JP2000312125A - 弾性表面波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、良好な減衰特性を有するととも
に、良好バランス出力信号を得られる弾性表面波装置を
提供する。 【解決手段】 圧電基板１上に、反射器電極１３（２
３）、一対の櫛状電極指が交叉して成る入力用交叉指状
電極１１（２１）出力用交叉指状電極１２（２２）及び
反射器電極１４（２４）を並設し成る複数のフィルタ素
子１０、２０を接続してなる弾性表面波装置である。前
記一方のフィルタ素子１０の入力用交叉指状電極１１の
いずれかの櫛状電極指１１ａ、１１ｂと、他方のフィル
タ素子の入力用交叉指状電極２１のいずれかの櫛状電極
指２１ａ、２１ｂとを静電容量成分３２を介して接続す
るとともに、前記他方のフィルタ素子２０の出力用交叉
指状電極２２の一対の櫛状電極指２２ａ、２２ｂからバ
ランス信号の出力を行なうようにした弾性表面波装置で
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、弾性表面波装置、
特に出力用交叉指状電極より互いに位相が１８０°ずれ
た２つの平衡信号（バランス信号）を出力させる弾性表
面波装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波装置は、圧電基板上に、一対
の櫛状電極指が交叉して成る入力用交叉指状電極（以
下、入力用ＩＤＴという）、出力用交叉指状電極（以
下、出力用ＩＤＴという）及び一対の反射器電極（以
下、反射器という）を配置して、弾性表面波フィルタ素
子を構成していた。そして、減衰特性の改善のため、複
数のフィルタ素子を直列接続し、低挿入損失、高帯域化
のため、複数のフィルタ素子を並列接続していた。

【０００３】従来の弾性表面波装置としては、特開平３
−２２２５１２号公報や特開平９−１７２３４２公報で
開示されている弾性表面波装置がある。

【０００４】特開平３−２２２５１２号公報は、複数の
フィルタ素子が互いに接続しあう横結合共振器型弾性表
面波装置において、入出力間を容量を介して接続したも
のである。また、特開平９一１７２３４２公報は、複数
のフィルタ素子を多段従属接続した弾性表面波装置にお
いて、２つのフィルタ素子を接続する段間接続部分を中
心に、入力側フィルタ素子の入力用ＩＤＴ、出力用ＩＤ
Ｔ、出力側フィルタ素子の入力用ＩＤＴ、出力用ＩＤＴ
との間の各々に静電容量成分を介して接続したものであ
る。

【０００５】このように、静電容量成分を挿入配置する
ことにより、フィルタ特性の通過帯域の近傍、例えば高
周波領域側に減衰極を形成し、減衰特性の改善を実現し
ていた。

【０００６】また、弾性表面波装置の出力信号の形態に
おいては、不平衡信号出力と平衡信号（バランス信号）
出力との２形態がある。通常、出力用ＩＤＴを構成する
一対の櫛歯電極指は、グランド電位に接続されおり、他
方がホット側となる。この場合、不平衡信号出力とな
る。しかし、出力信号を処理するＩＣ素子に対応して、
バランス信号を導出させる場合がある。即ち、出力用Ｉ
ＤＴを構成する一対の櫛歯電極指の両方とも浮かせて出
力することにより、両櫛歯電極指から各々か得られる出
力信号の位相が１８０°ずれた信号となる。この位相が
１８０°ずれた交流波形の２つの平衡信号を合わせて平
衡信号という。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のバランス信号を
出力する弾性表面波装置において、通過帯域外の減衰特
性を向上せしめるために、静電容量成分を配置した場合
には、その静電容量成分の配置次第で、出力用ＩＤＴを
構成する一対の櫛状電極指から各々得られる信号間にレ
ベルの差が生じ、両信号のバランス度が悪くなるという
欠点があった。

