JP2005039811A - 弾性表面波装置およびそれを用いた通信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 挿入損失が少なく、かつ通過帯域幅の広い、優れたフィルタ特性を有する弾性表面波装置およびそれを用いた通信装置を提供すること。
【解決手段】 圧電基板１上に、圧電基板１上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、この伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指を備えたＩＤＴ電極の複数を１列以上配設するとともに、伝搬方向において近接した少なくとも１対のＩＤＴ電極（２，３、３，４）の間に、伝搬方向に対して直交する方向に長い４本以上の電極指が伝搬方向に沿って並んで構成された反射器（５、６）を配設してなり、かつ反射器（５、６）の隣り合う電極指の中心間距離ａが、反射器（５、６）の両端部に位置する電極指から中央部に位置する電極指に向かって漸次短くなっていることを特徴とする弾性表面波装置とする。これにより、広帯域な伝送特性を持った弾性表面波装置を実現できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、弾性表面波装置およびそれを用いた携帯電話機等の通信装置に関するものである。
弾性表面波(Acoustic Surface Wave)フィルタを搭載した弾性表面波装置が各種通信装置に使用されている。
近年、通信装置の小型化、高周波化、高機能化の進展にともない、弾性表面波フィルタを広帯域化とする要求が増大してきている。例えば、1.9ＧＨｚ帯の携帯電話機に用いるフィルタとして、実効通過帯域幅が80ＭＨｚ以上（比帯域幅約４％以上）もある高性能な広帯域フィルタが望まれている（ここで「比帯域幅」とは、実効通過帯域幅を通過中心周波数で割った値をいう）。
このような広帯域化を実現するために、例えば、圧電基板上に３個のＩＤＴ(Inter Digital Transducer)電極を設け、縦１次モードと縦３次モードを利用した２重モード弾性表面波共振器フィルタが提案されている。
図27に従来の共振器型弾性表面波フィルタの電極構造の平面図を示す。圧電基板201上に配設されたＩＤＴ電極202，203，204は、互いに対向させた一対の櫛歯状電極からなり、この一対の櫛歯状電極に電界を印加し弾性表面波を生じさせる。中央のＩＤＴ電極203の一方の櫛歯状電極に接続された入力端子210から信号を入力することにより、励振された弾性表面波がＩＤＴ電極203の両側に配置されたＩＤＴ電極202，204に伝搬される。ＩＤＴ電極202，204のそれぞれを構成する一方の櫛歯状電極からＩＤＴ電極206，208およびＩＤＴ電極207を通じて出力端子213へ信号が伝わり出力される。このように、共振器型電極パターンを２段縦続接続させることにより、フィルタ特性の帯域外減衰量の向上を図ることができる。なお、図中205，209はＩＤＴ電極の外側に設けられた反射器、211は接地端子である。
図28は、図27と同様に、従来の弾性表面波フィルタの電極構造を示した平面図であり、圧電基板101上にＩＤＴ電極102，103，104と反射器107とを配置している。なお、図中、105，106は隣り合うＩＤＴ電極間の電極間部位、108はＩＤＴ電極103，104と反射器107との間の電極間部位、111は入力端子、112は接地端子、113は出力端子である。
ここで、ＩＤＴ電極102に接続された入力端子111に信号を入力することにより、弾性表面波を励振させ、この弾性表面波がＩＤＴ電極102の両側に位置するＩＤＴ電極103，104に伝搬され、ＩＤＴ電極103，104に接続された出力端子113から信号が出力される。また、両端に位置する反射器107により弾性表面波が反射され、定在波となる。
この定在波のモードには、３つのＩＤＴ電極102，103，104の存在により、１次モードとその高次(３次）モードが含まれる。これらのモードで発生する共振により通過特性が得られるため、これらのモードで発生する共振周波数同士の間隔を制御することにより、通過帯域を広くすることができる。
従来、共振周波数の間隔を制御するために、全てのＩＤＴ電極102，103，104において隣り合う電極指の中心間距離（ピッチＬ）を同じ大きさにし、かつ、隣り合うＩＤＴ電極間の間隔ｄの制御により、共振周波数の間隔を制御していた。
従来の２重モード弾性表面波共振器フィルタでは、圧電基板としてＬｉＴａＯ３基板を用いた場合、比帯域幅は約0.40％（特許文献１を参照）、または比帯域幅は高々２％程度しか得られないものであった（特許文献２を参照）。また、最大の帯域幅で3.7％（特許文献３を参照）が得られているが、フィルタとしては温度変動を考慮しなければならず、また製造された電極計上のばらつきにより周波数が変動することから、広い通過帯域幅が必要な携帯電話機等の通信装置への適用には無理があった。
さらに、隣り合うＩＤＴ電極の端部に電極指の狭ピッチ部（図28に示した隣り合うＩＤＴ電極間の電極間部位105，106）を設けることにより、ＩＤＴ電極間におけるバルク波への放射損を低減して、共振モードの状態を制御することにより広帯域化、挿入損失の改善を図る試みがなされている（特許文献４，特許文献５を参照）。
特開平１−231417号公報 特開平４−40705号公報 特開平７−58581号公報 特開2002−009587号公報 特表2002−528987号公報
しかし、製造工程での温度変動に伴って圧電基板の焦電性により、ＩＤＴ電極の狭ピッチ部に電荷が集中することになる。この狭ピッチ部に、電極指間で生じた電位差が原因で放電が起こり、ＩＤＴ電極が損傷するという問題があった。特に、携帯電話等のように使用周波数の高周波化に伴い、ＩＤＴ電極の電極指幅および電極指間が細くまた狭くなるので、このような焦電破壊が生じやすい。
本発明の目的は、挿入損失が少なく、かつ通過帯域幅の広い、優れたフィルタ特性を有する弾性表面波装置およびそれを用いた通信装置を提供することにある。
本発明の弾性表面波装置は、１）圧電基板上に、該圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、該伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指を備えたＩＤＴ電極の複数を１列以上配設するとともに、前記伝搬方向において近接した少なくとも１対のＩＤＴ電極の間に、前記伝搬方向に対して直交する方向に長い４本以上の電極指が前記伝搬方向に沿って並んで構成された反射器を配設してなり、かつ該反射器の隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器の両端部に位置する電極指から中央部に位置する電極指に向かって漸次短くなっていることを特徴とする。
また、２）圧電基板上に、該圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、該伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指を備えたＩＤＴ電極の複数を１列以上配設するとともに、前記伝搬方向において近接した少なくとも１対のＩＤＴ電極の間に、前記伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指が前記伝搬方向に沿って並んで構成された反射器を配設してなり、かつ前記少なくとも１対のＩＤＴ電極の、前記反射器を挟んだ一方の端部から他方の端部へ至る領域で、隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器の中央部に位置する電極指に向かって漸次短くなっている弾性表面波装置としてもよい。
また、３）上記１）または２）において、前記伝搬方向で隣り合う前記反射器と前記ＩＤＴ電極とにおいて、前記反射器の隣り合う電極指の中心間距離の最大値が、前記ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離の平均値よりも小さいこととしてもよい。
また、４）上記１）または２）において、前記伝搬方向で隣り合う前記反射器と前記ＩＤＴ電極とを電気的に接続したこととしてもよい。
また、５）上記１）または２）を構成する前記ＩＤＴ電極に対して、直列または並列に、１つ以上のモード共振を発生させる共振子を接続した弾性表面波装置としてもよい。
また、本発明の弾性表面波装置は、６）圧電基板上の弾性表面波の伝搬方向に沿って１段または複数段配置された共振器型電極パターンを備える弾性表面波装置であって、前記共振器型電極パターンは、前記弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に伸びる電極指を備え前記弾性表面波の伝搬方向に沿って並んだ複数のＩＤＴ電極と、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って近接した一対のＩＤＴ電極の間に配置された反射器とを有し、該反射器は、前記弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に伸びる４本以上の電極指が並んで構成され、かつ隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器の両端部から中央部に向かって漸次短くなっていることを特徴とする弾性表面波装置としてもよい。
また、７）上記６）において、前記反射器の隣り合う電極指の中心間距離の最大値が、前記反射器に隣接する前記ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離の平均値よりも小さいこととしてもよい。
また、８）上記６）において、前記反射器に隣接する前記ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器から離れた領域から前記反射器に近づくにつれて漸次短くなっていることとしてもよい。
また、本発明の弾性表面波装置は、９）圧電基板上の弾性表面波の伝搬方向に沿って１段または複数段配置された共振器型電極パターンを備える弾性表面波装置であって、前記共振器型電極パターンは、前記弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に伸びる電極指を備え前記弾性表面波の伝搬方向に沿って並んだ複数のＩＤＴ電極と、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って近接した一対のＩＤＴ電極の間に配置された反射器とを有し、該反射器に隣接する前記ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器から離れた領域から前記反射器に近づくにつれて漸次短くなっている弾性表面波装置としてもよい。
また、10）上記９）の弾性表面波装置であって、前記弾性表面波の伝搬方向で隣り合う前記反射器と前記ＩＤＴ電極とにおいて、前記ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離の平均値が、前記反射器の隣り合う電極指の中心間距離の最大値よりも大きいこととしてもよい。
