JP2004112594A - 弾性表面波装置、通信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されているIDT105、106、107を有する弾性表面波フィルタ101とIDT110、111、112とを有する弾性表面波フィルタ102を、平衡−不平衡変換機能を有するように設け、平衡信号端子116、117を弾性表面波フィルタ101、102に接続する。平衡信号端子116、117のそれぞれに、リフレクタ122、124に挟まれているIDT123を備える弾性表面波共振子103およびリフレクタ125、127に挟まれているIDT126を備える弾性表面波共振子104を直列に接続する。そして、弾性表面波共振子103、104とで、リフレクタとくし型電極部とで互いに隣り合う電極指における中心間距離を異ならせる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置、およびそれを有する通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の携帯電話機等の通信装置の小型化、軽量化に対する技術的進歩は目覚しいものがある。これを実現するための手段として、各構成部品の削減、小型化はもとより、複数の機能を複合した部品の開発も進んできた。
【0003】
このような状況を背景に、携帯電話機のRF段に使用する弾性表面波装置に平衡−不平衡変換機能、いわゆるバラン(balun)の機能を付加したものも近年盛んに研究され、GSM(Global System for Mobile communications)などを中心に使用されるようになってきた。このような平衡−不平衡変換機能を持たせた弾性表面波装置に関する特許も、いくつか出願されている。
【0004】
最近、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置において、通過帯域内だけではなく、通過帯域外の同相成分(コモンモード)減衰量を大きくする要求が出てきている。
【0005】
例えば、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置において、平衡信号端子と弾性表面波フィルタとの間に共振子を付加し、さらに上記共振子における交叉幅と電極指本数を異ならせたものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−317642号公報(公開日1999年11月16日)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用いた平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置においては、特に通過帯域高域側において橋絡容量などによる平衡度の悪化が激しく、この周波数帯においてコモンモード減衰量が小さい(またはコモンモード信号レベルが大きい)という問題があった。
【0008】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、通過帯域高域側のコモンモード減衰量を大きくすることができる弾性表面波装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置は、上記の課題を解決するために、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されている少なくとも2つのくし型電極部を有する少なくとも1つの弾性表面波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有するように設けられているとともに、2つの平衡信号端子が弾性表面波フィルタに接続されている弾性表面波装置において、上記2つの平衡信号端子のそれぞれに、リフレクタに挟まれているくし型電極部を備える弾性表面波共振子が、直列に接続されており、一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とで、リフレクタとくし型電極部とで互いに隣り合う電極指における中心間距離が異なっていることを特徴としている。
【0010】
また、上記弾性表面波装置は、上記弾性表面波フィルタのくし型電極部の構造によって決まる波長をλとし、前記2つの弾性表面波共振子での、リフレクタとくし型電極部とで互いに隣り合う電極指における中心間距離をそれぞれXλ、Yλとしたとき、
(0+0.5n)λ<|X−Y|λ≦(0.18+0.5n)λ(n=0,1,2…)
の関係を満たすことが好ましい。
【0011】
上記の構成によれば、各弾性表面波フィルタと平衡信号端子との間にそれぞれ弾性表面波共振子を直列に接続し、各弾性表面波共振子にてくし型電極部とリフレクタとにおける最外電極指の中心間距離を異ならせているので、一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とにおける振幅および位相特性が異なり、各弾性表面波フィルタにおける通過帯域高域側の平衡度のずれを補正することができる。したがって、通過帯域高域側のコモンモード減衰量が大きい、弾性表面波装置が得られる。
【0012】
本発明の他の弾性表面波装置は、上記の課題を解決するために、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されている少なくとも2つのくし型電極部を有する少なくとも1つの弾性表面波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有するように設けられているとともに、2つの平衡信号端子が弾性表面波フィルタに接続されている弾性表面波装置において、上記2つの平衡信号端子のそれぞれに、リフレクタに挟まれているくし型電極部を備える弾性表面波共振子が、直列に接続されており、一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とで、リフレクタとくし型電極部とにおけるピッチ比が異なっていることを特徴としている。
【0013】
また、上記弾性表面波装置は、前記2つの弾性表面波共振子での、リフレクタとくし型電極部とのピッチ比(くし型電極部のピッチ/リフレクタのピッチ)をそれぞれa、bとした場合、
0.984≦a/b<1
の関係を満たすことが好ましい。
