表面声波滤波器制造技术

一个表面声波滤波包括单向交叉指形输入和输出转换器，其中至少应有一个具有不完全单向性，并且包括安装成能够在它们之间产生一个几何相位差φ－［Ｍ］的一对交叉指形电极．这两个电极通过一个可在它们之间产生一个电相位差φ－［Ｅ］的移相器互相连接．相位差φ－［Ｍ］与φ－［Ｅ］的不和不等于π弧度以提供不完全单向性．从而扩大了外接负载的导纳或用于抑制不希望有的三重渡越回声电平的必需的单向转换器辐射导纳的选择范围，同时却保持了相对地低的插入损耗．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术背景本专利技术是关于一种单向表面滤波器，特别是关于一种既可增加设计的自由度，又可减小体积的表面声波滤波器。为了减少表面声波滤波器的插入损耗，曾有过在表面声波滤波器之中设置一个单向转换器的建议，例如，在东北大学电气通讯研究所的山内和彦等人所撰並载于IEEE(电气与电子工程师协会)1975年超声波讨论会科研报告集中(IEEE at＃75 CHO 994-4SU pp·317-321)的《使用成组型单向交叉指形转换器的低插入损耗表面声波滤波器》(Low Insertion Loss Accoustic Surface Wave Filter Using Group-Type Unidirectional Interdigital Transducer)以及由山田淳和挟间坚申请《具有弯曲电极的单向表面声波装置》(Unidirectional Surface Accoustic Wave Device With Meadering Electrode)的美国专利4，422，000号中均提出这种建议。上述美国专利是在1983年12月20日授于的，並已转让给株式会社日立制作所。由于其双方向性，一个普通的表面声波转换器，即使作最低的估计，其固有的插入损耗为6分贝，而一具有完全单向性的表面声波转换器的理想损耗是零。为了解释单向转换器的工作原理，现参看图1。该图画出了一交叉指形输入转换器和其外围电路的简化模式。尽管在图中没有画出交叉指形输出转换器，但其结构与图中所示装置的结构相似，仅用一负载代替了图1中的信号源3。在图1中，一交叉指形发送电极5和一交叉指形反射电极6构成了交叉指形输入转换器。交叉指形发送电极5是通过一个移相器2与信号源3相连接的。该移相器产生π/2弧度的电相位差，参考数字4表示信号源3的一个驱动导纳Gl。交叉指形反射电极6直接与信号源3相连，並选择交叉指形发送电极5和交叉指形反射电极6之间距离，以使其间的几何相位差为π/2弧度。参考数字7和8分别表示向前的传播方向和向后的传播方向。工作时，从向前方向来说，沿向前方向7有两个分别自交叉指形发送电极5和反射电极6发射的表面声波WSF和WRF，並且这两个声波均比信号源3的信号相位延迟π/2弧度的电相位差或几何相位差，使在交叉指形发送电极5的位置上两信号同相，从而使交叉指形转换器向前方向传播的表面声波等于WSF和WRF的和。在向后方向方面，从交叉指形反射电极6以向后方向8传播的表面波WRR和信号源3的信号处于同一相位，而由交叉指形发送电极5以向后方向8传播的表面声波的表面声波WSR在交叉指形反射电极6的位置上的相位比信号源3的信号延迟了π弧度，使波WRR和WSR不同相並相互抵消，使以向后方8传播的合成表面波为零，从而获得单向性。再者，就普通的双向转换器说来，由于表面声波沿电极装置或转换器以向前方向和向后方向均匀地传播，因而必有一个3分贝的损耗，结果，当对输出和输入转换器都加以考虑时，必然存在一个至少为6分贝的总插入损耗。在图1的单向转换器中，由于电及几何相位差均为π/2弧度，从而产生完全单向性。可是，应该注意的是，即使因移相器而产生的电相位差和交叉指形发送电极和反射电极之间的几何相位差的和不为π弧度，仍可获得完全单向性，这正如上面提到的美国专利4，422，000号所公开的那样。图2所示的是一个典型的现有技术单向转换器的构造。在图2中，与图1的相一致的部件以相同的参考数字表示，並不再详述。从图2可见到一单向转换器1，π/2移相器2，信号源3，信号源3的驱动导纳4，其值为Gl，交叉指形发送电极5′和交叉指形反射电极6′。表面声波的向前传播和向后方向传播的方向分别以参考数字7和8表示。选定交叉指形发送电极5′和交叉指形反射电极6′之间的距离使它们的几何相位差为π/2弧度。使用这种现有技术转换器，如果转换器(包括π/2移相器的导纳)的从信号源方面看去的输入导纳Ga不是基本上等于信号源的驱动导纳Gl的话，它是不可能遏止不希望有的转换器反射並保持低的插入损耗。因此对单向转换器的体积和形状以及驱动导纳值作一些限制，这样就造成因设计自由度的破坏而带来的不便。更具体地说，当準备使转换器的输入导纳与信号源的大驱动导纳相一致时，图2所示转换器的小孔长度W一定要增加，从而导致器件片子尺寸的增加，提高制造成本。而且，当将单向转换器用于成批生产的产品中时，例如，用于彩色电视接收机中的中频滤波器中时，就会发生以下问题，即信号源导纳(例如，调谐器的输出导纳)和单向转换器的输入导纳会因构成π/2移相器部件值的变化而环绕调谐器和π/2移相器的制造过程中预先决定了的中心值而变化。于是，为了调整信号源的导纳或单向转换器的输入导纳，则必须或是插入一个可变导纳元件到信号源线路中，或是调整移相器电路的常数或转换器的微调。这些不便之处也会发生于调整导纳和单向转换器的输出导纳上，因此，上述的任何一种调整都是必需的。本专利技术的概要本专利技术的一个目的是要提供一个改进的，无需调节和体积小的表面声波滤波器，这种滤波器可以消除现有技术表面声波滤波器的缺点。本专利技术的另一个目的是要提供一个表面声波滤波器，这种表面波滤波器可以扩展单向转换器的发射导纳或外部负载导纳的选择范围。一方面，本专利技术在交叉指形输入和输出转换器中，至少应有一转换器包括2个使它们之间有几何相位差φM弧度的交叉指形电极，以及一个连接这2个电极并产生φE弧度电相位差的移相器。这两个相位差的和(φM+φE)并不等于π弧度。即是说，本专利技术故意地不用完全单向性转换器。另一方面，在本专利技术中，若定义单向转换器的单向性a的度数为a＝ (1+Cos(φM+φE))/(1+Cos(φM+φE))a的值在0≤a≤9/11的范围时，信号源或负载导纳Gl与交叉指形转换器的发射导纳Ga之比率的选择需满足下式(9(a+1))/(11-9a) ≤Gl/Ga≤ (11(a+1))/(9-11a)並且，当上面所定义的度数a在范围9/11≤a≤1内时，Gl和Ga之比率的选择需满足(9(a+1))/(11-9a) ≤Gl/Ga若使用表面声波滤波器于电视接收机中频滤波器中时，须将不希望有的三重渡越回声(TTE)抑制到小于-40分贝，这个数值是幻影探测的临阈电平(threshold level of ghost detection)。当满足上述的条件时，这个要求便可达到，并同时减小滤波器的体积而不会引起插入损耗的过度增加，而且消除为了使现有技术交叉指形单向转换器可在完全单向的条件下操作而必须进行调整的麻烦。附图的简略说明图1是有助于解释单向转换器的操作原理示意图。图2是现有技术单向转换器的电路图。图3表示现有技术单向转换器和双向转换器中在损耗和三重渡越回声抑制电平上的标準导纳效果的特性曲线。图4表示本专利技术单向转换器在损耗和三重渡越回声抑制电平上的标準导纳效果的特性曲线。图5为本专利技术的一个具体实例的滤波器电路图。较佳实施方案的叙述在叙述本专利技术的一个具体实例之前，先对现有技术单向转换器作更详细的叙述。当所考虑的转换器为一个3对开口倒相网络(t本文档来自技高网...

