JP2002111444A - 複合弾性表面波フィルタ - Google Patents
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- H03H9/6493—Side lobe suppression
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多重モードＳＡＷフィルタにＳＡＷ共振子を
直列接続した複合ＳＡＷフィルタの挿入損失を低減する
手段を得る。 【解決手段】 圧電基板に設けた弾性表面波フィルタと
弾性表面波共振子とを直列に接続した上で、該接続点に
容量形成用のＩＤＴ電極を並列接続した複合弾性表面波
フィルタであって、前記ＩＤＴ電極の電極周期を、これ
を正規化した値が前記弾性表面波フィルタの電極周期を
正規化したものより大きくなるようにすると共に、前記
ＩＤＴ電極の反射係数の絶対値が０．９５より大きくな
るように対数と電極周期とを構成する。
直列接続した複合ＳＡＷフィルタの挿入損失を低減する
手段を得る。 【解決手段】 圧電基板に設けた弾性表面波フィルタと
弾性表面波共振子とを直列に接続した上で、該接続点に
容量形成用のＩＤＴ電極を並列接続した複合弾性表面波
フィルタであって、前記ＩＤＴ電極の電極周期を、これ
を正規化した値が前記弾性表面波フィルタの電極周期を
正規化したものより大きくなるようにすると共に、前記
ＩＤＴ電極の反射係数の絶対値が０．９５より大きくな
るように対数と電極周期とを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は弾性表面波フィルタ
に関し、特に挿入損失を改善した複合弾性表面波フィル
タに関する。
に関し、特に挿入損失を改善した複合弾性表面波フィル
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
携帯電話機等に多く用いられている。特に、セルラー方
式携帯電話機のＲＦ部には低損失、広帯域であると共に
隣接する送受信波を分離するため減衰傾度の急峻なフィ
ルタが要求される。例えば、日本におけるセルラー電話
方式（ＰＤＣ）の８００ＭＨｚ帯の周波数は、図６に示
すように割り当てられている。即ち、端末機の受信周波
数帯には８１０〜８４３ＭＨｚ（以下、ＲＸ１帯と称
す）と、８７０ＭＨｚ〜８８５ＭＨｚ帯（以下、ＲＸ２
帯と称す）とが割り当てられており、ＲＸ２帯が端末機
の送信周波数帯８９３ＭＨｚ〜８９８ＭＨｚ（ＴＸ１）
と近接しているため、ＲＸ２帯に用いられる受信用ＲＦ
フィルタの高域側の減衰傾度として、８９３〜８９８Ｍ
Ｈｚ帯にて１０ｄＢ以上（図中αで表示）が要求されて
いる。
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
携帯電話機等に多く用いられている。特に、セルラー方
式携帯電話機のＲＦ部には低損失、広帯域であると共に
隣接する送受信波を分離するため減衰傾度の急峻なフィ
ルタが要求される。例えば、日本におけるセルラー電話
方式（ＰＤＣ）の８００ＭＨｚ帯の周波数は、図６に示
すように割り当てられている。即ち、端末機の受信周波
数帯には８１０〜８４３ＭＨｚ（以下、ＲＸ１帯と称
す）と、８７０ＭＨｚ〜８８５ＭＨｚ帯（以下、ＲＸ２
帯と称す）とが割り当てられており、ＲＸ２帯が端末機
の送信周波数帯８９３ＭＨｚ〜８９８ＭＨｚ（ＴＸ１）
と近接しているため、ＲＸ２帯に用いられる受信用ＲＦ
フィルタの高域側の減衰傾度として、８９３〜８９８Ｍ
Ｈｚ帯にて１０ｄＢ以上（図中αで表示）が要求されて
いる。
【０００３】図７は縦１次−３次モードを用いた縦結合
１次−３次二重モード表面波フィルタＦ（以下、二重モ
ードＳＡＷフィルタと称す）と、一端子対弾性表面波共
振子Ｒ（以下、ＳＡＷ共振子と称す）とを直列接続した
共振子型の複合弾性表面波フィルタの構成を示す平面図
である。圧電基板３１の主面上に表面波の伝搬方向に沿
ってＩＤＴ電極３２、３３、３４を近接配置すると共
に、該ＩＤＴ電極３２、３３、３４の両側にグレーティ
ング反射器（以下、反射器と称す）３５ａ、３５ｂを配
設して二重モードＳＡＷフィルタＦを形成する。さら
に、同一圧電基板３１上に二重モードＳＡＷフィルタＦ
に平行して、ＩＤＴ電極３６と、その両側に反射器３７
ａ、３７ｂとを配置してＳＡＷ共振子Ｒを形成する。こ
こで、ＩＤＴ電極３２、３３、３４及び３６はそれぞれ
互いに間挿し合う複数の電極指を有する一対のくし形電
極から形成されている。そして、二重モードＳＡＷフィ
ルタＦにおける中央のＩＤＴ電極３２の圧電基板３１の
端部寄りのくし形電極と入力端子ＩＮとを接続すると共
に、ＩＤＴ電極３３、３４の圧電基板３１端部寄りのく
し形電極と、ＩＤＴ電極３２の圧電基板３１中央寄りの
くし形電極とをそれぞれ接地し、二重モードＳＡＷフィ
ルタＦの外側のＩＤＴ電極３３、３４の圧電基板３１中
央寄りのくし形電極からそれぞれリード電極を延在し、
ＳＡＷ共振子Ｒの圧電基板３１中央寄りのくし形電極と
接続し、ＳＡＷ共振子Ｒの他方のくし形電極を出力端子
ＯＵＴに接続して複合ＳＡＷフィルタを構成している。
なお、二重モードＳＡＷフィルタＦを広帯域化するため
に、該フィルタＦの中央のＩＤＴ電極３２における最外
側のそれぞれの電極指幅を他より幅広としている。
１次−３次二重モード表面波フィルタＦ（以下、二重モ
ードＳＡＷフィルタと称す）と、一端子対弾性表面波共
振子Ｒ（以下、ＳＡＷ共振子と称す）とを直列接続した
共振子型の複合弾性表面波フィルタの構成を示す平面図
である。圧電基板３１の主面上に表面波の伝搬方向に沿
