JP2009260463A - Surface acoustic wave filter apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば帯域フィルタとして用いられる弾性波フィルタ装置に関し、より詳細には、複数の縦結合共振子型の弾性波フィルタが、入力端及び出力端の内少なくとも一方において共通接続されている構造を備えた弾性波フィルタ装置に関する。 The present invention relates to an elastic wave filter device used as, for example, a bandpass filter, and more specifically, a structure in which a plurality of longitudinally coupled resonator type elastic wave filters are commonly connected at least one of an input end and an output end. It is related with the elastic wave filter apparatus provided with.
従来、携帯電話機の帯域フィルタなどにおいて、通過帯域が異なる複数の弾性表面波フィルタを備えた弾性表面波フィルタ装置が用いられている。例えば、下記の特許文献1には、図14に示す弾性表面波フィルタ装置が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a surface acoustic wave filter device including a plurality of surface acoustic wave filters having different pass bands is used in a bandpass filter of a cellular phone. For example,
弾性表面波フィルタ装置1001では、不平衡端子1002と第1,第2の平衡端子1003,1004との間に第1,第2のバランス型弾性表面波フィルタ1005,1006とが接続されている。すなわち、不平衡端子1002に、第1,第2の弾性表面波フィルタ1005,1006の各一端が共通接続されている。弾性表面波フィルタ1005,1006は、いずれも平衡−不平衡変換機能を有する。弾性表面波フィルタ1005が、第1,第2の平衡端子1003,1004に接続されており、第2の弾性表面波フィルタ1006も、第1,第2の平衡端子1003,1004に接続されている。ここでは、インピーダンスマッチングを図るために、第1,第2の平衡端子1003,1004間にインピーダンスマッチッグ用インダクタンス1007が接続されている。
特許文献1に記載の弾性表面波フィルタ装置では、中心周波数が高い側の第1の弾性表面波フィルタにおける、第2の弾性表面波フィルタの通過帯域でのインピーダンスが、並列接続されている第1,第2の平衡端子間での反射特性により低くなる。そのため、中心周波数が低い側のフィルタである第2の弾性波フィルタが駆動されている場合、第2の弾性表面波フィルタの通過帯域内の周波数の信号が、第1の弾性表面波フィルタ側に漏洩することがあった。その結果、第2の弾性表面波フィルタの通過帯域内における挿入損失が劣化するという問題があった。
In the surface acoustic wave filter device described in
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、通過帯域が異なる第1,第2の弾性波フィルタが入力端及び出力端の少なくとも一方において共通接続されている弾性波フィルタ装置において、中心周波数が高い側の弾性波フィルタにおける中心周波数が低い側の弾性波フィルタの通過帯域でのインピーダンスが高く、従って、中心周波数が低い側の弾性波フィルタにおける通過帯域内の挿入損失の劣化が生じ難い、弾性波フィルタ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described drawbacks of the prior art, in an elastic wave filter device in which first and second elastic wave filters having different pass bands are commonly connected at least one of an input end and an output end. The impedance in the pass band of the low-frequency side elastic wave filter in the high-frequency side elastic wave filter is high, and therefore the insertion loss in the pass band of the low-frequency side elastic wave filter is degraded. It is difficult to provide an elastic wave filter device.
本発明によれば、弾性波を用いた縦結合共振子型の弾性波フィルタ装置であって、入力端と出力端とを有する縦結合共振子型の第1の弾性波フィルタと、入力端と出力端とを有し、第1の弾性波フィルタよりも中心周波数が低い縦結合共振子型の第2の弾性波フィルタとを備え、前記第1,第2の弾性波フィルタの入力端及び出力端の少なくとも一方が共通接続されており、前記第1の弾性波フィルタが、5個のIDT電極を備えた5IDT型の縦結合共振子型弾性波フィルタであることを特徴とする、弾性波フィルタ装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter device using an acoustic wave, the longitudinally coupled resonator type first acoustic wave filter having an input end and an output end, and an input end. A longitudinally coupled resonator type second elastic wave filter having a lower center frequency than the first elastic wave filter, and an input terminal and an output of the first and second elastic wave filters. An elastic wave filter characterized in that at least one of the ends is commonly connected, and the first elastic wave filter is a 5IDT type longitudinally coupled resonator type elastic wave filter having five IDT electrodes. An apparatus is provided.
本発明の弾性波フィルタ装置のある特定の局面では、前記第1,第2の弾性波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有する、バランス型弾性波フィルタである。この場合には、平衡−不平衡変換機能が弾性波フィルタ装置において実現されるので、バランを省略することができる。 On the specific situation with the elastic wave filter apparatus of this invention, the said 1st, 2nd elastic wave filter is a balance type elastic wave filter which has a balance-unbalance conversion function. In this case, since the balanced-unbalanced conversion function is realized in the elastic wave filter device, the balun can be omitted.