【0014】
上記の構成によれば、各弾性表面波フィルタと平衡信号端子との間にそれぞれ弾性表面波共振子を直列に接続し、各弾性表面波共振子にてリフレクタとくし型電極部とにおけるピッチ比を異ならせているので、一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とにおける振幅および位相特性が異なり、各弾性表面波フィルタにおける通過帯域高域側の平衡度のずれを補正することができる。したがって、通過帯域高域側のコモンモード減衰量が大きい、弾性表面波装置が得られる。
【0015】
本発明の他の弾性表面波装置は、上記の課題を解決するために、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されている少なくとも2つのくし型電極部を有する少なくとも1つの弾性表面波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有するように設けられているとともに、2つの平衡信号端子が弾性表面波フィルタに接続されている弾性表面波装置において、上記2つの平衡信号端子のそれぞれに、リフレクタに挟まれているくし型電極部を備える弾性表面波共振子が、直列に接続されており、一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とで、くし型電極部および/またはリフレクタにおけるdutyが異なっていることを特徴としている。
【0016】
また、上記弾性表面波装置は、前記2つの弾性表面波共振子での、くし型電極部および/またはリフレクタのdutyをそれぞれx、yとした場合、
0<|x−y|≦0.05
の関係を満たすことが好ましい。
【0017】
上記の構成によれば、各弾性表面波フィルタと平衡信号端子との間にそれぞれ弾性表面波共振子を直列に接続し、各弾性表面波共振子にてリフレクタとくし型電極部とにおけるdutyを異ならせているので、一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とにおける振幅および位相特性が異なり、各弾性表面波フィルタにおける通過帯域高域側の平衡度のずれを補正することができる。したがって、通過帯域高域側のコモンモード減衰量が大きい、弾性表面波装置が得られる。
【0018】
本発明の他の弾性表面波装置は、上記の課題を解決するために、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されている少なくとも2つのくし型電極部を有する少なくとも1つの弾性表面波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有するように設けられているとともに、2つの平衡信号端子が弾性表面波フィルタに接続されている弾性表面波装置において、上記2つの平衡信号端子のそれぞれに、リフレクタに挟まれているくし型電極部を備える弾性表面波共振子が、直列に接続されており、一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とで、リフレクタとくし型電極部とで互いに隣り合う電極指における中心間距離、リフレクタとくし型電極部とにおけるピッチ比、およびくし型電極部および/またはリフレクタにおけるdutyのうちの少なくとも2つが異なっていることを特徴としている。
【0019】
上記の構成によれば、各弾性表面波フィルタと平衡信号端子との間にそれぞれ弾性表面波共振子を直列に接続し、各弾性表面波共振子にてリフレクタとくし型電極部とで互いに隣り合う電極指における中心間距離、リフレクタとくし型電極部とにおけるピッチ比、およびくし型電極部および/またはリフレクタにおけるdutyのうちのいずれか2つ以上を異ならせているので、一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とにおける振幅および位相特性が異なり、各弾性表面波フィルタにおける通過帯域高域側の平衡度のずれを補正することができる。したがって、通過帯域高域側のコモンモード減衰量が大きい、弾性表面波装置が得られる。
【0020】
また、上記の弾性表面波装置は、3つもしくは5つのくし型電極部を有する2つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを備えていることが好ましい。
【0021】
また、上記の弾性表面波装置は、3つもしくは5つのくし型電極部を有する1つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを備えていることが好ましい。
【0022】
また、上記の弾性表面波装置は、前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタのくし型電極部のうち、少なくとも1つが、弾性表面波の伝搬方向に分割されていてもよい。また、上記の弾性表面波装置は、前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタのくし型電極部のうち、少なくとも1つが、弾性表面波の交叉幅方向に分割されていてもよい。
【0023】
また、上記弾性表面波装置は、前記圧電基板が、フェイスダウン工法でパッケージ内に収納されていてもよい。
【0024】
本発明の通信装置は、上記課題を解決するために、上記弾性表面波装置のいずれかを有することを特徴としている。上記の構成によれば、通過帯域低域側の減衰量が大きく、且つコモンモード減衰量も大きい弾性表面波装置を有することで、通過帯域低域側の減衰量が大きく、且つコモンモード減衰量も大きい通信装置を提供することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1ないし図15に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、DCS(digital communication system)受信用の弾性表面波装置を例にとって説明する。
【0026】
