JP3855758B2 - 弾性表面波装置、通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルタ機能を有する弾性表面波装置、特に平衡−不平衡変換機能も有する弾性表面波装置、及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化、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電子部品の開発も進んできた。
【０００３】
このような状況を背景に、ＲＦ段にフィルタとして使用する電子部品である弾性表面波装置に対し、平衡−不平衡変換機能、いわゆるバランの機能を付与したものも近年盛んに研究され、ＧＳＭ（Global System for Mobile communications)などを中心に使用されるようになってきた。
【０００４】
このような平衡−不平衡変換機能を備えた弾性表面波装置に関する特許も、いくつか出願されている。入力インピーダンスと出力インピーダンスとを互いに異ならせ、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置としては、例えば図１７に示すように、特開平１０−１１７１２３号公報に記載の構成が知られている。なお、図１７において、圧電基板は省略されている。
【０００５】
上記弾性表面波装置は、圧電基板上に、第１の弾性表面波フィルタ１０１と、第１の弾性表面波フィルタ１０１とは出力信号の位相が１８０度異なる第２の弾性表面波フィルタ１０２を有している。これにより、上記弾性表面波装置は、フィルタ機能と共に、平衡−不平衡変換機能を発揮できる。
【０００６】
第１の弾性表面波フィルタ１０１は、３つのくし型電極部（Inter-Digital Transducer、以下、ＩＤＴという）タイプの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０８と、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０８に対して、弾性表面波の伝搬方向に沿った対称線を挟んで鏡面対称となる３ＩＤＴタイプの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１４とを２段縦続接続したものである。
【０００７】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０８は、中央のＩＤＴ１０３の左右（弾性表面波の伝搬方向に沿って）に各ＩＤＴ１０４、１０５を配置し、これらのＩＤＴ１０４、１０３、１０５をさらに左右の両側から挟み込むように、リフレクタ１０６、１０７がそれぞれ配置されたものである。縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１４は、同様に、中央のＩＤＴ１０９の左右に各ＩＤＴ１１０、１１１を配置し、これらのＩＤＴ１１０、１０８、１１１を挟み込むように、リフレクタ１１２、１１３が配置されたものである。
【０００８】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０８において、ＩＤＴ１０３とＩＤＴ１０４との間、およびＩＤＴ１０３とＩＤＴ１０５との間数本の電極指のピッチ（図１７の１１５と１１６の箇所）を、ＩＤＴの他の部分のピッチより狭くして（以後、狭ピッチ電極指）おり、さらにＩＤＴ−ＩＤＴ間隔をその周りのＩＤＴの波長の約０．５倍とすることで、バルク波として放出する成分による損失を低減している。ちなみに図１７では図を簡潔にするために電極指の本数を少なく示している。
【０００９】
第２の弾性表面波フィルタ１０２は、３ＩＤＴタイプの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１４と同じ縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１８と、３ＩＤＴタイプの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０８に対して、中央のＩＤＴ１０３の向きを反転させて位相を反転させた（つまり約１８０°）ＩＤＴ１２３を備えている縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１７を２段縦続接続したものである。
【００１０】
第１、第２の弾性表面波フィルタ１０１、１０２のそれぞれ一方の各端子１１９、１２０を電気的に並列に接続し、もう一方の各端子１２１、１２２を電気的に直列に接続し、並列に接続した端子で不平衡端子１３１、直列に接続した端子で各平衡端子１３２、１３３を構成している。
【００１１】
平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置において、不平衡端子１３１と各平衡端子１３２、１３３のそれぞれの端子との間の通過帯域内での伝送特性には、振幅特性が相等しく、かつ位相特性が互いに１８０度反転していることが要求されている。それらの特性は、振幅平衡度及び位相平衡度とそれぞれ呼ばれている。