ってＩＤＴ電極３２、３３、３４を近接配置すると共
に、該ＩＤＴ電極３２、３３、３４の両側にグレーティ
ング反射器（以下、反射器と称す）３５ａ、３５ｂを配
設して二重モードＳＡＷフィルタＦを形成する。さら
に、同一圧電基板３１上に二重モードＳＡＷフィルタＦ
に平行して、ＩＤＴ電極３６と、その両側に反射器３７
ａ、３７ｂとを配置してＳＡＷ共振子Ｒを形成する。こ
こで、ＩＤＴ電極３２、３３、３４及び３６はそれぞれ
互いに間挿し合う複数の電極指を有する一対のくし形電
極から形成されている。そして、二重モードＳＡＷフィ
ルタＦにおける中央のＩＤＴ電極３２の圧電基板３１の
端部寄りのくし形電極と入力端子ＩＮとを接続すると共
に、ＩＤＴ電極３３、３４の圧電基板３１端部寄りのく
し形電極と、ＩＤＴ電極３２の圧電基板３１中央寄りの
くし形電極とをそれぞれ接地し、二重モードＳＡＷフィ
ルタＦの外側のＩＤＴ電極３３、３４の圧電基板３１中
央寄りのくし形電極からそれぞれリード電極を延在し、
ＳＡＷ共振子Ｒの圧電基板３１中央寄りのくし形電極と
接続し、ＳＡＷ共振子Ｒの他方のくし形電極を出力端子
ＯＵＴに接続して複合ＳＡＷフィルタを構成している。
なお、二重モードＳＡＷフィルタＦを広帯域化するため
に、該フィルタＦの中央のＩＤＴ電極３２における最外
側のそれぞれの電極指幅を他より幅広としている。
【０００４】図７に示す複合弾性表面波フィルタ（以
下、複合ＳＡＷフィルタと称す）におけるＳＡＷ共振子
Ｒの役割は、例えば該ＳＡＷ共振子Ｒの共振周波数を二
重モードＳＡＷフィルタＦの通過域内に、反共振周波数
を通過帯域近傍の高周波側に配置し、該反共振を利用し
て減衰極を形成し、二重モードＳＡＷフィルタＦの減衰
量を改善するように機能している。
下、複合ＳＡＷフィルタと称す）におけるＳＡＷ共振子
Ｒの役割は、例えば該ＳＡＷ共振子Ｒの共振周波数を二
重モードＳＡＷフィルタＦの通過域内に、反共振周波数
を通過帯域近傍の高周波側に配置し、該反共振を利用し
て減衰極を形成し、二重モードＳＡＷフィルタＦの減衰
量を改善するように機能している。
【０００５】図８は図７に示した複合ＳＡＷフィルタの
電極パターンを用いて、ＲＸ２帯（870MHz〜885 MHz）
用ＲＦフィルタを構成すべく、圧電基板３１に38゜Y-X
LiTaO 3を用い、二重モードＳＡＷフィルタＦの中央のＩ
ＤＴ電極３２を31.5対、外側のＩＤＴ電極３３、３４を
21.5対、交差幅を30λ（λは励起される表面波の波
長）、アルミニウム合金の電極膜厚を170nmとし、ＳＡ
Ｗ共振子ＲのＩＤＴ電極３６の対数を100.5対、交差幅
を20λ、アルミニウム合金の電極膜厚を170nmとして構
成した複合ＳＡＷフィルタのフィルタ特性を実線で示し
た図である。なお、比較のため、二重モードＳＡＷフィ
ルタＦのみのフィルタ特性を破線にて重ね書きした。図
８から明らかなように、通過域近傍の高域側の減衰量は
改善されているものの、通過域内の高域側が丸みを帯び
てフィルタ特性が劣化していることが分かる。
電極パターンを用いて、ＲＸ２帯（870MHz〜885 MHz）
用ＲＦフィルタを構成すべく、圧電基板３１に38゜Y-X
LiTaO 3を用い、二重モードＳＡＷフィルタＦの中央のＩ
ＤＴ電極３２を31.5対、外側のＩＤＴ電極３３、３４を
21.5対、交差幅を30λ（λは励起される表面波の波
長）、アルミニウム合金の電極膜厚を170nmとし、ＳＡ
Ｗ共振子ＲのＩＤＴ電極３６の対数を100.5対、交差幅
を20λ、アルミニウム合金の電極膜厚を170nmとして構
成した複合ＳＡＷフィルタのフィルタ特性を実線で示し
た図である。なお、比較のため、二重モードＳＡＷフィ
ルタＦのみのフィルタ特性を破線にて重ね書きした。図
８から明らかなように、通過域近傍の高域側の減衰量は
改善されているものの、通過域内の高域側が丸みを帯び
てフィルタ特性が劣化していることが分かる。
【０００６】上記パスバンド特性劣化を改善するため
に、本願発明者は先行する特許出願（特願2000−249238
号）において、図９に示すような複合ＳＡＷフィルタを
提案している。即ち、図７に示した、二重モードＳＡＷ
フィルタＦと直列接続のＳＡＷ共振子Ｒとからなる複合
ＳＡＷフィルタにおいて、二重モードＳＡＷフィルタＦ
とＳＡＷ共振子Ｒとの間に容量を並列接続して複合ＳＡ
Ｗフィルタを構成したものである。この並列容量は例え
ば、図９に示すように、容量形成用ＩＤＴ電極３８を用
いて形成し、二重モードＳＡＷフィルタＦ及びＳＡＷ共
振子ＲのＩＤＴ電極と直交するように配置した。また、
ＳＡＷの励振とは無関係の容量形成用ＩＤＴ電極３８の
電極周期λ2は、電極を形成する際の短絡不良等を少な
くすることを目的として、二重モードＳＡＷフィルタＦ
及びＳＡＷ共振子Ｒのそれぞれの電極周期λ1及びλ4よ
り十分大きくすることが望ましい。ＩＤＴ電極３８を上
述のように構成することによって、フィルタＦ、共振子
Ｒから伝搬してきた表面波によりＩＤＴ電極３８が表面
波を励振することは防止でき、例え表面波が励振された
としても、フィルタの帯域より低域側にスプリアスとし
て生じるのみであって、複合ＳＡＷフィルタのフィルタ
特性を劣化させる虞はほとんどない。
に、本願発明者は先行する特許出願（特願2000−249238
号）において、図９に示すような複合ＳＡＷフィルタを
提案している。即ち、図７に示した、二重モードＳＡＷ
フィルタＦと直列接続のＳＡＷ共振子Ｒとからなる複合
ＳＡＷフィルタにおいて、二重モードＳＡＷフィルタＦ
とＳＡＷ共振子Ｒとの間に容量を並列接続して複合ＳＡ
Ｗフィルタを構成したものである。この並列容量は例え
ば、図９に示すように、容量形成用ＩＤＴ電極３８を用
