, und wie es aus der Figur erkennbar ist, bestimmt das Intervall zwischen den Frequenzen fr und fa den Vorderkantenteil der Übertragungscharakteristik des Filters. Wie es beispielhaft aus den Fig. 10B und 10C erkennbar ist, kann die Charakteristik bei der unteren Grenzfrequenz zunehmend dadurch steiler gestaltet werden, daß die Frequenzen fr und fa einander angenähert werden.
Außerdem werden beim SAW-Resonator mit einem Anschluß mit der Struktur gemäß Fig. 3A die Frequenzen fr und fa durch den piezoelektrischen Effekt eines verwendeten piezoelektrischen Substrats bestimmt. Beispielsweise ist bei einem Substrat mit großem piezoelektrischem Effekt wie einem LiNbO&sub3;- Substrat oder einem LiTaO&sub3;-Substrat das Intervall zwischen den Frequenzen fr und fa groß, so daß der Vorderkantenteil der Übertragungscharakteristik sich schwach ändert und so wird, wie dies in Fig. 10A dargestellt ist. Demgegenüber ist bei einem Substrat mit kleinem piezoelektrischem Effekt wie einem Quarzsubstrat das Intervall zwischen den Frequenzen fr und fa sehr klein, so daß der Vorderkantenteil der Übertragungscharakteristik steil wird, um die in Fig. 10B oder Fig. 10C dargestellte Charakteristik zu ergeben.
Angesichts des vorstehenden kann zum Realisieren des Filters mit der in Fig. 6A dargestellten Charakteristik der einer steilen Charakteristik bei der unteren Grenzfrequenz entsprechende Pol f&sub2; durch einen Resonator gebildet werden, der die in Fig. 10C dargestellte Charakteristik aufweist, und der der Breitband-Frequenzcharakteristik entsprechende Pol f&sub1; kann durch einen Resonator mit der in Fig. 10A dargestellten Charakteristik gebildet werden. Im Prinzip ist es möglich, den obigen Aufbau auf solche Weise zu erhalten, daß mehrere SAW-Resonatoren mit einem Anschluß, die jeweils auf Substraten mit ungleichen piezoelektrischen Effekten, z.B. LiNbO&sub3;- und Quarz-Substraten ausgebildet sind, durch Drahtbonden oder dergleichen miteinander kombiniert werden. Jedoch ist eine Kombination mehrerer auf verschiedenen Substraten ausgebildeter Resonatoren im Hinblick auf den Herstellprozeß, den Zusammenbau, die Gehäusebildung usw. nicht praxisgerecht.
Die Erfindung überwandt diese Schwierigkeiten und realisierte Resonatoren, die entsprechend mit den den Fig. 10A, 10B und 10C entsprechenden Übertragungscharakteristiken versehen sind, und zwar unter Verwendung eines einzigen piezoelektrischen Substrats auf Grundlage der Elektrodenaufbauten der Resonatoren. Ein Filter mit steiler Charakteristik bei der unteren und oberen Grenzfrequenz, wie in Fig. 6A dargestellt, kann auf solche Weise realisiert werden, daß mehrere auf einem identischen Substrat ausgebildete SAW-Resonatoren mit einem Anschluß durch Elektrodenmuster usw. gekoppelt werden.
Die Fig. 8A - 8C zeigen Beispiele für den Resonator im seriellen Arm und den Resonator im Nebenschlußarm auf der Eingangseite. Fig. 8A veranschaulicht einen herkömmlichen SAW- Resonator mit einem Anschluß, der aus einem kammförmigen Wandler besteht, der nur aus einfachen Elektrodenfingern mit einer großen Anzahl von Paaren aufgebaut ist; Fig. 8B veranschaulicht einen SAW-Resonator mit einem Anschluß, der mehrere Übertragungsräume beinhaltet, von denen jeder eine elektrische Länge aufweist, die nicht kleiner ist als die