JP2003218668A - 有極型弾性表面波フィルタ - Google Patents
有極型弾性表面波フィルタInfo
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Abstract
の低域減衰域において高減衰量化された高性能SAWフ
ィルタを提供することにある。 【解決手段】有極型SAWフィルタにおいて、SAW共
振器を用いて梯子型SAWフィルタを構成するフィルタ
用2端子対回路1(180)と、インピーダンスの直列
接続からなるインピーダンス用2端子対回路2(18
1)とから構成される有極型SAWフィルタにおいて、
通過帯域の低域側に十分な減衰特性を有する所定幅の減
衰帯域を形成するように前記インピーダンス用2端子対
回路2(181)のインピーダンスを構成すること。
Description
移動体通信機器において、弾性表面波(SAW)共振器
を用いた梯子型構成の帯域通過形フィルタに関し、特
に、減衰帯域で高減衰量を有し、且つ通過帯域で低挿入
損を持つ有極型SAWフィルタに関する。
体通信機器端末の開発が急速に進められてきている。こ
れに伴い、用いられる部品の小型化、高性能化が行われ
ている。これに対応してSAWフィルタを用いたRF
(ラジオ周波数帯)部品が開発され、用いられている。
特に、このSAWフィルタはRF部の小型化に大きく貢
献するデバイスのため、活発に開発が行われ、一部実用
化されている。
過帯域の更なる低挿入損失化及び減衰帯域の高減衰量化
された高性能SAWフィルタが要望されている。
器端末における信号の分岐、生成の入力、出力部に用い
られている。
来の梯子型SAWフィルタは「SAW共振器を用いた低
損失帯域フィルタ:佐藤他4名 電子情報通信学会論文
誌A.vol.J76−A、No.2、pp245−2
52、1993」に示されている。
クタンスL(330)を付加した、図12に示されてい
る有極用フィルタが用いられている。
0)、S2(311)、S3(312)および2個の並
列腕P1(320)、P2(321)からなる梯子型S
AWフィルタの2端子対回路1(380)に、直列に有
極用インダクタンスL(330)を備えた2端子対回路
2(381)を接続した回路構成図である。
平10−163808号公報に示す如く、通過帯域の高
域側減衰帯域に、従来の梯子型SAWフィルタ特性に加
えて、有極用インダクタンスL(330)により、減衰
極を形成する。この減衰極により、通過帯域の高域側減
衰特性において、一応高減衰特性が得られるようになっ
ている。
端末の性能向上のため、通過帯域において更なる低挿入
損失化および通過帯域の低域減衰域において高減衰量化
された高性能SAWフィルタが要望されている。この高
性能化SAWフィルタは従来のボンディングワイヤーを
用いて、検討されているがまだ満足する特性は得られて
いないのが現状である。
において、通信帯域の高域側減衰帯域において、一応高
減衰特性を持つ、有極型SAWフィルタは上記図12に
示されている。
減衰極が必要な場合は上記図12の回路が用いられ、こ
の図12の有極用インダクタンスL(330)には従来
のボンディングワイヤーが用いられていた。
をインダクタンスLとして用いて、このL値により減衰
極周波数を変化させ、特性を変えて一応高減衰化してい
るが、しかし満足する特性はまだ得られていない。
が課せられ、減衰極を形成する必要がある場合も従来の
ボンディングワイヤーが用いられている。これに対応す
る有極型SAWフィルタとしては梯子型SAWフィルタ
の並列腕の従来のボンディングワイヤーを用いて、通過
帯域の低域側減衰帯域の減衰極周波数を調整したフィル
ムが用いられていたがこの場合も要求される特性は満足
されていなかった。
て、通過帯域の低域側減衰帯域および高域側減衰帯域に
おいて高減衰特性を持つ、有極型SAWフィルタが求め
られている。これに対応する有極型SAWフィルタとし