いて形成し、二重モードＳＡＷフィルタＦ及びＳＡＷ共
振子ＲのＩＤＴ電極と直交するように配置した。また、
ＳＡＷの励振とは無関係の容量形成用ＩＤＴ電極３８の
電極周期λ2は、電極を形成する際の短絡不良等を少な
くすることを目的として、二重モードＳＡＷフィルタＦ
及びＳＡＷ共振子Ｒのそれぞれの電極周期λ1及びλ4よ
り十分大きくすることが望ましい。ＩＤＴ電極３８を上
述のように構成することによって、フィルタＦ、共振子
Ｒから伝搬してきた表面波によりＩＤＴ電極３８が表面
波を励振することは防止でき、例え表面波が励振された
としても、フィルタの帯域より低域側にスプリアスとし
て生じるのみであって、複合ＳＡＷフィルタのフィルタ
特性を劣化させる虞はほとんどない。
【０００７】図１０は、図９に示す複合ＳＡＷフィルタ
の電極パターンを用いて、ＲＸ２帯用ＲＦフィルタを構
成すべく、圧電基板３１に38゜Y-X LiTaO3を用い、二重
モードＳＡＷフィルタＦの中央のＩＤＴ電極３２を31.5
対、外側の２つのＩＤＴ電極３３、３４をそれぞれ21.5
対、交差幅を30λ1、アルミニウム合金の電極膜厚を170
nmとし、ＳＡＷ共振子ＲのＩＤＴ電極対数３６を100.5
対、交差幅を20λ2、容量形成用ＩＤＴ電極３８の対数
を25対、交差幅を100μm（容量にして1.2pF）として構
成した複合ＳＡＷフィルタの通過域特性を示す図であ
る。同図においてマーカー▽１と▽２とは通過帯域の規
格（通過帯域の両端の周波数）を示している。この図か
ら明らかなように通過域内の高周波側の丸みが改善され
ているが、マーカー▽１、▽２において挿入損失がそれ
ぞれ1.57ｄＢ、2.11ｄＢでことが分かる。
の電極パターンを用いて、ＲＸ２帯用ＲＦフィルタを構
成すべく、圧電基板３１に38゜Y-X LiTaO3を用い、二重
モードＳＡＷフィルタＦの中央のＩＤＴ電極３２を31.5
対、外側の２つのＩＤＴ電極３３、３４をそれぞれ21.5
対、交差幅を30λ1、アルミニウム合金の電極膜厚を170
nmとし、ＳＡＷ共振子ＲのＩＤＴ電極対数３６を100.5
対、交差幅を20λ2、容量形成用ＩＤＴ電極３８の対数
を25対、交差幅を100μm（容量にして1.2pF）として構
成した複合ＳＡＷフィルタの通過域特性を示す図であ
る。同図においてマーカー▽１と▽２とは通過帯域の規
格（通過帯域の両端の周波数）を示している。この図か
ら明らかなように通過域内の高周波側の丸みが改善され
ているが、マーカー▽１、▽２において挿入損失がそれ
ぞれ1.57ｄＢ、2.11ｄＢでことが分かる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
複合ＳＡＷフィルタにおいて、図１０に示した試作品は
従来の挿入損失の規格２．５ｄＢを辛うじて満たしてい
るものの、量産時の製造バラツキを考慮すると、２．０
ｄＢ以下を満たしていないと製造歩留まりが低下し、コ
ストが上昇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、低損失の複合
ＳＡＷフィルタを提供することを目的とする。
複合ＳＡＷフィルタにおいて、図１０に示した試作品は
従来の挿入損失の規格２．５ｄＢを辛うじて満たしてい
るものの、量産時の製造バラツキを考慮すると、２．０
ｄＢ以下を満たしていないと製造歩留まりが低下し、コ
ストが上昇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、低損失の複合
ＳＡＷフィルタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る複合弾性表面波フィルタの請求項１記載
の発明は、圧電基板の主面上に設けた弾性表面波フィル
タの一方の端子と、弾性表面波共振子の一方の端子とを
直列に接続すると共に、この接続点に容量形成用のＩＤ
Ｔ電極を並列接続した複合弾性表面波フィルタであっ
て、前記容量形成用のＩＤＴ電極の電極周期を、これを
表面波の伝搬速度にて正規化した値が前記弾性表面波フ
ィルタの電極周期を正規化した値より大きくなるように
すると共に、前記容量形成用ＩＤＴ電極の反射係数の絶
対値が０．９５より大きくなるようにＩＤＴ電極の対数
と電極周期とを構成したことを特徴とする複合弾性表面
波フィルタである。請求項２記載の発明は、圧電基板の
主面上に設けた弾性表面波フィルタの一方の端子と、弾
性表面波共振子の一方の端子とを直列に接続すると共
に、この接続点と前記弾性表面波フィルタの他方の端子
に容量形成用の第１と第２のＩＤＴ電極をそれぞれ並列
接続した複合弾性表面波フィルタであって、前記容量形
成用の第１と第２のＩＤＴ電極の電極周期を、これらを
表面波の伝搬速度にて正規化した値が前記弾性表面波フ
ィルタの電極周期を正規化した値より大きくなるように
すると共に、前記容量形成用の第１と第２のＩＤＴ電極
の反射係数の絶対値が０．９５より大きくなるようにそ
れぞれのＩＤＴ電極の対数と電極周期とを構成したこと
を特徴とする複合弾性表面波フィルタである。請求項３
記載の発明は、前記弾性表面波フィルタがリーキー波の
伝搬方向に沿って、３つのＩＤＴ電極とその両側にグレ
ーティング反射器を配置してなる縦結合１次−３次二重
モード弾性表面波フィルタであり、前記弾性表面波共振
子がＩＤＴ電極とその両側にグレーティング反射器を配
置したものであることを特徴とする請求項１または２に
記載の複合弾性表面波フィルタである。請求項４記載の
発明は、請求項１乃至３に記載の複合弾性表面波フィル
タを縦続したことを特徴とする複合弾性表面波フィルタ
である。請求項５記載の発明は、圧電基板の主面上に設