Wellenlänge der SAW, und bei dem ein Übertragungsraum nach jeweils vier Paaren von Elektrodenfingern vorhanden ist; und Fig. 8C veranschaulicht einen SAW-Resonator mit einem Anschluß, der mehrere Übertragungsräume aufweist, ähnlich wie der Resonator von Fig. 8B, bei dem jedoch ein Übertragungsraum nach jeweils zwei Paaren von Elektrodenfingern vorhanden ist. Die Frequenzcharakteristiken der Impedanzen dieser Resonatoren sind in den Fig. 9A, 9B und 9C dargestellt, die den Fig. 8A, 8B bzw. 8C entsprechen. Angesichts der Ergebnisse der Fig. 9A - 9C verengen sich die Intervalle zwischen den Resonanzfrequenzen (fr) und den Antiresonanzfrequenzen (fa) in der Reihenfolge der Beispiele der Fig. 8A, 8B und 8C, und in den Fällen der Verwendung dieser Resonatoren als Filterelemente kann erwartet werden, daß Filter mit steilerer Charakteristik bei der unteren und oberen Grenzfrequenz in der Reihenfolge der Beispiele der Fig. 8A, 8B und 8C hergestellt werden. Genauer gesagt, sind Beispiele für die Übertragungscharakteristik, wenn diese Resonatoren auf den Resonatorabschnitt in Fig. 7A angewandt werden, in den Fig. 10A, 10B und 10C dargestellt, die den Charakteristiken in den Fig. 9A, 9B bzw. 9C entsprechen. Aus den Ergebnissen ist erkennbar, daß die Charakteristik bei der unteren Grenzfrequenz in der Reihenfolge der Charakteristiken der Fig. 9A, 9B und 9C steiler wird.
Wie bisher beschrieben, können die Frequenzen fr und fa eines Resonators dadurch näher aneinander gebracht werden als bei einem herkömmlichen SAW-Resonator mit einem Anschluß, daß in den Resonator mehrere SAW-Übertragungsräume eingebaut werden, von denen jeder eine elektrische Länge nλ (wobei λ die Wellenlänge der SAW bezeichnet und n eine ganze Zahl ist) aufweist. Wenn ein solcher Resonator verwendet wird, wird eine steile Charakteristik bei der unteren Grenzfrequenz als Übertragungscharakteristik eines Filters erzielt. Der Grund, weswegen sich das Intervall zwischen den Frequenzen fr und fa bei einem Resonator mit mehreren Übertragungsräumen verkleinert, wird nachfolgend erläutert. Im allgemeinen beruht die Anregung einer SAW auf der Tatsache, daß dann, wenn positive und negative Spannungen hoher Frequenz an wechselseitig verkämmte Elektrodenfinger gelegt werden, die auf einem piezoelektrischen Substrat ausgebildet sind, aufgrund des piezoelektrischen Effekts eine mechanische Spannung an der Oberfläche des Substrats auftritt, die als SAW an der Substratoberfläche entlangläuft. Beim Resonator mit dem Aufbau von Fig. 3A wird das Intervall zwischen den Frequenzen fr und fa wie vorstehend angemerkt durch den piezoelektrischen Effekt des piezoelektrischen Substrats festgelegt. Beispielsweise ist das Intervall fr - fa bei einem Substrat mit großem piezoelektrischem Effekt wie einem LiNbO&sub3;- oder LiTaO&sub3;-Substrat groß, wohingegen es bei einem Substrat mit kleinem piezoelektrischem Effekt wie einem Quarzsubstrat klein ist. Demgemäß muß der piezoelektrische Effekt durch die Elektrodenkonfiguration des Resonators entsprechend verkleinert werden, um das Intervall fr - fa zu verkleinern, wenn ein Substrat mit großem piezoelektrischem Effekt wie ein LiNbO&sub3;- oder LiTaO&sub3;-Substrat verwendet wird. Bei jedem der Resonatoren der Fig. 8A und 8B wird der piezoelektrische Effekt entsprechend auf solche Weise verringert, daß die mehreren SAW-Übertragungsräume in den Resonator eingebaut sind, die jeweils eine elektrische Länge aufweisen, die nicht kleiner als die Wellenlänge der SAW ist. Übrigens können, obwohl diese Ausführungsform ein Beispiel zeigt, bei dem relativ breite Metallstreifen in Verbindung mit den SAW- Übertragungsräumen ausgebildet sind, diese selbstverständlich weggelassen werden.
