JP3400897B2 - 多段接続型弾性表面波フィルタ - Google Patents
多段接続型弾性表面波フィルタInfo
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Description
タに関し、特にＩＤＴと反射器を備えた弾性表面波素子
複数を多段接続する際に必要となる、所要値の静電容量
を同一基板上に設けた反射器を用いて構成した弾性表面
波フィルタに関する。
領域に於いて多重モードＳＡＷフィルタと称する共振器
型のＳＡＷフィルタが実用に供されている。この種のＳ
ＡＷフィルタは複数のインタディジタルトランスジュー
サ（以下ＩＤＴと言う）をＳＡＷの伝搬方向に沿って近
接配置し、或いは伝搬方向と垂直方向に並列に近接配置
し、これらが励起する表面波が前記ＩＤＴの両側に配置
した反射器によってとじ込められ、ＩＤＴ間で音響結合
した際に生起するモードの相異なる２つ以上の波動の共
振周波数を利用しフィルタを構成したものである。表面
波の伝搬方向に生起されるモードの音響結合を用いたフ
ィルタを縦結合多重モードＳＡＷフィルタ（特公平３ー
５１３３０）と称し、伝搬方向と垂直方向に並列に生起
されるモードの結合を利用したフィルタは横結合多重モ
ードＳＡＷフィルタ（特公平２ー１６６１３）と呼称さ
れている。この内最も簡単な二つのモード利用する二重
モードＳＡＷフィルタでは、二つの共振周波数の差の二
倍がほぼフィルタの通過帯域幅に等しくなるように構成
される。
においては、中心周波数ｆ０、通過帯域幅Ｂを設定する
と周波数配列が一意的に決まるが、該フィルタの入出力
インピーダンスは、圧電板上に構成するＩＤＴ対数、Ｉ
ＤＴ形状等によって定まる。更に、表面波共振子のＱ
値、容量比ｒは圧電材料、切断カットを特定するとＩＤ
Ｔ対数、該ＩＤＴの電極膜厚に大きく依存することが知
られている（特開昭５７ー１７０６１５）。
の伝搬方向を直交する方向に２段接続した横結合二重モ
ードＳＡＷフィルタではその段間に静電容量を並列に挿
入し、その容量値を選択することによって反共振周波数
を調整する。ＳＡＷ共振子は鏡面仕上げした圧電板上
に、アルミニューム（Ａｌ）などの金属を蒸着、あるい
はスパッタ等の方法により全面電極膜を作り、更にフォ
トエッチング手法でＩＤＴ電極及び反射器を形成し、こ
れらのバスバーからのリード線をパッケージの端子とボ
ンディング等で配線して完成する。ＳＡＷフィルタ間に
並列に挿入される静電容量としては、チップコンデンサ
を用いてもよいし、或いはＳＡＷフィルタと同一基板上
に対向電極を形成したコンデンサを用いてもよい。ここ
では横結合多重モードフィルタを例に説明するが、縦結
合多重モードフィルタの場合もＳＡＷ共振子の音響結合
方法が異なるだけで、他は全く同じである。
Ｗフィルタの構成例を示す図である。この図において２
０は基本単位の二重モードフィルタで、圧電板１上にＩ
ＤＴ２とＩＤＴ３を横結合が励起される様にＳＡＷ伝搬
方向に直角に近接配置し、該ＩＤＴ２、３の両端に反射
器４、５を設けると共に、ＩＤＴ２、３及び両反射器
４、５の中央のバスバーを連結して共通リードとし接地
したものである。更に３０は該二重モードＳＡＷフィル
タ２０と同一構成の二重モードＳＡＷフィルタであって
これら２０と３０を表面波の伝搬方向に直交して配置し
両者の連結段とアース間にコンデンサ１６を接続したも
のである。
Ｗフィルタの他の例を示すもので、この例では、多段接
続部とアース間に接続するコンデンサの代わりに、互い
に交叉するＩＤＴ電極パターンによって静電容量１７を
形成したものである。このコンデンサはＳＡＷ共振子の
反共振周波数を設計より算出された反共振周波数に合致
するように調整し、所望のフィルタ特性を実現するため
のものであり、このことはよく知られている。
段接続型二重モードＳＡＷフィルタではフィルタパッケ
ージに入出力端子及びアース端子の外に静電容量を付加
する端子と静電容量等を配置するスペースが必要であ
り、さらにワイヤーボンディングが必要である。またフ
ィルタの段間部は一般にインピーダンスが高く所謂ホッ
ト端子となるが、この部分にリード端子を接続すると、
電気的及び電磁波的漏洩のため高い減衰量が確保できな
くなるという欠点があった。また部品点数が増えればそ
れだけ信頼性が落ちることは言うまでもない。また図３
（ｂ）に示す例では静電容量を形成する容量用電極指を
配置するためのスペースが必要となり、圧電基板が大き
くなり、フィルタ自体の小型化を阻害する要因となるの
みならず同じ大きさの圧電板からできるだけ多くのＳＡ
Ｗデバイスを作り、コストを低減する上でも不都合であ
った。
多重モードＳＡＷフィルタの欠点を除去するためになさ
