JP3462536B2 - 弾性表面波高周波フィルタ - Google Patents

弾性表面波高周波フィルタ

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JP3462536B2 JP22095593A JP22095593A JP3462536B2 JP 3462536 B2 JP3462536 B2 JP 3462536B2 JP 22095593 A JP22095593 A JP 22095593A JP 22095593 A JP22095593 A JP 22095593A JP 3462536 B2 JP3462536 B2 JP 3462536B2
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敏晴 田中
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は弾性表面波高周波フィル
タに関する。
【0002】
【従来の技術】近年の自動車・携帯電話の急速な普及に
ともない、小型・高性能の高周波フィルタとして、弾性
表面波高周波フィルタの必要性が高まり、既に、弾性表
面波高周波フィルタの一種であるトランスバーサル型フ
ィルタが実用化されている。
【0003】しかし、更なる特性改善課題として、低損
失化を図り、整合回路を不要にすることが要望され、こ
のため共振器型フィルタが注目されている。共振器型フ
ィルタの構成方法は種々考えられているが、ここではそ
の中の一つである梯子型の弾性表面波高周波フィルタに
ついて説明する。
【0004】この弾性表面波高周波フィルタは、弾性表
面波共振器から成るフィルタ機能単位を1個以上直列に
接続して成るものである。図5は、フィルタ機能単位の
回路図である。フィルタ機能単位は、信号線に入出力端
子が直列に接続された第1の弾性表面波共振器43と、
上記の信号線に入出力端子の一方が接続され他方が接地
された第2の弾性表面波共振器44とから成る。上記の
共振器43,44は二重共振特性を持つ。また、図中4
5,46は信号線における入出力端子、47は接地を示
す。
【0005】図6は、弾性表面波共振器の周波数特性を
理想化して示すグラフである。説明の簡略のため、ここ
ではインピーダンスは純リアクタンスであるとし、二つ
の共振器のそれを各々、X1,X2として示している。
【0006】さて、各々の共振器は二重共振特性を持っ
ているので、そのインピーダンスは0及び無限大になる
2つの共振周波数を持っている。仮にインピーダンスが
0になる周波数を共振周波数、若しくは、共振点と呼
び、インピーダンスが無限大になる周波数を反共振周波
数、若しくは、反共振点と呼ぶことにする。
【0007】共振器43の共振点と共振器44の反共振
点を一致させると、その周波数付近においては、共振器
43はON状態になり、共振器44はOFF状態になる
ため、通過帯域となる。一方、共振器43は反共振点に
おいて、OFF状態になるため、通過帯域より高周波側
に減衰極が発生する。また、共振器44は共振点におい
て、ON状態になるため、通過帯域より低周波側でも減
衰極が発生する。このフィルタ機能単位を数個直列に接
続することにより帯域通過フィルタに必要な特性が得ら
れる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、実際の弾性
表面波共振器においては、このような理想的なインピー
ダンスの周波数特性を示さない。例えば、図7に示すよ
うな簾状電極弾性表面波変換器48と電気的開放ストリ
ップ型梯子状反射器49,50からなる共振器は、図8
のようなインピーダンス特性を持つ。
【0009】また、図9に示すような簾状電極弾性表面
波変換器51と電気的短絡ストリップ型梯子状反射器5
2,53からなる共振器は、図10のようなインピーダ
ンス特性を持つ。なお、図8,10の実線は実抵抗成分
を、点線はリアクタンス成分を表している。
【0010】図7の共振器の特性は反共振点付近の特性
に乱れがあり、この共振器からなるフィルタ機能単位を
3段に接続した弾性表面波高周波フィルタの特性は図1
1のようになる。この図から分かるように、帯域内挿入
損失、帯域外減衰量とも満足できるものではない。
【0011】一方、図9の共振器の特性は共振点付近の
特性に乱れがあり、この共振器からなるフィルタ機能単
位を3段に接続した弾性表面波高周波フィルタの特性は
図12のようになり、図11の特性よりも改善されては
いるものの、やはり満足できるものではない。
【0012】本発明はこれら弾性表面波共振器を用い
て、優れた特性を有する弾性表面波高周波フィルタを得
ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波高周
波フィルタは、上記の課題を解決するために、信号線に
入出力端子が直列に接続された第1の弾性表面波共振器
と、上記の信号線に入出力端子の一方が接続され他方が
接地された第2の弾性表面波共振器とから成るフィルタ
機能単位を2個以上直列に接続して成る弾性表面波高周
波フィルタにおいて、上記第1の弾性表面波共振器を一
つの簾状電極弾性表面波変換器とこれを挟む一対の電気