Ferner kann der Grund, weswegen der piezoelektrische Effekt durch den Einbau der Übertragungsräume in den Resonator entsprechend abgesenkt wird, wie folgt erklärt werden: obwohl die wechselseitig miteinander verkämmten Elektrodenfinger im Resonator als anregende Elektrodenfinger zum Anregen einer SAW dienen, regen die Abschnitte der Übertragungsräume die SAW nicht an. Die Dichte der anregenden Elektrodenfinger im Resonator wird mit zunehmender Anzahl der Übertragungsräume kleiner und das Verringern der Dichte der anregenden Elektrodenfinger entspricht einer Verringerung des piezoelektrischen Effekts des Substrats. Demgemäß kann der piezoelektrische Effekt des Substrats scheinbar dadurch verringert werden, daß solche SAW-Übertragungsräume in den Resonator eingebaut werden, und jeder gewünschte Wert unter dem Wert des dem Substrat innewohnenden piezoelektrischen Effekts kann auf entsprechende Weise dadurch erzielt werden, daß die Anzahl von Übertragungsräumen geeignet gewählt wird. Dank der vorstehenden Tatsachen können unter Verwendung eines einzigen piezoelektrischen Substrats durch Ändern der Aufbauten der Resonatoren sowohl Resonatoren mit großen als auch kleinen Intervallen fr - fa hergestellt werden.
Nun sei eine Schaltung angenommen, bei der, wie dies in Fig. 7B dargestellt ist, der Resonator in den seriellen Arm zwischen einer Spannungsquelle und einer Last eingebaut ist. Die Übertragungscharakteristik einer solchen Schaltung wird in der Nähe der Resonanzfrequenz (fr) des Resonators wegen Z ≈ 0 nicht beeinflußt und wird wegen Z ≈ ∞ bei der Antiresonanzfrequenz ein Pol. Die Fig. 11A, 11B und 11C veranschaulichen die Übertragungscharakteristik für den Fall der Verwendung der Resonatoren der Fig. 8A, 8B bzw. 8C. Aus diesen Ergebnissen ist erkennbar, daß auch in diesem Fall steile Charakteristik bei der unteren Grenzfrequenz dadurch erzielt wird, daß Resonatoren verwendet werden, von denen jeder mehrere SAW-Übertragungsräume aufweist, ziemlich ähnlich zum Fall der Fig. 10A - 10C.
Wie vorstehend ausgeführt, hat sich herausgestellt, daß das kombinierte SAW-Resonatorfilter mit der Anordnung von Fig. 1 und das kombinierte SAW-Resonatorfilter mit der Anordnung von Fig. 5 deutliche Unterschiede hinsichtlich ihrerer Charakteristiken aufweisen. Im Fall der Anordnung von Fig. 1 ist das Filter dadurch mit einer Frequenzcharakteristik, wie sie in Fig. 6A dargestellt ist, versehen, daß Resonatoren verwendet sind, von denen jeder mehrere SAW-Resonatoren beinhaltet, und es hat gute Wirkung als Filter für Mobiltelefone usw., bei denen eine steile Charakteristik bei der unteren und oberen Grenzfrequenz erforderlich ist. Im Gegensatz dazu wird im Fall der Anordnung von Fig. 5 die Frequenzcharakteristik diejenige, wie sie in Fig. 6B dargestellt ist, und es kann keine Nutzung als Filter mit steiler Frequenzcharakteristik erwartet werden.