【０００８】例えば、図６において、一方の櫛状電極指
から出力される信号の減衰特性をＧ、位相をＩ、他方の
櫛状電極指から出力される信号の減衰特性をＨ、位相を
Ｊである。図６では、特性Ｇ、Ｈの間にレベル差が生じ
てしまい、その結果、バンラス信号のＩＣ素子への対応
ができなくなる。また、位相Ｉ、Ｊについても位相差が
発生してしまい、１８０°ずれた信号となってしまう。

【０００９】これは、バランス信号を出力する出力用Ｉ
ＤＴに、弾性表面波の信号のみが伝搬せず、通過帯域の
高周波側の減衰量を大きくするために挿入する静電容量
成分を介して信号が供給されることによるものと考えら
れる。

【００１０】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は良好な減衰特性を有するとと
もに、出力側フィルタ素子の出力用ＩＤＴを構成する各
櫛状電極指から得られる出力信号の間にレベル差が発生
することがなく、位相差も１８０度からずれていない良
好なバランス出力信号を得られる弾性表面波装にの提供
するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧電基
板上に、反射器電極と、一対の櫛状電極指が交叉して成
る入力用交叉指状電極と、出力用交叉指状電極とからな
るフィルタ素子を複数配置するとともに、一つのフィル
タ素子の出力用交叉指状電極の一方櫛状電極指を他のフ
ィルタ素子の入力用交叉指状電極の他方櫛状電極指に接
続してなる弾性表面波装置において、前記一つのフィル
タ素子の入力用交叉指状電極のいずれかの櫛状電極指
と、他のフィルタ素子の入力用交叉指状電極のいずれか
の櫛状電極指とを静電容量成分を介して接続するととも
に、前記他方のフィルタ素子の出力用交叉指状電極の一
対の櫛状電極指より互いに位相が１８０°ずれた２つの
平衡信号を出力させるようになしたことを特徴とする弾
性表面波装置である。

【００１２】

【作用】本発明では、例えば出力を行なう他方（出力
側）のフィルタ素子の出力用ＩＤＴの一対の櫛状電極指
はそれぞれ交流波形のバランス信号が出力されるため、
この信号に対応したＩＣ素子に容易に対応できる。

【００１３】そして、２つのフィルタ素子とが従属接続
しあう弾性表面波装置との間に、静電容量成分を配置し
ているため、通過帯域の高周波側に大きな減衰極が形成
でき、選択性に優れたフィルタ特性の弾性表面波装置と
なる。

【００１４】しかも、この容量成分が、入力側となる一
方のフィルタ素子の入力用交叉指状電極の一方の櫛状電
極指と、前記一方のフィルタ素子と他方のフィルタ素子
との接続部分との間に接続されている。即ち、バランス
信号を出力する他方のフィルタ素子の出力用交叉指状電
極に、この容量成分を介して電流信号が流れ込むことが
ないため、バランス信号の出力レベルに差異が発生せ
ず、１８０°位相のずれた安定したバランス信号の出力
を行なうことができる。

【００１５】即ち、本発明によれば、バランス信号の出
力が可能となるとともに、通過帯域外の減衰特性に優れ
た弾性表面波装置となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の弾性表面波装置を
図面に基づいて説明する。

【００１７】図１は本発明の弾性表面波装置の実施例の
構成を示した概略平面図である。

【００１８】図において、１は圧電基板であり、１０は
一方（入力側）の弾性表面波フィルタ素子（以下、単に
フィルタ素子という）であり、１１は入力用交叉指状電
極（以下、単に入力用ＩＤＴという）、１２は出力用交
叉指状電極（以下、単に出力用ＩＤＴという）、１３は
入力用ＩＤＴ１１に近接した第１のすだれ状反射器電極
（以下、単に反射器という）、１４は出力用ＩＤＴ１２
に近接した第２のすだれ状反射器電極（以下、単に反射
器という）である。

【００１９】また、２０は他方（出力側）のフィルタ素
子であり、２１は入力用ＩＤＴ、２２は出力用ＩＤＴ、
２３は入力用ＩＤＴ２１に近接したすだれ状反射器、２
４は出力用ＩＤＴ２2 に近接したすだれ状反射器であ
る。

