JP3509771B2 - 弾性表面波フィルタ装置、通信装置 - Google Patents

弾性表面波フィルタ装置、通信装置

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JP3509771B2 JP2001119963A JP2001119963A JP3509771B2 JP 3509771 B2 JP3509771 B2 JP 3509771B2 JP 2001119963 A JP2001119963 A JP 2001119963A JP 2001119963 A JP2001119963 A JP 2001119963A JP 3509771 B2 JP3509771 B2 JP 3509771B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波フィル
タ装置、特に、入力側と出力側の特性インピーダンスが
異なり、かつ、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面
波フィルタ装置、およびそれを有する通信装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年の携帯電話機等の通信装置の小型、
軽量化に対する技術的進歩は目覚しいものがある。これ
を実現するための手段として、各構成部品の削減、小型
化はもとより、複数の機能を複合した部品の開発も進ん
できた。
【0003】このような状況を背景に、RF段に使用す
る弾性表面波フィルタ装置に平衡−不平衡の変換機能い
わゆるバラン(balun)の機能を備えたものも近年盛んに
研究され、GSM(Global System for Mobile communi
cations)などを中心に使用されるようになってきた。
【0004】通信装置では、アンテナからフィルタまで
の部分は不平衡信号で50Ωの特性インピーダンスを用
いるのが一般的であり、フィルタの後に使われるアンプ
などは平衡信号で150Ωから200Ωのインピーダン
スを用いる場合が多い。
【0005】この50Ω不平衡信号から150Ω〜20
0Ω平衡信号に変換する機能を併せて備えた弾性表面波
フィルタ装置としては、例えば特開平10−11712
3号公報に開示されているように、弾性表面波フィルタ
素子を4素子用いることにより不平衡入力−平衡出力を
実現したものが知られている。特開平10−11712
3号公報で示されている弾性表面波フィルタ装置の構成
を図8に示す。
【0006】上記弾性表面波フィルタ装置では、位相特
性が互いに等しい各弾性表面波フィルタ素子501、5
02を2段に縦続接続した縦続弾性表面波フィルタ部5
11と、弾性表面波フィルタ素子503と、弾性表面波
フィルタ素子503とは伝送位相がおよそ180°異な
る弾性表面波フィルタ素子504を縦続接続した縦続弾
性表面波フィルタ部512を有し、それぞれの入出力端
子の一方を並列接続、他方を直列接続し、並列接続端子
を不平衡端子505、直列接続端子を各平衡端子50
6、507としている。
【0007】このような平衡−不平衡入出力機能を有す
る弾性表面波フィルタ装置においては、各平衡端子50
6、507からの出力は、各平衡端子506、507間
の差動として動作するため、それぞれの各平衡端子50
6、507間での各電気信号の位相が、互いに180°
反転している状態で最大の出力が得られる。逆に、それ
ぞれの各平衡端子506、507間での電気信号の位相
が同じである場合には、上記各電気信号は、相殺される
ので、2つの電気信号のレベルが近い程、大きな減衰量
が得られる。
【0008】したがって、弾性表面波フィルタ装置を構
成する際には、各平衡端子506、507からの各出力
は、通過帯域では位相が180°反転しており、阻止域
(通過帯域外)においては同位相であることが望まし
い。
【0009】特開平10−117123号公報で開示さ
れている弾性表面波フィルタ装置などでは、弾性表面波
フィルタ素子を4つ用い、その内の1つの弾性表面波フ
ィルタ素子を位相反転させる方法として、くし型電極部
(すだれ状電極ともいう、Inter-Digital Transducer、
以下、IDTという)の向きを弾性表面波の伝搬方向を
対称軸として反転させる、あるいは一方のIDT−ID
T間隔を0.5λ(波長)分広げるという手法を用いて
いる。
【0010】この構成により、通過帯域内では、各々の
平衡端子506、507の位相特性は反転しており、ま
た弾性表面波がほとんど励振されていない周波数域にお
いては各々の平衡端子506、507の位相特性は同位
相となっている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、通過帯域近傍の通過帯域外におけるスプ
リアスは弾性表面波の励振によるものであり、このスプ
リアスの発生する範囲では通過帯域と同様に各々の平衡
端子506、507の位相特性は反転しており、差動状
態での信号キャンセル効果が得られず、通過帯域近傍の
通過帯域外での減衰量が不足するという問題が生じてい
る。
【0012】本発明は、通過帯域外の、通過帯域近傍に