Beispiel 2:

Diese Ausführungsform betrifft ein anderes Beispiel für den Aufbau eines SAW-Resonators mit einem Anschluß bei einem erfindungsgemäßen Filter.
Die Fig. 2A - 2C zeigen kammförmige Wandler, von denen jeder aus einer großen Anzahl von miteinander verkämmten Paaren von Elektrodenfingern besteht. Jede der Figuren veranschaulicht einen Resonator, bei dem einige SAW-Wandler aus der großen Anzahl derselben, die in Übertragungsrichtung einer SAW verlegt sind, elektrisch in Reihe geschaltet sind oder kombiniert in serieller und paralleler Beziehung vorliegen.
Beispielhaft wird auf die Wandler in Fig. 2A Bezug genommen. Auch in diesem Fall wird wie im Fall von Fig. 3A ein Resonator mit einem Anschluß gebildet, wenn die Anzahl anregender Elektrodenfinger ausreichend groß ist. Darüber hinaus ist es ein charakteristisches Merkmal dieses Resonators, daß seine Impedanz ungefähr das Vierfache im Vergleich zur Impedanz des Resonators mit dem bekannten Aufbau von Fig. 3A wird, dieselbe Anzahl von Elektrodenfingern vorausgesetzt. Demgemäß ist der Resonatoraufbau für ein Filter hoher Impedanz vielversprechend. Ein anderes charakteristisches Merkmal dieses Resonators ist es, daß von den in der Übertragungsrichtung der SAWs angeordneten Wandlern, die elektrisch in Reihe geschaltet sind, angeregte SAWs einander entgegengesetzte Phasen aufweisen. Demgemäß muß ein SAW-Übertragungsraum, der eine elektrische Länge aufweist, die einem ungeradzahligen Vielfachen der Hälfte der Wellenlänge der SAWs entspricht ({(2m + 1)/2}λ) zwischen den in Reihe geschalteten Wandlern angeordnet werden, damit eine durch benachbarte Wandler angeregte SAW gleichphasig in der SAW-Übertragungsrichtung hinzugefügt werden kann.
Wenn der Resonator von Fig. 2A konkret als Beispiel in Betracht gezogen wird, bei dem ein Übertragungsraum mit einer elektrischen Länge entsprechend der halben Wellenlänge der SAW zwischen die in Reihe geschalteten Wandler eingefügt ist, muß dieser Resonator nicht speziell mehrere Übertragungsräume einfügen, von denen jeder eine elektrische Wellenlänge nicht kleiner als die Wellenlänge der SAW aufweist, wie in Fig. 8B oder Fig. 8C dargestellt, um die Resonanzfrequenz (fr) und die Antiresonanzfrequenz (fa) aneinander anzunähern. Der Grund ist der, daß der Übertragungsraum mit der elektrischen Länge, die der halben Wellenlänge der SAW entspricht, wie er zwischen die benachbarten, in Reihe liegenden Wandler geschaltet ist, auf ähnliche Weise funktioniert. Um die Frequenzen fr und fa aneinander anzunähern, kann die Anzahl von Paaren von in Reihe zu schaltender Wandlereinheiten verringert werden, und die Anzahl der Wandler im Resonator, d.h. die Anzahl der SAW-Übertragungsräume kann erhöht werden. So kann ein Effekt erzielt werden, der einer Verringerung des piezoelektrischen Effekts des Substrats entspricht, wie beim Aufbau von Fig. 8B oder Fig. 8C.
Die Fig. 2B und 2C zeigen Strukturen, die im wesentlichen dieselben sind wie die Struktur in Fig. 2A, bei denen jedoch die zwischen den in Reihe geschalteten Wandlern einzufügenden SAW-Übertragungsräume eine elektrische Länge von 3/2 bwz. 5/2 der SAW-Wellenlänge aufweisen. Eine Vergrößerung der elektrischen Länge jedes eingefügten Übertragungsraums bringt die Wirkung mit sich, daß die Anzahl von SAW-Übertragungsräumen erhöht ist, und der piezoelektrische Effekt des Substrats kann verringert werden, um wie im Fall von Fig. 2A das Intervall fr - fa zu verkleinern.
Obwohl vorstehend Beispiele beschrieben wurden, die die in den Fig. 2A - 2C und den Fig. 8A - 8C dargestellten Resonatoren mit einem Anschluß verwendeten, ist zu beachten, daß ähnliche Wirkungen selbst bei einem Resonator erzielt werden können, bei dem Metallstreifenarrays, Aussparungsarrays wie Nuten oder SAW-Reflektoren zu beiden Seiten des Resonators durch Ionenimplantation oder dergleichen ausgebildet sind. Darüber hinaus besteht für das Substrat nicht die Beschränkung nur auf ein piezoelektrisches Substrat, sondern es kann auch gut eine Struktur verwendet werden, bei der ein piezoelektrischer Dünnfilm oder dergleichen auf einem nicht-piezoelektrischen Substrat wie einem aus Si ausgebildet ist. Im Gegenteil werden selbstverständlich im Fall der Verwendung einer Struktur, bei der ein nicht-piezoelektrischer Dünnfilm auf einem piezoelektrischen Substrat ausgebildet ist, ähnliche Wirkungen erzielt.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf ein akustisches Oberflächenwellenfilter mit vier Resonatoren beschrieben wurde, ist zu beachten, daß Anwendung für andere Filter besteht, einschließlich für die anderen Resonatoren zwischen dem Resonator auf der Leistungseingangsseite und dem Resonator auf der Leistungsausgangsseite und dergleichen.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben. Offensichtlich sind für den Fachmann beim Lesen und Verstehen der vorliegenden Beschreibung andere Modifizierungen und Abänderungen erkennbar. Die Erfindung soll so ausgelegt werden, daß sie alle solche Änderungen und Modifizierungen umfaßt, insoweit sie in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche oder Äquivalente derselben fallen.