図1に、本実施の形態にかかる弾性表面波装置100の要部の構成を示す。上記弾性表面波装置100は、2つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101、102、および縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101、102のそれぞれに直列に接続された弾性表面波共振子103、104を、圧電基板(図示せず)上に、備えている構成である。上記縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101、102および弾性表面波共振子103、104は、Al電極により形成されている。本実施の形態では、圧電基板として、40±5°YcutX伝搬LiTaO3基板を用いている。そして、上記弾性表面波装置100には、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101、102と用いて平衡−不平衡変換機能を持たせている。ここでは、上記弾性表面波装置100において、不平衡信号端子のインピーダンスが50Ω、平衡信号端子のインピーダンスが150Ωとなっている例を挙げることにする。
【0027】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101の構成は、複数の電極指を有するくし型電極部(Inter−Digital Transducer、以下、IDTという)106を挟みこむようにIDT105、107が形成され、その両側にリフレクタ108、109が形成されている。図1に示すように、互いに隣り合うIDT103とIDT104との間、およびIDT104とIDT105との間の数本の電極指は、IDTの他の部分よりもピッチが小さくなっている(狭ピッチ電極指部118、119)。
【0028】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ102の構成は、IDT111を挟みこむようにIDT110、112が形成され、その両側にリフレクタ113、114が形成されている。また、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101と同様に、IDT110とIDT111との間、およびIDT111とIDT112との間には、狭ピッチ電極指部120、121が設けられている。また、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ102のIDT110およびIDT112の向きは、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101のIDT105およびIDT107に対して、交叉幅方向に反転させている。これにより、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ102における入力信号に対する出力信号の位相は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101に対して約180°反転されている。
【0029】
また、本実施の形態においては、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101、102のIDT106、111が不平衡信号端子115に接続されている。さらに、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101、102のIDT105、107およびIDT110、112のそれぞれが、弾性表面波共振子103、104を介して、平衡信号端子116、117のそれぞれ接続されている。
【0030】
上記弾性表面波共振子103、104は、共に同じ構成であり、それそれIDT123、126を挟み込むように、リフレクタ122、125と、リフレクタ124、127とが形成されている。
【0031】
次に、本実施の形態におけるパッケージに収納されている弾性表面波装置の断面図を図2に示す。上記弾性表面波装置は、パッケージと弾性表面波フィルタが形成されている圧電基板205との導通を、バンプボンディング206によって取るフリップチップ工法により作られた構造である。
【0032】
上記パッケージは2層構造となっており、底板部201、側壁部202、ダイアタッチ面203およびキャップ204を備えている。この底板部201は例えば長方形状であり、この底板部201の四周辺部からそれぞれ側壁部202が立設されている。キャップ部203は、この各側壁部202により形成される開口を覆って塞いでいる。この底板部201の上面(内表面)には、圧電基板205との導通を取るダイアタッチ部204が形成されている。圧電基板205とダイアタッチ部204は、バンプ206によって結合されている。
【0033】
また、本実施の形態にかかる実施例1の縦結合共振子型弾性表面波装置100では、弾性表面波共振子103におけるリフレクタ122、124のそれぞれとIDT123との互いに隣り合う電極指の中心間距離Xλと、弾性表面波共振子104におけるリフレクタ125、127のそれぞれとIDT126との互いに隣り合う電極指の中心間距離Yλとが異なっている。つまり、各弾性表面波共振子103、104においてIDTとリフレクタとの最外電極指中心間距離が異なっている。上記λは、弾性表面波フィルタのIDTにおける電極指ピッチで決まる波長である。例えば、弾性表面波共振子103では、Xλ=0.57λであり、弾性表面波共振子104では、Yλ=0.43λである。
【0034】
本実施の形態にかかる実施例1の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101、102の詳細な設計の一例については、以下の通りである。
【0035】
電極指のピッチを狭くしていない電極指のピッチで決まる波長をλIとすると、
交叉幅:41.8λI
IDT本数:(IDT105、IDT106、IDT107の順):18(3)/(3)33(3)/(3)18本(カッコ内はピッチを狭くした電極指の本数)
リフレクタ本数:60本(リフレクタ108、109)、90本(リフレクタ113、114)
duty:0.72(IDT)、0.57(リフレクタ)
電極膜厚:0.092λI
また、上記弾性表面波共振子103、104の詳細な設計の一例については、以下の通りである。
【0036】
交叉幅:16.5λI
IDT本数:180本
リフレクタ本数:15本
duty:0.60
電極膜厚:0.093λI