おける減衰特性も良好な平衡−不平衡入出力機能を備え
た弾性表面波フィルタ装置および通信装置を提供するこ
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フィ
ルタ装置は、以上の課題を解決するために、圧電基板上
に、弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された複数のI
DTおよび上記各IDTからの各弾性表面波をそれぞれ
上記各IDTに反射するためのリフレクタを備えた弾性
表面波フィルタ素子が、平衡−不平衡変換機能を有する
ように設けられ、上記各リフレクタの内、少なくとも一
つが、他のリフレクタと電極指の、本数、ピッチ、du
tyおよび膜厚の内少なくとも一つにて相違しているこ
とを特徴としている。
【0014】上記構成によれば、弾性表面波の伝搬方向
に沿って形成された複数のIDTを有することにより、
各IDTの電気信号と弾性表面波との間の変換により決
まる通過帯域周波数の電気信号を低損失で通過させ、通
過帯域外の電気信号を低減するというフィルタ機能を発
揮することが可能となる。
【0015】また、上記構成では、弾性表面波フィルタ
素子を平衡−不平衡変換機能を有するように設けたこと
により、平衡−不平衡変換機能を発揮できる。
【0016】さらに、上記構成は、上記各IDTからの
弾性表面波を上記各IDTに反射するためのリフレクタ
を備えたことにより、発生した弾性表面波を電気信号に
変換する効率を改善できる。
【0017】その上、上記構成は、各リフレクタの内、
少なくとも一つを、他のリフレクタと電極指の、本数、
ピッチ、dutyおよび膜厚の内少なくとも一つにて
違させたことにより、通過帯域外において、特に通過帯
域外の通過帯域近傍において、不要スプリアスの発生を
低減できて、減衰量を大きくできるため、必要な減衰量
を得ることができる。
【0018】本発明の他の弾性表面波フィルタ装置は、
前記課題を解決するために、圧電基板上に弾性表面波の
伝搬方向に沿って形成された複数のIDTおよびそれら
の両側に配置されたリフレクタを備えた第1の弾性表面
波フィルタ素子と、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向
に沿って形成された複数のIDTおよびそれらの両側に
配置されたリフレクタを備え、第1の弾性表面波フィル
タ素子に対し伝送位相特性が逆位相となっている第2の
弾性表面波フィルタ素子と、第1、第2の弾性表面波フ
ィルタ素子のそれぞれ一方の端子を電気的に並列接続し
た不平衡端子と、第1、第2の弾性表面波フィルタ素子
のそれぞれ他方の端子を電気的に直列接続した平衡端子
とを有している弾性表面波フィルタ装置において、第1
の弾性表面波フィルタ素子のリフレクタの構造と第2の
弾性表面波フィルタ素子のリフレクタの構造とが互いに
異なっていることを特徴としている。
【0019】上記弾性表面波フィルタ装置においては、
第1の弾性表面波フィルタ素子と第2の弾性表面波フィ
ルタ素子との各リフレクタは、それらの電極指の、本
数、ピッチ、dutyおよび膜厚の内、少なくとも一つ
が互いに異なっていることが好ましい。
【0020】上記構成によれば、各リフレクタの内、少
なくとも一つを、他のリフレクタと構造を相違させたこ
とにより、通過帯域外、特に通過帯域外の通過帯域近傍
において、不要スプリアスの発生を低減できるため、一
段構成においても比較的容易に必要な減衰量を得ること
ができる。
【0021】本発明の他の弾性表面波フィルタ装置は、
前記の課題を解決するために、圧電基板上に弾性表面波
の伝搬方向に沿って形成された複数のIDTおよびそれ
らの両側に配置されたリフレクタを備えた第1〜3の弾
性表面波フィルタ素子と、圧電基板上に弾性表面波の伝
搬方向に沿って形成された複数のIDTとそれらの両側
に配置されたリフレクタを備え、第1〜3の弾性表面波
フィルタ素子に対し伝送位相特性が逆位相となっている
第4の弾性表面波フィルタ素子と、第1の弾性表面波フ
ィルタ素子と第2の弾性表面波フィルタ素子を縦続接続
した第1のグループ、および、第3の弾性表面波フィル
タ素子と第4の弾性表面波フィルタ素子を縦続接続した
第2のグループのそれぞれ一方の端子を電気的に並列接
続した不平衡端子と、上記第1のグループおよび第2の
グループのそれぞれ他方の端子を電気的に直列接続した
平衡端子とを有している弾性表面波フィルタ装置におい
て、第1〜4の弾性表面波フィルタ素子の内少なくとも
1つの弾性表面波フィルタ素子のリフレクタの構造が他
の弾性表面波フィルタ素子のリフレクタの構造と異なっ
ていることを特徴としている。
【0022】上記構成によれば、複数段構成により入出
力インピーダンスの異なる平衡−不平衡入出力機能を発
揮することが可能となり、また、リフレクタの構造を互
いに異ならせることによって、通過帯域外における通過
帯域近傍の不要スプリアスの発生を低減でき、かつ、2
段構成により得られる減衰量の更なる改善が可能となる
ため、より高減衰量を得ることができる。
【0023】上記弾性表面波フィルタ装置では、第1の
グループの弾性表面波フィルタ素子のリフレクタの構造
と、第2のグループの弾性表面波フィルタ素子のリフレ
