彈性波諧振裝置以及梯子型濾波器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種即使在實(shí)現(xiàn)了高頻化的情況下，也能夠提高耐電力性的彈性波諧振裝置。彈性波諧振裝置通過(guò)在輸入端與輸出端之間，對(duì)假設(shè)的1個(gè)彈性波諧振器進(jìn)行分割而構(gòu)成，具備相互串聯(lián)連接的n個(gè)彈性波諧振器，在將作為相鄰彈性波諧振器的距離的級(jí)間距離設(shè)為L(zhǎng)，將級(jí)數(shù)設(shè)為n，將通過(guò)分割前的假設(shè)的彈性波諧振器的交叉寬度(λ)×電極指的對(duì)數(shù)N來(lái)表示的阻抗設(shè)為Z，將彈性波諧振裝置的消耗電力相對(duì)于具有假設(shè)彈性波諧振器的結(jié)構(gòu)的消耗電力的比例、即消耗電力比設(shè)為P時(shí)，級(jí)間距離L滿足下述式(1)。L≤{P-(3.19n2×10-2-1.57n×10-1+1.17)}/{(-1.20n+3.32)Z×10-6+(5.10n-12.3)×10-3}…式(1)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】彈性波諧振裝置以及梯子型濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用了聲表面波、彈性邊界波等的彈性波諧振裝置以及具有該彈性波 諧振裝置的梯子型濾波器（filter)。

【背景技術(shù)】
[0002] 以往，各種彈性波諧振器被廣泛應(yīng)用于濾波器裝置等中。例如，在下述的專(zhuān)利文獻(xiàn) 1中，公開(kāi)了使用多個(gè)彈性波諧振器的梯子型濾波器。在該梯子型濾波器中，由聲表面波諧 振器構(gòu)成串聯(lián)臂諧振器以及并聯(lián)臂諧振器。另外，1個(gè)串聯(lián)臂諧振器被分割為相互串聯(lián)連接 的3個(gè)諧振器。也就是說(shuō)，通過(guò)分割為3級(jí)串聯(lián)臂諧振器，來(lái)提高耐電力性。
[0003] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2001-156588號(hào)公報(bào)
[0006] 如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所述，以往已知通過(guò)將1個(gè)彈性波諧振器分割為相互串聯(lián)連接的多 級(jí)彈性波諧振器，從而能夠提高耐電力性。
[0007] 但是，已知在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所述的梯子型濾波器中，僅僅將1個(gè)串聯(lián)臂諧振器串聯(lián)分 割為3級(jí)諧振器，在實(shí)現(xiàn)了高頻化的情況下，不能充分地改善耐電力性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于，提供一種即使在實(shí)現(xiàn)了高頻化的情況下，也能夠充分地提高 耐電力性的彈性波諧振裝置以及具有該彈性波諧振裝置的梯子型濾波器。
[0009] -解決課題的手段-
[0010] 本發(fā)明的彈性波諧振裝置，通過(guò)在輸入端與輸出端之間，將假設(shè)的彈性波諧振器 分割為η級(jí)而構(gòu)成，具備相互串聯(lián)連接的η個(gè)（η為整數(shù)）彈性波諧振器。在本發(fā)明中，在 將作為相鄰彈性波諧振器之間的距離的級(jí)間距離設(shè)為L(zhǎng)，將級(jí)數(shù)設(shè)為η，將通過(guò)分割前的假 設(shè)的彈性波諧振器的交叉寬度（λ) X電極指的對(duì)數(shù)Ν來(lái)表示的阻抗設(shè)為Ζ，將彈性波諧振 裝置的消耗電力相對(duì)于具有上述假設(shè)的彈性波諧振器的結(jié)構(gòu)的消耗電力的比例、即消耗電 力比設(shè)為Ρ時(shí)，級(jí)間距離L滿足下述式（1)。
[0011] L 彡{ρ-(3· 19η2Χ 1(Γ2-1· 57η X 10-1+1· 17) } / { (-1. 20η + 3· 32) ΖΧ 1(Γ6+(5· 10η-12· 3) X 1(Γ3}…式（1)
[0012] 與本發(fā)明有關(guān)的梯子型濾波器具備：設(shè)置在輸入端與輸出端之間的串聯(lián)臂的η個(gè) 以上的多個(gè)串聯(lián)臂諧振器、及連接于串聯(lián)臂與接地電位之間的并聯(lián)臂諧振器，在多個(gè)串聯(lián) 臂諧振器中，η個(gè)串聯(lián)臂諧振器由技術(shù)方案1所述的彈性波諧振裝置構(gòu)成。