また、本発明の弾性波フィルタ装置の他の特定の局面では、圧電基板をさらに備え、該圧電基板上に、前記第1,第2の弾性波フィルタが構成されている。この場合には、同一圧電基板を用いて、第1,第2の弾性波フィルタが構成されているため、弾性波フィルタ装置の小型化を図ることができる。同様に、パッケージ部材内に、第1,第2の弾性波フィルタが収納されている場合にも、1つのパッケージ部材内に第1,第2の弾性波フィルタが収納されるので、弾性波フィルタ装置の小型化を図ることができる。 In another specific aspect of the elastic wave filter device of the present invention, a piezoelectric substrate is further provided, and the first and second elastic wave filters are configured on the piezoelectric substrate. In this case, since the first and second acoustic wave filters are configured using the same piezoelectric substrate, the acoustic wave filter device can be downsized. Similarly, when the first and second elastic wave filters are accommodated in the package member, the first and second elastic wave filters are accommodated in one package member. The size of the apparatus can be reduced.
本発明の弾性波フィルタ装置では、中心周波数が高い側の第1の弾性波フィルタが5IDT型の縦結合共振子型弾性波フィルタであるため、第1の弾性波フィルタにおける第2の弾性波フィルタの通過帯域におけるインピーダンスが高められる。そのため、第2の弾性波フィルタから第1の弾性波フィルタ側に、第2の弾性波フィルタの通過帯域の信号が漏洩し難いので、第2の弾性波フィルタにおける通過帯域内の挿入損失の劣化を抑制することが可能となる。 In the elastic wave filter device of the present invention, the first elastic wave filter having the higher center frequency is a 5IDT type longitudinally coupled resonator type elastic wave filter. Therefore, the second elastic wave filter in the first elastic wave filter is used. Impedance in the passband is increased. Therefore, it is difficult for a signal in the passband of the second elastic wave filter to leak from the second elastic wave filter to the first elastic wave filter, so that the insertion loss in the passband of the second elastic wave filter is degraded. Can be suppressed.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る弾性波フィルタ装置のブロック図である。弾性波フィルタ装置1は、縦結合共振子型の第1の弾性波フィルタ11と縦結合共振子型の第2の弾性波フィルタ12とを有する。第1の弾性波フィルタ11の通過帯域の中心周波数は、第2の弾性波フィルタ12の通過帯域の中心周波数よりも高くされている。本実施形態の弾性波フィルタ装置1は、UMTS方式の携帯電話機の2つの受信フィルタとして用いられる。従って、第1の弾性波フィルタ11の中心周波数は2140MHzであり、第2の弾性波フィルタ12の中心周波数は1960MHzである。
FIG. 1 is a block diagram of an acoustic wave filter device according to an embodiment of the present invention. The acoustic
第1の弾性波フィルタ11は平衡−不平衡変換機能を有し、入力端が第1の不平衡端子2であり、出力端が第1,第2の平衡端子3,4である。
The first
他方、第2の弾性波フィルタ12も、平衡−不平衡変換機能を有する。第2の弾性波フィルタ12の入力端は第2の不平衡端子5に接続されており、出力端が、第1,第2の平衡端子3,4に接続されている。
On the other hand, the second
ここでは、第1の弾性波フィルタ11の第1,第2の平衡出力端に接続されている信号線6,8が、それぞれ、第2の弾性波フィルタ12の一対の平衡出力端に接続されている信号線7,9と共通接続されている。信号線6と信号線7とが共通接続され、第1の平衡端子3に接続されており、信号線8と信号線9とが共通接続され、第2の平衡端子4に接続されている。
Here, the
なお、第1,第2の平衡端子3,4間に、インピーダンスマッチングを図るためにインダクタンスが接続されていてもよい。
An inductance may be connected between the first and second
上記弾性波フィルタ装置1は、具体的には、図1(b)に模式的正面断面図で示す弾性境界波フィルタ装置である。図1(b)に示すように、圧電基板13上に、電極14が形成されている。電極14は、弾性波フィルタ11,12を形成するための電極であり、後述するように、複数のIDT電極を含む。
