JP2002033642A - 平衡型弾性表面波フィルタ - Google Patents

平衡型弾性表面波フィルタ

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JP2002033642A
JP2002033642A JP2000216594A JP2000216594A JP2002033642A JP 2002033642 A JP2002033642 A JP 2002033642A JP 2000216594 A JP2000216594 A JP 2000216594A JP 2000216594 A JP2000216594 A JP 2000216594A JP 2002033642 A JP2002033642 A JP 2002033642A
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acoustic wave
surface acoustic
filter
saw
type
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Masaki Tanaka
昌喜 田中
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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】 ラダー型SAWフィルタ入出力回路の少なく
とも一方を平衡型回路とする手段を得る。 【解決手段】 複数の弾性表面波共振子を直列、並列、
直列、・・と接続したラダー型弾性表面波フィルタの少
なくとも一方の端に、共振周波数の互いに異なる2つの
2端子対弾性表面波共振子を、入出力端子間の位相シフ
ト量が互いに(2n+1)×π(n=0,1,2・・)
異なるように並列接続したフィルタ回路を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は平衡型弾性表面波フ
ィルタに関し、特にラダー型弾性表面波フィルタの両端
に配置する回路に、表面波共振子数を減じた等価格子型
回路用いて小型化した平衡型弾性表面波フィルタに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、弾性表面波フィルタ(以下、SA
Wフィルタと称す)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。中でも、減衰傾度が
急峻であると共に挿入損失が小さいという特徴を備えた
ラダー型SAWフィルタは、携帯電話のRF段に数多く
用いられている。数年前より、RFラダー型SAWフィ
ルタの小型化と共に平衡型化が強く要望されるようにな
ってきた。この理由は、従来の携帯電話等ではRF部に
不平衡のラダー型SAWフィルタを採用していたので、
送受信信号にアースを介してノイズが混入し易く、通話
品質が劣化するという問題があった。特に、近年の携帯
電話端末では、デジタル回路とアナログ回路とが混在
し、機器の内部ノイズも増加している。このような中
で、他の回路ブロックからのノイズを低減し、小型で通
話品質のよい携帯機を実現するべく、RF部の平衡型化
が望まれていた。
【0003】周知のように、ラダー型SAWフィルタは
同一圧電基板上に一端子対弾性表面波共振子(以下、S
AW共振子と称す)複数個を直列、並列、直列と交互に
配置してラダー型構造とした共振子型SAWフィルタで
ある。一般にラダー型回路は、図2のブロックBに示す
ように、直列腕Zsと並列腕Ypとが共に1個の共振子
からなる基本ラダー型フィルタ(以下、基本区間と称
す)を、互いにインピーダンスが整合するように、n区
間(図2のブロックBは2区間の例であり、並列腕のア
ドミッタンス2Ypは基本区間のYpを2つ合成したもの
を表示している)縦続接続して構成される。影像パラメ
ータ理論によると、基本区間の並列腕(Yp)の反共振周
波数faと、直列腕(Zs)の共振周波数fsをほぼ一致させ
るように設定することにより、該周波数を中心周波数と
する帯域フィルタが形成され、並列腕(Yp)の共振周波
数及び直列腕(Zs)の反共振周波数によりそれぞれ減衰
極が形成されることが知られている。
【0004】このラダー型SAWフィルタBは不平衡型
回路構成となっているが、これを平衡型回路に変換する
手段として、図2に示すようにラダー型SAWフィルタ
Bの両端に格子型SAWフィルタ(ラチス型SAWフィ
ルタ)A、Cを配置したフィルタが良く知られている。
周知のように、格子型SAWフィルタA、Cの構成は、
直列腕f2の共振周波数f2sと格子腕f1の反共振周波
数f1aとをほぼ一致するように設定すると、格子型SA
Wフィルタの通過域帯域幅は、2つのSAW共振子f
1、f2の共振周波数の差2倍、即ち2×|f1s−f
2s|となる。図3は、図2のフィルタ構成をSAW共
振子にて置き換えた平衡型SAWフィルタの回路構成
で、図2、3の各ブロックの記号A、B、Cが対応して
おり、入出力端子とも平衡型構成となっている。
【0005】ところで、ラダー型SAWフィルタあるい
は格子型SAWフィルタに用いられるSAW共振子は、
圧電基板(図示しない)の主表面上に表面波の伝搬方向
