JP2000124768A - 2段縦続接続型トランスバーサルsawフィルタ - Google Patents

2段縦続接続型トランスバーサルsawフィルタ

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JP2000124768A
JP2000124768A JP29333398A JP29333398A JP2000124768A JP 2000124768 A JP2000124768 A JP 2000124768A JP 29333398 A JP29333398 A JP 29333398A JP 29333398 A JP29333398 A JP 29333398A JP 2000124768 A JP2000124768 A JP 2000124768A
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JP
Japan
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saw filter
filter
transversal saw
electrode
idt
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JP29333398A
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Yoshitaka Watanabe
吉隆 渡辺
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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】 2段縦続接続型トランスバーサルSAWフィ
ルタにおける伝送歪み及び群遅延時間歪みを低減したフ
ィルタを得る。 【解決手段】 圧電基板上に電極周期P1からなる2つ
のIDT電極を中心間距離P1×αを置いて配置した第
1のフィルタと、電極周期P2からなる2つのIDT電
極を中心間距離P2×αを置いて配置した第2のフィル
タとを縦続接続した2段縦続接続型トランスバーサルS
AWフィルタにおいて、 |P1/P2−1|=1/(4×α)+n/(2×α) ここでn=±0、1、2・・・ とした2段縦続接続型トランスバーサルSAWフィルタ
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はトランスバーサルS
AWフィルタに関し、特に2段縦続接続型トランスバー
サルSAWフィルタの伝送歪み及び群遅延時間歪みを改
善した2段縦続接続型トランスバーサル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。最
近、通信容量の拡大のため携帯電話等の通信方式がデジ
タル化されたのに伴い、これに用いるSAWフィルタ等
の群遅延時間偏差が厳しくなった。この要求に応えるべ
く、共振子型SAWフィルタより本質的に群遅延時間偏
差が良好なトランスバーサルSAWフィルタが実用化さ
れてきた。
【0003】図3(a)は従来のトランスバーサルSA
Wフィルタの構成を示す平面図であって、圧電基板1の
主面上に表面波の伝搬方向に沿って2つのIDT電極1
1、12を所定の間隔を置いて配置すると共に、表面波
の伝搬方向で圧電基板1の両端に端面からの表面波の反
射を吸収するため、吸音材13a、13bが付着されて
いる。IDT電極11、12はいずれも互いに間挿し合
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、IDT電極11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と共にIDT電
極12の一方のくし形電極は出力端子OUTに接続し、他
方のくし形電極は接地してトランスバーサルSAWフィ
ルタを構成している。
【0004】図3(b)は、図3(a)の入力IDT電
極11と出力IDT電極12との間の信号の伝搬経路を
示す図で、トランスバーサルSAWフィルタの伝送特性
及び群遅延時間特性に生ずるリップルの発生原因である
トリプル・トランシット・エコー(以下、TTEと称
す)について説明するする図である。図3(b)の
