[其他]表面聲波濾波器

在審

• 申請號: 101985000001813
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85101813B
• 公開（公告）日: 1987-05-20
• 發明（設計）人: 山田純
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李先春

一個表面聲波濾波器包括單向交叉指形輸入和輸出轉換器，其中至少應有一個具有不完全單向性，并且包括安裝成能夠在它們之間產生一個幾何相位差φ↓［Ｍ］的一對交叉指形電極，這兩個電極通過一個可在它們之間產生一個電相位差φ↓［Ｅ］的移相器互相連接，相位差φ↓［Ｍ］與φ↓［Ｅ］的和不等于π弧度以提供不完全單向性。從而擴大了外接負載的導納或用于抑制不希望有的三重渡越回聲電平的必需的單向轉換器輻射導納的選擇范圍，同時卻保持了相對地低的插入損耗。

本發明是關于一種單向表面濾波器，特別是關于一種既可增加設計的自由度，又可減小體積的表面聲波濾波器。

為了減少表面聲波濾波器的插入損耗，曾有過在表面聲波濾波器之中設置一個單向轉換器的建議，例如，在東北大學電氣通訊研究所的山內和彥等人所撰并載于IEEE（電氣與電子工程師協會）1975年超聲波討論會科研報告集中（IEEE at＃75 CHO994-4SUpp·317-321）的《使用成組型單向交叉指形轉換器的低插入損耗表面聲波濾波器》（Low Insertion Loss Accoustic Surface Wave Filter Using Group-Type Unidirectional Interdigital Transducer）以及由山田淳和挾間堅申請《具有彎曲電極的單向表面聲波裝置》（Unidirectional SurfaceAccoustic Wave DeviceWith Meadering Electrode）的美國專利4，422，000號中均提出這種建議。上述美國專利是在1983年12月20日授予的，并已轉讓給株式會社日立制作所。

由于其雙方向性，一個普通的表面聲波轉換器，即使作最低的估計，其固有的插入損耗為6分貝，而一具有完全單向性的表面聲波轉換器的理想損耗是零。

為了解釋單向轉換器的工作原理，現參看圖1。該圖畫出了一交叉指形輸入轉換器和其外圍電路的簡化模式。盡管在圖中沒有畫出交叉指形輸出轉換器，但其結構與圖中所示裝置的結構相似，僅用一負載代替了圖1中的信號源3。在圖1中，一交叉指形發送電極5和一交叉指形反射電極6構成了交叉指形輸入轉換器。交叉指形發送電極5是通過一個移相器2與信號源3相連接的。該移相器產生π/2弧度的電相位差，參考數字4表示信號源3的一個驅動導納G₁。交叉指形反射電極6直接與信號源3相連，并選擇交叉指形發送電極5和交叉指形反射電極6之間距離，以使其間的幾何相位差為π/2弧度。參考數字7和8分別表示向前的傳播方向和向后的傳播方向。

工作時，從向前方向來說，沿向前方向7有兩個分別自交叉指形發送電極5和反射電極6發射的表面聲波W_SF和W_RF，并且這兩個聲波均比信號源3的信號相位延遲π/2弧度的電相位差或幾何相位差，使在交叉指形發送電極5的位置上兩信號同相，從而使交叉指形轉換器向前方向傳播的表面聲波等于W_SF和W_RF的和。在向后方向方面，從交叉指形反射電極6以向后方向8傳播的表面波W_RR號源3的信號處于同一相位，而由交叉指形發送電極5以向后方向8傳播的表面聲波的表面聲波W_SR在交叉指形反射電極6的位置上的相位比信號源3的信號延遲了π弧度，使波W_RR和W_SR不同相并相互抵消，使以向后方8傳播的合成表面波為零，從而獲得單向性。

再者，就普通的雙向轉換器說來，由于表面聲波沿電極裝置或轉換器以向前方向和向后方向均勻地傳播，因而必有一個3分貝的損耗，結果，當對輸出和輸入轉換器都加以考慮時，必然存在一個至少為6分貝的總插入損耗。

在圖1的單向轉換器中，由于電及幾何相位差均為π/2弧度，從而產生完全單向性。可是，應該注意的是，即使因移相器而產生的電相位差和交叉指形發送電極和反射電極之間的幾何相位差的和為π弧度，仍可獲得完全單向性，這正如上面提到的美國專利4，422，000號所公開的那樣。