[发明专利]带有抑制的剪切模式的SAW滤波器

说明书

为抑制起干扰作用的SH模式，对于阶梯型滤波器建议移动为此负责的串联谐振器的谐振频率同时通过与电容器并联降低其零极点间距。串联谐振器的反谐振以及由此也包括通带保持不变。

为了减小SAW滤波器的温度变化，SAW滤波器设有通常包含SiO2的补偿层。然而，作为这种措施的副作用，耦合有所减少。因此，只有在起高度耦合作用的衬底上才能实现具有这种补偿层的宽带滤波器。

例如可在切角为红光128°的铌酸锂晶体上构建具有补偿层的由SAW谐振器构建的SAW滤波器。在这种衬底材料上，使用声学瑞利模式(Rayleigh-Mode)的谐振频率。

然而，在带有针对电极与在这些电极上沉积的层的特定材料组合和/或针对特定层厚度组合的许多滤波器中，在铌酸锂上可展开寄生SH模式(水平剪切模式)。SH模式的谐振频率高于瑞利模式的谐振频率。针对滤波器的串联谐振器而言，SH谐振处于滤波器的通带上边缘的区域内，并在该处引起对传递函数的扰动。即使这种滤波器的几何结构被优化成最大限度地抑制SH模式，但由于公差相关的几何偏差以及在温度和功率负荷的作用下这种SH模式仍可强烈地激发。由此可出现谐振器的温度和功率负荷增大，这可导致过早的损耗并最终导致滤波器失效。

因此本发明的任务在于，可靠且持久地避免在由SAW谐振器构建的带通滤波器的通带上边缘的频率范围内起干扰作用的SH模式。

根据本发明该目的由根据权利要求1所述的SAW滤波器解决。本发明的其它实施方案以及用于在SAW滤波器中移动干扰SH模式的方法可从其它权利要求中得出。

根据本发明的SAW滤波器由SAW谐振器构建并且具有阶梯型结构。该阶梯型结构包括接在滤波器输入端与滤波器输出端之间的串联支路，在该串联支路中布置有串联谐振器。设置从串联支路分支的并联支路，该并联支路将串联支路连接到固定电位，特别是接地。例如，滤波器具有在两到五个之间的并联支路以及同样多个串联谐振器。然而在此串联谐振器的数目也可不同于并联谐振器的数目。此外，如果期望更高的选择，滤波器可具有更多数目的谐振器。

在大体上以已知的方式构建的滤波器中，现在根据本发明设有带有最大叉指周期的第一串联谐振器，该第一串联谐振器具有所有串联谐振器的最小反谐振频率。与其余串联谐振器相比，该串联谐振器的零极点间距缩小。零极点间距的缩小被标定成通过更小的叉指周期和更小的零极点间距，使得该第一串联谐振器的寄生剪切模式(SH-Mode)从通带边缘消失或者在通带边缘之上的频率下才出现。

为了减小零极点间距，可并联于第一串联谐振器联接有构造为叉指结构的第一电容器。并联的电容器的值如此确定大小，即通过更小的叉指周期和更小的零极点间距，使得第一串联谐振器的寄生剪切模式(SH-Mode)从滤波器的通带边缘消失或者在通带边缘之上的频率下才出现。

换言之，现在就取决于设计具有最低的谐振频率和反谐振频率的串联谐振器而言，通过并联联接电容器来减小零极点间距。由于在此反谐振也移动到对于通带不太有利的较低的频率，因此这又通过逆向频偏来补偿，这通过减小叉指周期实现。在此可如此进行补偿，即在减小零极点间距之前使反谐振频率再次处于其原始位置上。为与谐振器的原始值相比不扩大谐振器与并联电容器的总电容，通过减小孔径或减小叉指数目来相应缩减谐振器。

结果，获得一种滤波器，其中与剪切模式相关联的寄生谐振已经从通带中完全消除并且位于通带边缘之上。在此滤波器的带宽和插入衰减几乎保持不变，从而尽管不同于已知且已经关于滤波器特性且尤其是关于通带优化设计但不必忍受在通带内滤波器特性的劣化。

这样的滤波器可利用简单的措施在没有大的耗费的情况下实现。附加电容器还仅需要在滤波器衬底上不显著更大的表面，因为对此同时需减小谐振器的电容，以使由电容器与谐振器形成的并联电路的总电容保持在所需的范围内。

并联联接的第一电容器可构造为具有与谐振器相同的金属化的叉指结构并且那么不需要附加的制造步骤。