(イ)は主信号で、伝搬時間はτである。図3(b)の
(ロ)は入力IDT電極11によって励起された表面波
が、入出力IDT電極11、12によりそれぞれ1回づ
つ反射され、即ち、IDT電極11と12との間の伝搬
路を3回伝搬してから出力IDT電極12にピックアッ
プされる所謂TTE信号であり、伝搬時間は3τとな
る。これら以外に複雑な反射を繰り返す伝搬経路も考え
られるが、反射および電気−音響変換を繰り返す結果、
信号強度が小さくなり無視することができるので、上記
の2つの信号について考慮すれば充分である。
【0005】図3(c)は、Xカット112°Y伝搬LiTaO
3基板上に、中心周波数が380MHz、帯域幅が5M
Hzとなるように同図(a)に示すIDT電極パターン
を用いて試作したトランスバーサルSAWフィルタの伝
送特性Aと群遅延時間特性Bを示した図である。伝送特
性Aに約1dBのリップル、群遅延時間特性に約0.3
μsの遅延歪みが生じている。
【0006】伝搬時間τの主信号と伝搬時間3τのTT
E信号が合成されてIDT電極12にピックアップされ
るので、トランスバーサルSAWフィルタの帯域内の周
波数が変化すると、主信号とTTE信号との位相差に変
化が生じて、TTEリップルと呼ばれる伝送特性のリッ
プルと群遅延時間特性のリップルが発生し、このリップ
ルの周期は、図3(c)に示すように、1/(2τ)と
なることはよく知られている。
【0007】最近、携帯電話等の通信機器の増大による
通信の錯綜により、隣接チャネルから受ける信号妨害等
を改善するため、通過帯域近傍の阻止域減衰量の改善が
強く要望されている。この要求に対応するため、図3
(a)に示したトランスバーサルSAWフィルタを同一
圧電基板上にて2段縦続接続したフィルタが製作される
ようになった。即ち、図4(a)に示すように、圧電基
板上に2つIDT電極14、15を所定の間隔をおいて
配置すると共に、該電極とほぼ同様な構成のIDT電極
16、17を同一基板上に併置し、IDT電極15と1
6とをリード電極で電気的に接続した所謂2段縦続接続
型トランスバーサルSAWフィルタである。
【0008】図4(b)は、Xカット112°Y伝搬LiTaO
3圧電基板1に同図4(a)に示す電極パターンを用い
て、中心周波数が380MHz、帯域幅が5MHzにな
るようにIDT電極14〜17を配置した2段縦続接続
型トランスバーサルSAWフィルタの伝送特性Aと群遅
延時間特性Bを示す図である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4
(b)から明らかなように、通過域近傍の阻止減衰量を
大きくするため、トランスバーサルSAWフィルタを2
段縦続接続したフィルタは、阻止域減衰量は改善される
ものの、フィルタの伝送特性と群遅延時間特性とが大き
く劣化する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、2段縦続接続型ト
ランスバーサルSAWフィルタの伝送特性と群遅延時間
特性とを改善したフィルタを提供することを目的とす
る。
【0010】
【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2段縦続接続型トランスバーサルSAW
フィルタの請求項1記載の発明は、圧電基板上に電極周
期をP1とする2つのIDT電極を所定の中心間距離を
隔して配置した第1のトランスバーサルSAWフィルタ
と、電極周期をP2とする2つのIDT電極を所定の中
心間距離を隔して配置した第2のトランスバーサルSA
Wフィルタとを縦続接続した2段縦続接続型トランスバ
ーサルSAWフィルタにおいて、前記第1及び第2のト
ランスバーサルSAWフィルタの中心間距離をそれぞれ
P1×α及びP2×αとするとともに |P1/P2−1|=1/(4×α)+n/(2×α) ここでn=±0、1、2・・・としたことを特徴とする
2段縦続接続型トランスバーサルSAWフィルタであ
る。請求項2記載の発明は、前記第1のフィルタと第2
のフィルタをそれぞれ別個の圧電基板上に構成したもの
であることを特徴とする請求項1記載の2段縦続接続型
トランスバーサルSAWフィルタである。
【0011】
【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、図4(a)に示す2段縦続接続型トランスバーサル