的開放ストリップ型梯子状反射器で構成し、第2の弾性
表面波共振器を一つの簾状電極弾性表面波変換器とこれ
を挟む一対の電気的短絡ストリップ型梯子状反射器で構
成したことを特徴とする。
【0014】また、本発明の弾性表面波高周波フィルタ
は、信号線に入出力端子が直列に接続された第1の弾性
表面波共振器と、上記の信号線に入出力端子の一方が接
続され他方が接地された第2の弾性表面波共振器とから
成るフィルタ機能単位を2個以上直列に接続して成る弾
性表面波高周波フィルタにおいて、上記第1の弾性表面
波共振器を一つの簾状電極弾性表面波変換器とこれを挟
む一対の電気的短絡ストリップ型梯子状反射器で構成
し、第2の弾性表面波共振器を一つの簾状電極弾性表面
波変換器とこれを挟む一対の電気的開放ストリップ型梯
子状反射器で構成したことを特徴とする。
【0015】
【作用】上記第1の構成によれば、電気的開放ストリッ
プ型梯子状反射器を有する共振器の共振点で乱れがない
という特性、及び、電気的短絡ストリップ型梯子状反射
器を有する共振器の反共振点で乱れがないという特性
が、当該フィルタの通過帯域で生かされ、フィルタの特
性が向上する。
【0016】また、第2の構成によれば、電気的開放ス
トリップ型梯子状反射器を有する共振器の共振点で乱れ
がないという特性、及び、電気的短絡ストリップ型梯子
状反射器を有する共振器の反共振点で乱れがないという
特性が、当該フィルタの減衰極で生かされ、フィルタの
特性が向上する。
【0017】
【実施例】
(実施例1)以下、本発明をその実施例を示す図に基づ
いて説明する。
【0018】図1に弾性表面波高周波フィルタの模式的
平面図を示す。この弾性表面波高周波フィルタは、弾性
表面波共振器1,4から成る第1のフィルタ機能単位
と、弾性表面波共振器2,5から成る第2のフィルタ機
能単位と、弾性表面波共振器3,6から成る第3のフィ
ルタ機能単位を直列に接続して成るものである。上記第
1〜第3のフィルタ機能単位は、タンタル酸リチウムか
ら成る圧電性基板21上に形成されている。
【0019】弾性表面波共振器1〜6は、それぞれ一つ
の簾状電極弾性表面波変換器とそれを挟む一対のストリ
ップ型梯子状反射器で構成されている。また、弾性表面
波共振器1,2,3は、各々入出力端子を備え、これら
入出力端子を信号線19,20に直列に接続させてい
る。一方、弾性表面波共振器4,5,6は、その入出力
端子の一方を上記の信号線19,20に接続させ、他方
を接地させている。
【0020】上記の弾性表面波共振器1〜6のうち直列
接続されている弾性表面波共振器1〜3のストリップ型
梯子状反射器7,8、9,10、11,12は電気的開
放型に構成されている。一方、並列接続されている弾性
表面波共振器4〜6のストリップ型梯子状反射器13,
14、15,16、17,18は電気的短絡型に構成さ
れている。
【0021】上記の弾性表面波共振器1〜3の共振周波
数は846MHzであり、反共振周波数は868MHz
である。一方、弾性表面波共振器4〜6の共振周波数は
824MHzであり、反共振周波数は846MHzであ
る。
【0022】図2は上記構成の弾性表面波高周波フィル
タの周波数特性を示したグラフである。図12の電気的
短絡ストリップ型梯子状反射器のみを用いたフィルタの
特性との比較で明らかなように、図12のフィルタでは
通過帯域内で挿入損失が2.5dBであり、リップルが
2.3dBであるのに対し、上記構成の弾性表面波高周
波フィルタでは、挿入損失が2.0dBであり、リップ
ルはほぼ解消され、改善されていることが分かる。
【0023】即ち、電気的開放ストリップ型梯子状反射
器を有する共振器の共振点で乱れがないという特性、及
び、電気的短絡ストリップ型梯子状反射器を有する共振
器の反共振点で乱れがないという特性が、通過帯域で生
かされている。
【0024】(実施例2)以下、本発明の他の実施例を
説明する。
【0025】図3に弾性表面波高周波フィルタの模式的
平面図を示す。この弾性表面波フィルタは、弾性表面波
共振器22,25から成る第1のフィルタ機能単位と、
弾性表面波共振器23,26から成る第2のフィルタ機
能単位と、弾性表面波共振器24,27から成る第3の
フィルタ機能単位を直列に接続して成るものである。
【0026】そして、信号線40,41に直列接続され
る側の弾性表面波共振器22〜24が電気的短絡ストリ
ップ型梯子状反射器28,29、30,31、32,3
3を有し、並列接続される側の弾性表面波共振器25〜
27が電気的開放ストリップ型梯子状反射器34,3
5、36,37、38,39を有している。
【0027】即ち、実施例1とは、上記ストリップ型梯
子状反射器における開放と短絡の関係が逆にされたもの
である。
【0028】弾性表面波共振器22〜24の共振周波数
は846MHzであり、反共振周波数は868MHzで
ある。また、弾性表面波共振器25〜27の共振周波数
は824MHzであり、反共振周波数は846MHzで
ある。
【0029】図4に上記構成の弾性表面波高周波フィル
タの周波数特性を示す。図12に示した電気的短絡スト
リップ型梯子状反射器のみを用いた従来のフィルタの特
性と比較すると、低周波数側の減衰量で3dB、高周波