ては、従来のボンディングワイヤーをインダクタンスと
して用いて、通過帯域の低域側減衰帯域において減衰極
周波数を形成し、この減衰極周波数を変えて、フィルタ
の特性を高減衰量化した有極型SAWフィルタが用いら
れていたが要求される特性は満足されなかった。
帯域の更なる低挿入損失化および通過帯域の低域減衰域
において高減衰量化された高性能SAWフィルタを提供
することにある。
決するために下記の解決手段を採用する。 (1)有極型弾性表面波フィルタにおいて、弾性表面波
共振器を用いて梯子型弾性表面波フィルタを構成するフ
ィルタ用2端子対回路と、インピーダンスの直列接続か
らなるインピーダンス用2端子対回路とから構成される
有極型弾性表面波フィルタにおいて、通過帯域の低域側
に十分な減衰特性を有する所定幅の減衰帯域を形成する
ように前記インピーダンス用2端子対回路のインピーダ
ンスを構成すること。 (2)上記(1)記載の有極型弾性表面波フィルタにお
いて、前記インピーダンス用2端子対回路のインピーダ
ンスを抵抗とインダクタンスで構成すること。 (3)上記(1)記載の有極型弾性表面波フィルタにお
いて、前記インピーダンス用2端子対回路のインピーダ
ンスをボンディングワイヤーのインピーダンスで構成す
ること。 (4)弾性表面波共振器を用いて梯子型弾性表面波フィ
ルタを構成するフィルタ用2端子対回路と、インピーダ
ンスの直列接続からなるインピーダンス用2端子対回路
とから構成される有極型弾性表面波フィルタにおいて、
通過帯域の低域側に十分な減衰特性を有する所定幅の減
衰帯域を形成するように前記インピーダンス用2端子対
回路を3個のインピーダンスからなるπ形回路により構
成すること。 (5)上記(4)記載の有極型弾性表面波フィルタにお
いて、前記インピーダンス用2端子対回路の3個のイン
ピーダンスとしてボンディングワイヤーを用いること。 (6)上記(2)記載の有極型弾性表面波フィルタにお
いて、前記インピーダンス用2端子対回路のインピーダ
ンスとして電極3個を用いた2個のボンディングワイヤ
ーを用いたこと。 (7)上記(2)記載の有極型弾性表面波フィルタにお
いて、前記インピーダンス用2端子対回路のインピーダ
ンスに電極3個を用いた2個のボンディングワイヤーを
用い、1つのボンディングワイヤーに並列にキャパシタ
ンスを接続したこと。 (8)上記(1)ないし(7)のいずれか1項記載の有
極型弾性表面波フィルタにおいて、前記インピーダンス
のうち、インダクタンスを1(nH)に略一定とし、抵
抗を0.20(Ω)ないし1.20(Ω)の範囲の任意
の値としたこと。 (9)上記(1)ないし(7)のいずれか1項記載の有
極型弾性表面波フィルタにおいて、前記インピーダンス
のうち、インダクタンスを0.5(nH)に略一定と
し、抵抗を0.10(Ω)ないし0.60(Ω)の範囲
の任意の値としたこと。
て詳細に説明する。
の回路構成を示す図である。
2段π形梯子型SAWフィルタからなるフィルタ用2端
子対回路1(180)に、抵抗R11とインダクタンスX
11の直列接続有極用インピーダンスZ11(140)を用
いた2端子対回路2(181)を直列に接続して構成す
る。
T(104)との間に直列腕S1(110)を直列接続
し、該直列腕S1(110)の両端にそれぞれ並列腕P
1(120)、P2(121)を並列に接続して構成し
て2段π形梯子型SAWフィルタとする。
1)は有極用インピーダンスZ11(140)からなる。
インピーダンスZ11(140)はR11+jX11で構成さ
れる。
1)は低域側減衰帯域の極周波数を有極用インピーダン
スZ11の実数部R11と虚数部X11で変化可能に構成して
いることが本発明の特徴である。
の図1の集中定数等価回路を示す図である。
子の関係を示す為の図2の二等分回路の集中定数等価回
路を示す図である。
ス2ZS11の直列腕S1(410)、それぞれインピー