【００１２】
振幅平衡度及び位相平衡度とは、前記平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置を３ポートのデバイスと考え、例えば不平衡入力端子をポート１、各平衡出力端子のそれぞれをポート２、ポート３としたとき、
振幅平衡度＝｜Ａ｜、Ａ＝｜２０ｌｏｇＳ２１｜−｜２０ｌｏｇＳ３１｜、
位相平衡度＝｜Ｂ−１８０｜、Ｂ＝｜∠Ｓ２１−∠Ｓ３１｜
で定義する。このような平衡度は、理想的にはフィルタの通過帯域内で振幅平衡度が０ｄＢ、位相平衡度は０度とされている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１７のような構成で平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置を得ようとすると、弾性表面波フィルタ１０８においては、互いに隣り合う各ＩＤＴの対面部分で、アースに接続された電極指同士が対面しているため、この部分で電荷のピックアップが行われないのに対し、弾性表面波フィルタ１１７においては、互いに隣り合う各ＩＤＴの対面部分で、アースに接続された電極指と信号端子に接続された電極指とが対面するため、この部分で電荷のピックアップが行われる。
【００１４】
このことから、上記従来では、弾性表面波フィルタ１０８と弾性表面波フィルタ１１７とにおいて、共振モードの間隔に違いが生じ、そのために平衡度が悪化するという問題があった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置は、上記の問題を解決するために、圧電基板上に、くし型電極部をそれぞれ複数有する２つの弾性表面波フィルタから構成される弾性表面波装置において、１つの弾性表面波フィルタに対して、他の弾性表面波フィルタの伝送位相特性を反転させるようにくし型電極部を設けることにより、２つの弾性表面波フィルタが平衡−不平衡入出力可能に設けられ、各弾性表面波フィルタにおける弾性表面波の励振されない電極指間の数を互いに同数となるように、平衡−不平衡入出力のために位相を他と反転させたＩＤＴの最外領域に位置する電極指が間引かれていることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、平衡−不平衡入出力のために位相を他と反転させたＩＤＴの最外領域に位置する電極指を間引くことにより、互いに隣り合う各ＩＤＴの対面部分で、アースに接続された電極指同士を対面させたり、逆にアースに接続された電極指と信号端子に接続された電極指とを対面させたりして、上記対面部分の各電極指での、弾性表面波の励振の有無を変更できる。
【００１７】
したがって、上記構成では、平衡−不平衡入出力のための、２つ以上の弾性表面波フィルタにおいて、上記対面部分での弾性表面波の励振関係を、互いにより近づけて共振モードの間隔の違いを低減できるので、平衡度を改善できる。
【００１８】
上記弾性表面波装置では、間引いた位置に、ダミー電極指が、アースに接続されて設けられていることが好ましい。
【００１９】
上記弾性表面波装置においては、ダミー電極指によって、互いに隣り合う各ＩＤＴにおけるアースに接続された電極指同士が接続されていることが望ましい。
【００２０】
上記弾性表面波装置においては、弾性表面波フィルタに対し、弾性表面波共振子が、直列及び並列の少なくとも一方にて接続されていてもよい。
【００２１】
上記弾性表面波装置では、弾性表面波フィルタは、縦結合型であることが好ましい。
【００２２】
上記弾性表面波装置においては、弾性表面波フィルタは、平衡−不平衡入出力のために、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３つ以上のＩＤＴを有する第１の弾性表面波フィルタと、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３つ以上のＩＤＴを有する、入力側もしくは出力側に接続されたＩＤＴの向きを反転することで第１の弾性表面波フィルタとは伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせた第２の弾性表面波フィルタとを有し、第１、第２の弾性表面波フィルタのそれぞれ一方の端子を電気的に並列に接続し、もう一方の端子を電気的に直列に接続し、並列に接続した端子で不平衡端子、直列に接続した端子で平衡端子を備えていてもよい。
【００２３】
本発明の他の弾性表面波装置は、前記の課題を解決するために、圧電基板上に、ＩＤＴを複数有する弾性表面波フィルタが、２つ以上にて平衡−不平衡入出力可能に設けられ、各弾性表面波フィルタにおける、弾性表面波が励振されない電極指間の数が、互いに同数となるように設定されていることを特徴としている。
【００２４】
上記構成によれば、各弾性表面波フィルタにおける、弾性表面波が励振されない電極指間の数が、互いに同数となるように設定されているので、平衡−不平衡入出力のための、２つ以上の各弾性表面波フィルタにおける弾性表面波の励振関係を、互いにより近づけて共振モードの違いを軽減できるので、平衡度を改善できる。