【００２０】上述の圧電基板１は、ニオブ酸リチウム、
タンタル酸リチウム、四ホウ酸リチウムなどの圧電単結
晶基板、水晶基板、ＰＺ（ジルコン酸鉛）、ＰＺＴ（チ
タン酸ジルコン酸鉛）などの圧電セラミック基板などか
ら成る。この圧電単結晶基板、水晶基板においては、結
晶軸及び伝搬方向に応じて所定カットが施されており、
また、圧電セラミック基板においては伝搬方向に応じて
所定方向の分極処理が施されている。

【００２１】このような圧電基板１上には、弾性表面波
の伝搬方向にそって、例えば一方の弾性表面波フィルタ
素子１０においては、反射器１３、入力用ＩＤＴ１１、
出力用ＩＤＴ１２、反射器１４が配置されており、また
他方の弾性表面波フィルタ素子２０においては、反射器
２３、入力用ＩＤＴ２１、出力用ＩＤＴ２２、反射器２
４が配置されている。尚、両フィルタ素子１０、２０
は、互いに弾性表面波の伝搬方向にそって平行になるよ
うに配置されている。

【００２２】また、弾性表面波フィルタ素子１０、２０
の反射器１３、１４、２３、２４は、電極指と所定間隔
をおいて配置されたスダレ状となっている。また、弾性
表面波フィルタ素子１０、２０の入力用ＩＤＴ１１、２
１、出力用ＩＤＴ１２、２２は、互いに異なる電位の一
対の櫛状電極指が互いに噛み合って構成されている。

【００２３】例えば、入力側のフィルタ素子１０の入力
用ＩＤＴ１１においては、一方の櫛状電極指１１ａと他
方の櫛状電極指１１ｂとから構成され、出力用ＩＤＴ１
２においては、一方の櫛状電極指１２ａと他方の櫛状電
極指１２ｂとから構成され、例えば、出力側のフィルタ
素子２０の入力用ＩＤＴ２１においては、一方の櫛状電
極指２１ａと他方の櫛状電極指２１ｂとから構成され、
出力用ＩＤＴ２２においては、一方の櫛状電極指２２ａ
と他方の櫛状電極指２２ｂとから構成されている。

【００２４】また、両弾性表面波フィルタ１０、２０
は、入力側のフィルタ素子１０の出力用ＩＤＴ１２の一
方の櫛状電極指１２ｂと出力側のフィルタ素子２０の入
力用ＩＤＴ２１の他方の櫛状電極指２１ａとが、接続導
体バー３１で接続されている。

【００２５】また、入力側のフィルタ素子１０の入力用
ＩＤＴ１１の一方または他方の櫛状電極指１１ａまたは
１１ｂと、出力側のフィルタ素子２０の入力用ＩＤＴ２
１の一方または他方の櫛状電極指２１ａまたは２１ｂと
の間には静電容量成分３２が配置されている。尚、図１
では、入力側のフィルタ素子１０の入力用ＩＤＴ１１の
他方の櫛状電極指１１ｂと、出力側のフィルタ素子２０
の入力用ＩＤＴ２１の一方の櫛状電極指２１ａ（接続導
体バー３１）との間に、静電容量成分３２が配置されて
いる。

【００２６】この容量成分３２は、互いに異なる電位の
一対の櫛状電極指３２ａ、３２ｂが互いに噛み合って構
成されて、図においては、一方の櫛状電極指３２ａが入
力用ＩＤＴ１１の一方の櫛状電極指１１ｂに接続され、
他方の櫛状電極指３２ｂが接続導体バー３１に接続され
ている。尚、静電容量成分は、一対の櫛状電極指３２
ａ、３２ｂの対向距離、対向間隔によって所定値に設定
される。