ダンスZF1の並列腕P1(420)およびP2(42
1)からなるπ型フィルタの2端子対回路に、直列に、
2R11+j2X11のインピーダンスZ11(440)から
なる2端子対回路を接続して構成する。
60)と先端M2(570)の間に直列腕ZS11(51
0)を接続し、入力端IN(560)と入力端E1(5
61)との間にインピーダンスZF1の並列腕(52
0)とR11+jX11のインピーダンス540)とを直列
に接続し、前記並列腕ZF1(520)とインピーダン
スZ11(540)との接続点を先端M3(572)に接
続している。
M3(572)および先端E2(571)を開放した場
合の入力インピーダンスをZ1、先端M2(570)、先
端M3(572)および先端E2(571)を短絡した
場合の入力インピーダンスをZ2とするとZ1、Z2はそ
れぞれ式(1)、式(2)で与えられる。
回路である。
1の回路を図4の格子型回路へ等価回路変換することに
より評価できる。この場合のFマトリクス(4端子行列
〔F〕)は式(3)で与えられる。
=(A+B+C+D)/2であるから、式(4)を用い
て評価される。
る。
(ω)の減衰極周波数は次の場合となる。
ピーダンス(Z2)および(Z1)が無限大およびゼロの
条件で、減衰極が形成されることが知られている。
場合も減衰極周波数が形成されることが特徴であり、し
かも有極用インピーダンスZ11(140)が実数部と虚
数部を持っていることである。
はインダクタンスのみで虚数部のみの場合となる。即
ち、本発明は実数部でも減衰特性を変えることが可能と
なることである。
を例にとり、本発明の有用性を説明する。
の共振器の構成を示す。
記公知文献に示した如く有極用インダクタンスLとして
ボンディングワイヤーを用いて、減衰帯域に減衰極を形
成して対応していた。
のみがインピーダンスとして作用する従来のボンディン
グワイヤーを用いて減衰帯域に減衰極を形成していた。
前記従来のボンディングワイヤーのインピーダンスに加
え、少なくとも抵抗成分を増加増加することにより、通
過帯域の特性は不変で、減衰極周波数および減衰特性を
変えることを可能として、高減衰特性を得るようにした
ものである。
来のボンディングワイヤーのインピーダンスに加え、少
なくとも抵抗成分を増加した線としたものである。これ
らインピーダンスの設定は下記で説明する関係に設定す
る。
下図6〜図9に基づいて説明する。
の構成図である。
の等価回路を示す図である。
の構成図である。
の等価回路を示す図である。
いた線有極用インピーダンスの実施例である。本発明の
ボンディングワイヤーを接続線102として、圧電基板
100側電極1とパッケージ101側電極2を接続す
る。
100側電極1と接続する電極112(110)と、パ
ッケージ101側電極2と接続する電極113(11
1)とを、抵抗R11とインダクタンスL11との直列回路
で接続する等価回路となる。即ち、本発明のボンディン
グワイヤーからなる接続線102のインピーダンスがR
11+jωL11となることを表している。
きるようにした実施例を図8に示す。本発明のボンディ
ングワイヤーを接続線(1)126および接続線(2)
127として、圧電基板120側電極(1)とパッケー
ジ121側電極(2)とパッケージ122側電極(3)
を接続する。さらに、無効成分調整用に、パッケージ1
21側電極(2)とパッケージ122側電極(3)の間
に、本発明のボンディングワイヤーと関係ない通常の抵
抗値が無視できる接続線(C1)124および接続線
(C2)125を介して、キャパシタンス用基板123
を接続する。
120側電極1と接続する電極133(130)と、パ
ッケージ121側電極2と接続する電極134(13
1)とを、抵抗R11とインダクタンスL 11との直列回路
で接続する等価回路とし、パッケージ121側電極2と
接続する電極134(131)と、パッケージ122側
