JP2002280875A - 弾性表面波フィルタ - Google Patents
弾性表面波フィルタInfo
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- JP2002280875A JP2002280875A JP2001079708A JP2001079708A JP2002280875A JP 2002280875 A JP2002280875 A JP 2002280875A JP 2001079708 A JP2001079708 A JP 2001079708A JP 2001079708 A JP2001079708 A JP 2001079708A JP 2002280875 A JP2002280875 A JP 2002280875A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １次−３次縦結合二重モード表面波フィルタ
に表面波共振子を直列に接続して構成する有極特性のフ
ィルタにおいて、表面波共振子の定数の設定法を得る。 【解決手段】 圧電基板上に３個のＩＤＴ電極とその両
側にグレーティング反射器を配置した縦結合多重モード
表面波フィルタと、表面波共振子を直列接続した有極特
性のフィルタであって、規格化周波数Ｆに対し前記表面
波共振子のリアクタンスＸを ０．９８３≦Ｆ≦１．０１７ Ｘα＝１４１２×Ｆ−１３６６ Ｘβ＝１７７×Ｆ−１８６ の直線で囲まれた値に設定する。
に表面波共振子を直列に接続して構成する有極特性のフ
ィルタにおいて、表面波共振子の定数の設定法を得る。 【解決手段】 圧電基板上に３個のＩＤＴ電極とその両
側にグレーティング反射器を配置した縦結合多重モード
表面波フィルタと、表面波共振子を直列接続した有極特
性のフィルタであって、規格化周波数Ｆに対し前記表面
波共振子のリアクタンスＸを ０．９８３≦Ｆ≦１．０１７ Ｘα＝１４１２×Ｆ−１３６６ Ｘβ＝１７７×Ｆ−１８６ の直線で囲まれた値に設定する。
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、特に縦結合多重モード表面波フィルタにおい
て、通過帯域近傍の高周波側に生じる減衰特性の劣化を
改善するために、フィルタに直列に接続する弾性表面波
共振子の電気的諸条件を明らかにした弾性表面波フィル
タに関する。
に関し、特に縦結合多重モード表面波フィルタにおい
て、通過帯域近傍の高周波側に生じる減衰特性の劣化を
改善するために、フィルタに直列に接続する弾性表面波
共振子の電気的諸条件を明らかにした弾性表面波フィル
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。図１０は従来の１
次−３次縦結合二重モード表面波フィルタ（以下、二重
モードＳＡＷフィルタと称す）の構成を示す平面図であ
って、圧電基板２１上に表面波の伝搬方向に沿って３つ
のＩＤＴ電極２２、２３、２４を近接配置すると共に、
これらのＩＤＴ電極の両側にグレーティング反射器（以
下、反射器と称す）２５ａ、２５ｂを配設する。３つの
ＩＤＴ電極２２、２３、２４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、中央のＩＤＴ電極２２の一方のくし形電極を入力端
子ＩＮに接続すると共に、他方のくし形電極を接地す
る。さらに、外側の２つのＩＤＴ電極２３、２４のそれ
ぞれ一方のくし形電極を接続して出力端子ＯＵＴに接続
すると共に、他方のくし形電極はそれぞれ接地して、二
重モードＳＡＷフィルタを構成する。
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。図１０は従来の１
次−３次縦結合二重モード表面波フィルタ（以下、二重
モードＳＡＷフィルタと称す）の構成を示す平面図であ
って、圧電基板２１上に表面波の伝搬方向に沿って３つ
のＩＤＴ電極２２、２３、２４を近接配置すると共に、
これらのＩＤＴ電極の両側にグレーティング反射器（以
下、反射器と称す）２５ａ、２５ｂを配設する。３つの
ＩＤＴ電極２２、２３、２４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、中央のＩＤＴ電極２２の一方のくし形電極を入力端
子ＩＮに接続すると共に、他方のくし形電極を接地す
る。さらに、外側の２つのＩＤＴ電極２３、２４のそれ
ぞれ一方のくし形電極を接続して出力端子ＯＵＴに接続
すると共に、他方のくし形電極はそれぞれ接地して、二
重モードＳＡＷフィルタを構成する。
【０００３】図１１は二重モードＳＡＷフィルタの通過
域特性及び減衰域特性を重ね書きした図で、縦軸の左右