【００２５】
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装置を有することを特徴としている。
【００２６】
【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１６に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２７】
本発明に係る弾性表面波装置の実施の第１形態の説明では、ＥＧＳＭ用の受信用フィルタを例にとって説明を行っていく。本実施の第一形態では、例えば、４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 からなる圧電基板３０上に、第１及び第２の弾性表面波フィルタ１、２がアルミニウム（Ａｌ）電極によりそれぞれ形成されている。
【００２８】
本実施の第一形態の構成では、従来例の構成と同一の機能を有する各構成に対しては、図１に示すように、図１７に示す従来例の説明に用いた各構成に付記した部材番号の下２桁を付記してそれらの基本的な説明を省いた。なお、本実施の各形態では、０１等の部材番号については０を省いた。詳細な設計を、以下に示す。
交叉幅：２５．２λＩ1
ＩＤＴ本数（４、３、５の順）：２３（４）／（４）２６（４）／２３（４）本（カッコ内はピッチを狭くした電極指の本数）
ＩＤＴ波長λＩ1 ：４．２０４μｍ、λＩ2 ：３．８５４μｍ（λＩ1 はピッチを狭くしていない部分、λＩ2 はピッチを狭くした部分）
リフレクタ波長λＲ：４．２７９μｍ
リフレクタ本数：９０本
ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔：
波長λＩ1 と波長λＩ2 の電極指に挟まれた箇所：０．２５λＩ1 ＋０．２５λＩ2
波長λＩ2 の電極指に挟まれた箇所：０．５０λＩ2
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．４７０λＲ
ＩＤＴｄｕｔｙ：０．７２０
リフレクタｄｕｔｙ：０．５５
電極膜厚：０．０８λＩ1 である。
【００２９】
本実施の第一形態の特徴は、弾性表面波フィルタ８に対して弾性表面波フィルタ１７ａの伝送位相特性を１８０度異ならせるために反転させたＩＤＴ２３ａにおける弾性表面波の伝搬方向に沿った両端（最外領域）に位置し、不平衡端子３１と接続された電極指の片方が間引かれて，その間引かれた部分にアースに接続されたダミー電極指２３ｂが設けられている点である。
【００３０】
このような特徴に基づく効果について以下に説明する。図２に実施の第一形態の構成での周波数変化に対する振幅平衡度のグラフを示す。比較として、図１７の従来例の結果も図２に合わせて示す。ＥＧＳＭ−Ｒｘにおける通過帯域の周波数範囲は９２５ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚである。この範囲で最大の振幅平衡度は、従来例では１．４ｄＢであるのに対し、実施の第一形態では０．６ｄＢと、０．８ｄＢ分の振幅平衡度が従来例より改善している。
【００３１】
この効果について、以下に説明する。本実施の形態のような３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタでは通過帯域を形成するために、図３（ａ）に示すように３つの共振モードを用いている。
【００３２】
図３（ａ）は共振モードを分かりやすくするために、故意に入出力のインピーダンスを不整合状態にして測定した周波数特性である。Ａ、Ｂ、Ｃで示す個所が各共振モードの共振周波数である。それぞれの共振モードの有効電流の強度分布を図３（ｂ）に示す。Ｂ点にあたる帯域中央のレスポンスは２次モードと呼ばれ、有効電流分布において２つの節を有する共振モードである。
【００３３】
Ａ点にあたる最も周波数の低いレスポンスは０次モードと呼ばれ、有効電流強度分布において節を示さない共振モードである。Ｃ点の最も周波数の高いレスポンスは、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔部に弾性表面波の強度分布のピークを有する定在波共振モードである。この３つの共振モードの帯域中央に見られる共振モードと帯域高域側に見られる共振モードでは、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔部における弾性表面波の有効電流の強度も大きく、この部分での弾性表面波の励振・受波の有無の影響を非常に受け易い。
【００３４】
弾性表面波の励振は、極性の異なる電極指が隣接する場合に、その電極指間で行われる。図４に、図１７に示す従来例の場合に、各弾性表面波フィルタ１０１、１０２における、ＩＤＴ同士が隣り合う周辺（図１７で○で囲った、互いに隣り合い、対面する領域部分）での弾性表面波の励振の状況について図示する。図４では、それぞれＩＤＴが隣接する部分の端から３本の電極指のみを示し、その他については省略しており、図１７のＩＤＴ１０３、１０４、１０５はＩＤＴ５０１、５０２、５０３に、ＩＤＴ１２３、１２４、１２５はＩＤＴ５０４、５０５、５０６にそれぞれ対応している。図４中で○を付記している部分では、弾性表面波が励振され、×を付記している部分では、弾性表面波は励振されないことを示す。