Specifically, the acoustic
電極14は、電極パッド14a,14bを有する。電極パッド14a,14bは、IDT電極の後に電気的に接続されている。
The
圧電基板13上には、誘電体層15が積層されている。電極14は、圧電基板13と誘電体層15との界面に形成されている。圧電基板13は、LiNbO3からなるが、LiTaO3や水晶などの他の圧電単結晶により圧電基板13が構成されていてもよい。
A
誘電体層15は、SiO2からなるが、SiNなどの適宜の誘電体材料により形成され得る。
The
電極14は、適宜の金属により形成される。このような金属としては、特に限定されないが、Ag、Pt、Au、W、Cu、Al、Ti、NiCrなどからなる群から選択した少なくとも1種の金属または合金が好適に用いられる。
The
上記電極14の内のIDT電極が励振されることにより、圧電基板13と誘電体層15との界面を伝搬する弾性境界波が励振される。
By exciting the IDT electrode among the
誘電体層15には、貫通孔15a,15bが形成されている。貫通孔15a,15bに、電極パッド14a,14bが露出されている。この貫通孔15a,15bに、接続導電膜16a,16bが形成されている。接続導電膜16a,16bは、電極パッド14a,14bに電気的に接続されている。接続導電膜16a,16bは、誘電体層15の上面に至っている。接続導電膜16a,16bの誘電体層15の上面に至っている部分において、端子電極17,18が電気的に接続されている。
Through
図2(a)は、第1の弾性波フィルタ11の電極構造を示す模式的平面図であり、図2(b)は第2の弾性波フィルタ12の電極構造を模式的に示す平面図である。
FIG. 2A is a schematic plan view showing the electrode structure of the first
図2(a)に示すように、第1の弾性波フィルタ11は、第1の不平衡端子2に一端が接続された1ポート型弾性境界波共振子20を有する。1ポート型弾性境界波共振子20の他端には、第1,第2の弾性波フィルタ部21,22が接続されている。第1,第2の弾性波フィルタ部21,22は、いずれも5個のIDT電極を有する5IDT型の縦結合共振子型弾性波フィルタである。
As shown in FIG. 2A, the first
第1,第2の弾性波フィルタ部21,22の各一端が共通接続され、1ポート型弾性境界波共振子20を介して第1の不平衡端子2に接続されている。より具体的には、第1〜第5のIDT21a〜21eが境界波伝搬方向において順に配置されている。また、反射器21f,21gが備えられている。第1,第3,第5のIDT21a,21c,21eの各一端が共通接続され、1ポート型弾性境界波共振子20に接続されている。IDT21a,21c,21eの他端はアース電位に接続されている。
One end of each of the first and second acoustic
第2,第4のIDT21b,21dの各一端はアース電位に接続されており、各他端が共通接続されて、第1の平衡端子3に接続されている。
One end of each of the second and
IDT21a〜21eが設けられている領域の境界波伝搬方向両側には、反射器21f,21gが配置されている。第2の弾性波フィルタ部22も同様の構成を有し、第1〜第5のIDT22a〜22eと反射器22f,22gとを有する。
第2の弾性波フィルタ部22では、第1,第3,第5のIDT22a,22c,22eの各一端が共通接続され、1ポート型弾性境界波共振子20を介して第1の不平衡端子2に接続されている。第1,第3,第5のIDT22a,22c,22eの他端はアース電位に接続されている。第2,第4のIDT22b,22dの各一端がアース電位に接続されており、各他端が共通接続され、第2の平衡端子4に接続されている。
In the second elastic
第1の不平衡端子2を入力端としたとき、第1,第2の平衡端子3,4から出力が取り出される。第1の平衡端子3から取り出される出力信号の位相に対して、第2の平衡端子4から取り出される出力信号の位相が180°異なるように、第1〜第5のIDT21a〜21e及び第1〜第5のIDT22a〜22eの極性が選択されている。より具体的には、第2,第4のIDT21b,21dが、第2,第4のIDT22b,22dに対して反転されている。従って、第1の弾性波フィルタ11は、平衡−不平衡変換機能を有する。
When the first
図2(b)に示す第2の弾性波フィルタ12もまた、平衡−不平衡変換機能を有する。すなわち、第2の不平衡端子に、1ポート型弾性境界波共振子30を介して、第1,第2の弾性波フィルタ部31,32が接続されている。第1,第2の弾性波フィルタ部31,32は、3個のIDTを有する3IDT型の縦結合共振子型の弾性境界波フィルタである。
The second
第1の弾性波フィルタ部31では、境界波伝搬方向に沿って第1〜第3のIDT31a〜31cが配置されている。IDT31a〜31cが設けられている領域の境界波伝搬方向両側に、反射器31d,31eが配置されている。同様に、第2の弾性波フィルタ部32もまた、第1〜第3のIDT32a〜32cと、反射器32d,32eとを有する。ここでは、IDT32bの極性が、IDT31bの極性と反転されている。
In the 1st elastic
第2のIDT31b及び第2のIDT32bの各一端が共通接続され、1ポート型弾性境界波共振子30を介して第2の不平衡端子5に接続されている。IDT31b,32bの他端はアース電位に接続されている。
One end of each of the
第1,第3のIDT31a,31cの一端がアース電位に接続され、各他端が共通接続され、1ポート型弾性境界波共振子33を介して第1の平衡端子3に接続されている。
One ends of the first and third IDTs 31 a and 31 c are connected to the ground potential, and the other ends are connected in common and connected to the first