けた第１と第２の２つの弾性表面波フィルタを縦続接続
すると共に該接続部、入力端子と第１の弾性表面波フィ
ルタの接続部及び第２の弾性表面波フィルタと出力端子
との接続部にそれぞれ容量形成用の第１、第２及び第３
のＩＤＴ電極を並列接続した弾性表面波フィルタであっ
て、前記容量形成用の第１、第２及び第３のＩＤＴ電極
の電極周期を、これらを表面波の伝搬速度にて正規化し
た値が前記弾性表面波フィルタの電極周期を正規化した
値より大きくなるようにするすると共に、前記容量形成
用の第１、第２及び第３のＩＤＴ電極のそれぞれの反射
係数の絶対値が０．９５より大きくなるように電極の対
数と電極周期とを構成したことを特徴とする弾性表面波
フィルタである。
に本発明に係る複合弾性表面波フィルタの請求項１記載
の発明は、圧電基板の主面上に設けた弾性表面波フィル
タの一方の端子と、弾性表面波共振子の一方の端子とを
直列に接続すると共に、この接続点に容量形成用のＩＤ
Ｔ電極を並列接続した複合弾性表面波フィルタであっ
て、前記容量形成用のＩＤＴ電極の電極周期を、これを
表面波の伝搬速度にて正規化した値が前記弾性表面波フ
ィルタの電極周期を正規化した値より大きくなるように
すると共に、前記容量形成用ＩＤＴ電極の反射係数の絶
対値が０．９５より大きくなるようにＩＤＴ電極の対数
と電極周期とを構成したことを特徴とする複合弾性表面
波フィルタである。請求項２記載の発明は、圧電基板の
主面上に設けた弾性表面波フィルタの一方の端子と、弾
性表面波共振子の一方の端子とを直列に接続すると共
に、この接続点と前記弾性表面波フィルタの他方の端子
に容量形成用の第１と第２のＩＤＴ電極をそれぞれ並列
接続した複合弾性表面波フィルタであって、前記容量形
成用の第１と第２のＩＤＴ電極の電極周期を、これらを
表面波の伝搬速度にて正規化した値が前記弾性表面波フ
ィルタの電極周期を正規化した値より大きくなるように
すると共に、前記容量形成用の第１と第２のＩＤＴ電極
の反射係数の絶対値が０．９５より大きくなるようにそ
れぞれのＩＤＴ電極の対数と電極周期とを構成したこと
を特徴とする複合弾性表面波フィルタである。請求項３
記載の発明は、前記弾性表面波フィルタがリーキー波の
伝搬方向に沿って、３つのＩＤＴ電極とその両側にグレ
ーティング反射器を配置してなる縦結合１次−３次二重
モード弾性表面波フィルタであり、前記弾性表面波共振
子がＩＤＴ電極とその両側にグレーティング反射器を配
置したものであることを特徴とする請求項１または２に
記載の複合弾性表面波フィルタである。請求項４記載の
発明は、請求項１乃至３に記載の複合弾性表面波フィル
タを縦続したことを特徴とする複合弾性表面波フィルタ
である。請求項５記載の発明は、圧電基板の主面上に設
けた第１と第２の２つの弾性表面波フィルタを縦続接続
すると共に該接続部、入力端子と第１の弾性表面波フィ
ルタの接続部及び第２の弾性表面波フィルタと出力端子
との接続部にそれぞれ容量形成用の第１、第２及び第３
のＩＤＴ電極を並列接続した弾性表面波フィルタであっ
て、前記容量形成用の第１、第２及び第３のＩＤＴ電極
の電極周期を、これらを表面波の伝搬速度にて正規化し
た値が前記弾性表面波フィルタの電極周期を正規化した
値より大きくなるようにするすると共に、前記容量形成
用の第１、第２及び第３のＩＤＴ電極のそれぞれの反射
係数の絶対値が０．９５より大きくなるように電極の対
数と電極周期とを構成したことを特徴とする弾性表面波
フィルタである。
【００１０】
【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。図１は本発明に係る複
合ＳＡＷ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（正しくはリーキー波）の伝搬方
向に沿って３つのＩＤＴ電極２、３、４を配置すると共
に、これらの両側に反射器５ａ、５ｂを配設して二重モ
ードＳＡＷフィルタＦを形成する。さらに、該二重モー
ドＳＡＷフィルタＦに平行してＩＤＴ電極６と、その両
側に反射器７ａ、７ｂを配置してＳＡＷ共振子Ｒを形成
する。ここで、ＩＤＴ電極２、３、４及び６はそれぞれ
互いに間挿し合う複数の電極指を有する一対のくし形電
極から形成されている。そして、二重モードＳＡＷフィ
ルタＦにおける中央のＩＤＴ電極２の圧電基板１の端部
寄りのくし形電極と入力端子ＩＮを接続し、ＩＤＴ電極
２の圧電基板１の中央寄りのくし形電極と、ＩＤＴ電極
３、４の圧電基板１の端部寄りのそれぞれのくし形電極
を接地する。さらに、ＩＤＴ電極３、４の圧電基板１の
中央寄りのそれぞれのくし形電極からリード電極を延在
し、ＳＡＷ共振子Ｒの圧電基板１の中央寄りのくし形電
極とを接続すると共に、ＳＡＷ共振子Ｒの圧電基板１の
端部寄りのくし形電極と出力端子ＯＵＴとを接続する。
そして、二重モードＳＡＷフィルタＦとＳＡＷ共振子Ｒ
との間で、圧電基板１の端部寄りに、リーキー波の伝搬
方向と直交して容量形成用のＩＤＴ電極８を配置し、そ
の一方のくし形電極と、二重モードＳＡＷフィルタＦと
ＳＡＷ共振子Ｒとを結ぶリード電極とを接続し、他方の
くし形電極を接地して複合ＳＡＷフィルタを構成する。
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る複
合ＳＡＷ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（正しくはリーキー波）の伝搬方
向に沿って３つのＩＤＴ電極２、３、４を配置すると共
に、これらの両側に反射器５ａ、５ｂを配設して二重モ
ードＳＡＷフィルタＦを形成する。さらに、該二重モー