【００３５】
図１７に示す従来例の場合、第１の弾性表面波フィルタ１０１において、ＩＤＴ１０３、１０４、１０５それぞれの最外に位置する電極指はアースに接続されているため、それぞれのＩＤＴ−ＩＤＴギャップの部分では弾性表面波の励振は行われない。
【００３６】
一方、第２の弾性表面波フィルタ１０２においては、第１の弾性表面波フィルタ１０１の中央のＩＤＴ１０３と向きを反転させた中央のＩＤＴ１２３によって第１の弾性表面波フィルタ１０１との伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせているため、中央ＩＤＴ１２３の最外に位置する電極指は信号端子に接続され、両側のＩＤＴ１２４、１２５の最外に位置する電極指はアースに接続されている。
【００３７】
そのため、第２の弾性表面波フィルタ１０２においては、第１の弾性表面波フィルタ１０１の場合とは異なり、それぞれのＩＤＴ−ＩＤＴギャップの部分においても弾性表面波の励振が行われ、弾性表面波フィルタ全体で比較すると、第１の弾性表面波フィルタ１０１に比べて、第２の弾性表面波フィルタ１０２では弾性表面波の励振が行われる箇所が２箇所多くなる。言い換えると、第１の弾性表面波フィルタ１０１と、第２の弾性表面波フィルタ１０２との間では、互いに隣り合う電極指間にて弾性表面波が励振されない箇所（非励振領域）の数が相違していた。
【００３８】
このため、従来例においては、第１の弾性表面波フィルタ１０１と第２の弾性表面波フィルタ１０２とで、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔部における弾性表面波の有効電流の強度の分布が異なり、その結果、図３に示す３つの共振モードのうちの帯域中央に見られる共振モードと帯域高域側に見られる共振モードの間隔が異なり、平衡端子１３２、１３３間の平衡度が悪化していた。
【００３９】
次に、図５に、図１に示す実施の第一形態の場合に、第１及び第２の各弾性表面波フィルタ１、２における、ＩＤＴ同士が隣り合う周辺（図中で○で囲った、互いに隣り合い、対面する領域部分）での弾性表面波の励振の状況について図示する。
【００４０】
図５においても、図４と同様にぞれぞれＩＤＴが隣接する部分の端から３本の電極指のみを示し、その他については省略している。
【００４１】
実施の第一形態の場合には、入力側に接続されたＩＤＴ２３ａの向きを反転することで第１の弾性表面波フィルタ１と伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせた第２の弾性表面波フィルタ２において、入力側の信号端子に接続されたＩＤＴ２３ａの最外の電極指を間引いて、その部分にダミーの電極２３ｂを設け、アースと接続している。
【００４２】
このため、第２の弾性表面波フィルタ２において、一方のＩＤＴ−ＩＤＴギャップ部４０においては、信号端子に接続された電極指とアースに接続された電極指が交互に並ぶため、弾性表面波が励振されるが、もう一方のＩＤＴ−ＩＤＴギャップ部４１においては、アースに接続された電極指が３本並ぶために、弾性表面波が励振されない部分が２箇所発生する。
【００４３】
その結果、第１の弾性表面波フィルタ１と第２の弾性表面波フィルタ２とにおいて、電極指間で弾性表面波が励振されない箇所の総数が、すなわち、電極指間で弾性表面波が励振される箇所の総数が等しくなるため、従来例と比較して共振モードの間隔の差が小さくなり、各平衡端子３２、３３間での振幅の平衡度が改善される。
【００４４】
実施の第一形態では、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを２段縦続に接続した第１の弾性表面波フィルタ１と、１段目の入力側に接続された中央のＩＤＴ２３ａの向きを反転することで第１の弾性表面波フィルタ１とは伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせた第２の弾性表面波フィルタ２とを有し、１段目の縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ８、１７ａの中央の各ＩＤＴ３、２３ａを並列接続して不平衡端子３１を形成し、２段目の縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ１４、１８の中央の各ＩＤＴ９、２９を直列接続することで、各平衡端子３２、３３を形成した構成で説明したが、本発明はこの構成に限られるものではない。
【００４５】
本発明は、平衡端子を有する、どのような構成の弾性表面波フィルタにおいても、反転させたＩＤＴの最外領域の信号端子に接続された電極指を間引き、その間引いた位置にアースに接続されたダミー電極指を設けることで、同様な効果が得られる。
【００４６】