また、本発明の弾性表面波装置は、11）圧電基板上の弾性表面波の伝搬方向に沿って１段または複数段配置された共振器型電極パターンと、前記共振器型電極パターンに接続された入出力端子とを備える弾性表面波装置であって、前記共振器型電極パターンは、前記弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に伸びる電極指を備え前記弾性表面波の伝搬方向に沿って並んだ５個以上のＩＤＴ電極と、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って近接した一対のＩＤＴ電極の間に配置され、前記伝搬方向に対して直交する方向に伸びた４本以上の電極指を持った反射器とを有し、前記５個以上のＩＤＴ電極のうち、中央部に位置する第１ＩＤＴ電極および両端に位置する第２ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離が等しく、前記第１ＩＤＴ電極と前記第２ＩＤＴ電極との間に位置する第３ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離が、前記第１ＩＤＴ電極および前記第２ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離よりも短く、かつ前記第３ＩＤＴ電極の両端部から中央部に向かって漸次短くなっている弾性表面波装置としてもよい。
また、12）上記11）において、前記反射器が前記第３ＩＤＴ電極に隣接しており、前記反射器の隣り合う電極指の中心間距離が、この反射器に隣接する前記第３ＩＤＴ電極から離れた領域から、前記第３ＩＤＴ電極に近づくにつれて短くなっていることとしてもよい。
また、13）上記11）において、前記反射器が前記第１ＩＤＴ電極および前記第２ＩＤＴ電極の少なくとも一方に隣接しており、前記第１ＩＤＴ電極および前記第２ＩＤＴ電極の少なくとも一方の隣り合う電極指の中心間距離が、これらのＩＤＴ電極に隣接する前記反射器から離れた領域から前記反射器に近づくにつれて漸次短くなっていることとしてもよい。
また、14）上記13）において、前記反射器が前記第３ＩＤＴ電極に隣接しており、前記第３ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離の最大値が、隣接する反射器の隣り合う電極指の中心間距離の平均値よりも小さいこととしてもよい。
また、15）上記６）、９）および11）のいずれかにおいて、前記共振器型電極パターンに対して、直列または並列に、１つ以上のモード共振を発生させる他の共振器型電極パターンを接続した弾性表面波装置としてもよい。
さらに、本発明の通信装置は、16）上記１）乃至17）のいずれかの弾性表面波装置をフィルタ手段として用いたことを特徴とする。
このように、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に、該圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、該伝搬方向に対して直交する方向に伸びるストリップライン状電極指（以下単に「電極指」という）を複数備えたＩＤＴ電極を、複数配列している。前記ＩＤＴ電極を複数配列した段を、１段または２段以上平行に配設してもよい。さらに、前記伝搬方向において近接した一対のＩＤＴ電極の間に、前記伝搬方向に対して直交する方向に伸びる４本以上の電極指を持った反射器を配設している。この反射器の隣り合う電極指の中心間距離（図１におけるピッチａ；以下「電極指ピッチ」という）が、前記反射器の両端部に位置する電極指から中央部に位置する電極指に向かって漸次短くなっていることを特徴とする。
また、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に、該圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、該伝搬方向に対して直交する方向に伸びる電極指を複数備えたＩＤＴ電極を、複数配列している。前記ＩＤＴ電極を複数配列した段を、１段または２段以上平行に配設してもよい。例えば、具体的には１段目の電極パターンを他の段に対して平行移動した際に、他の段の電極パターンに対して１段目の電極パターンがほぼ一致するような同一構造になっている。前記伝搬方向において近接した一対のＩＤＴ電極の間に、前記伝搬方向に対して直交する方向に伸びる電極指を持った反射器を配設している。前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチが、前記反射器に遠い領域から前記反射器に近い領域に向かって漸次短くなっていることを特徴とする。
さらに、本発明の弾性表面波装置は、弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に伸びる電極指を備えた５個以上のＩＤＴ電極と、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って近接した一対のＩＤＴ電極の間に配置され、前記伝搬方向に対して直交する方向に伸びた４本以上の電極指を持った反射器とを有し、前記５個以上のＩＤＴ電極のうち、中央に位置するＩＤＴ電極および最外側のＩＤＴ電極の電極指ピッチが等しく、前記中央のＩＤＴ電極と最外端のＩＤＴ電極の間に位置するＩＤＴ電極（第３ＩＤＴ電極）の電極指ピッチが、前記中央に位置するＩＤＴ電極および最外側のＩＤＴ電極の電極指ピッチよりも短く、かつ前記第３ＩＤＴ電極の両端部から中央部に向かって漸次短くなっているものである。
本発明の弾性表面波装置によれば、ＩＤＴ電極にて励振させた弾性表面波の定在波モードを、ＩＤＴ電極またはＩＤＴ電極間に挿入した反射器の電極指ピッチを変化させる構造としたことにより、帯域通過させる周波数を制御することができる。すなわち、本発明の構造により、１次モードの周波数、３次モードの周波数、およびそれらのモード間の周波数を微調整することが可能となり、広帯域な伝送特性を持った弾性表面波装置を実現できる。
また本発明では、次のような効果も期待できる。
図29に参考例として、図27のＩＤＴ電極間に等しい電極指ピッチを有する反射器を挿入した共振器型弾性表面波フィルタの定在波のエネルギー分布を、図30に本発明の共振器型弾性表面波フィルタの定在波のエネルギー分布をそれぞれ示す。
参考例として示した共振器型弾性表面波フィルタの共振器型電極パターン内の定在波のエネルギーＥの分布は、図29に示すごとく、ピーク部（凹凸）が多数存在することになる。このエネルギーＥの分布の凹凸は、隣り合うＩＤＴ電極間における、圧電基板の表面から内部への表面波からバルク波への放射損の発生を示している。
これに対して本発明では、近接するＩＤＴ電極間に反射器（図30に「Ｒ」で示す）を配設させ、この反射器ＲおよびＩＤＴ電極の少なくとも一方の電極指ピッチを変化させることにより、定在波のエネルギーＥの分布は、図30に示すごとく比較的平坦になる。その結果、弾性表面波のエネルギーを圧電基板の表面に閉じ込める効果がはたらき、弾性表面波の表面波からバルク波への放射損を防ぐことが可能となる。つまり、低損失の伝送特性を持った弾性表面波装置を実現できる。
さらに本発明では、反射器内またはＩＤＴ電極内の領域において電極指のピッチを変化させることになるので、ＩＤＴ電極内の電極指間が極端に狭くなる箇所が存在しない構造とすることができる。これにより、電極指間の電界強度の増大による放電が起こりにくくなり、ＩＤＴ電極が焦電破壊することが少なくなる。
本発明の一側面によれば、前記伝搬方向で隣り合う反射器とＩＤＴ電極とにおいて、前記反射器の電極指ピッチの最大値が、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチの平均値よりも小さくなれば、より良好な伝送特性をもつ弾性表面波装置を提供できる。そして、フィルタ特性の通過帯域幅を広帯域化した品質的にも優れた弾性表面波フィルタを実現することができる。
また、共振器型電極パターンの複数段を平行に設けた場合、例えば、具体的には１段目の共振器型電極パターンを他の段に対して平行移動した際に、他の段の共振器型電極パターンに対して１段目の共振器型電極パターンがほぼ一致するような同一構造になっている。これにより、挿入損失、振幅バランスおよび位相バランスのいずれにも優れ、通過帯域幅を広帯域化した優れた弾性表面波装置を実現することができる。
また、前記伝搬方向で隣り合う反射器とＩＤＴ電極とを電気的に接続すれば、多重反射する定在波モードの中心対称に電荷が励起され、いっそう良好な伝送特性が得られる。
また、共振器型電極パターンに対して、直列または並列に、１つ以上のモード共振を発生させるＩＤＴ電極とこのＩＤＴ電極を挟む反射器とからなる他の共振器型電極パターンを接続すれば、フィルタ特性の通過帯域幅を広帯域化でき、挿入損失の小さい品質的に優れた弾性表面波フィルタを実現することができる。特にラダー型回路を構成することにより、入出力間のインピーダンス整合がとれることになり、減衰極を形成することができ、帯域外減衰量の高い優れた弾性表面波装置を提供できる。
さらに、ＩＤＴ電極を構成する複数本の相対する櫛歯状電極の内、一方の櫛歯状電極を分割し、分割した櫛歯状電極を入力または出力の平衡信号へと接続される電極とすることにより、不平衡−平衡信号の変換器の機能を有する弾性表面波装置を提供できる。
そして、本発明の通信装置は、以上に説明した弾性表面波装置をフィルタ手段として用いた通信装置、例えば、この弾性表面波装置を有する受信回路および送信回路の少なくとも一方を備えることにより、信号の分離度が格段に良好な通信装置となる。
以下、本発明の弾性表面波装置について共振器型の弾性表面波フィルタを例にとり図面を参照しつつ説明する。なお、図面において同一構成には同一符号を付すものとする。
＜実施形態１＞
図１は多重モード共振器型の弾性表面波装置の電極構造例を模式的に示す平面図である。
図１に示すように、弾性表面波フィルタは、圧電基板１上に、この圧電基板１上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、この伝搬方向に対して直交する方向に伸びる電極指を複数備えたＩＤＴ電極を備えている。
ＩＤＴ電極は弾性表面波の伝搬方向に沿って複数段（複数列）あり（図の場合２段（列））、１段目をＩＤＴ電極２，３，４で構成し、２段目をＩＤＴ電極12，13，14で構成する。
弾性表面波の伝搬方向において近接した一対のＩＤＴ電極の間（ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間，ＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間，ＩＤＴ電極12とＩＤＴ電極13の間，ＩＤＴ電極13とＩＤＴ電極14の間）に、前記伝搬方向に対して直交する方向に伸びる４本以上の電極指を持つ電極である反射器を配設している。すなわち、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間には反射器５、ＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間には反射器６、ＩＤＴ電極12とＩＤＴ電極13の間には反射器15、ＩＤＴ電極13とＩＤＴ電極14の間には反射器16を配設している。
さらに１段目のＩＤＴ電極２，４を、２段目のＩＤＴ電極12，14に接続している。なお、９は入力端子、10は接地端子、11は出力端子である。
図示されているように、反射器５，６，15，16のうち少なくとも１つの反射器において、電極指ピッチａがこの反射器の両端部に位置する電極指から中央部に位置する電極指に向かって漸次短くなるようにしている。
また、これら共振器型電極パターンの両端には電極指ピッチが同一構造の反射器７，８，17，18が配設されている。
さらに、前記伝搬方向で隣り合う反射器とＩＤＴ電極とにおいて、この反射器の電極指ピッチａの最大値は、ＩＤＴ電極指ピッチｂよりも小さいこととしている。