また、実施例1の弾性表面波装置100に対する比較として、図5に、比較例1の弾性表面波装置150を示す。この弾性表面波装置150は、上記弾性表面波装置100において、弾性表面波共振子103におけるリフレクタ122、124のそれぞれとIDT123との互いに隣り合う電極指の中心間距離Xλを0.50λとし、弾性表面波共振子104におけるリフレクタ125、127のそれぞれとIDT126との互いに隣り合う電極指の中心間距離Yλを0.50λとした構成である。その他の設計パラメータは、上記弾性表面波装置100と同様である。
【0037】
図3、図4に、実施例1の弾性表面波装置100における、周波数−伝送特性(周波数−挿入損失特性)、および周波数−コモンモード減衰量特性を示す。また、比較例1の弾性表面波装置150における、周波数−伝送特性、および周波数−VSWR特性についても示す。
【0038】
図4を見ると、実施例1の弾性表面波装置100では、1880〜1900MHz付近のコモンモード減衰量は約22dBであるのに対し、比較例1の弾性表面波装置150では、約20dBである。つまり、このコモンモード減衰量が約2dB改善していることがわかる。このとき、コモンモード減衰量などの大きな悪化は見られない。また、図4を見てわかるとおり、通過帯域内の挿入損失の悪化も見られない。このことは、弾性表面波共振子103におけるリフレクタ122、124のそれぞれとIDT123との互いに隣り合う電極指の中心間距離Xλと、弾性表面波共振子104におけるリフレクタ125、127のそれぞれとIDT126との互いに隣り合う電極指の中心間距離Yλとが異なっているため、弾性表面波共振子103と弾性表面波共振子104とにおける振幅および位相特性が異なり、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101、102における通過帯域高域側の平衡度のずれが補正されたことによる効果である。
【0039】
次に、コモンモード減衰量が改善される範囲を検討した。検討方法は、弾性表面波共振子103におけるリフレクタ122、124のそれぞれとIDT123との互いに隣り合う電極指の中心間距離Xλと、弾性表面波共振子104におけるリフレクタ125、127のそれぞれとIDT126との互いに隣り合う電極指の中心間距離Yλとを変化させていき、その差に対する1880〜1900MHzにおけるコモンモード減衰量を調査することにより検討した。その結果を、図6に示す。この図6より、XλとYλとの差が0.18λまでは、XλとYλとを異ならせない(同じにした)場合よりも大きなコモンモード減衰量を得られることがわかる。つまり、上記弾性表面波装置100では、(0+0.5n)λ<|X−Y|λ≦(0.18+0.5n)λ(n=0,1,2…)であることが好ましいことがわかる。
【0040】
以上説明したように、実施の形態1では弾性表面波共振子を直列接続した2つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用いて平衡−不平衡変換機能を持たせた弾性表面波装置において、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと平衡信号端子との間にそれぞれ弾性表面波共振子を直列に接続し、各弾性表面波共振子におけるIDTとリフレクタとの最外電極指中心間距離を異ならせることにより、通過帯域高域側のコモンモード減衰量が大きい、弾性表面波装置が得られる。
【0041】
実施例1では、3つのIDTを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタを2つ用いる例を示したが、これは、図7に示すように、5つのIDTを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタを2つ用いる構成でもよい。
【0042】
また、図8〜10に示すように、1つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用いて平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置を構成してもよい。さらに、図11〜13に示すように、少なくとも1つのIDTを、弾性表面波の伝搬方向、または交叉幅方向に分割した弾性表面波フィルタを用いて平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置を構成してもよい。
【0043】
上記図7〜13の構成において、各弾性表面波共振子におけるIDTとリフレクタとの最外電極指中心間距離を異ならせることにより、通過帯域高域側のコモンモード減衰量が大きい、弾性表面波装置が得られる。
【0044】
また、実施例1では図2のように、バンプボンド法を用いるフェイスダウン工法にて、パッケージ200と圧電基板205上の各電極パッドとの導通を取る方法で弾性表面波装置を作製したが、これはワイヤボンド工法であっても問題はない。
【0045】
また、フェイスダウン工法で作製する構成としては図5の構成に限らず、例えば図14のように集合基板301上に圧電基板302をフリップチップ工法で接合し、その上に樹脂303覆って封止して、ダイシングにより1パッケージ単位に切断する構成、図15のように同じく集合基板401上に圧電基板402をフリップチップ工法で接合し、その上にシート状の樹脂材403を覆って封止して、ダイシングにより1パッケージ単位に切断する構成で、弾性表面波装置が作製されていてもよい。
【0046】
さらに、実施例1では、40±5°YcutX伝搬LiTaO3からなる圧電基板を用いたが、効果が得られる原理からもわかるとおり、本発明はこの圧電基板に限らず、例えば64°〜72°YcutX伝搬LiNbO3、41°YcutX伝搬LiNbO3などの圧電基板でも同様な効果が得られる。
【0047】
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について図16ないし図19に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【0048】