数側の減衰量で2dB改善されていることが分かる。
【0030】即ち、電気的開放ストリップ型梯子状反射
器を有する共振器の共振点で乱れがないという特性、及
び、電気的短絡ストリップ型梯子状反射器を有する共振
器の反共振点で乱れがないという特性が、当該フィルタ
の減衰極で生かされることになる。
【0031】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、弾性表
面波高周波フィルタの特性を理想的なものに改善でき
る。そして、当該フィルタに用いる弾性表面波共振器そ
れ自体は既存のものであるから、新たな弾性表面波共振
器の開発費が不要であり、当該フィルタのコスト低減が
図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の弾性表面波高周波フィルタの模式的平
面図である。
【図2】図1の弾性表面波高周波フィルタの周波数特性
を示すグラフである。
【図3】本発明の他の実施例の弾性表面波高周波フィル
タの模式的平面図である。
【図4】図3の弾性表面波高周波フィルタの周波数特性
を示すグラフである。
【図5】弾性表面波高周波フィルタを構成するフィルタ
機能単位の回路図である。
【図6】弾性表面波高周波フィルタに使用する理想的二
重共振型弾性表面波共振器のリアクタンスの周波数特性
を示すグラフである。
【図7】電気的開放ストリップ型梯子状反射器を有した
弾性表面波共振器の模式的平面図である。
【図8】図7の弾性表面波共振器のインピーダンスの周
波数特性を示すグラフである。
【図9】電気的短絡ストリップ型梯子状反射器を有した
弾性表面波共振器の模式的平面図である。
【図10】図9の弾性表面波共振器のインピーダンスの
周波数特性を示すグラフである。
【図11】従来例を示すものであって、図7の電気的開
放ストリップ型梯子状反射器を有した弾性表面波共振器
のみから成る弾性表面波高周波フィルタの周波数特性を
示すグラフである。
【図12】従来例を示すものであって、図9の電気的短
絡ストリップ型梯子状反射器を有した弾性表面波共振器
のみから成る弾性表面波高周波フィルタの周波数特性を
示すグラフである。
【符号の説明】
1〜3 電気的開放ストリップ型梯子状反射器を有す
る弾性表面波共振器 4〜6 電気的短絡ストリップ型梯子状反射器を有す
る弾性表面波共振器 7〜12 電気的開放ストリップ型梯子状反射器 13〜18電気的短絡ストリップ型梯子状反射器 21 圧電性基板 22〜24電気的短絡ストリップ型梯子状反射器を有す
る弾性表面波共振器 25〜27電気的開放ストリップ型梯子状反射器を有す
る弾性表面波共振器 28〜33電気的短絡ストリップ型梯子状反射器 34〜39電気的開放ストリップ型梯子状反射器 42 圧電性基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平尾 康容 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 田中 敏晴 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 竹内 孝介 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 柴田 賢一 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−183380(JP,A) 特開 昭61−89708(JP,A) 特開 昭61−62221(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 信号線に入出力端子が直列に接続された
    第1の弾性表面波共振器と、上記の信号線に入出力端子
    の一方が接続され他方が接地された第2の弾性表面波共
    振器とから成るフィルタ機能単位を2個以上直列に接続
    して成る弾性表面波高周波フィルタにおいて、 上記第1の弾性表面波共振器を一つの簾状電極弾性表面
    波変換器とこれを挟む一対の電気的開放ストリップ型梯
    子状反射器で構成し、第2の弾性表面波共振器を一つの
    簾状電極弾性表面波変換器とこれを挟む一対の電気的短
    絡ストリップ型梯子状反射器で構成したことを特徴とす
    る弾性表面波高周波フィルタ。
  2. 【請求項2】 信号線に入出力端子が直列に接続された
    第1の弾性表面波共振器と、上記の信号線に入出力端子
    の一方が接続され他方が接地された第2の弾性表面波共
    振器とから成るフィルタ機能単位を2個以上直列に接続
    して成る弾性表面波高周波フィルタにおいて、 上記第1の弾性表面波共振器を一つの簾状電極弾性表面
    波変換器とこれを挟む一対の電気的短絡ストリップ型梯
    子状反射器で構成し、第2の弾性表面波共振器を一つの
    簾状電極弾性表面波変換器とこれを挟む一対の電気的開
    放ストリップ型梯子状反射器で構成したことを特徴とす
    る弾性表面波高周波フィルタ。
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