以上のように、図１の弾性表面波フィルタは、圧電基板１上に、この圧電基板１上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、この伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指を備えたＩＤＴ電極の複数を１段（列）以上配設するとともに、前記伝搬方向において近接した少なくとも１対のＩＤＴ電極の間に、前記伝搬方向に対して直交する方向に長い４本以上の電極指が前記伝搬方向に沿って並んで構成された反射器を配設してなり、この反射器の隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器の両端部に位置する電極指から中央部に位置する電極指に向かって漸次短くなっている。このように、前記伝搬方向に沿って並んだＩＤＴ電極間に反射器を挿入する構造により、多重反射を実現している。
また、ＩＤＴ電極間に設けた反射器のうち少なくとも１つの反射器において、電極指ピッチａが、この反射器の両端部に位置する電極指から中央部に位置する電極指に向かって漸次短くなるようにしている。これにより、バルク波への放射損が低減され、結果としてフィルタ特性の通過帯域幅を広帯域化できる。さらにはフィルタの挿入損失を改善することができる。したがって、品質的にも優れた弾性表面波フィルタを実現することができる。
そして、この作用・効果は弾性表面波の伝搬方向で隣り合う反射器とＩＤＴ電極とにおいて、反射器の最大の電極指ピッチａが、その反射器に隣り合うＩＤＴ電極の電極指ピッチｂよりも小さい場合にはいっそう顕著となる。
また、共振器型電極パターン同士を２段に接続することで減衰極を形成することができ、電極指ピッチを調整することにより、要求される仕様を満たすように所望のフィルタ特性を制御できる。さらに、複数の共振器型電極パターンの電極指ピッチを異なるように設計することにより、減衰極を複数形成したり、その形成を制御することができ、より高度に要求される仕様を満たす設計が可能となる。
なお、ＩＤＴ電極２，３，４，12，13，14、反射器７，８，17，18、およびＩＤＴ電極間に配設した反射器５，６，15，16の電極指の本数は数本〜数100本にも及ぶので、簡単のため、図面においてはそれら形状を簡略化して図示している。また、以下に説明する、弾性表面波フィルタを示す図１と同様な図面については、図１と同様に簡略化されたものとする。
＜実施形態２＞
図２に示す弾性表面波フィルタでは、図１の弾性表面波フィルタに対し、弾性表面波の伝搬方向で隣り合う反射器５，６とＩＤＴ電極３の接地電極とを電気的に接続している。
具体的にいえば、圧電基板１上に、１段目の共振器型電極パターンはＩＤＴ電極２，３，４を備え、２段目の共振器型電極パターンはＩＤＴ電極12，13，14を備えている。また、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間、およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波の伝搬方向と直交方向に伸びる電極指を４本以上有する反射器５および６を配置し、ＩＤＴ電極12とＩＤＴ電極13の間、およびＩＤＴ電極13とＩＤＴ電極14の間に、弾性表面波の伝搬方向と直交方向に長い電極指を有する反射器15および16を配置している。
さらに、図１と同様に、多重反射させる反射器５，６，15，16の電極指ピッチａを、反射器の電極指群の端から中央に位置する部分に向かい漸次短くした構造とし、定在波モードの中心対称に電荷が励起されるようにしている。
そして、１段目の共振器型電極パターンにおいては反射器５，６の電極指を、それらに隣り合う中央に位置するＩＤＴ電極３を構成する各電極指に接続された接地側のバスバーにそれぞれ接続している。また、２段目の共振器型電極パターンにおいては、反射器15および16を、それらに隣り合う中央に位置するＩＤＴ電極13の出力端子側のバスバーにそれぞれ接続している。
図３は図２の変形例を説明する図である。全体的に図２と同様に構成しているが、１段目の共振器型電極パターンにおいては、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間に配設された反射器５は、ＩＤＴ電極３だけでなく、ＩＤＴ電極２のバスバーにも電気的に接続されている。また、同様にしてＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に配設された反射器６は、ＩＤＴ電極３だけでなくＩＤＴ電極４のバスバーにも電気的に接続されている。
２段目の共振器型電極パターンにおいては、ＩＤＴ電極12とＩＤＴ電極13の間に配設された反射器15は、図２の場合と異なり、ＩＤＴ電極13でなくＩＤＴ電極12に電気的に接続されている。また、同様にしてＩＤＴ電極13とＩＤＴ電極14の間に配設された反射器16は、ＩＤＴ電極13でなくＩＤＴ電極14に電気的に接続されている。
このようにして、定在波モードの中心対称に電荷が励起されるように、１段目の反射器５および６のストリップライン状の電極指を、隣り合う中央のＩＤＴ電極３，ＩＤＴ電極２，ＩＤＴ電極４のバスバーに接続し、２段目の反射器15および16のストリップライン状の電極指を、隣り合うＩＤＴ電極12，14のバスバーに接続している。
さらに、多重反射させる反射器５，６，15，16の電極指ピッチを、反射器の端から中央に位置する電極指に向かい漸次短くした構造を有している。
なお、反射器５，６，15，16とＩＤＴ電極のバスバーとの接続方法は、接地端子と入出力端子が短絡されない限り、ＩＤＴ電極の一方または両方に接続する構造としてもよく、接続の仕方は１段目と２段目で同一であっても異なっても何らかまわない。
＜実施形態３＞
図４に示す弾性表面波フィルタの構造では、図１の電極構造を基本構造として、さらに２段目の共振器型弾性表面波フィルタの中央のＩＤＴ電極13のうち、ＩＤＴ電極を構成する一方の櫛歯状電極を２分割して、平衡入出力させるようにしたことを特徴としている。なお、図中の19は、出力端子11と対をなす出力端子である。
図５は、前記図４の変形例を説明する図である。この弾性表面波フィルタでは、図４の弾性表面波フィルタと同様に、２段目の共振器型電極パターンを構成する中央のＩＤＴ電極13のうち、一方の櫛歯状電極を２分割して平衡入出力させるように構成している。
図４の弾性表面波フィルタと異なるところは、定在波モードの中心対称に電荷が励起されるように、１段目の共振器型電極パターンにおける反射器５および６の電極指を、隣り合う中央のＩＤＴ電極３および端のＩＤＴ電極２，４のバスバーに接続している。また、２段目の共振器型電極パターンにおける反射器15，16の電極指を、隣り合うＩＤＴ電極12，14のバスバーにそれぞれ接続している。
このように、圧電基板１上に、１段目の複数個のＩＤＴ電極２，３，４および２段目の複数個のＩＤＴ電極12，13，14からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器電極パターンを配置してなるとともに、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間、およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に長い電極指を４本以上有するストリップライン状電極である反射器５および反射器６を配置し、ＩＤＴ電極12とＩＤＴ電極13の間、およびＩＤＴ電極13とＩＤＴ電極14の間に、弾性表面波の伝搬方向と直交方向に長い電極指を４本以上有するストリップライン状電極である反射器15および反射器16を配置した構造とする。また、多重反射させる反射器５，６，15，16における隣り合う電極指の中心間距離を、反射器のストリップライン電極指群の中央に位置する部分に向かい漸次短くした構造を有し、さらに、定在波モードの中心対称に電荷が励起されるように、１段目の電極群における反射器５および６のストリップライン電極指を、隣り合う中央のＩＤＴ電極３およびＩＤＴ電極２，４のバスバーに接続し、２段目の電極群における反射器15，16の電極指を、隣り合うＩＤＴ電極12，14のバスバーに接続した構造とすることを特徴とする。
なお、反射器５，６，15，16のバスバーによるＩＤＴ電極との接続方法は、接地端子と入出力端子が短絡されない限り、ＩＤＴ電極の一方または両方に接続する構造としてもよく、接続の仕方は１段目と２段目で上述の接続方法を組み合わせて接続し、１段目と２段目で同一であっても異なっても何らかまわない。
＜実施形態４＞
図６に示す弾性表面波フィルタでは、図１の電極構造を基本構造とするが、図１の電極指の配列と比較して、次の点が異なっている。
２段構造の一方の共振器型電極パターンの中央部に位置するＩＤＴ電極３を不平衡入力部または出力部とし、不平衡入出力端子９と接地端子10とに接続している。また、他方の共振器型電極パターンの中央部に位置するＩＤＴ電極13を平衡入力部または平衡出力部とし、第１の平衡入出力端子11と第２の平衡入出力端子19に接続している。
図６に示す弾性表面波フィルタの場合も、共振器型電極パターンが２段で構成されているため、高減衰量のフィルタ特性が得られる点で有利である。また、共振器型電極パターンの複数段を平行に設けることにより振幅バランスおよび位相バランスともに従来構造の共振器型弾性表面波フィルタより改善される。
具体的には、図６に示す弾性表面波フィルタは、圧電基板１上に、複数個のＩＤＴ電極２，３，４からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器電極パターンを、２段に縦続接続して配置してなるとともに、前記２段の共振器電極パターンは、共に略同一の電極指の繰り返し形状をなすことを特徴とする。つまり、２段目の共振器電極パターンからなる電極群（弾性表面波共振子）の電極指の配置は、１段目の共振器電極パターンからなる電極群（弾性表面波共振子）の電極指の配置を平行移動させることによりほぼ一致する同一構造になっている。
また、一方の共振器電極パターンの中央に位置するＩＤＴ電極３を不平衡入力部または出力部とし、不平衡入出力端子９と接地端子10とに接続している。そして、両端に位置するＩＤＴ電極２，４を、接地端子10と他方の共振器電極パターンの両端に位置するＩＤＴ電極12，14とに接続している。また、他方の共振器電極パターンの中央に位置するＩＤＴ電極13を平衡入力部または平衡出力部とし、第１の平衡入出力端子11と第２の平衡入出力端子19に接続している。そして、両端に位置するＩＤＴ電極12，14は双方とも接地端子10に接続している。さらに、１段目の複数個のＩＤＴ電極２，３，４および２段目の複数個のＩＤＴ電極12，13，14からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器電極パターンを配置してなるとともに、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間、およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に長い電極指を４本以上有する反射器５および６を配置し、ＩＤＴ電極12とＩＤＴ電極13の間、およびＩＤＴ電極13とＩＤＴ電極14の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に長い電極指を４本以上有する反射器15および16を配置した構造をとり、多重反射させる反射器５，６，15，16の隣り合う電極指の中心間距離を、該反射器のストリップライン電極指群の中央に位置する部分に向かい漸次短くした構造を有することを特徴とする。