ドＳＡＷフィルタＦに平行してＩＤＴ電極６と、その両
側に反射器７ａ、７ｂを配置してＳＡＷ共振子Ｒを形成
する。ここで、ＩＤＴ電極２、３、４及び６はそれぞれ
互いに間挿し合う複数の電極指を有する一対のくし形電
極から形成されている。そして、二重モードＳＡＷフィ
ルタＦにおける中央のＩＤＴ電極２の圧電基板１の端部
寄りのくし形電極と入力端子ＩＮを接続し、ＩＤＴ電極
２の圧電基板１の中央寄りのくし形電極と、ＩＤＴ電極
３、４の圧電基板１の端部寄りのそれぞれのくし形電極
を接地する。さらに、ＩＤＴ電極３、４の圧電基板１の
中央寄りのそれぞれのくし形電極からリード電極を延在
し、ＳＡＷ共振子Ｒの圧電基板１の中央寄りのくし形電
極とを接続すると共に、ＳＡＷ共振子Ｒの圧電基板１の
端部寄りのくし形電極と出力端子ＯＵＴとを接続する。
そして、二重モードＳＡＷフィルタＦとＳＡＷ共振子Ｒ
との間で、圧電基板１の端部寄りに、リーキー波の伝搬
方向と直交して容量形成用のＩＤＴ電極８を配置し、そ
の一方のくし形電極と、二重モードＳＡＷフィルタＦと
ＳＡＷ共振子Ｒとを結ぶリード電極とを接続し、他方の
くし形電極を接地して複合ＳＡＷフィルタを構成する。
【００１１】本発明の特徴はＩＤＴ電極３、４、５によ
って励起されるリーキー波の縦３次モードの周波数ｆ３
と、容量形成用ＩＤＴ電極８によって励起されるレイリ
ー波の周波数ｆ２との関係を、ｆ２＜ｆ３とすると共
に、後述するように容量形成用ＩＤＴ電極８の反射係数
Γの絶対値｜Γ｜の値が0.95より大きくなるように、Ｉ
ＤＴ電極８の対数とピッチとを設定したことにある。即
ち、ｆ２＜ｆ３とするには、ＩＤＴ電極２、３、４の電
極周期をλ1、ＩＤＴ電極８の電極周期をλ2とすると、
リーキー波の伝搬速度ＶLは４，２１２m／秒程度であ
り、レイリー波の伝搬速度ＶRは３，２３０m／秒程度で
あるので、それぞれの電極周期を伝搬速度で正規化して
λ1’＝λ1／ＶL、λ2’＝λ2／ＶRとしたとき、ＩＤＴ
電極８の電極周期λ2をλ2’＞λ1’を満足するように
設定したことにある。
って励起されるリーキー波の縦３次モードの周波数ｆ３
と、容量形成用ＩＤＴ電極８によって励起されるレイリ
ー波の周波数ｆ２との関係を、ｆ２＜ｆ３とすると共
に、後述するように容量形成用ＩＤＴ電極８の反射係数
Γの絶対値｜Γ｜の値が0.95より大きくなるように、Ｉ
ＤＴ電極８の対数とピッチとを設定したことにある。即
ち、ｆ２＜ｆ３とするには、ＩＤＴ電極２、３、４の電
極周期をλ1、ＩＤＴ電極８の電極周期をλ2とすると、
リーキー波の伝搬速度ＶLは４，２１２m／秒程度であ
り、レイリー波の伝搬速度ＶRは３，２３０m／秒程度で
あるので、それぞれの電極周期を伝搬速度で正規化して
λ1’＝λ1／ＶL、λ2’＝λ2／ＶRとしたとき、ＩＤＴ
電極８の電極周期λ2をλ2’＞λ1’を満足するように
設定したことにある。
【００１２】図２は図１に示した複合ＳＡＷフィルタの
電極パターンを用いて、ＲＸ２帯用ＲＦフィルタを構成
すべく、上記の電極周期の条件を満たすように、圧電基
板１に38゜Y-X LiTaO3を用い、二重モードＳＡＷフィル
タＦの中央のＩＤＴ電極２を31.5対、外側の２つのＩＤ
Ｔ電極３、４をそれぞれ21.5対、交差幅を30λ1、アル
ミニウム合金の電極膜厚を170nmとし、ＳＡＷ共振子Ｒ
のＩＤＴ電極対数６を100.5対、交差幅を20λ4、容量形
成用ＩＤＴ電極８の対数を37対、その電極周期λ2を4.4
5μm、交差幅を100μm（容量にして1.6pF）とした場合
の複合ＳＡＷフィルタのフィルタ特性を示している。規
格である通過域の両端のマーカー▽１、▽２においてそ
れぞれ1.38ｄｂ、1.75ｄＢと従来の値より改善されてい
ることが判明した。
電極パターンを用いて、ＲＸ２帯用ＲＦフィルタを構成
すべく、上記の電極周期の条件を満たすように、圧電基
板１に38゜Y-X LiTaO3を用い、二重モードＳＡＷフィル
タＦの中央のＩＤＴ電極２を31.5対、外側の２つのＩＤ
Ｔ電極３、４をそれぞれ21.5対、交差幅を30λ1、アル
ミニウム合金の電極膜厚を170nmとし、ＳＡＷ共振子Ｒ
のＩＤＴ電極対数６を100.5対、交差幅を20λ4、容量形
成用ＩＤＴ電極８の対数を37対、その電極周期λ2を4.4
5μm、交差幅を100μm（容量にして1.6pF）とした場合
の複合ＳＡＷフィルタのフィルタ特性を示している。規
格である通過域の両端のマーカー▽１、▽２においてそ
れぞれ1.38ｄｂ、1.75ｄＢと従来の値より改善されてい
ることが判明した。
【００１３】ここで、挿入損失が改善される理由を検討
してみると、容量形成用のＩＤＴ電極が、複合ＳＡＷフ
ィルタの中心周波数において呈する等価回路の定数値に
あると推測される。そこで、容量形成用のＩＤＴ電極８
の等価回路を容量Ｃと抵抗Ｒの並列回路として、その値
を高周波回路用のネットワーク・アナライザーを用いて
反射係数Γとして測定した。周知のように、反射係数Γ
は被測定物へ入射する入射波Ａと、被測定物から反射さ
れる反射波Ｂとの比で表され、Γ＝Ｂ／Ａ＝｜Γ｜ｅj
θ＝Ｕ＋ｊＶ と定義されている。即ち、反射係数Γは
Ｕ−Ｖ平面において、（０，０）を中心として極座標で
表すことができる。図８に示した容量形成用ＩＤＴ電極
３８を容量Ｃと抵抗Ｒの並列回路として、その反射係数
Γをネットワークアナライザーを用いて測定してもの
が、図１１の曲線であり、マーカー▽１は複合ＳＡＷフ
ィルタの中心周波数ｆ0を示している。この図からフィ
ルタの中心周波数ｆ0において反射係数の絶対値｜Γ｜
は最外側の円（｜Γ｜＝１）と次の破線の円(｜Γ｜＝