に減衰域及び通過域の減衰量を、横軸には中心周波数か
らの周波数を二重に記している。図１１に示す二重モー
ドＳＡＷフィルタの減衰特性から明らかなように、通過
域近傍の高域側にＰで示す周波数領域の減衰特性が著し
く劣化している。この減衰特性の劣化は二重モードＳＡ
Ｗフィルタに特有の現象であり、二重モードＳＡＷフィ
ルタをＲＦフィルタとして使用する際に、要求規格を満
足しないことがしばしばある。
域特性及び減衰域特性を重ね書きした図で、縦軸の左右
に減衰域及び通過域の減衰量を、横軸には中心周波数か
らの周波数を二重に記している。図１１に示す二重モー
ドＳＡＷフィルタの減衰特性から明らかなように、通過
域近傍の高域側にＰで示す周波数領域の減衰特性が著し
く劣化している。この減衰特性の劣化は二重モードＳＡ
Ｗフィルタに特有の現象であり、二重モードＳＡＷフィ
ルタをＲＦフィルタとして使用する際に、要求規格を満
足しないことがしばしばある。
【０００４】上記の劣化した減衰特性を改善するため
に、二重モードＳＡＷフィルタにＳＡＷ共振子を直列に
接続する手法が知られている。即ち、図１２に示すよう
に、圧電基板３１上に表面波の伝搬方向に沿って３個の
ＩＤＴ電極３２、３３、３４を近接配置すると共に、そ
の両側に反射器３５ａ、３５ｂを配設して二重モードＳ
ＡＷフィルタＦを形成する。さらに、フィルタＦと並行
してＩＤＴ電極３６と、その両側に反射器３７ａ、３７
ｂを配置してＳＡＷ共振子Ｒを形成し、該共振子Ｒの一
方のくし形電極と、前記二重モードＳＡＷフィルタＦの
外側の２つのＩＤＴ電極３３、３４のそれぞれ一方のく
し形電極とを、同一圧電基板３１上に形成したリード電
極にて接続し、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、有極特性の二重モードＳＡＷ
フィルタを構成する。
に、二重モードＳＡＷフィルタにＳＡＷ共振子を直列に
接続する手法が知られている。即ち、図１２に示すよう
に、圧電基板３１上に表面波の伝搬方向に沿って３個の
ＩＤＴ電極３２、３３、３４を近接配置すると共に、そ
の両側に反射器３５ａ、３５ｂを配設して二重モードＳ
ＡＷフィルタＦを形成する。さらに、フィルタＦと並行
してＩＤＴ電極３６と、その両側に反射器３７ａ、３７
ｂを配置してＳＡＷ共振子Ｒを形成し、該共振子Ｒの一
方のくし形電極と、前記二重モードＳＡＷフィルタＦの
外側の２つのＩＤＴ電極３３、３４のそれぞれ一方のく
し形電極とを、同一圧電基板３１上に形成したリード電
極にて接続し、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、有極特性の二重モードＳＡＷ
フィルタを構成する。
【０００５】図１３は二重モードフィルタＦのフィルタ
特性と、ＳＡＷ共振子Ｒのリアクタンス特性Ｘとの周波
数関係を示した図であって、ＳＡＷ共振子Ｒの共振周波
数ｆｓを二重モードＳＡＷフィルタＦの中心周波数より
高域側に、反共振周波数ｆａを二重モードＳＡＷフィル
タＦの減衰特性が劣化した周波数領域に設定することに
より、ＳＡＷ共振子Ｒの反共振周波数ｆａにより形成さ
れる減衰極が、二重モードＳＡＷフィルタＦの劣化した
減衰特性を改善するように作用する。
特性と、ＳＡＷ共振子Ｒのリアクタンス特性Ｘとの周波
数関係を示した図であって、ＳＡＷ共振子Ｒの共振周波
数ｆｓを二重モードＳＡＷフィルタＦの中心周波数より
高域側に、反共振周波数ｆａを二重モードＳＡＷフィル
タＦの減衰特性が劣化した周波数領域に設定することに
より、ＳＡＷ共振子Ｒの反共振周波数ｆａにより形成さ
れる減衰極が、二重モードＳＡＷフィルタＦの劣化した
減衰特性を改善するように作用する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
二重モードＳＡＷフィルタに、ＳＡＷ共振子を直列に接
続して構成する有極特性の弾性表面波フィルタにおいて
は、ＳＡＷ共振子の反共振周波数の設定は明確であるも
のの、共振周波数あるいは共振子の等価定数をどのよう
に設定すべきかの設計手法が確立しておらず、定数値の
最適値をカットアンドトライで求めるために、工数と費
用が大幅にかか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、フィルタの
中心周波数、帯域幅等を設定すれば、最適となるＳＡＷ
共振子の定数値範囲を確定できる手法を提供することを
目的とする。
二重モードＳＡＷフィルタに、ＳＡＷ共振子を直列に接
続して構成する有極特性の弾性表面波フィルタにおいて
は、ＳＡＷ共振子の反共振周波数の設定は明確であるも
のの、共振周波数あるいは共振子の等価定数をどのよう
に設定すべきかの設計手法が確立しておらず、定数値の