[0013] -發(fā)明效果-
[0014] 根據(jù)與本發(fā)明有關(guān)的彈性波諧振裝置，由于級(jí)間距離L滿足式（1)，因此即使在實(shí) 現(xiàn)了高頻化的情況下，也能夠有效地提高耐電力性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的彈性波諧振裝置的示意性俯視圖。
[0016] 圖2是表示在諧振頻率為3. 6GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為100 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬（simulation)結(jié)果的 圖。
[0017] 圖3是表示在諧振頻率為3. 6GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為70 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0018] 圖4是表示在諧振頻率為3. 6GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為50 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0019] 圖5是表示在諧振頻率為3. 6GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為30 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0020] 圖6是表示在諧振頻率為3. 6GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為10 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0021] 圖7是表示在諧振頻率為2. 9GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為80 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0022] 圖8是表示在諧振頻率為2. 9GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為56 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0023] 圖9是表示在諧振頻率為2. 9GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為40 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0024] 圖10是表示在諧振頻率為2. 9GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為24 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0025] 圖11是表示在諧振頻率為2. 9GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為8 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0026] 圖12是表示在諧振頻率為2. 4GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為66. 7 λ的情況 下的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0027] 圖13是表示在諧振頻率為2. 4GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為46. 7 λ的情況 下的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0028] 圖14是表示在諧振頻率為2. 4GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為33. 3 λ的情況 下的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0029] 圖15是表示在諧振頻率為2. 4GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為20. 0 λ的情況 下的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0030] 圖16是表示在諧振頻率為2. 4GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為6. 7 λ的情況 下的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0031] 圖17是表示在諧振頻率為1. 8GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為50 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0032] 圖18是表示在諧振頻率為1. 8GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為35 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0033] 圖19是表示在諧振頻率為1. 8GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為25 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0034] 圖20是表示在諧振頻率為1. 8GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為15 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0035] 圖21是表示在諧振頻率為1. 8GHz的彈性波諧振器中，級(jí)間距離為5 λ的情況下 的彈性波諧振裝置的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系的理想值以及模擬結(jié)果的圖。
[0036] 圖22是表示諧振頻率為3. 6GHz，λ =1. 〇 μ m，級(jí)間距離L為50 λ的1級(jí)彈性波諧 振器中的頻率與消耗電力之間的關(guān)系的圖。
[0037] 圖23是表示諧振頻率為3. 6GHz，λ =1. 〇 μ m，級(jí)間距離L為50 λ的2級(jí)彈性波諧 振器中的頻率與消耗電力之間的關(guān)系的圖。
[0038] 圖24是表示諧振頻率為3. 6GHz，λ =1. 〇 μ m，級(jí)間距離L為50 λ的3級(jí)彈性波諧 振器中的頻率與消耗電力之間的關(guān)系的圖。
[0039] 圖25是表示諧振頻率為3. 6GHz，λ =1. 〇 μ m，級(jí)間距離L為50 λ的4級(jí)彈性波諧 振器中的頻率與消耗電力之間的關(guān)系的圖。
[0040] 圖26是表示諧振頻率為3. 6GHz，λ =1. 〇 μ m，級(jí)間距離L為50 λ的5級(jí)彈性波諧 振器中的頻率與消耗電力之間的關(guān)系的圖。
[0041] 圖27是表示諧振頻率為3. 6GHz，λ =1. 〇 μ m，級(jí)間距離L為50 λ的6級(jí)彈性波諧 振器中的頻率與消耗電力之間的關(guān)系的圖。
[0042] 圖28是表示2級(jí)結(jié)構(gòu)的彈性波諧振裝置中的級(jí)間距離與消耗電力比之間的關(guān)系 的圖。
[0043] 圖29是表示3級(jí)結(jié)構(gòu)的彈性波諧振裝置中的級(jí)間距離與消耗電力比之間的關(guān)系 的圖。
[0044] 圖30是表示4級(jí)結(jié)構(gòu)的彈性波諧振裝置中的級(jí)間距離與消耗電力比之間的關(guān)系 的圖。
[0045] 圖31是表示5級(jí)結(jié)構(gòu)的彈性波諧振裝置中的級(jí)間距離與消耗電力比之間的關(guān)系 的圖。
[0046] 圖32是表示6級(jí)結(jié)構(gòu)的彈性波諧振裝置中的級(jí)間距離與消耗電力比之間的關(guān)系 的圖。
[0047] 圖33是表示2級(jí)結(jié)構(gòu)的彈性波諧振裝置中的級(jí)間距離、消耗電力、阻抗Z=WXN之 間的關(guān)系的圖。
[0048] 圖34是表示3級(jí)結(jié)構(gòu)的彈性波諧振裝置中的級(jí)間距離、消耗電力、阻抗Z=WXN之 間的關(guān)系的圖。
[0049] 圖35是表示4級(jí)結(jié)構(gòu)的彈性波諧振裝置中的級(jí)間距離、消耗電力、阻抗Z=WXN之 間的關(guān)系的圖。
