JP3255249B2 - 弾性表面波フィルタ - Google Patents

弾性表面波フィルタ

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JP3255249B2 JP07300893A JP7300893A JP3255249B2 JP 3255249 B2 JP3255249 B2 JP 3255249B2 JP 07300893 A JP07300893 A JP 07300893A JP 7300893 A JP7300893 A JP 7300893A JP 3255249 B2 JP3255249 B2 JP 3255249B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多電極型の弾性表面波
フィルタに関し、更に詳しくは、最外側に配置した弾性
表面波変換器とそれに隣接して配置される反射器との距
離の最適な範囲に係わる。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯電話、コードレス電話等の移
動体通信機器の小型軽量化が求められている。この移動
体通信機器への適用を目指して、小型で低損失な高周波
弾性表面波フィルタの研究が精力的になされている。
【0003】従来、弾性表面波フィルタの低損失化のた
めに、同一伝搬路上に複数個の弾性表面波変換器を配置
し交互に入力用、出力用変換器とした多電極型弾性表面
波フィルタが検討されている。先行技術文献としては、
例えば米国特許第3,582,840号明細書が知られ
ている。
【0004】多電極型弾性表面波フィルタにおいて、そ
の損失が変換器の数とともに減少することは公知であ
る。例えば、前述した米国特許第3,582,840号
明細書において、入力側変換器の個数をN個、出力側変
換器の個数を(N−1)個としたとき、 損失=10log[2N/(2N−2)] となることが示されている。従って、低損失化のために
は入出力用変換器の数が多いことが望まれる。通常は、
入出力用合わせて13個の変換器が使用されることが多
い。
【0005】ところが、比較的狭い帯域のフィルタを構
成しようとした場合、変換器一個の中に形成されるすだ
れ状電極の電極指の対数は、帯域を狭くすればするほど
多くしてやる必要がある。これは、帯域幅Δfをフィル
タ中心周波数f0で規格化した比帯域幅Δf/f0がほ
ぼ電極指対数に反比例するためである。従って、前述の
電極構成では、帯域幅を狭くしようとすると装置が大型
なものとなってしまうという問題があった。
【0006】この問題を解決する手段として、弾性表面
波共振装置で使用されている反射器の利用が考えられ
る。多電極型弾性表面波フィルタにおいても、最外側に
反射器を設置することにより、変換器外に漏れる弾性表
面波エネルギーを再び変換器内部に反射させて閉じ込め
ることができ、よって低損失化が達成されるものと考え
られる。多電極型弾性表面波フィルタに反射器を組み合
わせた先行技術文献例としては、例えば特開平3−27
0309号公報がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】多電極型弾性表面波フ
ィルタに組み合わされる反射器の構造に関しては、オー
プンストリップ型反射器やショートストリップ型反射器
等が検討されている。しかしながら、反射器を設置すべ
き位置については何等検討されていなかった。特に、シ
ョートストリップ型反射器を使用した場合は、帯域内に
大きなリップルが生じて、重大な問題となっていた。
【0008】そこで、本発明の第1の課題は、低損失の
多電極型弾性表面波フィルタを提供することである。
【0009】本発明の第2の課題は、小型の多電極型弾
性表面波フィルタを提供することである。
【0010】本発明の第3の課題は、帯域内のリップル
を減少させた多電極型弾性表面波フィルタを提供するこ
とである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本発明は、 圧電基板の表面に入力変換器、出力変
換器及び反射器を有する弾性表面波フィルタであって、
前記入力変換器は、複数の電極指を有し、前記電極指が
間隔を隔てて配置されており、前記出力変換器は、複数
の電極指を有し、前記電極指が間隔を隔てて配置されて
おり、前記入力変換器及び前記出力変換器は、同一弾性
表面波伝搬路上に交互に配置されており、前記反射器
は、複数のショートストリップ導体を有し、前記入力変
換器及び前記出力変換の群の最外側の両側に配置されて
おり、前記入力変換器または前記出力変換器の前記電極
指の内、前記反射器に隣接する電極指の中心から、前記
反射器の最初のストリップ導体の中心までの距離をdと
し、弾性表面波の波長をλとしたとき、 {(n+0.2)・λ/2}≧d≧{(n−0.2)・λ/2} (nは正の整数)を満たす。
【0012】
【作用】入力変換器は複数の電極指が間隔を隔てて配置
されており、出力変換器は複数の電極指が間隔を隔てて
配置されており、入力変換器及び出力変換器は同一弾性
表面波伝搬路上に交互に配置されているから、低損失の
多電極型弾性表面波フィルタが得られる。
【0013】反射器は複数のショートストリップ導体を
有し、入力変換器及び出力変換器の群の最外側の両側に