最適値をカットアンドトライで求めるために、工数と費
用が大幅にかか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、フィルタの
中心周波数、帯域幅等を設定すれば、最適となるＳＡＷ
共振子の定数値範囲を確定できる手法を提供することを
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
に本発明に係る弾性表面波フィルタの請求項１記載の発
明は、圧電基板上に表面波の伝搬方向に沿って複数のＩ
ＤＴ電極とその両側にグレーティング反射器を配置して
なる縦結合多重モード表面波フィルタに、該フィルタに
並行してＩＤＴ電極とその両側にグレーティング反射器
を配設してなる表面波共振子複数個を直列接続した有極
特性のフィルタであって、規格化周波数０．９８３≦Ｆ
ｎ≦１．０１７に対し、前記表面波共振子のリアクタン
スＸを １７７×Ｆｎ−１８６≦Ｘ≦１４１２×Ｆｎ−１３６６ の範囲の値としたことを特徴とする弾性表面波フィルタ
である。請求項２記載の発明は、前記多重モード表面波
フィルタを１次−３次縦結合２縦モード表面波フィルタ
としたことを特徴とする弾性表面波フィルタである。請
求項３記載の発明は、前記圧電基板に３６°乃至４２°
の回転Ｙカット、Ｘ伝搬のタンタル酸リチウムを用いた
ことを特徴とする請求項１または２記載の弾性表面波フ
ィルタである。
に本発明に係る弾性表面波フィルタの請求項１記載の発
明は、圧電基板上に表面波の伝搬方向に沿って複数のＩ
ＤＴ電極とその両側にグレーティング反射器を配置して
なる縦結合多重モード表面波フィルタに、該フィルタに
並行してＩＤＴ電極とその両側にグレーティング反射器
を配設してなる表面波共振子複数個を直列接続した有極
特性のフィルタであって、規格化周波数０．９８３≦Ｆ
ｎ≦１．０１７に対し、前記表面波共振子のリアクタン
スＸを １７７×Ｆｎ−１８６≦Ｘ≦１４１２×Ｆｎ−１３６６ の範囲の値としたことを特徴とする弾性表面波フィルタ
である。請求項２記載の発明は、前記多重モード表面波
フィルタを１次−３次縦結合２縦モード表面波フィルタ
としたことを特徴とする弾性表面波フィルタである。請
求項３記載の発明は、前記圧電基板に３６°乃至４２°
の回転Ｙカット、Ｘ伝搬のタンタル酸リチウムを用いた
ことを特徴とする請求項１または２記載の弾性表面波フ
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。図１（ａ）は本発明に
係る有極特性の二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す
平面図であって、圧電基板１の表面波の伝搬方向に沿っ
て３つのＩＤＴ電極２、３、４を近接配置すると共に、
これらのＩＤＴ電極２、３、４の両側に反射器５ａ、５
ｂを配設して、二重モードＳＡＷフィルタＦを構成す
る。さらに、該フィルタＦと並行して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
を形成し、該共振子Ｒの一方のくし形電極と、前記二重
モードＳＡＷフィルタＦの外側の２つのＩＤＴ電極３、
４のそれぞれ一方のくし形電極とを、同一圧電基板１上
に形成したリード電極にて接続し、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、有極特性
の二重モードＳＡＷフィルタを構成する。なお、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る。二
重モードフィルタＦの中央のＩＤＴ電極２の一方のくし
形電極を入力端子ＩＮに接続し、他方のくし形電極を接
地し、二重モードＳＡＷフィルタＦの外側の２つのＩＤ
Ｔ電極３、４の他方のくし形電極を接地する。
形態に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は本発明に
係る有極特性の二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す
平面図であって、圧電基板１の表面波の伝搬方向に沿っ
て３つのＩＤＴ電極２、３、４を近接配置すると共に、
これらのＩＤＴ電極２、３、４の両側に反射器５ａ、５
ｂを配設して、二重モードＳＡＷフィルタＦを構成す
る。さらに、該フィルタＦと並行して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
を形成し、該共振子Ｒの一方のくし形電極と、前記二重
モードＳＡＷフィルタＦの外側の２つのＩＤＴ電極３、
４のそれぞれ一方のくし形電極とを、同一圧電基板１上