クタの構造とが互いに異なっていることが望ましい。
【0024】上記構成によれば、第1と第2の各グルー
プの各リフレクタの構造を互いに異ならせることによっ
て、通過帯域外における通過帯域近傍の不要スプリアス
発生低減をより確実化できる。
【0025】上記弾性表面波フィルタ装置においては、
リフレクタにおける電極指の本数、ピッチ、dutyお
よび膜厚の内少なくとも一つを互いに異ならせることに
よりリフレクタの構造を異ならせたことが好ましい。
【0026】本発明の通信装置は、前記の課題を解決す
るために、上記の何れかに記載の弾性表面波フィルタ装
置を有することを特徴としている。
【0027】上記構成によれば、通過帯域において低損
失で、かつ、通過帯域外、特に通過帯域外の通過帯域の
低域側での減衰量の大きい、優れた伝送特性を備えた弾
性表面波フィルタ装置を有するので、優れた通信特性を
発揮できる。
【0028】
【発明の実施の形態】本発明の実施の各形態について図
1ないし図7に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。
【0029】本実施の第一形態に係る弾性表面波フィル
タ装置では、図1に示すように、圧電基板上に、第1な
いし第4の弾性表面波フィルタ素子101〜104が形
成されている。第4の弾性表面波フィルタ素子104は
伝送位相特性が第3の弾性表面波フィルタ素子103
と、逆位相、つまり約180°異なるように設定されて
いる。なお、図中では圧電基板は省略してある。
【0030】まず、第1の弾性表面波フィルタ素子10
1について説明する。第1の弾性表面波フィルタ素子1
01は、3つの各IDT123、121、122を有し
ている。
【0031】IDTは、帯状の基端部(バスバー)と、
その基端部の一方の側部から、上記基端部の長手方向に
対し直交する方向に延びる複数の、互いに平行な電極指
とを備えた電極指部を2つ備えており、上記各電極指部
の電極指の側部を互いに対面するように互いの電極指間
に入り組んだ状態にて上記各電極指部を有するものであ
る。
【0032】このようなIDTでは、各電極指の長さや
幅、隣り合う各電極指の間隔(ピッチ)、互いの電極指
間での入り組んだ状態の対面長さを示す交差幅を、それ
ぞれ設定することにより信号変換特性や、通過帯域の設
定(言い換えると通過帯域外の設定)が可能となってい
る。
【0033】各IDT123、121、122は、それ
らの電極指が弾性表面波の伝搬方向に対し直交すると共
に、弾性表面波の伝搬方向に沿うように、上記の記載順
にて圧電基板上に配置されている。中央のIDT121
は、不平衡端子111に接続されたシグナル電極指12
1aとアース電極指121bとを有している。IDT1
22はシグナル電極指122aとアース電極指122b
とを備えている。IDT123はシグナル電極指123
aとアース電極指123bとを有している。
【0034】さらに、第1の弾性表面波フィルタ素子1
01には、各IDT123、121、122を挟み込む
ように、弾性表面波の伝搬方向に沿って、各リフレクタ
124、125が配置されている。各リフレクタ12
4、125は、それらに伝搬してきた弾性表面波を反射
して、伝搬してきた方向に戻す機能を有している。
【0035】よって、リフレクタ124は、IDT12
2を挟んで、IDT121と反対側の弾性表面波の伝搬
方向に沿った位置に配置されている。また、リフレクタ
125は、IDT123を挟んでIDT121と反対側
の弾性表面波の伝搬方向に沿った位置に配置されてい
る。
【0036】このようなリフレクタ124、125は、
一対の帯状の基端部(バスバー)と、それらの基端部の
一方の側部から、上記基端部の長手方向に対し直交する
方向に延びて、上記各基端部を連結する、複数の、互い
に平行な電極指とを圧電基板上に備えている。
【0037】これにより、リフレクタ124、125
は、伝搬してくる弾性表面波により励起され、その励起
電気信号により発生した弾性表面波により、進行してく
る弾性表面波を相殺すると共に、上記弾性表面波の伝搬
方向と逆方向の新たな弾性表面波を発生するように設定
されている。つまり、リフレクタ124、125は、伝
搬してくる弾性表面波を疑似的に反射するようになって
いる。
【0038】次に、第2の弾性表面波フィルタ素子10
2について説明する。第2の弾性表面波フィルタ素子1
02は、第1の弾性表面波フィルタ素子101と同一の
振幅特性や位相特性を有している。
【0039】第2の弾性表面波フィルタ素子102の配
置は、第2の弾性表面波フィルタ素子102の弾性表面
波の伝搬方向が第1の弾性表面波フィルタ素子101に
おける弾性表面波の伝搬方向に対し略平行となるよう
に、かつ、上記伝搬方向を対称線として第1の弾性表面
波フィルタ素子101に対し線対称となるようになって
いる。
【0040】これにより、第1の弾性表面波フィルタ素
子101と第2の弾性表面波フィルタ素子102とを近
接して配置でき、また、それらの接続を簡素化できて小
型化を図ることができる。
【0041】このような第2の弾性表面波フィルタ素子
102では、それらのシグナル電極指122a、123
aが、第1の弾性表面波フィルタ素子101のシグナル