SAWフィルタの伝送特性及び群遅延時間特性に生ずる
リップルの発生原因ついて簡単に説明する。 図5はID
T電極14によって励起された表面波がIDT電極1
5、16を介してIDT電極17にピックアップされる
主信号と、IDT電極14〜17にて多重反射されて、
IDT電極17にピックアップされるその他の信号経路
を説明する図である。図5の(イ)は主信号の経路であ
り、IDT電極14、15間の伝搬時間をτとすると、
主信号の伝搬時間は2τとなり、これをτ’(=2τ)
とおく。図5の(ロ)の経路は、入出力IDT電極1
4、15間及び16、17間をそれぞれ3回ずつ伝搬す
る信号で、その伝搬時間は3τ’となり、これが通常の
TTEに相当する。
【0012】更に、図5の(ハ)、(ニ)のようにID
T電極14、15間の伝送経路あるいは、IDT電極1
6、17間の伝送経路を3回伝搬する信号が存在する。
この場合の伝搬時間は、主信号のそれに比べて、それぞ
れ2τ’(偶数倍)の伝搬時間を有し、これが群遅延時
間リップルを著しく劣化させている原因である。通常の
TTEの発生原因は前記のように奇数倍の伝搬時間を有
する反射波によるものであるが、図5の(ハ)、(ニ)
の場合の発生原因は偶数倍の伝搬時間を有する信号波に
よるものであり、通常のTTEとは異なるものである。
【0013】図1は本発明に係る2段縦続接続型トラン
スバーサルSAWフィルタの構成を示す平面図であり、
圧電基板1上に表面波の伝搬方向に沿って電極周期P1
の2つのIDT電極2、3を中心間距離をα×P1とし
て配置すると共に、該IDT電極2、3と並行して電極
周期P2の2つのIDT電極4、5を中心間距離α×P
2をあけて同一基板上に配設する。そして、IDT電極
3と4とをリード電極にて電気的に接続し、IDT電極
2、5をそれぞれ入出力電極として2段縦続接続型トラ
ンスバーサルSAWフィルタを構成する。更に、図1に
示すように圧電基板1のIDT電極2〜5が配列された
端部には、端部からの表面波の反射波を吸収すべく吸音
材6を付着してある。
【0014】トランスバーサルSAWフィルタの通過帯
域内に生ずる伝送特性及び群遅延時間特性のリップルの
周期性に着目し、IDT電極2と3とで構成する1段目
のフィルタのリップルの山と谷と、IDT電極4と5と
で構成する2段目のフィルタのリップルの山と谷との関
係を逆転させて、即ち互いに位相関係をπだけずらして
重ね合わせることにより、互いに相殺して上記のリップ
ルが抑圧出来ることを発見した。
【0015】即ち、本発明は図5の(イ)に示す伝搬経
路を伝搬する主信号と、(ハ)あるいは(二)に示す伝
搬経路を伝搬する偶数倍の伝搬時間を有する信号成分を
互いに相殺し、伝送特性及び群遅延時間に生ずるリップ
ルを改善するものである。上記の伝送特性及び群遅延時
間特性に生ずるリップルの周期の1/2即ち、1/(4
τ)だけ周波数をずらすことが出来れば、上記リップル
を抑圧できることになる。
【0016】図1に示すようにIDT電極2、3及び
4、5の中心間距離をそれぞれα×P1、α×P2、励起さ
れる表面波の速度をVとすると、IDT電極2、3及び
4、5が励起する表面波の周波数f1及びf2を1/(4
τ)だけずらすため f1=V/P1 f2=V/P2 としたとき、2つの周波数の差の絶対値|f2−f1|が以下
の式を満足することが必要となる。 |f2−f1|=1/(4τ)+n/(2τ) =V/(4αP1)+nV/(2αP1) ただし、n=±0、±1、±2・・である。これは、 |f2/f1−1|=1/(4α)+n/(2α) と表すことができる。周波数f1、f2は電極周期P1、P2の
逆数に対応した値であるから、上式は |P1/P2−1|=1/(4α)+n/(2α) となる。
【0017】上述の式を満足するようにIDT電極2、
3と4、5の電極周期を異ならせることにより、2段縦
続接続型トランスバーサルSAWフィルタに生ずる、主
信号に対して偶数倍の伝搬時間を有する信号成分を相殺
できる結果、伝送特性のリップル及び群遅延時間特性の
リップルを大幅に抑圧することが出来るようになった。
図2は、本発明に係る2段縦続接続型トランスバーサル
SAWフィルタの一例であり、Xカット112°Y伝搬LiT
aO3圧電基板1に、中心周波数が380MHz、帯域幅