に形成したリード電極にて接続し、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、有極特性
の二重モードＳＡＷフィルタを構成する。なお、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る。二
重モードフィルタＦの中央のＩＤＴ電極２の一方のくし
形電極を入力端子ＩＮに接続し、他方のくし形電極を接
地し、二重モードＳＡＷフィルタＦの外側の２つのＩＤ
Ｔ電極３、４の他方のくし形電極を接地する。
【０００９】本発明の特徴は、二重モードＳＡＷフィル
タの通過域の高周波側に生じる減衰特性の劣化を改善す
る手段として、二重モードＳＡＷフィルタＦにＳＡＷ共
振子Ｒを直列に接続する際に、フィルタＦの通過域特性
を損なうことのないようにＳＡＷ共振子Ｒの定数値を設
定する手法にある。
タの通過域の高周波側に生じる減衰特性の劣化を改善す
る手段として、二重モードＳＡＷフィルタＦにＳＡＷ共
振子Ｒを直列に接続する際に、フィルタＦの通過域特性
を損なうことのないようにＳＡＷ共振子Ｒの定数値を設
定する手法にある。
【００１０】図１（ａ）に示すＳＡＷ共振子Ｒを同図
（ｂ）に示すように電気的にリアクタンスＸで表し、該
リアクタンスＸが二重モードＳＡＷフィルタの通過域特
性にどのように影響するかシミュレーションによって調
べた。はじめに一例として、二重モードＳＡＷフィルタ
Ｆに次の定数値を用いることにする。中心周波数ｆ０を
９０６ＭＨｚ、帯域幅を３０ＭＨｚとし、圧電基板に３
６°Y-X LiTaO3、中央のＩＤＴ電極２を１５．５対、外
側のＩＤＴ電極３、４をそれぞれ１０．５対、反射器５
ａ、５ｂをそれぞれ２００本、交叉長を６０λ（λはＩ
ＤＴ電極２の電極周期）、電極膜厚を８％λとして、シ
ミュレーションによって求めたフィルタ特性が、図１１
に示したフィルタ特性である。図１１に示すパスバンド
両端（ｆ０±１５ＭＨｚ）おける挿入損失をそれぞれAs
1（ｄＢ）、As2（ｄＢ）とし、これらの値を基準挿入損
失として用いる。
（ｂ）に示すように電気的にリアクタンスＸで表し、該
リアクタンスＸが二重モードＳＡＷフィルタの通過域特
性にどのように影響するかシミュレーションによって調
べた。はじめに一例として、二重モードＳＡＷフィルタ
Ｆに次の定数値を用いることにする。中心周波数ｆ０を
９０６ＭＨｚ、帯域幅を３０ＭＨｚとし、圧電基板に３
６°Y-X LiTaO3、中央のＩＤＴ電極２を１５．５対、外
側のＩＤＴ電極３、４をそれぞれ１０．５対、反射器５
ａ、５ｂをそれぞれ２００本、交叉長を６０λ（λはＩ
ＤＴ電極２の電極周期）、電極膜厚を８％λとして、シ
ミュレーションによって求めたフィルタ特性が、図１１
に示したフィルタ特性である。図１１に示すパスバンド
両端（ｆ０±１５ＭＨｚ）おける挿入損失をそれぞれAs
1（ｄＢ）、As2（ｄＢ）とし、これらの値を基準挿入損
失として用いる。
【００１１】図２（ａ）は、リアクタンスＸとして８nH
のインダクタンスを二重モードＳＡＷフィルタＦに接続
した場合のフィルタ特性である。このとき、パスバンド
の両端（ｆ０±１５ＭＨｚ）における挿入損失A1（ｄ
Ｂ）、A2（ｄＢ）を求める。同様に誘導性リアクタンス
Ｘを変化させて、パスバンドの両端における挿入損失
A1、A2をそれぞれ求め、リアクタンス素子Ｘを短絡した
ときのパスバンドの両端における挿入損失、即ち基準挿
入損失値As1，As2との差（A1− As1）、（A2− As2）を
それぞれプロットしたものが図３である。図に示すｆL
は（A1− As1）を、ｆHは（A2− As2）をそれぞれ表し
ている。図２（ｂ）は、リアクタンスＸとして３０pFの
容量を二重モードＳＡＷフィルタＦに接続した場合のフ
ィルタ特性である。このとき、パスバンドの両端（ｆ０
±１５ＭＨｚ）における挿入損失A1（ｄＢ）、A2（ｄ
Ｂ）をそれぞれ求める。同様に容量性リアクタンス素子
Ｘを変化させて、パスバンドの両端における挿入損失
A1、A2を求め、基準損入損失値As1，As2との差（A1− A
s1）、（A2− As2）をそれぞれプロットしたものが図４
である。図に示すｆLは（A1− As1）を、ｆHは（A2− A
s2）をそれぞれ表している。
のインダクタンスを二重モードＳＡＷフィルタＦに接続
した場合のフィルタ特性である。このとき、パスバンド
の両端（ｆ０±１５ＭＨｚ）における挿入損失A1（ｄ
Ｂ）、A2（ｄＢ）を求める。同様に誘導性リアクタンス
Ｘを変化させて、パスバンドの両端における挿入損失
A1、A2をそれぞれ求め、リアクタンス素子Ｘを短絡した
ときのパスバンドの両端における挿入損失、即ち基準挿
入損失値As1，As2との差（A1− As1）、（A2− As2）を
それぞれプロットしたものが図３である。図に示すｆL