電極指122a、123aに接続されることにより、縦
続接続が実現されている。また、第2の弾性表面波フィ
ルタ素子102のIDT121のシグナル電極指121
aは、一方の平衡端子112に接続されている。
【0042】次に、第3の弾性表面波フィルタ素子10
3について説明する。第3の弾性表面波フィルタ素子1
03は、第1の弾性表面波フィルタ素子101のリフレ
クタ124、125に代えて、それらと構造が相違する
リフレクタ126、127(例えば、電極指の本数が相
違する)を用いた以外については第1の弾性表面波フィ
ルタ素子101と同一の構造を有している。
【0043】また、第3の弾性表面波フィルタ素子10
3は、第1の弾性表面波フィルタ素子101の弾性表面
波の伝搬路上に、かつ、上記伝搬方向に沿って配置され
ていることが好ましい。このような第3の弾性表面波フ
ィルタ素子103が配置されても、各リフレクタ12
4、125、126、127がそれらの間に配置される
ことになるので、相互間での弾性表面波の干渉は防止さ
れている。
【0044】よって、第3の弾性表面波フィルタ素子1
03を、第1の弾性表面波フィルタ素子101に対し上
記のように配置することにより、弾性表面波の伝搬路上
を外して配置する場合と比べて小型化できる。
【0045】最後に、第4の弾性表面波フィルタ素子1
04について説明する。第4の弾性表面波フィルタ素子
104は、第3の弾性表面波フィルタ素子103のID
T121に代えて、上記IDT121と逆位相となるI
DT128を用いた以外は同様の構成を備えている。
【0046】また、第4の弾性表面波フィルタ素子10
4の各シグナル電極指122a、123aは、第3の弾
性表面波フィルタ素子103の各シグナル電極指122
a、123aに対しそれぞれ接続されている。第4の弾
性表面波フィルタ素子104のIDT128のシグナル
電極指128aは、他方の平衡端子113に接続されて
いる。
【0047】さらに、第4の弾性表面波フィルタ素子1
04は、その弾性表面波の伝搬方向が第3の弾性表面波
フィルタ素子103の弾性表面波の伝搬方向に対し略平
行となるように、かつ近接して設けられている。また、
第4の弾性表面波フィルタ素子104は、その弾性表面
波の伝搬方向が第2の弾性表面波フィルタ素子102の
弾性表面波の伝搬路上であってもよい。これらの構成に
より、前述同様、さらに小型化できる。
【0048】以下に第1ないし第4の弾性表面波フィル
タ素子101〜104の具体例についてそれぞれ示す。
【0049】第1の弾性表面波フィルタ素子101の構
成は、 交差幅 W:125μm IDT対数 第2/第1/第3:15/20/15 IDT ピッチ PI:2.25μm duty(電極被覆率) L/P:0.70 反射器 本数 NR:90本 反射器 ピッチ PR:2.30μm 反射器の膜厚 :370nm である。
【0050】第2の弾性表面波フィルタ素子102の構
成は、 交差幅 W:125μm IDT対数 第2/第1/第3:15/20/15 IDT ピッチ PI:2.25μm duty(電極被覆率) L/P:0.70 反射器 本数 NR:90本 反射器 ピッチ PR:2.30μm 反射器の膜厚 :370nm である。
【0051】第3の弾性表面波フィルタ素子103の構
成は、 交差幅 W:125μm IDT対数 第2/第1/第3:15/20/15 IDT ピッチ PI:2.25μm duty(電極被覆率) L/P:0.70 反射器 本数 NR:73本 反射器 ピッチ PR:2.30μm 反射器の膜厚 :370nm である。
【0052】第4の弾性表面波フィルタ素子104の構
成は、 交差幅 W:125μm IDT対数 第2/第1/第3:15/20/15 IDT ピッチ PI:2.25μm duty(電極被覆率) L/P:0.70 反射器 本数 NR:73本 反射器 ピッチ PR:2.30μm 反射器の膜厚 :370nm 以上の弾性表面波フィルタ素子は例えば圧電基板:Li
TaO3 上に形成されている。ただし圧電基板はこれに
限るものではない。また、上記IDT対数の記載におい
て、第2/第1/第3の記載は、第1が中央のIDT、
例えばIDT121を示し、第2および第3は、その中
央のIDTを挟んで設けられた各IDT、例えば各ID
T122、123を示している。
【0053】第1ないし第3の弾性表面波フィルタ素子
101〜103と第4の弾性表面波フィルタ素子104
とは、中央のIDT128の配置を、他の中央のIDT
121に対し反転させているので、伝送位相特性が互い
に逆位相、つまり約180°異なっている。
【0054】そして、第1の弾性表面波フィルタ素子1
01および第2の弾性表面波フィルタ素子102からな
る第1グループの弾性表面波フィルタ部と、第3の弾性
表面波フィルタ素子103および第4の弾性表面波フィ
ルタ素子104からなる第2グループの弾性表面波フィ
ルタ部とでは、リフレクタ124、125と、リフレク
タ126、127というように互いに構造が相違、例え
ば各電極指の本数が相違するように設定されている。
【0055】なお、本明細書における図面では、各弾性
表面波フィルタ素子の各IDTの対数、反射器の本数は
