专利名称：表面声波滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种SAW(表面声波)滤波器，更具体地说，涉及一种具有在装配过程中可调的滤波器特性、并且提供较宽的通带和较大的衰减水平的SAW滤波器。
背景技术：
近年来，可以看到诸如蜂窝电话等小型通信设备已经在许多用户中得到了广泛的应用。这样的小型通信设备采用许多滤波器作为选频装置。由于横向SAW滤波器价格相当便宜，可以使自身在尺寸上小型化，并且能够容易地进行大规模的生产，因此被广泛地用作这样的小型通信设备中的滤波器，其中所述的横向SAW滤波器具有设置在压电组件的表面上的IDT(交叉指状换能器)，以便依据通过压电组件表面传播的表面声波与IDT之间的相互作用，进行频率成分的选择。
然而，从原则上说，该横向SAW滤波器具有由在对其进行设计时已经采用的IDT的电子图案所确定的、诸如通带和衰减水平的滤波器特性。因此，如果制造完成的SAW滤波器的特性不满足所期望的规格，则必须再次设计不同的SAW滤波器。即使经过这些努力，通常也很难使SAW滤波器实现较宽的通带、以及在通带之外的较大的衰减水平。
日本待审专利公开NO.5-183380(JP-A-5-183380)公开了一种具有SAW谐振器的梯形滤波器(ladder filter)，其中一个电感器串联地插入到在该梯形滤波器的并联臂内和/或串联臂中的SAW谐振器上。该梯形滤波器通过依据插入的电感器的电感值来移动谐振点和反谐振点，从而实现较宽的通带(passband)、以及在通带之外的较大的抑制水平。在串联臂内的SAW谐振器是插入到使该梯形滤波器的输入和输出端子相互连接的路径中的SAW谐振器，而在并联臂内的SAW谐振器是使得位于使梯形滤波器的输入和输出端子相互连接的路径上的节点、与公共接地点相互连接的SAW谐振器。
然而，由于电感器被串联地插入到在JP-A-5-183380中公开的梯形滤波器的SAW谐振器中，该梯形滤波器的缺点在于由于当对梯形滤波器进行实际生产时，需要反复地对梯形滤波器进行设计和原型制造，因此，该梯形滤波器在设计上具有较小的自由度，并且其生产率也较低。
发明内容
因此本发明的一个目的是提出一种能够以较大的自由度的进行设计，能够容易地实现所期望的滤波器特性，并且具有在装配过程中可调的滤波器特性的SAW滤波器，根据本发明，通过一种梯形SAW滤波器来实现上述目的，该梯形SAW滤波器包括设置在并联臂上的第一SAW谐振器，设置在串联臂上的第二SAW谐振器，以及与第一SAW谐振器和第二SAW谐振器中的至少一个并联的电感器，其中，由所述的电感器来对第一SAW谐振器和第二SAW谐振器中的至少一个的谐振点或者反谐振点的频率进行调整。
如果电感器与第一SAW谐振器并联，则第一SAW谐振器的谐振点频率已经被大致设置在梯形SAW滤波器的滤波器特性的衰减峰(attenuation peak)上，然后，依据电感器的电感值，可以将第一SAW谐振器的反谐振点频率滤波器特性的通带上。相似地，如果电感器与第二SAW谐振器并联，则第二SAW谐振器的反谐振点频率已经大致设置在滤波器特性的通带上，依据所述的电感器的电感值，可以将第二SAW谐振器的谐振点频率设置在滤波器特性的衰减峰上。
根据本发明，提出了一种能够得到较宽的通带、以及在通带之外较大的衰减水平的SAW滤波器，从而产生较小的插入损耗，并且有助于应用。
图1是根据本发明的一个实施例的SAW滤波器的电路图；