本実施の形態にかかる実施例2の弾性表面波装置500は、実施例1の弾性表面波装置100において、弾性表面波共振子103、104を弾性表面波共振子503、504に代えた構成である。上記弾性表面波共振子503、504は、それぞれIDT523、526を挟み込むように、リフレクタ522、525と、リフレクタ524、527とが形成されている構成である。この弾性表面波共振子503、504では、弾性表面波共振子503におけるIDT523とリフレクタ522、524とのピッチ比aと、弾性表面波共振子504におけるIDT526とリフレクタ525、527とのピッチ比bとが異なる構成になっている。なお、上記ピッチ比は、「IDTピッチ/リフレクタピッチ」で表される。上記弾性表面波共振子503、504におけるIDTとリフレクタとのピッチ比は、a=0.994、b=1.006に設定されている。弾性表面波装置500におけるその他の設計パラメータは、上記比較例1の弾性表面波装置150と同じである。
【0049】
図17、図18に、実施例2の弾性表面波装置500における、周波数−伝送特性(周波数−挿入損失特性)、および周波数−コモンモード減衰量特性を示す。また、比較例1の弾性表面波装置150における、周波数−伝送特性、および周波数−VSWR特性についても示す。
【0050】
図18を見ると、実施例2の弾性表面波装置500では、1880〜1900MHz付近のコモンモード減衰量は約20dBであるのに対し、比較例1の弾性表面波装置150では、約22dBである。つまり、このコモンモード減衰量が約2dB改善していることがわかる。このとき、通過帯域内のコモンモード減衰量などの大きな悪化は見られない。また、図17を見てわかるとおり、通過帯域内の挿入損失の悪化も見られない。このことは、弾性表面波共振子503と弾性表面波共振子504とにおいてIDTとリフレクタとのピッチ比を異ならせているため、弾性表面波共振子503と弾性表面波共振子504とにおける振幅および位相特性が異なり、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101、102における通過帯域高域側の平衡度のずれが補正されたことによる効果である。
【0051】
次に、コモンモード減衰量が改善される範囲を検討した。検討方法は、弾性表面波共振子503におけるIDT523とリフレクタ522、524とのピッチ比(a)および弾性表面波共振子504におけるIDT526とリフレクタ524、527とのピッチ比(b)を変化させていき、そのピッチ比の比(弾性表面波共振子503のピッチ比/弾性表面波共振子504のピッチ比(a/b))に対する1880〜1900MHzにおけるコモンモード減衰量を調査することにより検討した。その結果を、図19に示す。この図19より、上記ピッチ比の比が約0.984までは、上記ピッチ比を異ならせない場合よりも大きなコモンモード減衰量を得られることがわかる。つまり、上記弾性表面波装置500では、ピッチ比の比が0.984≦a/b<1の範囲となることが好ましいことがわかる。
【0052】
以上説明したように、実施の形態2では弾性表面波共振子を直列に接続した2つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用いて平衡−不平衡変換機能を持たせた弾性表面波装置において、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと平衡信号端子の間にそれぞれ弾性表面波共振子を直列に接続し、各弾性表面波共振子におけるIDTとリフレクタとのピッチ比を異ならせることにより、通過帯域高域側のコモンモード減衰量が大きい、弾性表面波装置が得られる。
【0053】
実施例2の弾性表面波装置500では、3つのIDTを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタを2つ用いる例を示したが、5つのIDTを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタを2つ用いる構成でもよい。また、1つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用いて平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置を構成してもよい。さらに、少なくとも1つのIDTを、弾性表面波の伝搬方向、または交叉幅方向に分割した弾性表面波フィルタを用いて平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置を構成してもよい。そして、上記の構成において、各弾性表面波共振子におけるIDTとリフレクタとのピッチ比を異ならせることにより、通過帯域高域側のコモンモード減衰量が大きい、弾性表面波装置が得られる。
【0054】
〔実施の形態3〕
本発明の他の実施の形態について図20ないし図25に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【0055】
本実施の形態にかかる実施例3の弾性表面波装置700は、実施例1の弾性表面波装置100において、弾性表面波共振子103、104を弾性表面波共振子703、704に代えた構成である。上記弾性表面波共振子703、704は、それぞれIDT723、726を挟み込むように、リフレクタ722、725と、リフレクタ724、727とが形成されている構成である。この弾性表面波共振子703、704では、弾性表面波共振子703におけるIDT723およびリフレクタ722、724のdutyと、弾性表面波共振子704におけるIDT726およびリフレクタ725、727のdutyとが異なる構成になっている。上記弾性表面波共振子703、704におけるdutyは、それぞれ0.620、0.580に設定されている。弾性表面波装置700におけるその他の設計パラメータは、上記比較例1の弾性表面波装置150と同じである。
【0056】
図21、図22に、実施例3の弾性表面波装置700における、周波数−伝送特性(周波数−挿入損失特性)、および周波数−コモンモード減衰量特性を示す。また、比較例1の弾性表面波装置150における、周波数−伝送特性、および周波数−VSWR特性についても示す。
【0057】