[0050] 圖36是表示5級(jí)結(jié)構(gòu)的彈性波諧振裝置中的級(jí)間距離、消耗電力、阻抗Z=WXN之 間的關(guān)系的圖。
[0051] 圖37是表示6級(jí)結(jié)構(gòu)的彈性波諧振裝置中的級(jí)間距離、消耗電力、阻抗Z=WXN之 間的關(guān)系的圖。
[0052] 圖38是表示通過(guò)模擬而得到的消耗電力比與按照式（1)而求出的消耗電力比之 間的關(guān)系的圖。
[0053] 圖39是表示交叉寬度W( λ) XN(對(duì)數(shù)）與IDT電極的電容之間的關(guān)系的圖。
[0054] 圖40是表示彈性波諧振器中的級(jí)數(shù)與破壞電力比之間的關(guān)系的圖。
[0055] 圖41是表示應(yīng)用本發(fā)明的梯子型濾波器的一例的電路圖。
[0056] -符號(hào)說(shuō)明-
[0057] 1…彈性波諧振裝置
[0058] 2…壓電基板
[0059] 3…輸入電極
[0060] 4…輸出電極
[0061] 5?7…彈性波諧振器
[0062] 5a... IDT 電極
[0063] 5b、5c…反射器
[0064] 6a... IDT 電極
[0065] 6b、6c…反射器
[0066] 7a... IDT 電極
[0067] 7b、7c…反射器
[0068] 8?11…線路
[0069] 21…梯子型濾波器
[0070] P1?P4…并聯(lián)臂諧振器
[0071] S1?S3…串聯(lián)臂諧振器

【具體實(shí)施方式】
[0072] 下面參照附圖，通過(guò)說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，便能明了本發(fā)明。
[0073] 圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的彈性波諧振裝置的示意性俯視圖。彈性波諧振裝 置1是利用了聲表面波的聲表面波諧振裝置。彈性波諧振裝置1構(gòu)成為在壓電基板2上形 成圖示的電極結(jié)構(gòu)。在該電極結(jié)構(gòu)中，在輸入電極3與輸出電極4之間，設(shè)置通過(guò)將1個(gè)彈 性波諧振器一分為三而構(gòu)成的3個(gè)彈性波諧振器5?7。也就是說(shuō)，彈性波諧振器5?7在 輸入電極3與輸出電極4之間串聯(lián)連接。
[0074] 彈性波諧振器5?7分別具有IDT電極5a?7a和反射器5b、5c?7b、7c。也就 是說(shuō)，彈性波諧振器5?7分別為1端口（port)型彈性波諧振器。
[0075] 輸入電極3與彈性波諧振器5通過(guò)線路8電連接。另外，彈性波諧振器5、6通過(guò) 線路9連接，彈性波諧振器6、7通過(guò)線路10連接。進(jìn)一步地，彈性波諧振器7與輸出電極 4通過(guò)線路11來(lái)連接。
[0076] 在彈性波諧振裝置1中，將作為相鄰的彈性波諧振器5、6之間的距離以及彈性波 諧振器6、7之間的距離的級(jí)間距離設(shè)為L(zhǎng)。將級(jí)數(shù)設(shè)為n，而在本實(shí)施方式中n=3。將通過(guò) 分割前的假設(shè)的諧振器的交叉寬度（單位是λ) X電極指的對(duì)數(shù)來(lái)表示的阻抗設(shè)為Z。在 這種情況下，在將彈性波諧振裝置1的消耗電力相對(duì)于上述假設(shè)的分割前的彈性波諧振器 的消耗電力的比例，即消耗電力比設(shè)為Ρ時(shí)，級(jí)間距離L滿足下述式（1)。
[0077] L 彡{Ρ-(3· 19η2Χ 1(Γ2-1· 57η X 10-1+1· 17) } / { (-1. 20η + 3· 32) ΖΧ 1(Γ6+(5· 10η-12· 3) X 1(Γ3}…式（1)
[0078] 在本實(shí)施方式中，由于級(jí)間距離L滿足式（1)，如下面所述，即使在實(shí)現(xiàn)了高頻化 的情況下，也能夠有效地提高耐電力性。理論上，在將1個(gè)假設(shè)的彈性波諧振器串聯(lián)分割了 的結(jié)構(gòu)中，隨著分割數(shù)、即級(jí)數(shù)變大，消耗電力應(yīng)該變小。但是，雖然在2GHZ以下的頻帶中 沒(méi)有問(wèn)題，但已知如果超過(guò)2GHz，達(dá)到更高的頻帶，則不能夠得到充分的耐電力性。參照?qǐng)D 2?圖21來(lái)對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。
[0079] 此外，作為前提的結(jié)構(gòu)是使用鈮酸鋰（lithium niobate)作為壓電基板2的各彈 性波諧振裝置。