【００２７】圧電基板１上に形成される反射器１３、１
４、２３、２４、入力用ＩＤＴ１１、２１、出力用ＩＤ
Ｔ１２、２２、接続導体バー３１及び容量成分３２を構
成する一対の櫛状電極指３２ａ、３２ｂは、例えばアル
ミニウムなどの薄膜金属をフォトリソグラフィ技術を用
いて所定形状にパターンニングされている。

【００２８】また、例えば、各電極１１、１２、２１、
２２は、例えばアルミニウムからなり、その膜厚は弾性
表面波の波長λ（１次モードの定在波）及び基板の特性
によって概略規定される膜厚（規格化膜厚）に設定され
ている。

【００２９】入力用ＩＤＴ１１、２１、出力用ＩＤＴ１
２、２２は、互いに異なる電位の一対の電極指が互いに
噛み合うようにして構成されており、例えば、隣接しあ
う異なる電位の電極指の幅、電極指間の間隔は、原則的
に各々１／４λ（波長）に設定されている。

【００３０】図１に示す弾性表面波装置は、少なくとも
出力側のフィルタ素子２０の出力用ＩＤＴ２２からバン
ランス出力されるものであり、出力用ＩＤＴ２２を構成
する一対の櫛状電極指２２ａ、２２ｂは電気構造的には
浮いている。

【００３１】また、図１において、入力側のフィルタ素
子１０の入力用ＩＤＴ１１も同様に、バンランス入力さ
れるものである。従って、入力用ＩＤＴ１１を構成する
一対の櫛状電極指１１ａ、１１ｂは、グランド電位（基
準電位）に接続されていない。尚、バンランス信号に対
応するＩＣ素子は、出力信号形態のみが問われ、入力用
信号とは関係ないため、一方の櫛状電極指をグランド電
位としたアンバランス信号であってもよい。

【００３２】また、入力側のフィルタ素子１０の出力用
ＩＤＴ１２の他方の櫛状電極指１２ａはグランド電位に
接続され、出力側のフィルタ素子２０の入力用ＩＤＴ２
１の一方の櫛状電極指２１ｂはグランド電位に接続され
ている。

【００３３】上述の弾性表面波装置では、入力側のフィ
ルタ素子１０の入力用ＩＤＴ１１に入力した信号が、こ
のフィルタ素子１０と従属接続された出力側のフィルタ
素子２０の出力用ＩＤＴ２２からバランス信号（一対の
櫛状電極指２２ａ、２２ｂから互いに大きさが互いに等
しく１８０°位相のずれた信号）が出力されることにな
り、全体で一つのフィルタ回路を構成している。

【００３４】この弾性表面波装置において、前記入力側
のフィルタ素子１０の入力用ＩＤＴ１１の一方の櫛状電
極指１１ｂと、前記出力側のフィルタ素子２０の入力用
交叉指状電極２１の一方の櫛状電極指２１の一方の櫛状
電極指２１ａとの間に、櫛状電極指３２ａ、３２ｂから
なるが静電容量３２が接続されているため、図２に示す
ように通過帯域の高周波側に減衰極を形成している。
尚、図２において、本発明のように静電容量成分３２を
接続した状態の特性を線Ａで、静電容量３２を省力した
場合の特性を線Ｂで示す。

【００３５】図２から明らかなように、静電容量成分３
２を用いることにより、通過帯域の高周波側に充分な減
衰量を有する減衰極が形成されることになり、選択性が
向上する。

【００３６】また、本発明の弾性表面波装置では、出力
側フィルタ素子２０の出力用ＩＤＴ２２には、入力用Ｉ
ＤＴ２１から伝搬される弾性表面波のみが供給される。
即ち、出力側フィルタ素子２０の出力用ＩＤＴ２２に
は、容量成分を介して電流信号が直接流れ込まないの
で、出力用ＩＤＴ２２を構成する一対の櫛歯電極指２２
ａ、２２ｂから導出される２つの出力信号は、夫々位相
が１８０度異なり、且つ大きさ（レベル）が略等しいバ
ランス信号となる。