上述したように、反射器をＩＤＴ電極間に挿入し、挿入した反射器の電極指ピッチをＩＤＴ電極と比較して小さくする構造をとることにより、さらにはＩＤＴ電極間に挿入した多重反射させる反射器の電極指ピッチを、この反射器の電極指群の中央に位置する部分に向かい短くした構造を有することで帯域幅を制御することができ、さらに、その領域を３種類のＩＤＴ電極における中央に配置されたＩＤＴ電極に形成することにより、低挿入損失を維持しながら帯域を広げることができる。
また、弾性表面波共振子同士を接続することで減衰極を形成することができ、電極指ピッチを調整することにより、要求される仕様を満たすように所望の特性を制御できる。さらに、複数の弾性表面波共振子の電極ピッチを異なるように設計することにより、減衰極を複数形成したり、その形成を制御することができ、より高度に要求される仕様を満たす設計が可能となる。
＜実施形態５＞
図７にＩＤＴ電極と該ＩＤＴ電極に挟まれた反射器とからなる１段の弾性表面波フィルタを示す。この弾性表面波フィルタは、モード共振を発生させるラダー型弾性表面波共振子20を直列に、同じくラダー型弾性表面波共振子21を並列に付加している。
なお、ラダー型弾性表面波共振子の付加方法として、図７のような直列・並列の組み合わせだけでなく、全て並列に付加してもよく、または全て直列に付加してもよい。また、前記構造ではラダー型回路に弾性表面波共振子を付加したが、ラティス型回路になるようにしてラティス型弾性表面波共振子を付加してもよい。
図７の弾性表面波フィルタは、具体的には、圧電基板１上に、３個以上のＩＤＴ電極２，３，４を配置し、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間、およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に伸びる電極指を備えた電極である反射器５，６を配置している。反射器５，６の電極指ピッチをそれぞれの反射器５，６の電極指群の端から中央に位置する部分に向かい、漸次短くした構造となっている。
前記共振器型電極パターンの構造により、ＩＤＴ電極間に配置された電極指ピッチ可変型の反射器で弾性表面波を多重反射させることによりバルク波への放射損が低減されるとともに、フィルタ特性の通過帯域幅を広帯域化できる。さらには挿入損失を改善することも可能となり、品質的に優れた弾性表面波フィルタを提供できる。
また、ラダー型を構成する弾性表面波共振子20，21を直列および並列に付加することにより、入出力間でインピーダンス整合がとれるようになる。また、弾性表面波共振子20，21を接続することで減衰極を形成することが可能となり、大きな帯域外減衰量を要求される仕様を満たすように特性を制御できる。
＜実施形態６＞
図８に示す弾性表面波フィルタは、図７の電極構造とほぼ同様の構造を有する。図７の電極構造と異なるところは、定在波モードの中心対称に電荷が励起されるように、反射器５および６の電極指を、隣り合うＩＤＴ電極２およびＩＤＴ電極４のバスバーに接続したことである。すなわち、図７の電極構造と同様に、弾性表面波フィルタは、圧電基板１上に、３個以上のＩＤＴ電極２，３，４からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器型電極パターンを配置してなるとともに、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に長い複数のストリップライン状電極である反射器５および６を配置した構造であり、多重反射させる反射器５および６の電極指ピッチを、反射器の電極指群の中央に位置する部分に向かい漸次短くした構造を有し、さらに、定在波モードの中心対称に電荷が励起されるように、反射器５および６の電極指を隣り合うＩＤＴ電極２およびＩＤＴ電極４のバスバーに接続したことを特徴とする。
図９は、前記図８の変形例を示す平面図である。図８と異なるところは、定在波モードの中心対称に電荷が励起されるように、反射器５および６の電極指を隣り合う中央のＩＤＴ電極３および外側のＩＤＴ電極２，４のバスバーに接続したことである。すなわち、圧電基板１上に、３個以上のＩＤＴ電極２，３，４からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器型電極パターンを配置してなるとともに、前記ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間、およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に長い電極指を有する反射器５および６を配置した構造であり、多重反射させる反射器５および６の電極指ピッチを、反射器の電極指群の中央部に位置する部分に向かい漸次短くした構造を有し、さらに定在波モードの中心対称に電荷が励起されるように、反射器５および６の電極指を隣り合う中央のＩＤＴ電極３およびＩＤＴ電極２，４のバスバーに接続したことを特徴とする。
＜実施形態７＞
図10に示す弾性表面波フィルタは、図８と同様に定在波モードの中心対称に電荷が励起されるように、反射器５および６の電極指を隣り合うＩＤＴ電極２およびＩＤＴ電極４のバスバーに接続した構造を有する。この図10の構造では、共振器型弾性表面波フィルタの中央のＩＤＴ電極３のうち、ＩＤＴ電極を構成する一方の櫛歯状電極を２分割して平衡入出力させている。
すなわち、図７の弾性表面波フィルタの構造と同様に、圧電基板１上に３個以上のＩＤＴ電極２，３，４からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器型電極パターンを配置してなるとともに、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間、およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に長い電極指を４本以上有する反射器５および６を配置した構造をとり、前記多重反射させる反射器５および６の電極指ピッチを、反射器の電極指群の中央に位置する部分に向かい短くした構造を有し、さらに、図８と同様に定在波モードの中心対称に電荷が励起されるように、反射器５および６の電極指を隣り合うＩＤＴ電極２およびＩＤＴ電極４のバスバーに接続した構造を有する。この構造では、共振器型弾性表面波フィルタの中央のＩＤＴ電極３の内、ＩＤＴ電極を構成する一方の櫛歯状電極を２分割して平衡入出力させていることを特徴とする。
上述したように、反射器をＩＤＴ電極間に挿入し、挿入した反射器の電極指ピッチをＩＤＴ電極と比較して短くする構造を採用することにより、さらには多重反射させるＩＤＴ電極間に挿入した反射器の電極指ピッチを、この反射器の電極指群の中央に位置する部分に向かい漸次短くした構造とする。これにより、帯域幅の制御をすることができ、さらにその領域を３種類のＩＤＴ電極における中央に配置されたＩＤＴ電極に形成することにより、低挿入損失を維持しながら帯域を広げることができる。
また、弾性表面波共振子を接続することで減衰極を形成することができ、電極指ピッチを調整することにより要求される仕様を満たすように特性を制御できる。
さらに、複数の共振子の電極ピッチを異なるように設計することにより、減衰極を複数形成し、その形成を制御することができ、より高度に要求される仕様を満たす設計が可能になる。
＜実施形態８＞
図11に示す弾性表面波フィルタは、図７に示す弾性表面波フィルタと同様に構成しているが、さらに、以下の構成を特徴とする。
すなわち、圧電基板１上に、この圧電基板１上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、この伝搬方向に対して直交する方向に伸びる電極指を複数備えたＩＤＴ電極の複数（ＩＤＴ電極２，３，４）を１段以上配設している。さらにＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間、およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に伸びる複数の電極指を持つ反射器５および６を配置した構造をとる。図中の７，８はＩＤＴ電極の外側に配置した反射器、９は入力信号端子、10は接地端子、11，19は出力信号端子である。
そして、前記ＩＤＴ電極２の、反射器５に遠いほうの端部から反射器５に近いほうの端部へ至る領域で、電極指ピッチが漸次短くなるようにし、前記ＩＤＴ電極４の、反射器６に遠いほうの端部から反射器６に近いほうの端部へ至る領域で、電極指ピッチが漸次短くなるようにしている。また、反射器５，６に挟まれた前記ＩＤＴ電極３の、中心部から反射器５，６に近いほうの両端部へ至る領域で、電極指ピッチが漸次短くなるようにしている。
また、前記反射器の電極指ピッチの最大値は、当該反射器に隣り合うＩＤＴ電極の電極指ピッチの平均値よりも小さいことを特徴とする。
つまり、圧電基板１上に、この圧電基板１上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、この伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指を複数備えたＩＤＴ電極の複数（ＩＤＴ電極２，３，４）を１列以上配設（ＩＤＴ電極20，21を配設）するとともに、前記伝搬方向において近接した少なくとも１対のＩＤＴ電極間（この実施形態では、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３との間、ＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４との間）に、前記伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指が前記伝搬方向に沿って並んだ反射器（ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３との間は反射器５、ＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４との間には反射器６：この場合、反射器の電極指の本数は４以上でなくともよい）を配設してなり、かつ前記少なくとも１対のＩＤＴ電極の前記反射器を挟んだ一方の端部から他方の端部へ至る領域（一方のＩＤＴ電極における前記反射器側の端部から他方のＩＤＴ電極の前記反射器側の端部へ至る領域：ＩＤＴ電極２の反射器５側の端部からＩＤＴ電極３の反射器５側の端部へ至る領域、および、ＩＤＴ電極３の反射器６側の端部からＩＤＴ電極４の反射器６側の端部へ至る領域）で、隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器（反射器５，６）の中央部に位置する電極指に向かって漸次短くなるようにしたことを特徴とするものである。また、前記伝搬方向で隣り合う反射器とＩＤＴ電極とにおいて、前記反射器の隣り合う電極指の中心間距離の最大値が、前記ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離の平均値よりも小さいことを特徴とする。さらに、ＩＤＴ電極２，４に対して直列にＩＤＴ電極20を接続し、さらに並列にＩＤＴ電極21を接続して、１つ以上のモード共振を発生させるように構成している。