[0080] 根據(jù)圖2?圖6,對(duì)諧振頻率為3. 6GHz、即波長(zhǎng)λ為1. ο μ m的彈性波諧振裝置中 的級(jí)間距離依賴性進(jìn)行表示。這里，在圖2中，將級(jí)間距離設(shè)為100 λ即1〇〇 μ m，在圖3中， 將級(jí)間距離設(shè)為70λ即70μπι，在圖4中，將級(jí)間距離設(shè)為50λ即50μπι，在圖5中，將級(jí) 間距離設(shè)為3〇λ即30μηι，在圖6中，將級(jí)間距離設(shè)為1〇λ即ΙΟμηι。針對(duì)圖2?圖6中 的各級(jí)間距離中的級(jí)數(shù)與消耗電力之間的關(guān)系，表示理想值與模擬結(jié)果。所謂理想值，是指 在上述聲表面波裝置中，通過(guò)以串聯(lián)分割數(shù)對(duì)諧振器進(jìn)行分割而求出的設(shè)計(jì)值。模擬結(jié)果 是指對(duì)于上述結(jié)構(gòu)的彈性波諧振器，利用考慮了布線影響的電路，通過(guò)模擬而求出的消耗 電力的值。
[0081] 根據(jù)圖2?圖6可知，與理想值相比，隨著級(jí)數(shù)變高，消耗電力變大。也就是說(shuō)，可 知即使級(jí)數(shù)變高，消耗電力也隨著級(jí)數(shù)變高而偏離理想值并變大。
[0082] 此外，可知從該理想值偏離的量根據(jù)級(jí)間距離而變化。根據(jù)圖2?圖6可知，級(jí)間 距離越大，該偏離就越大。
[0083] 圖7?圖11是對(duì)諧振頻率為2. 9GHz、即波長(zhǎng)λ為1. 25 μ m的彈性波諧振裝置中 的消耗電力與級(jí)數(shù)之間的關(guān)系的級(jí)間距離依賴性進(jìn)行表示的圖。在圖7中，將級(jí)間距離設(shè) 為80 λ即1〇〇 μ m，在圖8中，將級(jí)間距離設(shè)為56 λ即70 μ m，在圖9中，將級(jí)間距離設(shè)為 40入即50 μ m，在圖10中，將級(jí)間距離設(shè)為24 λ即30 μ m，在圖11中，將級(jí)間距離設(shè)為8 λ 即 10 μ m。
[0084] 根據(jù)圖7?圖11可知，在諧振頻率為2. 9GHz的情況下，也與圖2?圖6的情況同 樣地，隨著級(jí)數(shù)變高，消耗電力偏離理想值而變大。此外，可知在這種情況下，隨著級(jí)間距離 變大，消耗電力的偏離也變大。
[0085] 圖12?圖16是表示諧振頻率為2. 4GHz，即波長(zhǎng)λ為1. 50 μ m的彈性波諧振器 中的消耗電力與級(jí)數(shù)之間的關(guān)系的圖。在圖12中，級(jí)間距離為66. 7λ即1〇〇μπι，在圖13 中，級(jí)間距離為46. 7λ即70 μπι，在圖14中，級(jí)間距離為33. 3λ即50 μπι，在圖15中，級(jí)間 距離為20. 〇λ即30 μπι，在圖16中，級(jí)間距離為6. 7λ即10 μπι。在圖12?圖16中同樣 地可知，隨著級(jí)數(shù)變大，消耗電力變得比理想值大。此外，可知隨著級(jí)間距離變大，消耗電力 的偏尚量也變大。
[0086] 圖17?圖21是表示諧振頻率為1. 8GHz，即波長(zhǎng)λ為2. 00 μ m的彈性波諧振器中 的消耗電力與級(jí)數(shù)之間的關(guān)系的圖。在圖17中，級(jí)間距離為50λ即1〇〇μπι，在圖18中， 級(jí)間距離為35 λ即70 μ m，在圖19中，級(jí)間距離為25 λ即50 μ m，在圖20中，級(jí)間距離為 15入即30 μπι，在圖21中，級(jí)間距離為5λ即10 μ m。根據(jù)圖17?圖21可知，在圖17?圖 21中，基于模擬的消耗電力值未如理想值那樣變化?？芍谥C振頻率為1.8GHz的情況下， 即使級(jí)數(shù)如上所述那樣變大，消耗電力也并不變大。
[0087] 對(duì)此，在圖2?圖16中，若級(jí)數(shù)變大，則消耗電力變得比理想值大。其原因被認(rèn)為 是隨著2. 4GHz以上的高頻化，不能夠忽略級(jí)間線路的影響。
[0088] 圖22?圖27是表示基于彈性波諧振裝置中的多級(jí)化的消耗電力變化的圖。這里， 以波長(zhǎng)λ =1. 〇 μ m來(lái)進(jìn)行模擬。此外，將級(jí)間距離L設(shè)為50 λ，線路長(zhǎng)=級(jí)間距離X (級(jí) 數(shù)-1)。諧振頻率為3. 6GHz帶，波長(zhǎng)λ =1. 〇 μ m。圖22?圖27的橫軸表示頻率（MHz)，縱 軸表示在投入了 lmW功率的情況下的消耗電力值。
