JP3487772B2 - 弾性表面波フィルタ - Google Patents
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- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1064—Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices
- H03H9/1092—Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices the enclosure being defined by a cover cap mounted on an element forming part of the surface acoustic wave [SAW] device on the side of the IDT's
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、弾性表面波フィ
ルタに関し、特に、平行に形成された複数の弾性表面波
伝搬路を持つ弾性表面波フィルタに関する。
ルタに関し、特に、平行に形成された複数の弾性表面波
伝搬路を持つ弾性表面波フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯電話等の移動通信システムに
おいて、TDMA(Time Division Multiple Access)
方式に加えて、CDMA(Code Division Multiple Acc
ess)式という新しいデジタルシステムが採用されつつ
ある。このCDMA方式に用いられるIF(Intermedia
te Frequency;中間周波数)フィルタは、従来の携帯電
話システムと比較して極めて角形性に優れた周波数特性
が要求されている。ここで角形性とは、図32に示すよ
うに、ある2つの減衰量での帯域幅(第1の帯域幅と第
2帯域幅)の比(第2の帯域幅/第1の帯域幅)であ
る。ある2つの減衰量での帯域幅とは、例えば3dB帯
域幅と10dB帯域幅である。そして、この2つの減衰
量での帯域幅の比が1に近い程、角形性に優れるとい
い、従って、角形性に優れるとはフィルタ特性が急峻な
変化をしていることを示す。
おいて、TDMA(Time Division Multiple Access)
方式に加えて、CDMA(Code Division Multiple Acc
ess)式という新しいデジタルシステムが採用されつつ
ある。このCDMA方式に用いられるIF(Intermedia
te Frequency;中間周波数)フィルタは、従来の携帯電
話システムと比較して極めて角形性に優れた周波数特性
が要求されている。ここで角形性とは、図32に示すよ
うに、ある2つの減衰量での帯域幅(第1の帯域幅と第
2帯域幅)の比(第2の帯域幅/第1の帯域幅)であ
る。ある2つの減衰量での帯域幅とは、例えば3dB帯
域幅と10dB帯域幅である。そして、この2つの減衰
量での帯域幅の比が1に近い程、角形性に優れるとい
い、従って、角形性に優れるとはフィルタ特性が急峻な
変化をしていることを示す。
【0003】従来から用いられている弾性表面波フィル
タの一つであるトランスバーサル型フィルタを、図31
に示す。このフィルタは、一方が信号入力用のIDT
(インターディジタルトランスデューサ)であり、他方
が信号出力用のIDTである。図31の右側のIDT
は、上下方向に延びている電極指の長さが一定である正
規電極であるが、左側のIDTは、各電極指の長さが一
定の規則で異なっているアポタイズ重みづけ電極であ
る。従来は、このようなアポタイズ重みづけ電極のよう
に、IDTを重みづけすることによって、弾性表面波フ
ィルタの周波数特性の角形性を向上させていた。
タの一つであるトランスバーサル型フィルタを、図31
に示す。このフィルタは、一方が信号入力用のIDT
(インターディジタルトランスデューサ)であり、他方
が信号出力用のIDTである。図31の右側のIDT
は、上下方向に延びている電極指の長さが一定である正
規電極であるが、左側のIDTは、各電極指の長さが一
定の規則で異なっているアポタイズ重みづけ電極であ
る。従来は、このようなアポタイズ重みづけ電極のよう
に、IDTを重みづけすることによって、弾性表面波フ
ィルタの周波数特性の角形性を向上させていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アポタイズ重
み付け電極のようにIDTを重み付けすることで、十分
優れた角形性を持つ弾性表面波フィルタを実現するため
には、極めて多くの電極対数が必要となり、弾性表面波
の伝搬方向(図31では、紙面の左右方向)の長さが長
くなるという問題点がある。従って、携帯電話等ではそ
の携帯性・小型化を満足させるために弾性表面波フィル
タも小さくする必要があるが、角形性をよくするために
弾性表面波フィルタのサイズが大きくなったのでは、小
型化の要求に反することになる。ゆえに、図31に示す
ような従来のIDTを重み付けして角形性を向上させる
ものでは、小型かつ角形性に優れた特性を持つ弾性表面
波フィルタを実現することは困難である。
み付け電極のようにIDTを重み付けすることで、十分
優れた角形性を持つ弾性表面波フィルタを実現するため
には、極めて多くの電極対数が必要となり、弾性表面波
の伝搬方向(図31では、紙面の左右方向)の長さが長
くなるという問題点がある。従って、携帯電話等ではそ
の携帯性・小型化を満足させるために弾性表面波フィル
タも小さくする必要があるが、角形性をよくするために
弾性表面波フィルタのサイズが大きくなったのでは、小
型化の要求に反することになる。ゆえに、図31に示す
ような従来のIDTを重み付けして角形性を向上させる
ものでは、小型かつ角形性に優れた特性を持つ弾性表面
波フィルタを実現することは困難である。
【0005】そこで、この発明は、以上のような事情を
考慮してなされたものであり、少ない電極対数のIDT
を用いて、弾性表面波の伝搬方向の長さが小型で、かつ
角形性に優れた周波数特性を持つ弾性表面波フィルタを
提供することを課題とする。
考慮してなされたものであり、少ない電極対数のIDT
を用いて、弾性表面波の伝搬方向の長さが小型で、かつ
角形性に優れた周波数特性を持つ弾性表面波フィルタを
提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、圧電基板
と、圧電基板上に互いに平行に存在する複数の弾性表面
波伝搬路と、これらの弾性表面波伝搬路を結合させ、複
数の弾性表面波伝搬路を横断するように配置する1つの
導波路方向性結合器とからなり、少なくとも1つの伝搬
路上には、前記結合器をはさんで入力インターディジタ
ルトランスデューサと第1反射器とが配置され、他の弾
性表面波伝搬路のうち少なくとも1つの伝搬路上には、
前記結合器をはさんで出力インターディジタルトランス
デューサと第2反射器とが配置され、前記第1および第
2の反射器がそれぞれ、入力IDTと出力IDTの片側
にのみ配置され、入力IDTと出力IDTとが、導波路
方向性結合器を基準として同じ側に配置されたことを特
徴とする弾性表面波フィルタを提供するものである。
と、圧電基板上に互いに平行に存在する複数の弾性表面
波伝搬路と、これらの弾性表面波伝搬路を結合させ、複
数の弾性表面波伝搬路を横断するように配置する1つの
導波路方向性結合器とからなり、少なくとも1つの伝搬
路上には、前記結合器をはさんで入力インターディジタ
ルトランスデューサと第1反射器とが配置され、他の弾
性表面波伝搬路のうち少なくとも1つの伝搬路上には、
前記結合器をはさんで出力インターディジタルトランス
デューサと第2反射器とが配置され、前記第1および第
2の反射器がそれぞれ、入力IDTと出力IDTの片側
にのみ配置され、入力IDTと出力IDTとが、導波路
方向性結合器を基準として同じ側に配置されたことを特
徴とする弾性表面波フィルタを提供するものである。
【0007】このような構成を備えることにより、従来
の弾性表面波フィルタよりも、弾性表面波の伝搬方向の
長さを小さくでき、角形性に優れた周波数特性を持つ弾
性表面波フィルタを提供することかできる。以下、イン
ターディジタルトランスデューサをIDT(Interdigit
al Transduser)と呼ぶ。
の弾性表面波フィルタよりも、弾性表面波の伝搬方向の
長さを小さくでき、角形性に優れた周波数特性を持つ弾
性表面波フィルタを提供することかできる。以下、イン
ターディジタルトランスデューサをIDT(Interdigit
al Transduser)と呼ぶ。
【0008】ここで、結合器は、導波路方向性結合器あ
るいはマルチストリップカプラを用いることができる。
また、入力インターディジタルトランスデューサ(入力
IDT)と、出力インターディジタルトランスデューサ
(出力IDT)に関して、少なくともどちらか一方に重
み付けをしてもよい。
るいはマルチストリップカプラを用いることができる。
また、入力インターディジタルトランスデューサ(入力
IDT)と、出力インターディジタルトランスデューサ
(出力IDT)に関して、少なくともどちらか一方に重
み付けをしてもよい。
【0009】たとえば重み付けとしては、「アポタイズ
重み付け」あるいは「間引き重み付け」等がある。重み
付けをすれば、弾性表面波フィルタの周波数特性の角形
性を改善できる。さらに、入力IDT及び出力IDTの
うち少なくともどちらか一方に、一方向性IDTを用い
てもよい。一方向性IDTを用いれば、弾性表面波フィ
ルタの損失を低減できる。
重み付け」あるいは「間引き重み付け」等がある。重み
付けをすれば、弾性表面波フィルタの周波数特性の角形
性を改善できる。さらに、入力IDT及び出力IDTの
うち少なくともどちらか一方に、一方向性IDTを用い
てもよい。一方向性IDTを用いれば、弾性表面波フィ
ルタの損失を低減できる。
【0010】導波路方向性結合器は、励振された弾性表
面波を伝搬する複数の導波路部と、導波路部の間に配置
されるギャップ部とから構成される。結合器に導波路方
向性結合器を用いる場合、その導波路部を均一な表面構
造の金属膜、またはグレーティング表面構造を有する金
属膜で形成すればよい。さらに、ギャップ部について
も、均一な表面構造の金属膜またはグレーティング表面
構造を有する金属膜で形成することができる。
面波を伝搬する複数の導波路部と、導波路部の間に配置
されるギャップ部とから構成される。結合器に導波路方
向性結合器を用いる場合、その導波路部を均一な表面構
造の金属膜、またはグレーティング表面構造を有する金
属膜で形成すればよい。さらに、ギャップ部について
も、均一な表面構造の金属膜またはグレーティング表面
構造を有する金属膜で形成することができる。
【0011】また、前記ギャップ部を伝搬する弾性表面
波速度が、前記導波路部を伝搬する弾性表面波速度より
も速くなるように、導波路部のグレーティング表面構造
のグレーティングとギャップ部のグレーティング表面構
造のグレーティングとを調整してもよい。このように弾
性表面波の速度を調整すれば、結合器の弾性表面波伝搬
方向の長さを短くすることができる。また、導波路方向
性結合器の外側であって導波路部のギャップ部と接して
いない部分に、均一な表面構造の金属膜あるいはグレー
ティング表面構造の金属膜を形成してもよい。これによ
り結合器内の損失をより抑制することが可能となる。
波速度が、前記導波路部を伝搬する弾性表面波速度より
も速くなるように、導波路部のグレーティング表面構造
のグレーティングとギャップ部のグレーティング表面構
造のグレーティングとを調整してもよい。このように弾
性表面波の速度を調整すれば、結合器の弾性表面波伝搬
方向の長さを短くすることができる。また、導波路方向
性結合器の外側であって導波路部のギャップ部と接して
いない部分に、均一な表面構造の金属膜あるいはグレー
ティング表面構造の金属膜を形成してもよい。これによ
り結合器内の損失をより抑制することが可能となる。
【0012】さらに、反射器について、間引き重み付け
のような重み付けをしてもよい。また一つの弾性表面波
伝搬路を構成する反射器を複数個に分割された反射器か
ら構成してもよい。この重み付けや分割により、弾性表
面波フィルタの周波数特性の角形性を向上できる。ま
た、反射器の電極の周期の2倍と、入力IDT及び出力
IDTの電極指の周期とをわずかに異ならせてもよい。
このようにすれば、弾性表面波フィルタの周波数特性の
改善ができる。
のような重み付けをしてもよい。また一つの弾性表面波
伝搬路を構成する反射器を複数個に分割された反射器か
ら構成してもよい。この重み付けや分割により、弾性表
面波フィルタの周波数特性の角形性を向上できる。ま
た、反射器の電極の周期の2倍と、入力IDT及び出力
IDTの電極指の周期とをわずかに異ならせてもよい。
このようにすれば、弾性表面波フィルタの周波数特性の
改善ができる。
【0013】さらに、この発明は前記入力インターディ
ジタルトランスデューサと前記出力インターディジタル
トランスデューサとが、弾性表面波の伝搬方向に垂直な
方向に並行するように配置され、入力インターディジタ
ルトランスデューサと出力インターディジタルトランス
デューサとが前記垂直な方向に重なっている部分の弾性
表面波伝搬方向の長さが、入力インターディジタルトラ
ンスデューサと出力インターディジタルトランスデュー
サのうち弾性表面波伝搬方向の長さが短い方のインター
ディジタルトランスデューサの長さよりも短いことを特
徴とする弾性表面波フィルタを提供するものである。こ
のようにすれば、入出力IDT間のアイソレーションの
改善、通過帯域外抑圧度の改善ができる。
ジタルトランスデューサと前記出力インターディジタル
トランスデューサとが、弾性表面波の伝搬方向に垂直な
方向に並行するように配置され、入力インターディジタ
ルトランスデューサと出力インターディジタルトランス
デューサとが前記垂直な方向に重なっている部分の弾性
表面波伝搬方向の長さが、入力インターディジタルトラ
ンスデューサと出力インターディジタルトランスデュー
サのうち弾性表面波伝搬方向の長さが短い方のインター
ディジタルトランスデューサの長さよりも短いことを特
徴とする弾性表面波フィルタを提供するものである。こ
のようにすれば、入出力IDT間のアイソレーションの
改善、通過帯域外抑圧度の改善ができる。
【0014】また、この発明は、入力インターディジタ
ルトランスデューサと出力インターディジタルトランス
デューサとの間の圧電基板上に、アース電極を形成した
ことを特徴とする弾性表面波フィルタを提供するもので
ある。これによれば、入出力間のアイソレーションをよ
り改善できる。
ルトランスデューサと出力インターディジタルトランス
デューサとの間の圧電基板上に、アース電極を形成した
ことを特徴とする弾性表面波フィルタを提供するもので
ある。これによれば、入出力間のアイソレーションをよ
り改善できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発
明が限定されるものではない。図1に、この発明の弾性
表面波フィルタの構成ブロック図を示す。図1では、説
明の容易化のために、2つの弾性表面波伝搬路(第1伝
搬路7,第2伝搬路8)からなる弾性表面波フィルタの
構成を示しているが、これに限定するものではなく、3
つ以上の弾性表面波伝搬路を備えてもよい。第1伝搬路
7は、入力IDT1、結合器3、反射器4から構成さ
れ、第2伝搬路8は、出力IDT2、結合器3、反射器
5から構成される。また、入力IDT1、出力IDT
2、結合器3、反射器4,5は、すべて金属膜(Cu,
Alなど)を、水晶などの圧電基板6上に形成すること
によって構成される。
づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発
明が限定されるものではない。図1に、この発明の弾性
表面波フィルタの構成ブロック図を示す。図1では、説
明の容易化のために、2つの弾性表面波伝搬路(第1伝
搬路7,第2伝搬路8)からなる弾性表面波フィルタの
構成を示しているが、これに限定するものではなく、3
つ以上の弾性表面波伝搬路を備えてもよい。第1伝搬路
7は、入力IDT1、結合器3、反射器4から構成さ
れ、第2伝搬路8は、出力IDT2、結合器3、反射器
5から構成される。また、入力IDT1、出力IDT
2、結合器3、反射器4,5は、すべて金属膜(Cu,
Alなど)を、水晶などの圧電基板6上に形成すること
によって構成される。
【0016】ここで、結合器3は、入力IDT1で励振
された弾性表面波を出力IDT2のある第2伝搬路8へ
移行させるためのものである。反射器4,5は、弾性表
面波の伝搬方向を反転させ、弾性表面波を出力IDT2
の方へ伝搬させるためのものである。一般に、図1にお
いて、入力IDT1によって励振された弾性表面波のう
ち、第1伝搬路7上を右方向へ伝搬するものが弾性表面
波フィルタに寄与する。
された弾性表面波を出力IDT2のある第2伝搬路8へ
移行させるためのものである。反射器4,5は、弾性表
面波の伝搬方向を反転させ、弾性表面波を出力IDT2
の方へ伝搬させるためのものである。一般に、図1にお
いて、入力IDT1によって励振された弾性表面波のう
ち、第1伝搬路7上を右方向へ伝搬するものが弾性表面
波フィルタに寄与する。
【0017】図2に、この発明の弾性表面波フィルタの
動作原理図を示す。以下、弾性表面波(Surface Acoust
ic Wave)を、SAWと呼ぶ。まず、入力IDT1で励
振されたSAWが出力IDT2に到達するまでの伝搬経
路について述べる。
動作原理図を示す。以下、弾性表面波(Surface Acoust
ic Wave)を、SAWと呼ぶ。まず、入力IDT1で励
振されたSAWが出力IDT2に到達するまでの伝搬経
路について述べる。
【0018】図2(a)のように、入力IDT1から出
射されたSAWは結合器3の左端から入射し、結合器3
の右端から第1伝搬路7と第2伝搬路8の両方に出射さ
れる。
射されたSAWは結合器3の左端から入射し、結合器3
の右端から第1伝搬路7と第2伝搬路8の両方に出射さ
れる。
【0019】次に、図2(b)に示すように、各伝搬路
のSAWは反射器4,5に到達して反射され、再び結合
器3の右端に入射する。そして、結合器3の左端から第
1伝搬路7および第2伝搬路8の両方に出射され、第2
伝搬路8に出射されたSAWが出力IDT2に検出され
る。これが、入力IDT1で励振されたSAWが出力I
DT2に到達するまでの伝搬経路である。
のSAWは反射器4,5に到達して反射され、再び結合
器3の右端に入射する。そして、結合器3の左端から第
1伝搬路7および第2伝搬路8の両方に出射され、第2
伝搬路8に出射されたSAWが出力IDT2に検出され
る。これが、入力IDT1で励振されたSAWが出力I
DT2に到達するまでの伝搬経路である。
【0020】ここで、結合器3を最適化すれば、入力I
DT1から出射されたSAWを完全に出力IDT2に到
達させることができ、入力IDT1に戻るSAWをなく
すことができる。
DT1から出射されたSAWを完全に出力IDT2に到
達させることができ、入力IDT1に戻るSAWをなく
すことができる。
【0021】伝搬経路が2つの場合のみ説明したが、3
つ以上の伝搬路がある場合でも同様に考えることがで
き、入力IDT1から出射されたSAWが結合器を通じ
て、出力IDTのある伝搬路に移行し、出力IDT2で
検出される。
つ以上の伝搬路がある場合でも同様に考えることがで
き、入力IDT1から出射されたSAWが結合器を通じ