このように、圧電基板１上に、３個以上のＩＤＴ電極２，３，４からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器型電極パターンを配置してなるとともに、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間、およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に長い複数のストリップライン状電極である反射器５および６を配置した構造をとる。そして、少なくとも１つの反射器（反射器５または反射器６）の隣り合う電極指の中心間距離が反射器５または反射器６の電極指群の中央に位置する部分に向かい漸次短くした構造とし、かつ、反射器と隣り合うＩＤＴ電極２，３，４の反射器と隣り合う部分の隣り合う電極指の中心間距離がＩＤＴ電極の他の領域より短く、かつ反射器と隣り合うＩＤＴ電極２，３，４の隣り合う部分の、隣り合う電極指の中心間距離が、反射器の電極指群の中央に位置する部分に向かう方向に漸次短い構造を特徴とする。また、ラダー型弾性表面波共振子20，21を直列および並列に付加した構造にしている。
以上の構造により、バルク波への放射損を、より効果的に低減することができ、それによって広帯域化が実現でき、フィルタの挿入損失を改善することができる。
なお、図中の７，８はＩＤＴ電極の外側に配置した反射器、９は入力信号端子、10は接地端子、11，12は出力信号端子である。また、ラダー型弾性表面波共振子の付加方法は、１つ以上の共振子を組合せて直列、並列に付加すればよく、上記の構造ではラダー型弾性表面波共振子を付加しているが、ラティス型弾性表面波共振子を付加する構造でもかまわない。
＜実施形態９＞
図12に示す弾性表面波フィルタは、図11とほぼ同じ構造であるが、異なるところは、次のとおりである。この図12において、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間、およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に伸びる複数の電極指を持つ反射器５および６が配置されているが、反射器５，６の電極指ピッチを、当該反射器に隣り合うＩＤＴ電極の電極指ピッチの平均値よりも小さくし、かつ、反射器５，６の電極指ピッチを可変にせず一定にしたことである。
すなわち、圧電基板１上に、３個以上のＩＤＴ電極２，３，４からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器型電極パターンを配置してなるとともに、前記ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に伸びる複数の電極指を有する反射器５，６を配置し、反射器５，６の電極ピッチをＩＤＴ電極２，３，４と比較して小さくした構造となっている。さらに、反射器５，６と隣り合うＩＤＴ電極２，３，４の、互いに隣り合う部分の電極ピッチを小さくした構造としている。また、ラダー型に弾性表面波共振子20および弾性表面波共振子21をそれぞれ直列および並列に付加した構造となっている。
第１，第２のＩＤＴ電極の間と、第２，第３のＩＤＴ電極の間とに反射器をさらに挿入して多重反射させることにより、バルク波の放射損が低減され、結果としてフィルタ特性の通過帯域幅を広帯域化でき、さらには挿入損失を改善することができる品質的に優れた弾性表面波フィルタを実現することができる。また、ラダー型に弾性表面波共振子を直列および並列に付加することにより、インピーダンス整合が取れるようになり、弾性表面波共振子を接続することで減衰極を形成することができ、帯域外減衰量が高減衰で要求される仕様を満たすように特性を制御できる。
＜実施形態10＞
図13に示す弾性表面波フィルタは、図11の構造と基本的に同じであるが、相違点は、定在波モードの中心対称に電荷が励起されるように、反射器５および６の電極指を隣り合う外側のＩＤＴ電極２，４のバスバーに接続したことである。
具体的には、圧電基板１上に、３個以上のＩＤＴ電極２，３，４からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器型電極パターンを配置してなるとともに、前記ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に伸びる４本以上の電極指を有する反射器５，６を配置した構造を有し、多重反射させる反射器５および６の電極ピッチ、かつ反射器５，６と隣り合うＩＤＴ電極２，３，４の隣り合う部分の電極ピッチを、この反射器の電極指群の中央に位置する部分に向かい、小さくした構造を有し、さらに定在波モードの中心対称に電荷が励起されるように、反射器５，６の電極指を隣り合うＩＤＴ電極２およびＩＤＴ電極４のバスバーに接続したことを特徴とする。
＜実施形態11＞
図14に示す弾性表面波フィルタは、図11の構造と基本的に同じであるが、異なるところは、定在波モードの中心対称に電荷が励起されるように、反射器５および６の電極指を隣り合う中央のＩＤＴ電極３および外側のＩＤＴ電極２，４のバスバーに接続したことである。
具体的には、圧電基板１上に、３個以上のＩＤＴ電極２，３，４からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器型電極パターンを配置してなるとともに、前記ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に長い電極指を有するストリップライン状電極である反射器５および６を配置した構造をとり、前記多重反射させる反射器５および６の電極指ピッチ、および反射器５，６と隣り合うＩＤＴ電極２，３，４の電極指ピッチを、この反射器の電極指群の中央に位置する部分に向かい短くした構造を有し、さらに定在波モードの中心対称に電荷が励起されるよう、反射器５および６のストリップライン電極指を隣り合う中央のＩＤＴ電極３およびＩＤＴ電極２，４のバスバーに接続したことを特徴とする。
＜実施形態12＞
図15に示す弾性表面波フィルタは、図10の弾性表面波フィルタと同様に、中央のＩＤＴ電極３において、ＩＤＴ電極を構成する一方の櫛歯状電極を２分割して、平衡入出力させる構造のものであるが、反射器５および６の電極指を隣り合う外側のＩＤＴ電極２，４のバスバーに接続したところが相異している。
具体的には、圧電基板１上に、３個以上のＩＤＴ電極２，３，４からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器型電極パターンを配置してなるとともに、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に長い電極指を有するストリップライン状電極である反射器５および６を配置した構造であり、多重反射させる反射器５および６の電極指ピッチ、および反射器５，６と隣り合うＩＤＴ電極２，３，４の電極指ピッチを、この反射器の電極指群の中央に位置する部分に向かい短くした構造を有し、さらに、図３と同様に定在波モードの中心対称に電荷が励起されるように、反射器５および６のストリップライン電極指を隣り合うＩＤＴ電極２およびＩＤＴ電極４のバスバーに接続した構造を有し、この構造では、共振器型弾性表面波フィルタの中央のＩＤＴ電極３のうち、一方の電極指を２分割して平衡入出力させていることを特徴とする。
＜実施形態13＞
図16に示す弾性表面波フィルタは、図７の弾性表面波フィルタと同様に、圧電基板１上に、３個以上のＩＤＴ電極２，３，４を設置し、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に伸びる反射器５，６を配置した構造を有するが、図７の構造と異なるところは、次のとおりである。
反射器５の領域Ｒ２，Ｒ３および反射器６の領域Ｒ５，Ｒ６において、電極指ピッチの最大値ａを、ＩＤＴ電極２，３，４の電極指平均ピッチよりも小さくしたことを特徴とする。これにより、いっそう挿入損失を小さくすることができ、通過帯域幅を広くすることができる。
具体的には、圧電基板１上に、３個以上のＩＤＴ電極２，３，４からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器型電極パターンを配置してなるとともに、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に長い弾性表面波を閉じ込めるための反射器５，６を配置した構造を有し、その近隣のＩＤＴ電極に近い側の反射器の領域Ｒ２，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ６において隣り合う電極指の中心間距離を、ＩＤＴ電極２，３，４の隣り合う電極指の平均中心間距離よりも大きくしたことを特徴とする。
＜実施形態14＞
図17に示す弾性表面波フィルタは、図11の弾性表面波フィルタと同様、ＩＤＴ電極を３つ弾性表面波伝搬方向に沿って並設し、これらＩＤＴ電極を挟むように反射器を配置し、ＩＤＴ電極の電極指ピッチを反射器に向かって徐々に短くした構造を有している。
図11の弾性表面波フィルタの構造と異なるところは、共振器型電極パターンを２段接続したところである。このため高減衰のフィルタ特性が得られる点で有利である。また、共振器型電極パターンを平行に設けることにより振幅バランス、位相バランスともに従来構造の共振器型弾性表面波フィルタより改善される。
具体的には、ＩＤＴ電極を３つ弾性表面波伝搬方向に沿って並設し、これらＩＤＴ電極を挟むように反射器を配置した共振器型と呼ばれる電極パターンを２段接続したものである。すなわち、圧電基板１上に、３個以上のＩＤＴ電極２，３，４からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器型電極パターンを、２段に縦続接続して配置してなるとともに、前記２段の共振器型電極パターンは、共に略同一の電極指の繰り返し形状をなすことを特徴とする。つまり、１段目の共振器型電極パターンからなる１段目弾性表面波共振子の電極指の配置と２段目の共振器型電極パターンからなる２段目弾性表面波共振子の電極指の配置が平行移動することによりほぼ一致した構造としている。
一方の共振器型電極パターンの中央に位置するＩＤＴ電極３を不平衡入力部または出力部とし、不平衡入出力端子９と接地端子10に接続している。そして、両端に位置するＩＤＴ電極２，４を接地端子10と他方の共振器型電極パターンの両端に位置するＩＤＴ電極12，14に接続している。また、他方の共振器型電極パターンの中央に位置するＩＤＴ電極13を平衡入力部または平衡出力部とし、第１平衡入出力端子11と第２平衡入出力端子19に接続している。また、両端に位置するＩＤＴ電極12，14は双方とも接地電極10に接続している。さらに、１段目の３個以上のＩＤＴ電極２，３，４および２段目の３個以上のＩＤＴ電極12，13，14からなり、かつ各ＩＤＴ電極を構成する複数の電極指の配列方向が弾性表面波の伝搬方向に沿った共振器型電極パターンを配置してなるとともに、前記ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３の間およびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に伸びる複数の電極指を有する反射器５および６を配置し、前記ＩＤＴ電極12とＩＤＴ電極13の間およびＩＤＴ電極13とＩＤＴ電極14の間に、弾性表面波伝搬方向と直交方向に伸びる複数の電極指を有する反射器15および反射器16を配置した構造をとり、前記多重反射させる反射器５，６、15，16の電極指ピッチ、反射器５および６と隣り合うＩＤＴ電極２，３，４の隣り合う部分の電極指間距離と反射器15および反射器16と隣り合うＩＤＴ電極12，13，14の隣り合う部分の電極指間距離を、この反射器の電極指群の中央に位置する部分に向かい短くした構造を有することを特徴とする