[0089] 圖22表示1級(jí)，即線路長(zhǎng)為0 λ的情況下的結(jié)果。圖23?圖27分別表示2級(jí)結(jié) 構(gòu)，即線路長(zhǎng)=50 λ的情況下的結(jié)果；3級(jí)結(jié)構(gòu)，即線路長(zhǎng)=100 λ的情況下的結(jié)果；4級(jí)結(jié) 構(gòu)，即線路長(zhǎng)=150 λ的情況下的結(jié)果；5級(jí)結(jié)構(gòu)，即線路長(zhǎng)=200 λ的情況下的結(jié)果；6級(jí)結(jié) 構(gòu)，即線路長(zhǎng)=250 λ的情況下的結(jié)果。此外，圖23?圖27中的1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)、 6級(jí)等的曲線分別表示各級(jí)的諧振器的消耗電力。也就是說(shuō)，通過(guò)圖23中的實(shí)線表示的1 級(jí)是第1級(jí)的消耗電力的彈性波諧振器，通過(guò)點(diǎn)劃線表示的2級(jí)表示第2級(jí)的消耗電力值。
[0090] 此外，在圖23?圖27中，通過(guò)虛線來(lái)表示消耗電力理想值。所謂該消耗電力理想 值，是指在聲表面波裝置中，通過(guò)以串聯(lián)分割數(shù)對(duì)諧振器進(jìn)行分割而求出的各級(jí)數(shù)的消耗 電力。根據(jù)圖23?圖27可知，隨著級(jí)數(shù)變大，消耗電力從理想值的偏離也變大。特別地，可 知在各多級(jí)結(jié)構(gòu)的情況下，在最終級(jí)的彈性波諧振器中，消耗電力變大。例如，在圖26中， 可知在5級(jí)結(jié)構(gòu)中，第5級(jí)的彈性波諧振器的消耗電力在3660?3670MHz附近表現(xiàn)為大的 峰值。這里，級(jí)數(shù)的順序是從輸入電極到輸出電極的順序。因此，所謂5級(jí)結(jié)構(gòu)中的第5級(jí) 的彈性波諧振器，是指從輸入電極側(cè)起數(shù)第5級(jí)的彈性波諧振器。
[0091] 同樣地，在圖25以及圖27的4級(jí)結(jié)構(gòu)以及6級(jí)結(jié)構(gòu)中，可知分別在第4級(jí)以及第 6級(jí)的彈性波諧振器中，消耗電力果然變大。
[0092] 本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】基于上述圖2?圖27的結(jié)果，求出了消耗電力與級(jí)間距離之間的 關(guān)系。將結(jié)果在圖28?圖32中表示。在該模擬中，將橫軸設(shè)為級(jí)間距離，將縱軸設(shè)為消耗 電力比。所謂消耗電力比，是指彈性波諧振裝置1的消耗電力相對(duì)于使用了分割前的1個(gè) 對(duì)應(yīng)的彈性波諧振器的諧振裝置的消耗電力的比例。圖28表示2級(jí)結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié)果， 圖29?圖32分別表示3級(jí)結(jié)構(gòu)、4級(jí)結(jié)構(gòu)、5級(jí)結(jié)構(gòu)以及6級(jí)結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié)果。
[0093] 在圖28?圖32中，基于使級(jí)間距離分別不同的情況下的結(jié)果，將消耗電力比設(shè)為 y，將級(jí)間距離設(shè)為X，通過(guò)式子表示y基于X的依賴性。如圖28?圖32所示，結(jié)果如下。
[0094] 圖28 :2級(jí)結(jié)構(gòu)的情況
[0095] y=l. 262 X 1(Γ3X χ+9· 895 X ΚΓ1
[0096] R2=4. 396X ΚΓ1
[0097] 圖29 :3級(jí)結(jié)構(gòu)的情況
[0098] y=3. 026 X 1(Γ3 X χ+9· 777 X ΚΓ1
[0099] R2=8. 215ΧΚΓ1
[0100] 圖30 :4級(jí)結(jié)構(gòu)的情況
[0101] y=6. 230X 10-3 Χχ+1· 039
[0102] R2=9. 045ΧΚΓ1
[0103] 圖31 :5級(jí)結(jié)構(gòu)的情況
[0104] y=9. 067Χ1(Γ3Χχ+1· 171
[0105] R2=9. 501ΧΚΓ1
[0106] 圖32 :6級(jí)結(jié)構(gòu)的情況
[0107] y=l. 170Χ1(Γ2Χχ+1· 332
[0108] R2=9. 466ΧΚΓ1