第2の弾性波フィルタ部32においても同様に、第1,第3のIDT32a,32cの一端がアース電位に接続されており、他端が共通接続され、1ポート型弾性境界波共振子34を介して第2の平衡端子4に接続されている。
Similarly, in the second elastic
本実施形態の弾性波フィルタ装置1の特徴は、中心周波数が相対的に高い第1の弾性波フィルタ11において、第1,第2の弾性波フィルタ部21,22が、いずれも5IDT型の縦結合共振子型弾性波フィルタにより構成されていることにある。それによって、第2の弾性波フィルタ12が動作している際に、通過帯域内の周波数の信号が、第1の弾性波フィルタ側に漏洩し難い。従って、第2の弾性波フィルタ12の通過帯域内における挿入損失の劣化を抑制することができる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。
The elastic
図3は、第1の弾性波フィルタ11の減衰量周波数特性を示し、実線は上記実施形態の弾性波フィルタ装置1において、第2の弾性波フィルタ12と並列接続した後の減衰量周波数特性を示し、破線は並列接続しない場合、すなわち第1の弾性波フィルタ11単独の減衰量周波数特性を示す。
FIG. 3 shows the attenuation frequency characteristics of the first
図4は、第2の弾性波フィルタ12の減衰量周波数特性を示す。図4において、実線は、図3の場合と同様に、並列接続後の上記実施形態における第2の弾性波フィルタ12の減衰量周波数特性を示し、破線は並列接続しない場合、すなわち第2の弾性波フィルタ12単独の減衰量周波数特性を示す。
FIG. 4 shows the attenuation frequency characteristics of the second
図3及び図4の減衰量周波数特性は、第1,第2の弾性波フィルタ11,12の仕様を以下のように設定した場合の結果である。 The attenuation frequency characteristics of FIGS. 3 and 4 are results when the specifications of the first and second elastic wave filters 11 and 12 are set as follows.
(1)第1の弾性波フィルタ11
電極指の対数:第1〜第5のIDTの順に、13.5/9/7.5/9/13.5
電極指交叉幅=35λ(λはIDTの電極指の周期による定まる波長)
デューティ=0.40
1ポート型弾性境界波共振子の構成
電極指の対数=50
電極指交叉幅=46λ
デューティ=0.40
(1) First
Number of pairs of electrode fingers: 13.5 / 9 / 7.5 / 9 / 13.5 in order of the first to fifth IDTs
Electrode finger crossing width = 35λ (λ is a wavelength determined by the period of the electrode finger of the IDT)
Duty = 0.40
Configuration of 1-port boundary acoustic wave resonator Logarithm of electrode fingers = 50
Electrode finger crossing width = 46λ
Duty = 0.40
(2)第2の弾性波フィルタ12
第1〜第3のIDTの電極指の対数=第1〜第3のIDTの順に9/16/9
電極指交叉幅=59λ
デューティ=0.40
入力側1ポート型弾性境界波共振子
電極指の対数=100
電極指交叉幅=53λ
デューティ=0.40
出力側1ポート型弾性境界波共振子
電極指の対数=105
電極指交叉幅=52λ
デューティ=0.40
(2) Second
Number of electrode fingers of first to third IDT = 9/16/9 in order of first to third IDT
Electrode finger cross width = 59λ
Duty = 0.40
Input side 1-port boundary acoustic wave resonator Logarithm of electrode fingers = 100
Electrode finger crossing width = 53λ
Duty = 0.40
Output side 1-port boundary acoustic wave resonator Logarithm of electrode fingers = 105
Electrode finger cross width = 52λ
Duty = 0.40
第1の弾性波フィルタ11では、電極材料は、圧電基板側からTi/Pt/Au/Pt/Ti/NiCrをこの順序で積層した積層金属膜とした。各層の厚みは、順に、0.7λ/0.7λ/5.0λ/0.7λ/0.7λ/0.7λとした。また、第2の弾性波フィルタ12では、電極材料は、圧電基板側からTi/Pt/Au/Pt/Ti/NiCrの順にこれらを積層した積層金属膜とした。各層の厚みは、同じ順序で0.6λ/0.6λ/5.3λ/0.6λ/0.6λ/0.6λとした。
In the first
なお、電極材料は、上記積層金属膜に限らず、Pt、Au、Pd、Ag、Cu、W、Rh、Tiなどの金属またはこれを主成分とする合金からなる材料を適宜用いることができる。 The electrode material is not limited to the above-described laminated metal film, and a material made of a metal such as Pt, Au, Pd, Ag, Cu, W, Rh, Ti, or an alloy containing this as a main component can be appropriately used.