その数が多く、記載できないため簡略化している。
【0056】本実施の第一形態の構造による、特性例を
図2に示す。本実施の第一形態では、特に通過帯域外の
低域側における減衰量が、従来構造での図3に示す特性
例に比べて改善されている。
【0057】本実施の第一形態では、第1ないし第3の
弾性表面波フィルタ素子101、102、103は、各
リフレクタ124、125のストップバンド内において
はほぼ等しい伝送特性が得られている。
【0058】また、第4の弾性表面波フィルタ素子10
4ではリフレクタ126、127のストップバンド内に
おいては第1ないし第3の弾性表面波フィルタ素子10
1、102、103とは位相特性が180°異なり振幅
特性がほぼ等しい伝送特性が得られている。
【0059】これらの第1ないし第4の各弾性表面波フ
ィルタ素子101、102、103、104を実施の第
一形態の様に接続することで、出力側の各平衡端子11
2、113それぞれに位相が逆の信号が導出され、入力
側が不平衡(インピーダンスが例えば50Ω)で、出力
側が平衡(インピーダンスが例えば200Ω)となる弾
性表面波フィルタ装置が得られる。
【0060】第4の弾性表面波フィルタ素子104で
は、弾性表面波を励振するIDT128の向きを、他の
第1ないし第3の弾性表面波フィルタ素子101、10
2、103の各IDT121に対して、弾性表面波の伝
搬方向を対称軸として反転することで伝送位相特性を変
えているため、弾性表面波が励振されない領域では伝送
特性は弾性表面波フィルタ素子101、102、103
と同じになる。よって、各平衡端子112、113で
は、同位相の電気信号は互いに打ち消し合うため、大き
な減衰量を得ることできる。
【0061】リフレクタのストップバンドの外において
も通過帯域の近傍であれば、通過帯域外でも弾性表面波
が励振されている周波数領域が存在する。この周波数領
域においてはリフレクタの本数やduty、ピッチ、膜
厚等により伝送特性が決定されるため、第1ないし第4
の弾性表面波フィルタ素子101、102、103、1
04でリフレクタの構造を同じにしている場合には、各
出力端子での信号は通過帯域内と同様に位相特性が互い
に反転した関係になっており、十分な減衰量が得がたい
状況であった。
【0062】本実施の第一形態では、第1および第2の
弾性表面波フィルタ素子101、102と、第3および
第4の弾性表面波フィルタ素子103、104とでリフ
レクタの本数を変えることでリフレクタのストップバン
ドの外、特に、通過帯域の低域側となる通過帯域外での
電気信号の位相特性を変えている。
【0063】このような構成とすることで従来では位相
特性がほぼ180°異なり、打ち消し合いの効果を全く
得ることができなかった領域においても、部分的に同位
相となるため信号の打ち消し合いの効果を利用し十分な
減衰量を得ることができる。また、リフレクタの本数以
外でもdutyやピッチや膜厚等の変更で位相特性を変
えることでも同様の効果が得られる。
【0064】リフレクタの構造の違いによる減衰量改善
方法として特開平7−131291号公報では縦続接続
された弾性表面波フィルタにおいて、初段目と次段目で
リフレクタのピッチまた本数を変える例が示されてい
る。
【0065】しかし、特開平7−131291号公報で
は振幅特性に着目し初段目と次段目でのスプリアスの周
波数を変えることで減衰量の改善を行っているのに対し
て、本発明では、各平衡端子において互いに振幅が等し
く位相が反転していれば電気信号はキャンセルされると
いう平衡型フィルタの特徴を利用し、位相特性を変える
事で減衰量の改善を行っており原理的に全く異なる。
【0066】次に、本発明の実施の第二形態に係る弾性
表面波フィルタ装置について図4に基づいて説明する。
本実施の第二形態では、前記の実施の第一形態と同一の
機能を有する部材については同一の部材番号を付与し
て、それらの説明を省いた。
【0067】まず、上記弾性表面波フィルタ装置は、圧
電基板上に形成された第1ないし第4の弾性表面波フィ
ルタ素子201〜204を有している。上記弾性表面波
フィルタ装置では、第2の弾性表面波フィルタ素子20
2の中央に配置されたIDT228が第1、第3、第4
の弾性表面波フィルタ素子201、203、204の中
央に配置されたIDT221と逆向きになっている。図
中では圧電基板は省略してある。
【0068】本実施の第二形態は実施の第一形態の構成
の第1ないし第4の弾性表面波フィルタ素子の中央ID
Tの本数を偶数本とすることで得られる。このような構
成においても端子112、113は各平衡端子として機
能する。このため、第1および第2の弾性表面波フィル
タ素子201、202のリフレクタと、第3および第4
の弾性表面波フィルタ素子203、204のリフレクタ
との間で、構造を変え(例えば本数を変更)、通過帯域
外の周波数領域における位相特性を互いに異ならせるこ
とができ、信号の打ち消し合いの効果を利用し十分な減
衰量を得ることができる。
【0069】次に、本発明の実施の第三形態を示す弾性
表面波フィルタ装置について図5に基づいて説明する。
上記弾性表面波フィルタ装置は、圧電基板上に形成され