【００３７】図３に図１に示した実施例の弾性表面波装
置の出力用ＩＤＴ電極２２を構成する例えば一方の櫛状
電極指２２ａから出力される信号の減衰（大きさの周波
数応答）特性をＣ、位相特性（位相の周波数応答特性）
をＥ、他方の例えば一方の櫛状電極指２２ｂから出力さ
れる信号の減衰特性をＤ、位相特性をＦである。

【００３８】図３から明らかなように、出力用ＩＤＴ２
２を構成する櫛状電極指２２ａ及び櫛状電極指２２ｂか
ら導出される出力信号の減衰特性Ｃ、Ｄとは、略同一の
特性であり、略等しいバランス状態となり、例えば、通
過帯域内において２つの出力信号ではレベル差は発生し
ない。

【００３９】また、線Ｅ、線Ｆに示すように、両出力信
号が夫々位相が１８０°だけずれた信号となる。即ち、
出力側のフィルタ素子２０の出力用ＩＤＴ２２を構成す
る各櫛状電極指２２ａ、２２ｂから得られる出力信号の
間にレベル差が発生することがなく、位相差も１８０度
からずれていない良好なバランス信号が得られることに
なる。

【００４０】本発明の弾性表面波装置の比較例として、
図４〜図６に示す。

【００４１】図４（ａ）は、１つのフィルタ素子４０の
みで構成されており、入力用ＩＤＴ４１の一方の櫛状電
極指４１ａと、出力用ＩＤＴ４２の一方の櫛状電極指４
２ａ間に静電容量成分Ｃを挿入している。この場合、入
力用ＩＤＴ４１の櫛状電極指４２ｂ、出力用ＩＤＴ４２
の一方の櫛状電極指４２ｂがグランド電位に接続されて
おり、バランス処理に対応するＩＣ素子に用いることが
できない。

【００４２】図４（ｂ）は、出力用ＩＤＴ４２の一対の
櫛状電極指４２ａ、４２ｂからバランス出力を行なっい
る。しかし、一方の櫛状電極指４２ａのみに静電容量成
分Ｃを介して直接電気信号が流れ込むために、出力信号
の間にレベル差が発生し、位相差も１８０°からずれて
しまう出力信号となる。

【００４３】図５（ａ）は、従属接続された２つのフィ
ルタ素子１０、２０で構成されており、両フィルタ素子
１０、２０を直列接続する接続導体バー３１と、出力側
のフィルタ素子２０の出力用ＩＤＴ２２の一方の櫛状電
極指２２ａとの間に容量成分Ｃを挿入している。この場
合、出力用ＩＤＴ２２の一方の櫛状電極指２２ｂがグラ
ンド電位に接続されている。

【００４４】図５（ｂ）は、出力用ＩＤＴ２２の一対の
櫛状電極指２２ａ、２２ｂからバランス出力を行なっい
る。このような構造において、出力用ＩＤＴ２２の一対
の櫛状電極指２２ａに静電容量成分Ｃを介して直接電気
信号がが流れ込む為、その分だけ２つの出力信号にレベ
ル差が生じてしまう。例えば、通過帯域内においても２
つの出力端子からの出力信号に０．７ｄＢ程度のレベル
差が発生してしまう。

【００４５】また、出力信号の位相差も１８０°からズ
レてしまい、バランス出力にならない。

【００４６】以上のように、本発明では、弾性表面波装
置の出力をバランス出力するにあたり、最終的に出力を
行なう出力用ＩＤＴ２２の一対の櫛状電極指２２ａ、２
２ｂには、出力側のフィルタ素子２０の入力用ＩＤＴ２
１からの表面弾性波による伝搬信号のみとなり、２つの
出力信号が互いにバンラスの取れた安定した出力信号と
なる。

【００４７】しかも、入力側のフィルタ素子と出力側の
フィルタ素子との間が、静電容量成分を介して接続され
るため、通過帯域の高周波側近傍に大きな減衰極を形成
することができるため、選択性に優れた弾性表面波装置
となる。

