JP2001244789A - 端面反射型表面波フィルタ - Google Patents
端面反射型表面波フィルタInfo
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Abstract
面波フィルタにおいて、低損失化を図る。 【解決手段】 圧電性基板2上に、対をなす電極指から
なるスプリット電極を用いたIDT3,4が形成されて
おり、IDT3,4の表面波伝搬方向最外側の同電位で
対をなす電極指間の中心Xから表面波伝搬方向外側にλ
/2よりも内側であって、(λ/2−5λ/128)よ
りも外側の位置に端面2a,2bが形成されている、端
面反射型表面波フィルタ1。
Description
機器の帯域フィルタとして用いられる表面波フィルタに
関し、特に、BGS波やラブ波などのSHタイプの表面
波を利用した端面反射型表面波フィルタに関する。
は、反射器を必要としない。従って、小型化を図る上で
有利であるため、従来より、種々の端面反射型表面波フ
ィルタが提案されている(例えば、特開平10−261
938号公報など)。
板上に少なくとも1つのインターデジタルトランスデュ
ーサ(以下、IDT)が形成されている。このIDTで
励振されたSHタイプの表面波が、圧電基板の対向2端
面間で反射され、定在波が生じ、該定在波に基づく共振
特性を利用して帯域フィルタが構成されている。上記I
DTは、互いに間挿し合う電極指を有する。もっとも、
異なる電位に接続される電極指が交互に配置されるいわ
ゆるシングル電極を用いたIDTの他に、シングル電極
を一対の電極指に分割してなる、いわゆるスプリット電
極を用いたIDTも知られている。
フィルタでは、挿入損失は、圧電基板に依存している。
従って、同じ圧電基板を用いる限り、低損失化を進める
ことが困難であるという問題があった。
場合であっても、低損失化を図ることが可能とされた端
面反射型表面波フィルタを提供することにある。
端面を有する圧電性基板と、前記圧電性基板に形成され
ており、かつ対をなす電極指からなるスプリット電極を
用いて構成された少なくとも1つのIDTとを備え、前
記対向2端面間でSHタイプの表面波が反射される端面
反射型表面波フィルタであって、前記IDTの表面波伝
搬方向最外側の同電位で対をなす電極指間の中心から、
表面波伝搬方向外側にλ/2よりも内側の位置であっ
て、(λ/2−5λ/128)よりも外側の位置に前記
端面が形成されていることを特徴とする。
同電位で対をなす電極指間の中心から表面波伝搬方向外
側に(λ/2−λ/64)よりも内側の位置であって、
(λ/2−λ/32)よりも外側の位置にある。
の局面では、横結合型共振子フィルタ、縦結合型共振子
フィルタあるいはラダー型フィルタが構成される。本発
明の別の局面では、本発明に係る端面反射型表面波フィ
ルタを用いたアンテナ共用器が提供される。また、本発
明のさらに別の局面では、上記アンテナ共用器を備えた
通信機が提供される。
の端面反射型表面波フィルタの具体的な実施例を説明す
ることにより、本発明を明らかにする。
型表面波フィルタの模式的平面図である。端面反射型表
面波フィルタ1は、圧電性基板2と、圧電性基板2に構
成された2つのIDT3,4とを有する。本実施例で
は、IDT3,4が、表面波伝搬方向と直交する方向に
並べられており、横結合型共振子フィルタが構成されて
いる。
iNbO3 または水晶などの圧電単結晶、あるいはチタ
ン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような圧電セラミッ
クスを用いて構成されている。圧電性基板2が圧電セラ
ミックスからなる場合、図示の矢印P方向に分極処理さ
れている。すなわち、後述の表面波伝搬方向と直交する
方向であって、圧電性基板2の上面2aと平行な方向に
分極処理されている。
ット電極を有する一対のくし歯電極を有する。各スプリ
ット電極は、対をなす電極指3a,3b,4a,4bに
より構成されている。
ついては、AlやAlを主体とする合金など適宜の導電
性材料を用いることができる。上記電極指3a,3b,
4a,4bは、表面波伝搬方向と直交する方向に延ばさ
れている。
は、IDT3を一方のくし歯電極のバスバーと、IDT
4の一方のくし歯電極のバスバーとが共通化されて、共
通バスバー5を構成している。
スバー6を入力端子INに接続し、共通バスバー5をア
ース電位に接続し、入力電圧を印加することにより、出
力がIDT4の共通バスバーとは反対側のバスバー7に
接続された出力端子OUTから取り出される。
特徴は、表面波が反射される端面2b,2cの位置が、
IDT3,4の表面波伝搬方向最外側に位置している同
電位で対をなす電極指間、例えば図1の電極指4a1 ,
4b1 間、の中心から表面波伝搬方向外側に、λ/2の
位置より内側であって、λ/2−5λ/128の位置よ
りも外側にあることにある。これを、図2〜図6を参照
して説明する。