て、出力IDTのある伝搬路に移行し、出力IDT2で
検出される。
【0022】入力IDT1及び出力IDT2は、複数の
電極指によって構成され、弾性表面波の伝搬方向に対し
て垂直な方向に延びた電極指が交互にくし型形状に配置
されたものである。反射器4,5は、グレーティング構
造を有する複数の電極指から構成される。
電極指によって構成され、弾性表面波の伝搬方向に対し
て垂直な方向に延びた電極指が交互にくし型形状に配置
されたものである。反射器4,5は、グレーティング構
造を有する複数の電極指から構成される。
【0023】図3に、この発明の弾性表面波フィルタの
実施例の構成図を示す。ここでは、結合器3として導波
路方向性結合器を用いる。導波路方向性結合器3は、各
伝搬路内にグレーティング構造の複数の電極指を備え、
第1伝搬路7と第2伝搬路8間は、均一な表面構造の金
属膜、すなわち金属のべた膜で接続されている。
実施例の構成図を示す。ここでは、結合器3として導波
路方向性結合器を用いる。導波路方向性結合器3は、各
伝搬路内にグレーティング構造の複数の電極指を備え、
第1伝搬路7と第2伝搬路8間は、均一な表面構造の金
属膜、すなわち金属のべた膜で接続されている。
【0024】また、図3において、第1伝搬路7のグレ
ーティング構造の電極指の上部と、第2伝搬路8のグレ
ーティング構造の電極指の下部も金属のべた膜が形成さ
れている。このような導波路方向性結合器3を用い、か
つ導波路方向性結合器の結合長10を最適化すれば、入
力IDT1から出射されたSAWを出力IDT2に完全
に到達させることができる。
ーティング構造の電極指の上部と、第2伝搬路8のグレ
ーティング構造の電極指の下部も金属のべた膜が形成さ
れている。このような導波路方向性結合器3を用い、か
つ導波路方向性結合器の結合長10を最適化すれば、入
力IDT1から出射されたSAWを出力IDT2に完全
に到達させることができる。
【0025】図3において、導波路方向性結合器3のグ
レーティング構造の部分は、弾性表面波を伝搬する部分
であり、導波路部11と呼ぶ。また、第1伝搬路7と第
2伝搬路8との間にある部分をギャップ部12と呼ぶ。
レーティング構造の部分は、弾性表面波を伝搬する部分
であり、導波路部11と呼ぶ。また、第1伝搬路7と第
2伝搬路8との間にある部分をギャップ部12と呼ぶ。
【0026】以下、図4を利用して、本発明の弾性表面
波フィルタのフィルタリング原理を説明する。図4は、
この発明の弾性表面波フィルタに用いる導波路方向性結
合器3の動作説明図である。図4では、説明のために、
結合器3の各導波路部内のグレーティング構造部分のみ
を示している。
波フィルタのフィルタリング原理を説明する。図4は、
この発明の弾性表面波フィルタに用いる導波路方向性結
合器3の動作説明図である。図4では、説明のために、
結合器3の各導波路部内のグレーティング構造部分のみ
を示している。
【0027】導波路方向性結合器3では、2つの伝搬路
を近接して配置させることで、2つの伝搬路が結合され
る。すなわち、入力IDT1からのSAWは、第1伝搬
路7のみならず、第2伝搬路8にも伝搬される。この結
果、導波路方向性結合器3の左端から第1伝搬路7のみ
に弾性表面波を入力しても、導波モードは第1伝搬路7
のみに閉じ込められておらず、第1伝搬路7および第2
伝搬路8を1つの系とした偶モードと奇モードのSAW
が現れる。
を近接して配置させることで、2つの伝搬路が結合され
る。すなわち、入力IDT1からのSAWは、第1伝搬
路7のみならず、第2伝搬路8にも伝搬される。この結
果、導波路方向性結合器3の左端から第1伝搬路7のみ
に弾性表面波を入力しても、導波モードは第1伝搬路7
のみに閉じ込められておらず、第1伝搬路7および第2
伝搬路8を1つの系とした偶モードと奇モードのSAW
が現れる。
【0028】従って、導波路方向性結合器3の右端の第
1伝搬路7と第2伝搬路8からは、それぞれ偶モードと
奇モードの合成波が出力される。ここで、偶モードと奇
モードのSAWの伝搬速度はわずかに異なるため、第1
伝搬路7および第2伝搬路8中を伝搬しているSAWの
強度は伝搬距離つまり結合長10によって変化し、ある
特定の結合長を伝搬したときには第2伝搬路8のみから
出力が得られることになる。このときの結合長10を完
全結合長といい、完全結合長の状態では、第1伝搬路7
に入力したSAWが完全に第2伝搬路8に移行すること
になる。以上が導波路方向性結合器の動作原理である。
1伝搬路7と第2伝搬路8からは、それぞれ偶モードと
奇モードの合成波が出力される。ここで、偶モードと奇
モードのSAWの伝搬速度はわずかに異なるため、第1
伝搬路7および第2伝搬路8中を伝搬しているSAWの
強度は伝搬距離つまり結合長10によって変化し、ある
特定の結合長を伝搬したときには第2伝搬路8のみから
出力が得られることになる。このときの結合長10を完
全結合長といい、完全結合長の状態では、第1伝搬路7
に入力したSAWが完全に第2伝搬路8に移行すること
になる。以上が導波路方向性結合器の動作原理である。
【0029】次に、この導波路方向性結合器をこの発明
の弾性表面波フィルタに適用したときの動作原理につい
て説明する。図5は、導波路方向性結合器を、この発明
の弾性表面波フィルタに適用した場合の動作説明図であ
る。
の弾性表面波フィルタに適用したときの動作原理につい
て説明する。図5は、導波路方向性結合器を、この発明
の弾性表面波フィルタに適用した場合の動作説明図であ
る。
【0030】図5において、導波路方向性結合器の結合
長は図4で示した完全結合長の1/2に設定されている
ものとする。この場合、第1伝搬路7の左端から入力さ
れたSAWは、完全結合長の1/2の距離だけ導波路方
向性結合器3内を伝搬するため、導波路方向性結合器3
の右端では完全に第2伝搬路8へは移行しない。
長は図4で示した完全結合長の1/2に設定されている
ものとする。この場合、第1伝搬路7の左端から入力さ
れたSAWは、完全結合長の1/2の距離だけ導波路方
向性結合器3内を伝搬するため、導波路方向性結合器3
の右端では完全に第2伝搬路8へは移行しない。
【0031】しかしながら、導波路方向性結合器3の第
1伝搬路7および第2伝搬路8の右端から出射されたS
AWは、反射器4,5で反射されて再び導波路方向性結
合器3に右端から入射し、完全結合長の1/2の距離だ
け伝搬して左端に到達する。
1伝搬路7および第2伝搬路8の右端から出射されたS
AWは、反射器4,5で反射されて再び導波路方向性結
合器3に右端から入射し、完全結合長の1/2の距離だ
け伝搬して左端に到達する。
【0032】この結果、最初に導波路方向性結合器の左
端の第1伝搬路7に入射されたSAWは、導波路方向性
結合器3を往復することになる。つまり完全結合長に相
当する長さを伝搬したことになり、導波路方向性結合器
3の左端からは第2伝搬路8のみから出力が得られるこ
とになる。
端の第1伝搬路7に入射されたSAWは、導波路方向性
結合器3を往復することになる。つまり完全結合長に相
当する長さを伝搬したことになり、導波路方向性結合器
3の左端からは第2伝搬路8のみから出力が得られるこ
とになる。
【0033】次に、この発明の弾性表面波フィルタの周
波数特性について説明する。図3や図4に示した結合器
の周波数特性は、IDTや反射器に比べると非常に緩や
かであるため、弾性表面波フィルタ自体の周波数特性に
はほとんど影響を与えない。したがって、弾性表面波フ
ィルタの周波数特性は、IDTと反射器の特性でほぼ決
定され、IDTの周波数特性と反射器の反射特性との合
成されたものとなる。
波数特性について説明する。図3や図4に示した結合器
の周波数特性は、IDTや反射器に比べると非常に緩や
かであるため、弾性表面波フィルタ自体の周波数特性に
はほとんど影響を与えない。したがって、弾性表面波フ
ィルタの周波数特性は、IDTと反射器の特性でほぼ決
定され、IDTの周波数特性と反射器の反射特性との合
成されたものとなる。
【0034】一般に、IDTの周波数特性に比べ反射器
の反射特性は角形性に優れた特性が得られることが知ら
れている。すなわち、この発明の弾性表面波フィルタの
周波数特性は、IDTのみの周波数特性を利用していた
従来のトランスバーサル型の弾性表面波フィルタよりも
角形性に優れた周波数特性が得やすい。
の反射特性は角形性に優れた特性が得られることが知ら
れている。すなわち、この発明の弾性表面波フィルタの
周波数特性は、IDTのみの周波数特性を利用していた
従来のトランスバーサル型の弾性表面波フィルタよりも
角形性に優れた周波数特性が得やすい。
【0035】次に、従来のトランスバーサル型の弾性表
面波フィルタとこの発明の弾性表面波フィルタにおい
て、同じ角形性を有するフィルタを実現した場合、この
発明の弾性表面波フィルタの方が、SAW伝搬方向の長
さを小さくできることを示す。
面波フィルタとこの発明の弾性表面波フィルタにおい
て、同じ角形性を有するフィルタを実現した場合、この
発明の弾性表面波フィルタの方が、SAW伝搬方向の長
さを小さくできることを示す。
【0036】まず、反射器のSAW伝搬方向の長さにつ
いて説明する。反射器は、図3に示すように、複数の電
極指から構成されるが、この電極指の本数によって弾性
表面波の反射率が変化する。図6に、この発明の反射器
の電極指の本数に対する中心周波数での反射率の変化の
グラフを示す。ここで圧電基板はSTカット水晶を用い
るものとする。
いて説明する。反射器は、図3に示すように、複数の電
極指から構成されるが、この電極指の本数によって弾性
表面波の反射率が変化する。図6に、この発明の反射器
の電極指の本数に対する中心周波数での反射率の変化の
グラフを示す。ここで圧電基板はSTカット水晶を用い
るものとする。
【0037】このグラフより、電極指1本あたりの反射
率を0.01としたとき、反射器の電極指の本数が30
0本あれば、反射率が1となり、弾性表面波は反射器で
全反射することになる。入力IDT及び出力IDTの電
極指の周期をλとすると、反射器の電極指の周期は、一
般にλ/2で与えられる。したがって、反射器の電極指
が300本の場合、反射器のSAW伝搬方向の長さは約
150λに相当する。
率を0.01としたとき、反射器の電極指の本数が30
0本あれば、反射率が1となり、弾性表面波は反射器で
全反射することになる。入力IDT及び出力IDTの電
極指の周期をλとすると、反射器の電極指の周期は、一
般にλ/2で与えられる。したがって、反射器の電極指
が300本の場合、反射器のSAW伝搬方向の長さは約
150λに相当する。
【0038】また、図6より、電極指1本あたりの反射
率がさらに大きな基板を用いれば、電極指が少ない本数
でも反射率を1に近くすることができる。たとえば、電
極指1本あたりの反射率が0.03の場合は本数が約1
00本で反射率が1となる。以上のことにより、反射器
のSAW伝搬方向のサイズは大きくても150λ程度と
見積もることができる。
率がさらに大きな基板を用いれば、電極指が少ない本数
でも反射率を1に近くすることができる。たとえば、電
極指1本あたりの反射率が0.03の場合は本数が約1
00本で反射率が1となる。以上のことにより、反射器
のSAW伝搬方向のサイズは大きくても150λ程度と
見積もることができる。
【0039】次に、結合器のSAW伝搬方向の長さにつ
いて説明する。図3に示したようなグレーティング導波
路を持つ導波路方向性結合器を用いた場合に、この結合
器のSAW伝搬方向の長さ(結合長)と弾性表面波フィ
ルタの挿入損失との関係のグラフを、図7に示す。
いて説明する。図3に示したようなグレーティング導波
路を持つ導波路方向性結合器を用いた場合に、この結合
器のSAW伝搬方向の長さ(結合長)と弾性表面波フィ
ルタの挿入損失との関係のグラフを、図7に示す。
【0040】図3において、入力IDT及び出力IDT
の電極指の電極周期λ=15μm,電極対数=95対,
電極膜厚=0.32μm,結合器のグレーティング導波
路の電極周期=5.7μm,反射器の電極指の本数=1
80本,圧電基板の材料をSTカット水晶とする。ま
た、導波路方向性結合器の導波路部の幅11を9.5
λ,導波路間のギャップ部の幅12を0.2λとする。
の電極指の電極周期λ=15μm,電極対数=95対,
電極膜厚=0.32μm,結合器のグレーティング導波
路の電極周期=5.7μm,反射器の電極指の本数=1
80本,圧電基板の材料をSTカット水晶とする。ま
た、導波路方向性結合器の導波路部の幅11を9.5
λ,導波路間のギャップ部の幅12を0.2λとする。
【0041】図7において、結合長10が約3.2mm
(=約220λ)のとき、挿入損失は最小となり、結合
器として弾性表面波を通過させるのに最適条件にあるこ
とがわかる。したがって、導波路方向性結合器の結合長
10は、220λ程度とすることが好ましい。ただし、
この結合長10が220λ以下の場合でも、図7のよう
に挿入損失は増えるが、弾性表面波フィルタの角形性は
ほとんど変わらず良好な角形性が得られる。
(=約220λ)のとき、挿入損失は最小となり、結合
器として弾性表面波を通過させるのに最適条件にあるこ
とがわかる。したがって、導波路方向性結合器の結合長
10は、220λ程度とすることが好ましい。ただし、
この結合長10が220λ以下の場合でも、図7のよう
に挿入損失は増えるが、弾性表面波フィルタの角形性は
ほとんど変わらず良好な角形性が得られる。
【0042】以上より、図3において、反射器のSAW
伝搬方向の長さを150λ程度、導波路方向性結合器の
結合長を220λ程度とすることができ、結合器と反射
器のSAW伝搬方向の長さを合計した長さは、最大でも
370λもあれば十分である。
伝搬方向の長さを150λ程度、導波路方向性結合器の
結合長を220λ程度とすることができ、結合器と反射
器のSAW伝搬方向の長さを合計した長さは、最大でも
370λもあれば十分である。
【0043】また、結合器としてマルチストリップカプ
ラを用いても、図3の導波路方向性結合器を用いた場合
と同様の角形性を持つ弾性表面波フィルタを得ることが
できる。図8に、この発明において、結合器としてマル
チストリップカプラを用いた弾性表面波フィルタの実施
例の構成図を示す。マルチストリップカプラは、弾性表
面波の伝搬方向に垂直な方向に一定間隔の複数の電極指
を配置したものである。
ラを用いても、図3の導波路方向性結合器を用いた場合
と同様の角形性を持つ弾性表面波フィルタを得ることが
できる。図8に、この発明において、結合器としてマル
チストリップカプラを用いた弾性表面波フィルタの実施
例の構成図を示す。マルチストリップカプラは、弾性表
面波の伝搬方向に垂直な方向に一定間隔の複数の電極指
を配置したものである。
【0044】このようなマルチストリップカプラを用い
た弾性表面波フィルタにおいて、入力IDTで励振され
たSAWを完全に出力IDTへ到達させるためのマルチ
ストリップカプラのSAW伝搬方向の長さ(デバイス
長)Lは、次式で与えられる。 L=λ/RK2 ここで、λ:IDTの電極周期,R:Filing Factor,
K2:電気機械結合係ある。
た弾性表面波フィルタにおいて、入力IDTで励振され
たSAWを完全に出力IDTへ到達させるためのマルチ
ストリップカプラのSAW伝搬方向の長さ(デバイス
長)Lは、次式で与えられる。 L=λ/RK2 ここで、λ:IDTの電極周期,R:Filing Factor,
K2:電気機械結合係ある。
【0045】R=0.6とすると、デバイス長Lは、圧
電基板がSTカット水晶(K2=0.17%)のとき4
90λ,X−112Y:LiTaO3(K2=0.7%)
の119λ、Y−Z:LiNbO3(K2=4.5%)の
とき37λとなる。 たって、マルチストリップカプラ
を用いたとき、STカット水晶では小型化の効果は小さ
いが、X−112Y:LiTaO3やY−ZiLiNb
O3では非常小型結合器が得られることがわかる。
電基板がSTカット水晶(K2=0.17%)のとき4
90λ,X−112Y:LiTaO3(K2=0.7%)
の119λ、Y−Z:LiNbO3(K2=4.5%)の
とき37λとなる。 たって、マルチストリップカプラ
を用いたとき、STカット水晶では小型化の効果は小さ
いが、X−112Y:LiTaO3やY−ZiLiNb
O3では非常小型結合器が得られることがわかる。
【0046】図8において、反射器のSAW伝搬方向の
長さを最大150λとすると、マルチストリップカプラ
のデバイス長と反射器のSAW伝搬方向の長さを合計し
た長さは、X−112Y:LiTaO3基板の場合は2
69λ,Y−Z:LiNbO基板の場合は187λとな
り、導波路方向性結合器を用いた場合の長さ(370
λ)よりも短くできる。
長さを最大150λとすると、マルチストリップカプラ
のデバイス長と反射器のSAW伝搬方向の長さを合計し
た長さは、X−112Y:LiTaO3基板の場合は2
69λ,Y−Z:LiNbO基板の場合は187λとな
り、導波路方向性結合器を用いた場合の長さ(370
λ)よりも短くできる。
【0047】ところで、この発明の弾性表面波フィルタ
のSAW伝搬方向の長さは、IDT1つ分の長さと、上
記に説明した結合器と反射器のSAW伝搬方向の長さを
合計したものにほぼ等しい。
のSAW伝搬方向の長さは、IDT1つ分の長さと、上
記に説明した結合器と反射器のSAW伝搬方向の長さを
合計したものにほぼ等しい。
【0048】図9に、弾性表面波フィルタのSAW伝搬
方向の長さの比較図を示す。図9(a)は、この発明の
弾性表面波フィルタの構成図であり、図9(b)は従来
のトランスバーサル型の弾性表面波フィルタの構成図で
ある。図9(a)において、この発明の弾性表面波フィ
ルタのSAW伝搬方向の長さ16は、IDTの長さ1
4,結合器3の長さ10,及び反射器4.5の長さ13
との合計で表わされる。ここでは、各長さの間隔は非常
に小さいので無視するものとし、結合器3の長さ10と
反射器の長さ13との合計は、図9(a)中の番号15
にほぼ等しい。
方向の長さの比較図を示す。図9(a)は、この発明の
弾性表面波フィルタの構成図であり、図9(b)は従来
のトランスバーサル型の弾性表面波フィルタの構成図で
ある。図9(a)において、この発明の弾性表面波フィ
ルタのSAW伝搬方向の長さ16は、IDTの長さ1
4,結合器3の長さ10,及び反射器4.5の長さ13
との合計で表わされる。ここでは、各長さの間隔は非常
に小さいので無視するものとし、結合器3の長さ10と
反射器の長さ13との合計は、図9(a)中の番号15
にほぼ等しい。
【0049】前記した図3の実施例では、STカット水
晶基板の場合、長さ15は370λ以下にすることがで
きることを示した。図9(b)において、従来の弾性表
面波フィルタのSAW伝搬方向の長さ18は、入力ID
T1の長さ14と出力IDT2の長さ17との合計で表
わされる。
晶基板の場合、長さ15は370λ以下にすることがで
きることを示した。図9(b)において、従来の弾性表
面波フィルタのSAW伝搬方向の長さ18は、入力ID
T1の長さ14と出力IDT2の長さ17との合計で表
わされる。
【0050】図9(a)と図9(b)を比較すると、入
力IDT1と出力IDT2のSAW伝搬方向の長さ(1
4,17)をどちらも370λ以上とする場合、この発
明のフィルタのSAW伝搬方向の長さ16(=14+1
5)は、従来のフィルタのSAW伝搬方向の長さ18
(=14+17)よりも短くできる。図9(a),図9
(b)において、この発明の長さ15(≦370λ)
は、従来における長さ17(≧370λ)よりも短いか
らである。すなわち、この発明の弾性表面波フィルタは