0.8)との中間点の0.92程度に位置していることが分か
る。
してみると、容量形成用のＩＤＴ電極が、複合ＳＡＷフ
ィルタの中心周波数において呈する等価回路の定数値に
あると推測される。そこで、容量形成用のＩＤＴ電極８
の等価回路を容量Ｃと抵抗Ｒの並列回路として、その値
を高周波回路用のネットワーク・アナライザーを用いて
反射係数Γとして測定した。周知のように、反射係数Γ
は被測定物へ入射する入射波Ａと、被測定物から反射さ
れる反射波Ｂとの比で表され、Γ＝Ｂ／Ａ＝｜Γ｜ｅj
θ＝Ｕ＋ｊＶ と定義されている。即ち、反射係数Γは
Ｕ−Ｖ平面において、（０，０）を中心として極座標で
表すことができる。図８に示した容量形成用ＩＤＴ電極
３８を容量Ｃと抵抗Ｒの並列回路として、その反射係数
Γをネットワークアナライザーを用いて測定してもの
が、図１１の曲線であり、マーカー▽１は複合ＳＡＷフ
ィルタの中心周波数ｆ0を示している。この図からフィ
ルタの中心周波数ｆ0において反射係数の絶対値｜Γ｜
は最外側の円（｜Γ｜＝１）と次の破線の円(｜Γ｜＝
0.8)との中間点の0.92程度に位置していることが分か
る。
【００１４】一方、図３は本発明に係る容量形成用のＩ
ＤＴ電極８を周波数を777.5MHzから977.5MHzまで変化さ
せて測定した反射係数Γの軌跡を示す図である。複合Ｓ
ＡＷフィルタの中心周波数ｆ0＝877.5ＭＨｚにおけるＩ
ＤＴ電極８の反射係数Γの絶対値｜Γ｜はマーカー▽１
で示す点であり、最外側の円である１に近い値を示して
いる。このことは等価回路で表す抵抗Ｒが極めて大きな
値であり、容量形成用のＩＤＴ電極８が複合ＳＡＷフィ
ルタの中心周波数ｆ0において、大きなＱを呈している
ことを表している。そのために複合ＳＡＷフィルタの挿
入損失が低減されるものと考えられる。なお、そのとき
ＩＤＴ電極８の呈する容量値はマーカー▽１における位
相回転角で表される。
ＤＴ電極８を周波数を777.5MHzから977.5MHzまで変化さ
せて測定した反射係数Γの軌跡を示す図である。複合Ｓ
ＡＷフィルタの中心周波数ｆ0＝877.5ＭＨｚにおけるＩ
ＤＴ電極８の反射係数Γの絶対値｜Γ｜はマーカー▽１
で示す点であり、最外側の円である１に近い値を示して
いる。このことは等価回路で表す抵抗Ｒが極めて大きな
値であり、容量形成用のＩＤＴ電極８が複合ＳＡＷフィ
ルタの中心周波数ｆ0において、大きなＱを呈している
ことを表している。そのために複合ＳＡＷフィルタの挿
入損失が低減されるものと考えられる。なお、そのとき
ＩＤＴ電極８の呈する容量値はマーカー▽１における位
相回転角で表される。
【００１５】図４は第１の変形例の構成を示す平面図で
あって、図１における入力端子ＩＮとＩＤＴ電極２との
間に容量形成用のＩＤＴ電極９を配置した複合ＳＡＷフ
ィルタの構成を示す平面図である。このような構成とす
ることにより、通過帯域がより平坦になることが実験的
に確かめられている。なお、容量形成用ＩＤＴ電極９も
８と同様に複合ＳＡＷフィルタの中心周波数ｆ0におけ
る反射係数の絶対値｜Γ｜が0.95より大きいことが、挿
入損失を低減する条件となる。
あって、図１における入力端子ＩＮとＩＤＴ電極２との
間に容量形成用のＩＤＴ電極９を配置した複合ＳＡＷフ
ィルタの構成を示す平面図である。このような構成とす
ることにより、通過帯域がより平坦になることが実験的
に確かめられている。なお、容量形成用ＩＤＴ電極９も
８と同様に複合ＳＡＷフィルタの中心周波数ｆ0におけ
る反射係数の絶対値｜Γ｜が0.95より大きいことが、挿
入損失を低減する条件となる。
【００１６】図５は本発明に係る第２の変形例の構成を
示す平面図であって、圧電基板１上にリーキー波の伝搬
方向に沿って第１及び第２の二重モードＳＡＷフィルタ
Ｆ１、Ｆ２を並置すると共に、該二重モードＳＡＷフィ
ルタを縦続接続した接続部、入力端子と第１の二重モー
ドＳＡＷフィルタＦ１との接続部及び第２の二重モード
ＳＡＷフィルタＦ２と出力端子ＯＵＴとの接続部にそれ
ぞれ容量１０、１１及び１２を並列接続して構成したＳ
ＡＷフィルタである。このように、入力、出力及び段間
に容量を並列接続し、該容量をフィルタの帯域幅に応じ
て適宜設定することにより、ＳＡＷフィルタの通過域特
性を平坦化することができる。図５の例は上記の容量を
リーキー波と直交して配置したＩＤＴ電極１０、１１、
１２により形成した場合であり、これらの容量が複合Ｓ
ＡＷフィルタの中心周波数において呈するそれぞれの反
射係数の絶対値が共に0.95より大きくなるように、ＩＤ
Ｔ電極１０、１１、１２の対数とその電極周期を構成し
てＳＡＷフィルタの低損失を実現している。
示す平面図であって、圧電基板１上にリーキー波の伝搬
方向に沿って第１及び第２の二重モードＳＡＷフィルタ
Ｆ１、Ｆ２を並置すると共に、該二重モードＳＡＷフィ
ルタを縦続接続した接続部、入力端子と第１の二重モー
ドＳＡＷフィルタＦ１との接続部及び第２の二重モード
ＳＡＷフィルタＦ２と出力端子ＯＵＴとの接続部にそれ
ぞれ容量１０、１１及び１２を並列接続して構成したＳ
ＡＷフィルタである。このように、入力、出力及び段間
に容量を並列接続し、該容量をフィルタの帯域幅に応じ
て適宜設定することにより、ＳＡＷフィルタの通過域特
性を平坦化することができる。図５の例は上記の容量を
リーキー波と直交して配置したＩＤＴ電極１０、１１、
１２により形成した場合であり、これらの容量が複合Ｓ
ＡＷフィルタの中心周波数において呈するそれぞれの反
射係数の絶対値が共に0.95より大きくなるように、ＩＤ
Ｔ電極１０、１１、１２の対数とその電極周期を構成し
てＳＡＷフィルタの低損失を実現している。