この実施形態では共振器型電極パターンが２つで構成されているため、高減衰量であるフィルタ特性が得られる点で有利である。また、上記の構造にすることにより振幅バランス、位相バランスともに従来構造の共振器型弾性表面波フィルタより改善される。
上述したように、反射器をＩＤＴ電極間に挿入し、挿入した反射器の電極指ピッチをＩＤＴ電極と比較して小さくする構造をとることにより、さらには前記多重反射させるＩＤＴ電極間に挿入した反射器の電極指ピッチを、この反射器の電極指群の中央に位置する部分に向かい短くした構造を有することで帯域幅の制御をすることができ、さらにその領域を３種類のＩＤＴ電極における中央に配置されたＩＤＴ電極に形成することにより低挿入損失を維持しながら帯域を広げることができる。
また、弾性表面波共振子を接続することで減衰極を形成することができ、電極指ピッチを調整することにより要求される仕様を満たすように特性を制御できることが判明した。さらに複数の共振子の電極指ピッチを異なるように設計することにより減衰極を複数形成して制御することができ、さらに高度に要求される仕様を満たす設計ができる。
＜実施形態15＞
図18から図20は、圧電基板１上の弾性表面波の伝搬方向に沿って配置された共振器型電極パターンを示す平面図、および、電極パターンの位置と電極指ピッチとの関係を示すグラフである。ここで、共振器型電極パターンは２段構成されているが、２段とも同一パターンであるので、上段の構成のみを説明する。
まず、図18の共振器型電極パターンを説明する。前記共振器型電極パターンは、弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に伸びる電極指を備え弾性表面波の伝搬方向に沿って並んだ５個のＩＤＴ電極301から305と、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って近接した一対のＩＤＴ電極の間に配置された４個の反射器306から309とを備えている。さらに、両端に位置する最外側のＩＤＴ電極の外側には、それぞれＩＤＴ電極に隣接する反射器310，311が設けられている。なお、入力端子９、接地端子10、出力端子11，22を示している。
前記５個のＩＤＴ電極301〜305のうち、中央部に位置するＩＤＴ電極302と両端に位置するＩＤＴ電極301，303との電極指ピッチは等しく、それらの距離をＰ１とする。
ＩＤＴ電極301，302，303の間に配置されたＩＤＴ電極304，305の電極指ピッチをＰ２とする。前記電極指ピッチＰ２は、前記電極指ピッチＰ１よりも小さくなっている。すなわち、
Ｐ２＜Ｐ１
の関係にある。このように、
また、この図18の構造において、ＩＤＴ電極304，305の両端部から中央部へ至る領域で、電極指ピッチＰ２が漸次短くなるようにしている。電極指ピッチＰ１，Ｐ２の関係を、図18のグラフに示している。
上述したように、図18に示す弾性表面波フィルタは、圧電基板１上の弾性表面波の伝搬方向に沿って１または複数段配置された共振器型電極パターンと、この共振器型電極パターンに接続された入出力端子（例えば図中の９，11，22）とを備え、共振器型電極パターンは、弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に伸びる電極指を備え弾性表面波の伝搬方向に沿って並んだ５個以上のＩＤＴ電極（例えば図中の301，302，303，304，305）と、弾性表面波の伝搬方向に沿って近接した一対のＩＤＴ電極の間に配置され、前記伝搬方向に対して直交する方向に伸びた４本以上の電極指を持った反射器（例えば図中の306，307，308，309，310，311）とを有し、前記５個以上のＩＤＴ電極のうち、中央部に位置する第１ＩＤＴ電極（ＩＤＴ電極の総数が奇数の場合は中央の１つのＩＤＴ電極であり、ＩＤＴ電極の総数が偶数の場合は中央部の２つのＩＤＴ電極である。例えば図中の302）および両端に位置する第２ＩＤＴ電極（例えば図中の301，303）の隣り合う電極指の中心間距離が等しく、前記第１ＩＤＴ電極と前記第２ＩＤＴ電極との間に位置する第３ＩＤＴ電極（例えば図中の304，305）の隣り合う電極指の中心間距離が、前記第１ＩＤＴ電極および前記第２ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離よりも短く、かつ前記第３ＩＤＴ電極の両端部からその中央部に向かって漸次短くなっている（ピッチＰ２の変化の様子を参照）。また、前記反射器が前記第３ＩＤＴ電極に隣接しており、前記第３ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離の最大値が、前記反射器の隣り合う電極指の中心間距離の平均値よりも小さい。
このように、ＩＤＴ電極の電極指ピッチの関係を設定することにより、共振器型電極パターンにおいて、１次モードと３次モードとそれらの高調波モード間の周波数を微調整することが可能となり、さらに広帯域かつ低損失で、良好な伝送特性を有するフィルタが実現できる。
図19は、前記反射器306，307，308，309の電極指ピッチを可変にした共振器型電極パターンの構造を示す図である。
前記反射器306，307，308，309の電極指ピッチをＰ３とする。この構造によれば、電極指ピッチＰ３は、前記中央部に位置するＩＤＴ電極302および最外側の(両端の)ＩＤＴ電極301，303の電極指ピッチＰ１よりも小さく、かつ、それらのＩＤＴ電極の間に配置されたＩＤＴ電極304，305の電極指ピッチＰ２よりも大きくしている。
Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ１
の関係を満たすようにしている。
さらに、反射器306，307の電極指ピッチＰ３は、ＩＤＴ電極304から離れた領域から、前記ＩＤＴ電極304に近づくにつれて徐々に短くなるようにし、反射器308，309の電極指ピッチＰ３は、ＩＤＴ電極305から離れた領域から、前記ＩＤＴ電極305に近づくにつれて徐々に短くなるようにしている。
このような、電極指ピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３の関係を、図19のグラフに示している。図18のグラフと比較して、ＩＤＴ電極306，307，308，309の電極指ピッチＰ３が、ＩＤＴ電極304，305に近づくに従って徐々に短くなっている。
以上のように、図19の弾性表面波フィルタは、図18の弾性表面波フィルタの特徴的な構成に加えて、反射器が前記第３ＩＤＴ電極に隣接しており、前記反射器の隣り合う電極指の中心間距離が、この反射器に隣接する前記第３ＩＤＴ電極から離れた領域から、前記第３ＩＤＴ電極に近づくにつれて短くなっている。
このように、ＩＤＴ電極および反射器の電極指ピッチの関係を設定することにより、前記図18のものよりもさらに広帯域でかつ低損失であり、良好な伝送特性を有する弾性表面波フィルタが実現できる。
図20にはＩＤＴ電極301，302，303の電極指ピッチＰ１を可変とした共振器型電極パターンを示す。
この共振器型電極パターンにおいて、ＩＤＴ電極301，303の電極指ピッチＰ１が、反射器306，309に向かってそれぞれ漸次短くなるようにし、ＩＤＴ電極302の電極指ピッチＰ１が、中央部から反射器307，308に向かって漸次短くなるようにしている。
このような、電極指ピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３の関係を図20のグラフに示している。図19に示すグラフではＩＤＴ電極301，302，303の電極指ピッチＰ１は一定であったが、図20に示すグラフでは、ＩＤＴ電極301，302，303の電極指ピッチＰ１が、反射器306，307，308，309に近づくに従って徐々に短くなっている。
以上のように、図20の弾性表面波フィルタは、図19の弾性表面波フィルタの特徴的な構成に加えて、反射器が前記第１ＩＤＴ電極および前記第２ＩＤＴ電極の少なくとも一方に隣接しており、前記第１ＩＤＴ電極および前記第２ＩＤＴ電極の少なくとも一方の隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器から離れた領域から前記反射器に近づくにつれて漸次短くなっている。
このように、ＩＤＴ電極および反射器の電極指ピッチの関係を設定することにより、前記図18，図19のものよりもさらに広帯域でかつ低損失であり、良好な伝送特性を有する弾性表面波フィルタが実現できる。
なお、以上に説明した図１から図20の弾性表面波フィルタの電極構造は、図示された態様に限定されるものではなく、本発明は２つの反射器に隣接するように少なくとも３つのＩＤＴ電極を配するとともに、これら３つのＩＤＴ電極のうち中央に位置するＩＤＴ電極を不平衡入力部または不平衡出力部とし、かつ両端に位置するＩＤＴ電極を平衡出力部または平衡入力部としたものであれば、２段に限らず、より多数段に構成することもできる。また反射器が中央部に位置する前記第１ＩＤＴ電極および両端の前記第２ＩＤＴ電極の双方に隣接しており、前記第１ＩＤＴ電極および前記第２ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離が、反射器から離れた領域から反射器に近づくにつれて漸次短くなっていれば最適であるが、反射器が前記第１ＩＤＴ電極および前記第２ＩＤＴ電極の少なくとも一方に隣接しており、前記第１ＩＤＴ電極および前記第２ＩＤＴ電極の少なくとも一方の隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器から離れた領域から前記反射器に近づくにつれて漸次短くなっていればよい。
また、既に説明したように、前記共振器型電極パターンに対して、直列または並列に、１つ以上のモード共振を発生させる他の共振器型電極パターンを接続した構成を採用してもよい。
次に、以上に説明した図１〜図20の弾性表面波フィルタの製造方法の概略を説明する。
弾性表面波フィルタ用の圧電基板１としては、例えば36°±３°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム単結晶、42°±３°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム単結晶、64°±３°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム単結晶、41°±３°ＹカットＸ伝搬リチウム単結晶、45°±３°ＸカットＺ伝搬四ホウ酸リチウム単結晶を用いることができる。これらは、電気機械結合係数が大きく、かつ、周波数温度係数が小さいため圧電基板として好ましい。また、これらの焦電性圧電単結晶のうち、酸素を還元処理した基板や、Ｆｅ等の固溶により焦電性を著しく減少させた基板であれば、デバイスの信頼性上良好である。圧電基板の厚みは0.1ｍｍ〜0.5ｍｍ程度がよく、0.1ｍｍ未満では圧電基板がもろくなり、0.5ｍｍ超では材料コストと部品寸法が大きくなり使用できない。
また、ＩＤＴ電極および例えば反射器は、ＡｌもしくはＡｌ合金（Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｔｉ系等）からなり、蒸着法、スパッタ法、またはＣＶＤ法などの薄膜形成法により形成する。電極厚みは0.1μｍ〜0.5μｍ程度とすることが弾性表面波フィルタとしての特性を得るうえで好適である。
さらに、本発明に係る弾性表面波フィルタの電極および圧電基板上の弾性表面波伝搬部に、Ｓｉ，ＳｉＯ２，ＳｉＮＸ，Ａｌ２Ｏ３を保護膜として形成して、導電性異物による通電防止や耐電力性の向上を行なってもかまわない。
