JP3840575B2 - 共振子型弾性表面波フィルタ - Google Patents
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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フィルタ（以下、ＳＡＷフィルタと称す）に関し、特に通過帯域幅を広帯域化したＳＡＷフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＳＡＷフィルタは通信分野で広く利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を有することから特に携帯電話機等に多く用いられている。ＳＡＷフィルタの中で共振子型ＳＡＷフィルタの特徴の一つは挿入損失が小さいことであり、携帯電話機等のＲＦフィルタに適している。欧州の１．８ＧＨｚ携帯電話システム（ＤＣＳ）の送信用ＲＦフィルタでは、１７１０ＭＨｚから１７８５ＭＨｚまでを通過帯域（７５ＭＨｚ）とする広帯域なフィルタ特性が要求されている。
例えば、圧電基板に３６度回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３（36°Y X LiTaO3）を用いた共振子型ＳＡＷフィルタでは温度特性、経年変化、製造時のバラツキ等を考慮すると、上記帯域幅は９０ＭＨｚ以上あることが望ましい。そこで、広帯域に適したフィルタとして縦結合の１次と３次モードを利用した１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ（以下、二重モードＳＡＷフィルタと称す）が知られており、このＲＦフィルタを試作すべく検討することにした。
【０００３】
図２６は二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す平面図であって、圧電基板２０の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って、３つのＩＤＴ電極２１、２２、２３を近接配置すると共にこれらの両側にグレーティング反射器（以下、反射器と称す）２４ａ、２４ｂを配設する。ＩＤＴ電極２１、２２、２３はそれぞれ互いに間挿し合う一対のくし形電極より構成され、ＩＤＴ電極２２、２３の一方のくし形電極同士を接続して入力端子ＩＮに接続し、他方のくし形電極をそれぞれ接地する。さらに、ＩＤＴ電極２１の一方のくし形電極を出力端子ＯＵＴに接続すると共に他方のくし形電極を接地して二重モードＳＡＷフィルタを構成する。この二重モードＳＡＷフィルタでは、中央のＩＤＴ電極２１と両側のＩＤＴ電極２２、２３との相隣接する電極指の中心間間隔Ｌをほぼλ／４（λは電極周期）とすることにより最大の帯域幅が得られることが知られている。正規型ＩＤＴ電極であって電極指幅とスペース幅が等しい場合、隣接電極指の中心間間隔Ｌをλ／４に設定すると電極指同士が接触することになる。そこで例えば、両外側のＩＤＴ電極２２、２３の中央ＩＤＴ電極２１側の最外側電極指をそれぞれのバスバーから切り離し、中央のＩＤＴ電極２１のバスバーに接続する如く構成することにより、図２６に示すように、中央ＩＤＴ電極２１の最外側の電極指を幅広とするのが一般的である。
【０００４】
図２７は圧電基板に36°Y X LiTaO3を用い、ＩＤＴ電極２１の電極対数を１５．５対、ＩＤＴ電極２２、２３の電極対数をそれぞれ１０．５対、交叉幅６０λ、反射器２４ａ、２４ｂの本数をそれぞれ２００本、電極膜厚を０．１８μmとして構成した二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性αと位相特性βである。なお、フィルタを広帯域化するために特開平１１−２５１８６８に開示された手法、即ちＩＤＴ電極のライン占有率（電極指幅とスペース幅の和に対する電極幅の比）を０．７として反射器のライン占有率０．５より大きくする手法を用いた。しかし、図２７から４ｄＢの帯域幅は８９．８９ＭＨｚとなり、望ましい帯域幅９０ＭＨｚを満たしていないことが明らかとなった。
【０００５】
図２８は通過帯域を広げるべく図２７に用いた諸定数の中、交叉幅Ｗを３０λとした場合のフィルタ特性αと位相特性βである。４ｄＢの帯域幅は目標を満足する９０．６ＭＨｚと広くなったものの、電圧定在波比（ＶＳＷＲ、電圧の最大値と最小値との比）が図２９に実線αで示すように劣化し、要求規格（３．５）を満たさないことが明らかになった。なお、破線βは交叉幅が６０λである図２３に示した二重モードＳＡＷフィルタのＶＳＷＲである。
【０００６】
そこで、通過帯域幅９０ＭＨｚ以上という広帯域フィルタを実現するべく、特開平１−２３６８０９に開示されている２ポートＳＡＷ共振子と１ポートＳＡＷ共振子とを並列接続した共振子型ＳＡＷフィルタを検討することにした。この共振子型ＳＡＷフィルタは、２ポートＳＡＷ共振子と１ポートＳＡＷ共振子とを併置し、入力の位相に対して２ポートＳＡＷ共振子の出力が逆相（１８０°）となるように、１ポートＳＡＷ共振子の出力が同相になるように並列接続したものである。電気的等価回路としては格子型回路となり、適当な終端を施すことによりフィルタを構成するタイプの共振子型ＳＡＷフィルタである。
図３０（ａ）はその具体例を示す図であって、圧電基板３０の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って２つのＩＤＴ電極３１、３２を近接配置すると共に、それらの両側に反射器３３ａ、３３ｂを配設して２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２を形成する。ＩＤＴ電極３１、３２はそれぞれ互いに間挿し合う複数の電極指を有する一対のくし形電極からなり、ＩＤＴ電極３１、３２のそれぞれ一方のくし形電極を入力端子ＩＮ及び出力端子ＯＵＴに接続し、他方のくし形電極をそれぞれ接地する。そして、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとの間に１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を接続して、共振子型ＳＡＷフィルタを構成する。なお、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２におけるＩＤＴ電極３１、３２の相隣接する電極指の中心間間隔をＬとする。
【０００７】
図３０（ｂ）は１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の構成を示す平面図であって、圧電基板３４の主表面上に表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極３５とその両側に反射器３６ａ、３６ｂとを配置して構成する。図３０（ａ）に示す共振子型ＳＡＷフィルタの通過帯域幅は、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の共振周波数ｆ１と２ポートＳＡＷ共振子の共振周波数ｆ２との差（ｆ１−ｆ２）によって決まる。なお、図３０（ａ）では１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を、記号を用いて表しているが、同一圧電基板３０上に２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２と併置して１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を構成するのが一般的である。
【０００８】
上記共振子型ＳＡＷフィルタを構成する場合、２ポート共振子Ｐ２のインピーダンスは一般的に高くなるので、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１のインピーダンスを２ポート共振子Ｐ２のインピーダンスに整合するように構成する必要がある。図３１は１ポートＳＡＷ共振子のインピーダンスを高めるために、５つの１ポートＳＡＷ共振子Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３、Ｓｒ４、Ｓｒ５をそれぞれ直列接続して複合１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を構成した例である。
【０００９】
上記共振子型ＳＡＷフィルタに用いる１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２のそれぞれの伝送特性と位相特性、および共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性をシミュレーションによって求めた。共振周波数を１７５６．０２ＭＨｚとし、圧電基板に36°Y X LiTaO3を用い、ＩＤＴ電極３５の対数を１２０対、交叉幅Ｗを１０λ、反射器３６ａ、３６ｂの本数をそれぞれ８０本、アルミニウム合金の電極膜厚Ｈを０．１８μmに設定した１ポートＳＡＷ共振子を、図３１に示すように５個直列接続した複合１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の伝送特性Ａと位相特性Ｂを図３２に示す。
そして、図３３は図３２と同一圧電基板、電極膜厚を用い、ＩＤＴ電極３１、３２の電極対数を共に１８対、交叉幅を８０λ、反射器３３ａ、３３ｂの本数を２００本、電極指中心間間隔Ｌを０．２５λ（λはＩＤＴ電極の電極周期）に設定した場合の２ポート共振子Ｐ２の伝送特性Ａと位相特性Ｂである。
【００１０】
図３４は図３２、３３にそれぞれ示した複合１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１と、２ポート共振子Ｐ２とを用いて構成した共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性αと位相特性βである。しかし、図３４に示すフィルタ特性では、挿入損失が４ｄＢとなる周波数の帯域幅が５９．７５ＭＨｚとなり、ＤＣＳ用ＲＦフィルタに適用できない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図３５は通過帯域幅を広げ９０ＭＨｚ以上とするべく、複合１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の共振周波数ｆ１を２０ＭＨｚ程高めて、広帯域化を試みた共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性αと位相特性βとを示す図である。
【００１２】
しかしながら、図３０（ａ）に示すような２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２と、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１とを並列接続して構成した共振子型ＳＡＷフィルタにおいては、図３５のフィルタ特性αから明らかなように、通過域に大きなリップルＳＰが発生しており、欧州ＤＣＳ送信用ＲＦフィルタの要求通過帯域幅（９０ＭＨｚ以上が望ましい）を満たすことができないという問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、欧州ＤＣＳの送信用ＲＦフィルタの規格を満たす広帯域な共振子型ＳＡＷフィルタ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】