【技术保护点】
一表面声波滤波器，其特征为具有一用于传播表面声波的基片；至少一个在所说基片上构成的交叉指形输入转换器，所说的输入转换器是用于与信号源相连并且将所说信号源的一电信号转变为表面声波；至少一个在所说基片上构成的交叉指形输换器，所说的输 出转换器是用于与一负载相连并且将一表面声波转变为所说的电信号；和至少一所说的交叉指形输入或输出转换器包括一个交叉指形发送电极部件和一个交叉指形反射电极部件，上述的交叉指形发送电极和反射电极安装成能在它位之间生立生一几何相位差Φ↓〔Ｍ〕弧 度并通过一移相器互相连接，该移相器可在它们之间产生一电相位差Φ↓〔Ｅ〕，所说相位差的和（Φ↓〔Ｍ〕＋Φ↓〔Ｅ〕）并不等于π弧度。

【技术特征摘要】
1.一表面声波滤波器，其特征为具有一用于传播表面声波的基片；至少一个在所说基片上构成的交叉指形输入转换器，所说的输入转换器是用于与信号源相连並且将所说信号源的一电信号转变为表面声波；至少一个在所说基片上构成的交叉指形输换器，所说的输出转换器是用于与一负载相连並且将一表面声波转变为所说的电信号；和至少一所说的交叉指形输入或输出转换器包括一个交叉指形发送电极部件和一个交叉指形反射电极部件，上述的交叉指形发送电极和反射电极安装成能在它们之间产生一几何相位差φM弧度並通过一移相器互相连接，该移相器可在它们之间产生一电相位差φE，所说相位差的和(φM+φE)並不等于π弧度。2.权项1所要求的表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田纯，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]