は（A1− As1）を、ｆHは（A2− As2）をそれぞれ表し
ている。図２（ｂ）は、リアクタンスＸとして３０pFの
容量を二重モードＳＡＷフィルタＦに接続した場合のフ
ィルタ特性である。このとき、パスバンドの両端（ｆ０
±１５ＭＨｚ）における挿入損失A1（ｄＢ）、A2（ｄ
Ｂ）をそれぞれ求める。同様に容量性リアクタンス素子
Ｘを変化させて、パスバンドの両端における挿入損失
A1、A2を求め、基準損入損失値As1，As2との差（A1− A
s1）、（A2− As2）をそれぞれプロットしたものが図４
である。図に示すｆLは（A1− As1）を、ｆHは（A2− A
s2）をそれぞれ表している。
【００１２】図３から誘導性リアクタンスの場合、パス
バンドの高域端ではリアクタンス値が約７０Ω以下、低
域端では約２２Ω以下であれば、パスバンドの両端にお
いて挿入損失の劣化を０．２ｄＢ以下に抑えられること
が分かる。また、図４から容量性リアクタンスの場合、
パスバンドの高域端では約−６Ω以上、低域端では約−
１２Ω以上であれば、挿入損失の劣化を０．２ｄＢ以下
に抑えられることがわかる。図５は図３及び４を書き換
えた図で、横軸を規格化周波数（周波数をフィルタの中
心周波数で除したもの）、縦軸をリアクタンス（Ω）と
し、パスバンドの両端（この例ではｆ０±１５ＭＨｚ）
における挿入損失の劣化を０．２ｄＢ以下とするため
に、二重モードＳＡＷフィルタＦに直列接続するリアク
タンスＸの取りうる範囲を示した図である。即ち、直線
α、βはそれぞれ誘導性リアクタンスのとり得る範囲の
最大値、容量性リアクタンスのとり得る最小値の範囲を
示している。即ち、直線α、βで囲まれた範囲にあれ
ば、二重モードＳＡＷフィルタにリアクタンス素子を直
列に接続しても、通過域特性の劣化は０．２ｄＢ以下に
抑えられることになる。また、規格化周波数をＦｎ、リ
アクタンスをＸ（Ω）とし、直線α、βで囲まれた範囲
を式で表せば、 ０．９８３≦Ｆｎ≦１．０１７ （１） １７７×Ｆｎ−１８６≦Ｘ≦１４１２×Ｆｎ−１３６６ （２） となる。中心周波数が８００ＭＨｚ以上の高周波帯で用
いるＳＡＷフィルタの終端インピーダンスＺは５０Ωが
大半であり、式（１）、（２）を用いて表現できるが、
他のインピーダンスを用いる場合には、リアクタンスＸ
をフィルタのインピーダンスＺ（５０Ω）で規格化した
ものＸ’を用いて、式（３）のように表される。 3.54×Ｆｎ−3.72≦Ｘ’≦28.2×Ｆｎ−27.3 （３） 例えば、ＳＡＷフィルタの終端インピーダンスＺが１０
０Ωであれば、Ｘ’＝Ｘ／１００となるので、これが式
（３）を満足するようにリアクタンスＸを決定すればよ
い。
バンドの高域端ではリアクタンス値が約７０Ω以下、低
域端では約２２Ω以下であれば、パスバンドの両端にお
いて挿入損失の劣化を０．２ｄＢ以下に抑えられること
が分かる。また、図４から容量性リアクタンスの場合、
パスバンドの高域端では約−６Ω以上、低域端では約−
１２Ω以上であれば、挿入損失の劣化を０．２ｄＢ以下
に抑えられることがわかる。図５は図３及び４を書き換
えた図で、横軸を規格化周波数（周波数をフィルタの中
心周波数で除したもの）、縦軸をリアクタンス（Ω）と
し、パスバンドの両端（この例ではｆ０±１５ＭＨｚ）
における挿入損失の劣化を０．２ｄＢ以下とするため
に、二重モードＳＡＷフィルタＦに直列接続するリアク
タンスＸの取りうる範囲を示した図である。即ち、直線
α、βはそれぞれ誘導性リアクタンスのとり得る範囲の
最大値、容量性リアクタンスのとり得る最小値の範囲を
示している。即ち、直線α、βで囲まれた範囲にあれ
ば、二重モードＳＡＷフィルタにリアクタンス素子を直
列に接続しても、通過域特性の劣化は０．２ｄＢ以下に
抑えられることになる。また、規格化周波数をＦｎ、リ
アクタンスをＸ（Ω）とし、直線α、βで囲まれた範囲
を式で表せば、 ０．９８３≦Ｆｎ≦１．０１７ （１） １７７×Ｆｎ−１８６≦Ｘ≦１４１２×Ｆｎ−１３６６ （２） となる。中心周波数が８００ＭＨｚ以上の高周波帯で用
いるＳＡＷフィルタの終端インピーダンスＺは５０Ωが
大半であり、式（１）、（２）を用いて表現できるが、
他のインピーダンスを用いる場合には、リアクタンスＸ
をフィルタのインピーダンスＺ（５０Ω）で規格化した
ものＸ’を用いて、式（３）のように表される。 3.54×Ｆｎ−3.72≦Ｘ’≦28.2×Ｆｎ−27.3 （３） 例えば、ＳＡＷフィルタの終端インピーダンスＺが１０
０Ωであれば、Ｘ’＝Ｘ／１００となるので、これが式
（３）を満足するようにリアクタンスＸを決定すればよ
い。
【００１３】一方、図６は二重モードＳＡＷフィルタの
フィルタ特性と、ＳＡＷ共振子のリアクタンス特性とを
