JP3456810B2 - 弾性表面波フィルタ - Google Patents
弾性表面波フィルタInfo
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- JP3456810B2 JP3456810B2 JP29272395A JP29272395A JP3456810B2 JP 3456810 B2 JP3456810 B2 JP 3456810B2 JP 29272395 A JP29272395 A JP 29272395A JP 29272395 A JP29272395 A JP 29272395A JP 3456810 B2 JP3456810 B2 JP 3456810B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は弾性表面波の回折現
象によって引き起こされる不要波を抑圧し、帯域外での
高減衰量を得ることのできる弾性表面波フィルタに関す
る。
象によって引き起こされる不要波を抑圧し、帯域外での
高減衰量を得ることのできる弾性表面波フィルタに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】弾性表面波フィルタは、ＶＨＦ帯からＵ
ＨＦ帯にかけて狭帯域のフィルタが得られることから、
フィルタの振幅特性および群遅延特性に非常に厳しい仕
様が要求されるTV−IF用や衛星放送チューナ、携帯電話
などの移動体通信機器に多用されている。それととも
に、フィルタの振幅特性および群遅延特性などの周波数
特性の改善、フィルタの小形化およびコストダウン等が
要求されるようになってきている。
ＨＦ帯にかけて狭帯域のフィルタが得られることから、
フィルタの振幅特性および群遅延特性に非常に厳しい仕
様が要求されるTV−IF用や衛星放送チューナ、携帯電話
などの移動体通信機器に多用されている。それととも
に、フィルタの振幅特性および群遅延特性などの周波数
特性の改善、フィルタの小形化およびコストダウン等が
要求されるようになってきている。
【０００３】従来の弾性表面波フィルタを図６に示す。
従来の弾性表面波フィルタは、圧電基板１表面上に第１
のくし歯状電極とこのくし歯状電極の歯部２ａと互いに
交差する歯部２ｂを有する第２のくし歯状電極とを有す
る入力トランスデューサ２（以下、トランスデューサを
IDTと略す。）および同じく互いに交差するくし歯状電
極の歯部３ａ、３ｂとを有する出力 IDT３を弾性表面波
の伝搬方向と直交する方向に相互に平行であって、かつ
対向する位置に配置し、入力 IDT２を入力端子に、出力
IDT３を出力端子に接続してフィルタを構成している。
従来の弾性表面波フィルタは、圧電基板１表面上に第１
のくし歯状電極とこのくし歯状電極の歯部２ａと互いに
交差する歯部２ｂを有する第２のくし歯状電極とを有す
る入力トランスデューサ２（以下、トランスデューサを
IDTと略す。）および同じく互いに交差するくし歯状電
極の歯部３ａ、３ｂとを有する出力 IDT３を弾性表面波
の伝搬方向と直交する方向に相互に平行であって、かつ
対向する位置に配置し、入力 IDT２を入力端子に、出力
IDT３を出力端子に接続してフィルタを構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
弾性表面波フィルタは、弾性表面波の回折効果による周
波数特性劣化が大きいという問題がある。特にくし歯状
電極の IDT交差幅（W ）が狭く、くし歯状電極の本数が
多いほど、周波数特性劣化が顕著にあらわれるという問
題がある。この周波数特性劣化は、特にフィルタ特性の
通過域より高周波側の肩特性および減衰域に盛り上がり
が見られ、周波数特性を非対称にし、減衰性能を劣化さ
せるものである。
弾性表面波フィルタは、弾性表面波の回折効果による周
波数特性劣化が大きいという問題がある。特にくし歯状
電極の IDT交差幅（W ）が狭く、くし歯状電極の本数が
多いほど、周波数特性劣化が顕著にあらわれるという問
題がある。この周波数特性劣化は、特にフィルタ特性の
通過域より高周波側の肩特性および減衰域に盛り上がり
が見られ、周波数特性を非対称にし、減衰性能を劣化さ
せるものである。
【０００５】本発明は、このような問題に対処するため
になされたものである。すなわち、簡易な設計による電
極構造で、弾性表面波の回折効果による周波数特性劣化
を抑えることができる弾性表面波フィルタを提供するこ
とを目的とする。
になされたものである。すなわち、簡易な設計による電
極構造で、弾性表面波の回折効果による周波数特性劣化
を抑えることができる弾性表面波フィルタを提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の弾性表面波フ
ィルタは、圧電体基板上に設けられた電極指交差部を有
する入力トランスデューサと、この入力トランスデュー
サにより励振される弾性表面波の伝搬方向と直交する方
向に平行であって、かつ対向する位置に設けられた電極