Claims

1. SAW(surface acoustic wave = Oberflächenwellen)-Filter mit einem SAW-Resonator, der mit einem piezoelektrischen Substrat, einem auf dem piezoelektrischen Substrat ausgebildeten ersten Elektrodenmuster, das mehrere elektrisch miteinander verbundene Elektrodenfinger aufweist, und einem auf dem piezoelektrischen Substrat ausgebildeten, zweiten Elektrodenmuster aufgebaut ist, das über mehrere Elektrodenfinger verfügt, die elektrisch miteinander verbunden sind und verkämmt zwischen den mehreren Elektrodenfingern des ersten Elektrodenmusters angeordnet sind; wobei der SAW-Resonator mehrere SAW-Übertragungsräume zum Übertragen einer angeregten SAW unter Beibehaltung der Phase der SAW aufweist.

2. Filter nach Anspruch 1, bei dem jeder der SAW-Übertragungsräume eine elektrische Länge aufweist, die größer ist als die halbe Wellenlänge (λ/2) der anzuregenden SAW.

3. Filter nach Anspruch 1, bei dem die elektrische Länge des SAW-Übertragungsraums im wesentlichen {(2m + 1)/2}λ oder nλ entspricht, wobei λ die Wellenlänge der SAW bezeichnet und m und n ganze Zahlen bezeichnen.

4. Filter nach Anspruch 1, bei dem die SAW-Übertragungsräume gleichmäßig in SAW-Übertragungsrichtung innerhalb des Resonators angeordnet sind.

5. Filter nach Anspruch 1, bei dem die Paare von Elektrodenfingern im SAW-Resonator mit einer Anzahl von 200 - 400 vorliegen.

6. Filter nach Anspruch 1, bei dem der SAW-Resonator ein Resonator mit einem Anschluß ist.

7. Filter nach Anspruch 1, bei dem das Filter mehrere SAW- Resonatoren aufweist, von denen mindestens einer ein SAW-Resonator der genannten Art mit den mehreren SAW-Übertragungsräumen ist.

8. Filter nach Anspruch 7, bei dem von den mehreren SAW- Resonatoren einer, der auf der Eingangsseite für die elektrische Leistung liegt, ein SAW-Resonator der genannten Art mit den mehreren SAW-Übertragungsräumen ist.