また、これらの金属を主たる電極層として含む積層金属膜であってもよい。他の電極層とは、単一の電極層からなる。電極の場合には、該電極層であり、複数の電極層を積層した構造では、同じ金属材料からなる電極層の厚みの合計がもっとも大きい場合、該もっとも合計の厚みが厚い電極層を主たる電極層とする。 Moreover, the laminated metal film containing these metals as a main electrode layer may be sufficient. The other electrode layer is a single electrode layer. In the case of an electrode, the electrode layer, and in a structure in which a plurality of electrode layers are stacked, when the total thickness of the electrode layers made of the same metal material is the largest, the electrode layer having the thickest total thickness is the main electrode. Layer.
図3から明らかなように、中心周波数が相対的に高い第1の弾性波フィルタ11では、並列接続前の通過特性と、並列接続された後のフィルタ特性とがほとんど変わらないことがわかる。
As can be seen from FIG. 3, in the first
また、図4から明らかなように、第2の弾性波フィルタ12においても、並列接続前のフィルタ特性に対し、並列接続後のフィルタ特性では、挿入損失の劣化は非常に小さいことがわかる。このように、本実施形態では、中心周波数が低い第2の弾性波フィルタ12側においても、通過帯域内における挿入損失の劣化が非常に少ないのは、第1の弾性波フィルタ11が5IDT型の縦結合共振子型弾性波フィルタであることによる。
As is apparent from FIG. 4, in the second
すなわち、第1の弾性波フィルタにおける、第2の弾性波フィルタ12の中心周波数である1960MHzにおけるインピーダンスが高められ、それによって、第2の弾性波フィルタ12が動作している場合に、通過帯域内の周波数の信号が、第1の弾性波フィルタ11側に漏洩し難くなり、それによって、第2の弾性波フィルタ12の通過帯域内における挿入損失の劣化が抑制されていることによる。
That is, in the first elastic wave filter, when the impedance at 1960 MHz, which is the center frequency of the second
なお、本実施形態では、第2の弾性波フィルタ12の第1,第2の弾性波フィルタ部31,32は3IDT型の縦結合共振子型の弾性波フィルタである。この場合、第2の弾性波フィルタ12は5IDT型の弾性波フィルタであってもよい。すなわち、第1の弾性波フィルタ11のIDTの数は第2の弾性波フィルタ12におけるIDTの数に対して相対的なものではない。また、5IDT型であることより、必ずしもインピーダンスが高くなると予想されるものではない。すなわち、縦結合共振子型弾性波フィルタにおけるインピーダンスと電極指の対数とは関係があるものの、インピーダンスとIDTの数とは直接関係するものではない。
In the present embodiment, the first and second elastic
図5は、上記実施形態の弾性波フィルタにおいて、第1の弾性波フィルタにおけるIDTの電極指の本数を変化させた場合の第2の弾性波フィルタの挿入損失の変化を示す図である。ここでは、IDTの電極指の本数が13本である場合と37本である場合との結果が示されており、実線が13本の場合の結果を、破線が37本の場合の結果を示す。また、図5では示されていないが、電極指の本数を17本、21本、25本、29本、33本とした弾性波フィルタ装置においても、同様に減衰量周波数特性を測定した。その結果、IDTの電極指の本数が多くなるにつれて、図5の実線から破線で向かう方向に通過帯域のフィルタ特性が変化した。すなわち、IDTの電極指の本数が多くなると、通過帯域内において、挿入損失が若干劣化することがわかる。そして、本願発明者の実験によれば、IDTの電極指の本数を33本以下とすれば、通過帯域内における挿入損失を十分に小さくし得ることが確かめられた。 FIG. 5 is a diagram showing a change in insertion loss of the second elastic wave filter when the number of electrode fingers of the IDT in the first elastic wave filter is changed in the elastic wave filter of the above embodiment. Here, the results of the case where the number of electrode fingers of the IDT is 13 and 37 are shown, the result when the solid line is 13 and the result when the broken line is 37 are shown. . Further, although not shown in FIG. 5, the attenuation frequency characteristics were measured in the same manner in the acoustic wave filter device in which the number of electrode fingers was 17, 21, 25, 29, and 33. As a result, as the number of electrode fingers of the IDT increased, the filter characteristics of the pass band changed in the direction from the solid line to the broken line in FIG. That is, it can be seen that as the number of electrode fingers of the IDT increases, the insertion loss slightly deteriorates within the pass band. According to the experiment by the present inventor, it was confirmed that the insertion loss in the pass band can be sufficiently reduced if the number of electrode fingers of the IDT is 33 or less.