電極3と接続する電極135(132)とを、抵抗R12
とインダクタンスL12との直列回路で接続する等価回路
とし、同じく、パッケージ121側電極2と接続する電
極134(131)と、パッケージ122側電極3と接
続する電極135(132)とを、通常の抵抗値が無視
できる接続線を介してキャパシタンスC12を接続する等
価回路となる。即ち、電極133(130)と電極13
4(131)の間をR11+jωL11の回路で接続し、電
極134(131)と電極135(132)の間を、R
12+jωL12の回路と1/jωC12の回路とでそれぞれ
接続する等価回路となる。
て本発明の有極用インピーダンスが構成される。
が、インダクタンスL≒1(nH)に略一定で、抵抗R
をパラメータとしたときの通過帯域の低域側減衰帯域の
減衰値が19.0(dB)のAttennation
width(MHz)の値、該有極SAWフィルタのQ
特性値を表す。
が、インダクタンスL≒0.5(nH)に略一定で、抵
抗Rをパラメータとしたときの通過帯域の低域側減衰帯
域の減衰値が24.0(dB)のAttennatio
n width(MHz)の値、該有極SAWフィルタ
のQ特性値を表す。
widthを説明する図である。
idth」は、図11に示すように、通過帯域の低域側
減衰帯域の減衰値が所定値以下で連続する間隔をいう。
「所定値」は通過帯域の減衰値に対し低域側減衰帯域の
減衰値が実行上十分に減衰する値をいう。現状、傾向と
しては狭い範囲で大きく減衰する特性ではなく前記At
tennation widthが十分に採れる特性に
なる。
域側減衰帯域の減衰値およびAttennation
width(MHz)の値は、実行レベルでの十分な値
を設定する。そのとき条件を確実にクリアする好ましい
抵抗値範囲は以下のようになる。
0.20(Ω)〜1.20(Ω)。
は0.10(Ω)〜0.60(Ω)。
に、第1実施例は、通過帯域の低域側減衰帯域におい
て、高減衰量特性を有する。
帯域内に減衰極を設けて、高減衰特性を実現するために
従来から有極用インダクタンスLとしてボンディングワ
イヤーを用いて対応していたが、満足する特性は得られ
なかった。
記従来の梯子型SAWフィルタの特性に比較して、極周
波数を形成する2端子対回路に実数部を有するインピー
ダンスを用いて、ボンディングワイヤー等のインピーダ
ンスと共に抵抗成分の実数部により、高減衰特性を得る
ことにより、必要な特性を得ることができる。
の構成図である。
端子対回路1(180)は前記第1実施例と同じ回路構
成の2段π形梯子型SAWフィルタで構成し、インピー
ダンス用2端子対回路2(181)は3個のインピーダ
ンスを用いたπ形回路で構成する。この3個の各インピ
ーダンスZ21(241)、Z22(242)、Z23(24
3)はそれぞれ抵抗RとインダクタンスXで構成されて
いる。
0)は、1個の直列腕S1(210)、2個の並列腕P
1(220)、P2(221)でπ型回路を構成してい
る。
1)は、R1+jX1の有極用インピーダンスZ21(24
1)、R2+jX2の有極用インピーダンスZ22(24
2)、およびR3+jX3の有極用インピーダンスZ
23(243)で、π型回路を構成している。
ーダンスZ21、Z22およびZ23の実数部Rと虚数部Xに
より、高減衰特性を得ることが本発明の特徴である。
実施例と同じ構成となる。表3に示す。
式(7)で与えられる。
(7)を用いて評価される。
(7)を式(8)に入れて求められる。即ち、第1実施
例との相違点は、2端子対回路2にπ型回路構成を用い
たことにより、式(6)、式(7)から、式(8)に入
れて求められる。これにより極周波数は式(8)の分母
がゼロになる周波数となり、従来のものと異なり、減衰
特性が高減衰特性になる。
数帯域を例にとり、表4を参照して本発明の有用性を説
明する。表4には図5を構成する各直列腕、並列腕の共
振器を示す。
スZ21、Z22およびZ23が、インダクタンスL1〜L3