が5MHzになるようにIDT電極2〜5を配置したフ
ィルタの伝送特性Aと群遅延時間特性Bを示す図であ
る。図2から明らかなように、伝送特性及び群遅延時間
特性に生じるリップルを大幅に抑圧した良好なフィルタ
を実現することが確認出来た。
【0018】上記実施例では、同一基板上に2つのフィ
ルタを構成して縦続接続する例について説明したが、本
発明はこれに限定するものではなく、別々の基板もしく
は別々のパッケージに実装されたフィルタによって構成
してもよい。また、2つの正規型IDTを用いたトラン
スバーサルSAWフィルタを例に説明したが、これに限
定するものではなく、一方向性IDT電極、例えば浮き
電極型内部反射一方向性IDT(FEUDT)あるいは、複数
のIDT電極により構成されるフィルタに適用してもよ
い。更に、電気端子によって2つのフィルタを接続する
構成について本発明を説明したがマルチストリップカプ
ラーや斜め反射器等を用いて接続する構成へ適用できる
ことは云うまでもない。
【0019】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成したの
で、通過域近傍の阻止域減衰量を大きくすると共に、伝
送特性のリップルや群遅延時間偏差を大幅に改善した縦
続接続型トランスバーサルSAWフィルタを実現するこ
とができた。本発明になるSAWフィルタをディジタル
方式の携帯電話等に用いれば、隣接チャネルの妨害を防
ぐと共に、通話品質の優れた携帯電話が可能になるとい
う優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る2段縦続接続型トランスバーサル
SAWフィルタの電極構成を示す平面図である。
【図2】本発明に係る2段縦続接続型トランスバーサル
SAWフィルタの伝送特性Aと群遅延時間特性Bを示す
図である。
【図3】(a)は従来のトランスバーサルSAWフィル
タの電極構成を示す図、(b)は主信号とTTEの伝搬
経路を示す図、(c)は(a)に示す電極を用いて構成
したトランスバーサルSAWフィルタの伝送特性Aと群
遅延時間特性Bを示す図である。
【図4】(a)は従来の2段縦続接続型トランスバーサ
ルSAWフィルタの電極構成を示す図、(b)は主信号
と代表的な信号の伝搬経路を示す図である。
【図5】図4(a)に示す電極を用いて構成した2段縦
続接続型トランスバーサルSAWフィルタの伝送特性A
と群遅延時間特性Bを示す図である。
【符号の説明】
1・・圧電基板 2、3、4、5・・IDT電極 6・・吸音材 P1、P2・・IDT電極周期 αP1、αP2・・IDT電極の中心間距離

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板上に電極周期をP1とする2つ
    のIDT電極を所定の中心間距離を隔して配置した第1
    のトランスバーサルSAWフィルタと、電極周期をP2
    とする2つのIDT電極を所定の中心間距離を隔して配
    置した第2のトランスバーサルSAWフィルタとを縦続
    接続した2段縦続接続型トランスバーサルSAWフィル
    タにおいて、前記第1及び第2のトランスバーサルSA
    Wフィルタの中心間距離をそれぞれP1×α及びP2×
    αとするとともに |P1/P2−1|=1/(4×α)+n/(2×α) ここでn=±0、1、2・・・としたことを特徴とする
    2段縦続接続型トランスバーサルSAWフィルタ。
  2. 【請求項2】 前記第1のフィルタと第2のフィルタを
    それぞれ別個の圧電基板上に構成したものであることを
    特徴とする請求項1記載の2段縦続接続型トランスバー
    サルSAWフィルタ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006157545A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Kyocera Corp 弾性表面波フィルタ、電子装置および周波数特性制御方法
CN111262629A (zh) * 2020-03-21 2020-06-09 复旦大学 一种基于sCAP调制的micro-LED可见光通信系统

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