の端面反射型表面波フィルタ1を、以下の要領で構成し
た。圧電性基板2として1.5×2.0×0.5mmの
PZT基板を用い、4段の横結合共振子型フィルタを構
成した。各横結合共振子型フィルタのIDT3,4の電
極指の対数は34対、電極指交差幅は1.3λとした。
この端面反射型表面波フィルタ1における端面2b,2
cの位置は、最外側の同電位で対をなす電極指間の中心
から表面波伝搬方向外側にλ/2−λ/32とした。こ
の端面反射型表面波フィルタの周波数特性を図2に示
す。図2から明らかなように、中心周波数約71MHz
であり、帯域幅が約290kHzの狭帯域であり、低損
失の端面反射型表面波フィルタを構成し得ることがわか
る。
の範囲に構成されているので、低損失化を図り得る。す
なわち、本願発明者らは、スプリット電極を用いた端面
反射型表面波フィルタ1において、端面2a,2bの位
置を上記特定の範囲とすることにより、低損失化を図り
得ることを見出し、本発明を成すに至った。これを具体
的な実験例に基づき説明する。
にあたり、端面2b,2cの位置を種々異ならせて、複
数種の端面反射型表面波フィルタを構成し、その特性を
評価した。すなわち、図3に略図的拡大平面図で示すよ
うに、IDT4の表面波伝搬方向最外側のスプリット電
極の電極指4a1 ,4b1 間の中心Xから表面波伝搬方
向外側に、図3のA〜Fで示す位置でそれぞれ圧電性基
板を切断して端面2cを形成した。なお、最外側の同電
位で対をなす電極指とは、最外側の一対の電極指4
a1 ,4b1 をいうものとし、図3の電極指4a2 は、
端面の位置が図3のA〜Eにある場合、対をなす他方の
電極指を有しないことになるので、最外側の対をなす電
極指とはいわない。図3のCで示す位置が、点Xから表
面波伝搬方向外側にλ/2離れた位置に相当する。
/2−λ/16、B=λ/2−λ/32、C=λ/2、
D=λ/2+λ/32、E=λ/2+λ/16、F=λ
/2+λ/8外側の位置に相当する。
面波フィルタの周波数特性を図4に示す。図4のA〜F
は、前述した端面の位置が図3のA〜Fである端面反射
型表面波フィルタの周波数特性を示す。図4のA〜Fで
示される特性の挿入損失は、以下の通りである。A:1
5.7dB、B:14.3dB、C:14.2dB、
D:15.4dB、E:15.7dB、F:21.6d
B。従って、端面の位置を変更することにより、中心周
波数だけでなく、挿入損失が変化することがわかる。
入損失の関係をプロットした図を、図5に示す。図5か
ら明らかなように、端面の位置が、上記点Xから表面波
伝搬方向外側にλ/2の位置よりも内側であって、(λ
/2−5λ/128)よりも外側の位置にあるとき、挿
入損失がλ/2外側の位置に比べて小さくなることがわ
かる。すなわち、端面の位置を点Xから表面波伝搬方向
外側にλ/2離れた位置よりも内側であって、かつ(λ
/2−5λ/128)よりも外側の位置に配置すること
により、挿入損失を低減し得ることがわかる。より好ま
しくは、点Xから表面波伝搬方向外側に、(λ/2−λ
/64)離れた位置よりも内側であって、(λ/2−λ
/32)よりも外側の位置とすることにより、挿入損失
をより一層低減し得ることがわかる。
表面波伝搬方向外側に、λ/2の場合、(λ/2−λ/
16)の場合、(λ/2−λ/8)の場合、及び(λ/
2−λ/4)の場合のそれぞれのインピーダンス−周波
数特性を示す。図6から明らかなように、上記端面の位
置を前述した特定の範囲とした場合であっても、インピ
ーダンス−周波数特性上において山谷比、すなわち帯域
幅にはあまり影響がなく、大きなスプリアスの影響を受
け難いことがわかる。
フィルタ1の端面の位置を上記特定の範囲とすることに
より、挿入損失が小さく、良好なフィルタ特性を得られ
ることがわかる。
に適用した例を示したが、本発明に係る端面反射型表面
波フィルタは、図7に示す縦結合型共振子フィルタにも
適用することができる。図7に示す縦結合型共振子フィ
ルタ21では、2個のIDT23,24が表面波伝搬方
向に沿って並べられている。端面反射型表面波フィルタ
21においても、圧電基板22の端面22a,22bの
位置を、上記実施例と同様とすることにより、挿入損失
を低減することができる。図8に、端面反射型表面波フ
ィルタ21の周波数特性の一例を示す。
タは、複数の並列腕共振子及び直列腕共振子を有するラ
ダー型フィルタにも適用することができる。図9は、本
発明に従って構成されたラダー型フィルタの一実施例を
説明するための模式的平面図である。ラダー型フィルタ
31では、圧電性基板32上に、複数の端面反射型表面
波共振子33〜37が構成されている。各共振子33〜
37は、スプリット電極を用いたIDTを有する。端面
反射型表面波共振子33,35,37が並列腕共振子を
構成しており、端面反射型表面波共振子34,36が直
列腕共振子を構成している。ラダー型フィルタ31にお
いても、圧電性基板32の対向2端面32a,32b