【００１７】以上では縦１次−３次モードを用いた二重
モードＳＡＷフィルタに、ＳＡＷ共振子を直列接続した
複合ＳＡＷフィルタについて説明したが、これに限らず
多重モードＳＡＷフィルタにＳＡＷ共振子を直列接続す
るいかなる複合ＳＡＷフィルタにも適用できることは説
明するまでもない。また、本発明になる複合ＳＡＷフィ
ルタを複数段縦続接続し、より減衰傾度の急峻なフィル
タを構成してもよい。また、圧電基板にタンタル酸リチ
ウムを用いて説明したが、他の圧電物質、例えばニオブ
酸リチウム、四硼酸リチウム、ランガサイト等に適用で
きることは説明するまでもない。
モードＳＡＷフィルタに、ＳＡＷ共振子を直列接続した
複合ＳＡＷフィルタについて説明したが、これに限らず
多重モードＳＡＷフィルタにＳＡＷ共振子を直列接続す
るいかなる複合ＳＡＷフィルタにも適用できることは説
明するまでもない。また、本発明になる複合ＳＡＷフィ
ルタを複数段縦続接続し、より減衰傾度の急峻なフィル
タを構成してもよい。また、圧電基板にタンタル酸リチ
ウムを用いて説明したが、他の圧電物質、例えばニオブ
酸リチウム、四硼酸リチウム、ランガサイト等に適用で
きることは説明するまでもない。
【００１８】
【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に記載の発明は複合ＳＡＷフィルタの挿
入損失を低減するという優れた効果を表す。請求項２に
記載の発明は複合ＳＡＷフィルタの挿入損失を低減する
と共に、通過域の特性を平坦化するという優れた効果を
表す。請求項３に記載の発明は複合ＳＡＷフィルタを構
成する弾性表面波フィルタを縦結合１次−３次二重モー
ドＳＡＷフィルタで構成しているので、広帯域であると
共に低損失の複合弾性表面波フィルタを構成することが
可能となる。請求項４に記載の発明は広帯域、低損失で
あると共に、減衰傾度の急峻な複合弾性表面波フィルタ
を構成することができるという優れた効果を奏す。請求
項５に記載の発明は、弾性表面波フィルタを２段縦続接
続したフィルタの段間部、入力部及び出力部にＩＤＴ電
極で形成した容量を設けることにより、フィルタのパス
バンドを平坦化することが可能になると共に、挿入する
容量の反射係数が大きくなるように構成することによ
り、挿入損失を低減することが可能となるという効果が
ある。
ので、請求項１に記載の発明は複合ＳＡＷフィルタの挿
入損失を低減するという優れた効果を表す。請求項２に
記載の発明は複合ＳＡＷフィルタの挿入損失を低減する
と共に、通過域の特性を平坦化するという優れた効果を
表す。請求項３に記載の発明は複合ＳＡＷフィルタを構
成する弾性表面波フィルタを縦結合１次−３次二重モー
ドＳＡＷフィルタで構成しているので、広帯域であると
共に低損失の複合弾性表面波フィルタを構成することが
可能となる。請求項４に記載の発明は広帯域、低損失で
あると共に、減衰傾度の急峻な複合弾性表面波フィルタ
を構成することができるという優れた効果を奏す。請求
項５に記載の発明は、弾性表面波フィルタを２段縦続接
続したフィルタの段間部、入力部及び出力部にＩＤＴ電
極で形成した容量を設けることにより、フィルタのパス
バンドを平坦化することが可能になると共に、挿入する
容量の反射係数が大きくなるように構成することによ
り、挿入損失を低減することが可能となるという効果が
ある。
【図１】本発明に係る複合弾性表面波の構成を示す平面
図である。
図である。
【図２】複合弾性表面波フィルタのフィルタ特性を示す
図である。
図である。
【図３】複合弾性表面波フィルタに設けた容量形成用Ｉ
ＤＴ電極の反射係数を示す極座標である。
ＤＴ電極の反射係数を示す極座標である。
【図４】本発明に係る第１の変形例である複合弾性表面
波フィルタの構成を示す平面図である。
波フィルタの構成を示す平面図である。
【図５】本発明に係る第２の変形例である縦続接続型弾
性表面波フィルタの構成を示す平面図である。
性表面波フィルタの構成を示す平面図である。
【図６】携帯電話システム（ＰＤＣ）に割り当てられた
８００ＭＨｚ帯の周波数を示す図である。
８００ＭＨｚ帯の周波数を示す図である。
【図７】従来の二重モードＳＡＷフィルタとＳＡＷ共振
子との直列接続とからなる複合ＳＡＷフィルタの構成を
示す平面図である。
子との直列接続とからなる複合ＳＡＷフィルタの構成を
示す平面図である。
【図８】複合ＳＡＷフィルタのフィルタ特性を示す図で
ある。
ある。
【図９】本願発明者が提案している複合ＳＡＷフィルタ
の構成を示す平面図である。
の構成を示す平面図である。
【図１０】図９の電極パターンを用いて試作した複合Ｓ
ＡＷフィルタのフィルタ特性を示す図である。
ＡＷフィルタのフィルタ特性を示す図である。
【図１１】図９に示した容量形成用ＩＤＴ電極の反射係
数を極座標で表した図である。
数を極座標で表した図である。
１・・圧電基板 ２、３、４、６、８、９、１０、１１、１２・・ＩＤＴ
電極 ５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂ・・グレーティング反射器 Ｆ、Ｆ１、Ｆ２・・１次−３次縦結合二重モード弾性表
面波フィルタ Ｒ・・一端子対弾性表面波共振子
電極 ５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂ・・グレーティング反射器 Ｆ、Ｆ１、Ｆ２・・１次−３次縦結合二重モード弾性表
面波フィルタ Ｒ・・一端子対弾性表面波共振子
Claims (5)
- 【請求項１】 圧電基板の主面上に設けた弾性表面波フ
ィルタの一方の端子と、弾性表面波共振子の一方の端子
とを直列に接続すると共に、この接続点に容量形成用の
