[发明专利]梯形滤波器

说明书

本发明涉及一种梯形滤波器，该滤波器包括至少一个串联谐振器和一个并联谐振器，这两个谐振器相互连接构成一个梯形，更具体地说，本发明是对构成串联和并联谐振器的谐振器结构的改进。

图1表示了一个传统结构的梯形滤波器，该梯形滤波器由多个具有膨胀振动态的角压电谐振器构成。也就是说，具有图2所示电路中的四个元件的二级梯形滤波器是由矩形板状串联谐振器1和2以及矩形板状并联谐振器3和4构成。

参见图1，标号2a表示一个设置在串联谐振器2的一个主表面上的电极，而在串联谐振器2的另一个主表面上也设置有一个类似的电极，此外，串联谐振器1的两个主表面上均设置有类似的电极。另一方面，在串联谐振器3和4的各整个主表面上分别设置有电极3a和4a。

标号5至11表示滤波器的金属端子，它们与串联谐振器1和2及并联谐振器3和4相互连接(如图2所示)。上述金属端子5至11、串联谐振器1和2以及并联谐振器3和4放置在壳体元件12中，壳体元件12是由绝缘材料制成的。盖件(图中来示出)盖在壳体元件12上部的开口12a上，从而构成一个梯形滤波器。金属端子9至11从壳体元件12中引出，以便作为与外界相连接的端子。

为了驱动上述梯形滤波器，放置在壳体元件12中的串联谐振器1和2及并联谐振器3和4应当能以所需的状态振动。换句话说，壳体元件12中的谐振器1至4的振动不能受到阻碍。因此，设在一个端部的金属端子11是用具有弹性的所谓弹簧端子制成的。

然而，在图1所示的梯形滤波器中，由于金属端子11的存在构成了一个很大的不需要的空间，该金属端子11是一种弹性端子，以便允许壳体元件12中的谐振器进行振动。因此，整个梯形滤波器的尺寸显著增加。举例来说，如图1所示的包括四个元件的两级梯形滤波器其组装后的尺寸约为7．0mm×8．0mm×8．0mm。

另一方面，近年来与其它电子元件一样，也需要一种作为表面安装型电子元件的梯形滤波器。

为此，美国专利申请07／941，081号及国际专利公开WO92／16997号提出了一种梯形滤波器，它可以缩小整体形状并形成一表面安装型的电子元件。在该梯形滤波器中，串联和并联谐振器由音叉型压电谐振器构成，在压电板的一个边缘上形成音叉型振动件。另外，构成串联和并联谐振器的若干音叉型压电谐振器通过槽形件相互叠放，以确保留出若干槽，允许相互连成整体的音叉型振动件进行振动。

在上述采用音叉型压电谐振器的梯形滤波器中，可以实现小型化、表面安装以及组装步骤的简化。但是在该梯形滤器中，由于采用了音叉型压电谐振器，不可能保证足够的频带宽度。

本发明的一个目的是提供一种梯形滤波器，它可以实现制造步骤的简化、小型化以及表面安装，同时确保足够的频带宽度。

根据本发明的广义的方面，提供了一种梯形滤波器，它包括至少一个构成串联支路的串联谐振器、至少一个构成并联支路的并联谐振器，串联和并联的谐振器中的至少两个沿厚度方向叠放起来。

根据本发明的梯形滤波器，由于至少两个串联和并联谐振器在厚度方向上叠放，因而可以缩小平面形状。另外，由于这种层状结构，该梯形滤波器还可以容易地制成片状元件。

另外，根据本发明，串联和并联谐振器中的至少两个是由能陷型压电谐振器构成的，该压电谐振器具有一个板形压电振动件、一个连接到该压电振动件上的支承件以及一个连接到该支承件上的固定件，以便阻止振动能量传递到支承件。因此，该压电谐振器可以通过该固定件固定到另一个压电谐振器或表面基片上，而不会使该压电谐振器的谐振特性变劣。

该能陷型压电谐振器可以选自各种类型的压电谐振器。

第一类压电谐振器是一种采用横向膨胀态的能陷型压电谐振器，它包括一个具有长边和短边的矩形板状压电振动件、一个连接到该压电振动件的每个短边中心处的支承件以及一个连接到该支承件外端的固定件，所述长边和短边的边比b／a处于下列值：

b／a=n(-1．47σ+1．88)    …(1)的±10％的范围内，其中a和b分别代表短边和长边的长度，σ代表压电振动件所用材料的泊松比，n代表一个整数。

从下面所述的实施例中可以清楚地看到，上述横向膨胀态是矩形板状振动器的一种振动态，这种振动态是处于正方形振动器的膨胀态振动与矩形振动器的横向态振动之间的一种振动状态。