横軸の周波数を同一として重ね書き下図である。例え
ば、二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性をＦと
し、中心周波数をｆ０、パスバンドの両端の周波数をｆ
L、ｆH、減衰特性の劣化領域（領域の中心周波数ｆ
d）、ＳＡＷ共振子Ｒ（リアクタンス曲線をＸ）の共振
周波数をｆｓ、反共振周波数をｆａとする。ＳＡＷ共振
子Ｒの反共振周波数ｆaを劣化領域の周波数ｆd近傍に、
共振周波数ｆｓをフィルタの中心周波数ｆ０の高周波側
に設定する。パスバンド両端の周波数をｆL、ｆHとＳＡ
Ｗ共振子Ｒのリアクタンス曲線Xとの交点のリアクタン
スをＸL、ＸHとし、これらの値が図５の２つの直線α、
βが囲む範囲内に含まれるように、ＳＡＷ共振子の等価
インダクタンスＬ１を決定すればよい。周知のように、
ＳＡＷ共振子Ｒの共振周波数ｆｓ近傍におけるリアクタ
ンス曲線の傾斜は２πＬ１で近似できるので、傾斜即
ち、等価インダクタンスを調整しながら、ＸL、ＸHの値
を図５直線α、βで囲まれた範囲の値に設定すればよ
い。
フィルタ特性と、ＳＡＷ共振子のリアクタンス特性とを
横軸の周波数を同一として重ね書き下図である。例え
ば、二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性をＦと
し、中心周波数をｆ０、パスバンドの両端の周波数をｆ
L、ｆH、減衰特性の劣化領域（領域の中心周波数ｆ
d）、ＳＡＷ共振子Ｒ（リアクタンス曲線をＸ）の共振
周波数をｆｓ、反共振周波数をｆａとする。ＳＡＷ共振
子Ｒの反共振周波数ｆaを劣化領域の周波数ｆd近傍に、
共振周波数ｆｓをフィルタの中心周波数ｆ０の高周波側
に設定する。パスバンド両端の周波数をｆL、ｆHとＳＡ
Ｗ共振子Ｒのリアクタンス曲線Xとの交点のリアクタン
スをＸL、ＸHとし、これらの値が図５の２つの直線α、
βが囲む範囲内に含まれるように、ＳＡＷ共振子の等価
インダクタンスＬ１を決定すればよい。周知のように、
ＳＡＷ共振子Ｒの共振周波数ｆｓ近傍におけるリアクタ
ンス曲線の傾斜は２πＬ１で近似できるので、傾斜即
ち、等価インダクタンスを調整しながら、ＸL、ＸHの値
を図５直線α、βで囲まれた範囲の値に設定すればよ
い。
【００１４】本発明に係る手法の適用例として、中心周
波数ｆ０を１７４７．５ＭＨｚ、帯域幅を８２ＭＨｚと
し、圧電基板に３６°Y-X LiTaO3、中央のＩＤＴ電極２
を１５．５対、外側のＩＤＴ電極３、４をそれぞれ１
０．５対、反射器５ａ、５ｂをそれぞれ２００本、交叉
長を６０λ（λはＩＤＴ電極２の電極周期）、電極膜厚
を８％λとして二重モードＳＡＷフィルタを形成し、こ
の圧電基板上にフィルタに並行してＳＡＷ共振子を形成
して、有極構成の二重モードＳＡＷフィルタを構成し
た。ＳＡＷ共振子の素子値は上記の手法により求め、共
振周波数を１７５６ＭＨｚ、インダクタンスＬ１を４０
nH、静電容量は３pFとした。この定数値を満たすために
ＩＤＴ電極６の対数を２００対、反射器７ａ、７ｂの本
数をそれぞれ１００本、交叉長を２０λ（λはＩＤＴ電
極６の電極周期）、電極膜厚を８％λとした。このとき
のＳＡＷ共振子のリアクタンス特性を求めた曲線が、図
７に示すリアクタンス曲線Ｘである。この図から０．２
ｄｂの許容範囲を満たすように設定できることが分か
る。図８は上記の定数値を設定したときの通過域特性及
び減衰域特を示した図である。通過域特性を損なうこと
なく通過域近傍の高周波側の減衰量を改善することがで
きた。
波数ｆ０を１７４７．５ＭＨｚ、帯域幅を８２ＭＨｚと
し、圧電基板に３６°Y-X LiTaO3、中央のＩＤＴ電極２
を１５．５対、外側のＩＤＴ電極３、４をそれぞれ１
０．５対、反射器５ａ、５ｂをそれぞれ２００本、交叉
長を６０λ（λはＩＤＴ電極２の電極周期）、電極膜厚
を８％λとして二重モードＳＡＷフィルタを形成し、こ
の圧電基板上にフィルタに並行してＳＡＷ共振子を形成
して、有極構成の二重モードＳＡＷフィルタを構成し
た。ＳＡＷ共振子の素子値は上記の手法により求め、共
振周波数を１７５６ＭＨｚ、インダクタンスＬ１を４０
nH、静電容量は３pFとした。この定数値を満たすために
ＩＤＴ電極６の対数を２００対、反射器７ａ、７ｂの本
数をそれぞれ１００本、交叉長を２０λ（λはＩＤＴ電
極６の電極周期）、電極膜厚を８％λとした。このとき
のＳＡＷ共振子のリアクタンス特性を求めた曲線が、図
７に示すリアクタンス曲線Ｘである。この図から０．２
ｄｂの許容範囲を満たすように設定できることが分か
る。図８は上記の定数値を設定したときの通過域特性及
び減衰域特を示した図である。通過域特性を損なうこと
なく通過域近傍の高周波側の減衰量を改善することがで
きた。
【００１５】図９は二重モードＳＡＷ共振子Ｆに直列に