図22を見ると、実施例3の弾性表面波装置700では、1880〜1900MHz付近のコモンモード減衰量は約20dBであるのに対し、比較例1の弾性表面波装置150では、約22dBである。つまり、このコモンモード減衰量が約2dB改善していることがわかる。このとき、通過帯域内のコモンモード減衰量などの大きな悪化は見られない。また、図21を見てわかるとおり、通過帯域内の挿入損失の悪化も見られない。このことは、弾性表面波共振子703と弾性表面波共振子704とにおいてIDTおよびリフレクタのdutyを異ならせているため、弾性表面波共振子703と弾性表面波共振子704とにおける振幅および位相特性が異なり、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101、102における通過帯域高域側の平衡度のずれが補正されたことによる効果である。
【0058】
次に、コモンモード減衰量が改善される範囲を検討した。検討方法は、弾性表面波共振子703におけるIDT723およびリフレクタ722、724のduty(x)、ならびに弾性表面波共振子704におけるIDT726およびリフレクタ725、727のduty(y)を変化させていき、それらのdutyの差(x−y)に対する1880〜1900MHzにおけるコモンモード減衰量を調査することにより検討した。その結果を、図23に示す。この図23より、dutyの差が約0.05までは、弾性表面波共振子703、704のdutyを異ならせない場合よりも大きなコモンモード減衰量を得られることがわかる。つまり、上記弾性表面波装置700では、dutyが0<|x−y|≦0.05の範囲となることが好ましいことがわかる。
【0059】
以上説明したように、実施の形態3では弾性表面波共振子を直列に接続した2つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用いて平衡−不平衡変換機能を持たせた弾性表面波装置において、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと平衡信号端子の間にそれぞれ弾性表面波共振子を直列に接続し、各弾性表面波共振子におけるIDTおよびリフレクタのdutyを異ならせることにより、通過帯域高域側のコモンモード減衰量が大きい、弾性表面波装置が得られる。
【0060】
また、弾性表面波装置700において、弾性表面波共振子703におけるIDT723およびリフレクタ722、724のduty、ならびに弾性表面波共振子704におけるIDT726およびリフレクタ725、727のduty(y)を異ならせるのは、図24に示すように、弾性表面波共振子のIDTのみ、あるいは、図25に示すように、弾性表面波共振子のリフレクタのみでもよく、これらの構成においても同様の効果を得ることができる、
実施例3の弾性表面波装置700では、3つのIDTを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタを2つ用いる例を示したが、5つのIDTを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタを2つ用いる構成でもよい。また、1つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用いて平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置を構成してもよい。さらに、少なくとも1つのIDTを、弾性表面波の伝搬方向、または交叉幅方向に分割した弾性表面波フィルタを用いて平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置を構成してもよい。そして、上記の構成において、各弾性表面波共振子におけるIDTおよびリフレクタのdutyを異ならせることにより、通過帯域高域側のコモンモード減衰量が大きい、弾性表面波装置が得られる。
【0061】
〔実施の形態4〕
本発明の他の実施の形態について図26に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【0062】
本実施の形態にかかる実施例4の弾性表面波装置800は、実施例1の弾性表面波装置100において、弾性表面波共振子103、104を弾性表面波共振子803、804に代えた構成である。上記弾性表面波共振子803、804は、それぞれIDT823、826を挟み込むように、リフレクタ822、825と、リフレクタ824、827とが形成されている構成である。
【0063】
弾性表面波装置800では、弾性表面波共振子803におけるリフレクタ822、824のそれぞれとIDT823との互いに隣り合う電極指の中心間距離と、弾性表面波共振子804におけるリフレクタ825、827のそれぞれとIDT826との互いに隣り合う電極指の中心間距離とが異なっている。つまり、各弾性表面波共振子803、804においてIDTとリフレクタとの最外電極指中心間距離が異なっている。さらに、弾性表面波共振子803におけるIDT823とリフレクタ822、824とのピッチ比と、弾性表面波共振子804におけるIDT826とリフレクタ825、827とのピッチ比とが異なる構成になっている。
【0064】
上記の構成は、実施の形態1と実施の形態2との構成を組み合わせた、つまり、各弾性表面波共振子において、リフレクタとIDTとの最外電極指中心間距離、およびリフレクタとIDTとのピッチ比の比を異ならせた構成となっている。この構成においても、通過帯域高域側のコモンモード減衰量が大きい、弾性表面波装置が得られる。
【0065】
このように、上記実施の形態1〜3において説明した構成、つまり、各弾性表面波共振子において、リフレクタとIDTとの最外電極指中心間距離、リフレクタとIDTとのピッチ比の比、ならびにリフレクタおよびIDTのdutyのうちの少なくとも2つを異ならせることによっても、通過帯域高域側のコモンモード減衰量が大きい、弾性表面波装置が得られる。
【0066】
次に、上記実施の形態に記載の弾性表面波装置を用いた通信装置について図27に基づき説明する。上記通信装置600は、受信を行うレシーバ側(Rx側)として、アンテナ601、アンテナ共用部/RFTopフィルタ602、アンプ603、Rx段間フィルタ604、ミキサ605、1stIFフィルタ606、ミキサ607、2ndIFフィルタ608、1st+2ndローカルシンセサイザ611、TCXO(temperature compensated crystal oscillator(温度補償型水晶発振器))612、デバイダ613、ローカルフィルタ614を備えて構成されている。
【0067】