配置されているから、反射器を用いないものに較べて小
型になる。
【0014】しかも、入力変換器または出力変換器の電
極指の内、反射器に隣接する電極指の中心から、反射器
の最初のストリップ導体の中心までの距離をdとし、弾
性表面波の波長をλとしたとき、 {(n+0.2)・λ/2}≧d≧{(n−0.2)・λ/2} (nは正の整数)を満たすから、従来、多電極型弾性表
面波フィルタにおいて問題とされていた帯域内のリップ
ルを減少させることができる。
【0015】
【実施例】図1は本発明に係る弾性表面波フィルタの構
成を概略的に示す図、図2は図1に示した弾性表面波フ
ィルタの部分拡大図である。図において11〜14は入
力変換器、21〜23は出力変換器、31及び32は反
射器である。これらは図示しない圧電基板の表面上に形
成されている。圧電基板としては36°回転Yカットの
タンタル酸リチウム基板が利用できる。入力変換器11
〜14は、図2に図示されるように、複数の電極指a1
〜a9を有する。電極指a1〜a9は間隔wを隔てて配
置されている。電極指a1〜a9はすだれ状に組み合わ
され、1つおきにアースされる電極と入力端子4に接続
される電極の組みに分けられている。電極a1〜a9の
個数は増減できる。
【0016】出力変換器21〜23も、複数の電極指b
1〜b9を有し、電極指b1〜b9が間隔を隔てて配置
されている。電極指b1〜b9はすだれ状に組み合わさ
れ、1つおきにアースされる電極と出力端子5に接続さ
れる電極の組みに分けられている。電極b1〜b9の個
数も増減できる。
【0017】入力変換器11〜14及び出力変換器21
〜23は、同一弾性表面波伝搬路X上に交互に配置され
ている。
【0018】弾性表面波の波長λは、入力変換器11〜
14あるいは出力変換器21〜23の電極指ピッチで決
まるので、電極指a1〜a9、b1〜b9の間隔wは弾
性表面波の波長λを考慮して定める。
【0019】反射器31、32は、複数のショートスト
リップ導体を有し、入力変換器11〜14及び出力変換
21〜23の群の最外側の両側に配置されている。図1
では、反射器31は入力変換器11に隣接してその外側
に配置され、反射器32は入力変換器14に隣接してそ
の外側に配置されている。図示はされていないが、出力
変換器が最外側に位置する場合は、反射器31は出力変
換器に隣接して配置されることもある。
【0020】入力変換器11〜14、出力変換器21〜
23及び反射器31、32の電極は半導体プロセスとし
て一般的なフォトリソグラフィ技術を適用しで形成でき
る。電極材料としてはアルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金が用いられる。
【0021】入力変換器11〜14は、複数の電極指a
1〜a9が間隔wを隔てて配置されており、出力変換器
21〜23は、複数の電極指b1〜b9が間隔を隔てて
配置されており、入力変換器11〜14及び出力変換器
21〜23は、同一弾性表面波伝搬路X上に交互に配置
されているから、低損失の多電極型弾性表面波フィルタ
が得られる。
【0022】反射器31、32は複数のショートストリ
ップ導体を有し、入力変換器11〜14及び出力変換器
21〜23の群の最外側の両側に配置されているから、
反射器31、32を用いないものに較べて小型になる。
【0023】次に、図3を参照すると、入力変換器11
の電極指a1〜a9の内、反射器31に隣接する電極指
a1の中心から、反射器31の最初のショートストリッ
プ導体c1の中心までの距離をdとし、弾性表面波の波
長をλとしたとき、 {(n+0.2)・λ/2}≧d≧{(n−0.2)・λ/2} (nは正の整数)を満たす。入力変換器14と反射器3
2との間においても、同様の関係が成立している。
【0024】上述のように、反射器31に隣接する電極
指a1の中心から、反射器31の最初のショートストリ
ップ導体c1の中心までの距離dと、弾性表面波の波長
λとの関係を上述のようにに選定すると、反射器を組み
合わせた多電極型弾性表面波フィルタにおいて従来問題
となっていた帯域内のリップルを減少させることができ
る。
【0025】次に、図4〜図6に示す実験データにより
本発明の作用効果を更に詳しく説明する。
【0026】図4は変換器の両最外側に反射器を設置し
なかった場合の周波数特性である。反射器を持たない他
は、図1と同様の構成とた。入力用変換器11〜14の
個数は4個、出力用変換器21〜23の個数は3個であ
る。弾性表面波の波長λはλ=4.7μmとした。
【0027】図4に示すように、変換器の両最外側に反
射器を設置しなかった場合の周波数特性は、帯域内特性
が丸みをもち、低損失となっている周波数領域が狭く、
好ましいものではない。
【0028】図5は図1に示した弾性表面波フィルタに
おいて反射器31、32を設置し、距離dをd=1.7
5λとした場合の周波数特性である。入力用変換器11
〜14の個数は4個、出力用変換器21〜23の個数は
3個であり、その両最外側に55本のショートストリッ
プ導体を含む反射器31、32を設置した。弾性表面波
の波長λはλ=4.7μmとした。