指交差部を有する出力トランスデューサとからなる弾性
表面波フィルタにおいて、入出力トランスデューサの電
極指交差部の幅が外側から相対向する中心に向かい漸
次、狭くなる重み付けを設け、かつ最も交差幅の広い部
分 W2 と、最も交差幅の狭い部分 W1 の比率（W1/W
2 ）を 0.6≦（W1/W2 ）≦0.9 とすることを特徴とす
る。
ィルタは、圧電体基板上に設けられた電極指交差部を有
する入力トランスデューサと、この入力トランスデュー
サにより励振される弾性表面波の伝搬方向と直交する方
向に平行であって、かつ対向する位置に設けられた電極
指交差部を有する出力トランスデューサとからなる弾性
表面波フィルタにおいて、入出力トランスデューサの電
極指交差部の幅が外側から相対向する中心に向かい漸
次、狭くなる重み付けを設け、かつ最も交差幅の広い部
分 W2 と、最も交差幅の狭い部分 W1 の比率（W1/W
2 ）を 0.6≦（W1/W2 ）≦0.9 とすることを特徴とす
る。
【０００７】請求項２の弾性表面波フィルタは、請求項
１の弾性表面波フィルタにおいて、入出力トランスデュ
ーサの電極指の幅が圧電体基板を伝搬する弾性表面波の
波長の略 1/8および 3/8の組み合わせにより構成し、か
つ電極指の間隔が上記波長の略 1/8であることを特徴と
する。
１の弾性表面波フィルタにおいて、入出力トランスデュ
ーサの電極指の幅が圧電体基板を伝搬する弾性表面波の
波長の略 1/8および 3/8の組み合わせにより構成し、か
つ電極指の間隔が上記波長の略 1/8であることを特徴と
する。
【０００８】請求項１の弾性表面波フィルタを図１によ
り説明する。図１は請求項１の弾性表面波フィルタの電
極構成の一例を示す図である。圧電体基板１上に、入力
IDT２、出力 IDT３が形成されている。圧電体基板１
は、例えば ST-水晶、 LiTaO3、 LiNbO3 、等を使用す
ることができる。図６に示す従来の弾性表面波フィルタ
の電極構造が入出力 IDT全域に渡り一様交差幅 Wである
のに対し、請求項１の弾性表面波フィルタの電極構造
は、図１に示すように、入出力 IDTが相対向する中心部
分に向かい、その交差幅が漸次狭くなる重み付けを施し
ている。また、 IDT内で、交差幅の最も広い長さ（W2）
と最も狭い長さ（W1）の比（W1/W2 ）を 0.6≦（W1/W2
）≦0.9 であることを特徴としている。W1/W2 がこの
範囲にあると、弾性表面波フィルタの低周波数側第一減
衰極のレベルと高周波数側第一減衰極のレベルとがつり
あい、フィルタ特性がほぼ対称となる。高周波数側の第
一減衰極での盛り上がりをより効果的に抑制できるW1/W
2 のより好ましい範囲としては 0.7≦（W1/W2 ）≦0.9
である。
り説明する。図１は請求項１の弾性表面波フィルタの電
極構成の一例を示す図である。圧電体基板１上に、入力
IDT２、出力 IDT３が形成されている。圧電体基板１
は、例えば ST-水晶、 LiTaO3、 LiNbO3 、等を使用す
ることができる。図６に示す従来の弾性表面波フィルタ
の電極構造が入出力 IDT全域に渡り一様交差幅 Wである
のに対し、請求項１の弾性表面波フィルタの電極構造
は、図１に示すように、入出力 IDTが相対向する中心部
分に向かい、その交差幅が漸次狭くなる重み付けを施し
ている。また、 IDT内で、交差幅の最も広い長さ（W2）
と最も狭い長さ（W1）の比（W1/W2 ）を 0.6≦（W1/W2
）≦0.9 であることを特徴としている。W1/W2 がこの
範囲にあると、弾性表面波フィルタの低周波数側第一減
衰極のレベルと高周波数側第一減衰極のレベルとがつり
あい、フィルタ特性がほぼ対称となる。高周波数側の第
一減衰極での盛り上がりをより効果的に抑制できるW1/W
2 のより好ましい範囲としては 0.7≦（W1/W2 ）≦0.9
である。
【０００９】以上の結果、回折現象による高周波数側の
第一減衰極での盛り上がりが抑圧され、良好な弾性表面
波フィルタが得られる。なお、W1/W2 がこの範囲内にあ
れば、電極指交差幅の変化の形状は直線状であっても指
数関数状などの曲線であってもよい。図５にそのような
電極構成の一例を示す。
第一減衰極での盛り上がりが抑圧され、良好な弾性表面
波フィルタが得られる。なお、W1/W2 がこの範囲内にあ
れば、電極指交差幅の変化の形状は直線状であっても指
数関数状などの曲線であってもよい。図５にそのような
電極構成の一例を示す。
【００１０】請求項２の弾性表面波フィルタの一例を図
４に示す。この電極構造は、電気的反射波と音響的反射
波とを相殺することのできる電極指構造としたものであ
って、請求項１の弾性表面波フィルタの効果をより向上
させることができる。
４に示す。この電極構造は、電気的反射波と音響的反射
波とを相殺することのできる電極指構造としたものであ
って、請求項１の弾性表面波フィルタの効果をより向上
させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。図４は本発明に係る弾性表面