２個のＳＡＷ共振子Ｒを接続した場合の通過域及び減衰
域の特性であり、通過域の特性を劣化させることなく通
過域近傍の高周波側の減衰特性を改善できることが分か
る。なお、この場合も２個のＳＡＷ共振子の合成リアク
タンスが図５の許容範囲にあることを確認した。
２個のＳＡＷ共振子Ｒを接続した場合の通過域及び減衰
域の特性であり、通過域の特性を劣化させることなく通
過域近傍の高周波側の減衰特性を改善できることが分か
る。なお、この場合も２個のＳＡＷ共振子の合成リアク
タンスが図５の許容範囲にあることを確認した。
【００１６】以上では本発明を二重モードＳＡＷフィル
タを用いて説明したが、本発明は二重モードＳＡＷフィ
ルタに限定することなく、１次−２次縦結合二重モード
ＳＡｗフィルタ、１次−２次−３次縦結合三重モードＳ
ＡＷ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、圧電基板に３６°Y-X LiTaO3を用いて説明し
たが、他の角度３６°〜４２°でもよく、また、他の圧
電基板例えば、ニオブ酸リチウム、ランガサイト、四硼
酸リチウム等の圧電基板に適用してもよい。
タを用いて説明したが、本発明は二重モードＳＡＷフィ
ルタに限定することなく、１次−２次縦結合二重モード
ＳＡｗフィルタ、１次−２次−３次縦結合三重モードＳ
ＡＷ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、圧電基板に３６°Y-X LiTaO3を用いて説明し
たが、他の角度３６°〜４２°でもよく、また、他の圧
電基板例えば、ニオブ酸リチウム、ランガサイト、四硼
酸リチウム等の圧電基板に適用してもよい。
【００１７】
【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に記載の発明は縦結合多重モードＳＡＷ
フィルタの通過域特性を損なうことなく、通過域近傍の
高周波側の減衰特性を改善できるという優れた効果を表
す。請求項２に記載の発明は最も実用的な１次−３次縦
結合二重モードフィルタの通過域特性を損なうことな
く、高周波側の減衰特性を改善できるという優れた効果
を表す。請求項３に記載の発明は圧電基板の種類とその
切断角度を具体的にしたことである。
ので、請求項１に記載の発明は縦結合多重モードＳＡＷ
フィルタの通過域特性を損なうことなく、通過域近傍の
高周波側の減衰特性を改善できるという優れた効果を表
す。請求項２に記載の発明は最も実用的な１次−３次縦
結合二重モードフィルタの通過域特性を損なうことな
く、高周波側の減衰特性を改善できるという優れた効果
を表す。請求項３に記載の発明は圧電基板の種類とその
切断角度を具体的にしたことである。
【図１】（ａ）は本発明に係る有極特性二重モードＳＡ
Ｗフィルタの構成を示す平面図、（ｂ）はＳＡＷ共振子
をリアクタンス回路で置換した図である。
Ｗフィルタの構成を示す平面図、（ｂ）はＳＡＷ共振子
をリアクタンス回路で置換した図である。
【図２】（ａ）は二重モードＳＡＷフィルタにインダク
タンス（8nH）を直列接続したときのフィルタ特性、
（ｂ）は容量（30pF）を直列接続したときのフィルタ特
性である。
タンス（8nH）を直列接続したときのフィルタ特性、
（ｂ）は容量（30pF）を直列接続したときのフィルタ特
性である。
【図３】二重モードＳＡＷフィルタにそれぞれ誘導性リ
アクタンスを直列接続したとき、パスバンド両端におけ
る元の挿入損失からの変化量（ｄＢ）を表す。
アクタンスを直列接続したとき、パスバンド両端におけ
る元の挿入損失からの変化量（ｄＢ）を表す。
【図４】二重モードＳＡＷフィルタにそれぞれ容量性リ
アクタンスを直列接続したとき、パスバンド両端におけ
る元の挿入損失からの変化量（ｄＢ）を表す。
アクタンスを直列接続したとき、パスバンド両端におけ
る元の挿入損失からの変化量（ｄＢ）を表す。
【図５】直線α、βに囲まれたリアクタンス値は、パス
バンド内において挿入損失の変化量を0.2dBに抑えるこ
とを示している。
バンド内において挿入損失の変化量を0.2dBに抑えるこ
とを示している。
【図６】二重モードＳＡＷフィルタとＳＡＷ共振子のリ
アクタンス曲線との関係を示す図である。
アクタンス曲線との関係を示す図である。
【図７】ＳＡＷ共振子のリアクタンス曲線が図５の２つ
の直線α、βの範囲内にある例を示す図である。
の直線α、βの範囲内にある例を示す図である。
【図８】本特許を用いて構成した１個のＳＡＷ共振子を
接続した有極特性二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ
特性を示す図である。