た第1の弾性表面波フィルタ素子301、302を有し
ている。
【0070】第2の弾性表面波フィルタ素子302は、
その伝送位相特性が第1の弾性表面波フィルタ素子30
1と逆位相つまり約180°異なっている。これは、第
2の弾性表面波フィルタ素子302の中央のIDT32
8が、第1の弾性表面波フィルタ素子301の中央のI
DT121に対し前述と同様に反転して配置されている
ことによる。
【0071】図中では圧電基板は省略してある。また、
本実施の第三形態では、前記の実施の第一形態と同一の
機能を有する部材については同一の部材番号を付与し
て、それらの説明を省いた。
【0072】第1の弾性表面波フィルタ素子301の構
成は、 交差幅 W:115μm IDT対数 第2/第1/第3:12/17/12 IDT ピッチ PI:2.10μm duty(電極被覆率) L/P:0.72 反射器 本数 NR:90本 反射器 ピッチ PR:2.15μm 反射器の膜厚 :345nm である。
【0073】第2の弾性表面波フィルタ素子302の構
成は: 交差幅 W:115μm IDT対数 第2/第1/第3:12/17/12 IDT ピッチ PI:2.10μm duty(電極被覆率) L/P:0.70 反射器 本数 NR:73本 反射器 ピッチ PR:2.15μm 反射器の膜厚 :345nm 基板:LiTaO3 である。
【0074】本実施の第三形態の構成では、第1の弾性
表面波フィルタ素子301と第2の弾性表面波フィルタ
素子302ではリフレクタのストップバンド内において
は位相特性が180°異なり、かつ振幅特性がほぼ等し
い伝送特性が得られる。
【0075】これらの第1および第2の弾性表面波フィ
ルタ素子301、302を本実施の第三形態の様に互い
に接続することで入力側が不平衡で、出力側が平衡とな
る弾性表面波フィルタ装置が得られる。
【0076】リフレクタのストップバンドの外の通過帯
域極近傍であれば弾性表面波が励振されている周波数領
域が存在する。この周波数領域においてはリフレクタの
本数、duty、ピッチ、膜厚等により伝送特性が決定
される。
【0077】このため、第1および第2の弾性表面波フ
ィルタ素子301、302でリフレクタの構造を同じに
設定している場合には、各出力端子となる各平衡端子で
の電気信号の位相特性は通過帯域内と同様に互いに反転
した関係になっており十分な減衰量が得がたい状況であ
った。
【0078】本実施の第三形態では、第1の弾性表面波
フィルタ素子301と、第2の弾性表面波フィルタ素子
302とでリフレクタの本数を変えることで、リフレク
タのストップバンド外の周波数領域、特に通過帯域の低
域側の通過帯域外での電気信号の位相特性を変え、各平
衡端子での電気信号の打ち消し合いの効果を利用するこ
とにより、通過帯域外において、特に通過帯域外の通過
帯域近傍においても十分な減衰量を得ることができる。
【0079】次に、本発明の実施の第四形態に係る弾性
表面波フィルタ装置について図6に基づいて説明する。
本実施の第四形態では、上記実施の第三形態の第1およ
び第2の弾性表面波フィルタ素子301、302の各入
出力端子のそれぞれに以下に示す弾性表面波共振子40
3をそれぞれ接続している。弾性表面波共振子403の
構成は、以下に示す通り、 交差幅 :80μm IDT対数 :90対 IDT ピッチ PI:2.10μm duty(電極被覆率)L/P:0.65 反射器 本数 NR:30本 反射器 ピッチ PR:2.10μm 基板:LiTaO3 である。
【0080】本実施の第四形態に係る弾性表面波フィル
タ装置では、上記各弾性表面波共振子403を第1およ
び第2の弾性表面波フィルタ素子301、302に対し
それぞれ接続することで通過帯域外の減衰量を改善でき
る。
【0081】本実施の第四形態は実施の第三の構造に弾
性表面波共振子403を付加した構造になっている。弾
性表面波フィルタ素子401、402は実施の第三形態
と同じであり、帯域外のストップバンド外の周波数領
域、特に通過帯域の低域側となる通過帯域外での電気信
号の位相特性を変え、各平衡端子における電気信号の打
ち消し合いを起き易くすることで十分な減衰量を得るこ
とができる。
【0082】さらに、弾性表面波共振子403は通過帯
域内で共振点を有し、通過帯域帯域外に反共振点を備え
るため帯域内ロスを増大させることなく特定の周波数で
の減衰量を効果的に大きくできる。
【0083】なお、上記では、複数の弾性表面波フィル
タ素子を用いた各例を挙げたが、それらに限定されるこ
とはなく、例えば、一つの第4の弾性表面波フィルタ素
子104のみを用いても同様に平衡−不平衡変換機能を
有すると共に、それらの各リフレクタの構造を前述のよ
うに互いに異なるように設定して、スプリアスレベルを
低減することが可能となる。
【0084】また、上記では、少なくとも一つの弾性表
面波フィルタ素子を逆位相に設定するために、一つのI
DTの配置を逆向きに設定した例を挙げたが、それに限
定されることはなく、例えば、一つのIDT−IDTの
間隔を、他のIDT−IDTの間隔に対し約0.5λ分
異ならせて、用いる弾性表面波フィルタ素子を、他の弾
性表面波フィルタ素子に対し逆位相に設定してもよい。
【0085】さらに、上記では、不平衡端子を入力側