次に、上記のように、5IDT型の縦結合共振子型弾性境界波フィルタを第1の弾性波フィルタ11に用いることにより、第2の弾性波フィルタの通過帯域おいて挿入損失が劣化し難いこと、図6〜図9を参照してより詳細に説明する。
Next, as described above, by using the 5IDT type longitudinally coupled resonator type boundary acoustic wave filter for the first
図6は、図1に示したブロック図の第1の弾性波フィルタ11における出力側のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートを示す図である。このインピーダンススミスチャートにおいて、Xで示す位置が、第2の弾性波フィルタの中心周波数の位置である。
FIG. 6 is a diagram showing an impedance Smith chart showing impedance characteristics on the output side in the first
他方、図7は、第2の弾性波フィルタの出力側におけるインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートを示す図である。図7のXの点は、第1の弾性波フィルタの中心周波数におけるインピーダンスを示す。 On the other hand, FIG. 7 is a diagram showing an impedance Smith chart showing impedance characteristics on the output side of the second elastic wave filter. The point X in FIG. 7 indicates the impedance at the center frequency of the first elastic wave filter.
図6において、相手方である第2の弾性波フィルタの中心周波数におけるインピーダンスは短絡状態に近いところにあることがわかる。すなわち、第2の弾性波フィルタ12が動作している場合、第1の弾性波フィルタ11側に電流が流れ、その結果、第2の弾性波フィルタ12の挿入損失が大きくなる。
In FIG. 6, it can be seen that the impedance at the center frequency of the second elastic wave filter which is the counterpart is close to a short-circuited state. That is, when the second
他方、図7において、相手方である第1の弾性波フィルタ11の中心周波数におけるインピーダンスはオープンに近いところにあることがわかる。すなわち、第1の弾性波フィルタ11が動作している場合には、第2の弾性波フィルタ12側には電流は流れず、第1の弾性波フィルタ11の挿入損失は悪くならない。すなわち、第2の弾性波フィルタから第1の弾性波フィルタをみたときに、インピーダンスはオープンに近い状態にあることがわかる。
On the other hand, in FIG. 7, it can be seen that the impedance at the center frequency of the first
図8は、第1の弾性波フィルタの出力側のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートであり、ここで、実線は上記実施形態のように5IDT型の弾性波フィルタの場合であり、破線は比較のために用意した3IDT型の弾性波フィルタの場合のインピーダンス特性を示す。 FIG. 8 is an impedance Smith chart showing impedance characteristics on the output side of the first elastic wave filter, where the solid line is the case of the 5IDT type elastic wave filter as in the above embodiment, and the broken line is the comparison The impedance characteristic in the case of the 3IDT type elastic wave filter prepared for this is shown.
また、インピーダンス特性上のXは、それぞれ、1960MHz、すなわち、第2のバンドパスフィルタの中心周波数の位置を示す。図8から明らかなように、3IDT型の弾性波フィルタの場合には、インピーダンススミスチャートにおけるインピーダンス特性がいわゆる横巻きであるのに対し、5IDT型の構成では、IDTの電極指の対数を少なくすることにより、インピーダンス特性を縦巻きにすることができることがわかる。 Moreover, X on the impedance characteristic indicates 1960 MHz, that is, the position of the center frequency of the second bandpass filter. As is clear from FIG. 8, in the case of a 3IDT type acoustic wave filter, the impedance characteristic in the impedance Smith chart is so-called horizontal winding, whereas in the 5IDT type configuration, the number of IDT electrode fingers is reduced. This shows that the impedance characteristic can be vertically wound.
また、第1のバンドパスフィルタの第2のバンドパスフィルタの通過帯域におけるインピーダンスを高め得ることがわかる。 It can also be seen that the impedance in the passband of the second bandpass filter of the first bandpass filter can be increased.
なお、図9は、第1の弾性波フィルタにおけるIDTの電極指の本数と、第2の弾性波フィルタにおける通過帯域内挿入損失劣化量との関係を示す図である。図9から明らかなように、IDTの電極指の本数が多くなるにつれて、第2の弾性波フィルタにおける挿入損失が悪化することがわかる。これは、前述した図5の結果に対応している。よって、IDTの電極指の本数を少なくすることが望ましく、具体的は、33本以下とすれば、上記挿入損失の劣化量を、要求特性である0.3dB以下とし得ることがわかる。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the number of electrode fingers of the IDT in the first elastic wave filter and the amount of degradation in the insertion loss in the passband in the second elastic wave filter. As can be seen from FIG. 9, the insertion loss in the second elastic wave filter is worsened as the number of electrode fingers of the IDT increases. This corresponds to the result of FIG. 5 described above. Therefore, it is desirable to reduce the number of electrode fingers of the IDT. Specifically, if the number is 33 or less, it can be seen that the deterioration amount of the insertion loss can be set to 0.3 dB or less which is a required characteristic.