图2A示出与电感器并联的串联臂内的SAW谐振器的电路图；图2B是示出S参数变化的方式的曲线图；图2C是示出图1所示的滤波器特性的曲线图；图3是根据本发明的另一实施例的SAW滤波器的电路图；图4A是示出与电感器串联的并联臂内的SAW谐振器的电路图；图4B是示出S参数变化的方式的曲线图；图5是根据本发明的另一实施例的SAW滤波器的电路图；图6A是示出与电感器串联的串联臂中的SAW谐振器的电路图；图6B是示出S参数变化的方式的曲线图；图7A是示出与电感器并联的并联臂内的SAW谐振器的电路图；以及图7B是示出S参数变化的方式的曲线图。
具体实施例方式
如图1所示，根据本发明的一个实施例的SAW滤波器，包括具有4个SAW谐振器1到4的两级梯形滤波器。该SAW滤波器具有如图所示的位于左端的输入端子A、以及如图所示的位于左端的输出端子B。串联臂上的SAW谐振器1、2串联地插入到输入和输出端子A，B之间。并联臂上的SAW谐振器3插入到SAW谐振器1，2之间的连接点和接地点之间。并联臂上的SAW谐振器4插入到SAW谐振器2和输出端子B之间的连接点以及接地点之间。该SAW滤波器还具有与串联臂上的SAW谐振器1，2分别并联的电感器5，6。
下面将描述包括串联臂上的SAW谐振器、以及与该SAW谐振器并联的电感器的组件(assembly)的特性。如果如图2A所示，电感器8与串联臂上的SAW谐振器7并联，则此电路的S参数(S11，S21)的频率变化如图2B所示。具体地说，如虚线特性曲线S11所示，反谐振点fr的频率保持为常数，而如实线特性曲线S21所示，SAW谐振器表面谐振点fp的频率依据电感器8的电感值而变化。
假定图1所示的电路的SAW谐振器1到4具有分别用fp1到fp4表示的谐振点、以及分别用fr1到fr4表示的反谐振点。还假定这些谐振和反谐振点是通过例如电感器的电抗元件(reactive element)的连接而提供的表面谐振和反谐振点。图1所示的电路、即根据本发明实施例的SAW滤波器具有如图2C所示的频率特性。
在本实施例中，通过进行调整，可以将由串联臂上的SAW谐振器1，2和电感器5，6产生的谐振点fp1，fp2的频率大致设置在图2C所示的滤波器特性的实线特性曲线S21的衰减峰10上，并且将反谐振点fr1，fr2的频率大致设置在图2C所示的滤波器特性的虚线特性曲线S11的通带9内。通过设计SAW谐振器1，2以使反谐振点fr1，fr2处于上述的范围内，并且通过选择与SAW谐振器1，2并联的电感器5，6的电感值而使谐振点fp1，fp2分别具有所期望的值，可以实现这样的调整。
相似地，也可以进行调整，将在并联臂上的SAW谐振器3，4的谐振点fp3，fp4的频率大致设置在衰减峰10上，以及将反谐振点fr3，fr4的频率大致设置在通带9内。对SAW谐振器3、4进行设计，从而使谐振点fp3，fp4和反谐振点fr3，fr4满足这些值。
通常，对于单独的一个SAW谐振器，不能够使反谐振点fr的频率以一定的频率或者更大的频率来远离谐振点fp的频率。然而，根据图1所示的电路，通过将电感器5，6分别与SAW谐振器1，2并联，可以改变谐振点的频率，结果，可以使反谐振点fr的频率高度地远离谐振点fp的频率。因此，根据本发明实施例的SAW滤波器通过依据所期望的通带，以分散的方式来设置SAW谐振器1到4的反谐振点fr1到fr4的频率，可以取得很大的通带，并且通过使谐振点fp1到fp4的频率设置在尽可能相互靠近的位置，可以实现在通带之外的较大的衰减水平。
