本發(fā)明涉及具有由彈性波諧振器構(gòu)成的串聯(lián)臂諧振器以及并聯(lián)臂諧振器的梯子型濾波器。

背景技術(shù)：

以往，移動(dòng)電話機(jī)的RF段的頻帶濾波器等中使用梯子型濾波器。梯子型濾波器具有多個(gè)串聯(lián)臂諧振器和多個(gè)并聯(lián)臂諧振器。作為串聯(lián)臂諧振器以及并聯(lián)臂諧振器，一般使用的是彈性波諧振器。

另一方面，在下述的專利文獻(xiàn)1中公開了利用所謂的活塞模式的彈性波諧振器。在IDT電極的前端設(shè)置寬幅部等，構(gòu)成低聲速區(qū)域。在交叉寬度區(qū)域，在IDT電極的中央?yún)^(qū)域的兩側(cè)設(shè)置上述低聲速區(qū)域。并且，被設(shè)為是交叉寬度區(qū)域與匯流條之間為高聲速區(qū)域的間隙區(qū)域。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-101350號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

-發(fā)明要解決的課題-

在梯子型濾波器中，通過(guò)利用串聯(lián)臂諧振器與并聯(lián)臂諧振器的阻抗特性來(lái)形成通帶。但是，僅僅利用串聯(lián)臂諧振器與并聯(lián)臂諧振器的諧振頻率以及反諧振頻率，難以得到充分的頻帶外衰減特性。

另一方面，在專利文獻(xiàn)1所述的利用活塞模式的彈性波諧振器中，設(shè)置低聲速區(qū)域，在低聲速區(qū)域的外側(cè)設(shè)置高聲速區(qū)域即間隙區(qū)域。由此，橫模脈動(dòng)被抑制。但是，在這樣的構(gòu)造中，由于必須設(shè)置低聲速區(qū)域，因此存在彈性波諧振器的面積變大的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的在于，提供一種即使不使諧振器大型也能夠減少橫模脈動(dòng)的影響的梯子型濾波器。

-解決課題的手段-

本發(fā)明所涉及的梯子型濾波器具備：由彈性波諧振器構(gòu)成的串聯(lián)臂諧振器、和由彈性波諧振器構(gòu)成的多個(gè)并聯(lián)臂諧振器，上述多個(gè)并聯(lián)臂諧振器具有：與上述串聯(lián)臂諧振器共同構(gòu)成通帶的第1并聯(lián)臂諧振器、和第2并聯(lián)臂諧振器，各彈性波諧振器具有：第1匯流條、第2匯流條、和一端分別連接于上述第1匯流條以及第2匯流條的多根第1電極指以及多根第2電極指，在將于彈性波傳播方向觀察上述多根第1電極指和上述多根第2電極指時(shí)重合的部分設(shè)為交叉寬度區(qū)域、將上述交叉寬度區(qū)域與上述第1匯流條、第2匯流條之間的區(qū)域設(shè)為間隙區(qū)域時(shí)，上述第2并聯(lián)臂諧振器中的上述間隙區(qū)域的交叉寬度方向尺寸被設(shè)為比上述第1并聯(lián)臂諧振器中的上述間隙區(qū)域的交叉寬度方向尺寸大，上述第2并聯(lián)臂諧振器的諧振頻率位于上述串聯(lián)臂諧振器的諧振頻率以上的頻帶。

在本發(fā)明所涉及的梯子型濾波器的某個(gè)特定的方面，上述第2并聯(lián)臂諧振器的諧振頻率位于上述串聯(lián)臂諧振器的反諧振頻率以上的頻帶。

在本發(fā)明所涉及的梯子型濾波器的另一特定的方面，在將由上述第2并聯(lián)臂諧振器的電極指間距規(guī)定的波長(zhǎng)設(shè)為λ、將上述交叉寬度區(qū)域的沿著交叉寬度方向的尺寸設(shè)為L(zhǎng)1時(shí)，L1＜7×λ。

在本發(fā)明所涉及的梯子型濾波器的又一特定的方面，在將由上述第2并聯(lián)臂諧振器的電極指間距規(guī)定的波長(zhǎng)設(shè)為λ、將上述交叉寬度區(qū)域的沿著交叉寬度方向的尺寸設(shè)為L(zhǎng)1時(shí)，L1＜4×λ。