従来の弾性表面波フィルタに比べて、SAW伝搬方向の
長さを小さくすることができる。
力IDT1と出力IDT2のSAW伝搬方向の長さ(1
4,17)をどちらも370λ以上とする場合、この発
明のフィルタのSAW伝搬方向の長さ16(=14+1
5)は、従来のフィルタのSAW伝搬方向の長さ18
(=14+17)よりも短くできる。図9(a),図9
(b)において、この発明の長さ15(≦370λ)
は、従来における長さ17(≧370λ)よりも短いか
らである。すなわち、この発明の弾性表面波フィルタは
従来の弾性表面波フィルタに比べて、SAW伝搬方向の
長さを小さくすることができる。
【0051】一方、フィルタの周波数特性に関しては、
各IDTの長さが同じ場合には、前記したように、反射
器の反射特性が加えられる分だけ、この発明の弾性表面
波フィルタの方が確実に角形性が良くなる。
各IDTの長さが同じ場合には、前記したように、反射
器の反射特性が加えられる分だけ、この発明の弾性表面
波フィルタの方が確実に角形性が良くなる。
【0052】以上より、STカット水晶基板を用い、か
つ入力IDTの長さ14及び出力IDTの長さ17を3
70λ以上とする場合には、この発明の弾性表面波フィ
ルタの構成(図9(a))の方が、従来のもの(図9
(b))よりも小型かつ角形性に優れたものとすること
ができる。
つ入力IDTの長さ14及び出力IDTの長さ17を3
70λ以上とする場合には、この発明の弾性表面波フィ
ルタの構成(図9(a))の方が、従来のもの(図9
(b))よりも小型かつ角形性に優れたものとすること
ができる。
【0053】また、従来の弾性表面波フィルタにおい
て、入力IDTと出力IDTのどちらか一方の長さが3
70λよりも短い場合に、この発明の弾性表面波フィル
タのSAW伝搬方向の長さを従来のものよりも短くする
ためには、この発明の入力IDT及び出力IDTの長さ
14を370λよりも短くする必要がある。この発明の
IDTの長さ14を短くすると、IDTとしての周波数
特性は緩やかになるが、反射器の反射特性が有効に機能
するため、この発明の弾性表面波フィルタの周波数特性
としては、優れた角形性を持つものが得られる。
て、入力IDTと出力IDTのどちらか一方の長さが3
70λよりも短い場合に、この発明の弾性表面波フィル
タのSAW伝搬方向の長さを従来のものよりも短くする
ためには、この発明の入力IDT及び出力IDTの長さ
14を370λよりも短くする必要がある。この発明の
IDTの長さ14を短くすると、IDTとしての周波数
特性は緩やかになるが、反射器の反射特性が有効に機能
するため、この発明の弾性表面波フィルタの周波数特性
としては、優れた角形性を持つものが得られる。
【0054】また、X−112Y:LiTaO3基板や
Y−Z:LiNbO3基板の場合も様に、従来のフィル
タよりも小型かつ角形性に優れた弾性表面波フィルタを
実現できる。
Y−Z:LiNbO3基板の場合も様に、従来のフィル
タよりも小型かつ角形性に優れた弾性表面波フィルタを
実現できる。
【0055】特に、X−112Y:LiTaO3基板で
は入力IDTと出力IDTの長さ(14,17)を26
9λ以上とする場合、Y−Z:LiNbO3基板では入
力IDTと出力IDTの長さ(14,17)を187λ
以上とする場合には、IDTの長さが同じ従来のフィル
タに比べて確実に小型かつ角形性に優れた弾性表面波フ
ィルタが実現できる。
は入力IDTと出力IDTの長さ(14,17)を26
9λ以上とする場合、Y−Z:LiNbO3基板では入
力IDTと出力IDTの長さ(14,17)を187λ
以上とする場合には、IDTの長さが同じ従来のフィル
タに比べて確実に小型かつ角形性に優れた弾性表面波フ
ィルタが実現できる。
【0056】具体例として、この発明の弾性表面波フィ
ルタを、N−CDMA基地局用IFフィルタに適用した
場合のフィルタサイズについて以下に説明する。N−C
DMA基地局用IFフィルタにおける通過帯域の中心周
波数は70MHzであるので、IDTの電極指の周期λ
は45μmである。
ルタを、N−CDMA基地局用IFフィルタに適用した
場合のフィルタサイズについて以下に説明する。N−C
DMA基地局用IFフィルタにおける通過帯域の中心周
波数は70MHzであるので、IDTの電極指の周期λ
は45μmである。
【0057】ここで、比較のために従来のトランスバー
サル型の弾性表面波フィルタとしては、図31に示すよ
うに入力IDTとしてアポタイズ重みづけした電極を用
い、出力IDTとして正規電極から一部の電極指を取り
除いた間引き重みづけをした電極を用いるものとする。
入力IDTの電極対数を1000対,出力IDTの電極
対数を355対とすると、弾性表面波フィルタのSAW
伝搬方向の長さは60.975mm(=1355対×4
5μm)となる。
サル型の弾性表面波フィルタとしては、図31に示すよ
うに入力IDTとしてアポタイズ重みづけした電極を用
い、出力IDTとして正規電極から一部の電極指を取り
除いた間引き重みづけをした電極を用いるものとする。
入力IDTの電極対数を1000対,出力IDTの電極
対数を355対とすると、弾性表面波フィルタのSAW
伝搬方向の長さは60.975mm(=1355対×4
5μm)となる。
【0058】一方、この発明の弾性表面波フィルタにお
いて、上記従来の弾性表面波フィルタと同様の角形性を
実現するためには、次のような構成とすればよい。入力
IDTをアポタイズ重みづけをした電極とし、出力ID
Tを間引き重みづけをした電極とする場合、入力IDT
及び出力IDTとも電極対数400対とする。すなわ
ち、IDTの長さ14を、400λとする。
いて、上記従来の弾性表面波フィルタと同様の角形性を
実現するためには、次のような構成とすればよい。入力
IDTをアポタイズ重みづけをした電極とし、出力ID
Tを間引き重みづけをした電極とする場合、入力IDT
及び出力IDTとも電極対数400対とする。すなわ
ち、IDTの長さ14を、400λとする。
【0059】さらに、STカット水晶基板を用いる場
合、結合器と反射器のSAW伝搬方向の長さの合計15
は370λ以下とすれば、同様の角形性が実現できる。
したがって、この発明の弾性表面波フィルタのSAW伝
搬方向の長さ16は、最大でも34.65mm(=77
0λ=770×45)とできる。
合、結合器と反射器のSAW伝搬方向の長さの合計15
は370λ以下とすれば、同様の角形性が実現できる。
したがって、この発明の弾性表面波フィルタのSAW伝
搬方向の長さ16は、最大でも34.65mm(=77
0λ=770×45)とできる。
【0060】以上より、従来のトランスバーサル型弾性
表面波フィルタのSAW伝搬方向の長さが60.975
mmであるのに対して、この発明の弾性表面波フィルタ
のSAW伝搬方向の長さを34.65mmとすることが
できる。この場合、約56.8%の長さに小型化が可能
となる。
表面波フィルタのSAW伝搬方向の長さが60.975
mmであるのに対して、この発明の弾性表面波フィルタ
のSAW伝搬方向の長さを34.65mmとすることが
できる。この場合、約56.8%の長さに小型化が可能
となる。
【0061】図10に、上記構成を有するこの発明の弾
性表面波フィルタの周波数特性のグラフを示す。また、
図11に、上記構成を有する従来の弾性表面波フィルタ
の周波数特性のグラフを示す。これらのグラフより、ど
ちらのフィルタも、減衰量1.5dBでの帯域幅は1.
26MHz,減衰量35dBでの帯域幅は1.5MHz
であることがわかる。すなわち、この発明の弾性表面波
フィルタの構成によれば、フィルタのSAW伝搬方向の
サイズを小さくしても同じような角形性を実現できる。
性表面波フィルタの周波数特性のグラフを示す。また、
図11に、上記構成を有する従来の弾性表面波フィルタ
の周波数特性のグラフを示す。これらのグラフより、ど
ちらのフィルタも、減衰量1.5dBでの帯域幅は1.
26MHz,減衰量35dBでの帯域幅は1.5MHz
であることがわかる。すなわち、この発明の弾性表面波
フィルタの構成によれば、フィルタのSAW伝搬方向の
サイズを小さくしても同じような角形性を実現できる。
【0062】なお、上記実施例では、角形性を改善する
ためにアポタイズや間引きという重みづけをしたIDT
を用いたが、これに特に限定されるものではなく、角形
性を改善することのできる重みづけであればよい。たと
えば、少なくとも1つあるいはすべてのIDTに重みづ
けをしてもよく、複数のIDTの中には、重みづけのし
ないIDTが含まれていてもよい。また、複数のIDT
のうち、少なくとも1つを一方向性IDTとしてもよ
い。この場合には、弾性表面波フィルタの挿入損失が低
減できる。
ためにアポタイズや間引きという重みづけをしたIDT
を用いたが、これに特に限定されるものではなく、角形
性を改善することのできる重みづけであればよい。たと
えば、少なくとも1つあるいはすべてのIDTに重みづ
けをしてもよく、複数のIDTの中には、重みづけのし
ないIDTが含まれていてもよい。また、複数のIDT
のうち、少なくとも1つを一方向性IDTとしてもよ
い。この場合には、弾性表面波フィルタの挿入損失が低
減できる。
【0063】図12に、一方向性IDTを用いた場合の
効果についての説明図を示す。図12(a)は、双方向
性IDTのSAWの出射方向を示している。双方向性I
DTで励振されたSAWは図のように左右両方向に進行
する。右方向に進行するSAWは結合器に入射され、フ
ィルタとして寄与するものであるが、左方向に進行する
SAWは圧電基板外へ伝搬し、損失となる。すなわち、
双方向性IDTは、励振されたSAWのエネルギーのう
ち、半分しかフィルタとして寄与せず、挿入損失が大き
い。
効果についての説明図を示す。図12(a)は、双方向
性IDTのSAWの出射方向を示している。双方向性I
DTで励振されたSAWは図のように左右両方向に進行
する。右方向に進行するSAWは結合器に入射され、フ
ィルタとして寄与するものであるが、左方向に進行する
SAWは圧電基板外へ伝搬し、損失となる。すなわち、
双方向性IDTは、励振されたSAWのエネルギーのう
ち、半分しかフィルタとして寄与せず、挿入損失が大き
い。
【0064】図12(b)は、一方向性IDTのSAW
の出射方向を示している。一方向性IDTでは、励振さ
れたSAWは、ほとんど一方向、図12(b)では右方
向に進行する。したがって励振されたSAWのエネルギ
ーの大部分が結合器へ入射されるため、挿入損失を低減
させることができる。
の出射方向を示している。一方向性IDTでは、励振さ
れたSAWは、ほとんど一方向、図12(b)では右方
向に進行する。したがって励振されたSAWのエネルギ
ーの大部分が結合器へ入射されるため、挿入損失を低減
させることができる。
【0065】図13に、一方向性IDTを用いた弾性表
面波フィルタの一実施例を示す。ここでは、一方向性I
DTとして浮き電極を有するものを示す。ただし、一方
向性IDT自体は、この構成に限定されるものではな
く、この他に種々のものが提案されているので、それら
を用いてもよい。図13に示した導波路方向性結合器の
導波路部は、金属膜のグレーティング表面構造のものを
示したが、この他に、均一な表面構造の金属膜を用いて
もよい。
面波フィルタの一実施例を示す。ここでは、一方向性I
DTとして浮き電極を有するものを示す。ただし、一方
向性IDT自体は、この構成に限定されるものではな
く、この他に種々のものが提案されているので、それら
を用いてもよい。図13に示した導波路方向性結合器の
導波路部は、金属膜のグレーティング表面構造のものを
示したが、この他に、均一な表面構造の金属膜を用いて
もよい。
【0066】図14に、この発明の結合器の導波路部の
構造図を示す。結合器としてSAWを伝搬する導波路を
形成するためには、導波路部を伝搬するSAWの伝搬速
度を圧電基板上の金属膜のない自由表面上の伝搬速度よ
りも遅くする必要がある。導波路部の構造を金属膜のグ
レーティング表面構造(図14(b))とするほか、均
一な表面構造の金属膜(図14(a))としても、導波
路部を伝搬するSAWの伝搬速度を自由表面上の伝搬速
度よりも遅くできる。
構造図を示す。結合器としてSAWを伝搬する導波路を
形成するためには、導波路部を伝搬するSAWの伝搬速
度を圧電基板上の金属膜のない自由表面上の伝搬速度よ
りも遅くする必要がある。導波路部の構造を金属膜のグ
レーティング表面構造(図14(b))とするほか、均
一な表面構造の金属膜(図14(a))としても、導波
路部を伝搬するSAWの伝搬速度を自由表面上の伝搬速
度よりも遅くできる。
【0067】このように結合器の部分を金属膜を用いて
形成する場合には、IDTの部分の金属膜を同一材料で
同時に成膜できるので、結合器用の独自の製造工程を設
ける必要はない。なお、金属膜としては、Al,Al−
Au合金,Au,Agなどを用いることができる。ま
た、導波路部はこのような金属膜を用いて形成する他、
絶縁膜を成膜して形成してもよい。絶縁膜としてはたと
えばSiO2を用いることができる。
形成する場合には、IDTの部分の金属膜を同一材料で
同時に成膜できるので、結合器用の独自の製造工程を設
ける必要はない。なお、金属膜としては、Al,Al−
Au合金,Au,Agなどを用いることができる。ま
た、導波路部はこのような金属膜を用いて形成する他、
絶縁膜を成膜して形成してもよい。絶縁膜としてはたと
えばSiO2を用いることができる。
【0068】さらに、図3のように、結合器の導波路部
を金属膜のグレーティング表面構造で形成した場合に
は、ギャップ部は、図3に示したような均一な表面構造
の金属膜で形成する他、グレーティング表面構造の金属
膜によって形成してもよい。
を金属膜のグレーティング表面構造で形成した場合に
は、ギャップ部は、図3に示したような均一な表面構造
の金属膜で形成する他、グレーティング表面構造の金属
膜によって形成してもよい。
【0069】図15,図16にこの発明の導波路方向性
結合器のギャップ部の構造の実施例を示す。図15
(a)は、ギャップ部を均一な表面構造の金属膜とした
もの、図15(b)はギャップ部の一部をグレーティン
グ表面構造の金属膜としそれ以外を均一な表面構造の金
属膜としたもの、図15(c)はギャップ部の一部をグ
レーティング表面構造の金属膜とし、その他を自由表面
としたものを示している。図16は、ギャップ部全体が
グレーティング表面構造となっているものを示してい
る。
結合器のギャップ部の構造の実施例を示す。図15
(a)は、ギャップ部を均一な表面構造の金属膜とした
もの、図15(b)はギャップ部の一部をグレーティン
グ表面構造の金属膜としそれ以外を均一な表面構造の金
属膜としたもの、図15(c)はギャップ部の一部をグ
レーティング表面構造の金属膜とし、その他を自由表面
としたものを示している。図16は、ギャップ部全体が
グレーティング表面構造となっているものを示してい
る。
【0070】ここで、ギャップ部は、2つの導波路部を
結合する部分であるため、ギャップ部を伝搬するSAW
伝搬速度は、導波路部よりも速くなければならない。し
たがって、ギャップ部を伝搬するSAW伝搬速度が導波
路部を伝搬するSAW伝搬速度よりも速くなるように、
ギャップ部のグレーティング表面構造のグレーティング
と導波路部のグレーティング表面構造のグレーティング
とを調整する必要がある。
結合する部分であるため、ギャップ部を伝搬するSAW
伝搬速度は、導波路部よりも速くなければならない。し
たがって、ギャップ部を伝搬するSAW伝搬速度が導波
路部を伝搬するSAW伝搬速度よりも速くなるように、
ギャップ部のグレーティング表面構造のグレーティング
と導波路部のグレーティング表面構造のグレーティング
とを調整する必要がある。
【0071】この調整方法の一例としては、図16に示
すように、ギャップ部のグレーティングのメタライゼー
ションレシオを、導波路部のグレーティングのメタライ
ゼーションレシオよりも小さくすればよい。
すように、ギャップ部のグレーティングのメタライゼー
ションレシオを、導波路部のグレーティングのメタライ
ゼーションレシオよりも小さくすればよい。
【0072】このように、ギャップ部に、均一な表面構
造の金属膜あるいはグレーティング表面構造を導入する
ことにより、ギャップ部のSAW伝搬速度を自由表面の
場合よりも遅くすることができる。このため、ギャップ
部によって、上下2つの導波路部の結合が強められ、結
合器のSAW伝搬方向の長さを短くしても、弾性表面波
が進行する伝搬経路を移行させることができる。したが
って、図15,図16に示したギャップ部の構造は、弾
性表面波フィルタ全体のSAW伝搬方向の長さの小型化
に寄与できる。
造の金属膜あるいはグレーティング表面構造を導入する
ことにより、ギャップ部のSAW伝搬速度を自由表面の
場合よりも遅くすることができる。このため、ギャップ
部によって、上下2つの導波路部の結合が強められ、結
合器のSAW伝搬方向の長さを短くしても、弾性表面波
が進行する伝搬経路を移行させることができる。したが
って、図15,図16に示したギャップ部の構造は、弾
性表面波フィルタ全体のSAW伝搬方向の長さの小型化
に寄与できる。
【0073】図17,図18に、この発明の導波路方向
性結合器の外側であってギャップ部と接していない部分
に、均一な表面構造の金属膜、あるいはグレーティング
表面構造の金属膜を形成した構成を示す。このような構
成を採用すると、導波路部の外側部分のSAW伝搬速度
が、自由表面を伝搬する速度よりも遅くなり、導波路部
のエネルギー閉じ込めが弱くなる。この結果、高次の導
波モードが伝搬されにくく、基本モードにSAWエネル
ギーが集中され、導波路方向性結合器内の損失をより抑
制することができる。
性結合器の外側であってギャップ部と接していない部分
に、均一な表面構造の金属膜、あるいはグレーティング
表面構造の金属膜を形成した構成を示す。このような構
成を採用すると、導波路部の外側部分のSAW伝搬速度
が、自由表面を伝搬する速度よりも遅くなり、導波路部
のエネルギー閉じ込めが弱くなる。この結果、高次の導
波モードが伝搬されにくく、基本モードにSAWエネル
ギーが集中され、導波路方向性結合器内の損失をより抑
制することができる。
【0074】また、反射器の電極指を重みづけすれば、
反射器の反射特性のうちサイドローブが抑圧できるた
め、弾性表面波フィルタの角形性の向上に寄与できる。
図19に、この発明の弾性表面波フィルタに用いる間引
き重みづけした反射器の一実施例の構成図を示す。図2
0に、図19に示した間引き重みづけした反射器の反射
特性を示す。図20の実線が間引き重みづけした反射器
のグラフであり、図20の破線が間引きしていない反射
器のグラフである。図19において間引きしない場合の
反射器の電極指の数は114本であるが、図19の間引
き重みづけした反射器は、114本の電極指の中から2
2本の電極指を間引きしたものである。間引きした電極
指の位置は、反射器左側の電極指から数えて、1,8か
ら14,18から20,95から97、101から10
7番目である。図20において、両グラフを比較する
と、間引き重みづけした反射器の方が特に第1サイドロ
ーブ近傍において周波数特性が抑圧されていることがわ
かる。
反射器の反射特性のうちサイドローブが抑圧できるた
め、弾性表面波フィルタの角形性の向上に寄与できる。
図19に、この発明の弾性表面波フィルタに用いる間引
き重みづけした反射器の一実施例の構成図を示す。図2
0に、図19に示した間引き重みづけした反射器の反射
特性を示す。図20の実線が間引き重みづけした反射器
のグラフであり、図20の破線が間引きしていない反射