≒0.5(nH)に略一定で、抵抗Rをパラメータとし
たときの通過帯域の低域側減衰帯域の減衰値が15.5
(dB)のAttennation width(MH
z)の値、該有極SAWフィルタのQ特性値を表す。
スZ21、Z22およびZ23が、インダクタンスL1および
L3≒0.5(nH)に略一定、インダクタンスL2≒
0.2(nH)に略一定で、抵抗Rをパラメータとした
ときの通過帯域の低域側減衰帯域の減衰値が22.0
(dB)のAttennation width(MH
z)の値、該有極SAWフィルタのQ特性値を表す。
スZ21、Z22およびZ23が、インダクタンスL1〜L3
≒1.0(nH)に略一定で、抵抗Rをパラメータとし
たときの通過帯域の低域側減衰帯域の減衰値が15.5
(dB)のAttennation width(MH
z)の値、該有極SAWフィルタのQ特性値を表す。
スZ21、Z22およびZ23が、インダクタンスL1および
L3≒1.0(nH)に略一定、インダクタンスL2≒
0.2(nH)に略一定で、抵抗Rをパラメータとした
ときの通過帯域の低域側減衰帯域の減衰値が24.1
(dB)のAttennation width(MH
z)の値、該有極SAWフィルタのQ特性値を表す。
スZ21、Z22およびZ23が、インダクタンスL1
およびL3≒1.0(nH)に略一定、インダクタンス
L2≒0.5(nH)に略一定で、抵抗Rをパラメータ
としたときの通過帯域の低域側減衰帯域の減衰値が1
7.2(dB)のAttennation width
(MHz)の値、該有極SAWフィルタのQ特性値を表
す。
域側減衰帯域の減衰値およびAttennation
width(MHz)の値は、実行レベルでの十分な値
を設定する。そのとき条件を確実にクリアする好ましい
抵抗値範囲は以下のようになる。
0.20(Ω)〜1.20(Ω)。
は0.10(Ω)〜0.60(Ω)。
記先行文献に示されるように有極用インダクタンスLと
してボンディングワイヤーを用いて、減衰帯域に減衰極
を形成して対応していた。
ヤーに加えて、抵抗成分を用いることにより、通過帯域
の特性は不変で、減衰極周波数および減衰特性を変える
ことが可能になり、高減衰特性が得られる。特に、減衰
特性の改善は著しく、20(dB)帯域幅を広帯域化す
ることができる。
の関係)図10は、本発明の表2および表4の特性をま
とめたグラフである。
表す。
表す。
表す。
表す。
表す。
b、b’、c、c’、d、d’、e、e’、f、f’、
g、g’は、前記通過帯域の低域側減衰帯域の減衰値が
所定値以下で連続する間隔をいうときの「所定値」を意
味し、上記好ましい範囲を含む有効範囲を意味する。
場合、抵抗範囲は0.1(Ω)〜0.6(Ω)が良品の
条件となる。
場合、抵抗範囲は0.1(Ω)〜1.2(Ω)が良品の
条件となる。
の値が増加するに応じて、抵抗範囲が広くなる傾向を有
する。
スと抵抗の関係を選択することができる。
域の低域側減衰帯域において、高減衰量特性を有する。
特性に比較して、極周波数を形成する2端子対用回路に
実数部を有するインピーダンスを用いて、ボンディング
ワイヤー等のインピーダンスと共に抵抗成分の実数部に
より、高減衰特性を得ることにより、必要な特性を得る
ことができる。
る。
中定数等価回路を示す図である。
示す為の図2の二等分回路の集中定数等価回路を示す図
である。
ある。
を示す図である。
ある。
を示す図路である。
ラフである。
th」を説明する図である。
(311)、S3(312)および2個の並列腕P1
(320)、P2(321)からなる梯子型SAWフィ
ルタの2端子対回路1(380)に、直列に有極用イン
ダクタンスL(330)を備えた2端子対回路2(38
1)を接続した回路構成図である。
1(510) 直列腕P1(120)、P2(12
1)、P1(420)、P2(421)、P1(52