本発明の弾性表面波フィルタは、通信装置のフィルタ手段に適用することができる。すなわち、少なくとも受信回路または送信回路の一方または双方を備えた通信装置において、これらの回路に含まれるフィルタ手段である例えばバンドパスフィルタとして本発明の弾性表面波フィルタを用いることができる。
このような通信装置は、例えば、送信信号をミキサでキャリア周波数にのせて、不要信号をバンドパスフィルタで減衰させ、その後、パワーアンプで送信信号を増幅して、デュプレクサを通ってアンテナより送信する送信回路を備えた通信装置を提供できる。また、受信信号をアンテナで受信し、デュプレクサを通って、受信信号をローノイズアンプで増幅し、その後、バンドパスフィルタで不要信号を減衰して、ミキサでキャリア周波数から信号を分離し、この信号を取り出す受信回路を備えた通信装置がある。本発明の弾性表面波装置をこれらの通信装置に採用すれば、感度が向上した優れた通信装置も提供できる。
次に、本発明をより具体化した実施例について説明する。
＜実施例１＞
図１に示す弾性表面波フィルタを作製した。38.7°ＹカットのＬｉＴａＯ３単結晶の圧電基板上に、Ａｌ（99質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金により微細電極パターンを形成した。
ＩＤＴ電極２，12の対数はそれぞれ17対とし、ＩＤＴ電極３，４，13，14の対数はそれぞれ13対とした。ＩＤＴ電極２，３，４，12，13，14の電極指ピッチは全て2.25μｍとした。
ストリップライン状電極である反射器５，６の電極指の本数は６本とし、同様に反射器15、16の電極指の本数も５本とした。反射器５，６の電極指ピッチは、順に2.14μｍ，2.0μｍ，1.97μｍ，2.0μｍ，2.14μｍとした。すなわち、反射器15、16の中央に位置する部分に向かい電極指ピッチが徐々に短くなるようにした。これらの平均電極指ピッチは2.05μｍとなる。
また、ＩＤＴ電極極２，４，12，14の両側に配設した反射器７，８，17，18の電極指ピッチは2.29μｍとした。
パターン作製には、スパッタリング装置、縮小投影露光機（ステッパー）、およびＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置によりフォトリソグラフィを行なった。
まず、基板材料をアセトン，ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等によって超音波洗浄し、有機成分を除去した。次に、クリーンオーブンによって充分に基板乾燥を行なった後、電極の成膜を行なった。電極の成膜にはスパッタリング装置を使用し、Ａｌ（99質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金から成る材料を用いた。このときの電極膜厚は約0.3μｍとした。
次に、フォトレジストを約0.5μｍの厚みにスピンコート法で形成し、縮小投影露光装置（ステッパー）により所望形状にパターニングを行ない、現像装置にて不要部分のフォトレジストをアルカリ現像液で溶解させ、所望パターンを表出した。その後、ＲＩＥ装置により電極膜のエッチングを行ないパターニングを終了した。これにより、弾性表面波フィルタを構成する共振器型電極パターンを得た。
この後、前記電極の所定領域上に保護膜を作製した。すなわち、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置により、電極パターンおよび圧電基板上に、ＳｉＯ２を約0.02μｍの厚みに形成した。その後、フォトリソグラフィによってフォトレジストのパターニングを行ない、ＲＩＥ装置等で電極パッド部における窓開けエッチングを行なった。その後、スパッタリング装置を使用し、Ａｌを主体とする電極を成膜した。このときの電極膜厚は約1.0μｍとした。その後、フォトレジストおよび不要箇所のＡｌをリフトオフ法により同時に除去し、フリップチップ用バンプを形成する電極パッドを完成した。
次に、前記電極パッドにＡｕからなるフリップチップ用バンプをバンプボンディング装置を使用して形成した。バンプの直径は約80μｍであり、その高さは約30μｍであった。
次に、圧電基板をダイシング線に沿ってダイシング加工を施し、チップごとに分割した。その後、各チップをフリップチップ実装装置にて、電極形成面を下面にしてパッケージ内に接着した。そして、Ｎ2雰囲気中でベーキングを行ない、弾性表面波フィルタを完成した。パッケージは2.5×2.0ｍｍ角の積層構造のアルミナ等のセラミックスから成るものを使用した。
比較例１として、図27に示すような２段の電極パターンも前記と同様な工程で作製を行なった。ＩＤＴ電極203，207の対数は17対、ＩＤＴ電極202，204，206，208の対数は15対、ＩＤＴ電極202，203，204，206，207，208の電極指ピッチはともに2.25μｍとした。また、ＩＤＴ電極の両側に配設した反射器205，209の電極指ピッチは2.29μｍとした。
さらに比較例２として、図29に示すように、隣接するＩＤＴ電極間に電極指ピッチが一定の反射器を挿入した電極パターンも作製した。
さらに比較例３として図18に示すような、中央に位置するＩＤＴ電極302および最外側のＩＤＴ電極301，303との電極指ピッチＰ１と、ＩＤＴ電極301，302，303の間に配置されたＩＤＴ電極304，305の電極指ピッチＰ２とが、Ｐ２＜Ｐ１であり、ＩＤＴ電極304，305の両端部から中央部へ至る領域で、電極指ピッチＰ２が、漸次短くなるようにした電極パターンも作製した。
さらに比較例４として、図19に示すように、前記反射器306，307，308，309の電極指ピッチＰ３が、中央に位置するＩＤＴ電極302および最外側のＩＤＴ電極301，303の電極指ピッチＰ１よりも小さく、かつ、それらのＩＤＴ電極の間に配置されたＩＤＴ電極304，305の電極指ピッチＰ２よりも大きく（Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ１）、かつ、なめらかに変化する電極パターンも作製した。
次に、本実施例および前記４つの比較例における弾性表面波フィルタの特性測定を行なった。入力端子から周波数782ＭＨｚ〜982ＭＨｚの０ｄＢｍの信号を入力し、測定ポイントを800ポイントの条件にて測定した。サンプル数は30個とし、測定機器はアジレント・テクノロジー社製マルチポート・ネットワークアナライザE5071Aを使用した。
本発明品のフィルタ特性を図21〜図24の実線に示し、比較例を破線にて示す。図21〜図24のグラフは、いずれも縦軸にトランスミッションを、横軸に規格化周波数（入力信号の周波数／中心周波数）をそれぞれとったものである。本発明品では、通過帯域幅が比較的広く、通過帯域内の最大挿入損失は約2.3ｄＢであった。前記ネットワークアナライザで測定した比帯域幅は、4.2％であった。
これに対して、比較例１のサンプルとして作製した反射器のない従来構造の弾性表面波フィルタは、図21の破線に示すように、通過帯域幅が狭く、通過帯域の最大挿入損失は約2.8ｄＢであった。前記ネットワークアナライザで測定した比帯域幅は、比較例の場合は3.8％であった。
また、比較例２として作製した電極指ピッチが一定の反射器をＩＤＴ電極間に挿入した弾性表面波フィルタは、図22の破線に示すように、通過帯域幅がさらに狭くなっている。
比較例３として作製した弾性表面波フィルタは、図23の破線に示すように、通過帯域幅が比較例２と同様に狭くなっている。
比較例４として作製した弾性表面波フィルタは、図24の破線に示すように、通過帯域幅が比較例３よりもさらに狭くなっている。
このように実施例１ではフィルタ特性の広帯域化および低損失化を実現することができた。
＜実施例２＞
次に、図７に示すような、１段の電極パターンで構成される弾性表面波フィルタの実施例について説明する。38.7°ＹカットのＬｉＴａＯ３単結晶から成る圧電基板１上に、図７に示すようなＡｌ（99質量％）−Ｃｕ（1質量％）合金から成る微細電極パターンを形成した。
ＩＤＴ電極２の対数は16対とし、ＩＤＴ電極３，４の対数はそれぞれ12対とした。ＩＤＴ電極２，３，４の電極指ピッチはともに1.0μｍとした。また、反射器５および６の電極の本数は６本とし、これらの反射器５，６の電極指ピッチは、端から中央に位置する部分に向かって徐々に短くした。すなわち、反射器５，６を構成するそれぞれの電極指ピッチは順に0.97，0.90，0.87，0.90，0.97μｍとした。これらの平均電極指ピッチは0.922μｍとなる。また、ＩＤＴ電極の両側に配設した反射器７，８の電極指ピッチは1.02μｍとした。
弾性表面波フィルタの製造方法については、実施例１とほぼ同様であるので説明を省略する。異なるところは、電極膜厚を0.3μｍとせず約0.15μｍとしたことである。
比較用サンプルとして、図27に示すような１段の電極パターンを、前記実施例１と同様な工程で作製を行なった。すなわち、１段の電極パターンにおいて、ＩＤＴ電極203の対数を16対とし、ＩＤＴ電極202，204の対数をそれぞれ12対とし、ＩＤＴ電極の電極指ピッチは全て1.0μｍとした。また、ＩＤＴ電極の両側に配設した反射器205，209の平均電極指ピッチは1.02μｍとした。
次に、本実施例における弾性表面波フィルタの特性測定を行なった。通過帯域近傍の周波数特性グラフを図25に示す。ここで、図26はフィルタの伝送特性を表す挿入損失の周波数依存性を示すグラフであり、縦軸にトランスミッションを、横軸に規格化周波数（入力信号の周波数／中心周波数）をそれぞれとったものである。周波数1760ＭＨｚ〜2160ＭＨｚ，０ｄＢｍの信号を入力し、測定ポイント数：800ポイントの条件にて測定した。サンプル数は30個であり、図25にその伝送特性の一例を示す。
本発明品のフィルタ特性は、図25の実線に示すように、広帯域であり、通過帯域内1930ＭＨｚ〜1990ＭＨｚにおける挿入損失は約3.0ｄＢとなり低損失であった。
これに対して、比較例のサンプルとして作製した従来構造の弾性表面波フィルタは、図25の破線に示すように、通過帯域がやや狭く、帯域1930ＭＨｚ〜1990ＭＨｚ内の挿入損失は約3.6ｄＢであった。
また、本実施例および比較例について実施例１と同じネットワークアナライザで測定した比帯域幅は、本実施例の場合は4.2％であり、比較例の場合は3.8％であった。このように実施例２でも広帯域化および低損失化を実現することができた。
＜実施例３＞
次に、図11に示す弾性表面波フィルタの実施例について説明する。
38.7°ＹカットのＬｉＴａＯ３単結晶の圧電基板上に、図11に示すようなＡｌ（99質量％）−Ｃｕ（1質量％）合金から成る微細電極パターンを形成した。ＩＤＴ電極３の対数は16対とし、ＩＤＴ電極２，４の対数は12対とした。また、ＩＤＴ電極２，３，４および反射器５，６は、漸次、電極指ピッチを変化させた。ＩＤＴ電極２の電極指ピッチを、中央部から反射器５に近づくにつれて順に1.02，1.01，0.99μｍと徐々に短くし、ＩＤＴ電極３の電極指ピッチも、中央部から反射器５に近づくにつれて順に1.02，1.01，0.99μｍと徐々に短くした。ＩＤＴ電極２，３と反射器５の間の電極指ピッチは、ともに0.97μｍとした。反射器５内の電極指ピッチは両端部を0.90μｍとし、中央部を0.87μｍとした。また、ＩＤＴ電極３，４の電極指ピッチも、それぞれ中央部から反射器６に近づくにつれて順に1.02，1.01，0.99μｍと徐々に短くした。ＩＤＴ電極３，４と反射器６の間の電極指ピッチは、ともに0.97μｍにした。反射器６内の電極指ピッチは両端部を0.90μｍとし、中央部を0.87μｍとした。