波フィルタの実験に用いた IDTの電極構造の一部を示し
たものである。 IDTの電極指の幅を弾性表面波の波長
（λ）の (1/8)λと(3/8)λとの組み合わせにより構成
した。この構成は特公昭 62-31860 に開示されているよ
うに、電気的反射波と音響的反射波とを相殺させること
により、反射スプリアスを抑える電極構造である。この
実験では圧電基板に ST-水晶を用い、周波数は240MHz
帯、 IDT本数は入力、出力とも1200本とし、電極指交差
幅は最も広い部分で20λに設定した。実験の前にコンピ
ュータによる回折補正の計算を行ったが、ほぼ IDTの向
かい合う中心に進み電極指の交差幅が漸次狭くなる結果
が得られた。この結果を実験により検証した。図１に示
す最も広い交差幅（W2）と最も狭い交差幅（W1）の比
（W1/W2 ）を変化させて弾性表面波フィルタを作製し、
低周波数側第一減衰極のレベル（RL）と高周波数側第一
減衰極のレベル（RH）を測定した。測定結果を図３に示
す。交差幅の比（W1/W2 ）が 0.7〜0.9 において RL と
RH とがつりあい、フィルタ特性がほぼ対称となること
がわかる。
基づいて詳細に説明する。図４は本発明に係る弾性表面
波フィルタの実験に用いた IDTの電極構造の一部を示し
たものである。 IDTの電極指の幅を弾性表面波の波長
（λ）の (1/8)λと(3/8)λとの組み合わせにより構成
した。この構成は特公昭 62-31860 に開示されているよ
うに、電気的反射波と音響的反射波とを相殺させること
により、反射スプリアスを抑える電極構造である。この
実験では圧電基板に ST-水晶を用い、周波数は240MHz
帯、 IDT本数は入力、出力とも1200本とし、電極指交差
幅は最も広い部分で20λに設定した。実験の前にコンピ
ュータによる回折補正の計算を行ったが、ほぼ IDTの向
かい合う中心に進み電極指の交差幅が漸次狭くなる結果
が得られた。この結果を実験により検証した。図１に示
す最も広い交差幅（W2）と最も狭い交差幅（W1）の比
（W1/W2 ）を変化させて弾性表面波フィルタを作製し、
低周波数側第一減衰極のレベル（RL）と高周波数側第一
減衰極のレベル（RH）を測定した。測定結果を図３に示
す。交差幅の比（W1/W2 ）が 0.7〜0.9 において RL と
RH とがつりあい、フィルタ特性がほぼ対称となること
がわかる。
【００１２】図２は、W1/W2 ＝0.8 の場合の周波数特性
を示したもので、本発明の電極指構造とすることによ
り、回折現象による高周波数側の第一減衰極での盛り上
がりが抑圧され、対称で良好なフィルタが得られている
ことがわかる。なお、従来例は図６に示す電極指交差部
の幅が一定である弾性表面波フィルタの測定例である。
本発明の弾性表面波フィルタの用途としては、移動体通
信機器に用いられる中間周波段フィルタなどがあげら
れ、帯域外減衰量は30〜35dB以上の性能が必要される。
を示したもので、本発明の電極指構造とすることによ
り、回折現象による高周波数側の第一減衰極での盛り上
がりが抑圧され、対称で良好なフィルタが得られている
ことがわかる。なお、従来例は図６に示す電極指交差部
の幅が一定である弾性表面波フィルタの測定例である。
本発明の弾性表面波フィルタの用途としては、移動体通
信機器に用いられる中間周波段フィルタなどがあげら
れ、帯域外減衰量は30〜35dB以上の性能が必要される。
【００１３】なお、本実験では、電極指交差幅をほほ直
線状に変化させているが、図５（ａ）、図５（ｂ）に示
すような指数関数状の曲線でも同様の周波数特性を得ら
れる。また、電極指の構造が単指型あるいはスプリット
型であっても同様の周波数特性が得られる。
線状に変化させているが、図５（ａ）、図５（ｂ）に示
すような指数関数状の曲線でも同様の周波数特性を得ら
れる。また、電極指の構造が単指型あるいはスプリット
型であっても同様の周波数特性が得られる。
【００１４】
【発明の効果】請求項１の弾性表面波フィルタは、入出
力トランスデューサの電極指交差部の幅が外側から相対
向する中心に向かい漸次、狭くなる重み付けを設け、か
つ最も交差幅の広い部分 W2 と、最も交差幅の狭い部
分 W1 の比率（W1/W2 ）を 0.6≦（W1/W2 ）≦0.9 と
するので、弾性表面波の回折現象により引き起こされる
不要波を抑圧し、帯域外の高減衰量を確保し得る良好な
弾性表面波フィルタを得ることができる。
力トランスデューサの電極指交差部の幅が外側から相対
向する中心に向かい漸次、狭くなる重み付けを設け、か
つ最も交差幅の広い部分 W2 と、最も交差幅の狭い部
分 W1 の比率（W1/W2 ）を 0.6≦（W1/W2 ）≦0.9 と
するので、弾性表面波の回折現象により引き起こされる
不要波を抑圧し、帯域外の高減衰量を確保し得る良好な
弾性表面波フィルタを得ることができる。
【００１５】請求項２の弾性表面波フィルタは、入出力
トランスデューサの電極指の幅が圧電体基板を伝搬する
弾性表面波の波長の略 1/8および 3/8の組み合わせによ
り構成し、かつ電極指の間隔が上記波長の略 1/8である