Rx段間フィルタ604からミキサ605へは、図27に二本線で示したように、バランス性を確保するために各平衡信号にて送信することが好ましい。
【0068】
また、上記通信装置600は、送信を行うトランシーバ側(Tx側)として、上記アンテナ601及び上記アンテナ共用部/RFTopフィルタ602を共用するとともに、TxIFフィルタ621、ミキサ622、Tx段間フィルタ623、アンプ624、カプラ625、アイソレータ626、APC(automatic power control (自動出力制御))627を備えて構成されている。
【0069】
そして、上記のRx段間フィルタ604、1stIFフィルタ606、TxIFフィルタ621、Tx段間フィルタ623、アンテナ共用部/RFTopフィルタ602には、上述した本実施の形態に記載の弾性表面波装置が好適に利用できる。
【0070】
本発明にかかる弾性表面波装置は、フィルタ機能と共に不平衡型−平衡型変換機能を備えることができ、その上、通過帯域外の、通過帯域近傍における減衰特性も良好で、特に通過帯域低域側の減衰量が大きく、且つコモンモード減衰量が大きいという優れた特性を有するものである。よって、上記弾性表面波装置を有する本発明の通信装置は、伝送特性を向上できるものとなっている。
【0071】
【発明の効果】
以上のように、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されている少なくとも2つのくし型電極部を有する少なくとも1つの弾性表面波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有するように設けられているとともに、2つの平衡信号端子が弾性表面波フィルタに接続されている弾性表面波装置において、上記2つの平衡信号端子のそれぞれに、リフレクタに挟まれているくし型電極部を備える弾性表面波共振子が、直列に接続されており、一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とで、リフレクタとくし型電極部とで互いに隣り合う電極指における中心間距離、リフレクタとくし型電極部とにおけるピッチ比、およびくし型電極部および/またはリフレクタにおけるdutyのうちの少なくとも1つが異なっている構成である。
【0072】
上記の構成によれば、弾性表面波装置において、各弾性表面波フィルタと平衡信号端子との間にそれぞれ弾性表面波共振子を直列に接続し、各弾性表面波共振子にてリフレクタとくし型電極部とで互いに隣り合う電極指における中心間距離、リフレクタとくし型電極部とにおけるピッチ比、およびくし型電極部および/またはリフレクタにおけるdutyのうちの少なくとも2つを異ならせているので、一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とにおける振幅および位相特性が異なり、弾性表面波フィルタにおける通過帯域高域側の平衡度のずれを補正することができるという効果を奏する。これにより、通過帯域高域側のコモンモード減衰量が大きい弾性表面波装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1にかかる実施例1の弾性表面波装置の概略構成図である。
【図2】パッケージに収納されている上記実施例1の弾性表面波装置の要部の断面図である。
【図3】上記実施例1の弾性表面波装置および比較例1の弾性表面波装置における、弾性周波数−伝送特性を示すグラフである。
【図4】上記実施例1の弾性表面波装置および比較例1の弾性表面波装置における、周波数−コモンモード減衰量特性を示すグラフである。
【図5】比較例1の弾性表面波装置の概略構成図である。
【図6】上記実施例1の弾性表面波装置の効果が得られる範囲を調査したグラフである。
【図7】上記弾性表面波装置の他の変形例を示す概略構成図である。
【図8】上記弾性表面波装置のさらに他の変形例を示す概略構成図である。
【図9】上記弾性表面波装置のさらに他の変形例を示す概略構成図である。
【図10】上記弾性表面波装置のさらに他の変形例を示す概略構成図である。
【図11】上記弾性表面波装置のさらに他の変形例を示す概略構成図である。
【図12】上記弾性表面波装置のさらに他の変形例を示す概略構成図である。
【図13】上記弾性表面波装置のさらに他の変形例を示す概略構成図である。
【図14】本実施の形態の弾性表面波装置の一製造プロセスを示す断面図である。
【図15】本実施の形態の弾性表面波装置の他の製造プロセスを示す断面図である。
【図16】実施の形態2にかかる実施例2の弾性表面波装置の概略構成図である。
【図17】上記実施例2の弾性表面波装置および比較例1の弾性表面波装置における、弾性周波数−伝送特性を示すグラフである。
【図18】上記実施例2の弾性表面波装置および比較例1の弾性表面波装置における、周波数−コモンモード減衰量特性を示すグラフである。
【図19】上記実施例2の弾性表面波装置の効果が得られる範囲を調査したグラフである。
【図20】実施の形態3にかかる実施例3の弾性表面波装置の概略構成図である。
【図21】上記実施例3の弾性表面波装置および比較例1の弾性表面波装置における、弾性周波数−伝送特性を示すグラフである。
【図22】上記実施例3の弾性表面波装置および比較例1の弾性表面波装置における、周波数−コモンモード減衰量特性を示すグラフである。
【図23】上記実施例3の弾性表面波装置の効果が得られる範囲を調査したグラフである。
【図24】上記弾性表面波装置の変形例を示す概略構成図である。
【図25】上記弾性表面波装置の他の変形例を示す概略構成図である。
【図26】実施の形態4にかかる実施例4の弾性表面波装置の概略構成図である。
【図27】上記実施の形態の弾性表面波装置を用いた通信装置の要部ブロック図である。
【符号の説明】
201 縦結合共振子型弾性表面波フィルタ(弾性表面波フィルタ素子)
202 縦結合共振子型弾性表面波フィルタ(弾性表面波フィルタ素子)
205、206、207 IDT(くし型電極部)
210、211、212 IDT(くし型電極部)
208、213 リフレクタ
209、214 リフレクタ
Claims (15)
- 圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されている少なくとも2つのくし型電極部を有する少なくとも1つの弾性表面波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有するように設けられているとともに、2つの平衡信号端子が弾性表面波フィルタに接続されている弾性表面波装置において、