なお、この弾性表面波フィルタの作製方法は実施例２と同様であるので、その説明は省略する。
比較用サンプルは、実施例２で用いたものをそのまま使用した。
次に、本実施例における弾性表面波フィルタの特性測定を行なった。周波数：782ＭＨｚ〜982ＭＨｚ，０ｄＢｍの信号を入力し、測定ポイント数：800ポイントの条件にて測定した。サンプル数は30個である。
通過帯域近傍の周波数特性グラフを図26に示す。ここで、図26はフィルタの伝送特性を表す挿入損失の周波数依存性を示すグラフであり、縦軸にトランスミッションを、横軸に規格化周波数（入力信号の周波数／中心周波数）をそれぞれとったものである。
本発明品のフィルタ特性は、図26の実線に示すように、通過帯域内1930ＭＨｚ〜1990ＭＨｚの挿入損失は約2.8ｄＢであり、低損失で良好な特性を実現している。
これに対して、比較サンプルとして作製した従来構造の弾性表面波フィルタでは、図26の点線に示すように、通過帯域内1930ＭＨｚ〜1990ＭＨｚでの挿入損失が約3.6ｄＢであった。
また、本実施例および比較例について実施例１と同じネットワークアナライザで測定した比帯域幅は、本実施例の場合は4.2％であり、比較例の場合は3.8％であった。このように、実施例３でも広帯域化および低損失化を実現することができた。
本発明の弾性表面波装置の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図、および電極パターンの位置と電極指ピッチとの関係を示すグラフである。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図、および電極パターンの位置と電極指ピッチとの関係を示すグラフである。 本発明の弾性表面波装置における他の電極構造例を模式的に示す平面図、および電極パターンの位置と電極指ピッチとの関係を示すグラフである。 本発明の実施例および比較例の通過帯域近傍における挿入損失の周波数依存性を示すグラフである。 本発明の実施例および比較例の通過帯域近傍における挿入損失の周波数依存性を示すグラフである。 本発明の実施例および図18に示す比較例の通過帯域近傍における挿入損失の周波数依存性を示すグラフである。 本発明の実施例および図19に示す比較例の通過帯域近傍における、挿入損失の周波数依存性を示すグラフである。 図７に示す弾性表面波フィルタおよび比較例の通過帯域近傍における挿入損失の周波数依存性を示すグラフである。 図11に示す弾性表面波フィルタおよび比較例の通過帯域近傍における挿入損失の周波数依存性を示すグラフである。 従来の弾性表面波装置の電極構造例を模式的に示す平面図である。 従来の弾性表面波装置の他の電極構造例を模式的に示す平面図である。 従来の弾性表面波フィルタにおける電極構造に対応する定在波のエネルギー分布を示すグラフである。 本発明の弾性表面波フィルタにおける電極構造に対応する定在波のエネルギー分布を示すグラフである。
符号の説明
１：圧電基板
２，３，４，12，13，14，301，302，303，304，305，401，402，403，404，405：ＩＤＴ電極
５，６，７，８，15，16，17，18，306，307，308，309，310，311，406，407，408，409，410，411：反射器
９：入力端子
10：接地端子
11，19：出力端子
20，21：弾性表面波共振子

Claims (16)

  1. 圧電基板上に、該圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、該伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指を備えたＩＤＴ電極の複数を１列以上配設するとともに、前記伝搬方向において近接した少なくとも１対のＩＤＴ電極の間に、前記伝搬方向に対して直交する方向に長い４本以上の電極指が前記伝搬方向に沿って並んで構成された反射器を配設してなり、かつ該反射器の隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器の両端部に位置する電極指から中央部に位置する電極指に向かって漸次短くなっていることを特徴とする弾性表面波装置。
  2. 圧電基板上に、該圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、該伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指を備えたＩＤＴ電極の複数を１列以上配設するとともに、前記伝搬方向において近接した少なくとも１対のＩＤＴ電極の間に、前記伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指が前記伝搬方向に沿って並んで構成された反射器を配設してなり、かつ前記少なくとも１対のＩＤＴ電極の、前記反射器を挟んだ一方の端部から他方の端部へ至る領域で、隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器の中央部に位置する電極指に向かって漸次短くなっていることを特徴とする弾性表面波装置。
  3. 前記伝搬方向で隣り合う前記反射器と前記ＩＤＴ電極とにおいて、前記反射器の隣り合う電極指の中心間距離の最大値が、前記ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離の平均値よりも小さいことを特徴とする請求項１または請求項２記載の弾性表面波装置。
  4. 前記伝搬方向で隣り合う前記反射器と前記ＩＤＴ電極とを電気的に接続したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の弾性表面波装置。
  5. 請求項１または請求項２記載の弾性表面波装置を構成する前記ＩＤＴ電極に対して、直列または並列に、１つ以上のモード共振を発生させる共振子を接続したことを特徴とする弾性表面波装置。
  6. 圧電基板上の弾性表面波の伝搬方向に沿って１段または複数段配置された共振器型電極パターンを備える弾性表面波装置であって、前記共振器型電極パターンは、前記弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に伸びる電極指を備え前記弾性表面波の伝搬方向に沿って並んだ複数のＩＤＴ電極と、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って近接した一対のＩＤＴ電極の間に配置された反射器とを有し、該反射器は、前記弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に伸びる４本以上の電極指が並んで構成され、かつ隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器の両端部から中央部に向かって漸次短くなっていることを特徴とする弾性表面波装置。
  7. 前記反射器の隣り合う電極指の中心間距離の最大値が、前記反射器に隣接する前記ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離の平均値よりも小さいことを特徴とする請求項６記載の弾性表面波装置。
  8. 前記反射器に隣接する前記ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器から離れた領域から前記反射器に近づくにつれて漸次短くなっていることを特徴とする請求項６記載の弾性表面波装置。
  9. 圧電基板上の弾性表面波の伝搬方向に沿って１段または複数段配置された共振器型電極パターンを備える弾性表面波装置であって、前記共振器型電極パターンは、前記弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に伸びる電極指を備え前記弾性表面波の伝搬方向に沿って並んだ複数のＩＤＴ電極と、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って近接した一対のＩＤＴ電極の間に配置された反射器とを有し、該反射器に隣接する前記ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器から離れた領域から前記反射器に近づくにつれて漸次短くなっていることを特徴とする弾性表面波装置。
  10. 前記弾性表面波の伝搬方向で隣り合う前記反射器と前記ＩＤＴ電極とにおいて、前記ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離の平均値が、前記反射器の隣り合う電極指の中心間距離の最大値よりも大きいことを特徴とする請求項９記載の弾性表面波装置。
  11. 圧電基板上の弾性表面波の伝搬方向に沿って１段または複数段配置された共振器型電極パターンと、前記共振器型電極パターンに接続された入出力端子とを備える弾性表面波装置であって、前記共振器型電極パターンは、前記弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に伸びる電極指を備え前記弾性表面波の伝搬方向に沿って並んだ５個以上のＩＤＴ電極と、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って近接した一対のＩＤＴ電極の間に配置され、前記伝搬方向に対して直交する方向に伸びた４本以上の電極指を持った反射器とを有し、前記５個以上のＩＤＴ電極のうち、中央部に位置する第１ＩＤＴ電極および両端に位置する第２ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離が等しく、前記第１ＩＤＴ電極と前記第２ＩＤＴ電極との間に位置する第３ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離が、前記第１ＩＤＴ電極および前記第２ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離よりも短く、かつ前記第３ＩＤＴ電極の両端部から中央部に向かって漸次短くなっていることを特徴とする弾性表面波装置。
  12. 前記反射器が前記第３ＩＤＴ電極に隣接しており、前記反射器の隣り合う電極指の中心間距離が、この反射器に隣接する前記第３ＩＤＴ電極から離れた領域から、前記第３ＩＤＴ電極に近づくにつれて短くなっていることを特徴とする請求項１１記載の弾性表面波装置。
  13. 前記反射器が前記第１ＩＤＴ電極および前記第２ＩＤＴ電極の少なくとも一方に隣接しており、前記第１ＩＤＴ電極および前記第２ＩＤＴ電極の少なくとも一方の隣り合う電極指の中心間距離が、前記反射器から離れた領域から前記反射器に近づくにつれて漸次短くなっていることを特徴とする請求項１１記載の弾性表面波装置。
  14. 前記反射器が前記第３ＩＤＴ電極に隣接しており、前記第３ＩＤＴ電極の隣り合う電極指の中心間距離の最大値が、前記反射器の隣り合う電極指の中心間距離の平均値よりも小さいことを特徴とする請求項１３記載の弾性表面波装置。
  15. 前記共振器型電極パターンに対して、直列または並列に、１つ以上のモード共振を発生させる他の共振器型電極パターンを接続した請求項６、請求項９および請求項１１のいずれかに記載の弾性表面波装置。
  16. 請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載の弾性表面波装置をフィルタ手段として用いたことを特徴とする通信装置。
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