【００４８】尚、図１では、入力側のフィルタ素子の入
力用ＩＤＴ１１の櫛状電極指１１ｂと、出力のフィルタ
素子２０の入力用ＩＤＴ２１の櫛状電極指２１ａとを静
電容量成分３２を介して接続しているが、例えは、入力
用ＩＤＴ電極１１の櫛状電極指１１ａと、入力用ＩＤＴ
２１の櫛状電極指２１ｂとの間に静電容量成分を介して
接続しても構わない。

【００４９】また、上述の弾性表面波装置では、２つの
フィルタ素子を用いた弾性表面波装置で説明したが、３
つのフィルタ素子を多段に接続しても構わない。この
時、静電容量を、少なくとも出力側のフィルタ素子の出
力用ＩＤＴを構成する一対の櫛状電極指以外に接続され
るように構成すれば、安定したバランス出力ができるこ
とになる。

【００５０】また、夫々のフィルタ素子に横結合共振器
型弾性表面波フィルタ素子を用いても構わない。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
圧電基板上に、反射器電極、入力用ＩＤＴ、出力用ＩＤ
Ｔ、反射器電極からなる複数のフィルタ素子を従属接続
するとともに、出力側のフィルタ素子の出力用ＩＤＴか
らバランス出力を行っている。

【００５２】この時、静電容量成分が、出力側のフィル
タ素子の出力用ＩＤＴに接続されないように、入力側の
フィルタ素子の入力用ＩＤＴと出力側のフィルタ素子の
入力用ＩＤＴとの間に配置されているため、上述の安定
したバランス出力を維持しつつ、さらに、通過帯域の高
周波側に減衰量が充分に大きい減衰極が形成されること
になり、非常に選択性に優れた弾性表面波装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の弾性表面波装置を示す概略平面図であ
る。

【図２】図１に示す弾性表面波装置のフィルタ特性図で
ある。

【図３】図１に示すフィルタの出力信号のバランス状態
を示す特性図である。

【図４】従来の１素子型の弾性表面波装置を示す概略平
面図であり、（ａ）は不平衡入出力を行なう場合の回路
を含めた概略平面図であり、（ｂ）はバランス出力を行
なう場合の概略平面図である。

【図５】従来の２素子型の弾性表面波装置を示す概略平
面図であり、（ａ）は不平衡入出力を行なう場合の回路
を含めた概略平面図であり、（ｂ）はバランス出力を行
なう場合の概略平面図である。

【図６】図５（ｂ）に示すフィルタの出力信号のバラン
ス状態を示す特性図である。

【符号の説明】

１・・・圧電基板 １０・・・一方のフィルタ素子 ２０・・・他方のフィルタ素子 １１、２１・・・入力用ＩＤＴ １２、２２・・・出力用ＩＤＴ １３、１４、２３、２４・・・反射器 ３２・・・・・・静電容量成分 １１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ １２ａ、１２ｂ、１２ａ、１２ｂ・・・櫛状電極指

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板上に、反射器電極と、一対の櫛
   状電極指が交叉して成る入力用交叉指状電極と、出力用
   交叉指状電極とからなるフィルタ素子を複数配置すると
   ともに、一つのフィルタ素子の出力用交叉指状電極の一
   方櫛状電極指を他のフィルタ素子の入力用交叉指状電極
   の他方櫛状電極指に接続してなる弾性表面波装置におい
   て、 前記一つのフィルタ素子の入力用交叉指状電極のいずれ
   かの櫛状電極指と、他のフィルタ素子の入力用交叉指状
   電極のいずれかの櫛状電極指とを静電容量成分を介して
   接続するとともに、前記他方のフィルタ素子の出力用交
   叉指状電極より位相が１８０°ずれた２つ平衡信号を出
   力させるようになしたことを特徴とする弾性表面波装
   置。