に、平衡端子を出力側に設定した例を挙げたが、それら
が逆、つまり平衡端子を入力側に、不平衡端子を出力側
に設定してもよい。
【0086】次に、本発明の実施の第五形態である、上
記実施の第一ないし第四形態に記載の弾性表面波フィル
タ装置の何れかを用いた通信装置について図7に基づき
説明する。
【0087】図7に示すように、上記通信装置600
は、受信を行うレシーバ側(Rx側)として、アンテナ
601、アンテナ共用部/RFTopフィルタ602、
アンプ603、Rx段間フィルタ604、ミキサ60
5、1stIFフィルタ606、ミキサ607、2nd
IFフィルタ608、1st+2ndローカルシンセサ
イザ611、TCXO(temperature compensated crys
tal oscillator(温度補償型水晶発振器))612、デ
バイダ613、ローカルフィルタ614を備えて構成さ
れている。
【0088】Rx段間フィルタ604からミキサ605
へは、図7に二本線で示したように、バランス性を確保
するために各平衡信号にて送信することが好ましい。
【0089】また、上記通信装置600は、送信を行う
トランシーバ側(Tx側)として、上記アンテナ601
および上記アンテナ共用部/RFTopフィルタ602
を共用するとともに、TxIFフィルタ621、ミキサ
622、Tx段間フィルタ623、アンプ624、カプ
ラ625、アイソレータ626、APC(automaticpow
er control (自動出力制御))627を備えて構成さ
れている。
【0090】そして、上記のRx段間フィルタ604、
1stIFフィルタ606、TxIFフィルタ621、
Tx段間フィルタ623には、上述した本実施の第一な
いし第四形態に記載の弾性表面波フィルタ装置が好適に
利用できる。
【0091】本発明に係る弾性表面波フィルタ装置は、
フィルタ機能と共に平衡−不平衡変換機能を備え、その
上、通過帯域外、特に通過帯域外の通過帯域の低域側に
おいて減衰量が大きいという優れた特性を有するもので
ある。よって、上記弾性表面波フィルタ装置を有する本
発明の通信装置は、複合化された機能を有する上記弾性
表面波フィルタ装置を用いたことにより、構成部品数を
低減できて小型化できると共に、伝送特性(通信特性)
を向上できるものとなっている。
【0092】
【発明の効果】本発明の弾性表面波フィルタ装置は、以
上のように、圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿
って形成された複数のIDTおよびリフレクタを備えた
弾性表面波フィルタ素子が、平衡−不平衡変換機能を有
するように設けられ、上記各リフレクタの内、少なくと
も一つが、他のリフレクタと電極指の、本数、ピッチ、
dutyおよび膜厚の内少なくとも一つにて相違してい
る構成である。
【0093】それゆえ、上記構成は、各リフレクタの
内、少なくとも一つを、他のリフレクタと電極指の、本
数、ピッチ、dutyおよび膜厚の内少なくとも一つに
相違させたことにより、通過帯域外において、特に通
過帯域外の通過帯域近傍の不要スプリアスの発生を低減
できるため、一段構成においても比較的容易に必要な減
衰量を得ることができる。
【0094】よって、上記構成では、通過帯域外、特に
低域側での減衰量が大きく、低損失で、かつ入出力イン
ピーダンスの相異なる平衡−不平衡入出力弾性表面波フ
ィルタ装置を得ることができるという効果を奏する。
【0095】本発明の通信装置は、以上のように、上記
弾性表面波フィルタ装置を有する構成である。
【0096】それゆえ、上記構成は、通過帯域外、特に
低域側での減衰量が大きく、低損失といった優れた伝送
特性を備えた弾性表面波フィルタ装置を有するので、優
れた通信特性を発揮できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第一形態に係る弾性表面波フィ
ルタ装置の概略構成図である。
【図2】上記弾性表面波フィルタ装置における、各周波
数に対する伝送特性を示すグラフである。
【図3】従来の弾性表面波フィルタ装置における、各周
波数に対する伝送特性を示すグラフである。
【図4】本発明の実施の第二形態に係る弾性表面波フィ
ルタ装置の概略構成図である。
【図5】本発明の実施の第三形態に係る弾性表面波フィ
ルタ装置の概略構成図である。
【図6】本発明の実施の第四形態に係る弾性表面波フィ
ルタ装置の概略構成図である。
【図7】本発明の通信装置の要部ブロック図である。
【図8】従来の弾性表面波フィルタ装置の概略構成図で
ある。
【符号の説明】