ＩＤＴ電極を並列接続した複合弾性表面波フィルタであ
って、前記容量形成用のＩＤＴ電極の電極周期を、これ
を表面波の伝搬速度にて正規化した値が前記弾性表面波
フィルタの電極周期を正規化した値より大きくなるよう
にすると共に、前記容量形成用ＩＤＴ電極の反射係数の
絶対値が０．９５より大きくなるようにＩＤＴ電極の対
数と電極周期とを構成したことを特徴とする複合弾性表
面波フィルタ。 - 【請求項２】 圧電基板の主面上に設けた弾性表面波フ
ィルタの一方の端子と、弾性表面波共振子の一方の端子
とを直列に接続すると共に、この接続点と前記弾性表面
波フィルタの他方の端子に容量形成用の第１と第２のＩ
ＤＴ電極をそれぞれ並列接続した複合弾性表面波フィル
タであって、前記容量形成用の第１と第２のＩＤＴ電極
の電極周期を、これらを表面波の伝搬速度にて正規化し
た値が前記弾性表面波フィルタの電極周期を正規化した
値より大きくなるようにすると共に、前記容量形成用の
第１と第２のＩＤＴ電極の反射係数の絶対値が０．９５
より大きくなるようにそれぞれのＩＤＴ電極の対数と電
極周期とを構成したことを特徴とする複合弾性表面波フ
ィルタ。 - 【請求項３】 前記弾性表面波フィルタがリーキー波の
伝搬方向に沿って、３つのＩＤＴ電極とその両側にグレ
ーティング反射器を配置してなる縦結合１次−３次二重
モード弾性表面波フィルタであり、前記弾性表面波共振
子がＩＤＴ電極とその両側にグレーティング反射器を配
置したものであることを特徴とする請求項１または２に
記載の複合弾性表面波フィルタ。 - 【請求項４】 請求項１乃至３に記載の複合弾性表面波
フィルタを縦続したことを特徴とする複合弾性表面波フ
ィルタ。 - 【請求項５】 圧電基板の主面上に設けた第１と第２の
２つの弾性表面波フィルタを縦続接続すると共に該接続
部、入力端子と第１の弾性表面波フィルタの接続部及び
第２の弾性表面波フィルタと出力端子との接続部にそれ
ぞれ容量形成用の第１、第２及び第３のＩＤＴ電極を並
列接続した弾性表面波フィルタであって、前記容量形成
用の第１、第２及び第３のＩＤＴ電極の電極周期を、こ
れらを表面波の伝搬速度にて正規化した値が前記弾性表
面波フィルタの電極周期を正規化したものより大きくな
るようにするすると共に、前記容量形成用の第１、第２
及び第３のＩＤＴ電極のそれぞれの反射係数の絶対値が
０．９５より大きくなるように電極の対数と電極周期と
を構成したことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000298084A JP2002111444A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | 複合弾性表面波フィルタ |
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|---|---|---|---|
| JP2000298084A JP2002111444A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | 複合弾性表面波フィルタ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002111444A true JP2002111444A (ja) | 2002-04-12 |
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ID=18780094
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|---|---|---|---|
| JP2000298084A Pending JP2002111444A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | 複合弾性表面波フィルタ |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002111444A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006123518A1 (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性境界波装置 |
| KR100735484B1 (ko) * | 2005-11-25 | 2007-07-03 | 삼성전기주식회사 | 직렬 2-트랙 ｄｍｓ 필터 |
| WO2008067793A1 (de) * | 2006-12-05 | 2008-06-12 | Epcos Ag | Dms-filter mit verbesserter anpassung |
| JP2011114826A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Taiyo Yuden Co Ltd | フィルタ、分波器、通信モジュール |
| WO2016088804A1 (ja) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | 京セラ株式会社 | 弾性波素子、分波器および通信モジュール |
-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000298084A patent/JP2002111444A/ja active Pending
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