-發(fā)明效果-

根據(jù)本發(fā)明，在第2并聯(lián)臂諧振器，設(shè)置充分的高聲速區(qū)域，因此即使不形成低聲速區(qū)域也能夠得到良好的諧振特性。此外，由于第2并聯(lián)臂諧振器的諧振頻率被設(shè)為高至串聯(lián)臂諧振器的諧振頻率以上，因此能夠改善頻帶外衰減特性。此外，能夠?qū)M模脈動(dòng)從串聯(lián)臂諧振器的諧振頻率附近遠(yuǎn)離。因此，能夠改善頻帶外衰減特性。

附圖說(shuō)明

圖1(a)是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中使用的第2并聯(lián)臂諧振器的電極構(gòu)造的俯視圖，圖1(b)是第2并聯(lián)臂諧振器的示意性的正面剖視圖。

圖2是表示比較例的電極構(gòu)造的俯視圖。

圖3是實(shí)線表示第2并聯(lián)臂諧振器的諧振特性、虛線表示為了比較而準(zhǔn)備的間隙區(qū)域未被放大的彈性波諧振器的諧振特性的圖。

圖4是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的梯子型濾波器的電路圖。

圖5是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的梯子型濾波器的濾波器特性以及第1、第2并聯(lián)臂諧振器和串聯(lián)臂諧振器的諧振特性的圖。

圖6是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的梯子型濾波器的濾波器特性和第2比較例的梯子型濾波器的濾波器特性的圖。

圖7是表示將本發(fā)明的第1實(shí)施方式的梯子型濾波器作為發(fā)送濾波器而具備的雙工器中的發(fā)送特性以及第3比較例的發(fā)送特性的圖。

圖8是表示用于對(duì)橫模脈動(dòng)與諧振頻率Fr之間的頻率差ΔF進(jìn)行說(shuō)明的彈性波諧振器的諧振特性的圖。

圖9是表示交叉寬度區(qū)域的尺寸L1與ΔF/Fr的關(guān)系的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，從而使本發(fā)明清楚明了。

圖4是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的梯子型濾波器的電路圖。梯子型濾波器1具有將輸入端子2與輸出端子3連結(jié)的串聯(lián)臂。在該串聯(lián)臂中，串聯(lián)臂諧振器S1～S4被串聯(lián)連接。設(shè)置多個(gè)并聯(lián)臂以使得將串聯(lián)臂與接地電位連結(jié)。在各并聯(lián)臂設(shè)置并聯(lián)臂諧振器P1～P4。并聯(lián)臂諧振器P1～P3是本發(fā)明中的第1并聯(lián)臂諧振器，與串聯(lián)臂諧振器S1～S4共同形成通帶。并聯(lián)臂諧振器P4相當(dāng)于本發(fā)明中的第2并聯(lián)臂諧振器。

梯子型濾波器的通帶是利用串聯(lián)臂諧振器S1～S4的諧振特性和第1并聯(lián)臂諧振器P1～P3的諧振特性而形成的。也就是說(shuō)，通過(guò)并聯(lián)臂諧振器P1～P3的諧振頻率，構(gòu)成位于通帶的低頻側(cè)的衰減極。此外，通過(guò)串聯(lián)臂諧振器S1～S4的反諧振頻率，構(gòu)成位于通帶的高頻側(cè)的衰減極。

然而，僅僅利用這種串聯(lián)臂諧振器S1～S4的諧振特性以及并聯(lián)臂諧振器P1～P3的諧振特性，難以得到良好的頻帶外衰減特性。在本實(shí)施方式中，由于設(shè)置有第2并聯(lián)臂諧振器P4，因此如以下詳述那樣，能夠?qū)崿F(xiàn)頻帶外衰減特性的改善。