【0029】d=1.75λは d=(n−0.5)・λ/2 において、n=4とした時の値である。または d=(n+0.5)・λ/2 において、n=3とした時の値である。従って、 d=(n−0.5)・λ/2<(n−0.2)・λ/2 d=(n+0.5)・λ/2>(n+0.2)・λ/2 となり、本発明の範囲である {(n+0.2)・λ/2}≧d≧{(n−0.2)・λ/2} を満たしていない。
【0030】図5に示されるように、帯域内に大きなリ
ップルがみられ、高周波低損失フィルタとして好ましく
ない。
【0031】図6は図1に示した弾性表面波フィルタに
おいて変換器の両最外側に反射器31、32を設置し、
距離dをd=2.0λとしたときの周波数特性である。
入力用変換器11〜14の個数は4個、出力用変換器2
1〜23の個数は3個であり、その両最外側に55本の
ショートストリップ導体を含む反射器31、32を設置
した。弾性表面波の波長λはλ=4.7μmとした。但
し 、波長λはこの値に限定されない。
【0032】この実施例におけるd=2.0λは d=(n+0)・λ/2 において、n=4とした時の値である。従って、 {(n+0.2)・λ/2}≧{(n+0)・λ/2}≧{(n−0.2)・ λ/2} であり、 {(n+0.2)・λ/2}≧d≧{(n−0.2)・λ/2} を満たしている。
【0033】図6に示されるように、本発明に係る弾性
表面波フィルタは帯域内がフラットとなり低損失となる
周波数領域が拡大し、高周波低損失フィルタとして望ま
しい特性が得られていることがわかる。
【0034】以上のような実験を行った結果、ショート
ストリップ型反射器を用いた多電極型弾性表面波フィル
タにおいては、反射器の位置dを変換器の電極指ピッチ
できまるλの半分の値λ/2の整数倍近傍とするように
設置すれば、帯域内の低損失領域の拡大したフィルタが
得られることが判った。
【0035】以上、本発明の実施例について説明してき
たが、本発明はこれに限定されることはなく、請求項の
記載の範囲内において、各種の変形、変更が可能なこと
は当業者には自明であろう。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果を得ることができる。 (a)低損失の多電極型弾性表面波フィルタを提供する
ことができる。 (b)小型の多電極型弾性表面波フィルタを提供するこ
とができる。 (c)帯域内のリップルを減少させた多電極型弾性表面
波フィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る弾性表面波フィルタの構成を概略
的に示す図である。
【図2】図1に示した弾性表面波フィルタの部分拡大図
である。
【図3】図1に示した弾性表面波フィルタの部分拡大図
である。
【図4】反射器を設置しない従来の弾性表面波フィルタ
の周波数特性図である。
【図5】反射器をd=1.75λの位置に設置した弾性
表面波フィルタの周波数特性図である
【図6】反射器をd=2.0λの位置に接地した本発明
に係る弾性表面波フィルタの周波数特性図である。
【符号の説明】
11〜14 入力変換器 21〜23 出力変換器 31、32 反射器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 勝男 東京都中央区日本橋1丁目13番1号 テ ィーディーケイ株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−69752(JP,A) 特開 平3−270309(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 9/64 H03H 9/25 H03H 9/145

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板の表面に入力変換器、出力変換
    器及び反射器を有する弾性表面波フィルタであって、前記圧電基板は、36°回転Yカットのタンタル酸リチ
    ウム基板からなり、 前記入力変換器は、複数の電極指を有し、前記電極指が
    間隔を隔てて配置されており、 前記出力変換器は、複数の電極指を有し、前記電極指が
    間隔を隔てて配置されており、 前記入力変換器及び前記出力変換器は、同一弾性表面波
    伝搬路上に交互に配置されており、 前記反射器は、複数のショートストリップ導体を有し、
    前記入力変換器及び前記出力変換の群の最外側の両側に
    配置されており、 前記入力変換器または前記出力変換器の前記電極指の
    内、前記反射器に隣接する電極指の中心から、前記反射
    器の最初のショートストリップ導体の中心までの距離を
    dとし、弾性表面波の波長をλとしたとき、 {(n+0.2)・λ/2}≧d≧{(n−0.2)・λ/2} (nは正の整数) を満たす 弾性表面波フィルタ。
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JP2002176333A (ja) * 2000-12-07 2002-06-21 Fujitsu Media Device Kk 弾性表面波フィルタ
JP2012142735A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 縦結合共振器型フィルタ

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