9. Filter nach Anspruch 7, bei dem das SAW-Filter der genannten Art einen ersten SAW-Resonator, der auf der Eingangsseite für die elektrische Leistung angeordnet ist, und einen zweiten SAW-Resonator aufweist, der an der Ausgangsseite für die elektrische Leistung angeordnet ist, und bei dem mindestens einer der SAW-Resonatoren mehrere SAW-Übertragungsräume aufweist und die SAW-Resonatoren elektrisch miteinander verbunden sind.

10. Filter nach Anspruch 9, bei dem der erste und der zweite SAW-Resonator über einen Kondensator elektrisch miteinander verbunden sind.

11. Filter nach Anspruch 9, bei dem das Filter einen dritten SAW-Resonator aufweist, der hinter mindestens den ersten oder zweiten SAW-Resonator geschaltet ist.

12. Filter nach Anspruch 11, bei dem der dritte SAW-Resonator zugehörig sowohl zum ersten als auch zum zweiten SAW- Resonator angeschlossen ist.

13. Filter nach Anspruch 1, bei dem der SAW-Resonator der genannten Art mit den mehreren SAW-Übertragungsräumen ein drittes Elektrodenmuster mit mehreren Elektrodenfingern aufweist, die jeweils zwischen das erste Elektrodenmuster und das zweite Elektrodenmuster eingeschachtelt sind und elektisch miteinander verbunden sind.

14. Filter nach Anspruch 9, bei dem mindestens ein weiterer SAW-Resonator elektrisch in Reihe zwischen den ersten SAW-Resonator und den zweiten SAW-Resonator geschaltet ist.

15. SAW(surface acoustic wave = Oberflächenwellen)-Filter mit einem SAW-Resonator mit einem piezoelektrischen Substrat und mehreren SAW-Anregungsabschnitten, die aus mehreren Paaren von auf dem piezoelektrischen Substrat ausgebildeten Elektrodenfingern ausgebildet sind, wobei die jeweiligen SAW-Anregungsabschnitte so voneinander beabstandet angeordnet sind, daß die Phasen von durch sie angeregten SAWs in Übereinstimmung kommen.

16. Filter nach Anspruch 15, bei dem der SAW-Resonator ein Muster mit erstem elektrisch miteinander verbundenen Elektrodenfingern und ein Muster mit elektrisch miteinander verbundenen zweiten Elektrodenfingern aufweist.

17. Filter nach Anspruch 15, bei dem der SAW-Resonator auf der Eingangsseite für elektrische Leistung des Filters angeordnet ist.

18. Filter nach Anspruch 15, bei dem der SAW-Resonator ein drittes Muster von Elektrodenfingern aufweist, die elektrisch miteinander verbunden sind und die jeweils zwischen die ersten Elektrodenfinger und die zweiten Elektrodenfinger der entsprechenden Muster eingeschachtelt sind.

19. SAW(surface acoustic wave = Oberflächenwellen)-Filter mit:

- einem piezoelektrischen Substrat;

- einem ersten SAW-Resonator mit mehreren Paaren von Elektrodenfingern, der auf dem piezoelektrischen Substrat ausgebildet ist und mit Anschlüssen an eine Eingangsseite für elektrische Leistung angeschlossen ist;

- einem zweiten SAW-Resonator mit mehreren Paaren von Elektrodenfingern, der auf dem piezoelektrischen Substrat ausgebildet ist und mit Anschlüssen einer Ausgangsseite für elektrische Leistung verbunden ist, wobei der erste SAW-Resonator und der zweite SAW-Resonator elektrisch in Reihe geschaltet sind; und

- einem dritten und einem vierten SAW-Resonator, von denen jeder mehrere Paare von Elektrodenfingern aufweist, und die jeweils hinter den ersten bzw. zweiten SAW-Resonator geschaltet sind, wobei sowohl der erste als auch der dritte SAW-Resonator mehrere SAW-Übertragungsräume zum Übertragen einer angeregten SAW aufweisen, und wobei die elektrische Länge jedes SAW-Übertragungsraums größer ist als die halbe Wellenlänge der anzuregenden SAW.

20. Filter nach Anspruch 19, bei dem keiner der SAW-Übertragungsräume eine SAW anregt.