[0109] 如圖28以及圖29所示，在2級(jí)結(jié)構(gòu)以及3級(jí)結(jié)構(gòu)中，能夠通過(guò)減小級(jí)間距離，使 消耗電力比幾乎接近于1。與此相對(duì)地，如圖30?圖32所示，在4級(jí)結(jié)構(gòu)、5級(jí)結(jié)構(gòu)以及6 級(jí)結(jié)構(gòu)的情況下，即使將級(jí)間距離降低得比10 μ m還低，消耗電力比也難以變?yōu)?。這是由 于消耗電力表示諧振器的阻抗依賴性。對(duì)此后述進(jìn)行說(shuō)明。
[0110] 在圖28?圖32中，固定了各彈性波諧振器的阻抗Z。也就是說(shuō)，雖然表示為阻抗 Z=交叉寬度W(A)X電極指的對(duì)數(shù)N(對(duì)），但該WXN=1800。此外，對(duì)于λ，使其在〇. 9? 1. 5 μ m之間變化。
[0111] 根據(jù)上述圖28?圖32的結(jié)果，在固定2級(jí)結(jié)構(gòu)?6級(jí)結(jié)構(gòu)中的Z，并變更λ的情 況下的消耗電力Ρ與級(jí)間距離L之間的關(guān)系如下。
[0112] 2 級(jí)結(jié)構(gòu)：P=L 262LXl(T3+9· 895ΧΚΓ1 …式（2a)
[0113] 3 級(jí)結(jié)構(gòu)：P=3. 026LXl(T3+9· 777ΧΚΓ1 …式（2b)
[0114] 4 級(jí)結(jié)構(gòu)：P=6.230LX1(T3+L 039…式（2c)
[0115] 5 級(jí)結(jié)構(gòu)：P=9. 067LX1(T3+1· 171 …式（2d)
[0116] 6 級(jí)結(jié)構(gòu)：P=1. 170LX1(T2+1· 332…式（2e)
[0117] 接下來(lái)，求出2級(jí)結(jié)構(gòu)?6級(jí)結(jié)構(gòu)的彈性波諧振裝置中的消耗電力比與級(jí)間距離、 上述彈性波諧振器的阻抗Z之間的關(guān)系。將結(jié)果在圖33?圖37中表示。在圖33?圖37 中，表示級(jí)間距離與消耗電力、阻抗Z=WXN之間的關(guān)系。圖33表示2級(jí)結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié) 果，圖34?圖37分別表示3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)以及6級(jí)結(jié)構(gòu)的結(jié)果。
[0118] 根據(jù)圖33?圖37可知，即使是相同級(jí)數(shù)以及級(jí)間距離，若阻抗L=WXN的值變化， 則消耗電力比也變化。若將該圖33?圖37的各個(gè)結(jié)果通過(guò)式子來(lái)進(jìn)行表示，則如下面的 式（3a)?式（3c)所示。此外，在2級(jí)結(jié)構(gòu)以及3級(jí)結(jié)構(gòu)中，根據(jù)圖33以及圖34可知，即 使變更阻抗Z=WXN，由于其差，也就是消耗電力的差幾乎不存在，因此認(rèn)為可以忽略。
[0119] 4級(jí)結(jié)構(gòu)的情況：圖35
[0120] P= (-1. 749ZX 1(Γ6+9· 448 X ΚΓ3) L+1. 039…式（3a)
[0121] 5級(jí)結(jié)構(gòu)的情況：圖36
[0122] Ρ=(-2· 655ΖΧ1(Γ6+1· 454XKT2)L+L 171 …式（3b)
[0123] 6級(jí)結(jié)構(gòu)的情況：圖37
[0124] P= (-4. 057ZX 1(Γ6+2· 050 X ΚΓ2) L+1. 332…式（3c)
[0125] 考慮所述式（2a)?式（2e)、式（3a)?式（3c)、2級(jí)結(jié)構(gòu)以及3級(jí)結(jié)構(gòu)的情況、忽 略了基于Z變化的消耗電力P的差的內(nèi)容，若將級(jí)數(shù)設(shè)為n，則P與L、Z以及η之間的關(guān)系 如下式所述。
[0126] 也就是說(shuō)，在λ彡1. 50 μ m，并且諧振頻率為2. 4GHz以上的情況下， ρ={(-1. 20n+3. 32)ZX 10_6+(5. 10n-12. 3) X10_3}L+3. 19n2X10_2-l. 57nX10_1+l. 17-式 (4)
[0127] 若將上述式⑷變形，則 L={P-(3. 19η2Χ1(Γ2-1· 5711X1(^+1· 17)}/ {(-1. 20η+3· 32) Ζ X 1(Γ6+ (5· 10η-12· 3) X 1(Γ3}