に沿ってIDT電極と、その両側にグレーティング反射
器(以下、反射器と称す)を配置し、反射器間に表面波
を閉じ込めるようにしたものである。そして、前記ID
T電極を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し、一方のくし形電極
を入力とし、他方のくし形電極を出力とした一端子対S
AW共振子を用いるのが一般的である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示した平衡型SAWフィルタにおいては、ラダー型SA
WフィルタBの両端に格子型SAWフィルタA、Cを配
置して構成するので、該格子型SAWフィルタA、Cに
それぞれ4個のSAW共振子が必要となり、フィルタの
形状が大きくなり過ぎ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、小型
の平衡型SAWフィルタを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る平衡型弾性表面波フィルタの請求項1記
載の発明は、複数の弾性表面波共振子を直列、並列、直
列、・・と接続してなるラダー型弾性表面波フィルタの
少なくとも一方の端に格子型弾性表面波フィルタを縦続
接続して構成した平衡型弾性表面波フィルタにおいて、
前記格子型弾性表面波フィルタを、共振周波数の互いに
異なる2つの2端子対弾性表面波共振子を入出力端子間
の位相シフト量が互いに(2n+1)×π(n=0,
1,2・・)異なるように並列接続したフィルタ回路と
したことを特徴とする平衡型弾性表面波フィルタであ
る。
【0008】
【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、本願出願者が特開昭62−43204号報において
開示した、2つの2端子対SAW共振子を並列接続して
格子型回路と等価な等価格子型回路が構成ができること
を説明する。図4(a)に示すように圧電基板21の主
表面上に表面波の伝搬方向に沿ってIDT電極22、2
3を配置すると共に、それらの両側にそれぞれ反射器2
4、25を配設して、2端子対SAW共振子α(共振周
波数f1)を構成する。ここで、図4(a)に示すよう
にIDT電極22を形成する一方のくし形電極を22
a、他方のそれを22bとし、IDT電極23を形成す
る一方のくし形電極を23a、他方のそれを23bとす
る。2端子対SAW共振子αと平行して、ほぼ同様な電
極パターンのIDT電極26、27とそれらの両側に反
射器28、29を配置して、2端子対SAW共振子β
(共振周波数f2)を構成する。IDT電極26を形成
する一方のくし形電極を26a、他方のそれを26bと
し、IDT電極27を形成する一方のくし形電極を27
a、他方のそれを27bとする。
【0009】図4(a)において、IDT電極22、2
3の最内側の電極指の中心間隔を励起される波長λのλ
/2、あるいは(2n+1)λ/2(n=0,1,2・
・)に設定し、2端子対SAW共振子αの共振周波数に
てIDT電極22が励振される一瞬に着目すると、くし
形電極22a上にはプラスの電荷が、くし形電極22b
上にはマイナスの電荷が生じ、くし形電極23a上には
プラスの電荷が、くし形電極23b上にはマイナスの電
荷が生じることになる。同様に、IDT電極26、27
の最内側電極指の中心間隔を励起される波長λ’のλ’
/2、あるいは(2n+1)λ’/2(n=0,1,2
・・)に設定し、2端子対SAW共振子βの共振周波数
f2で励振した一瞬に着目すると、くし形電極26a、
27a上にはプラスの電荷、くし形電極26b、27b
上にはマイナスの電荷が励起される。そこで、共振周波
数f1、f2にてプラスの電荷が生じるくし形電極22
a、26aを接続して入力IN1、マイナスの電荷が生じ
るくし形電極22b、26bを接続して入力IN2とし、
共振周波数f1でプラスの電荷が生じるくし形電極23
aと、共振周波数f2でマイナスの電荷が生じるくし形
電極27bとを接続して出力OUT1、共振周波数f1でマ
イナスの電荷が生じるくし形電極23bと、共振周波数
f2でプラスの電荷が生じるくし形電極27aを接続し
て出力OUT2とすれば、即ち、共振周波数の互いに異なる
2つの2端子対弾性表面波共振子を入出力端子間の位相
シフト量が互いに(2n+1)×π(n=0,1,2・
・)異なるように並列接続すれば、図4(c)に示すよ
うに直列腕が共振周波数f2、格子腕が共振周波数f1
を有する格子型回路に変換されることは良く知られてい
る。
【0010】図1は本発明に係る平衡型SAWフィルタ
の構成を示す図であって、圧電基板(図示しない)上に
表面波の伝搬方向に沿ってIDT電極1、2と、その両
側に反射器3、4を配置して2端子対SAW共振子S1
(共振周波数f1)を形成する。さらに、2端子対SA
W共振子S1と平行して、IDT電極5、6とその両側
に反射器7、8とを配置して2端子対SAW共振子S2
(共振周波数f2)を形成する。そして、共振周波数f
1、f2にて同相になるように、IDT電極1、5の一
方のくし形電極を接続して入力IN1、IDT電極1、5
の他方のくし形電極を接続して、入力IN2とする。そし
て、共振周波数f1、f2にて互いに逆相になるよう