上記目的を達成するために本発明に係る共振子型弾性表面波フィルタの請求項１記載の発明は、圧電基板の主表面上に３つのＩＤＴ電極とこれらの両側にグレーティング反射器とを配置すると共に、中央のＩＤＴ電極の一方のくし形電極を第１の端子とし、両側の２つのＩＤＴ電極のそれぞれ一方の側のくし形電極を接続して第２の端子とし、他のくし形電極をそれぞれ接地して形成した２ポート弾性表面波共振子と、ＩＤＴ電極とその両側に配置したグレーティング反射器からなる１ポート弾性表面波共振子とを互いに並列を接続したものであって、入力の位相に対して２ポート弾性表面波共振子の出力が逆相となり、１ポート弾性表面波共振子の出力が同相であることを特徴とする共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項２記載の発明は、前記１ポート弾性表面波共振子を複数の１ポート表面波共振子から構成したことを特徴とする請求項１記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項３記載の発明は、前記２ポート弾性表面波共振子の中央のＩＤＴ電極と両側のＩＤＴ電極との相隣接する電極指の中心間間隔Ｌを、λ／４≦Ｌ＜λ／２（λはＩＤＴ電極周期）を満たすように設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項４記載の発明は、前記２ポート弾性表面波共振子の中央のＩＤＴ電極の最外側の電極指、あるいは両側のＩＤＴ電極の最内側の電極指を幅広に形成したことを特徴とする請求項１乃至３に記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項５記載の発明は、前記２ポート弾性表面波共振子の３つのＩＤＴ電極のライン占有率をグレーティング反射器のそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項１乃至４に記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項６記載の発明は、前記２ポート弾性表面波共振子の中央のＩＤＴ電極と両側のＩＤＴ電極との相隣接する電極指の中心間間隔ＬをＩＤＴ電極の電極周期λの１／２とすると共に、相隣接する電極指の一方を入力あるいは出力に、他方の電極指を接地したことを特徴とする請求項１に記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項７記載の発明は、前記１ポート弾性表面波共振子を２分割すると共にこれらを直列接続したことを特徴とする請求項１乃至６記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７に記載の共振子型弾性表面波フィルタの入力あるいは出力に直列に少なくとも１個の１ポート弾性表面波共振子を接続したことを特徴とする共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８に記載の共振子型弾性表面波フィルタの入力あるいは出力に並列に少なくとも１個の１ポート弾性表面波共振子を接続したことを特徴とする共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項１０記載の発明は、前記２ポート弾性表面波共振子のＩＤＴ電極にミドルグレーティングを形成したことを特徴とする請求項１、２、５、７、８、９のいずれかに記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項１１記載の発明は、前記２ポート弾性表面波共振子の中央のＩＤＴ電極と両側のＩＤＴ電極との隣接部の電極周期が他の部分の電極周期より小さくしたことを特徴とする請求項１、２、５、７、８、９のいずれかに記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項１２記載の発明は、圧電基板の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極とこれらの両側にグレーティング反射器とを配置した２ポートＳＡＷ共振子を形成すると共に、一つのＩＤＴ電極とグレーティング反射器とからなる２つの１ポートＳＡＷ共振子を、前記２ポートＳＡＷ共振子を挟むようにそれぞれ配設し、前記２ポートＳＡＷ共振子の中央ＩＤＴ電極を構成する各バスバーと前記１ポートＳＡＷ共振子の２ポートＳＡＷ共振子側のバスバーとをそれぞれ一体化し、該２本のバスバーと２つの入力端子ＩＮ１、２とをそれぞれ接続すると共に、前記２ポートＳＡＷ共振子の外側のＩＤＴ電極を構成する少なくとも一方のバスバーと前記１ポートＳＡＷ共振子の外寄りのバスバーとを圧電基板上に形成したリード電極にてそれぞれ接続し、これらをそれぞれ２つの出力端子ＯＵＴ１、２に接続して構成したことを特徴とする平衡型の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項１３記載の発明は、前記２ポートＳＡＷ共振子の外側のＩＤＴ電極のうち１ポートＳＡＷ共振子と接続されていないバスバーを接地したことを特徴とする請求項１２に記載の平衡型の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項１４記載の発明は、圧電基板の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極とこれらの両側にグレーティング反射器とを配置して２ポートＳＡＷ共振子を形成すると共に、該２ポートＳＡＷ共振子と並行してＩＤＴ電極とグレーティング反射器とからなる１ポートＳＡＷ共振子を配設し、前記２ポートＳＡＷ共振子の中央ＩＤＴ電極の１ポートＳＡＷ共振子側のバスバーと前記１ポートＳＡＷ共振子の２ポートＳＡＷ共振子側のバスバーとを一体化し、該バスバーと入力端子ＩＮとを接続し、前記２ポートＳＡＷ共振子の外側のＩＤＴ電極の１ポートＳＡＷ共振子側のバスバーと前記１ポートＳＡＷ共振子の外側のバスバーとを圧電基板上に形成したリード電極にて接続し、これを出力端子ＯＵＴに接続して構成する共振子型ＳＡＷフィルタを同一の圧電基板上に２組み形成したことを特徴とする平衡型の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項１５記載の発明は、圧電基板の主面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極とそれらの両側にグレーティング反射器とを配置して形成した１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタと請求項１２に記載の共振子型ＳＡＷフィルタとを縦続接続して構成したことを特徴とする平衡型の共振子型弾性表面波フィルタである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタの構成を示す平面図であって、圧電基板上に３つのＩＤＴ電極と反射器とからなる２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２と、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１とを配置し、入力に対して２ポートＳＡＷ共振子の出力が逆相（１８０°）となるように、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の出力が同相（０°）になるようにし、これらを並列接続して構成した共振子型ＳＡＷフィルタである。即ち、圧電基板（図示せず）の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極１、２、３を近接配置すると共に、これらの両側に反射器４ａ、４ｂを配設する。ＩＤＴ電極１、２、３はそれぞれ互いに間挿し合う一対のくし形電極からなり、両側のＩＤＴ電極２、３の一方のくし形電極を接続し、これと入力端子ＩＮとを接続し、他のくし形電極はそれぞれ接地する。そして、中央のＩＤＴ電極１の一方のくし形電極と出力端子ＯＵＴとを接続すると共に、他方のくし形電極を接地して２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２を構成する。さらに、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとの間に１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を並列接続して共振子型ＳＡＷフィルタを構成する。
なお、図１においては中央のＩＤＴ電極１と両側のＩＤＴ電極２、３の相隣接する電極指の中心間間隔を０．２５λに設定したため、中央のＩＤＴ電極１の最外側の電極指が幅広となっているが、幅広の電極指は必ずしもＩＤＴ電極１の最外側のみに形成する必要はなく、ＩＤＴ電極２、３のそれぞれ最内側に形成しても効果は同様である。
また、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１はＩＤＴ電極１、２、３が形成する２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２と同一圧電基板上に形成した方が小型化、低コスト化等で望ましい。
【００１５】
図１に示す２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２では、電極指の中心間間隔Ｌを０．２５λとし、ＩＤＴ電極２（ＩＤＴ電極３）の最内側の電極指を入力端子に、ＩＤＴ電極１の最外側の幅広の電極指を接地しているために、３次モード（共振周波数ｆ３）を励起し、しかも入力に対し出力が逆相（１８０°）で動作するように設定している。そして、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１（周波数ｆｒ）では入力に対し出力が同位相となるようにして、これらを並列接続することにより、その電気的等価回路は格子型回路となり、通過帯域幅はほぼ（ｆｒ−ｆ３）となる。このとき、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２は同時に１次モードを励起することになるが、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の共振周波数ｆｒ近傍に現れることになる。
【００１６】
図２は、36°Y X LiTaO3基板上にＩＤＴ電極の対数を５０対、交叉幅１０λ、反射器の本数をそれぞれ１５０本、アルミニウム合金の電極膜厚Ｈを０．１８μmとした１ポートＳＡＷ共振子１５個を直列接続して構成した複合１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の伝送特性Ａと、その位相特性Ｂとを示す図である。
図３に示す実線αは、圧電基板に36°Y X LiTaO3を用い、ＩＤＴ電極１の電極対数を１５．５対、ＩＤＴ電極２、３の電極対数をそれぞれ１０．５対、交叉幅３０λ、反射器４ａ、４ｂの本数をそれぞれ２００本、電極膜厚を０．１８μmとして構成した２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２と、図２に示した１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１とを並列接続して構成した共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性αである。なお、破線βで示すフィルタ特性は図３１に示した従来の共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。また、図中に示す斜線はそれぞれ通過域規格と減衰域規格を示している。
【００１７】
図４は、図３に示した２つの共振子型ＳＡＷフィルタの通過域を拡大して示したもので、実線αが本発明に係る共振型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性、破線βは従来の共振子型ＳＡＷフィルタの通過域特性である。図中に示す斜線はそれぞれ通過域規格と減衰域規格を示している。図３、４より４ｄＢの帯域幅は９１．３６ＭＨｚと要求規格を満たしていることが判明した。また、図３より明らかなように通過域の近傍の低域及び高域において減衰量が大幅に改善されていることが分かる。
図５は本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタの入力側から測定したＶＳＷＲ（実線α）と、図３１に示した従来の共振子型ＳＡＷフィルタのＶＳＷＲ（破線β）とを比較した図である。この図から明らかなように、本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタはＶＳＷＲの要求規格（３．５）を満たしている。