上記2つの平衡信号端子のそれぞれに、リフレクタに挟まれているくし型電極部を備える弾性表面波共振子が、直列に接続されており、
一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とで、リフレクタとくし型電極部とで互いに隣り合う電極指における中心間距離が異なっていることを特徴とする弾性表面波装置。 - 上記弾性表面波フィルタのくし型電極部の構造によって決まる波長をλとし、
前記2つの弾性表面波共振子での、リフレクタとくし型電極部とで互いに隣り合う電極指における中心間距離をそれぞれXλ、Yλとしたとき、
(0+0.5n)λ<|X−Y|λ≦(0.18+0.5n)λ
(n=0,1,2…)
の関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波装置。 - 圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されている少なくとも2つのくし型電極部を有する少なくとも1つの弾性表面波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有するように設けられているとともに、2つの平衡信号端子が弾性表面波フィルタに接続されている弾性表面波装置において、
上記2つの平衡信号端子のそれぞれに、リフレクタに挟まれているくし型電極部を備える弾性表面波共振子が、直列に接続されており、
一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とで、リフレクタとくし型電極部とにおけるピッチ比が異なっていることを特徴とする弾性表面波装置。 - 前記2つの弾性表面波共振子での、リフレクタとくし型電極部とのピッチ比(くし型電極部のピッチ/リフレクタのピッチ)をそれぞれa、bとした場合、
0.984≦a/b<1
の関係を満たすことを特徴とする請求項3に記載の弾性表面波装置。 - 圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されている少なくとも2つのくし型電極部を有する少なくとも1つの弾性表面波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有するように設けられているとともに、2つの平衡信号端子が弾性表面波フィルタに接続されている弾性表面波装置において、
上記2つの平衡信号端子のそれぞれに、リフレクタに挟まれているくし型電極部を備える弾性表面波共振子が、直列に接続されており、
一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とで、くし型電極部および/またはリフレクタにおけるdutyが異なっていることを特徴とする弾性表面波装置。 - 前記2つの弾性表面波共振子での、くし型電極部および/またはリフレクタのdutyをそれぞれx、yとした場合、
0<|x−y|≦0.05
の関係を満たすことを特徴とする請求項5に記載の弾性表面波装置。 - 圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されている少なくとも2つのくし型電極部を有する少なくとも1つの弾性表面波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有するように設けられているとともに、2つの平衡信号端子が弾性表面波フィルタに接続されている弾性表面波装置において、
上記2つの平衡信号端子のそれぞれに、リフレクタに挟まれているくし型電極部を備える弾性表面波共振子が、直列に接続されており、
一方の弾性表面波共振子と他方の弾性表面波共振子とで、リフレクタとくし型電極部とで互いに隣り合う電極指における中心間距離、リフレクタとくし型電極部とにおけるピッチ比、およびくし型電極部および/またはリフレクタにおけるdutyのうちの少なくとも2つが異なっていることを特徴とする弾性表面波装置。 - 3つのくし型電極部を有する2つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを備えていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の弾性表面波装置。
- 5つのくし型電極部を有する2つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを備えていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の弾性表面波装置。
- 3つのくし型電極部を有する1つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを備えていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の弾性表面波装置。
- 5つのくし型電極部を有する1つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを備えていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の弾性表面波装置。
- 前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタのくし型電極部のうち、少なくとも1つが、弾性表面波の伝搬方向に分割されていることを特徴とする請求項10または11に記載の弾性表面波装置。
- 前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタのくし型電極部のうち、少なくとも1つが、弾性表面波の交叉幅方向に分割されていることを特徴とする請求項10または11に記載の弾性表面波装置。
- 前記圧電基板が、フェイスダウン工法でパッケージ内に収納されていることを特徴とする請求項1ないし13のいずれか1項に記載の弾性表面波装置。
- 請求項1ないし14のいずれか1項に記載の弾性表面波装置を有することを特徴とする通信装置。
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