JP2000114922A - 縦結合二重モードsawフィルタ - Google Patents

縦結合二重モードsawフィルタ

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JP2000114922A
JP2000114922A JP10281712A JP28171298A JP2000114922A JP 2000114922 A JP2000114922 A JP 2000114922A JP 10281712 A JP10281712 A JP 10281712A JP 28171298 A JP28171298 A JP 28171298A JP 2000114922 A JP2000114922 A JP 2000114922A
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JP
Japan
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electrode
idt
stop band
filter
idt electrodes
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JP10281712A
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English (en)
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Yuji Ogawa
祐史 小川
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1次−3次縦結合二重モードSAWにおいて
通過帯域近傍の高域側の減衰量を改善する手段を得る。 【解決手段】 圧電基板上に3個のIDT電極とその両
側にグレーティング反射器を配設して構成する1次−3
次縦結合二重モードSAWフィルタにおいて、中央に配
置したIDT電極が形成するストップバンド幅をほぼ零
にしたフィルタを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は1次−3次縦結合二
重モードSAWフィルタ(以下、二重モードSAWフィ
ルタと称す)に関し、特に通過帯域近傍の高域側の阻止
域減衰量を改善した二重モードSAWフィルタに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、SAWデバイスは通信分野で広く
利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を有す
ることから特に携帯電話等に多く用いられている。図5
は、従来の二重モードSAWフィルタの構成を示す電極
パターンの平面図であって、圧電基板11の主面上に表
面波の伝搬方向に沿って3つのIDT電極12、13、
14を近接配置すると共に、これらの両側に反射器15
a、15bを配設して構成したものである。IDT電極
12、13、14はそれぞれ互いに間挿し合う複数本の
電極指を有する一対のくし形電極により構成され、ID
T電極12の一方のくし形電極は入力端子INに接続し、
他方のくし形電極は接地する。一方、IDT電極13、
14の一方のくし形電極は互いに連結して出力端子OUT
に接続すると共に、他方のくし形電極は互いに連結して
接地する。
【0003】図5に示す二重モードSAWフィルタの動
作は、周知のように、IDT電極12、13、14によ
って励起される複数の表面波が反射器15a、15bの
間に閉じ込められて音響結合し、電極パターンにより1
次と3次の2つの縦共振モードが強勢に励振されるた
め、適当な終端を施すことによりこれらの2つのモード
を利用した二重モードSAWフィルタとして動作する。
なお、該二重モードSAWフィルタの通過帯域幅は1次
共振モードと3次共振モードとの周波数差で決まること
は周知の通りである。
【0004】図6は、図5に示す二重モードSAWフィ
ルタを2段縦続接続したフィルタの濾波特性を示したも
のである。圧電基板には36゜YカットX伝搬LiTa
3を用い、入力IDT電極12の電極対数N1を1
9.5対、出力電極13、14の電極対数N2をそれぞ
れ13.5対、グレーティング15a、15bの本数を
それぞれ200本、アルミニウム合金の電極膜厚を7%
λ(λは励起される表面波の波長)とし、フィルタの中
心周波数を900MHzになるように前記電極のピッチ
を設定したものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6の
濾波特性から明らかなように、1dBの通過帯域幅の中
心周波数をf0とし、二重モードSAWフィルタの周波
数領域f0±(45±12.5)MHz(斜線で示す)
の減衰量は、低周波側のf0−(45±12.5)MH
zのでは33dB程度得られるのに対して、高周波側の
0+(45±12.5)MHzの周波数領域Aでは2
0dB程度しか得られず、最近のディジタル携帯電話に
要求される仕様(25dB以上)を満足できないという
問題があった。本発明は上記問題を解決するためになさ
れたものであって、広帯域であると共に上記通過帯域近
傍の高周波側の阻止域減衰量を改善した二重モードSA