例えば、図６に示すような３ＩＤＴ型の縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ８、１４を２段縦続に互いに接続した第１の弾性表面波フィルタ１と、第１の弾性表面波フィルタ１に対して２段目の出力側に接続される縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ１８ａの中央のＩＤＴ２９ａの向きを反転することで第１の弾性表面波フィルタ１とは伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせた第２の弾性表面波フィルタ２ａとし、１段目の縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ８、８の中央の各ＩＤＴ３、３を並列に接続し不平衡端子３１を構成し、２段目の縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ１４、１８ａの中央のＩＤＴ９、２９ａを直列に接続し各平衡端子３２、３３を構成した場合にも、ＩＤＴ２９ａの最外に位置する，信号端子に接続された電極指を間引いて、その間引いた部分にダミーの電極指２９ｂを設け、アースと接続した弾性表面波装置であってもよい。
【００４７】
これにより、出力側の弾性表面波フィルタのＩＤＴ−ＩＤＴギャップ周辺（図６中の○で囲った部分）での弾性表面波の励振の状況は図７のようになり、第１の弾性表面波フィルタ１と第２の弾性表面波フィルタ２ａにおいて、電極指間で弾性表面波が励振されない箇所の総数が、すなわち、電極指間で弾性表面波が励振される箇所の総数が等しくなるため、各平衡端子３２、３３間での振幅の平衡度が改善される。
【００４８】
また、図７に示す、２段目の３ＩＤＴの中央ＩＤＴ２９ではなく、図８に示すように、外側（左右両側）の各ＩＤＴ４０ａ、４１ａの向きを反転することで伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせる場合においても、向きを反転させた各ＩＤＴ４０ａ、４１ａの片方のＩＤＴ４１ａの最外に位置する電極指を間引いて、その部分にダミーの電極指４１ｂを設け、アースと接続した弾性表面波装置であってもよい。
【００４９】
このことで、出力側の各弾性表面波フィルタ１４、１８ｂのＩＤＴ−ＩＤＴギャップ周辺（図８の○で囲った部分）での弾性表面波の励振の状況は図９のようになり、第１の弾性表面波フィルタ１と第２の弾性表面波フィルタ２ｂにおいて、電極指間で弾性表面波が励振されない箇所の総数が、すなわち、電極指間で弾性表面波が励振される箇所の総数が等しくなるため、各平衡端子３２、３３間での振幅の平衡度が改善される。
【００５０】
また、図１０に示すように、図１に示した３ＩＤＴ型の共振子型弾性表面波フィルタの代わりに５ＩＤＴ型の共振子型弾性表面波フィルタを用いて構成した場合においても、向きを反転させたＩＤＴ１１０１のＩＤＴの片側の最外に位置する電極指を間引いて、その部分にダミーの電極指１１０２を設け、アースと接続することで第１の弾性表面波フィルタ１１０３と第２の弾性表面波フィルタ１１０４において、電極指間で弾性表面波が励振されない箇所の総数が、すなわち、電極指間で弾性表面波が励振される箇所の総数が等しくなるため、各平衡端子３２、３３間での振幅の平衡度が改善される。
【００５１】
次に、本発明の実施の第二形態について、ＤＣＳ用の受信用フィルタを例にとり、図１１を参照して説明する。本実施の第二形態では、例えば４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 からなる圧電基板３０上に各弾性表面波フィルタがＡｌ電極により形成されている。実施の第二形態に対する比較例を図１２に示すが、実施の第二形態の構成と比較例の構成は、反転させたＩＤＴにおける信号端子に接続された最外の電極指を間引き、その位置にアースに接続されたダミー電極指を設けた以外は基本的に同じである。詳細な設計を、以下に示す。
［縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１２０７、１２０８］
交叉幅：３７．１２λＩ1
ＩＤＴ本数（１２０４、１２０５、１２０６の順）：（４）１９／（４）３１（４）／１９（４）本（カッコ内はピッチを狭く：した電極指の本数）
ＩＤＴ波長λＩ1 ：２．１５６μｍ、λＩ2 ：１．９２６μｍ（λＩ1 はピッチを狭くしていない部分、λＩ2 はピッチを狭くした部分）
リフレクタ波長λＲ：２．１７７μｍ
リフレクタ本数：１５０本
ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔：
波長λＩ1 と波長λＩ2 の電極指に挟まれた箇所：０．２５λＩ1 ＋０．２５λＩ2
波長λＩ2 の電極指に挟まれた箇所：０．５０λＩ2
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．５０λＲ
ＩＤＴｄｕｔｙ：０．６３
リフレクタｄｕｔｙ：０．６０
電極膜厚：０．０９λＩ1
［弾性表面波共振子１２０２］
交叉幅：１４．３λＩ
ＩＤＴ本数：２４１
ＩＤＴ波長（λＩ）およびリフレクタ波長（λＲ）：２．１０２μｍ
リフレクタ本数：３０本
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．５０λＲ
［弾性表面波共振子１２０３］
交叉幅：３７．１λＩ
ＩＤＴ本数：２４１
ＩＤＴ波長（λＩ）およびリフレクタ波長（λＲ）：２．０２３μｍ
リフレクタ本数：３０本
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．５０λＲである。
【００５２】
実施の第二形態の特徴は、弾性表面波フィルタ１２０７に対して弾性表面波フィルタ１２０８の伝送位相特性を１８０度異ならせるために反転させたＩＤＴ１２０９の端に位置し、信号端子に接続された電極指の片方が間引かれてその部分にアースに接続されたダミー電極指１２１０を設けており、このダミー電極指１２１０を介して、中央のＩＤＴ１２０９のアース側の電極指をアースに接続している点である。
【００５３】
次に、本実施の第二形態の効果について説明する。図１３に実施の第二形態の構成での周波数変化に対する振幅平衡度のグラフを示す。比較として、図１２の比較例の結果も示す。ＤＣＳ−Ｒｘにおける通過帯域の周波数範囲は１８０５ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚである。この範囲で最大の振幅平衡度は、比較例では３．３ｄＢであるのに対し、本実施の第二形態では１．５ｄＢと、１．８ｄＢ振幅平衡度が改善している。
【００５４】
これは、実施の第一形態の場合と同様に、図１２に示す比較例では図１４に示すように、ＩＤＴ同士が隣接する周辺（図１２の○で囲った部分）での弾性表面波の励振される箇所の数が第１の弾性表面波フィルタ１３０１と第２の弾性表面波フィルタ１３０２とで異なるのに対し、実施の第二形態の場合には、図１５に示すように、ＩＤＴ同士が隣接する周辺（図１１の○で囲った部分）での弾性表面波の励振される箇所の数が第１の弾性表面波フィルタ１２０７と第２の弾性表面波フィルタ１２０８とで同じになるために図３に示す３つの共振モードのうちの帯域中央に見られる共振モードと帯域高域側に見られる共振モードの間隔が比較例と比較して近づき、各平衡端子３２、３３間の平衡度が改善されるためである。
【００５５】
以上の様に本発明では、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３つ以上のＩＤＴを有する第１の弾性表面波フィルタと、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３つ以上のＩＤＴを備え、入力側もしくは出力側に接続されたＩＤＴの向きを反転することで第１の弾性表面波フィルタとは伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせた第２の弾性表面波フィルタとが設けられ、第１、第２の弾性表面波フィルタのそれぞれ一方の端子を電気的に並列に接続し、もう一方の端子を電気的に直列に接続し、並列に接続した端子で不平衡端子、直列に接続した端子で平衡端子を構成した弾性表面波装置において、第２の弾性表面波フィルタにおける向きを反転したＩＤＴの最外に位置し、信号端子に接続されている電極指を間引くことで、平衡信号端子間の平衡度を改善した平衡−不平衡変換機能を備えた弾性表面波フィルタを実現できる。
【００５６】
次に、上記実施の各形態に記載の弾性表面波装置を用いた通信装置について図１６に基づき説明する。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６０５、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ミキサ６０７、２ｎｄＩＦフィルタ６０８、１ｓｔ＋２ｎｄローカルシンセサイザ６１１、ＴＣＸＯ（temperature compensated crystal 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。
【００５７】
Ｒｘ段間フィルタ６０４からミキサ６０５へは、図１６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。
【００５８】
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及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（automatic power control （自動出力制御））６２７を備えて構成されている。
【００５９】
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及び第二形態に記載の弾性表面波装置が好適に利用できる。
【００６０】