【００１８】
図６は本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性（実線α）と、図２４に示した二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性（破線β）とを比較する図である。図７は図６に示した２つのＳＡＷフィルタの通過帯域を拡大して示した図であって、帯域幅はいずれも９０ＭＨｚ以上という目標を満足しているが、本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタの方が図２４に示した二重モードＳＡＷフィルタよりも挿入損失が０．４ｄＢ程改善されている。
図８は本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタの出力側から測定したＶＳＷＲ（実線α）と、図２５に示した二重モードＳＡＷフィルタのＶＳＷＲ（破線β）とを比較する図である。この図から明らかのように、本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタは、入力側、出力側から測定しても通過帯域内において、ＶＳＷＲ（３．５）の規格を満たしていることが分かる。
【００１９】
図９は第２の実施例の形態を示す平面図であって、この実施例において電極指の中心間間隔Ｌを０．２５λ＜Ｌ＜０．５λとすることにより、２ポートＳＡＷ共振子を３次モードで励振し、中央のＩＤＴ電極１’と両側のＩＤＴ電極２’、３’との相隣接する電極指ア、イ、ウ、エをそれぞれ接地するように構成して入力に対して出力の位相を逆相で動作させるようにしたものである。そして、入出力間に同相で動作する１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を接続することにより、共振子型ＳＡＷフィルタを構成することができる。
【００２０】
図１０は第３の実施例の形態を示す平面図であって、ＩＤＴ電極５、６、７で構成する２ポートＳＡＷ共振子の中央のＩＤＴ電極５と両側のＩＤＴ電極６、７との相隣接する電極指の中心間間隔Ｌを０．５λに設定し、中央ＩＤＴ電極５の両側のＩＤＴ電極６、７に隣接する電極指５ｅにつながるくし形電極を出力端子に接続し、他のくし形電極を接地する。さらに、両側のＩＤＴ電極６、７の最内側の電極指６ｅ、７ｅにつながるくし形電極をそれぞれ接地すると共に、他のくし形電極を接続して入力端子に接続する。そして、入出力間に１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を並列接続することにより、共振子型ＳＡＷフィルタを構成する。
この共振子型ＳＡＷフィルタの動作は、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２を１次モード（共振周波数ｆ１）で励振させると共に、出力を入力に対して逆相（１８０°）で動作させ、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１（共振周波数ｆｒ）を同相で動作させることにより、共振子型フィルタを構成している。通過帯域幅はほぼ（ｆｒ−ｆ１）となる。
図１１は、周波数を１７８６．５５ＭＨｚとし、36°Y X LiTaO3基板上にＩＤＴ電極の電極対数を５０対、交叉幅Ｗを１０λ、反射器の本数をそれぞれ１５０本、アルミニウム合金の電極膜厚Ｈを０．１８μmに設定した１ポートＳＡＷ共振子を３個直列接続して構成した複合１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の伝送特性Ａと位相特性Ｂである。また、図１２は、図１０に示した電極パターンを用い、36°Y X LiTaO3基板上に中央のＩＤＴ電極５の電極対数を１０．５対、両側のＩＤＴ電極６、７の電極対数をそれぞれ７．５対、交叉幅Ｗを７０λ、電極指中心間間隔Ｌを０．５λ、反射器の本数をそれぞれ２００本、アルミニウム合金の電極膜厚Ｈを０．１８μmに設定した２ポート共振子Ｐ２の伝送特性Ａと位相特性Ｂを示す図である。
【００２１】
図１３に示す実線αは、図１１に示した複合１ポートＳＡＷ共振子と、図１２に示した２ポートＳＡＷ共振子とを図１０に示すように構成した共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。破線βは図３の実線αに示した第１の実施例の共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。また、図１４は図１３に示したそれぞれのフィルタの通過域特性を拡大表示したものである。図１０に示した共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性は、全体的に減衰量が劣化しているものの、通過域近傍の高域側の急峻度が増していることが分かる。
図１５は、第３の実施例のＶＳＷＲを実線αで示し、第１の実施例のＶＳＷＲを破線βで示している。この図から分かるように第３の実施例の電極指中心間間隔Ｌを０．５λとした共振子型ＳＡＷフィルタのＶＳＷＲの方が中心間間隔Ｌを０．２５λとしたものよりＶＳＷＲに関しては優れていることが判明した。
【００２２】
１ポートＳＡＷ共振子と、３つのＩＤＴ電極からなる２ポートＳＡＷ共振子とから構成する共振子型ＳＡＷフィルタでは、２ポートＳＡＷ共振子にインピーダンスに整合させるために、１ポートＳＡＷ共振子のインピーダンスを高める必要がある。そのために１ポートＳＡＷ共振子を複数個直列接続すると圧電基板の表面積が大きくなるという欠点があった。そこで、これを改善するために図１６に示すようにＩＤＴ電極９の一方のバスバーをほぼ中央で切断し、切断したそれぞれのバスバーを入力端子及び出力端子とすることにより、インピーダンスを約４倍にした１ポートＳＡＷ共振子を構成することができる。図１７は図１６に示した１ポートＳＡＷ共振子と一般的な１ポートＳＡＷ共振子１０とを直列接続することにより、５倍のインピーダンスを有する１ポートＳＡＷ共振子を構成した例である。
【００２３】
図１８は第４の実施例の形態を説明する図であって、図１に示した共振子型ＳＡＷフィルタの通過域近傍の減衰量を改善するために、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１２を図１で示した共振子型ＳＡＷフィルタの入力側に直列接続したものである。
図１９は第５の実施例の形態を説明する図であって、図１に示した共振子型ＳＡＷフィルタの通過域近傍の減衰量を改善するために、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１２を図１で示した共振子型ＳＡＷフィルタの入力側と接地との間に挿入したものである。
【００２４】
図２０は第６の実施例の形態を説明する図であって、図９に示した第２の実施例の２ポートＳＡＷ共振子における中央のＩＤＴ電極１’と、両側のＩＤＴ電極２’、３’との隣接する部分の電極指をミドルグレーティングで置換して、中央のＩＤＴ電極１１と両側のＩＤＴ電極１２、１３とを形成し、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２を形成した例である。この２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２の入出力間に１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を並列接続して共振子型ＳＡＷフィルタを構成する。特開平１−２１２０１５には縦１次モードと２次モードを用いた１次−２次縦結合二重モードＳＡＷフィルタのＩＤＴ電極間にミドルグレイティングを配した例が示されているが、ミドルグレーティングを用いるところは類似するものの、本発明は上記の例のように２つのモードを振動的に結合させて帯域幅を決めているのではなく、２つの位相が互いに１８０度異なる１ポートＳＡＷ共振子と、２ポートＳＡＷ共振子とを電気的に接続して構成した共振子型ＳＡＷフィルタである。この共振子型ＳＡＷフィルタの特徴は、ＩＤＴ電極の隣接する部分において表面波がバルク波へ変換する割合が小さくなるため、フィルタの挿入損失が小さくなるという特徴がある。
【００２５】
図２１は第７の実施例の形態を説明する図であって、図９に示した第２の実施例の共振子型ＳＡＷフィルタにおける中央のＩＤＴ電極１と、両側のＩＤＴ電極２、３との隣接する部分の電極周期λ２を他の部分の電極周期λ１より小さくするように、中央のＩＤＴ電極１５と両側のＩＤＴ電極１６、１７を形成し、共振子型ＳＡＷフィルタを構成したものである。即ち、図２１に示すＡ部の電極周期λ１は２ポートＳＡＷ共振子の周波数を決めるべく設定し、Ｂ部の電極周期λ２はλ２＜λ１とすることによって、中央のＩＤＴ電極の最外側に幅広の電極指を形成した場合に比べて、隣接部における著しい表面波の不連続性が解消されて、放射バルク波を軽減することができるため、フィルタの挿入損失が改善される。その上、中央のＩＤＴ電極の最外側に幅広の電極指を設けた場合と同様な効果があることが分かった。
【００２６】
図２２は第８の実施例の形態を説明する図であって、入出力とも平衡型とした例である。圧電基板（図示しない）上に表面波の伝搬方向に沿って２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２と、２つの１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａ、Ｐ１ｂとを併置すると共に、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２における中央ＩＤＴ電極のそれぞれのバスバーと、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａ、Ｐ１ｂの図中中央寄りのバスバーとを一体化する。さらに、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２の外側に位置するそれぞれのＩＤＴ電極のバスバーと、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａ、Ｐ１ｂの図中外側に位置するバスバーとを圧電基板上に形成したリード電極にてそれぞれ接続すると共に、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２の中央のＩＤＴ電極のバスバーをそれぞれ入力端子ＩＮ１、ＩＮ２に接続し、２つの１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａ、Ｐ１ｂの図中外側に位置するバスバーと出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２とを接続して、入出力平衡の共振子型ＳＡＷフィルタを構成する。
【００２７】
図２３は図２２に示した第８の実施例の変形例であって、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２の外側に位置するＩＤＴ電極のバスバーと、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａ、Ｐ１ｂの図中外側に位置するバスバーとを接続するリード電極の対角に位置するリード電極をそれぞれ取り除くと共に、取り除いた２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２のそれぞれのバスバーを接地して、入出力平衡の共振子型ＳＡＷフィルタを構成する。このような構成とすることにより、電極パターンを簡素化することができる。
【００２８】