101 弾性表面波フィルタ素子 102 弾性表面波フィルタ素子 103 弾性表面波フィルタ素子 104 弾性表面波フィルタ素子 121 IDT(くし型電極部) 122 IDT(くし型電極部) 123 IDT(くし型電極部) 124 リフレクタ 125 リフレクタ 126 リフレクタ 127 リフレクタ 128 IDT(くし型電極部)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−32462(JP,A) 特開 平7−283689(JP,A) 独国特許出願公開19818038(DE,A 1) 国際公開01/13514(WO,A1) G.Endoh,M.Ueda,O. Kawachi and Y.Fuji wara,High Performa nce Balanced Type SAW Filters in the Range of 900MHz an d 1.9GHz,1997 IEEE U LTRASONICS SYMPOSI UM,1997年,41−44 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 9/64 H03H 9/145

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿
    って形成された複数のくし型電極部および上記各くし型
    電極部からの各弾性表面波をそれぞれ上記各くし型電極
    部に反射するためのリフレクタを備えた弾性表面波フィ
    ルタ素子が、平衡−不平衡変換機能を有するように設け
    られ、 上記各リフレクタの内、少なくとも一つが、他のリフレ
    クタと電極指の、本数、ピッチ、dutyおよび膜厚の
    内少なくとも一つにて相違していることを特徴とする弾
    性表面波フィルタ装置。
  2. 【請求項2】圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿っ
    て形成された複数のくし型電極部およびそれらの両側に
    配置されたリフレクタを備えた第1の弾性表面波フィル
    タ素子と、 圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された
    複数のくし型電極部およびそれらの両側に配置されたリ
    フレクタを備え、第1の弾性表面波フィルタ素子に対し
    伝送位相特性が逆位相となっている第2の弾性表面波フ
    ィルタ素子と、第1、第2の弾性表面波フィルタ素子の
    それぞれ一方の端子を電気的に並列接続した不平衡端子
    と、 第1、第2の弾性表面波フィルタ素子のそれぞれ他方の
    端子を電気的に直列接続した平衡端子とを有している弾
    性表面波フィルタ装置において、 第1の弾性表面波フィルタ素子のリフレクタの構造と第
    2の弾性表面波フィルタ素子のリフレクタの構造とが互
    いに異なっていることを特徴とする弾性表面波フィルタ
    装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の弾性表面波フィルタ装置に
    おいて、 第1の弾性表面波フィルタ素子および第2の弾性表面波
    フィルタ素子の各リフレクタは、それらの電極指の、本
    数、ピッチ、dutyおよび膜厚の内少なくとも一つが
    互いに異なっていることを特徴とする弾性表面波フィル
    タ装置。
  4. 【請求項4】圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿っ
    て形成された複数のくし型電極部およびそれらの両側に
    配置されたリフレクタを備えた第1〜3の弾性表面波フ
    ィルタ素子と、 圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された
    複数のくし型電極部とそれらの両側に配置されたリフレ
    クタを備え、第1〜3の弾性表面波フィルタ素子に対し
    伝送位相特性が逆位相となっている第4の弾性表面波フ
    ィルタ素子と、第1の弾性表面波フィルタ素子と第2の
    弾性表面波フィルタ素子を縦続接続した第1のグルー
    プ、および、第3の弾性表面波フィルタ素子と第4の弾
    性表面波フィルタ素子を縦続接続した第2のグループの
    それぞれ一方の端子を電気的に並列接続した不平衡端子
    と、 上記第1のグループおよび第2のグループのそれぞれ他
    方の端子を電気的に直列接続した平衡端子とを有してい
    る弾性表面波フィルタ装置において、 第1〜4の弾性表面波フィルタ素子の内少なくとも1つ
    の弾性表面波フィルタ素子のリフレクタの構造が他の弾
    性表面波フィルタ素子のリフレクタの構造と異なってい
    ることを特徴とする弾性表面波フィルタ装置。
  5. 【請求項5】請求項4記載の弾性表面波フィルタ装置に
    おいて、 第1のグループのリフレクタの構造と、第2のグループ
    のリフレクタの構造とが互いに異なっていることを特徴
    とする弾性表面波フィルタ装置。
  6. 【請求項6】請求項4または5記載の弾性表面波フィル
    タ装置において、 リフレクタにおける電極指の本数、ピッチ、dutyお
    よび膜厚の内少なくとも一つを互いに異ならせることに
    より、リフレクタの構造を異ならせたことを特徴とする
    弾性表面波フィルタ装置。
  7. 【請求項7】請求項1ないし6の何れかに記載の弾性表
    面波フィルタ装置を有することを特徴とする通信装置。
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