本発明に係る弾性表面波装置は、フィルタ機能と共に不平衡型−平衡型変換機能を備え、その上、各平衡信号間の振幅特性が理想により近いという優れた特性を有するものである。よって、上記弾性表面波装置を有する本発明の通信装置は、伝送特性を向上できるものとなっている。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波装置は、以上のように、圧電基板上に、くし型電極部をそれぞれ複数有する２つの弾性表面波フィルタから構成される弾性表面波装置において、１つの弾性表面波フィルタに対して、他の弾性表面波フィルタの伝送位相特性を反転させるようにくし型電極部を設けることにより、２つの弾性表面波フィルタが平衡−不平衡入出力可能に設けられ、各弾性表面波フィルタにおける弾性表面波の励振されない電極指間の数を互いに同数となるように、平衡−不平衡入出力のために位相を他と反転させたＩＤＴの最外領域に位置する電極指が間引かれている構成である。
【００６２】
それゆえ、上記構成は、各弾性表面波フィルタにおける、各ＩＤＴの対面部分での弾性表面波の励振関係を、互いにより近づけて共振モードの間隔の違いを低減できるので、平衡度を改善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装置の概略構成図である。
【図２】従来例と実施の第一形態の振幅平衡度を示すグラフである。
【図３】共振モードの周波数関係と有効電流分布を示す説明図であって、（ａ）は挿入損失の周波数特性を示しすグラフであり、（ｂ）は弾性表面波装置の概略構成図及び共振モ−ドを示すグラフである。
【図４】従来例でのＩＤＴ同士が隣接する付近での弾性表面波の励振の状況を示す概略構成図である。
【図５】上記実施の第一形態でのＩＤＴ同士が隣接する付近での弾性表面波の励振の状況を示す概略構成図である。
【図６】上記実施の第一形態の一変形例に関する弾性表面波装置の概略構成図である。
【図７】上記一変形例でのＩＤＴ同士が隣接する付近での弾性表面波の励振の状況を示す概略構成図である。
【図８】上記実施の第一形態における他の変形例に関する弾性表面波装置の概略構成図である。
【図９】上記他の変形例でのＩＤＴ同士が隣接する付近での弾性表面波の励振の状況を示す概略構成図である。
【図１０】上記実施の第一形態におけるさらに他の変形例に関する弾性表面波装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の実施の第二形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図１２】上記実施の第二形態に対する比較例の弾性表面波装置の概略構成図である。
【図１３】上記実施の第二形態と比較例との振幅平衡度の周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図１４】上記比較例でのＩＤＴ同士が隣接する付近での弾性表面波の励振の状況を示す概略構成図である。
【図１５】上記実施の第二形態でのＩＤＴ同士が隣接する付近での弾性表面波の励振の状況を示す概略構成図である。
【図１６】本発明の通信装置の要部回路ブロック図である。
【図１７】従来の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
８、１４、１７ａ、１８ 弾性表面波フィルタ
２３ａ ＩＤＴ（くし型電極部）
２３ｂ ダミー電極指
３０ 圧電基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルタ機能を有する弾性表面波装置、特に平衡−不平衡変換機能も有する弾性表面波装置、及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化、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電子部品の開発も進んできた。
【０００３】
このような状況を背景に、ＲＦ段にフィルタとして使用する電子部品である弾性表面波装置に対し、平衡−不平衡変換機能、いわゆるバランの機能を付与したものも近年盛んに研究され、ＧＳＭ（Global System for Mobile communications)などを中心に使用されるようになってきた。
【０００４】
このような平衡−不平衡変換機能を備えた弾性表面波装置に関する特許も、いくつか出願されている。入力インピーダンスと出力インピーダンスとを互いに異ならせ、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置としては、例えば図１７に示すように、特開平１０−１１７１２３号公報に記載の構成が知られている。なお、図１７において、圧電基板は省略されている。
【０００５】
上記弾性表面波装置は、圧電基板上に、第１の弾性表面波フィルタ１０１と、第１の弾性表面波フィルタ１０１とは出力信号の位相が１８０度異なる第２の弾性表面波フィルタ１０２を有している。これにより、上記弾性表面波装置は、フィルタ機能と共に、平衡−不平衡変換機能を発揮できる。
【０００６】