ので、電気的反射波と音響的反射波とを相殺することの
でき、請求項１の弾性表面波フィルタの効果をより向上
させることができる。
トランスデューサの電極指の幅が圧電体基板を伝搬する
弾性表面波の波長の略 1/8および 3/8の組み合わせによ
り構成し、かつ電極指の間隔が上記波長の略 1/8である
ので、電気的反射波と音響的反射波とを相殺することの
でき、請求項１の弾性表面波フィルタの効果をより向上
させることができる。
【図１】本発明の弾性表面波フィルタの電極構成を示す
図である。
図である。
【図２】W1/W2 ＝0.8 の場合の周波数特性を示した図で
ある。
ある。
【図３】本発明の効果を説明するための実験結果を示し
た図である。
た図である。
【図４】本発明に係る IDTの電極構造の一部を示したも
のである。
のである。
【図５】本発明の弾性表面波フィルタの電極構成の変形
例を示す図である。
例を示す図である。
【図６】従来の弾性表面波フィルタの電極構成を示す図
である。
である。
１……圧電基板、２……入力 IDT、３……出力 IDT。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭53−90740（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−10724（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−140917（ＪＰ，Ａ)
米国特許5136266（ＵＳ，Ａ)
英国特許出願公開1360235（ＧＢ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03H 9/145
H03H 9/25
H03H 9/64
Claims (2)
- 【請求項１】 圧電体基板上に設けられた電極指交差部
を有する入力トランスデューサと、この入力トランスデ
ューサにより励振される弾性表面波の伝搬方向と直交す
る方向に平行であって、かつ対向する位置に設けられた
電極指交差部を有する出力トランスデューサとからなる
弾性表面波フィルタにおいて、 前記入出力トランスデューサの前記電極指交差部の幅が
外側から相対向する中心に向かい漸次、狭くなる重み付
けを設け、かつ最も交差幅の広い部分 W2 と、最も交
差幅の狭い部分 W1 の比率（W1/W2 ）を 0.6 ≦（W1/W2 ）≦ 0.9 とすることを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 【請求項２】 請求項１記載の弾性表面波フィルタにお
いて、 前記入出力トランスデューサの電極指の幅が前記圧電体
基板を伝搬する弾性表面波の波長の略 1/8および 3/8の
組み合わせにより構成し、かつ前記電極指の間隔が前記
波長の略 1/8であることを特徴とする弾性表面波フィル
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29272395A JP3456810B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | 弾性表面波フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29272395A JP3456810B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | 弾性表面波フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09135144A JPH09135144A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3456810B2 true JP3456810B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=17785490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29272395A Expired - Fee Related JP3456810B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | 弾性表面波フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3456810B2 (ja) |
-
1995
- 1995-11-10 JP JP29272395A patent/JP3456810B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09135144A (ja) | 1997-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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