上記実施形態では、第1,第2の弾性波フィルタ11,12は、図2(a),(b)に示した電極構造を有していたが、第1の弾性波フィルタ11の電極構造は、適宜変形することができる。図10〜図12は、第1の弾性波フィルタの電極構造の第1〜第3の変形例を示す各模式的平面図である。
In the above embodiment, the first and second acoustic wave filters 11 and 12 have the electrode structure shown in FIGS. 2A and 2B. However, the electrode structure of the first
なお、第2の弾性波フィルタ12において、図10〜図12に示すような電極構造を用いてもよい。
In the second
図10に示す弾性波フィルタ101では、不平衡端子102と、第1,第2の平衡端子103,104との間に図示の電極構造が形成されている。
In the
すなわち、不平衡端子102に、1ポート型弾性境界波共振子106を介して、5IDT型の縦結合共振子型の第1,第2の弾性波フィルタ部107,108が接続されている。ここでは、第1の弾性波フィルタ部107の第1〜第5のIDT107a〜107eのうち、第2,第4のIDT107b,107dの各一端が共通接続され、1ポート型弾性境界波共振子106を介して不平衡端子102に接続されている。第2,第4のIDT107b,107dの各他端はアース電位に接続されている。他方、第1,第3,第5のIDT107a,107c,107eの各一端がアース電位に接続されており、各他端が共通接続され、第1の平衡端子103に接続されている。
That is, the 5-IDT type longitudinally coupled resonator type first and second acoustic
第2の弾性波フィルタ部108もまた、同様に第1〜第5のIDT108a〜108eを有する。そして、第2,第4のIDT108b,108dの各一端が共通接続され、1ポート型弾性境界波共振子106を介して不平衡端子102に接続されており、各他端がアース電位に接続されている。
Similarly, the second elastic
第1,第3,第5のIDT108a,108c,108eの各一端はアース電位に接続され、各他端が共通接続され、第2の平衡端子104に接続されている。
One end of each of the first, third, and
第1の弾性波フィルタ部107から第1の平衡端子103に伝送される信号の位相に対し、第2の弾性波フィルタ部108から第2の平衡端子104に伝送される信号の位相が180°異なるように、第1〜第5のIDT107a〜107c,108a〜108cが形成されている。
The phase of the signal transmitted from the second elastic
図11に示す弾性波フィルタ111では、不平衡端子102に、1ポート型弾性境界波共振子106を介して、1つの5IDT型の縦結合共振子型の弾性波フィルタ部112が接続されている。ここでは、第1,第3,第5のIDT112a,112c,112eの各一端が共通接続され、1ポート型弾性境界波共振子106を介して不平衡端子102に接続されており、各他端がそれぞれアース電位に接続されている。
In the
第2,第4のIDT112b,112dの各一端はアース電位に接続されており、IDT112bの他端が第1の平衡端子103に接続されており、第4のIDT112dの他端が第2の平衡端子104に接続されている。ここでは、IDT112bとIDT112dの位相が反転されて、第1,第2の平衡端子103,104から、位相が180°異なる信号が取り出される。
One end of each of the second and
図12に示す弾性波フィルタ121では、不平衡端子102に、1ポート型弾性境界波共振子106を介して、5IDT型の縦結合共振子型の弾性波フィルタ部122が接続されている。もっとも、中央の第3のIDT122cは、境界波伝搬方向に2分割することにより設けられた第1,第2の分割IDT部123,124を有する。そして、第1のIDT122a及び第3のIDT122cの第1の分割IDT部123が共通接続され、第1の平衡端子103に接続されている。また、第2の分割IDT部124と、第5のIDT122eとが共通接続され、第2の平衡端子104に接続されている。IDT122a,122c,122eの各他端はアース電位に接続されている。また、第2,第4のIDT122b,122dの各一端が共通接続され、1ポート型弾性境界波共振子106を介して不平衡端子102に電気的に接続されている。IDT122b,122dの各他端はアース電位に接続されている。
In the
また、本発明においては、第1,第2の弾性波フィルタは平衡−不平衡変換機能を有するものである必要は必ずしもない。すなわち、第1,第2の弾性波フィルタ11,12は、それぞれ、入力端と出力端を有する弾性波フィルタであってもよく、その場合においても、入力端及び出力端の内、少なくとも一方同士が共通接続されている構成であれば、本発明に従って、中心周波数が相対的に高い第1の弾性波フィルタを5IDT型の構成とすることにより、第2の弾性波フィルタの挿入損失の劣化を抑制することができる。 In the present invention, the first and second elastic wave filters are not necessarily required to have a balanced-unbalanced conversion function. That is, each of the first and second elastic wave filters 11 and 12 may be an elastic wave filter having an input end and an output end, and even in that case, at least one of the input end and the output end may be Are connected in common, the insertion loss of the second acoustic wave filter is reduced by making the first acoustic wave filter having a relatively high center frequency a 5IDT configuration according to the present invention. Can be suppressed.