串聯(lián)臂諧振器S1～S4以及并聯(lián)臂諧振器P1～P4由聲表面波諧振器構(gòu)成。

圖1(a)是表示第2并聯(lián)臂諧振器P4的電極構(gòu)造的俯視圖，圖1(b)是第2并聯(lián)臂諧振器P4的示意性的正面剖視圖。

第2并聯(lián)臂諧振器P4具有壓電基板5。壓電基板5由LiTaO₃或者LiNbO₃等壓電單晶構(gòu)成。然而，也可以取代壓電單晶，使用壓電陶瓷。

在壓電基板5上形成圖1(a)所示的電極構(gòu)造。也就是說(shuō)，形成IDT電極6、和被配置于IDT電極6的彈性波傳播方向兩側(cè)的反射器7、8。

上述電極構(gòu)造由Al、Cu、W、Pt、Au等適當(dāng)?shù)慕饘倩蚝辖饦?gòu)成。此外，這些電極構(gòu)造也可以由將多個(gè)金屬膜層疊而成的層疊金屬膜形成。

反射器7、8是將多根電極指的兩端短路而成的柵格型反射器。

IDT電極6具有第1匯流條11和第2匯流條12。第1匯流條11和第2匯流條12在彈性波傳播方向延伸。第1匯流條11與多根第1電極指13的一端連接。第2匯流條12與多根第2電極指14的一端連接。多根第1電極指13以及多根第2電極指14在與彈性波傳播方向正交的方向延伸。多根第1電極指13與多根第2電極指14相互間插合。在從彈性波傳播方向來(lái)觀察時(shí)，將第1電極指13與第2電極指14重合的部分設(shè)為交叉寬度區(qū)域。此外，將上述電極指13、14的延伸方向設(shè)為交叉寬度方向。在圖1(a)中，在將彈性波傳播方向上的電極指的尺寸定義為電極指的寬度時(shí)，多根第1電極指13以及多根第2電極指14的各電極指的寬度設(shè)為恒定。在將設(shè)置有IDT電極6的壓電基板的表面的法線方向上的電極指的尺寸定義為電極指的厚度時(shí)，多根第1電極指13以及多根第2電極指14的電極指的厚度設(shè)為恒定。

在IDT電極6中，被圖1(a)中的點(diǎn)劃線A1和點(diǎn)劃線A2夾著的矩形形狀的區(qū)域?yàn)榻徊鎸挾葏^(qū)域C。并且，在交叉寬度區(qū)域C的交叉寬度方向外側(cè)形成間隙區(qū)域D1、D2。所謂間隙區(qū)域D1，是指第1匯流條11與交叉寬度區(qū)域C之間的矩形形狀的區(qū)域。所謂間隙區(qū)域D2，是指第2匯流條12與交叉寬度區(qū)域C之間的矩形形狀的區(qū)域。在間隙區(qū)域D1，僅第1電極指13位于沿著彈性波傳播方向。因此，與交叉寬度區(qū)域C相比，間隙區(qū)域D1被設(shè)為高聲速的區(qū)域。間隙區(qū)域D2也同樣地，僅存在多根第2電極指14，因此是聲速相對(duì)高的區(qū)域。另外，為了小型化，優(yōu)選交叉寬度區(qū)域C的形狀是矩形形狀。但是，不是必須為矩形形狀，在交叉寬度區(qū)域C，也可以對(duì)第1電極指13或者第2電極指14的交叉寬度方向的長(zhǎng)度賦予變化。在該情況下，作為交叉寬度方向尺寸，使用第1、第2電極指的交叉部分的長(zhǎng)度的相加平均值即可。

圖3是表示上述第2并聯(lián)臂諧振器P4的諧振特性與比較例的彈性波諧振器的諧振特性的圖。實(shí)線表示第2并聯(lián)臂諧振器P4的諧振特性。虛線是比較例的彈性波諧振器的諧振特性。

圖2中通過(guò)俯視圖來(lái)表示上述比較例的電極構(gòu)造。如圖2所示，在比較例的彈性波諧振器中，IDT電極106具有：第1、第2匯流條111、112、多根第1電極指113以及多根第2電極指114。將圖1(a)與圖2對(duì)比可知，在比較例的彈性波諧振器中，間隙區(qū)域的交叉寬度方向尺寸被設(shè)為較短，比交叉寬度區(qū)域的交叉寬度方向尺寸相比非常短。與此相對(duì)地，在圖1(a)所示的實(shí)施方式中，間隙區(qū)域D1、D2的交叉寬度方向尺寸被設(shè)為與作為高聲速層的交叉寬度區(qū)域C的交叉寬度方向尺寸同等程度。由此，通過(guò)對(duì)稱性，能夠增大通過(guò)高聲速層而限制主模式的能量。因此，通過(guò)能量的限制，能夠確保良好的諧振器特性。另外，也可以使間隙區(qū)域D1的交叉寬度方向尺寸與間隙區(qū)域D2的交叉寬度方向尺寸不同。