に、IDT電極2、6のそれぞれの一方のくし形電極を
接続して出力OUT、IDT電極2、6の他方のくし形
電極は接地して、入力側の等価格子型回路Aを構成す
る。
【0011】そして、同一の圧電基板上にIDT電極9
とその両側に反射器10、11を配置して構成したSA
W共振子S3と、同様な電極パターンにて形成されるS
AW共振子S4、S5を形成し、SAW共振子S3、S
4、S5をそれぞれ直列腕、並列腕、直列腕に接続して
ラダー型SAWフィルタBを構成する。さらに、同一の
圧電基板上に2端子対SAW共振子S6(共振周波数f
1)、S7(共振周波数f2)を形成し、ラダー型SA
WフィルタBを挟んで等価格子型回路Aと対称になるよ
うに、2端子対SAW共振子S6、S7のそれぞれのく
し形電極を接続し、等価格子型回路Cを形成し、等価格
子型回路A、ラダー型SAWフィルタB、等価格子型回
路Cを縦続接続して、本発明に係る平衡型SAWフィル
タを構成する。
【0012】本発明の特徴は、ラダー型SAWフィルタ
を平衡型回路構成とするために、ラダー型SAWフィル
タの両端に縦続接続する格子型SAWフィルタに代わり
に、共振周波数の互いに異なる2つの2端子対弾性表面
波共振子を入出力端子間の位相シフト量が互いに(2n
+1)×π(n=0,1,2・・)異なるように並列接
続し、格子型フィルタと同一の機能を有する等価格子型
SAWフィルタを用いたことである。そのため、入力回
路でSAW共振子2個、出力回路でSAW共振子2個の
スペースが節約ができるようになり、平衡型SAWフィ
ルタを小型化することが可能となった。
【0013】以上の例ではラダー型フィルタの基本区間
2個を縦続接続した例を用いて説明したが、基本区間が
n個の場合にも適用できることは言うまでもない。ま
た、必要に応じて一方の等価格子型SAWフィルタを省
略して平衡−不平衡フィルタとしてもよい。更に、入出
力段に用いた等価格子型SAWフィルタについても、図
4(a)に示したもののみならず、共振周波数の互いに
異なる2つの2端子対弾性表面波共振子を入出力端子間
の位相シフト量が互いに(2n+1)×π(n=0,
1,2・・)異なるように並列接続したものであれば、
他の構成であってもよく、例えば、図4(b)に示す等
価格子型回路であってもよい。この回路の同図(a)と
異なるところは、2端子対SAW共振子β’の出力側I
DT電極30に逆相のIDT電極を用いたことである。
そのため共振周波数f2でマイナスの電荷を生じるくし
形電極30aと、共振周波数f1でプラスの電荷を生じ
るくし形電極23aとを接続して出力OUT1、共振周波数
f2でプラスの電荷を生じるくし形電極30bと、共振
周波数f1でマイナスの電荷を生じるくし形電極23b
とを接続して出力OUT2としている。この場合も図4
(a)の場合と同様に、図4(c)に示す格子型回路に
変換される。
【0014】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、請求項1記載の発明は、ラダー型SAWフィルタ
の部分で急峻な減衰傾度を実現すると共に、等価格子型
SAWフィルタの部分で保証減衰量を確保した小型化し
た平衡型SAWフィルタを構成できるという優れた効果
を表す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る平衡型SAWフィルタの構成を示
す図である。
【図2】従来の平衡型SAWフィルタの構成を示す図で
ある。
【図3】従来の平衡型SAWフィルタの構成を示す図で
ある。
【図4】従来の2端子対SAW共振子2個を用いて構成
する等価格子型フィルタ構成を示す図で、(a)は同相
の共振子を2個用いた場合、(b)は出力側のIDT電
極に逆相の電極を用いた場合、(c)は格子型回路であ
る。
【符号の説明】
1、2、5、6、9・・IDT電極 3、4、7、8、10、11・・グレーティング反射器 S1、S2、S6、S7・・2端子対SAW共振子 S3、S4、S5・・1端子対SAW共振子 IN1、IN2・・入力端子 OUT1、OUT2・・出力端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の弾性表面波共振子を梯子型に接続
    してなるラダー型弾性表面波フィルタの少なくとも一方
    の端に格子型弾性表面波フィルタを縦続接続して構成し
    た平衡型弾性表面波フィルタにおいて、 前記格子型弾性表面波フィルタが、共振周波数の互いに
    異なる2つの2端子対弾性表面波共振子を入出力端子間
    の位相シフト量が互いに(2n+1)×π(n=0,
    1,2・・)異なるように並列接続したフィルタ回路で
    あることを特徴とする平衡型弾性表面波フィルタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6600390B2 (en) * 2001-12-13 2003-07-29 Agilent Technologies, Inc. Differential filters with common mode rejection and broadband rejection
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