接続した有極特性二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ
特性を示す図である。
【図９】本特許を用いて構成した２個のＳＡＷ共振子を
接続した有極特性二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ
特性を示す図である。
接続した有極特性二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ
特性を示す図である。
【図１０】従来の二重モードＳＡＷフィルタの構成を示
す図である。
す図である。
【図１１】従来の二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ
特性を示すずである。
特性を示すずである。
【図１２】従来の有極特性二重モードＳＡＷフィルタ構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図１３】有極特性二重モードＳＡＷフィルタのフィル
タ特性とリアクタンス特性との関係を示す図である。
タ特性とリアクタンス特性との関係を示す図である。
１・・圧電基板 ２、３、４、６・・ＩＤＴ電極 ５ａ、５ｂ・・グレーティング反射器 Ｘ・・リアクタンス
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電基板上に表面波の伝搬方向に沿って
複数の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多重モード表面波フィルタに、該フ
ィルタに並行してＩＤＴ電極とその両側にグレーティン
グ反射器を配設してなる表面波共振子複数個を直列接続
した有極特性のフィルタであって、 規格化周波数０．９８３≦Ｆｎ≦１．０１７に対し、前
記表面波共振子のリアクタンスＸを １７７×Ｆｎ−１８６≦Ｘ≦１４１２×Ｆｎ−１３６６ の範囲の値としたことを特徴とする弾性表面波フィル
タ。 - 【請求項２】 前記多重モード表面波フィルタを１次−
３次縦結合２縦モード表面波フィルタとしたことを特徴
とする弾性表面波フィルタ。 - 【請求項３】 前記圧電基板に３６°乃至４２°の回転
Ｙカット、Ｘ伝搬のタンタル酸リチウムを用いたことを
特徴とする請求項１または２記載の弾性表面波フィル
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079708A JP2002280875A (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | 弾性表面波フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079708A JP2002280875A (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | 弾性表面波フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002280875A true JP2002280875A (ja) | 2002-09-27 |
| JP2002280875A5 JP2002280875A5 (ja) | 2008-03-27 |
Family
ID=18936104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001079708A Withdrawn JP2002280875A (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | 弾性表面波フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002280875A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000315931A (ja) * | 1999-04-28 | 2000-11-14 | Murata Mfg Co Ltd | Ｓａｗ共振子、複合ｓａｗフィルタ及びｓａｗフィルタ |
-
2001
- 2001-03-21 JP JP2001079708A patent/JP2002280875A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000315931A (ja) * | 1999-04-28 | 2000-11-14 | Murata Mfg Co Ltd | Ｓａｗ共振子、複合ｓａｗフィルタ及びｓａｗフィルタ |
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