[0128] 因此，為了減小消耗電力比，可以按照滿足L彡{P-(3. 19η2Χ1(Γ2-1. 5711X1(^+1. 1 7)} Λ (-1. 20η+3· 32) Ζ X 10_6+ (5· 10η-12· 3) X 10_3}…式（1)的方式來(lái)確定級(jí)間距離 L。
[0129] 因此，例如，為了 P彡1. 20,可以按照滿足式（5)的方式來(lái)確定L、n以及Z。
[0130] L(n, Z) ^ {1. 20-3. 19n2X 10_2-1. 57nX 10_1 + 1. 17)} / { (-1. 20n + 3. 32) ΖΧ 1(Γ6+(5· 10η-12· 3) X 1(Γ3}…式（5)
[0131] 此外，根據(jù)上述式（1)可知，例如在將1個(gè)彈性波諧振器串聯(lián)分割為3級(jí)彈性波諧 振器的結(jié)構(gòu)中，級(jí)間距離L可以構(gòu)成為滿足下述式（6)。
[0132] L= (Ρ-0. 986)八-2· 80ΖX 1(Γ7+3· 00 X ΚΓ3)…式（6)
[0133] 其中，與上述同樣地，λ彡1. 50并且諧振頻率為2. 4GHz以上是前提。此外，右邊 的分母為正值。
[0134] 例如，在Z=4500的情況下，在希望將消耗電力的惡化抑制在10%以內(nèi)的情況下， 如下所示。也就是說(shuō)，由于可以1.1，因此根據(jù)式（6)，可以65。也就是說(shuō)，可以將 級(jí)間距離L設(shè)定為65 μ m以下。
[0135] 此外，在將彈性波諧振器串聯(lián)分割為4級(jí)的結(jié)構(gòu)的情況下，級(jí)間距離L由下述式 (7)表示。
[0136] L= (P-1. 052)八-1· 480ZX 1(Γ6+8· 100 X ΚΓ3)…式（7)
[0137] 這里，λ為1. 50以下，并且諧振頻率為2. 4GHz以上是前提。此外，右邊的分母為 正值。
[0138] 將Z=4500,并希望將多級(jí)化的情況下的消耗電力的惡化量抑制在10%以內(nèi)。在這 種情況下，由于只要P < 1. 1即可，因此根據(jù)式（7)，可以L < 33 λ。也就是說(shuō)，可以將級(jí)間 距離設(shè)為33 μ m以下。
[0139] 如上所述可知，根據(jù)本實(shí)施方式，即使在實(shí)現(xiàn)了高頻化的情況下，也能夠有效地提 高耐電力性。
[0140] 此外，為了確認(rèn)，在模擬條件下，按照下述表1所示來(lái)設(shè)定λ以及WXN，通過(guò)模擬 來(lái)求出彈性波諧振裝置1的消耗電力Ρ。在圖38中表示該模擬值與按照式（4)求出的消耗 電力Ρ值之間的關(guān)系。根據(jù)圖38可以確定，基于上述式（4)的消耗電力值與彈性波諧振裝 置中的消耗電力值之間具有高相關(guān)性。
[0141] [表 1]
[0142]

【權(quán)利要求】
1. 一種彈性波諧振裝置，其通過(guò)在輸入端與輸出端之間將假設(shè)的彈性波諧振器分割為 η級(jí)而構(gòu)成，具備相互串聯(lián)連接的η個(gè)彈性波諧振器，其中η為整數(shù)， 在將作為相鄰彈性波諧振器之間的距離的級(jí)間距離設(shè)為L(zhǎng)，將級(jí)數(shù)設(shè)為η，將通過(guò)分割 前的假設(shè)的彈性波諧振器的交叉寬度（λ) X電極指的對(duì)數(shù)Ν來(lái)表示的阻抗設(shè)為Ζ，將所述 彈性波諧振裝置的消耗電力相對(duì)于具有所述假設(shè)的彈性波諧振器的結(jié)構(gòu)的消耗電力的比 例、即消耗電力比設(shè)為Ρ時(shí)，級(jí)間距離L滿足下述式（1)。 L ( {Ρ-(3. 19η2Χ10_2-1. 57ηΧ10_1+1. 17)}/{(-1. 20η + 3. 32) ΖΧ 1(Γ6+(5· 10η-12· 3) X 1(Γ3}…式（1)
2. -種梯子型濾波器，具備： 設(shè)置在輸入端與輸出端之間的串聯(lián)臂的所述η個(gè)以上的多個(gè)串聯(lián)臂諧振器；及 連接于所述串聯(lián)臂與接地電位之間的并聯(lián)臂諧振器， 在所述多個(gè)串聯(lián)臂諧振器中，η個(gè)串聯(lián)臂諧振器由權(quán)利要求1所述的彈性波諧振裝置 構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H03H9/02GK104104354SQ201410119421
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月2日
【發(fā)明者】藤森永二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所