0)、P1(220)、P2(221) 並列腕 Z11(140)、Z21(241)、Z22(242)、Z
23(243)、Z11(440)、Z11(540)
有極用インピーダンス ZS11(510)、ZF1(520)、ZF1(42
0)、ZF1(421)、ZI N(500)、Z1(61
0)、Z2(620) インピーダンス C12 キャパシタンス L11、L12、X11、X1、X2、X3 インダクタンス R11、R12、R1、R2、R3 抵抗 112、113、133、134、135 電極 1 圧電基板側電極 2、3 パッケージ側電極 100、120 圧電基板 101、121、122 パッケージ 102、124、125、126、127 接続線 103、560 入力端IN 104 出力端OUT 123 キャパシタンス用基板 180 フィルタ用2端子対回路1 181 インピーダンス用2端子対回路2 561 入力端E1 570 先端M2 571 先端E2 572 先端M3
Claims (9)
- 【請求項1】弾性表面波共振器を用いて梯子型弾性表面
波フィルタを構成するフィルタ用2端子対回路と、イン
ピーダンスの直列接続からなるインピーダンス用2端子
対回路とから構成される有極型弾性表面波フィルタにお
いて、通過帯域の低域側に十分な減衰特性を有する所定
幅の減衰帯域を形成するように前記インピーダンス用2
端子対回路のインピーダンスを構成することを特徴とす
る有極型弾性表面波フィルタ。 - 【請求項2】請求項1記載の有極型弾性表面波フィルタ
において、前記インピーダンス用2端子対回路のインピ
ーダンスを抵抗とインダクタンスで構成することを特徴
とする有極型弾性表面波フィルタ。 - 【請求項3】請求項1記載の有極型弾性表面波フィルタ
において、前記インピーダンス用2端子対回路のインピ
ーダンスをボンディングワイヤーのインピーダンスで構
成することを特徴とする有極型弾性表面波フィルタ。 - 【請求項4】弾性表面波共振器を用いて梯子型弾性表面
波フィルタを構成するフィルタ用2端子対回路と、イン
ピーダンスの直列接続からなるインピーダンス用2端子
対回路とから構成される有極型弾性表面波フィルタにお
いて、通過帯域の低域側に十分な減衰特性を有する所定
幅の減衰帯域を形成するように前記インピーダンス用2
端子対回路を3個のインピーダンスからなるπ形回路に
より構成することを特徴とする有極型弾性表面波フィル
タ。 - 【請求項5】請求項4記載の有極型弾性表面波フィルタ
において、前記インピーダンス用2端子対回路の3個の
インピーダンスとしてボンディングワイヤーを用いるこ
とを特徴とする有極型弾性表面波フィルタ。 - 【請求項6】請求項2記載の有極型弾性表面波フィルタ
において、前記インピーダンス用2端子対回路のインピ
ーダンスとして電極3個を用いた2個のボンディングワ
イヤーを用いたことを特徴とする有極型弾性表面波フィ
ルタ。 - 【請求項7】請求項2記載の有極型弾性表面波フィルタ
において、前記インピーダンス用2端子対回路のインピ
ーダンスに電極3個を用いた2個のボンディングワイヤ
ーを用い、1つのボンディングワイヤーに並列にキャパ
シタンスを接続したことを特徴とする有極型弾性表面波
フィルタ。 - 【請求項8】請求項1ないし7のいずれか1項記載の有
極型弾性表面波フィルタにおいて、前記インピーダンス
のうち、インダクタンスを1nHに略一定とし、抵抗を
0.20Ωないし1.20Ωの範囲の任意の値としたこ
とを特徴とする有極型弾性表面波フィルタ。 - 【請求項9】請求項1ないし7のいずれか1項記載の有
極型弾性表面波フィルタにおいて、前記インピーダンス
のうち、インダクタンスを0.5nHに略一定とし、抵
抗を0.10Ωないし0.60Ωの範囲の任意の値とし
たことを特徴とする有極型弾性表面波フィルタ。
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