器のグラフである。図19において間引きしない場合の
反射器の電極指の数は114本であるが、図19の間引
き重みづけした反射器は、114本の電極指の中から2
2本の電極指を間引きしたものである。間引きした電極
指の位置は、反射器左側の電極指から数えて、1,8か
ら14,18から20,95から97、101から10
7番目である。図20において、両グラフを比較する
と、間引き重みづけした反射器の方が特に第1サイドロ
ーブ近傍において周波数特性が抑圧されていることがわ
かる。
【0075】図21に、この発明において、一つの伝搬
路に複数の反射器4,5を備えた弾性表面波フィルタの
構成図を示す。このような構成でも図20と同様に、サ
イドローブにおける反射特性を抑圧することができ、弾
性表面波フィルタ特性の角形性が改善できる。
路に複数の反射器4,5を備えた弾性表面波フィルタの
構成図を示す。このような構成でも図20と同様に、サ
イドローブにおける反射特性を抑圧することができ、弾
性表面波フィルタ特性の角形性が改善できる。
【0076】図22に、反射器の反射特性の比較図を示
す。図22の実線は、図21に示したような3つの反射
器に分けて構成したときの反射特性であり、それぞれ電
極指は11本,149本,11本である。図22の破線
は171本の電極指を持つ1つの反射器の反射特性であ
る。図22において、反射器を複数に分けて構成した方
が、第1サイドローブの反射率が抑圧されているのがわ
かる。
す。図22の実線は、図21に示したような3つの反射
器に分けて構成したときの反射特性であり、それぞれ電
極指は11本,149本,11本である。図22の破線
は171本の電極指を持つ1つの反射器の反射特性であ
る。図22において、反射器を複数に分けて構成した方
が、第1サイドローブの反射率が抑圧されているのがわ
かる。
【0077】図23に、図21に示した複数構成の反射
器4,5を用いて弾性表面波フィルタを構成した場合
(実線)と、反射器1つで構成した場合(破線)の周波
数特性のグラフを示す。図22のように反射器の第1サ
イドローブが抑圧されているため、図23においても弾
性表面波フィルタの通過帯域の近傍が急峻に変化し、角
形性が改善されていることがわかる。
器4,5を用いて弾性表面波フィルタを構成した場合
(実線)と、反射器1つで構成した場合(破線)の周波
数特性のグラフを示す。図22のように反射器の第1サ
イドローブが抑圧されているため、図23においても弾
性表面波フィルタの通過帯域の近傍が急峻に変化し、角
形性が改善されていることがわかる。
【0078】次に、反射器の電極周期の2倍と、IDT
の電極同期とを一致させた場合と、異ならせた場合の実
施例を説明する。図24に、この発明の一実施例の弾性
表面波フィルタの構成図を示す。ここでは、結合器3に
導波路方向性結合器を用い、一つの伝搬路中の反射器が
3つの反射器4,5から構成される弾性表面波フィルタ
を示している。
の電極同期とを一致させた場合と、異ならせた場合の実
施例を説明する。図24に、この発明の一実施例の弾性
表面波フィルタの構成図を示す。ここでは、結合器3に
導波路方向性結合器を用い、一つの伝搬路中の反射器が
3つの反射器4,5から構成される弾性表面波フィルタ
を示している。
【0079】SAWの伝搬路は図1と同様に2つとし、
入力IDT1及び出力IDT2はそれぞれ1つで、どち
らも正規電極とし、電極対数を95対、電極周期λを1
5μm,電極膜厚を0.32μmとする。導波路方向性
結合器3の導波路部は、金属膜(アルミニウム)のグレ
ーティング表面構造とし、グレーティングの周期を1
1.4μm,グレーテイングのメタライゼーションレシ
オを50%,導波路長を3.1mmとする。
入力IDT1及び出力IDT2はそれぞれ1つで、どち
らも正規電極とし、電極対数を95対、電極周期λを1
5μm,電極膜厚を0.32μmとする。導波路方向性
結合器3の導波路部は、金属膜(アルミニウム)のグレ
ーティング表面構造とし、グレーティングの周期を1
1.4μm,グレーテイングのメタライゼーションレシ
オを50%,導波路長を3.1mmとする。
【0080】導波路間のギャップ部も金属膜(アルミニ
ウム)のグレーティング表面構造とし、グレーティング
の周期を11.4μm,グレーティングのメタライゼー
ションレシオを30%,ギャップの幅(ギャップ部の紙
面の上下方向の長さ)を0.3λとする。3つの反射器
の電極指の数は、それぞれ17本,151本,17本と
し、各反射器どうしの間隔を7λ,各反射器の電極周期
を7.5μmとする。
ウム)のグレーティング表面構造とし、グレーティング
の周期を11.4μm,グレーティングのメタライゼー
ションレシオを30%,ギャップの幅(ギャップ部の紙
面の上下方向の長さ)を0.3λとする。3つの反射器
の電極指の数は、それぞれ17本,151本,17本と
し、各反射器どうしの間隔を7λ,各反射器の電極周期
を7.5μmとする。
【0081】ここでは、反射器の電極周期の2倍を、I
DTの電極周期λと一致させている。この実施例の弾性
表面波フィルタの周波数特性のグラフを、図25に示
す。一般に、反射器の電極周期の2倍と、IDTの電極
周期とを一致させた場合は、IDTの下を伝搬するSA
Wの速度と、反射器の下を伝搬するSAWの速度がわず
かに異なる。したがって、IDTの周波数特性の中心周
波数と反射器の周波数特性の中心周波数とがずれ、弾性
表面波フィルタの周波数特性は左右対称でない特性とな
る(図25参照)。
DTの電極周期λと一致させている。この実施例の弾性
表面波フィルタの周波数特性のグラフを、図25に示
す。一般に、反射器の電極周期の2倍と、IDTの電極
周期とを一致させた場合は、IDTの下を伝搬するSA
Wの速度と、反射器の下を伝搬するSAWの速度がわず
かに異なる。したがって、IDTの周波数特性の中心周
波数と反射器の周波数特性の中心周波数とがずれ、弾性
表面波フィルタの周波数特性は左右対称でない特性とな
る(図25参照)。
【0082】図26に、この発明において、反射器の電
極周期の2倍と、IDTの電極周期を異ならせた弾性表
面波フィルタの周波数特性を示す。ここで、IDTの電
極周期を15μm,反射器の電極周期を7.45μmと
する。他の構成は図24に示したのと同様とする。この
ようにすれば、IDTの周波数特性の中心周波数と反射
器の周波数特性の中心周波数とをほぼ一致(208.2
3MHz)させることができ、左右対称に近い周波数特
性が得られる。左右対称に近い周波数特性が得られると
いうことは、角形性に優れた周波数特性が得られるとい
うことを意味する。
極周期の2倍と、IDTの電極周期を異ならせた弾性表
面波フィルタの周波数特性を示す。ここで、IDTの電
極周期を15μm,反射器の電極周期を7.45μmと
する。他の構成は図24に示したのと同様とする。この
ようにすれば、IDTの周波数特性の中心周波数と反射
器の周波数特性の中心周波数とをほぼ一致(208.2
3MHz)させることができ、左右対称に近い周波数特
性が得られる。左右対称に近い周波数特性が得られると
いうことは、角形性に優れた周波数特性が得られるとい
うことを意味する。
【0083】図26に示した弾性表面波フィルタでは、
フィルタ全体のSAW伝搬方向の長さは6mm程度とな
り、従来のトランスバーサル型フィルタに比べてかなり
小さくできる。
フィルタ全体のSAW伝搬方向の長さは6mm程度とな
り、従来のトランスバーサル型フィルタに比べてかなり
小さくできる。
【0084】図27に、この発明における反射器の電極
周期の2倍とIDTの電極周期を異ならせた弾性表面波
フィルタの周波数特性と、従来のトランスバーサル型フ
ィルタで、IDT対数を同じく95対としたときの周波
数特性との比較図を示す。この比較図によると、従来の
トランスバーサル型フィルタの特性はきわめて緩やかな
ものであり角型性は弱い。すなわち、この発明のフィル
タで、反射器の電極周期の2倍とIDTの電極周期を異
ならせた構成をとることにより、角形性に優れた弾性表
面波フィルタが得られることがわかる。
周期の2倍とIDTの電極周期を異ならせた弾性表面波
フィルタの周波数特性と、従来のトランスバーサル型フ
ィルタで、IDT対数を同じく95対としたときの周波
数特性との比較図を示す。この比較図によると、従来の
トランスバーサル型フィルタの特性はきわめて緩やかな
ものであり角型性は弱い。すなわち、この発明のフィル
タで、反射器の電極周期の2倍とIDTの電極周期を異
ならせた構成をとることにより、角形性に優れた弾性表
面波フィルタが得られることがわかる。
【0085】次に、図28に、入力IDT1及び出力I
DT2に重みづけをした場合のこの発明の弾性表面波フ
ィルタの実施例を示す。図28において、入力IDT1
は、アポタイズ重みづけをし、出力IDT2は間引き重
みづけをしたものである。ここで、STカット水晶基板
6を用い、両IDTの電極周期λを45μm,電極膜厚
を2.2μmとし、入力IDT1の電極対数を400
対,出力IDT2の電極対数を399対とする。
DT2に重みづけをした場合のこの発明の弾性表面波フ
ィルタの実施例を示す。図28において、入力IDT1
は、アポタイズ重みづけをし、出力IDT2は間引き重
みづけをしたものである。ここで、STカット水晶基板
6を用い、両IDTの電極周期λを45μm,電極膜厚
を2.2μmとし、入力IDT1の電極対数を400
対,出力IDT2の電極対数を399対とする。
【0086】結合器3は、金属膜のグレーティング表面
構造の導波路を持つ導波路方向性結合器を用い、グレー
ティングの周期を34.6μm,結合長10を約7mm
とする。反射器4,5は、電極指を間引いた間引き反射
器とし、上下方向に並んだ2つの反射器4,5のそれぞ
れの電極指の数を171本,電極指の周期を22.5μ
mとする。このように構成した弾性表面波フィルタ全体
のSAW伝搬方向の長さは、約30mmとなる。
構造の導波路を持つ導波路方向性結合器を用い、グレー
ティングの周期を34.6μm,結合長10を約7mm
とする。反射器4,5は、電極指を間引いた間引き反射
器とし、上下方向に並んだ2つの反射器4,5のそれぞ
れの電極指の数を171本,電極指の周期を22.5μ
mとする。このように構成した弾性表面波フィルタ全体
のSAW伝搬方向の長さは、約30mmとなる。
【0087】図29に、この発明の図28に示した重み
づけしたIDT1,2を持つ弾性表面波フィルタの周波
数特性のグラフを示す。このグラフより、図28のよう
にIDTを重みづけすれば、角形性に優れた特性が得ら
れることがわかる。また比較のために、図28と同じア
ポタイズ重みづけ入力IDT1と、間引き重みづけ出力
IDT2を用いて、単純なトランスバーサル型弾性表面
波フィルタを構成した場合の周波数特性を図30に示
す。
づけしたIDT1,2を持つ弾性表面波フィルタの周波
数特性のグラフを示す。このグラフより、図28のよう
にIDTを重みづけすれば、角形性に優れた特性が得ら
れることがわかる。また比較のために、図28と同じア
ポタイズ重みづけ入力IDT1と、間引き重みづけ出力
IDT2を用いて、単純なトランスバーサル型弾性表面
波フィルタを構成した場合の周波数特性を図30に示
す。
【0088】このトランスバーサル型弾性表面波フィル
タでは、SAW伝搬方向の長さは36mm(=45μm
×799対)となり、図28に示したこの発明の弾性表
面波フィルタ(約30mm)よりも大きい。さらに図2
9と図30とを比較すると、図29に示すこの発明のフ
ィルタ特性の方が角形性に優れることがわかる。すなわ
ち、入力IDT及び出力IDTについて同じ重みづけを
したIDTを用いた場合においても、この発明によれ
ば、従来のものに比べて小型かつ角形性に優れた周波数
特性を持つ弾性表面波フィルタを得ることができる。
タでは、SAW伝搬方向の長さは36mm(=45μm
×799対)となり、図28に示したこの発明の弾性表
面波フィルタ(約30mm)よりも大きい。さらに図2
9と図30とを比較すると、図29に示すこの発明のフ
ィルタ特性の方が角形性に優れることがわかる。すなわ
ち、入力IDT及び出力IDTについて同じ重みづけを
したIDTを用いた場合においても、この発明によれ
ば、従来のものに比べて小型かつ角形性に優れた周波数
特性を持つ弾性表面波フィルタを得ることができる。
【0089】次に、この発明において、入力IDTと出
力IDTとの間のアイソレーションを改善し、通過帯域
外抑圧度を高くすることのできる弾性表面波フィルタの
実施例について説明する。図3等に示した弾性表面波フ
ィルタでは、入出力IDTどうしが比較的接近している
ため、圧電基板を介した入出力IDT間の静電結合が大
きい。入出力IDT間のアイソレーションを改善するた
めには、この静電結合を抑制する必要がある。入出力I
DT間の静電結合を抑制するためには、たとえば、入力
IDTと出力IDTとをできるだけ物理的に離れた位置
に配置するか、入力IDTと出力IDTとをSAW伝搬
方向に平行な方向にずらすことが考えられる。
力IDTとの間のアイソレーションを改善し、通過帯域
外抑圧度を高くすることのできる弾性表面波フィルタの
実施例について説明する。図3等に示した弾性表面波フ
ィルタでは、入出力IDTどうしが比較的接近している
ため、圧電基板を介した入出力IDT間の静電結合が大
きい。入出力IDT間のアイソレーションを改善するた
めには、この静電結合を抑制する必要がある。入出力I
DT間の静電結合を抑制するためには、たとえば、入力
IDTと出力IDTとをできるだけ物理的に離れた位置
に配置するか、入力IDTと出力IDTとをSAW伝搬
方向に平行な方向にずらすことが考えられる。
【0090】図33に、この発明において、入力IDT
と出力IDTの位置関係をSAW伝搬方向にずらした一
実施例の弾性表面波フィルタの構成図を示す。図33に
おいて、入力IDT1の方が出力IDT2よりも電極指
対数が多く、入力IDTと結合器との間の距離は、出力
IDTと結合器との間の距離よりも長い。
と出力IDTの位置関係をSAW伝搬方向にずらした一
実施例の弾性表面波フィルタの構成図を示す。図33に
おいて、入力IDT1の方が出力IDT2よりも電極指
対数が多く、入力IDTと結合器との間の距離は、出力
IDTと結合器との間の距離よりも長い。
【0091】図3に示した構成では、入力IDT1と出
力IDT2とは、SAW伝搬方向に垂直な方向に幅がほ
ぼそろうように配置されていたが、図33に示した構成
では、入力IDT1と出力IDT2とがSAW伝搬方向
にずれており、入力IDT1と出力IDT2とが、SA
W伝搬方向に垂直な方向に重なっている部分のSAW伝
搬方向の長さ(図33の符号100)が、SAW伝搬方
向の長さが相対的に短い出力IDT2の長さ(図33の
符号101)よりも短い。
力IDT2とは、SAW伝搬方向に垂直な方向に幅がほ
ぼそろうように配置されていたが、図33に示した構成
では、入力IDT1と出力IDT2とがSAW伝搬方向
にずれており、入力IDT1と出力IDT2とが、SA
W伝搬方向に垂直な方向に重なっている部分のSAW伝
搬方向の長さ(図33の符号100)が、SAW伝搬方
向の長さが相対的に短い出力IDT2の長さ(図33の
符号101)よりも短い。
【0092】このように、入力IDT1と出力IDT2
の重なり部分(図33の符号100)を少なくすると、
入力IDT1と出力IDT2との間の静電結合を弱める
ことができる。すなわち、静電結合を弱めることができ
れば、入出力IDT間の電気的な直達波(Direct Feed-
through)を減少でき、入出力間のアイソレーションを
改善できる。
の重なり部分(図33の符号100)を少なくすると、
入力IDT1と出力IDT2との間の静電結合を弱める
ことができる。すなわち、静電結合を弱めることができ
れば、入出力IDT間の電気的な直達波(Direct Feed-
through)を減少でき、入出力間のアイソレーションを
改善できる。
【0093】たとえば、図33において、符号100の
長さ=633μm,符号101の長さ=800μm,符
号102の長さ=1431μm,符号103の長さ=2
67μm,符号104の長さ=100μmとすればよ
い。
長さ=633μm,符号101の長さ=800μm,符
号102の長さ=1431μm,符号103の長さ=2
67μm,符号104の長さ=100μmとすればよ
い。
【0094】また、入出力IDT間の静電結合を抑制す
るために、図34に示すように、入力IDT又は出力I
DTのうち少なくとも一方をSAW伝搬方向に対して垂
直な方向に移動して、入出力IDTのSAW伝搬方向に
垂直な方向の物理的な距離(符号105)を反射器間の
距離(符号106)よりも長くしてもよい。この場合に
も、入出力IDT間の直達波を減少できるため、入出力
間のアイソレーションを改善できる。
るために、図34に示すように、入力IDT又は出力I
DTのうち少なくとも一方をSAW伝搬方向に対して垂
直な方向に移動して、入出力IDTのSAW伝搬方向に
垂直な方向の物理的な距離(符号105)を反射器間の
距離(符号106)よりも長くしてもよい。この場合に
も、入出力IDT間の直達波を減少できるため、入出力
間のアイソレーションを改善できる。
【0095】図34では、出力IDT2と反射器5と
は、1つの弾性表面波伝搬路8上にのっているが、入力
IDT1が、反射器4と結合器3との間で形成される弾
性表面波伝搬路7上から上方向にずれた構成を示してい
る。すなわち、入力IDT1の構造中心Pが、反射器4
の構造中心QよりもSAW伝搬方向に垂直な方向で、入
力IDTと出力IDT間の距離(符号105)が長くな
る方向にずれている。
は、1つの弾性表面波伝搬路8上にのっているが、入力
IDT1が、反射器4と結合器3との間で形成される弾
性表面波伝搬路7上から上方向にずれた構成を示してい
る。すなわち、入力IDT1の構造中心Pが、反射器4
の構造中心QよりもSAW伝搬方向に垂直な方向で、入
力IDTと出力IDT間の距離(符号105)が長くな
る方向にずれている。
【0096】ここで構造中心とは、IDTを構成する電
極指がSAW伝搬方向から見て互いに重なり合う電極指
交差部の重心をいうものとする。電極指交差部は、一般
的には長方形状であるが、この場合はこの長方形の対角
線の交点が構造中心となる。反射器の構造中心も同様
に、電極指交差部の重心である。以下、図34に示した
入力IDT1のように、構造中心が反射器の構造中心と
ずれているIDTのことを、オフセットインターディジ
タルトランスデューサ(オフセットIDT)と呼ぶ。
極指がSAW伝搬方向から見て互いに重なり合う電極指
交差部の重心をいうものとする。電極指交差部は、一般
的には長方形状であるが、この場合はこの長方形の対角
線の交点が構造中心となる。反射器の構造中心も同様
に、電極指交差部の重心である。以下、図34に示した
入力IDT1のように、構造中心が反射器の構造中心と
ずれているIDTのことを、オフセットインターディジ
タルトランスデューサ(オフセットIDT)と呼ぶ。
【0097】ここで、入出力IDTの距離を長くするこ
とで、入出力間のアイソレーションが改善することを示
す実験結果について説明する。
とで、入出力間のアイソレーションが改善することを示
す実験結果について説明する。
【0098】図35のように入力および出力IDTを配
置し、入出力IDT間の距離を変えて入出力間の直達波
レベルを測定した結果を図36に示す。圧電基板には3
6°Y−X:水晶を用い、両IDTの電極周期15μ
m,電極膜は膜厚0.21μmのアルミニウムAl、I
DTの電極指の対数はそれぞれ95対とした。
置し、入出力IDT間の距離を変えて入出力間の直達波
レベルを測定した結果を図36に示す。圧電基板には3