図２４は本発明に係る第９の実施例の形態を説明する図であって、圧電基板（図示しない）上に表面波の伝搬方向に沿って２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２ａと、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａとを併置すると共に、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２ａにおける中央ＩＤＴ電極のバスバーと、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａのバスバーとを一体化し、該バスバーと入力端子ＩＮ１とを接続し、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２ａの他方のバスバーは接地する。さらに、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２ａの外側に位置し、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａと対向する側のバスバーと、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａの図中外側に位置するバスバーとを圧電基板上に形成したリード電極にてそれぞれ接続すると共に、該リード電極と出力端子ＯＵＴ１とを接続し、他方のバスバーはそれぞれ接地して、一方の共振子型ＳＡＷフィルタａを構成する。
同様に、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２ｂと１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ｂとからなる共振子型ＳＡＷフィルタｂを構成し、入力端子をＩＮ２、出力端子をＯＵＴ２とする。そして、２つの共振子型ＳＡＷフィルタａ、ｂのそれぞれの入力端子ＩＮ１、ＩＮ２を入力とし、ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を出力として用いることにより、入出力平衡の共振子型ＳＡＷフィルタを構成することができる。
【００２９】
図２５は本発明に係る第１０の実施例の形態を説明する図であって、図２２に示した第８の実施例（図２５（ａ））と、図２６に示した１次−３次二重モードＳＡＷフィルタ（２５図（ｂ））とを、図に示すＡ、Ｂをそれぞれ接続して構成した入力平衡−出力不平衡の共振子型ＳＡＷフィルタである。このような構成とすることにより減衰傾度を急峻にすると共に、保証減衰量を増大することができる。
【００３０】
上記では圧電基板に３６度回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３を用いて説明したが、本発明はこの切断角度に限定するものではなく他の切断角度に適用できることは説明するまでもない。また、他の種類の圧電基板、例えばニオブ酸リチウム、四硼酸リチウム、ランガサイト等を用いても広帯域な共振子型ＳＡＷフィルタが個性できることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、請求項１乃至３に記載の発明は共振子型ＳＡＷフィルタの帯域幅を広げるという優れた効果を表す。請求項４あるいは５に記載の発明は挿入損失が改善されるという優れた効果を表す。請求項６あるいは７に記載の発明は広帯域な共振子型ＳＡＷフィルタを構成できるという効果を有する。請求項８あるいは９に記載の発明は広帯域化と共に、通過域近傍の減衰量を改善するという優れた効果が加わる。請求項１０あるいは１１に記載の発明は広帯域化と挿入損失の低減という効果をもたらす。
請求項１２乃至１５に記載の発明は広帯域化を可能とすると共に、入出力端子を平衡型とした共振子型ＳＡＷフィルタを実現するという優れた効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図２】 １ポートＳＡＷ共振子を１５個直列接続した複合１ポートＳＡＷ共振子の伝送特性と位相特性を示す図である。
【図３】第１の実施例である共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性（実線）と従来の共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性（破線）を示す図である。
【図４】図３に示す共振子型ＳＡＷフィルタのそれぞれの通過域特性を示す。
【図５】第１の実施例である共振子型ＳＡＷフィルタのＶＳＷＲ（実線）と、従来の共振子型ＳＡＷフィルタのＶＳＷＲ（破線）と比較した図である。
【図６】第１の実施例である共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性と、従来の二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性を比較した図である。
【図７】図６に示したＳＡＷフィルタのそれぞれの通過域特性を示す。
【図８】図６に示したＳＡＷフィルタのそれぞれのＶＳＷＲを示す。
【図９】本発明に係る第２の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図１０】本発明に係る第３の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図１１】１ポートＳＡＷ共振子を３個直列接続した複合１ポートＳＡＷ共振子の伝送特性と位相特性を示す図である。
【図１２】第３の実施例の２ポートＳＡＷ共振子の伝送特性と位相特性を示す図である。
【図１３】第３の実施例である共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性（実線）と、第１の実施例のフィルタ特性（破線）とを比較した図である。
【図１４】第３の実施例のバンドパス特性（実線）と第１の実施例のバンドパス特性（破線）とを比較した図である。
【図１５】第３の実施例のＶＳＷＲ（実線）と第１の実施例のＶＳＷＲ（破線）とを比較した図である。
【図１６】１ポートＳＡＷ共振子のインピーダンスを高めた電極パターンを示す図である。
【図１７】１ポートＳＡＷ共振子のインピーダンスを高めた電極パターンを示す図である。
【図１８】本発明に係る第４の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図１９】本発明に係る第５の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図２０】本発明に係る第６の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図２１】本発明に係る第７の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図２２】本発明に係る第８の実施例の形態である入出力平衡の共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図２３】本発明に係る第８の実施例の変形例である。
【図２４】本発明に係る第９の実施例の形態を示す図で、２組みのフィルタで構成した入出力平衡の共振子型ＳＡＷフィルタである。
【図２５】本発明に係る第１０の実施例の形態を示す図で、第８の実施例と従来の二重モードＳＡＷフィルタとを縦続接続して、入力平衡−出力不平衡とした共振子型ＳＡＷフィルタである。
【図２６】従来の１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す図である。
【図２７】従来の１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ（交叉幅６０λ）のフィルタ特性と位相特性を示す図である。
【図２８】従来の１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ（交叉幅３０λ）のフィルタ特性と位相特性を示す図である。
【図２９】従来の１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタにおいて交叉幅を６０λ、３０λとした場合のＶＳＷＲを示す図である。
【図３０】（ａ）は２つのＩＤＴ電極を用いた２ポートＳＡＷ共振子と、１ポート共振子とから構成される従来の共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図、（ｂ）は１ポートＳＡＷ共振子の構成を説明する図である。
【図３１】インピーダンスを高めるために１ポートＳＡＷ共振子を５個直列接続した複合１ポートＳＡＷ共振子の構成を示す図である。
【図３２】１ポートＳＡＷ共振子を５個直列接続した複合１ポートＳＡＷ共振子の伝送特性と位相特性である。
【図３３】図２６（ａ）に示す２ポートＳＡＷ共振子の伝送特性と位相特性を示す図である。
【図３４】２ポートＳＡＷ共振子と、１ポートＳＡＷ共振子とから構成される従来の共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性と位相特性を示す図である。
【図３５】広帯域化を図った従来の共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性と位相特性を示す図である。
【符号の説明】
１、１’、２、３、５、６、７、９、１０、１１、１２、１３、１５、１６、１７・・ＩＤＴ電極
４ａ、４ｂ、８ａ、８ｂ・・グレーティング反射器
５ｅ、６ｅ、７ｅ・・電極指
１４・・ミドルグレーティング
Ｌ・・電極指の中心間間隔
λ１、λ２・・ＩＤＴ電極の電極周期
Ｐ１、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ・・１ポートＳＡＷ共振子
Ｐ２、Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ・・２ポートＳＡＷ共振子
【発明の属する技術分野】
本発明は弾性表面波フィルタ（以下、ＳＡＷフィルタと称す）に関し、特に通過帯域幅を広帯域化したＳＡＷフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＳＡＷフィルタは通信分野で広く利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を有することから特に携帯電話機等に多く用いられている。ＳＡＷフィルタの中で共振子型ＳＡＷフィルタの特徴の一つは挿入損失が小さいことであり、携帯電話機等のＲＦフィルタに適している。欧州の１．８ＧＨｚ携帯電話システム（ＤＣＳ）の送信用ＲＦフィルタでは、１７１０ＭＨｚから１７８５ＭＨｚまでを通過帯域（７５ＭＨｚ）とする広帯域なフィルタ特性が要求されている。
例えば、圧電基板に３６度回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３（36°Y X LiTaO3）を用いた共振子型ＳＡＷフィルタでは温度特性、経年変化、製造時のバラツキ等を考慮すると、上記帯域幅は９０ＭＨｚ以上あることが望ましい。そこで、広帯域に適したフィルタとして縦結合の１次と３次モードを利用した１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ（以下、二重モードＳＡＷフィルタと称す）が知られており、このＲＦフィルタを試作すべく検討することにした。
【０００３】
図２６は二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す平面図であって、圧電基板２０の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って、３つのＩＤＴ電極２１、２２、２３を近接配置すると共にこれらの両側にグレーティング反射器（以下、反射器と称す）２４ａ、２４ｂを配設する。ＩＤＴ電極２１、２２、２３はそれぞれ互いに間挿し合う一対のくし形電極より構成され、ＩＤＴ電極２２、２３の一方のくし形電極同士を接続して入力端子ＩＮに接続し、他方のくし形電極をそれぞれ接地する。さらに、ＩＤＴ電極２１の一方のくし形電極を出力端子ＯＵＴに接続すると共に他方のくし形電極を接地して二重モードＳＡＷフィルタを構成する。この二重モードＳＡＷフィルタでは、中央のＩＤＴ電極２１と両側のＩＤＴ電極２２、２３との相隣接する電極指の中心間間隔Ｌをほぼλ／４（λは電極周期）とすることにより最大の帯域幅が得られることが知られている。正規型ＩＤＴ電極であって電極指幅とスペース幅が等しい場合、隣接電極指の中心間間隔Ｌをλ／４に設定すると電極指同士が接触することになる。そこで例えば、両外側のＩＤＴ電極２２、２３の中央ＩＤＴ電極２１側の最外側電極指をそれぞれのバスバーから切り離し、中央のＩＤＴ電極２１のバスバーに接続する如く構成することにより、図２６に示すように、中央ＩＤＴ電極２１の最外側の電極指を幅広とするのが一般的である。