れたものであって、外付容量部品を不要とし、或いは圧
電基板の大型化を招く静電容量形成用ＩＤＴ電極指など
を排除し、小型化に適した多段接続多重モードＳＡＷフ
ィルタを提供することを目的とする。
基板上にＩＤＴと該ＩＤＴの両側に表面波エネルギを十
分に閉じ込めるための反射器を設け、音響結合効果を用
いて構成した二重モードＳＡＷフィルタを多段接続する
弾性表面波フィルタにおいて、段間結合用に必要とする
容量を、必然的に備えられる反射器の一部あるいは全部
を利用して形成することを特徴としたものである。
明を詳細に説明する。図１（ａ）は本発明に係わる二段
縦続横結合二重モードＳＡＷフィルタの一実施例を示す
模式図である。同図において１は表面研磨した圧電板で
あって、その表面上に蒸着或いはスパッタなどの手法に
よりＡｌあるいは銅を混合したＡｌなどの金属膜を形成
した後、フォトエッチング技法で所望形状のＩＤＴ、反
射器、リード配線などを同時に形成したものである。形
成した後、この例では、２個のＩＤＴ２、３をＳＡＷの
伝搬方向と直交するように近接配置し、これらの両端に
反射器４、５を配置すると共に、ＩＤＴ２、３及び反射
器４の中央のバスバー９、１０を連結することによって
共通バスバーとしアース端子１１に接続する。このよう
な２つの二重モードＳＡＷフィルタ２０と３０とを同一
圧電板上に形成するが、この例では両者の反射器５’と
反射器５とが異なっている。即ち、二重モードＳＡＷフ
ィルタ２０は反射器５を含めて、前記図３（ａ）に示し
たものと同じであるが、他方の二重モードＳＡＷフィル
タ３０の反射器５’は櫛歯状ＩＤＴを互いに交叉するよ
うに対峙させ、夫々のＩＤＴを一つおきにその端部を連
結すると共に、一方の連結リードをアースにまた他方の
リードを２つの二重モードＳＡＷフィルタの従属接続部
に結合したものである。
に対峙するＩＤＴ相互間に静電容量が形成される。従っ
て、この静電容量が所望値となるようにＩＤＴの対数、
ＩＤＴの交叉長等を設定すれば、前記図３（ａ）または
（ｂ）に設けたコンデンサ１６及び１７が不要となる。
即ち反射器で生ずる静電容量は２つの二重モードＳＡＷ
フィルタ２０、３０の中間に並列に入り、ＳＡＷ共振子
の反共振周波数を任意に偏移することができる。本発明
によれば、反射器５’は本来の表面波の反射機能、即ち
表面波の振動エネルギを閉じ込める作用と、圧電板上の
ＩＤＴ電極指間で生じる静電容量の作用を同時に合わせ
持ち、部品点数の削減を図りまた中点８への接続配線幅
も細くでき、多段接続二重モードＳＡＷフィルタが極め
て小型にできる。
圧電板１、ＩＤＴ２、３、２’及び３’、反射器４、
５、４’及び５’などは図１（ａ）と同様な電極構成で
あるが、この例が図１（ａ）と異なる点は、反射器の構
造である。即ち、二重モードＳＡＷフィルタ２０及び３
０の段間に必要な結合容量を４つの反射器４、５、４’
及び５’夫々に分担させた点である。この例では、静電
容量を等分に分担させているが、これに限定する必要は
ない。この実施例の様に各反射器４、４’、５、５’の
ＩＤＴ電極指の一部を他と独立させると共に、独立した
ＩＤＴを互いに連結すれば静電容量が対称に作られる。
この例のように複数の反射器を利用すれば、狭帯域ＳＡ
Ｗフィルタのような大きな並列容量が必要な場合に適し
ている。
成される静電容量は、仕様に基づいて算出される電気容
量に合致するよう構成される。圧電板上のＩＤＴ電極指
による静電容量Ｃは
はＩＤＴの対数、εは圧電基板の誘電率である。誘電率
εは圧電材料により一意的に決まるため、ＩＤＴにより
可変できるパラメータはＩＤＴの対数と電極交叉長であ
る。
該ＩＤＴの厚みは、ＳＡＷ共振子のＱ値を最大に、容量
比を最小になるよう設計されていた。二重モードＳＡＷ
フィルタの挿入損失はＳＡＷ共振子のＱ値に逆比例し、
また共振子型ＳＡＷフィルタの最大帯域幅も容量比ｒに
逆比例することは良く知られている。上記のようにＱ値
或いは容量比ｒを最適化設計すると、設計された反射器
をそのままの状態で静電容量として兼用しても多段接続
用結合容量値と一致しない。そこで、本発明に実施にあ
たっては、式（１）に於いてＩＤＴの静電容量は対数と
交叉長に比例し、フィルタの設計で算出された結合容量
が小さい場合、反射器の一部を用いるか交叉長を短く形
成すれば静電容量は小さくなり、逆に結合容量が大きい
場合は前記ＳＡＷフィルタの複数の反射器を用いて所用
の静電容量を形成すればよい。
を表面波の反射機能と同時に静電容量を有するように形
成した実施例であり、図１（ｂ）は４つ反射器の一部を
利用し静電容量を対称的に形成した実施例であるが、更
に、反射器を利用して静電容量を構成する方法は種々考