图1所示电路，由于电感器5、6分别与串联臂上的SAW谐振器1、2并联，电感器5，6上的纯电阻成分不会引起滤波器特性的插入损耗。因此，图1所示电路造成极其小的插入损耗。例如，对具有图1所示电路的滤波器进行的仿真显示滤波器具有0.3dB的插入损耗、以及在9％或者更多的部分带宽上具有55dB的衰减水平。因此，根据本发明实施例的滤波器具有较宽的通带，并且遭受了较小的插入损耗，以及在通带之外提供了较大的衰减水平。
通过在装配滤波器过程中选择具有最佳电感值的电感器，图1所示的电路布置可以对滤波器特性进行调整，因此，可以实现具有宽通带、以及在通带之外具有较大的衰减水平的滤波器特性。
如果电感器与SAW谐振器串联，则依据滤波器需要具有的特性，该电感器需要具有较大的电感值，因而可以表现出较大的电阻(resistance)。如果滤波器自身在尺寸上减小，则电感器的线圈需要具有较小的直径，从而表现出较大的电阻。因此，如果电感器与SAW谐振器、特别是与串联臂上的SAW谐振器进行串联，则滤波器可以产生较大的插入损耗，从而使其不能够在实际中使用。然而，根据本实施例，由于电感器与SAW谐振器并联，因此该滤波器不会造成较大的插入损耗。
根据本发明的SAW滤波器并不局限于上述结构，而是可以为使电感器与至少一个SAW谐振器并联的各种结构中的任一结构。
图3示出根据本发明的另一个实施例的SAW滤波器。该SAW滤波器具有与在串联臂上的SAW谐振器并联的电感器，并且具有与在并联臂上的SAW谐振器串联的电感器。具体地说，图3所示的SAW滤波器是通过去除图1所示的SAW滤波器中的并联臂上的SAW谐振器4，并且在并联臂上的SAW谐振器3和接地点之间插入电感器11构造得到的图1所示的SAW滤波器的改进。
下面将描述包括并联臂上的SAW谐振器和与该SAW谐振器上串联的电感器的组件的特性。如图4A所示，电感器13与在并联臂上的SAW谐振器12串联。图4B示出了图4A所示电路的S参数(S11，S21)的频率变化。具体地说，如虚线特性曲线S11所示，反谐振点fr的频率保持固定不变(constant)，如实线特性曲线S21所示，SAW谐振器表面谐振(apparent resonance)点fp的频率依据电感器13的电感值而变化。因此，如果电感器与在并联臂上的SAW谐振器串联，则可以将SAW谐振器12的反谐振点fr设置在滤波器的通带内，并且通过对电感器13进行调整，可以将谐振点fp设置在滤波器的衰减峰上。
与图1所示的SAW滤波器相比，图3所示SAW滤波器具有更多的电感器和更多的可调元件，从而可以实现最佳的滤波器特性。因此，与图1所示的SAW滤波器相比，更易于对图3所示的SAW滤波器进行调整，以便实现最佳的滤波器特性。
图5示出了根据本发明的另一实施例的SAW滤波器。图5所示的SAW滤波器是图1所示的SAW滤波器的改进，该改进通过以下过程来构造，即，从图1所示的SAW谐振器1中去除与串联臂上的SAW谐振器1并联的电感器5；在SAW电感器1和输入端子A之间插入电感器14；在并联臂上的SAW谐振器3和接地点之间插入电感器11；以及将并联电感器15与并联臂上的SAW谐振器4并联。因此，在图5所示的SAW滤波器中，电感器14，11分别与SAW谐振器1，3上串联。电感器11，15可以不必包括在图5所示的SAW滤波器中。
如图6A所示，如果电感器17与串联臂上的SAW谐振器16串联，则如图6B所示，如实线特性曲线S21所示，谐振点fp的频率保持固定不变，如虚线特性曲线S11所示，SAW谐振器的反谐振点fr的频率依据电感器17的电感值而变化。因此，如果电感器与在串联臂上的SAW谐振器串联，则可以将SAW谐振器16的谐振点fp设置在滤波器的衰减峰上，并且通过调节电感器17，将反谐振点fr设置在滤波器的通带内。