【０００４】
図２７は圧電基板に36°Y X LiTaO3を用い、ＩＤＴ電極２１の電極対数を１５．５対、ＩＤＴ電極２２、２３の電極対数をそれぞれ１０．５対、交叉幅６０λ、反射器２４ａ、２４ｂの本数をそれぞれ２００本、電極膜厚を０．１８μmとして構成した二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性αと位相特性βである。なお、フィルタを広帯域化するために特開平１１−２５１８６８に開示された手法、即ちＩＤＴ電極のライン占有率（電極指幅とスペース幅の和に対する電極幅の比）を０．７として反射器のライン占有率０．５より大きくする手法を用いた。しかし、図２７から４ｄＢの帯域幅は８９．８９ＭＨｚとなり、望ましい帯域幅９０ＭＨｚを満たしていないことが明らかとなった。
【０００５】
図２８は通過帯域を広げるべく図２７に用いた諸定数の中、交叉幅Ｗを３０λとした場合のフィルタ特性αと位相特性βである。４ｄＢの帯域幅は目標を満足する９０．６ＭＨｚと広くなったものの、電圧定在波比（ＶＳＷＲ、電圧の最大値と最小値との比）が図２９に実線αで示すように劣化し、要求規格（３．５）を満たさないことが明らかになった。なお、破線βは交叉幅が６０λである図２３に示した二重モードＳＡＷフィルタのＶＳＷＲである。
【０００６】
そこで、通過帯域幅９０ＭＨｚ以上という広帯域フィルタを実現するべく、特開平１−２３６８０９に開示されている２ポートＳＡＷ共振子と１ポートＳＡＷ共振子とを並列接続した共振子型ＳＡＷフィルタを検討することにした。この共振子型ＳＡＷフィルタは、２ポートＳＡＷ共振子と１ポートＳＡＷ共振子とを併置し、入力の位相に対して２ポートＳＡＷ共振子の出力が逆相（１８０°）となるように、１ポートＳＡＷ共振子の出力が同相になるように並列接続したものである。電気的等価回路としては格子型回路となり、適当な終端を施すことによりフィルタを構成するタイプの共振子型ＳＡＷフィルタである。
図３０（ａ）はその具体例を示す図であって、圧電基板３０の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って２つのＩＤＴ電極３１、３２を近接配置すると共に、それらの両側に反射器３３ａ、３３ｂを配設して２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２を形成する。ＩＤＴ電極３１、３２はそれぞれ互いに間挿し合う複数の電極指を有する一対のくし形電極からなり、ＩＤＴ電極３１、３２のそれぞれ一方のくし形電極を入力端子ＩＮ及び出力端子ＯＵＴに接続し、他方のくし形電極をそれぞれ接地する。そして、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとの間に１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を接続して、共振子型ＳＡＷフィルタを構成する。なお、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２におけるＩＤＴ電極３１、３２の相隣接する電極指の中心間間隔をＬとする。
【０００７】
図３０（ｂ）は１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の構成を示す平面図であって、圧電基板３４の主表面上に表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極３５とその両側に反射器３６ａ、３６ｂとを配置して構成する。図３０（ａ）に示す共振子型ＳＡＷフィルタの通過帯域幅は、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の共振周波数ｆ１と２ポートＳＡＷ共振子の共振周波数ｆ２との差（ｆ１−ｆ２）によって決まる。なお、図３０（ａ）では１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を、記号を用いて表しているが、同一圧電基板３０上に２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２と併置して１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を構成するのが一般的である。
【０００８】
上記共振子型ＳＡＷフィルタを構成する場合、２ポート共振子Ｐ２のインピーダンスは一般的に高くなるので、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１のインピーダンスを２ポート共振子Ｐ２のインピーダンスに整合するように構成する必要がある。図３１は１ポートＳＡＷ共振子のインピーダンスを高めるために、５つの１ポートＳＡＷ共振子Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３、Ｓｒ４、Ｓｒ５をそれぞれ直列接続して複合１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を構成した例である。
【０００９】
上記共振子型ＳＡＷフィルタに用いる１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２のそれぞれの伝送特性と位相特性、および共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性をシミュレーションによって求めた。共振周波数を１７５６．０２ＭＨｚとし、圧電基板に36°Y X LiTaO3を用い、ＩＤＴ電極３５の対数を１２０対、交叉幅Ｗを１０λ、反射器３６ａ、３６ｂの本数をそれぞれ８０本、アルミニウム合金の電極膜厚Ｈを０．１８μmに設定した１ポートＳＡＷ共振子を、図３１に示すように５個直列接続した複合１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の伝送特性Ａと位相特性Ｂを図３２に示す。
そして、図３３は図３２と同一圧電基板、電極膜厚を用い、ＩＤＴ電極３１、３２の電極対数を共に１８対、交叉幅を８０λ、反射器３３ａ、３３ｂの本数を２００本、電極指中心間間隔Ｌを０．２５λ（λはＩＤＴ電極の電極周期）に設定した場合の２ポート共振子Ｐ２の伝送特性Ａと位相特性Ｂである。
【００１０】
図３４は図３２、３３にそれぞれ示した複合１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１と、２ポート共振子Ｐ２とを用いて構成した共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性αと位相特性βである。しかし、図３４に示すフィルタ特性では、挿入損失が４ｄＢとなる周波数の帯域幅が５９．７５ＭＨｚとなり、ＤＣＳ用ＲＦフィルタに適用できない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図３５は通過帯域幅を広げ９０ＭＨｚ以上とするべく、複合１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の共振周波数ｆ１を２０ＭＨｚ程高めて、広帯域化を試みた共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性αと位相特性βとを示す図である。
【００１２】
しかしながら、図３０（ａ）に示すような２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２と、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１とを並列接続して構成した共振子型ＳＡＷフィルタにおいては、図３５のフィルタ特性αから明らかなように、通過域に大きなリップルＳＰが発生しており、欧州ＤＣＳ送信用ＲＦフィルタの要求通過帯域幅（９０ＭＨｚ以上が望ましい）を満たすことができないという問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、欧州ＤＣＳの送信用ＲＦフィルタの規格を満たす広帯域な共振子型ＳＡＷフィルタ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】
上記目的を達成するために本発明に係る共振子型弾性表面波フィルタの請求項１記載の発明は、圧電基板の主表面上に３つのＩＤＴ電極とこれらの両側にグレーティング反射器とを配置すると共に、中央のＩＤＴ電極の一方のくし形電極を第１の端子とし、両側の２つのＩＤＴ電極のそれぞれ一方の側のくし形電極を接続して第２の端子とし、他のくし形電極をそれぞれ接地して形成した２ポート弾性表面波共振子と、ＩＤＴ電極とその両側に配置したグレーティング反射器からなる１ポート弾性表面波共振子とを互いに並列を接続したものであって、入力の位相に対して２ポート弾性表面波共振子の出力が逆相となり、１ポート弾性表面波共振子の出力が同相であることを特徴とする共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項２記載の発明は、前記１ポート弾性表面波共振子を複数の１ポート表面波共振子から構成したことを特徴とする請求項１記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項３記載の発明は、前記２ポート弾性表面波共振子の中央のＩＤＴ電極と両側のＩＤＴ電極との相隣接する電極指の中心間間隔Ｌを、λ／４≦Ｌ＜λ／２（λはＩＤＴ電極周期）を満たすように設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項４記載の発明は、前記２ポート弾性表面波共振子の中央のＩＤＴ電極の最外側の電極指、あるいは両側のＩＤＴ電極の最内側の電極指を幅広に形成したことを特徴とする請求項１乃至３に記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項５記載の発明は、前記２ポート弾性表面波共振子の３つのＩＤＴ電極のライン占有率をグレーティング反射器のそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項１乃至４に記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項６記載の発明は、前記２ポート弾性表面波共振子の中央のＩＤＴ電極と両側のＩＤＴ電極との相隣接する電極指の中心間間隔ＬをＩＤＴ電極の電極周期λの１／２とすると共に、相隣接する電極指の一方を入力あるいは出力に、他方の電極指を接地したことを特徴とする請求項１に記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項７記載の発明は、前記１ポート弾性表面波共振子を２分割すると共にこれらを直列接続したことを特徴とする請求項１乃至６記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７に記載の共振子型弾性表面波フィルタの入力あるいは出力に直列に少なくとも１個の１ポート弾性表面波共振子を接続したことを特徴とする共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８に記載の共振子型弾性表面波フィルタの入力あるいは出力に並列に少なくとも１個の１ポート弾性表面波共振子を接続したことを特徴とする共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項１０記載の発明は、前記２ポート弾性表面波共振子のＩＤＴ電極にミドルグレーティングを形成したことを特徴とする請求項１、２、５、７、８、９のいずれかに記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項１１記載の発明は、前記２ポート弾性表面波共振子の中央のＩＤＴ電極と両側のＩＤＴ電極との隣接部の電極周期が他の部分の電極周期より小さくしたことを特徴とする請求項１、２、５、７、８、９のいずれかに記載の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項１２記載の発明は、圧電基板の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極とこれらの両側にグレーティング反射器とを配置した２ポートＳＡＷ共振子を形成すると共に、一つのＩＤＴ電極とグレーティング反射器とからなる２つの１ポートＳＡＷ共振子を、前記２ポートＳＡＷ共振子を挟むようにそれぞれ配設し、前記２ポートＳＡＷ共振子の中央ＩＤＴ電極を構成する各バスバーと前記１ポートＳＡＷ共振子の２ポートＳＡＷ共振子側のバスバーとをそれぞれ一体化し、該２本のバスバーと２つの入力端子ＩＮ１、２とをそれぞれ接続すると共に、前記２ポートＳＡＷ共振子の外側のＩＤＴ電極を構成する少なくとも一方のバスバーと前記１ポートＳＡＷ共振子の外寄りのバスバーとを圧電基板上に形成したリード電極にてそれぞれ接続し、これらをそれぞれ２つの出力端子ＯＵＴ１、２に接続して構成したことを特徴とする平衡型の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項１３記載の発明は、前記２ポートＳＡＷ共振子の外側のＩＤＴ電極のうち１ポートＳＡＷ共振子と接続されていないバスバーを接地したことを特徴とする請求項１２に記載の平衡型の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項１４記載の発明は、圧電基板の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極とこれらの両側にグレーティング反射器とを配置して２ポートＳＡＷ共振子を形成すると共に、該２ポートＳＡＷ共振子と並行してＩＤＴ電極とグレーティング反射器とからなる１ポートＳＡＷ共振子を配設し、前記２ポートＳＡＷ共振子の中央ＩＤＴ電極の１ポートＳＡＷ共振子側のバスバーと前記１ポートＳＡＷ共振子の２ポートＳＡＷ共振子側のバスバーとを一体化し、該バスバーと入力端子ＩＮとを接続し、前記２ポートＳＡＷ共振子の外側のＩＤＴ電極の１ポートＳＡＷ共振子側のバスバーと前記１ポートＳＡＷ共振子の外側のバスバーとを圧電基板上に形成したリード電極にて接続し、これを出力端子ＯＵＴに接続して構成する共振子型ＳＡＷフィルタを同一の圧電基板上に２組み形成したことを特徴とする平衡型の共振子型弾性表面波フィルタである。
請求項１５記載の発明は、圧電基板の主面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極とそれらの両側にグレーティング反射器とを配置して形成した１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタと請求項１２に記載の共振子型ＳＡＷフィルタとを縦続接続して構成したことを特徴とする平衡型の共振子型弾性表面波フィルタである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタの構成を示す平面図であって、圧電基板上に３つのＩＤＴ電極と反射器とからなる２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２と、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１とを配置し、入力に対して２ポートＳＡＷ共振子の出力が逆相（１８０°）となるように、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の出力が同相（０°）になるようにし、これらを並列接続して構成した共振子型ＳＡＷフィルタである。即ち、圧電基板（図示せず）の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極１、２、３を近接配置すると共に、これらの両側に反射器４ａ、４ｂを配設する。ＩＤＴ電極１、２、３はそれぞれ互いに間挿し合う一対のくし形電極からなり、両側のＩＤＴ電極２、３の一方のくし形電極を接続し、これと入力端子ＩＮとを接続し、他のくし形電極はそれぞれ接地する。そして、中央のＩＤＴ電極１の一方のくし形電極と出力端子ＯＵＴとを接続すると共に、他方のくし形電極を接地して２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２を構成する。さらに、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとの間に１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を並列接続して共振子型ＳＡＷフィルタを構成する。
なお、図１においては中央のＩＤＴ電極１と両側のＩＤＴ電極２、３の相隣接する電極指の中心間間隔を０．２５λに設定したため、中央のＩＤＴ電極１の最外側の電極指が幅広となっているが、幅広の電極指は必ずしもＩＤＴ電極１の最外側のみに形成する必要はなく、ＩＤＴ電極２、３のそれぞれ最内側に形成しても効果は同様である。
また、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１はＩＤＴ電極１、２、３が形成する２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２と同一圧電基板上に形成した方が小型化、低コスト化等で望ましい。
【００１５】
図１に示す２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２では、電極指の中心間間隔Ｌを０．２５λとし、ＩＤＴ電極２（ＩＤＴ電極３）の最内側の電極指を入力端子に、ＩＤＴ電極１の最外側の幅広の電極指を接地しているために、３次モード（共振周波数ｆ３）を励起し、しかも入力に対し出力が逆相（１８０°）で動作するように設定している。そして、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１（周波数ｆｒ）では入力に対し出力が同位相となるようにして、これらを並列接続することにより、その電気的等価回路は格子型回路となり、通過帯域幅はほぼ（ｆｒ−ｆ３）となる。このとき、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２は同時に１次モードを励起することになるが、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の共振周波数ｆｒ近傍に現れることになる。
【００１６】
図２は、36°Y X LiTaO3基板上にＩＤＴ電極の対数を５０対、交叉幅１０λ、反射器の本数をそれぞれ１５０本、アルミニウム合金の電極膜厚Ｈを０．１８μmとした１ポートＳＡＷ共振子１５個を直列接続して構成した複合１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の伝送特性Ａと、その位相特性Ｂとを示す図である。
図３に示す実線αは、圧電基板に36°Y X LiTaO3を用い、ＩＤＴ電極１の電極対数を１５．５対、ＩＤＴ電極２、３の電極対数をそれぞれ１０．５対、交叉幅３０λ、反射器４ａ、４ｂの本数をそれぞれ２００本、電極膜厚を０．１８μmとして構成した２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２と、図２に示した１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１とを並列接続して構成した共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性αである。なお、破線βで示すフィルタ特性は図３１に示した従来の共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。また、図中に示す斜線はそれぞれ通過域規格と減衰域規格を示している。
【００１７】
図４は、図３に示した２つの共振子型ＳＡＷフィルタの通過域を拡大して示したもので、実線αが本発明に係る共振型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性、破線βは従来の共振子型ＳＡＷフィルタの通過域特性である。図中に示す斜線はそれぞれ通過域規格と減衰域規格を示している。図３、４より４ｄＢの帯域幅は９１．３６ＭＨｚと要求規格を満たしていることが判明した。また、図３より明らかなように通過域の近傍の低域及び高域において減衰量が大幅に改善されていることが分かる。
図５は本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタの入力側から測定したＶＳＷＲ（実線α）と、図３１に示した従来の共振子型ＳＡＷフィルタのＶＳＷＲ（破線β）とを比較した図である。この図から明らかなように、本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタはＶＳＷＲの要求規格（３．５）を満たしている。
【００１８】
図６は本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性（実線α）と、図２４に示した二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性（破線β）とを比較する図である。図７は図６に示した２つのＳＡＷフィルタの通過帯域を拡大して示した図であって、帯域幅はいずれも９０ＭＨｚ以上という目標を満足しているが、本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタの方が図２４に示した二重モードＳＡＷフィルタよりも挿入損失が０．４ｄＢ程改善されている。
図８は本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタの出力側から測定したＶＳＷＲ（実線α）と、図２５に示した二重モードＳＡＷフィルタのＶＳＷＲ（破線β）とを比較する図である。この図から明らかのように、本発明に係る共振子型ＳＡＷフィルタは、入力側、出力側から測定しても通過帯域内において、ＶＳＷＲ（３．５）の規格を満たしていることが分かる。
【００１９】
図９は第２の実施例の形態を示す平面図であって、この実施例において電極指の中心間間隔Ｌを０．２５λ＜Ｌ＜０．５λとすることにより、２ポートＳＡＷ共振子を３次モードで励振し、中央のＩＤＴ電極１’と両側のＩＤＴ電極２’、３’との相隣接する電極指ア、イ、ウ、エをそれぞれ接地するように構成して入力に対して出力の位相を逆相で動作させるようにしたものである。そして、入出力間に同相で動作する１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を接続することにより、共振子型ＳＡＷフィルタを構成することができる。
【００２０】
図１０は第３の実施例の形態を示す平面図であって、ＩＤＴ電極５、６、７で構成する２ポートＳＡＷ共振子の中央のＩＤＴ電極５と両側のＩＤＴ電極６、７との相隣接する電極指の中心間間隔Ｌを０．５λに設定し、中央ＩＤＴ電極５の両側のＩＤＴ電極６、７に隣接する電極指５ｅにつながるくし形電極を出力端子に接続し、他のくし形電極を接地する。さらに、両側のＩＤＴ電極６、７の最内側の電極指６ｅ、７ｅにつながるくし形電極をそれぞれ接地すると共に、他のくし形電極を接続して入力端子に接続する。そして、入出力間に１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を並列接続することにより、共振子型ＳＡＷフィルタを構成する。