由于如上述那樣間隙區(qū)域D1、D2的交叉寬度方向尺寸被設(shè)為較大，因此即使不設(shè)置低聲速區(qū)域，如圖3所示，在第2并聯(lián)臂諧振器P4，也能夠得到良好的諧振特性。也就是說(shuō)，與虛線所示的比較例的諧振特性相比，能夠增大反諧振頻率下的阻抗相對(duì)于諧振頻率下的阻抗的比即峰谷比。

此外，在圖3的實(shí)線所示的諧振特性中，出現(xiàn)了箭頭E所示的橫模脈動(dòng)，但該橫模脈動(dòng)的頻率位置被設(shè)為比反諧振頻率高的位置。因此可知，通過(guò)選擇第2并聯(lián)臂諧振器P4的諧振頻率的位置，能夠形成難以產(chǎn)生橫模脈動(dòng)E的影響的濾波器特性。此外，由于也可以不設(shè)置由寬幅部構(gòu)成的低聲速區(qū)域，因此在第2并聯(lián)臂諧振器P4中也難以導(dǎo)致大型化。通過(guò)不設(shè)置寬幅部，能夠加寬電極指的寬幅部與相鄰的電位不同的電極指的縫隙，因此IDT電極的耐電壓能夠變高。

在本實(shí)施方式的梯子型濾波器1中，第2并聯(lián)臂諧振器P4如上述那樣構(gòu)成，并且第2并聯(lián)臂諧振器P4的諧振頻率比串聯(lián)臂諧振器S1～S4的諧振頻率高。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)梯子型濾波器的頻帶外衰減特性的改善。參照?qǐng)D5～圖7來(lái)對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。

圖5中，通過(guò)虛線F1以及點(diǎn)劃線F2來(lái)表示上述實(shí)施方式的梯子型濾波器的濾波器特性。另外，虛線F1是點(diǎn)劃線F2所示的濾波器特性的放大圖。

此外，一并表示第1并聯(lián)臂諧振器P1～P3、第1～第4串聯(lián)臂諧振器S1～S4以及第2并聯(lián)臂諧振器P4的諧振特性。

在本實(shí)施方式中，通過(guò)第1并聯(lián)臂諧振器P1～P3的諧振頻率，形成通帶的低頻側(cè)的衰減極。此外，通過(guò)串聯(lián)臂諧振器S1～S4的反諧振頻率，衰減極被設(shè)置于通帶高頻側(cè)。電就是說(shuō)，通過(guò)第1并聯(lián)臂諧振器P1～P3和串聯(lián)臂諧振器S1～S4來(lái)形成通帶。另一方面，第2并聯(lián)臂諧振器P4的諧振頻率比串聯(lián)臂諧振器S1～S4的諧振頻率更被配置于反諧振頻率以上的頻帶。因此，在梯子型濾波器1中，能夠?qū)崿F(xiàn)比通帶高頻側(cè)的衰減極更位于高頻側(cè)的頻帶外衰減量的放大。并且，在第2并聯(lián)臂諧振器P4中，所述的橫模脈動(dòng)存在于比反諧振頻率高的頻率位置，因此橫模脈動(dòng)不位于梯子型濾波器1的通帶內(nèi)。因此，也難以產(chǎn)生通帶的濾波器特性的惡化。

因此可知，在梯子型濾波器1中，由于具備上述第2并聯(lián)臂諧振器P4，因此能夠?qū)崿F(xiàn)頻帶外衰減量的放大，能夠得到良好的濾波器特性。

更優(yōu)選地，第2并聯(lián)臂諧振器P4的諧振頻率最好處于串聯(lián)臂諧振器S1～S4的反諧振頻率以上的頻帶。由此，能夠更有效地減少橫模脈動(dòng)的影響。

