[其他]表面声波滤波器

说明书

本发明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并载于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（IEEEat＃75CHO994-4SUpp·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》（LowInsertionLossAccousticSurfaceWaveFilterUsingGroup-TypeUnidirectionalInterdigitalTransducer）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》（UnidirectionalSurfaceAccousticWaveDeviceWithMeaderingElectrode）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日授予的，并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G₁。交叉指形反射电极6直接与信号源3相连，并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W_SF和W_RF，并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W_SF和W_RF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W_RR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W_SR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W_RR和W_SR不同相并相互抵消，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，并不再详述。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G₁，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。