この共振子型ＳＡＷフィルタの動作は、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２を１次モード（共振周波数ｆ１）で励振させると共に、出力を入力に対して逆相（１８０°）で動作させ、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１（共振周波数ｆｒ）を同相で動作させることにより、共振子型フィルタを構成している。通過帯域幅はほぼ（ｆｒ−ｆ１）となる。
図１１は、周波数を１７８６．５５ＭＨｚとし、36°Y X LiTaO3基板上にＩＤＴ電極の電極対数を５０対、交叉幅Ｗを１０λ、反射器の本数をそれぞれ１５０本、アルミニウム合金の電極膜厚Ｈを０．１８μmに設定した１ポートＳＡＷ共振子を３個直列接続して構成した複合１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１の伝送特性Ａと位相特性Ｂである。また、図１２は、図１０に示した電極パターンを用い、36°Y X LiTaO3基板上に中央のＩＤＴ電極５の電極対数を１０．５対、両側のＩＤＴ電極６、７の電極対数をそれぞれ７．５対、交叉幅Ｗを７０λ、電極指中心間間隔Ｌを０．５λ、反射器の本数をそれぞれ２００本、アルミニウム合金の電極膜厚Ｈを０．１８μmに設定した２ポート共振子Ｐ２の伝送特性Ａと位相特性Ｂを示す図である。
【００２１】
図１３に示す実線αは、図１１に示した複合１ポートＳＡＷ共振子と、図１２に示した２ポートＳＡＷ共振子とを図１０に示すように構成した共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。破線βは図３の実線αに示した第１の実施例の共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。また、図１４は図１３に示したそれぞれのフィルタの通過域特性を拡大表示したものである。図１０に示した共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性は、全体的に減衰量が劣化しているものの、通過域近傍の高域側の急峻度が増していることが分かる。
図１５は、第３の実施例のＶＳＷＲを実線αで示し、第１の実施例のＶＳＷＲを破線βで示している。この図から分かるように第３の実施例の電極指中心間間隔Ｌを０．５λとした共振子型ＳＡＷフィルタのＶＳＷＲの方が中心間間隔Ｌを０．２５λとしたものよりＶＳＷＲに関しては優れていることが判明した。
【００２２】
１ポートＳＡＷ共振子と、３つのＩＤＴ電極からなる２ポートＳＡＷ共振子とから構成する共振子型ＳＡＷフィルタでは、２ポートＳＡＷ共振子にインピーダンスに整合させるために、１ポートＳＡＷ共振子のインピーダンスを高める必要がある。そのために１ポートＳＡＷ共振子を複数個直列接続すると圧電基板の表面積が大きくなるという欠点があった。そこで、これを改善するために図１６に示すようにＩＤＴ電極９の一方のバスバーをほぼ中央で切断し、切断したそれぞれのバスバーを入力端子及び出力端子とすることにより、インピーダンスを約４倍にした１ポートＳＡＷ共振子を構成することができる。図１７は図１６に示した１ポートＳＡＷ共振子と一般的な１ポートＳＡＷ共振子１０とを直列接続することにより、５倍のインピーダンスを有する１ポートＳＡＷ共振子を構成した例である。
【００２３】
図１８は第４の実施例の形態を説明する図であって、図１に示した共振子型ＳＡＷフィルタの通過域近傍の減衰量を改善するために、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１２を図１で示した共振子型ＳＡＷフィルタの入力側に直列接続したものである。
図１９は第５の実施例の形態を説明する図であって、図１に示した共振子型ＳＡＷフィルタの通過域近傍の減衰量を改善するために、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１２を図１で示した共振子型ＳＡＷフィルタの入力側と接地との間に挿入したものである。
【００２４】
図２０は第６の実施例の形態を説明する図であって、図９に示した第２の実施例の２ポートＳＡＷ共振子における中央のＩＤＴ電極１’と、両側のＩＤＴ電極２’、３’との隣接する部分の電極指をミドルグレーティングで置換して、中央のＩＤＴ電極１１と両側のＩＤＴ電極１２、１３とを形成し、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２を形成した例である。この２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２の入出力間に１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１を並列接続して共振子型ＳＡＷフィルタを構成する。特開平１−２１２０１５には縦１次モードと２次モードを用いた１次−２次縦結合二重モードＳＡＷフィルタのＩＤＴ電極間にミドルグレイティングを配した例が示されているが、ミドルグレーティングを用いるところは類似するものの、本発明は上記の例のように２つのモードを振動的に結合させて帯域幅を決めているのではなく、２つの位相が互いに１８０度異なる１ポートＳＡＷ共振子と、２ポートＳＡＷ共振子とを電気的に接続して構成した共振子型ＳＡＷフィルタである。この共振子型ＳＡＷフィルタの特徴は、ＩＤＴ電極の隣接する部分において表面波がバルク波へ変換する割合が小さくなるため、フィルタの挿入損失が小さくなるという特徴がある。
【００２５】
図２１は第７の実施例の形態を説明する図であって、図９に示した第２の実施例の共振子型ＳＡＷフィルタにおける中央のＩＤＴ電極１と、両側のＩＤＴ電極２、３との隣接する部分の電極周期λ２を他の部分の電極周期λ１より小さくするように、中央のＩＤＴ電極１５と両側のＩＤＴ電極１６、１７を形成し、共振子型ＳＡＷフィルタを構成したものである。即ち、図２１に示すＡ部の電極周期λ１は２ポートＳＡＷ共振子の周波数を決めるべく設定し、Ｂ部の電極周期λ２はλ２＜λ１とすることによって、中央のＩＤＴ電極の最外側に幅広の電極指を形成した場合に比べて、隣接部における著しい表面波の不連続性が解消されて、放射バルク波を軽減することができるため、フィルタの挿入損失が改善される。その上、中央のＩＤＴ電極の最外側に幅広の電極指を設けた場合と同様な効果があることが分かった。
【００２６】
図２２は第８の実施例の形態を説明する図であって、入出力とも平衡型とした例である。圧電基板（図示しない）上に表面波の伝搬方向に沿って２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２と、２つの１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａ、Ｐ１ｂとを併置すると共に、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２における中央ＩＤＴ電極のそれぞれのバスバーと、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａ、Ｐ１ｂの図中中央寄りのバスバーとを一体化する。さらに、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２の外側に位置するそれぞれのＩＤＴ電極のバスバーと、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａ、Ｐ１ｂの図中外側に位置するバスバーとを圧電基板上に形成したリード電極にてそれぞれ接続すると共に、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２の中央のＩＤＴ電極のバスバーをそれぞれ入力端子ＩＮ１、ＩＮ２に接続し、２つの１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａ、Ｐ１ｂの図中外側に位置するバスバーと出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２とを接続して、入出力平衡の共振子型ＳＡＷフィルタを構成する。
【００２７】
図２３は図２２に示した第８の実施例の変形例であって、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２の外側に位置するＩＤＴ電極のバスバーと、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａ、Ｐ１ｂの図中外側に位置するバスバーとを接続するリード電極の対角に位置するリード電極をそれぞれ取り除くと共に、取り除いた２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２のそれぞれのバスバーを接地して、入出力平衡の共振子型ＳＡＷフィルタを構成する。このような構成とすることにより、電極パターンを簡素化することができる。
【００２８】
図２４は本発明に係る第９の実施例の形態を説明する図であって、圧電基板（図示しない）上に表面波の伝搬方向に沿って２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２ａと、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａとを併置すると共に、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２ａにおける中央ＩＤＴ電極のバスバーと、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａのバスバーとを一体化し、該バスバーと入力端子ＩＮ１とを接続し、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２ａの他方のバスバーは接地する。さらに、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２ａの外側に位置し、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａと対向する側のバスバーと、１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ａの図中外側に位置するバスバーとを圧電基板上に形成したリード電極にてそれぞれ接続すると共に、該リード電極と出力端子ＯＵＴ１とを接続し、他方のバスバーはそれぞれ接地して、一方の共振子型ＳＡＷフィルタａを構成する。
同様に、２ポートＳＡＷ共振子Ｐ２ｂと１ポートＳＡＷ共振子Ｐ１ｂとからなる共振子型ＳＡＷフィルタｂを構成し、入力端子をＩＮ２、出力端子をＯＵＴ２とする。そして、２つの共振子型ＳＡＷフィルタａ、ｂのそれぞれの入力端子ＩＮ１、ＩＮ２を入力とし、ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を出力として用いることにより、入出力平衡の共振子型ＳＡＷフィルタを構成することができる。
【００２９】
図２５は本発明に係る第１０の実施例の形態を説明する図であって、図２２に示した第８の実施例（図２５（ａ））と、図２６に示した１次−３次二重モードＳＡＷフィルタ（２５図（ｂ））とを、図に示すＡ、Ｂをそれぞれ接続して構成した入力平衡−出力不平衡の共振子型ＳＡＷフィルタである。このような構成とすることにより減衰傾度を急峻にすると共に、保証減衰量を増大することができる。
【００３０】
上記では圧電基板に３６度回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３を用いて説明したが、本発明はこの切断角度に限定するものではなく他の切断角度に適用できることは説明するまでもない。また、他の種類の圧電基板、例えばニオブ酸リチウム、四硼酸リチウム、ランガサイト等を用いても広帯域な共振子型ＳＡＷフィルタが個性できることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、請求項１乃至３に記載の発明は共振子型ＳＡＷフィルタの帯域幅を広げるという優れた効果を表す。請求項４あるいは５に記載の発明は挿入損失が改善されるという優れた効果を表す。請求項６あるいは７に記載の発明は広帯域な共振子型ＳＡＷフィルタを構成できるという効果を有する。請求項８あるいは９に記載の発明は広帯域化と共に、通過域近傍の減衰量を改善するという優れた効果が加わる。請求項１０あるいは１１に記載の発明は広帯域化と挿入損失の低減という効果をもたらす。