また、上記実施形態は、弾性境界波を利用した弾性境界波につき説明したが、図13に模式的断面図で示すように、圧電基板501上にIDT電極を含む502が形成されている弾性表面波フィルタ装置に本発明を適用してもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the boundary acoustic wave using a boundary acoustic wave, as shown in the schematic cross section in FIG. 13, the elastic surface by which 502 including an IDT electrode is formed on the
また、本発明においては、第1,第2の弾性波フィルタを構成するための圧電基板は、同一の圧電基板でもよく、異なる圧電基板でもよい。同一の圧電基板上に第1,第2の弾性波フィルタが構成されている場合には、圧電基板の種類を減らすことができ、コストを低減することができる。また、弾性波フィルタ装置の小型化を進め得る。 In the present invention, the piezoelectric substrates for constituting the first and second acoustic wave filters may be the same piezoelectric substrate or different piezoelectric substrates. When the first and second acoustic wave filters are configured on the same piezoelectric substrate, the types of piezoelectric substrates can be reduced, and the cost can be reduced. Further, the elastic wave filter device can be reduced in size.
もっとも、第1,第2の弾性波フィルタ11,12が異なる圧電基板を用いて形成されている場合には、第1,第2の弾性波フィルタに適した結晶方位の圧電材料を用いて第1,第2の弾性波フィルタを構成することができる。 However, when the first and second elastic wave filters 11 and 12 are formed using different piezoelectric substrates, the first and second elastic wave filters 11 and 12 are formed using a piezoelectric material having a crystal orientation suitable for the first and second elastic wave filters. First and second elastic wave filters can be configured.
また、図13に一点鎖線で示すように、パッケージ部材511がさらに備えられていてもよい。その場合には、同じパッケージ部材511内に、第1,第2の弾性波フィルタチップが収納されていることが望ましく、それによって、弾性波装置の小型化を図ることができる。
Further, as indicated by a one-dot chain line in FIG. 13, a
1…弾性波フィルタ装置
2…第1の不平衡端子
3…第1の平衡端子
4…第2の平衡端子
5…第2の不平衡端子
6〜9…信号線
11…第1の弾性波フィルタ
12…第2の弾性波フィルタ
13…圧電基板
14…電極
14a,14b…電極パッド
15…誘電体層
15a,15b…貫通孔
16a,16b…接続導電膜
17,18…端子電極
20…1ポート型弾性境界波共振子
21…第1の弾性波フィルタ部
21a〜21e…IDT
21f,21g…反射器
22…第2の弾性波フィルタ部
22a〜22e…IDT
22f,22g…反射器
30…1ポート型弾性境界波共振子
31…第1の弾性波フィルタ部
31a〜31c…IDT
31d,31e…反射器
32…第2の弾性波フィルタ部
32a〜32c…IDT
32d,32e…反射器
33…1ポート型弾性境界波共振子
34…1ポート型弾性境界波共振子
DESCRIPTION OF
21f, 21g ...
22f, 22g ...
31d, 31e ...
32d, 32e ...
Claims (4)
入力端と出力端とを有する縦結合共振子型の第1の弾性波フィルタと、
入力端と出力端とを有し、第1の弾性波フィルタよりも中心周波数が低い縦結合共振子型の第2の弾性波フィルタとを備え、
前記第1,第2の弾性波フィルタの入力端及び出力端の少なくとも一方が共通接続されており、
前記第1の弾性波フィルタが、5個のIDT電極を備えた5IDT型の縦結合共振子型弾性波フィルタであることを特徴とする、弾性波フィルタ装置。 A longitudinally coupled resonator type elastic wave filter device using elastic waves,
A longitudinally coupled resonator type first acoustic wave filter having an input end and an output end;
A longitudinally coupled resonator type second acoustic wave filter having an input end and an output end and having a lower center frequency than the first acoustic wave filter;
At least one of the input end and the output end of the first and second elastic wave filters is connected in common,
The elastic wave filter device, wherein the first elastic wave filter is a 5IDT type longitudinally coupled resonator type elastic wave filter having five IDT electrodes.
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