圖6是表示上述實(shí)施方式的梯子型濾波器的濾波器特性、和為了比較而除了不具備第2并聯(lián)臂諧振器P4以外同樣構(gòu)成的第2比較例的梯子型濾波器的濾波器特性的圖。實(shí)線表示上述實(shí)施方式的結(jié)果，虛線表示第2比較例的梯子型濾波器的濾波器特性。

根據(jù)圖6可知，在本實(shí)施方式的梯子型濾波器中，與不具有第2并聯(lián)臂諧振器的第2比較例的梯子型濾波器相比，能夠放大頻帶外衰減量。

圖7是表示將上述實(shí)施方式的梯子型濾波器1作為發(fā)送濾波器而具備的雙工器中的發(fā)送特性的圖。圖7的實(shí)線表示實(shí)施方式的結(jié)果，虛線表示第3比較例的結(jié)果。在第3比較例中，除了未設(shè)置第2并聯(lián)臂諧振器P4以外，與上述實(shí)施方式同樣地構(gòu)成。根據(jù)圖7可知，根據(jù)本實(shí)施方式，在較寬的頻率范圍，與第3比較例相比，能夠放大頻帶外衰減量。

根據(jù)圖6以及圖7可知，在梯子型濾波器1中，通過(guò)設(shè)置第2并聯(lián)臂諧振器P4，此外第2并聯(lián)臂諧振器的諧振頻率被設(shè)為高達(dá)串聯(lián)臂諧振器S1～S4的諧振頻率以上，因此能夠大幅度地改善頻帶外衰減特性。

另外，在第2并聯(lián)臂諧振器P4中，上述間隙區(qū)域D1、D2最好足夠大，優(yōu)選地，在將交叉寬度區(qū)域的交叉寬度方向尺寸設(shè)為L(zhǎng)1時(shí)，最好設(shè)為L(zhǎng)1＜7×λ，更加最好設(shè)為L(zhǎng)1＜4×λ。以下對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。另外，λ是由彈性波諧振器的電極指間距規(guī)定的波長(zhǎng)。

圖8是用于對(duì)第2并聯(lián)臂諧振器P4中的諧振頻率Fr與橫模脈動(dòng)E的頻率位置的差ΔF進(jìn)行說(shuō)明的諧振特性的圖。也就是說(shuō)，所謂頻率差ΔF，是表示從橫模脈動(dòng)E的諧振頻率Fr以什么程度頻率偏離的尺度。

圖9是表示使上述交叉寬度區(qū)域的交叉寬度方向尺寸L1變化的情況下的ΔF/Fr的變化的圖。根據(jù)圖9可知，若L1為7λ以下，則能夠使ΔF/Fr為2％以上。也就是說(shuō)，能夠有效地使橫模脈動(dòng)遠(yuǎn)離諧振頻率。因此，在較寬的頻率范圍，能夠得到?jīng)]有脈動(dòng)的影響的頻帶外衰減特性。此外，若L1為4λ以下，則能夠使ΔF/Fr為4.0％以上，能夠使橫模脈動(dòng)進(jìn)一步遠(yuǎn)離。因此，在更寬的頻率范圍，能夠得到?jīng)]有脈動(dòng)的影響的良好的衰減特性。

另外，在本發(fā)明的梯子型濾波器中，串聯(lián)臂諧振器以及第1并聯(lián)臂諧振器的級(jí)數(shù)并不被特別限定。此外，也可以設(shè)置多個(gè)第2并聯(lián)臂諧振器。進(jìn)一步地，在設(shè)置多個(gè)第2并聯(lián)臂諧振器的情況下，也不必使第2并聯(lián)臂諧振器的諧振特性全部相等。進(jìn)一步地，設(shè)置第2并聯(lián)臂諧振器的并聯(lián)臂的位置也可以從上述實(shí)施方式的情況下的位置變更。

-符號(hào)說(shuō)明-

1...梯子型濾波器

2...輸入端子

3...輸出端子

5...壓電基板

6...IDT電極

7、8...反射器

11...第1匯流條

12...第2匯流條

13...第1電極指

14...第2電極指

106...IDT電極

111、112...第1、第2匯流條

113...第1電極指

114...第2電極指

C...交叉寬度區(qū)域

D1、D2...間隙區(qū)域

P1～P3...第1并聯(lián)臂諧振器

P4...第2并聯(lián)臂諧振器

S1～S4...第1～第4串聯(lián)臂諧振器