請求項１２乃至１５に記載の発明は広帯域化を可能とすると共に、入出力端子を平衡型とした共振子型ＳＡＷフィルタを実現するという優れた効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図２】 １ポートＳＡＷ共振子を１５個直列接続した複合１ポートＳＡＷ共振子の伝送特性と位相特性を示す図である。
【図３】第１の実施例である共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性（実線）と従来の共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性（破線）を示す図である。
【図４】図３に示す共振子型ＳＡＷフィルタのそれぞれの通過域特性を示す。
【図５】第１の実施例である共振子型ＳＡＷフィルタのＶＳＷＲ（実線）と、従来の共振子型ＳＡＷフィルタのＶＳＷＲ（破線）と比較した図である。
【図６】第１の実施例である共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性と、従来の二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性を比較した図である。
【図７】図６に示したＳＡＷフィルタのそれぞれの通過域特性を示す。
【図８】図６に示したＳＡＷフィルタのそれぞれのＶＳＷＲを示す。
【図９】本発明に係る第２の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図１０】本発明に係る第３の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図１１】１ポートＳＡＷ共振子を３個直列接続した複合１ポートＳＡＷ共振子の伝送特性と位相特性を示す図である。
【図１２】第３の実施例の２ポートＳＡＷ共振子の伝送特性と位相特性を示す図である。
【図１３】第３の実施例である共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性（実線）と、第１の実施例のフィルタ特性（破線）とを比較した図である。
【図１４】第３の実施例のバンドパス特性（実線）と第１の実施例のバンドパス特性（破線）とを比較した図である。
【図１５】第３の実施例のＶＳＷＲ（実線）と第１の実施例のＶＳＷＲ（破線）とを比較した図である。
【図１６】１ポートＳＡＷ共振子のインピーダンスを高めた電極パターンを示す図である。
【図１７】１ポートＳＡＷ共振子のインピーダンスを高めた電極パターンを示す図である。
【図１８】本発明に係る第４の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図１９】本発明に係る第５の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図２０】本発明に係る第６の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図２１】本発明に係る第７の実施例の形態である共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図２２】本発明に係る第８の実施例の形態である入出力平衡の共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図２３】本発明に係る第８の実施例の変形例である。
【図２４】本発明に係る第９の実施例の形態を示す図で、２組みのフィルタで構成した入出力平衡の共振子型ＳＡＷフィルタである。
【図２５】本発明に係る第１０の実施例の形態を示す図で、第８の実施例と従来の二重モードＳＡＷフィルタとを縦続接続して、入力平衡−出力不平衡とした共振子型ＳＡＷフィルタである。
【図２６】従来の１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す図である。
【図２７】従来の１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ（交叉幅６０λ）のフィルタ特性と位相特性を示す図である。
【図２８】従来の１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ（交叉幅３０λ）のフィルタ特性と位相特性を示す図である。
【図２９】従来の１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタにおいて交叉幅を６０λ、３０λとした場合のＶＳＷＲを示す図である。
【図３０】（ａ）は２つのＩＤＴ電極を用いた２ポートＳＡＷ共振子と、１ポート共振子とから構成される従来の共振子型ＳＡＷフィルタを説明する図、（ｂ）は１ポートＳＡＷ共振子の構成を説明する図である。
【図３１】インピーダンスを高めるために１ポートＳＡＷ共振子を５個直列接続した複合１ポートＳＡＷ共振子の構成を示す図である。
【図３２】１ポートＳＡＷ共振子を５個直列接続した複合１ポートＳＡＷ共振子の伝送特性と位相特性である。
【図３３】図２６（ａ）に示す２ポートＳＡＷ共振子の伝送特性と位相特性を示す図である。
【図３４】２ポートＳＡＷ共振子と、１ポートＳＡＷ共振子とから構成される従来の共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性と位相特性を示す図である。
【図３５】広帯域化を図った従来の共振子型ＳＡＷフィルタのフィルタ特性と位相特性を示す図である。
【符号の説明】
１、１’、２、３、５、６、７、９、１０、１１、１２、１３、１５、１６、１７・・ＩＤＴ電極
４ａ、４ｂ、８ａ、８ｂ・・グレーティング反射器
５ｅ、６ｅ、７ｅ・・電極指
１４・・ミドルグレーティング
Ｌ・・電極指の中心間間隔
λ１、λ２・・ＩＤＴ電極の電極周期
Ｐ１、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ・・１ポートＳＡＷ共振子
Ｐ２、Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ・・２ポートＳＡＷ共振子
Claims (15)
- 圧電基板の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極とこれらの両側にグレーティング反射器とを配置すると共に、中央のＩＤＴ電極の一方のくし形電極を第１の端子とし、両側の２つのＩＤＴ電極のそれぞれ一方の側のくし形電極を接続して第２の端子とし、他のくし形電極をそれぞれ接地して形成した２ポート弾性表面波共振子と、ＩＤＴ電極とその両側に配置したグレーティング反射器からなる１ポート弾性表面波共振子とを互いに並列に接続したものであって、入力の位相に対して２ポート弾性表面波共振子の出力が逆相となり、１ポート弾性表面波共振子の出力が同相であることを特徴とする共振子型弾性表面波フィルタ。
- 前記１ポート弾性表面波共振子を複数の１ポート表面波共振子から構成したことを特徴とする請求項１記載の共振子型弾性表面波フィルタ。
- 前記２ポート弾性表面波共振子の中央のＩＤＴ電極と両側のＩＤＴ電極との相隣接する電極指の中心間間隔Ｌを、λ／４≦Ｌ＜λ／２（λはＩＤＴ電極周期）を満たすように設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の共振子型弾性表面波フィルタ。
- 前記２ポート弾性表面波共振子の中央のＩＤＴ電極の最外側の電極指、あるいは両側のＩＤＴ電極の最内側の電極指を幅広に形成したことを特徴とする請求項１乃至３に記載の共振子型弾性表面波フィルタ。
- 前記２ポート弾性表面波共振子の３つのＩＤＴ電極のライン占有率をグレーティング反射器のそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項１乃至４に記載の共振子型弾性表面波フィルタ。
- 前記２ポート弾性表面波共振子の中央のＩＤＴ電極と両側のＩＤＴ電極との相隣接する電極指の中心間間隔ＬをＩＤＴ電極の電極周期λの１／２とすると共に、相隣接する電極指の一方を入力あるいは出力に、他方の電極指を接地したことを特徴とする請求項１に記載の共振子型弾性表面波フィルタ。
- 前記１ポート弾性表面波共振子を２分割すると共にこれらを直列接続したことを特徴とする請求項１乃至６記載の共振子型弾性表面波フィルタ。
- 請求項１乃至７に記載の共振子型弾性表面波フィルタの入力あるいは出力に直列に少なくとも１個の１ポート弾性表面波共振子を接続したことを特徴とする共振子型弾性表面波フィルタ。
- 請求項１乃至８に記載の共振子型弾性表面波フィルタの入力あるいは出力に並列に少なくとも１個の１ポート弾性表面波共振子を接続したことを特徴とする共振子型弾性表面波フィルタ。
- 前記２ポート弾性表面波共振子のＩＤＴ電極にミドルグレーティングを形成したことを特徴とする請求項１、２、５、７、８、９のいずれかに記載の共振子型弾性表面波フィルタ。
- 前記２ポート弾性表面波共振子の中央のＩＤＴ電極と両側のＩＤＴ電極との隣接部の電極周期が他の部分の電極周期より小さくしたことを特徴とする請求項１、２、５、７、８、９のいずれかに記載の共振子型弾性表面波フィルタ。
- 圧電基板の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極とこれらの両側にグレーティング反射器とを配置した２ポートＳＡＷ共振子を形成すると共に、一つのＩＤＴ電極とグレーティング反射器とからなる２つの１ポートＳＡＷ共振子を、前記２ポートＳＡＷ共振子を挟むようにそれぞれ配設し、前記２ポートＳＡＷ共振子の中央ＩＤＴ電極を構成する各バスバーと前記１ポートＳＡＷ共振子の２ポートＳＡＷ共振子側のバスバーとをそれぞれ一体化し、該２本のバスバーと２つの入力端子ＩＮ１、２とをそれぞれ接続すると共に、前記２ポートＳＡＷ共振子の外側のＩＤＴ電極を構成する少なくとも一方のバスバーと前記１ポートＳＡＷ共振子の外寄りのバスバーとを圧電基板上に形成したリード電極にてそれぞれ接続し、これらをそれぞれ２つの出力端子ＯＵＴ１、２に接続して構成したことを特徴とする平衡型の共振子型弾性表面波フィルタ。
- 前記２ポートＳＡＷ共振子の外側のＩＤＴ電極のうち１ポートＳＡＷ共振子と接続されていないバスバーを接地したことを特徴とする請求項１２に記載の平衡型の共振子型弾性表面波フィルタ。
- 圧電基板の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極とこれらの両側にグレーティング反射器とを配置して２ポートＳＡＷ共振子を形成すると共に、該２ポートＳＡＷ共振子と並行してＩＤＴ電極とグレーティング反射器とからなる１ポートＳＡＷ共振子を配設し、前記２ポートＳＡＷ共振子の中央ＩＤＴ電極の１ポートＳＡＷ共振子側のバスバーと前記１ポートＳＡＷ共振子の２ポートＳＡＷ共振子側のバスバーとを一体化し、該バスバーと入力端子ＩＮとを接続し、前記２ポートＳＡＷ共振子の外側のＩＤＴ電極の１ポートＳＡＷ共振子側のバスバーと前記１ポートＳＡＷ共振子の外側のバスバーとを圧電基板上に形成したリード電極にて接続し、これを出力端子ＯＵＴに接続して構成する共振子型ＳＡＷフィルタを同一の圧電基板上に２組み形成したことを特徴とする平衡型の共振子型弾性表面波フィルタ。
- 圧電基板の主面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極とそれらの両側にグレーティング反射器とを配置して形成した１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタと請求項１２に記載の共振子型ＳＡＷフィルタとを縦続接続して構成したことを特徴とする平衡型の共振子型弾性表面波フィルタ。
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