Wフィルタを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る縦結合二重モードードSAWフィルタの
請求項1記載の発明は、圧電基板上に表面波の伝搬方向
に沿って3個のIDT電極を近接配置すると共にそれら
の両側にグレーティング反射器を配設して構成する縦結
合二重モードSAWフィルタにおいて、前記IDT電極
のうち中央に配置したIDT電極が形成するストップバ
ンド幅をほぼ零にしたことを特徴とする縦結合二重モー
ドSAWフィルタである。請求項2記載の発明は、前記
IDT電極のうち中央に配置したIDT電極にスプリッ
ト電極を用いたことを特徴とする請求項1記載の縦結合
二重モードードSAWフィルタである。請求項3記載の
発明は、前記IDT電極のうち中央に配置したIDT電
極が形成するストップバンド幅をα1、その両側に配置
したIDT電極が形成するストップバンド幅を共にα2
とするとき、α1/α2≦0.4を満たすように構成し
たことを特徴とする縦結合二重モードSAWフィルタで
ある。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。本発明を説明する前に
IDT電極が形成するストップバンドについて簡単に説
明する。圧電基板上に配置されたIDT電極に表面波を
入射すると、特定の周波数の表面波を反射するという現
象が起こる。この表面波の反射はIDT電極が圧電基板
上に周期的に電極指を配置した構造となっており、電極
指の在る部分と電極指の無い部分とでは、機械的音響イ
ンピーダンス並びに電気的音響インピーダンスが異なる
ことに起因して発生する。一般に、IDT電極の表面波
の反射はそのIDT電極の電極指周期で決まる共振周波
数近傍の周波数領域にて生ずることが知られている。こ
の反射を生ずる表面波の周波数領域をそのIDT電極の
ストップバンドと称している。上述したように、反射は
電極指の在る無しによって生ずるものであるから、スト
ップバンド幅は電極膜厚、ライン占有率等のIDT電極
の構造に依存して変化する。例えば、1周期に正負1本
づつの電極指を配置する正規型IDT電極の場合、比帯
域0.04程度(アルミニウム6%λ)のストップバン
ド幅となるのに対し、図7に示すように1周期に正負2
本づつλ/8の電極指を等周期にて配置したスプリット
電極とすることにより、機械的反射のストップバンド幅
が零となることが知られている。そのためスプリット電
極を用いたIDT電極は反射を必要としないトランスバ
ーサル型フィルタに採用されていた。
【0008】図1は本発明に係る二重モードSAWフィ
ルタの電極パターン構成を示す平面図であり、圧電基板
1の主面上に表面波の伝搬方向に沿って3つのIDT電
極2、3、4を近接配置すると共に、これらの両側に反
射器5a、5bを配設して構成したものである。IDT
電極2、3、4はそれぞれ互いに間挿し合う複数本の電
極指を有する一対のくし形電極により構成され、入力I
DT電極2の一方のくし形電極は入力端子INに接続し、
他方のくし形電極は接地する。一方、出力IDT電極
3、4の一方のくし形電極は互いに連結して出力端子OU
Tに接続すると共に、他方のくし形電極は互いに連結し
て接地する。
【0009】上記グレーティング反射器5a、5b内に
は1次と3次の2つの縦共振モードが強勢に励振され、
これら2つの共振モードを利用して縦結合二重モードS
AWフィルタとして動作する。これまでは3つのIDT
電極それぞれのストップバンドがほぼ同じ周波数領域と
なるように設定すると共に、前記1次と3次の2つの縦
共振モードがこれらのストップバンドの内側に含まれる
よう構成すべきであると考えられていた。一方、図6に
示す通過帯域近傍の高域側の周波数領域A(斜線)はI
DT電極が形成するストップバンドの高域側の端に相当
し、その特性にほとんど影響されないと考えられてい
た。これに対し本願発明者は、通過帯域近傍の高域側の
周波数領域AもIDT電極2、3、4のストップバンド
特性の影響を受けることを発見し、IDT電極2、3、
4のストップバンド特性を種々変えて、周波数領域Aの
減衰量がどのように変化するかについて詳細に検討をし
た。
【0010】フィルタの通過帯域幅を広帯域に保持した
まま、3つのIDT電極2、3、4のそれぞれのストッ
プバンド幅を種々変化させ、周波数領域Aの減衰量が改
善できるかどうかシミュレーションを用いて検討をし
た。その結果、3つのIDT電極2、3、4の内、中央
に配置されたIDT電極2が形成するストップバンド幅
を狭くすることによって、フィルタの通過帯域幅を保持
したまま周波数領域Aの減衰量を改善できることが分か
った。
【0011】そこで、図1に示す二重モードSAWフィ
ルタの中央に配置されたIDT電極2のストップバンド
幅をα1とし、IDT電極3、4のそれぞれのストップ
バンド幅を等しくα2とした。ストップバンドα2に対
するストップバンドα1の比α1/α2を種々変化さ
せ、これを2段縦続接続した場合、濾波特性がどのよう
に変化するかをシミュレーションにより求めた。図2は
ストップバンド幅比α1/α2を変化させたときのf0
+(45MHz±12.5MHz)、即ち周波数領域Aにおけ
る減衰量を図示したものである。この図よりストップバ
ンド幅比α1/α2を小さくしていくと周波数領域Aに
おける減衰量が緩やかに大きくることが分かる。また、