如图7A所示，如果电感器19与并联臂上的SAW谐振器18并联，则如图7B所示，谐振点fp的频率如实线特性曲线S21所示保持为固定不变，并且如虚线特性曲线S11所示，SAW谐振器的反谐振点fr的频率依据电感器19的电感值而变化。因此，如果电感器并联到在并联臂上的SAW谐振器上，则可以将SAW谐振器17的谐振点fp设置在滤波器的衰减峰上，并且通过调节电感器19，将反谐振点fr设置在滤波器的通带内。
如图5所示结构的滤波器具有更多的可以进行调节的电抗元件(reactive element)，因此，能够更容易地实现所期望的特性。
以上已经针对具有与SAW谐振器并联或者串联的电感器、以便改变谐振点或者反谐振点的频率的SAW滤波器，对本发明进行了描述。然而，本发明不局限于上面所描述的结构，而可以对其进行改变。例如，可以将电容器与SAW谐振器并联或者串联，以便改变谐振频率。采用电容器的优点在于虽然其通常难以提供较宽的带宽，但是其可以实现尖锐(sharp)的衰减曲线。
权利要求
1.一种梯形SAW滤波器，具有设置在并联臂上的第一SAW谐振器；设置在串联臂上的第二SAW谐振器；以及电感器，与所述第一SAW谐振器和所述第二SAW谐振器中的至少一个并联，其中，通过所述电感器，对所述的第一SAW谐振器和第二SAW谐振器中所述的至少一个的谐振点或者反谐振点的频率进行调整。
2.根据权利要求1所述的梯形SAW滤波器，其特征在于包括多个级联单元(cascaded unit)，多个级联单元中的每一个包括所述的第一SAW谐振器以及所述的第二SAW谐振器。
3.根据权利要求1所述的梯形SAW滤波器，其特征在于所述的电感器与所述的第二SAW谐振器并联，从而将所述的第二SAW谐振器的反谐振点频率大致设置在梯形SAW滤波器的滤波器特性的通带内，并且依据所述电感器的电感值，将所述第二SAW谐振器的谐振点频率设置在所述滤波器特性的衰减峰上。
4.根据权利要求3所述的梯形SAW滤波器，其特征在于将所述第一SAW谐振器的谐振点频率大致设置在所述滤波器特性的衰减峰上，并且将所述第一SAW谐振器的反谐振点频率设置在所述滤波器特性的通带内。
5.根据权利要求4所述的梯形SAW滤波器，其特征在于包括多个级联单元，多个级联单元中的每一个包括所述的第一SAW谐振器以及所述的第二SAW谐振器。
6.根据权利要求1所述的梯形SAW滤波器，其特征在于所述的电感器与所述的第一SAW谐振器并联，将所述的第一SAW谐振器的谐振点频率大致设置在梯形SAW滤波器的滤波器特性的衰减峰上，并且依据所述电感器的电感值，将所述第一SAW谐振器的反谐振点频率设置在所述滤波器特性的通带内。
7.根据权利要求1所述的梯形SAW滤波器，其特征在于还包括第二电感器，该第二电感器与没有与所述的电感器并联的、所述第一SAW谐振器和所述第二SAW谐振器中的另一个串联。
全文摘要
一种梯形SAW(表面声波)滤波器，其包括设置在并联臂上的第一SAW谐振器；设置在串联臂上的第二SAW谐振器；以及与第一SAW谐振器和第二SAW谐振器中的至少一个并联的电感器。通过改变电感器的电感值，可以对第一SAW谐振器和第二SAW谐振器中的至少一个的谐振点或者反谐振点的频率进行调整。
文档编号H03H9/54GK1496000SQ03125598
公开日2004年5月12日 申请日期2003年9月18日 优先权日2002年9月18日
发明者山本泰司, 恩塚辰典, 典 申请人:Nrs技术有限公司