を、第1の実施例と同様に上記特定の範囲とすることに
より、挿入損失を低減することができる。なお、本発明
において、圧電性基板としては、上述した圧電基板の
他、絶縁性基板上にZnO薄膜などの圧電薄膜を積層し
たものを用いてもよい。
ルタを用いて構成されたアンテナ共用器の実施例を、図
10を参照して説明する。図10は、本実施例のアンテ
ナ共用器を説明するための回路図である。本実施例のア
ンテナ共用器70は、本発明に係る端面反射型表面波フ
ィルタを一対用いている。すなわち、各ラダー型フィル
タ61の入力端子62,62が共通接続されて、第1の
ポート71が構成されている。他方、各ラダー型フィル
タ61,61の出力端子63,63はそのまま用いら
れ、それぞれ、本実施例のアンテナ共用器の第2,第3
のポートを構成している。
1,61を用いることにより、アンテナ共用器を構成す
ることができる。また、上記アンテナ共用器を用いて、
通信機を構成することができ、このような通信機の一例
を図11に示す。
器70と、送信もしくは受信回路82,83とが備えら
れている。アンテナ共用器70の第1のポート71がア
ンテナ84に接続されており、第2,第3のポートを構
成している出力端子63,63が、それぞれ、送信もし
くは受信回路82,83に接続されている。
のラダー型フィルタ61,61は、通過帯域が異なるよ
うに構成されており、それによってアンテナ84は、送
信アンテナ及び受信アンテナとして用いられ得る。
では、スプリット電極を用いてIDTが構成されてお
り、該IDTの表面波伝搬方向最外側の同電位で対をな
す電極指間の中心から表面波伝搬方向外側に、λ/2よ
りも内側であって、(λ/2−5λ/128)よりも外
側に上記端面が形成されているので、挿入損失を低減す
ることができる。また、上記端面の位置を調整すること
により、周波数調整も行うことが可能となる。
伝搬方向最外側の同電位で対をなす電極指間の中心から
表面波伝搬方向外側に、(λ/2−λ/64)〜(λ/
2−λ/32)の位置とした場合には、反射型表面波フ
ィルタをより一層低損失化することができる。
タ、縦結合型共振子フィルタあるいはラダー型フィルタ
を構成した場合には、それぞれ、スプリット電極を用
い、低損失の横結合型共振子フィルタ、縦結合型共振子
フィルタ及びラダー型フィルタを構成することが可能と
なる。
用いて構成されたアンテナ共用器では、アンテナ共用器
における損失を低減することができる。また、本発明に
係るアンテナ共用器を備えた通信機では、上記のように
低損失のアンテナ共用器を有するため、通信機全体の損
失を低減することができる。
タである端面反射型表面波フィルタを示す模式的平面
図。
タと同様にして構成された端面反射型表面波フィルタの
周波数特性を示す図。
て、端面の位置と表面波伝搬方向最外側のスプリット電
極の電極指間の中心との間の位置関係を説明するための
模式的部分拡大平面図。
表面波フィルタの周波数特性を示す図。
と挿入損失の関係を示す図。
波フィルタの共振子のインピーダンス−周波数特性を示
す図。
説明するための模式的平面図。
特性を示す図。
示す模式的平面図。
いて構成される共用器を説明するための回路図。
概略ブロック図。
Claims (7)
- 【請求項1】 対向し合う2端面を有する圧電性基板
と、 前記圧電性基板に形成されており、かつ対をなす電極指
からなるスプリット電極を用いて構成された少なくとも
1つのインターデジタルトランスデューサとを備え、前
記対向2端面間でSHタイプの表面波が反射される端面
反射型表面波フィルタであって、 前記インターデジタルトランスデューサの表面波伝搬方
向最外側の同電位で対をなす電極指間の中心から、表面
波伝搬方向外側にλ/2よりも内側の位置であって、
(λ/2−5λ/128)よりも外側の位置に前記端面
が形成されていることを特徴とする、端面反射型表面波
フィルタ。 - 【請求項2】 前記端面が、前記同電位で対をなす電極
指間の中心から表面波伝搬方向外側に(λ/2−λ/6
4)よりも内側の位置であって、(λ/2−λ/32)
よりも外側の位置にあることを特徴とする、請求項1に
記載の端面反射型表面波フィルタ。 - 【請求項3】 横結合型共振子フィルタである、請求項
1または2に記載の端面反射型表面波フィルタ。 - 【請求項4】 縦結合型共振子フィルタである、請求項
1または2に記載の端面反射型表面波フィルタ。 - 【請求項5】 ラダー型フィルタである、請求項1また
は2に記載の端面反射型表面波フィルタ。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の端面反
射型表面波フィルタを用いたことを特徴とする、アンテ
ナ共用器。 - 【請求項7】 請求項6に記載のアンテナ共用器を備え
ることを特徴とする、通信機。
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