えられる。例えば、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように
反射器の構造を工夫することができる。同（ａ）は電極
指を２本づつ接続して構成し、図２（ｂ）は正極と負極
の間に浮き電極を配置するようにしたものである。図１
（ａ）、（ｂ）に比較して、図２（ａ）、（ｂ）の長所
は、発生する不要波の周波数を所望とする周波数範囲か
ら遠ざけられる点にある。実験によると図１（ａ）、
（ｂ）でも不要波の影響はなかった。この様に、本発明
の反射器兼静電容量ＩＤＴを用いれば、フィルタ設計よ
り算出される結合容量に静電容量を精度よく一致させ、
多段接続二重モードＳＡＷフィルタの帯域特性を設計通
りに作り上げることができる。
ードＳＡＷフィルタだけを例にとり、反射器を如何にし
て多段接続用の結合容量に兼用するかを説明したが、本
発明はこれに限ることなく、横結合三重モード、縦結合
二重モード、縦結合三重モードＳＡＷフィルタに容易に
適用できる。また圧電基板として水晶、ＬｉＴａＯ3、
ＬｉＮｂＯ3、圧電セラミック等に適用可能であること
は自明である。
のであるから、多重モードＳＡＷフィルタの両側の反射
器をＩＤＴ型電極指で構成し、これの一部または全部で
静電容量を形成させ、且つ多段接続部とアース電位に蒸
着パターン等で極めて容易に接続して結合容量を付加で
きるため、多重モードＳＡＷフィルタを小型化、低コス
ト化する上で著しい効果がある。
の一部または全部に静電容量を有するように構成した模
式図。
つを代表して示す模式図。
フィルタの従来の構成例を示す模式図。
Claims (3)
- 【請求項１】圧電基板上にＩＤＴと該ＩＤＴの両側に配
置した反射器とからなる弾性表面波素子を多段接続した
弾性表面波フィルタにおいて、前記反射器の少なくとも
１つの一部を他の反射器用電極指と分離することによっ
て、双方間に静電容量を持たせ、一方をアース電位に他
方を多段接続部に接続したことを特徴とする多段接続型
弾性表面波フィルタ。 - 【請求項２】前記表面波素子の少なくとも１つの反射器
の全部を２つに分離することによって互いに静電容量を
持たせたことを特徴とする請求項１記載の多段接続型弾
性表面波フィルタ。 - 【請求項３】前記反射器全てについて夫々の反射器の一
部あるいは全部を静電容量を有する電極指としたことを
特徴とする請求項１または２記載の多段接続型弾性表面
波フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19250395A JP3400897B2 (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 多段接続型弾性表面波フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19250395A JP3400897B2 (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 多段接続型弾性表面波フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0923134A JPH0923134A (ja) | 1997-01-21 |
| JP3400897B2 true JP3400897B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=16292389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19250395A Expired - Fee Related JP3400897B2 (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 多段接続型弾性表面波フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3400897B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6585459B2 (ja) * | 2015-10-15 | 2019-10-02 | 京セラ株式会社 | 弾性波素子、分波器および通信装置 |
-
1995
- 1995-07-05 JP JP19250395A patent/JP3400897B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0923134A (ja) | 1997-01-21 |
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