[发明专利]纵向耦合型表面声共振器波滤波器

说明书

本发明涉及纵向耦合型表面声波共振器滤波器，特别是涉及电极结构经过改动从而提高了灵敏度的纵向耦合型表面声波共振器滤波器。

近来，表面声波(SAW)滤波器在各种通信装置中作为宽带滤波器得到了应用。对于宽带滤波器来说，要求其具有合适的滤通带宽和较高的灵敏度。相应地，例如就用于射频(RF)波段的SAW滤波器而言，也需要设定所需的带通带宽并实现较高的灵敏度。

特别是对于按照CT-1、CT-1+和CT-2标准的无绳电话组中RF波段的SAW滤波器，虽然所需的衰减随电话组中的中频(IF)滤波器而变化，但是重要的是在距离中心频率+20MHz和+40MHz处使信号有足够大的衰减。因此需要灵敏度较高的滤波器。而且就IF滤波器而言，相应信道之间的灵敏度特性是重要的指标。

另一方面，现在所知道的情况是，采用SAW共振器的SAW滤波器在降低损耗、增加带外衰减程度和减少器件尺寸方面具有特别明显的优势。例如，已经提出了一种由多阶连接方式的纵向耦合型SAW共振器滤波器组成的滤波器。通过在压电单晶衬底(由沿36度Y切割的X传播方向的LiTaO₃单晶构成)沿表面波传播方向上等间隔地排列三组内部数字(ID)电极并在ID电极排列区域的反面沿表面波传播方向提供反射器电极形成了每个共振器滤波器。这样布局的滤波器的损耗和尺寸都较小。

但是，在上述普通的纵向耦合型表面声波共振滤波器中，无法使通带以上阻断带的衰减增加到足够的程度。

图7示出了由二阶连接方式下的上述普通纵向耦合型表面声波共振滤波器组成的滤波器插入损耗-频率特性的实例。在图7中，由实线A表示的特征曲线的基本部分通过放大插入损耗的刻度(即采用坐标轴右侧的刻度)画为用实线B表示的曲线。

图7所示的特征曲线，表示了由多阶连接方式下的纵向耦合型表面声波共振滤波器构成的结构的特性，它的带通设定为864-868MHz，由于ID电极的响应，在高于通带的频率处有一段上升(图7箭头C所指)，这表明在886-906MHz的范围内衰减得程度不够。

ID电极的上述响应由ID电极的内部反射引起。因此，响应的水平取决于薄膜厚度和电极的线宽。基于这个原因，为了降低ID电极不需要响应的水平，采取了在制造过程中增加电极指的膜厚或者减少线宽的方法以在上述范围内设定所需的衰减。

但是，如果增加电极指的膜厚，则会增加表面波在ID电极内传播的衰减，从而导致插入损耗的增加。如果增加电极指的线宽，则会增加每个电极指的电阻，从而也增加了插入损耗。

已知提高SAW滤波器灵敏度的普通设计方法有新相位权重方法和在ID电极部分形成中分面结构以限制ID电极内部反射的方法。

但是，在这些方法中，前者在设计带权重ID电极时会带来麻烦并且增加了电极指的数量以使电极能够减薄。因此这增加了ID电极的阻抗和长度。

后者采用电极指宽度是普通电极指宽度一半的中分面电极，即固体电极。因此，如果要在800MHz带宽以上的滤波器上使用，必须采用高级的工艺技术，例如干法刻蚀技术。主要是由于在固体电极和中分面电极混合布局下难以控制每个ID电极的电极指宽度，所以产率有所下降。

针对上述情况，本发明的一个目标是提供一种在不增加插入损耗的同时提供灵敏度高并且便于大规模生产的纵向耦合型SAW共振器滤波器。

按照本发明，提供了一种纵向耦合型SAW谐波滤波器，包含：衬底；在所述衬底表面放置的第一-第三组叉指形电极；所述第二和第三组叉指形电极沿所述第一组叉指形电极激发和接收表面波的传播方向形成于所述第一组叉指形电极的两边上；沿着提供有所述第一-第三组叉指形电极区域的表面波传播方向形成于面对的两边上的第一和第二反射器；所述第一-第三组叉指形电极中的每一个由一对梳状电极组成，每个所述梳状电极至少包含一个电极指；以及相互靠近的所述第一组叉指形电极的电极指中心与所述第二组叉指形电极的电极指中心之间的中心距离L1和相互靠近的所述第一组叉指形电极的电极指中心与所述第三组叉指形电极的电极指中心之间的中心距离L2都设定为不同的数值；其中所述第一和第二反射器中的每一个包含若干垂直于表面波传播方向布置的电极指，并且表面波的波长由所述反射器的电极间距确定为λ，则所述中心距离L1满足不等式方程(1)：

0+nλ≤L1≤1/2λ+nλ  (1) 

(n为整数)

所述中心距离L2满足不等式方程(2)：

1/2λ+mλ≤L2≤(m+1)λ   (2)

(m为整数)，以及

所述中心距离L1和L2满足不等式方程(3)：

L1≠L2-1/2λ+kλ      (3)