6°Y−X:水晶を用い、両IDTの電極周期15μ
m,電極膜は膜厚0.21μmのアルミニウムAl、I
DTの電極指の対数はそれぞれ95対とした。
【0099】図36によれば、入出力IDT間の距離
(図35の符号107)を長くした場合の方が、直達波
レベルは小さくなっている。すなわち、入出力IDT間
の距離を長くするほど直達波レベルは小さくなり、入出
力間のアイソレーションが改善されることが確認でき
る。たとえば、図3では、入出力IDT間の距離(図3
5の符号107)は10.5μm程度であったが、この
距離(符号107)を長くしていき、300μmまでは
入出力間の直達波が減少し、入出力間のアイソレーショ
ンが改善することがわかる。
(図35の符号107)を長くした場合の方が、直達波
レベルは小さくなっている。すなわち、入出力IDT間
の距離を長くするほど直達波レベルは小さくなり、入出
力間のアイソレーションが改善されることが確認でき
る。たとえば、図3では、入出力IDT間の距離(図3
5の符号107)は10.5μm程度であったが、この
距離(符号107)を長くしていき、300μmまでは
入出力間の直達波が減少し、入出力間のアイソレーショ
ンが改善することがわかる。
【0100】ところで、図34に示した構成を考える
と、入力IDT1を図のようにずらしたために、入力I
DT1から出射されたSAWの一部が結合器3に入射し
ないので、挿入損失が大きくなる可能性がある。そこ
で、入力IDT1から出射されたSAWをすべて結合部
3に導き、損失増加を防止するために、図37に示すよ
うに弾性表面波導波路(SAW導波路110)を形成す
ることが好ましい。
と、入力IDT1を図のようにずらしたために、入力I
DT1から出射されたSAWの一部が結合器3に入射し
ないので、挿入損失が大きくなる可能性がある。そこ
で、入力IDT1から出射されたSAWをすべて結合部
3に導き、損失増加を防止するために、図37に示すよ
うに弾性表面波導波路(SAW導波路110)を形成す
ることが好ましい。
【0101】図37に示すように、SAW導波路110
は、入力IDT1と結合器3との間であって、入力ID
T1の右端近傍と結合器3の左端近傍までの圧電基板上
の空間内に形成すればよい。SAW導波路110の形状
は、入力1から出射されたSAWがすべて結合器にでき
るだけ入射するような形状が好ましいが、たとえば図3
7に示すように、平行四辺形形状とすることができる。
この平行四辺形形状の一辺の長さ110’は、たとえば
入力IDT1の縦方向の長さと同等とする。
は、入力IDT1と結合器3との間であって、入力ID
T1の右端近傍と結合器3の左端近傍までの圧電基板上
の空間内に形成すればよい。SAW導波路110の形状
は、入力1から出射されたSAWがすべて結合器にでき
るだけ入射するような形状が好ましいが、たとえば図3
7に示すように、平行四辺形形状とすることができる。
この平行四辺形形状の一辺の長さ110’は、たとえば
入力IDT1の縦方向の長さと同等とする。
【0102】また、SAW導波路110は、この平行四
辺形形状に限定する必要はなく任意の形状でよく、たと
えば、後述するように、その形状の一部に屈折点を有す
る形状でもよい。さらに、導波路を形成する上下の外周
の辺は、必ずしも直線でなくてもよく、曲線的であって
もよい。
辺形形状に限定する必要はなく任意の形状でよく、たと
えば、後述するように、その形状の一部に屈折点を有す
る形状でもよい。さらに、導波路を形成する上下の外周
の辺は、必ずしも直線でなくてもよく、曲線的であって
もよい。
【0103】SAW導波路110は、入力IDTなどと
同様に、圧電基板上に金属膜や絶縁膜を所定の形状に形
成することによって作成できる。ただし、SAW導波路
110としては、SAWの速度を周辺部分よりも遅くす
ればよいので、均一な表面構造を有する金属膜の他に、
均一な表面構造を有する絶縁膜,グレーティング表面構
造の金属膜,あるいはグレーティング表面構造の絶縁膜
を用いてもよい(図38,図39参照)。金属膜はA
l,Au,Ag,Al−Au合金などを用いることがで
きる。絶縁膜はSiO2を用いることができる。もちろ
ん、金属膜,絶縁膜の種類はこれに限定されるものでは
ない。
同様に、圧電基板上に金属膜や絶縁膜を所定の形状に形
成することによって作成できる。ただし、SAW導波路
110としては、SAWの速度を周辺部分よりも遅くす
ればよいので、均一な表面構造を有する金属膜の他に、
均一な表面構造を有する絶縁膜,グレーティング表面構
造の金属膜,あるいはグレーティング表面構造の絶縁膜
を用いてもよい(図38,図39参照)。金属膜はA
l,Au,Ag,Al−Au合金などを用いることがで
きる。絶縁膜はSiO2を用いることができる。もちろ
ん、金属膜,絶縁膜の種類はこれに限定されるものでは
ない。
【0104】なお、図37等においては、入力IDTに
ついて、位置をずらして入力IDTと結合器との間にS
AW導波路を形成する実施例を示したが、出力IDTの
位置をずらして、出力IDTと結合器との間にSAW導
波路を形成してもよい。すなわち、前記したオフセット
IDTと結合器の間にSAW導波路を形成すればよい。
ついて、位置をずらして入力IDTと結合器との間にS
AW導波路を形成する実施例を示したが、出力IDTの
位置をずらして、出力IDTと結合器との間にSAW導
波路を形成してもよい。すなわち、前記したオフセット
IDTと結合器の間にSAW導波路を形成すればよい。
【0105】図40に、その形状の一部に屈折点を有す
るSAW導波路110を備えた弾性表面波フィルタの一
実施例の構成図を示す。図40において、入力IDT1
の右端に近いSAW導波路110の部分は、SAW伝搬
方向(紙面の左右方向)に対して平行な方向に形成され
る。そしてSAW導波器110の屈折点から結合器3へ
延びる部分は、結合器3に向かって平行四辺形状の導波
路として形成される。SAW導波路がこのように屈接点
を備え、図40の一実施例のようないわゆる「への字形
状」とした場合には、屈折点がない場合と比較してSA
Wフィルタの挿入損失を低減することができる。
るSAW導波路110を備えた弾性表面波フィルタの一
実施例の構成図を示す。図40において、入力IDT1
の右端に近いSAW導波路110の部分は、SAW伝搬
方向(紙面の左右方向)に対して平行な方向に形成され
る。そしてSAW導波器110の屈折点から結合器3へ
延びる部分は、結合器3に向かって平行四辺形状の導波
路として形成される。SAW導波路がこのように屈接点
を備え、図40の一実施例のようないわゆる「への字形
状」とした場合には、屈折点がない場合と比較してSA
Wフィルタの挿入損失を低減することができる。
【0106】図41に、屈折点を有するSAW導波路を
用いた弾性表面波フィルタの一実施例の詳細構成図を示
す。ここで、SAW導波路110は、入力IDT1と結
合器111との間と、出力IDT2と結合器111の間
に形成している。図41では、結合器とSAW導波路1
10とは接合しているが、両者の間にわずかにギャップ
を設けてもよい。図41のように、接合している場合
は、図41の符号115で示されるSAW伝搬方向は平
行な部分を結合器と考え、符号113と114との間に
屈折点を備え、符号113及び114で示される部分が
SAW導波路110と考えればよい。
用いた弾性表面波フィルタの一実施例の詳細構成図を示
す。ここで、SAW導波路110は、入力IDT1と結
合器111との間と、出力IDT2と結合器111の間
に形成している。図41では、結合器とSAW導波路1
10とは接合しているが、両者の間にわずかにギャップ
を設けてもよい。図41のように、接合している場合
は、図41の符号115で示されるSAW伝搬方向は平
行な部分を結合器と考え、符号113と114との間に
屈折点を備え、符号113及び114で示される部分が
SAW導波路110と考えればよい。
【0107】図41において、たとえば、入出力IDT
間の距離(符号107)を93μm,符号113の部分
の長さを200μm、符号114部分の長さを500μ
m,符号115の部分の長さを3.1mm,反射器の結
合部分の幅(符号116)を3μmとする。
間の距離(符号107)を93μm,符号113の部分
の長さを200μm、符号114部分の長さを500μ
m,符号115の部分の長さを3.1mm,反射器の結
合部分の幅(符号116)を3μmとする。
【0108】圧電基板には36°Y−X:水晶を用い、
入出力IDTの対数はそれぞれ100対,電極周期は1
5μm,Al電極の膜厚は0.21μm,IDTの電極
指交差幅は135μm,SAW導波路はAl膜のグレー
ティングで作製し、グレーティング周期は11.4μ
m,導波路幅は142.5μmである。また、結合器に
は導波路方向性結合器を用いている。導波路方向性結合
器の導波路もAl膜のグレーティングで形成し、グレー
ティング周期11.4μm,導波路幅142.5μmで
あり、結合長は3.1mmとした。
入出力IDTの対数はそれぞれ100対,電極周期は1
5μm,Al電極の膜厚は0.21μm,IDTの電極
指交差幅は135μm,SAW導波路はAl膜のグレー
ティングで作製し、グレーティング周期は11.4μ
m,導波路幅は142.5μmである。また、結合器に
は導波路方向性結合器を用いている。導波路方向性結合
器の導波路もAl膜のグレーティングで形成し、グレー
ティング周期11.4μm,導波路幅142.5μmで
あり、結合長は3.1mmとした。
【0109】図41と比較のため、図42に、入出力I
DTと結合器との間に屈折点のないSAW導波路を形成
した弾性表面波フィルタを示す。
DTと結合器との間に屈折点のないSAW導波路を形成
した弾性表面波フィルタを示す。
【0110】図42において、電極周期,導波路幅など
の設計条件は図41図と全く同じである。このときのそ
れぞれのフィルタの挿入損失は、図41の屈折点を有す
る弾性表面波フィルタでは39.51dB、図42の屈
折点を有しない弾性表面波フィルタでは39.78dB
となり、SAW導波路中に屈折点を設けることにより挿
入損失を低減させることができる。
の設計条件は図41図と全く同じである。このときのそ
れぞれのフィルタの挿入損失は、図41の屈折点を有す
る弾性表面波フィルタでは39.51dB、図42の屈
折点を有しない弾性表面波フィルタでは39.78dB
となり、SAW導波路中に屈折点を設けることにより挿
入損失を低減させることができる。
【0111】図41の弾性表面波フィルタの構成に加え
て、図33で示したように、入出力IDTをSAW伝搬
方向に垂直な方向の重なり部分を短くするようにずらす
ことで、さらに入出力IDT間の距離が大きくなり、静
電結合を抑制でき、入出力間のアイソレーションを改善
できる。
て、図33で示したように、入出力IDTをSAW伝搬
方向に垂直な方向の重なり部分を短くするようにずらす
ことで、さらに入出力IDT間の距離が大きくなり、静
電結合を抑制でき、入出力間のアイソレーションを改善
できる。
【0112】次に、入出間のアイソレーションの改善,
損失の低減を目的とした弾性表面波フィルタの具体例を
示す。まず、前記した図41に示したこの発明の弾性表
面波フィルタの特性について説明する。図43に、図4
1の弾性表面波フィルタの挿入損失−周波数特性のグラ
フを示す。同図において、通過帯域外の抑圧度は70d
B程度となっている。
損失の低減を目的とした弾性表面波フィルタの具体例を
示す。まず、前記した図41に示したこの発明の弾性表
面波フィルタの特性について説明する。図43に、図4
1の弾性表面波フィルタの挿入損失−周波数特性のグラ
フを示す。同図において、通過帯域外の抑圧度は70d
B程度となっている。
【0113】これと比較するために、図44に示すよう
に入出力IDTの構造中心と反射器の構造中心とがSA
W伝搬方向に垂直な方向にずれていない弾性表面波フィ
ルタを作成した。図45に、図44の弾性表面波フィル
タの挿入損失−周波数特性のグラフを示す。図42と図
44に示した弾性表面波フィルタとはSAW導波路の有
無が異なるのみで、IDTの電極周期などの設計条件は
同一とした。
に入出力IDTの構造中心と反射器の構造中心とがSA
W伝搬方向に垂直な方向にずれていない弾性表面波フィ
ルタを作成した。図45に、図44の弾性表面波フィル
タの挿入損失−周波数特性のグラフを示す。図42と図
44に示した弾性表面波フィルタとはSAW導波路の有
無が異なるのみで、IDTの電極周期などの設計条件は
同一とした。
【0114】図43と図45とを比較すると、図43に
示したSAW導波路を有しかつ入出力IDT間の距離を
離したフィルタの方が、通過帯域外抑圧度が約10dB
向上していることがわかる。すなわち、図41の弾性表
面波フィルタのように、入出力IDT間のSAW伝搬方
向に対して垂直な方向の距離107を長くすれば、通過
帯域外抑圧度を改善できることが確認できた。
示したSAW導波路を有しかつ入出力IDT間の距離を
離したフィルタの方が、通過帯域外抑圧度が約10dB
向上していることがわかる。すなわち、図41の弾性表
面波フィルタのように、入出力IDT間のSAW伝搬方
向に対して垂直な方向の距離107を長くすれば、通過
帯域外抑圧度を改善できることが確認できた。
【0115】次に、入出力IDTと結合器との間にSA
W導波路を形成することで、IDT電極指交差部の構造
中心と反射器の電極指部分の構造中心が図41のように
ずれたときの損失増加を抑制できることを示す。図41
の弾性表面波フィルタと図44の弾性表面波フィルタの
挿入損失の比較を正しく行うためには、入出力IDT間
の直達波成分をゲーティング処理により除去した周波数
特性を求めて、これについて比較しなければならない。
W導波路を形成することで、IDT電極指交差部の構造
中心と反射器の電極指部分の構造中心が図41のように
ずれたときの損失増加を抑制できることを示す。図41
の弾性表面波フィルタと図44の弾性表面波フィルタの
挿入損失の比較を正しく行うためには、入出力IDT間
の直達波成分をゲーティング処理により除去した周波数
特性を求めて、これについて比較しなければならない。
【0116】図46に、図43の特性から直達波成分を
ゲーティングにより除去した周波数特性グラフを示し、
図47に、図45の特性から直達波成分をゲーティング
により除去した周波数特性グラフを示す。通過帯域内に
おける図46の挿入損失は−39.51dB,図47の
挿入損失は−39.29dBであり、その差はわずかに
0.21dBである。このことは、図41のように、入
出力IDTと結合器との間にSAW導波路を設けること
により、図44の弾性表面波フィルタと損失を同等にで
き、損失増加を抑制できることを示している。
ゲーティングにより除去した周波数特性グラフを示し、
図47に、図45の特性から直達波成分をゲーティング
により除去した周波数特性グラフを示す。通過帯域内に
おける図46の挿入損失は−39.51dB,図47の
挿入損失は−39.29dBであり、その差はわずかに
0.21dBである。このことは、図41のように、入
出力IDTと結合器との間にSAW導波路を設けること
により、図44の弾性表面波フィルタと損失を同等にで
き、損失増加を抑制できることを示している。
【0117】図48に、この発明の弾性表面波フィルタ
の一実施例であって、入出力IDTのSAW伝搬方向の
位置関係をずらした構成図を示す。図48において、入
力および出力IDT1,2の電極周期は15μm,対数
は入出力IDTとも95対、Al電極の膜厚は0.21
μmである。結合器には導波路方向性結合器111を用
いており、その導波路部はAl膜のグレーティングで形
成され、グレーティング周期は11.4μm,結合長
(符号122)は3.1mmとする。
の一実施例であって、入出力IDTのSAW伝搬方向の
位置関係をずらした構成図を示す。図48において、入
力および出力IDT1,2の電極周期は15μm,対数
は入出力IDTとも95対、Al電極の膜厚は0.21
μmである。結合器には導波路方向性結合器111を用
いており、その導波路部はAl膜のグレーティングで形
成され、グレーティング周期は11.4μm,結合長
(符号122)は3.1mmとする。
【0118】また、入出力IDTと結合器の間のSAW
導波路110にもAl膜のグレーティングを用いてお
り、入力IDT1と結合器111との間の導波路長と出
力IDT2と結合器111との間の導波路長は図に示し
たように異ならせる。入出力IDT間のSAW伝搬方向
に垂直な方向の距離(符号123)は78μmとする。
導波路110にもAl膜のグレーティングを用いてお
り、入力IDT1と結合器111との間の導波路長と出
力IDT2と結合器111との間の導波路長は図に示し
たように異ならせる。入出力IDT間のSAW伝搬方向
に垂直な方向の距離(符号123)は78μmとする。
【0119】図48において、入力IDTの長さ(符号
120)は1431μm,出力IDTの長さ(符号12
6)は1431μm,入出力IDTの交差部分の長さ
(符号127)は633μm,SAW導波路の符号12
1の部分の長さは200μm,符号124の部分の長さ
は998μm,符号125の部分の長さは200μmと
する。すなわち、入力IDTと出力IDTとの重なりは
633μmとなり、IDT長1431μmよりも短い。
120)は1431μm,出力IDTの長さ(符号12
6)は1431μm,入出力IDTの交差部分の長さ
(符号127)は633μm,SAW導波路の符号12
1の部分の長さは200μm,符号124の部分の長さ
は998μm,符号125の部分の長さは200μmと
する。すなわち、入力IDTと出力IDTとの重なりは
633μmとなり、IDT長1431μmよりも短い。
【0120】図48の弾性表面波フィルタのフィルタ特
性を図49に示す。この図48のフィルタと、図41に
示した構成の弾性表面波フィルタとの特性の比較を行
う。ここで、図41において、入出力IDT間の距離
(符号107)を153μm,入出力IDTと結合器1
15との間の全導波路長(符号113と符号114との
合計)を1.2mmとする。
性を図49に示す。この図48のフィルタと、図41に
示した構成の弾性表面波フィルタとの特性の比較を行
う。ここで、図41において、入出力IDT間の距離
(符号107)を153μm,入出力IDTと結合器1
15との間の全導波路長(符号113と符号114との
合計)を1.2mmとする。
【0121】図41では、入力IDTと出力IDTは、
SAW伝搬方向に重なった状態である。また、IDT、
導波路方向性結合器および反射器の設計条件は、図48
に示したフィルタと同じである。このときの図41のフ
ィルタの特性を図50に示す。
SAW伝搬方向に重なった状態である。また、IDT、
導波路方向性結合器および反射器の設計条件は、図48
に示したフィルタと同じである。このときの図41のフ
ィルタの特性を図50に示す。
【0122】図49と図50の特性を比較すると、図4
9の方が通過帯域外抑圧度が大きくなっている。この結
果、入出力IDTをSAW伝搬方向にずらすことで入出
力間のアイソレーションを改善できることが確認でき
た。
9の方が通過帯域外抑圧度が大きくなっている。この結
果、入出力IDTをSAW伝搬方向にずらすことで入出
力間のアイソレーションを改善できることが確認でき
た。
【0123】また、図48では、結合器として導波路方
向性結合器111を用いた場合を示したが、図51に示
すようにマルチストリップカプラ128を用いてもよ
い。また、導波路方向性結合器についても、導波路部を
金属膜のグレーティングで形成する必要はなく、例え