0+(45MHz±12.5MHz)の領域で従来よ
り減衰量が大きくなるのは、α1/α2≦0.4のとき
であり、望ましくはα1/α2≦0.1とすべきであろ
う。
【0012】図3はストップバンド幅比α1/α2を変
化させたときのフィルタの通過帯域幅の変化を示したも
のである。図3より、フィルタの通過帯域幅はストップ
バンド幅比α1/α2にほとんど依存せず、所望の帯域
幅を維持できることが分かる。
【0013】図4は図1に示す二重モードSAWフィル
タを2段縦続した中心周波数900MHzのフィルタの
濾波特性である。圧電基板に36゜YカットX伝搬Li
TaO3、入力IDT電極2にスプリット電極を用いて
その電極対数を19.5対、出力電極IDT3、4には
通常のシングル電極を用いてその電極対数をそれぞれ1
3.5対、グレーティング5a、5bの本数を200
本、アルミニウム合金の電極膜厚を7%λとした。スプ
リット電極IDT2のストップバンド幅α1とIDT電
極2、3のそれぞれのストップバンド幅α2との比をα
1/α2=0.02としたときのものである。スプリッ
ト電極IDT2のストップバンド幅α1には電気的反射
が考慮されている。
【0014】図4から明らかなように通過帯域近傍の高
域側の周波数領域Aにおける減衰量が、図6に示す従来
の二重モードSAWフィルタの特性に比べて5dB以上
改善されると共に、低域側の減衰傾度も急峻になってい
ることが分かる。これにより通過帯域近傍において高減
衰量が要求される携帯機用RFフィルタの仕様を満たす
ことができる。
【0015】以上の説明では二重モードSAWフィルタ
について、圧電基板1に36゜YカットX伝搬LiTa
3を用いた例を示したが、本発明はこれのみに限定さ
れるものではなく、例えば45゜XカットZ伝搬Li2
47、STカット水晶、42゜YカットX伝搬LiT
aO3あるいは64゜YカットX伝搬LiNbO3等の如
何なる圧電材料にも適用できることは云うまでもない。
【0016】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、縦結合二重モードSAWフィルタの通過帯域近傍
の高周波側における減衰量を改善すると共に、減衰傾度
を急峻にすることが可能となり、本発明のフィルタを携
帯電話等のRFフィルタとして用いれば携帯電話の特性
を改善する上で優れた効果を奏す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る1次−3次縦結合二重モードSA
Wフィルタの電極構成を示す平面図である。
【図2】中央のIDT電極2のストップバンドα1と両
側のIDT電極3、4のストップバンドα2との比α1
/α2と、f0±(45MHz±12.5MHz)における減
衰量との関係を示した図である
【図3】ストップバンド比α1/α2と通過帯域幅の関
係を示した図である。
【図4】本発明に係る1次−3次縦結合二重モードSA
Wフィルタの濾波特性を示す図である。
【図5】従来の1次−3次縦結合二重モードSAWフィ
ルタの電極構成を示す図である。
【図6】従来の1次−3次縦結合二重モードSAWフィ
ルタの濾波特性を示す図である。
【図7】スプリット型IDT電極の構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
1・・圧電基板 2、3、4・・IDT電極 5a、5b・・グレーティング反射器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板上に表面波の伝搬方向に沿って
    3個のIDT電極を近接配置すると共にそれらの両側に
    グレーティング反射器を配設して構成する縦結合二重モ
    ードSAWフィルタにおいて、前記IDT電極のうち中
    央に配置したIDT電極が形成するストップバンド幅を
    ほぼ零にしたことを特徴とする縦結合二重モードSAW
    フィルタ。
  2. 【請求項2】前記IDT電極のうち中央に配置したID
    T電極にスプリット電極を用いたことを特徴とする請求
    項1記載の縦結合二重モードードSAWフィルタ。
  3. 【請求項3】 前記IDT電極のうち中央に配置したI
    DT電極が形成するストップバンド幅をα1、その両側
    に配置したIDT電極が形成するストップバンド幅を共
    にα2とするとき、 α1/α2≦0.4 を満たすように構成したことを特徴とする縦結合二重モ
    ードSAWフィルタ。
JP10281712A 1998-10-02 1998-10-02 縦結合二重モードsawフィルタ Pending JP2000114922A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4710186B2 (ja) * 2001-07-30 2011-06-29 エプソントヨコム株式会社 縦結合二重モードsawフィルタ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4710186B2 (ja) * 2001-07-30 2011-06-29 エプソントヨコム株式会社 縦結合二重モードsawフィルタ

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