ば、均一な金属膜や絶縁膜を用いてもよい。
向性結合器111を用いた場合を示したが、図51に示
すようにマルチストリップカプラ128を用いてもよ
い。また、導波路方向性結合器についても、導波路部を
金属膜のグレーティングで形成する必要はなく、例え
ば、均一な金属膜や絶縁膜を用いてもよい。
【0124】次に、この発明において、入力IDTと出
力IDTとの間のアイショレーションをさらに改善する
ことのできる弾性表面波フィルタの実施例について説明
する。ここでは、主として、圧電基板上の所定の位置に
アース電極を設けること、あるいはIDTの電極の接地
条件を変更すること等によって、入出力間のアイソレー
ションを改善する。
力IDTとの間のアイショレーションをさらに改善する
ことのできる弾性表面波フィルタの実施例について説明
する。ここでは、主として、圧電基板上の所定の位置に
アース電極を設けること、あるいはIDTの電極の接地
条件を変更すること等によって、入出力間のアイソレー
ションを改善する。
【0125】入出力間アイソレーションを悪くするの
は、圧電基板を介した入出力IDT間の静電結合や結合
器を介した静電結合が主な原因である。これを改善する
には、入出力IDT間の距離を大きくすること、入出力
IDT間にシールド用のアース電極を配置すること、あ
るいは入出力IDTと結合器間にアース電極を配置する
こと等が効果的である。
は、圧電基板を介した入出力IDT間の静電結合や結合
器を介した静電結合が主な原因である。これを改善する
には、入出力IDT間の距離を大きくすること、入出力
IDT間にシールド用のアース電極を配置すること、あ
るいは入出力IDTと結合器間にアース電極を配置する
こと等が効果的である。
【0126】図52に、この発明の弾性表面波フィルタ
においてアース電極を設けた構成図を示す。ここでは、
入力IDTと出力IDTとの間にシールド用アース電極
31が配置された構成となっている。図53および図5
4は、それぞれ結合器3を導波路方向性結合器32、マ
ルチストリップカプラ33としたときの具体的な構成図
である。ここで、図52等では、アース電極31が長方
形で描かれているが、アース電極31の形状は長方形で
ある必要はなく、他の形状でもよい。また、アース電極
31は1つである必要はなく、複数個のアース電極を入
出力IDT間に配置してもよい。入出力IDT間にアー
ス電極を配置することで入出力間の静電結合が抑制さ
れ、入出力間のアイソレーションを改善することができ
る。
においてアース電極を設けた構成図を示す。ここでは、
入力IDTと出力IDTとの間にシールド用アース電極
31が配置された構成となっている。図53および図5
4は、それぞれ結合器3を導波路方向性結合器32、マ
ルチストリップカプラ33としたときの具体的な構成図
である。ここで、図52等では、アース電極31が長方
形で描かれているが、アース電極31の形状は長方形で
ある必要はなく、他の形状でもよい。また、アース電極
31は1つである必要はなく、複数個のアース電極を入
出力IDT間に配置してもよい。入出力IDT間にアー
ス電極を配置することで入出力間の静電結合が抑制さ
れ、入出力間のアイソレーションを改善することができ
る。
【0127】図55に、この発明の弾性表面波フィルタ
においてIDTのバスバーを接地条件を示した構成図を
示す。入力および出力IDTのそれぞれ接近しているバ
スバー34、35をアースに接続した構成である。ここ
でバスバーとは、IDTを構成する電極のうち、電気信
号の入力あるいは出力端子となる部分又は接地用端子と
なる部分である。IDTの中央部分のくし形形状の電極
指の部分は弾性表面波を励振する励振部と呼ぶ。互いに
接近したバスバー34、35を接地し、他方36、37
を信号用バスバーとすることで、IDTに入出力される
入出力信号間の距離が大きくなる。この結果、入出力間
の静電結合が抑制され、入出力間のアイソレーションを
改善することができる。
においてIDTのバスバーを接地条件を示した構成図を
示す。入力および出力IDTのそれぞれ接近しているバ
スバー34、35をアースに接続した構成である。ここ
でバスバーとは、IDTを構成する電極のうち、電気信
号の入力あるいは出力端子となる部分又は接地用端子と
なる部分である。IDTの中央部分のくし形形状の電極
指の部分は弾性表面波を励振する励振部と呼ぶ。互いに
接近したバスバー34、35を接地し、他方36、37
を信号用バスバーとすることで、IDTに入出力される
入出力信号間の距離が大きくなる。この結果、入出力間
の静電結合が抑制され、入出力間のアイソレーションを
改善することができる。
【0128】図56に、この発明の弾性表面波フィルタ
において、バスバーを延長した構成図を示す。入力ある
いは出力IDTの少なくとも一方の接地されたバスバー
34が、IDTと結合器3の間を通過するように延長さ
れた構成である。入力IDTの接地されたバスバー34
が、入力IDTと結合器3との間を通過することで、入
力IDTと結合器3との間のシールド電極の役割を果た
す。ここで出力IDT2と結合器3の間に、接地された
出力IDTのバスバーを延長してもよい。この結果、結
合器3を介した入出力IDT間の静電結合が抑制され、
入出力間のアイソレーションを改善することができる。
において、バスバーを延長した構成図を示す。入力ある
いは出力IDTの少なくとも一方の接地されたバスバー
34が、IDTと結合器3の間を通過するように延長さ
れた構成である。入力IDTの接地されたバスバー34
が、入力IDTと結合器3との間を通過することで、入
力IDTと結合器3との間のシールド電極の役割を果た
す。ここで出力IDT2と結合器3の間に、接地された
出力IDTのバスバーを延長してもよい。この結果、結
合器3を介した入出力IDT間の静電結合が抑制され、
入出力間のアイソレーションを改善することができる。
【0129】図57に、この発明の弾性表面波フィルタ
において、アース電極を設けた構成図を示す。入出力I
DTと結合器との間にシールド用アース電極38、39
が配置された構成となっている。図57においては、入
力IDT1および出力IDT2と結合器3との間にそれ
ぞれアース電極38、39が分離された形状で配置され
た構成を示したが、これらのアース電極が一体となるよ
うに構成してもよい。IDT1、2と結合器3との間に
シールド用アース電極38、39を配置することで、結
合器を介した入出力IDT間の静電結合が抑制され、入
出力間のアイソレーションを改善することができる。
において、アース電極を設けた構成図を示す。入出力I
DTと結合器との間にシールド用アース電極38、39
が配置された構成となっている。図57においては、入
力IDT1および出力IDT2と結合器3との間にそれ
ぞれアース電極38、39が分離された形状で配置され
た構成を示したが、これらのアース電極が一体となるよ
うに構成してもよい。IDT1、2と結合器3との間に
シールド用アース電極38、39を配置することで、結
合器を介した入出力IDT間の静電結合が抑制され、入
出力間のアイソレーションを改善することができる。
【0130】図58に、この発明の弾性表面波フィルタ
において、入出力IDTの電極指のうち、最も結合器に
近い電極指が接地された構成図を示す。入出力IDTの
少なくとも一方のIDTの最も結合器に近い電極指4
0、あるいは41を接地することで、その電極指40、
あるいは41自体がIDTと結合器3との間のシールド
電極の役割を果たす。この結果、結合器を介した入出力
IDT間の静電結合が抑制され、入出力間のアイソレー
ションを改善することができる。
において、入出力IDTの電極指のうち、最も結合器に
近い電極指が接地された構成図を示す。入出力IDTの
少なくとも一方のIDTの最も結合器に近い電極指4
0、あるいは41を接地することで、その電極指40、
あるいは41自体がIDTと結合器3との間のシールド
電極の役割を果たす。この結果、結合器を介した入出力
IDT間の静電結合が抑制され、入出力間のアイソレー
ションを改善することができる。
【0131】図59に、この発明の弾性表面波フィルタ
において、結合器を接地した構成図を示す。図59で
は、結合器が金属グレーティングを用いて形成された導
波路方向性結合器42であり、その導波路方向性結合器
42が接地された構成となっている。図60も、結合器
を接地した構成図であるが、導波路方向性結合器43が
均一な金属膜で形成されたときの構成を示している。導
波路方向性結合器43を接地することで結合器を介した
入出力IDT間の静電結合が抑制される。この結果、入
出力間のアイソレーションを改善することができる。
において、結合器を接地した構成図を示す。図59で
は、結合器が金属グレーティングを用いて形成された導
波路方向性結合器42であり、その導波路方向性結合器
42が接地された構成となっている。図60も、結合器
を接地した構成図であるが、導波路方向性結合器43が
均一な金属膜で形成されたときの構成を示している。導
波路方向性結合器43を接地することで結合器を介した
入出力IDT間の静電結合が抑制される。この結果、入
出力間のアイソレーションを改善することができる。
【0132】図61に、この発明の弾性表面波フィルタ
を複数個備えた構成図を示す。1つの圧電基板上に複数
の弾性表面波フィルタ43、44が配置されており、互
いに隣接する弾性表面波フィルタ43、44がSAWの
伝搬方向に逆向きに配置された構成となっている。1つ
の圧電基板上に複数の弾性表面波フィルタが構成された
場合、隣接するフィルタ43、44を互いにSAW伝搬
方向に逆向きにすることで、各フィルタの信号間の距離
を大きくすることができ、フィルタ間の静電結合が抑制
される。この結果、入出力間のアイソレーションを改善
することができる。
を複数個備えた構成図を示す。1つの圧電基板上に複数
の弾性表面波フィルタ43、44が配置されており、互
いに隣接する弾性表面波フィルタ43、44がSAWの
伝搬方向に逆向きに配置された構成となっている。1つ
の圧電基板上に複数の弾性表面波フィルタが構成された
場合、隣接するフィルタ43、44を互いにSAW伝搬
方向に逆向きにすることで、各フィルタの信号間の距離
を大きくすることができ、フィルタ間の静電結合が抑制
される。この結果、入出力間のアイソレーションを改善
することができる。
【0133】図62に、この発明の弾性表面波フィルタ
を複数個備え、さらにアース電極を備えた構成図を示
す。図62では、1つの圧電基板上に2個の弾性表面波
フィルタ45、46が配置された場合を示しており、そ
のフィルタ間にシールド用アース電極47が配置された
構成となっている。ここで、アース電極47は長方形状
となっているが、形状は長方形に限定される必要はな
い。また、このアース電極47は1つである必要はな
く、複数個のアース電極が配置されてもよい。 1つの
圧電基板上に複数の弾性表面波フィルタが構成された場
合、隣接するフィルタ45、46間にシールド用アース
電極47を配置することによって、フィルタ間の静電結
合が抑制される。この結果、入出力間のアイソレーショ
ンを改善することができる。
を複数個備え、さらにアース電極を備えた構成図を示
す。図62では、1つの圧電基板上に2個の弾性表面波
フィルタ45、46が配置された場合を示しており、そ
のフィルタ間にシールド用アース電極47が配置された
構成となっている。ここで、アース電極47は長方形状
となっているが、形状は長方形に限定される必要はな
い。また、このアース電極47は1つである必要はな
く、複数個のアース電極が配置されてもよい。 1つの
圧電基板上に複数の弾性表面波フィルタが構成された場
合、隣接するフィルタ45、46間にシールド用アース
電極47を配置することによって、フィルタ間の静電結
合が抑制される。この結果、入出力間のアイソレーショ
ンを改善することができる。
【0134】この入出力間のアイソレーションを改善す
ることのできる実施例について、以下の実施例1から8
に示す。 実施例1 図52に示した弾性表面波フィルタの実施例について説
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図63に
示す。圧電基板6に36°Y−X:水晶、入力および出
力IDT1、2には周期36μm、65対のダブル電極
を用い、結合器3は均一な金属膜を用いた導波路方向性
結合器とする。電極膜厚は1.5μmであり、反射器4
の周期18.01μm,電極本数155対である。
ることのできる実施例について、以下の実施例1から8
に示す。 実施例1 図52に示した弾性表面波フィルタの実施例について説
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図63に
示す。圧電基板6に36°Y−X:水晶、入力および出
力IDT1、2には周期36μm、65対のダブル電極
を用い、結合器3は均一な金属膜を用いた導波路方向性
結合器とする。電極膜厚は1.5μmであり、反射器4
の周期18.01μm,電極本数155対である。
【0135】この弾性表面波フィルタの入出力IDT間
に、図52に示すように幅28μmの長方形状のアース
電極31を配置した。このときのフィルタの時間応答特
性を図64に示す。また、比較のために、アース電極が
ないときの特性を図64に点線で示す。アース電極31
を配置することで、入出力間のアイソレーションの程度
を表す時間0での信号、すなわち直達波のレベルが、−
72.6dBから−73.6dBに1dB低減している
のが確認できた。
に、図52に示すように幅28μmの長方形状のアース
電極31を配置した。このときのフィルタの時間応答特
性を図64に示す。また、比較のために、アース電極が
ないときの特性を図64に点線で示す。アース電極31
を配置することで、入出力間のアイソレーションの程度
を表す時間0での信号、すなわち直達波のレベルが、−
72.6dBから−73.6dBに1dB低減している
のが確認できた。
【0136】実施例2
図55に示した弾性表面波フィルタの実施例について、
図63に示した弾性表面波フィルタを用いて説明する。
図63において、符号52,53の互いに接近して配置
されたバスバーを接地したときの時間応答特性を図65
に示す。なお、シールド用アース電極は配置していな
い。このようにバスバーを接地すると、直達波レベルは
−72.6dBとなった。比較のために、図63におい
て、符号52,54のバスバーを接地し、51,53の
バスバーをそれぞれ入力、出力に接続したときの特性を
図65に点線で示す。このときの直達波レベルは−62
dBであり、互いに接近して配置されたバスバー52、
53を接地した方が直達波レベルが9.4dB低減され
ているのが確認できた。
図63に示した弾性表面波フィルタを用いて説明する。
図63において、符号52,53の互いに接近して配置
されたバスバーを接地したときの時間応答特性を図65
に示す。なお、シールド用アース電極は配置していな
い。このようにバスバーを接地すると、直達波レベルは
−72.6dBとなった。比較のために、図63におい
て、符号52,54のバスバーを接地し、51,53の
バスバーをそれぞれ入力、出力に接続したときの特性を
図65に点線で示す。このときの直達波レベルは−62
dBであり、互いに接近して配置されたバスバー52、
53を接地した方が直達波レベルが9.4dB低減され
ているのが確認できた。
【0137】実施例3
図56に示した弾性表面波フィルタの実施例について説
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図66に
示す。図66において符号52,53のバスバーが図の
ように結合器3とIDT1、2との間と横切るように延
長されている。IDT1、2、結合器3、反射器4の設
計条件は図63のものと同一とする。このときのフィル
タの時間応答特性を図67に示す。比較のために、図6
8に示すように接地されるバスバー52、53を結合器
3とは反対側に延長したときの特性を図67に点線で示
してある。直達レベルが0.8dB低減されているのが
確認できた。
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図66に
示す。図66において符号52,53のバスバーが図の
ように結合器3とIDT1、2との間と横切るように延
長されている。IDT1、2、結合器3、反射器4の設
計条件は図63のものと同一とする。このときのフィル
タの時間応答特性を図67に示す。比較のために、図6
8に示すように接地されるバスバー52、53を結合器
3とは反対側に延長したときの特性を図67に点線で示
してある。直達レベルが0.8dB低減されているのが
確認できた。
【0138】実施例4
図57に示した弾性表面波フィルタの実施例について説
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図69に
示す。圧電基板6には128°Y−X:LiNbO3を
用い、結合器はマルチストリップカプラ3である。ID
T1、2の周期は20μmであり、対数は入出力IDT
とも10対である。また、入出力IDT間の距離は70
μmである。このフィルタ構成において、図のようにI
DT1、2と結合器3との間にシールド用アース電極5
5を配置した。このときの直達波レベルは−49.5d
Bであり、アース電極が無い場合の直達波のレベル−4
0dBと比較して、9.5dBだけ低減されているのが
確認できた。
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図69に
示す。圧電基板6には128°Y−X:LiNbO3を
用い、結合器はマルチストリップカプラ3である。ID
T1、2の周期は20μmであり、対数は入出力IDT
とも10対である。また、入出力IDT間の距離は70
μmである。このフィルタ構成において、図のようにI
DT1、2と結合器3との間にシールド用アース電極5
5を配置した。このときの直達波レベルは−49.5d
Bであり、アース電極が無い場合の直達波のレベル−4
0dBと比較して、9.5dBだけ低減されているのが
確認できた。
【0139】実施例5
図58に示した弾性表面波フィルタの実施例について説
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図70に
示す。IDTの結合器に最も近い電極指56、57は接
地されている。このときのフィルタの時間応答特性を図
71に示す。また、比較のために、結合器に最も近い電
極指を信号側に接続したときの特性を図71に点線で示
してある。結合器に最も近い電極指56、57を接地す
ることで直達波が9dB低減されているのが確認でき
た。
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図70に
示す。IDTの結合器に最も近い電極指56、57は接
地されている。このときのフィルタの時間応答特性を図
71に示す。また、比較のために、結合器に最も近い電
極指を信号側に接続したときの特性を図71に点線で示
してある。結合器に最も近い電極指56、57を接地す
ることで直達波が9dB低減されているのが確認でき
た。
【0140】実施例6
図59に示した弾性表面波フィルタの実施例について説
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図72に
示す。圧電基板6に36°Y−X:水晶、入力および出
力IDT1、2には周期15μm、95対のダブル電極
を用い、結合器は金属グレーティングを用いた導波路方
向性結合器3としてある。電極膜厚は0.2μm、反射
器本数は179本、入出力IDT間の距離は88.5μ
mである。
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図72に
示す。圧電基板6に36°Y−X:水晶、入力および出
力IDT1、2には周期15μm、95対のダブル電極
を用い、結合器は金属グレーティングを用いた導波路方
向性結合器3としてある。電極膜厚は0.2μm、反射
器本数は179本、入出力IDT間の距離は88.5μ
mである。
【0141】このフィルタにおいて、導波路方向性結合
器3の均一膜の部分にアースワイヤを打ち、導波路方向
性結合器3を接地した。このときのフィルタの時間応答
特性を図73に示す。比較のために、導波路方向性結合
器を接地していないときの特性を図73に点線で示して
ある。導波路方向性結合器3を接地することで、直達波
が2dB低減されているのが確認できた。
器3の均一膜の部分にアースワイヤを打ち、導波路方向
性結合器3を接地した。このときのフィルタの時間応答
特性を図73に示す。比較のために、導波路方向性結合
器を接地していないときの特性を図73に点線で示して
ある。導波路方向性結合器3を接地することで、直達波
が2dB低減されているのが確認できた。
【0142】実施例7
図61に示した弾性表面波フィルタの実施例について説
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図74に
示す。ここで、36°Y−X:水晶基板上に2つの弾性
表面波フィルタ58、59が、互いにSAW伝搬方向に
逆向きになるように配置されている。また、これらの弾
性表面波フィルタ58、59は、並列に接続されてい
る。IDT1、2、結合器3、反射器4の構成は、実施
例6に示したものと同一とする。このときのフィルタ時
間応答特性を図75に示す。また、比較のために、2つ
の弾性表面波フィルタを同じ向きに配置したときの特性
を図75に点線で示してある。逆向きに配置することで
直達波が7.9dB低減されているのが確認できた。
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図74に
示す。ここで、36°Y−X:水晶基板上に2つの弾性
表面波フィルタ58、59が、互いにSAW伝搬方向に
逆向きになるように配置されている。また、これらの弾
性表面波フィルタ58、59は、並列に接続されてい
る。IDT1、2、結合器3、反射器4の構成は、実施
例6に示したものと同一とする。このときのフィルタ時
間応答特性を図75に示す。また、比較のために、2つ
の弾性表面波フィルタを同じ向きに配置したときの特性
を図75に点線で示してある。逆向きに配置することで
直達波が7.9dB低減されているのが確認できた。
【0143】実施例8
図62に示した弾性表面波フィルタの実施例について説
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図76に
示す。36°Y−X:水晶基板上に2つの弾性表面波フ
ィルタ58、59を配置している。個々のフィルタのI
DT1、2、結合器3、反射器4の構成は、実施例6に
示したものと同一とする。これら2つの弾性表面波フィ
ルタ58、59は並列接続されており、弾性表面波フィ
ルタ58、59間には2つのアース電極60が配置され
ている。このときのフィルタの時間応答特性を図77に
示す。比較のために、アース電極がないときの特性を図
77に点線で示してある。弾性表面波フィルタ間にアー
ス電極60を配置することで、直達波が3.8dB低減
されているのが確認できた。また、上記した実施例1か
ら8に記載した弾性表面波フィルタの構成を組み合わせ
れば、より入出力間のアイソレーションを改善できる。
たとえば、図78に実施例1,2,3及び4に示した構
成を組合せた弾性表面波フィルタの構成図を示す。
明する。作製した弾性表面波フィルタの構成を図76に
示す。36°Y−X:水晶基板上に2つの弾性表面波フ
ィルタ58、59を配置している。個々のフィルタのI
DT1、2、結合器3、反射器4の構成は、実施例6に
示したものと同一とする。これら2つの弾性表面波フィ
ルタ58、59は並列接続されており、弾性表面波フィ
ルタ58、59間には2つのアース電極60が配置され
ている。このときのフィルタの時間応答特性を図77に
示す。比較のために、アース電極がないときの特性を図
77に点線で示してある。弾性表面波フィルタ間にアー
ス電極60を配置することで、直達波が3.8dB低減
されているのが確認できた。また、上記した実施例1か
ら8に記載した弾性表面波フィルタの構成を組み合わせ
れば、より入出力間のアイソレーションを改善できる。
たとえば、図78に実施例1,2,3及び4に示した構
成を組合せた弾性表面波フィルタの構成図を示す。
【0144】
【発明の効果】この発明によれば、従来に比べて、弾性
表面波の伝搬方向の長さを小さくでき、さらに角形性に
優れた周波数特性を持つ弾性表面波フィルタを提供する
ことができる。
表面波の伝搬方向の長さを小さくでき、さらに角形性に
優れた周波数特性を持つ弾性表面波フィルタを提供する
ことができる。
【0145】また、少なくとも1つのIDTに一方向性
IDTを用いれば、入力IDTから出射されたSAWエ
ネルギーが効率よく結合器に入射されるので、弾性表面
波フィルタの損失を低減できる。さらに、結合器のギャ
ップ部を伝搬する弾性表面波伝搬速度を自由表面よりも
遅くすることにより、2つの導波路部の結合を強くする
ことができ、弾性表面波伝搬方向の導波路長が短い結合
器を形成して、弾性表面波フィルタを小型化できる。
IDTを用いれば、入力IDTから出射されたSAWエ
ネルギーが効率よく結合器に入射されるので、弾性表面
波フィルタの損失を低減できる。さらに、結合器のギャ
ップ部を伝搬する弾性表面波伝搬速度を自由表面よりも
遅くすることにより、2つの導波路部の結合を強くする
ことができ、弾性表面波伝搬方向の導波路長が短い結合
器を形成して、弾性表面波フィルタを小型化できる。
【0146】また、この発明によれば、結合器の外側に
均一な表面構造の金属膜又はグレーティング表面構造の
金属膜を設けることによって、導波路部の外側部分の弾
性表面波の伝搬速度を自由表面の伝搬速度よりも遅くで
きるので、導波路の閉じ込めが弱くなり、高次の導波モ
ードが伝搬しにくくなり、したがって基本モードにSA
Wエネルギーが集中して、弾性表面波フィルタの損失を
低減することが可能となる。
均一な表面構造の金属膜又はグレーティング表面構造の
金属膜を設けることによって、導波路部の外側部分の弾
性表面波の伝搬速度を自由表面の伝搬速度よりも遅くで
きるので、導波路の閉じ込めが弱くなり、高次の導波モ
ードが伝搬しにくくなり、したがって基本モードにSA
Wエネルギーが集中して、弾性表面波フィルタの損失を
低減することが可能となる。
【0147】この発明によれば、反射器を重みづけする
ことにより、反射器の周波数特性のサイドローブを抑圧
することができるので、弾性表面波フィルタの周波数特
性のサイドローブを抑圧することができる。反射器の電
極指の周期の2倍と、IDTの電極指の周期とをわずか
に異ならせているので、反射器の周波数特性の中心周波
数と、IDTの周波数特性の中心周波数とをほぼ一致さ
せることができ、弾性表面波フィルタの周波数特性を左
右対称にして、優れた角形性を持つ弾性表面波フィルタ
を提供することができる。
ことにより、反射器の周波数特性のサイドローブを抑圧
することができるので、弾性表面波フィルタの周波数特
性のサイドローブを抑圧することができる。反射器の電
極指の周期の2倍と、IDTの電極指の周期とをわずか
に異ならせているので、反射器の周波数特性の中心周波
数と、IDTの周波数特性の中心周波数とをほぼ一致さ
せることができ、弾性表面波フィルタの周波数特性を左
右対称にして、優れた角形性を持つ弾性表面波フィルタ
を提供することができる。
【0148】この発明によれば、入出力IDTの位置関
係をずらしたり、入出力IDT間の距離を長くしている
ので、弾性表面波フィルタの入出力IDT間のアイソレ
ーションを改善でき、通過帯域外抑圧度を改善すること
ができる。すなわち、入力IDTと出力IDTとの物理
的な距離を長くした場合には、入出力間のアイソレーシ
ョンを改善することができる。
係をずらしたり、入出力IDT間の距離を長くしている
ので、弾性表面波フィルタの入出力IDT間のアイソレ
ーションを改善でき、通過帯域外抑圧度を改善すること
ができる。すなわち、入力IDTと出力IDTとの物理
的な距離を長くした場合には、入出力間のアイソレーシ
ョンを改善することができる。
【0149】SAW導波路を形成することによってID
Tから出射されたSAWを結合器に導くことができるの
で、損失増加を抑制することができる。また、SAW導
波路の構造の一部に屈折点を設けた場合には、入力ID
Tから出射されたSAWが効率よく導波路に入射される
ので、損失を低減することができる。
Tから出射されたSAWを結合器に導くことができるの
で、損失増加を抑制することができる。また、SAW導
波路の構造の一部に屈折点を設けた場合には、入力ID
Tから出射されたSAWが効率よく導波路に入射される
ので、損失を低減することができる。
【0150】さらに、この発明によれば、入出力IDT
間にアース電極を形成等することによって、入出力間の
アイソレーションをさらに改善することができる。
間にアース電極を形成等することによって、入出力間の
アイソレーションをさらに改善することができる。
【図1】この発明の弾性表面波フィルタの構成ブロック
図。
図。
【図2】この発明の弾性表面波フィルタの動作原理の説
明図。
明図。
【図3】この発明の弾性表面波フィルタの一実施例の構
成図。
成図。
【図4】この発明の弾性表面波フィルタに用いる導波路
方向性結合器の動作説明図。
方向性結合器の動作説明図。
【図5】導波路方向性結合器をこの発明の弾性表面波フ
ィルタに適用した場合の動作明図。
ィルタに適用した場合の動作明図。
【図6】この発明の反射器の電極指の本数に対する中心
周波数での反射率の変化のグラフ。
周波数での反射率の変化のグラフ。
【図7】この発明の導波路方向性結合器の結合長に対す
る挿入損失の変化のグラフ。
る挿入損失の変化のグラフ。
【図8】この発明の弾性表面波フィルタの一実施例の構
成図。
成図。
【図9】弾性表面波フィルタの弾性表面波伝搬方向の長
さの比較図。
さの比較図。
【図10】この発明の一実施例の弾性表面波フィルタの
周波数特性のグラフ。
周波数特性のグラフ。
【図11】従来のトランスバーサル型フィルタの周波数
特性のグラフ。
特性のグラフ。
【図12】この発明の一方向性IDTと双方向性IDT
との比較説明図。
との比較説明図。
【図13】この発明の浮き電極型一方向性IDTを用い
た弾性表面波フィルタの一実施例の構成図。
た弾性表面波フィルタの一実施例の構成図。
【図14】この発明の結合器の導波路部の構造図。
【図15】この発明の導波路方向性結合器の一実施例の
構成図。
構成図。
【図16】この発明の導波路方向性結合器の一実施例の
構成図。
構成図。
【図17】この発明の導波路方向性結合器の一実施例の
構成図。
構成図。
【図18】この発明の導波路方向性結合器の一実施例の
構成図。
構成図。
【図19】この発明の一実施例の間引きした反射器の構
成図。
成図。
【図20】この発明の間引き重みづけした反射器の反射
特性のグラフ。
特性のグラフ。
【図21】この発明の一実施例の弾性表面波フィルタの
構成図(一つの伝搬路に複数の反射器を有する場合)。
構成図(一つの伝搬路に複数の反射器を有する場合)。
【図22】この発明の反射器の反射特性の比較図。
【図23】この発明の弾性表面波フィルタの周波数特性
の比較図(反射器を複数配置した場合と、1つの場合と
の比較)。
の比較図(反射器を複数配置した場合と、1つの場合と
の比較)。
【図24】この発明の弾性表面波フィルタの一実施例の
構成図。
構成図。
【図25】この発明の一実施例の弾性表面波フィルタの
周波数特性のグラフ(反射器の電極周期の2倍とIDT
の電極周期を一致させた時)。
周波数特性のグラフ(反射器の電極周期の2倍とIDT
の電極周期を一致させた時)。
【図26】この発明の一実施例の弾性表面波フィルタの
周波数特性のグラフ(反射器の電極周期の2倍とIDT
の電極周期を異ならせた時)。
周波数特性のグラフ(反射器の電極周期の2倍とIDT
の電極周期を異ならせた時)。
【図27】弾性表面波フィルタの周波数特性の比較図。
【図28】この発明の一実施例の弾性表面波フィルタの
一実施例の構成図。
一実施例の構成図。
【図29】この発明の一実施例の弾性表面波フィルタの
周波数特性のグラフ。
周波数特性のグラフ。
【図30】従来のトランスバーサル型の弾性表面波フィ
ルタの周波数特性のグラフ。
ルタの周波数特性のグラフ。
【図31】従来のトランスバーサル型フィルタの構成
図。
図。
【図32】角形性の説明図。
【図33】この発明の入力IDTと出力IDTの位置を
ずらした一実施例の構成図。
ずらした一実施例の構成図。
【図34】この発明の入力IDTと反射器の構造中心の
位置をずらした一実施例の構成図。
位置をずらした一実施例の構成図。
【図35】この発明の入力IDTと出力IDTの位置関
係の説明図。
係の説明図。
【図36】この発明において、入出力IDT間の距離と
直達波レベルの関係グラフ。
直達波レベルの関係グラフ。
【図37】この発明の入力IDTと結合器の間に、SA
W導波路を設けた一実施例の構成図。
W導波路を設けた一実施例の構成図。
【図38】この発明のSAW導波路を金属膜又は絶縁膜
で形成した一実施例の構成図。
で形成した一実施例の構成図。
【図39】この発明のSAW導波路を金属膜又は絶縁膜
のグレーティングで形成した一実施例の構成図。
のグレーティングで形成した一実施例の構成図。
【図40】この発明の入力IDTと結合器の間に屈接点
を有するSAW導波路を設けた一実施例の構成図。
を有するSAW導波路を設けた一実施例の構成図。
【図41】この発明の入出力IDTと結合器の間に、屈
接点を有するSAW導波路を設けた一実施例の構成図。
接点を有するSAW導波路を設けた一実施例の構成図。
【図42】この発明の入力IDTと結合器の間に、SA
W導波路を設けた一実施例の構成図。
W導波路を設けた一実施例の構成図。
【図43】この発明の図41の弾性表面波フィルタの周
波数特性図。
波数特性図。
【図44】SAW導波路を設けない弾性表面波フィルタ
の構造図。
の構造図。
【図45】図44に示した弾性表面波フィルタの周波数
特性図。
特性図。
【図46】この発明の図43において、直達波成分を除
去した弾性表面波フィルタの周波数特性図。
去した弾性表面波フィルタの周波数特性図。
【図47】この発明の図45において、直達波成分を除
去した弾性表面波フィルタの周波数特性図。
去した弾性表面波フィルタの周波数特性図。
【図48】この発明の入出力IDTと結合器の間に、屈
接点を有するSAW導波路を設け、入力IDTと出力I
DTの位置をずらした一実施例の構成図。
接点を有するSAW導波路を設け、入力IDTと出力I
DTの位置をずらした一実施例の構成図。
【図49】この発明の図46の弾性表面波フィルタの周
波数特性図。
波数特性図。
【図50】この発明の入出力IDTと結合器の間に、屈
接点を有するSAW導波路を設け、入力IDTと出力I
DTの位置をずらしていない弾性表面波フィルタの周波
数特性図。
接点を有するSAW導波路を設け、入力IDTと出力I
DTの位置をずらしていない弾性表面波フィルタの周波
数特性図。
【図51】この発明の図48において、結合器をマルチ
ストリップカプラとした弾性表面波フィルタの周波数特
性図。
ストリップカプラとした弾性表面波フィルタの周波数特
性図。
【図52】この発明の弾性表面波フィルタの実施例1の
概略構成の説明図。
概略構成の説明図。
【図53】この発明の弾性表面波フィルタの実施例1の
概略構成の説明図。
概略構成の説明図。
【図54】この発明の弾性表面波フィルタの実施例1の
概略構成の説明図。
概略構成の説明図。
【図55】この発明の弾性表面波フィルタの実施例2の
概略構成の説明図。
概略構成の説明図。
【図56】この発明の弾性表面波フィルタの実施例3の
概略構成の説明図。
概略構成の説明図。
【図57】この発明の弾性表面波フィルタの実施例4の
概略構成の説明図。
概略構成の説明図。
【図58】この発明の弾性表面波フィルタの実施例5の
概略構成の説明図。
概略構成の説明図。
【図59】この発明の弾性表面波フィルタの実施例6の
概略構成の説明図。
概略構成の説明図。
【図60】この発明の弾性表面波フィルタの実施例6の
概略構成の説明図。
概略構成の説明図。
【図61】この発明の弾性表面波フィルタの実施例7の
概略構成の説明図。
概略構成の説明図。
【図62】この発明の弾性表面波フィルタの実施例8の
概略構成の説明図。
概略構成の説明図。
【図63】この発明の実施例1の構成図。
【図64】この発明の実施例1の時間応答特性図。
【図65】この発明の実施例2の時間応答特性図。
【図66】この発明の実施例3の構成図。
【図67】この発明の実施例3の時間応答特性図。
【図68】この発明の実施例3に対する比較例の構成
図。
図。
【図69】この発明の実施例4の構成図。
【図70】この発明の実施例5の構成図。
【図71】この発明の実施例5の時間応答特性図。
【図72】この発明の実施例6の構成図。
【図73】この発明の実施例6の時間応答特性図。
【図74】この発明の実施例7の構成図。
【図75】この発明の実施例7の時間応答特性図。
【図76】この発明の実施例8の構成図。
【図77】この発明の実施例8の時間応答特性図。
【図78】この発明の弾性表面波フィルタの実施例を組
合せた場合の構成図。
合せた場合の構成図。
1 入力IDT
2 出力IDT
3 結合器
4 反射器
5 反射器
6 圧電基板
7 第1伝搬路
8 第2伝搬路
10 結合長
110 SAW導波路
111 導波路方向性結合器
112 反射器
128 マルチストリップカプラ
フロントページの続き
(72)発明者 佐藤 良夫
神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1
番1号 富士通株式会社内
(56)参考文献 特開 昭50−39445(JP,A)
特開 昭55−18141(JP,A)
特開 平1−190112(JP,A)
特開 平5−235686(JP,A)
特開 昭59−34712(JP,A)
特開 平5−110376(JP,A)
特開 昭60−112307(JP,A)
特開 昭51−99448(JP,A)
特開 昭55−687(JP,A)
特開 昭59−214314(JP,A)
特開 昭61−208306(JP,A)
特開 平9−18282(JP,A)
特表 平5−501486(JP,A)
米国特許3965446(US,A)
米国特許3882430(US,A)
米国特許4155056(US,A)
米国特許4737743(US,A)
米国特許3836876(US,A)
米国特許4130813(US,A)
FREDERICK HUANG,C
orrection Factor f
or Low−Loss 180°Ref
lecting Linear Chi
rp Arrays in SAW D
evices,IEEE TRANSA
CTIONS ON ULTRASON
ICS,FERROELECTRIC
S,AND FREQUENCY CO
NYROL,1988年 1月,VOLUM
E 35, NUMBER 1,p.61−
65
Haruvi−Busnach,I.
Seidman, A. Croit
oru, N.;,Frequency
response of surfa
ce acoustic waves
directional couple
rs ,Electrical and
Electronics Engin
eers in Israel,,1996
年11月 6日,p.259−262
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H03H 9/145
H03H 9/25
Claims (29)
- 【請求項1】 圧電基板と、圧電基板上に互いに平行に
存在する複数の弾性表面波伝搬路と、これらの弾性表面
波伝搬路を結合させ、複数の弾性表面波伝搬路を横断す
るように配置する1つの導波路方向性結合器とからな
り、 少なくとも1つの伝搬路上には、前記結合器をはさんで
入力インターディジタルトランスデューサと第1反射器
とが配置され、 他の弾性表面波伝搬路のうち少なくとも1つの伝搬路上
には、前記結合器をはさんで出力インターディジタルト
ランスデューサと第2反射器とが配置され、前記第1および第2の反射器がそれぞれ、入力インター
ディジタルトランスデューサと出力インターディジタル
トランスデューサの片側にのみ配置され、 入力インターディジタルトランスデューサと出力インタ
ーディジタルトランスデューサとが、導波路方向性結合
器を基準として同じ側に配置 されたことを特徴とする弾
性表面波フィルタ。 - 【請求項2】 前記入力インターディジタルトランスデ
ューサと出力インターディジタルトランスデューサのう
ち少なくとも1つが、重み付けされていることを特徴と
する請求項1記載の弾性表面波フィルタ。 - 【請求項3】 前記入力あるいは出力インターディジタ
ルトランスデューサの重み付けが、アポタイズ重み付け
または間引き重み付けであることを特徴とする請求項2
記載の弾性表面波フィルタ。 - 【請求項4】 前記入力インターディジタルトランスデ
ューサと出力インターディジタルトランスデューサのう
ち少なくとも1つが、一方向性インターディジタルトラ
ンスデューサであることを特徴とする請求項1記載の弾
性表面波フィルタ。 - 【請求項5】 前記導波路方向性結合器は、一つの弾性
表面波伝搬路で励振された弾性表面波を伝搬する複数の
導波路部と、これら導波路部の間に配置され2つの導波
路部を結合するギャップ部とからなり、前記導波路部が
均一な表面構造の金属膜またはグレーティング表面構造
を有する金属膜で形成されたことを特徴とする請求項1
記載の弾性表面波フィルタ。 - 【請求項6】 前記ギャップ部が、均一な表面構造の金
属膜またはグレーティング表面構造を有する金属膜で形
成されたことを特徴とする請求項5記載の弾性表面波フ
ィルタ。 - 【請求項7】 圧電基板と、圧電基板上に互いに平行に
存在する複数の弾性表面波伝搬路と、これらの弾性表面
波伝搬路を結合させる結合器とからなり、少なくとも1
つの弾性表面波伝搬路上には、前記結合器をはさんで入
力インターディジタルトランスデューサと第1反射器と
が配置され、他の弾性表面波伝搬路のうち少なくとも1
つの伝搬路上には、前記結合器をはさんで出力インター
ディジタルトランスデューサと第2反射器とが配置さ
れ、前記結合器が、導波路方向性結合器であり、 前記導波路方向性結合器は、一つの弾性表面波伝搬路で
励振された弾性表面波を伝搬する複数の導波路部と、こ
れら導波路部の間に配置されるギャップ部とからなり、
前記導波路部がグレーティング表面構造を有する金属膜
で形成され、前記ギャップ部が、グレーティング表面構
造を有する金属膜で形成され、前記ギャップ部を伝搬す
る弾性表面波速度が前記導波路部を伝搬する弾性表面波
速度よりも速くなるように、導波路部のグレーティング
表面構造のグレーティングと、ギャップ部のグレーティ
ング表面構造のグレーティングとを調整したことを特徴
とする弾性表面波フィルタ。 - 【請求項8】 圧電基板と、圧電基板上に互いに平行に
存在する複数の弾性表面波伝搬路と、これらの弾性表面
波伝搬路を結合させる結合器とからなり、少なくとも1
つの弾性表面波伝搬路上には、前記結合器をはさんで入
力インターディジタルトランスデューサと第1反射器と
が配置され、他の弾性表面波伝搬路のうち少なくとも1
つの伝搬路上には、前記結合器をはさんで出力インター
ディジタルトランスデューサと第2反射器とが配置さ
れ、前記結合器が、導波路方向性結合器であり、 前記導波路方向性結合器は、一つの弾性表面波伝搬路で
励振された弾性表面波を伝搬す る複数の導波路部と、こ
れら導波路部の間に配置されるギャップ部とからなり、
前記導波路部が均一な表面構造の金属膜またはグレーテ
ィング表面構造を有する金属膜で形成され、前記導波路
方向性結合器の外側であって前記導波路部のギャップ部
と接していない部分に、均一な表面構造の金属膜または
グレーティング表面構造の金属膜を形成したことを特徴
とする弾性表面波フィルタ。 - 【請求項9】 前記反射器の少なくとも1つが、重み付
けされたことを特徴とする請求項1記載の弾性表面波フ
ィルタ。 - 【請求項10】 前記反射器の少なくとも1つが、間引
き重み付けされたことを特徴とする請求項1記載の弾性
表面波フィルタ。 - 【請求項11】 前記各弾性表面波伝搬路上に配置され
た反射器のうち、少なくとも1つの弾性表面波伝送路上
に配置された反射器が、複数個の反射器から形成される
ことを特徴とする請求項1記載の弾性表面波フィルタ。 - 【請求項12】 前記入力及び出力インターディジタル
トランスデューサが複数の電極指から構成され、前記第
1及び第2反射器が一定周期のグレーティング構造の電
極から構成され、前記反射器の電極指の周期が、前記イ
ンターディジタルトランスデューサの電極指の周期の2
倍とわずかに異なることを特徴とする請求項1記載の弾
性表面波フィルタ。 - 【請求項13】 圧電基板と、圧電基板上に互いに平行
に存在する複数の弾性表面波伝搬路と、これらの弾性表
面波伝搬路を結合させる結合器とからなり、少なくとも
1つの弾性表面波伝搬路上には、前記結合器をはさんで
入力インターディジタルトランスデューサと第1反射器
とが配置され、他の弾性表面波伝搬路のうち少なくとも
1つの伝搬路上には、前記結合器をはさんで出力インタ
ーディジタルトランスデューサと第2反射器とが配置さ
れ、 前記入力インターディジタルトランスデューサと前記出
力インターディジタルトランスデューサとが、弾性表面
波の伝搬方向に垂直な方向に並行するように配置され、
入力インターディジタルトランスデューサと出力インタ
ーディジタルトランスデューサとが前記垂直な方向に重
なっている部分の弾性表面波伝搬方向の長さが、入力イ
ンターディジタルトランスデューサと出力インターディ
ジタルトランスデューサのうち弾性表面波伝搬方向の長
さが短い方のインターディジタルトランスデューサの長
さよりも短いことを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 【請求項14】 圧電基板と、圧電基板上に互いに平行
に存在する複数の弾性表面波伝搬路と、これらの弾性表
面波伝搬路を結合させる結合器とからなり、少なくとも
1つの弾性表面波伝搬路上には、前記結合器をはさんで
入力インターディジタルトランスデューサと第1反射器
とが配置され、他の弾性表面波伝搬路のうち少なくとも
1つの伝搬路上には、前記結合器をはさんで出力インタ
ーディジタルトランスデューサと第2反射器とが配置さ
れ、 前記入力インターディジタルトランスデューサと前記出
力インターディジタルトランスデューサとが、弾性表面
波の伝搬方向に垂直な方向に並行するように配置され、
入力インターディジタルトランスデューサと出力インタ
ーディジタルトランスデューサのうち少なくとも一つ
が、そのインターディジタルトランスデューサの構造中
心の位置と、そのインターディジタルトランスデューサ
と同じ弾性表面波伝搬路上にある反射器の構造中心の位
置とが、弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向にず
れていることを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 【請求項15】 前記ずれたインターディジタルトラン
スデューサと前記結合器との間の圧電基板上に、弾性表
面波導波路を形成したことを特徴とする請求項14記載
の弾性表面波フィルタ。 - 【請求項16】 前記弾性表面波導波路が、均一な表面
構造の金属膜,均一な表面構造の絶縁膜,グレーティン
グ構造の金属膜または、グレーティング構造の絶縁膜の
うちいずれかであることを特徴とする請求項15記載の
弾性表面波フィルタ。 - 【請求項17】 前記弾性表面波導波路が、一平面上で
その途中に屈接点を有する形状であることを特徴とする
請求項15又は16記載の弾性表面波フィルタ。 - 【請求項18】 圧電基板と、圧電基板上に互いに平行
に存在する複数の弾性表面波伝搬路と、これらの弾性表
面波伝搬路を結合させる結合器とからなり、少なくとも
1つの弾性表面波伝搬路上には、前記結合器をはさんで
入力インターディジタルトランスデューサと第1反射器
とが配置され、他の弾性表面波伝搬路のうち少なくとも
1つの伝搬路上には、前記結合器をはさんで出力インタ
ーディジタルトランスデューサと第2反射器とが配置さ
れ、 前記入力インターディジタルトランスデューサと前記出
力インターディジタルトランスデューサとが、弾性表面
波の伝搬方向に垂直な方向に並行するように配置され、
入力インターディジタルトランスデューサと出力インタ
ーディジタルトランスデューサとの間の距離が前記第1
反射器と第2反射器との間の距離よりも長いことを特徴
とする弾性表面波フィルタ。 - 【請求項19】 前記入力インターディジタルトランス
デューサと前記出力インターディジタルトランスデュー
サとの間の圧電基板上に、アース電極を形成したことを
特徴とする請求項1記載の弾性表面波フィルタ。 - 【請求項20】 前記入力インターディジタルトランス
デューサと前記出力インターディジタルトランスデュー
サとが、弾性表面波を励振する励振部と、励振部の両端
に配置された2つのバスバー部からなり、互いに接近し
て配置された入力インターディジタルトランスデューサ
のバスバー部と出力インターディジタルトランスデュー
サのバスバー部とがそれぞれ接地されたことを特徴とす
る請求項1記載の弾性表面波フィルタ。 - 【請求項21】 前記接地されたバスバー部のうち少な
くとも一方のバスバー部が、入力インターディジタルト
ランスデューサあるいは出力インターディジタルトラン
スデューサと前記結合器との間を通過するように延長さ
れたことを特徴とする請求項20記載の弾性表面波フィ
ルタ。 - 【請求項22】 前記入力インターディジタルトランス
デューサと前記結合器との間、あるいは前記出力インタ
ーディジタルトランスデューサと前記結合器との間の少
なくとも一方であって圧電基板上にアース電極を形成し
たことを特徴とする請求項1記載の弾性表面波フィル
タ。 - 【請求項23】 前記入力インターディジタルトランス
デューサと出力インターディジタルトランスデューサと
が、複数のくし形形状の電極指からなり、入力インター
ディジタルトランスデューサあるいは出力インターディ
ジタルトランスデューサの少なくとも一方の最も前記結
合器に近い電極指が接地されたことを特徴とする請求項
1記載の弾性表面波フィルタ。 - 【請求項24】 前記結合器が、金属材料を用いて形成
された導波路方向性結合器であり、かつ接地されたこと
を特徴とする請求項1記載の弾性表面波フィルタ。 - 【請求項25】 1つの弾性表面波フィルタが、圧電基
板と、圧電基板上に互いに平行に存在する複数の弾性表
面波伝搬路と、これらの弾性表面波伝搬路を結合させる
結合器とからなり、 少なくとも1つの弾性表面波伝搬路上には、前記結合器
をはさんで入力インターディジタルトランスデューサと
第1反射器とが配置され、他の弾性表面波伝搬路のうち
少なくとも1つの伝搬路上には、前記結合器をはさんで
出力インターディジタルトランスデューサと第2反射器
とが配置され、 前記弾性表面波フィルタが、1つの圧電基板上に複数個
形成され、隣接した2つの弾性表面波フィルタが、励振
される弾性表面波の伝搬方向に対して逆向きとなるよう
に、並列に配置されたことを特徴とする多段型の弾性表
面波フィルタ。 - 【請求項26】 前記隣接した2つの弾性表面波フィル
タの間であって、圧電基板上にアース電極を形成したこ
とを特徴とする請求項25記載の多段型の表面波フィル
タ。 - 【請求項27】 1つの弾性表面波フィルタが、圧電基
板と、圧電基板上に互いに平行に存在する複数の弾性表
面波伝搬路と、これらの弾性表面波伝搬路を結合させる
結合器とからなり、少なくとも1つの弾性表面波伝搬路
上には、前記結合器をはさんで入力イン ターディジタル
トランスデューサと第1反射器とが配置され、他の弾性
表面波伝搬路のうち少なくとも1つの伝搬路上には、前
記結合器をはさんで出力インターディジタルトランスデ
ューサと第2反射器とが配置され、 前記弾性表面波フィルタが、1つの圧電基板上に複数個
形成され、隣接した2つの弾性表面波フィルタの間であ
って、圧電基板上にアース電極を形成したことを特徴と
する多段型の弾性表面波フィルタ。 - 【請求項28】 前記結合器が、導波路方向性結合器で
あることを特徴とする請求項13,14,15,16,
17,18,25および26に記載したいずれかの弾性
表面波フィルタ。 - 【請求項29】 前記結合器が、マルチストリップカプ
ラであることを特徴とする請求項13,14,15,1
6,17,18,25および26に記載したいずれかの
弾性表面波フィルタ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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