第１の弾性表面波フィルタ１０１は、３つのくし型電極部（Inter-Digital Transducer、以下、ＩＤＴという）タイプの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０８と、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０８に対して、弾性表面波の伝搬方向に沿った対称線を挟んで鏡面対称となる３ＩＤＴタイプの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１４とを２段縦続接続したものである。
【０００７】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０８は、中央のＩＤＴ１０３の左右（弾性表面波の伝搬方向に沿って）に各ＩＤＴ１０４、１０５を配置し、これらのＩＤＴ１０４、１０３、１０５をさらに左右の両側から挟み込むように、リフレクタ１０６、１０７がそれぞれ配置されたものである。縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１４は、同様に、中央のＩＤＴ１０９の左右に各ＩＤＴ１１０、１１１を配置し、これらのＩＤＴ１１０、１０８、１１１を挟み込むように、リフレクタ１１２、１１３が配置されたものである。
【０００８】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０８において、ＩＤＴ１０３とＩＤＴ１０４との間、およびＩＤＴ１０３とＩＤＴ１０５との間数本の電極指のピッチ（図１７の１１５と１１６の箇所）を、ＩＤＴの他の部分のピッチより狭くして（以後、狭ピッチ電極指）おり、さらにＩＤＴ−ＩＤＴ間隔をその周りのＩＤＴの波長の約０．５倍とすることで、バルク波として放出する成分による損失を低減している。ちなみに図１７では図を簡潔にするために電極指の本数を少なく示している。
【０００９】
第２の弾性表面波フィルタ１０２は、３ＩＤＴタイプの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１４と同じ縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１８と、３ＩＤＴタイプの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０８に対して、中央のＩＤＴ１０３の向きを反転させて位相を反転させた（つまり約１８０°）ＩＤＴ１２３を備えている縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１７を２段縦続接続したものである。
【００１０】
第１、第２の弾性表面波フィルタ１０１、１０２のそれぞれ一方の各端子１１９、１２０を電気的に並列に接続し、もう一方の各端子１２１、１２２を電気的に直列に接続し、並列に接続した端子で不平衡端子１３１、直列に接続した端子で各平衡端子１３２、１３３を構成している。
【００１１】
平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置において、不平衡端子１３１と各平衡端子１３２、１３３のそれぞれの端子との間の通過帯域内での伝送特性には、振幅特性が相等しく、かつ位相特性が互いに１８０度反転していることが要求されている。それらの特性は、振幅平衡度及び位相平衡度とそれぞれ呼ばれている。
【００１２】
振幅平衡度及び位相平衡度とは、前記平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置を３ポートのデバイスと考え、例えば不平衡入力端子をポート１、各平衡出力端子のそれぞれをポート２、ポート３としたとき、
振幅平衡度＝｜Ａ｜、Ａ＝｜２０ｌｏｇＳ２１｜−｜２０ｌｏｇＳ３１｜、
位相平衡度＝｜Ｂ−１８０｜、Ｂ＝｜∠Ｓ２１−∠Ｓ３１｜
で定義する。このような平衡度は、理想的にはフィルタの通過帯域内で振幅平衡度が０ｄＢ、位相平衡度は０度とされている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１７のような構成で平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置を得ようとすると、弾性表面波フィルタ１０８においては、互いに隣り合う各ＩＤＴの対面部分で、アースに接続された電極指同士が対面しているため、この部分で電荷のピックアップが行われないのに対し、弾性表面波フィルタ１１７においては、互いに隣り合う各ＩＤＴの対面部分で、アースに接続された電極指と信号端子に接続された電極指とが対面するため、この部分で電荷のピックアップが行われる。
【００１４】
このことから、上記従来では、弾性表面波フィルタ１０８と弾性表面波フィルタ１１７とにおいて、共振モードの間隔に違いが生じ、そのために平衡度が悪化するという問題があった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置は、上記の問題を解決するために、圧電基板上に、くし型電極部をそれぞれ複数有する２つの弾性表面波フィルタから構成される弾性表面波装置において、１つの弾性表面波フィルタに対して、他の弾性表面波フィルタの伝送位相特性を反転させるようにくし型電極部を設けることにより、２つの弾性表面波フィルタが平衡−不平衡入出力可能に設けられ、各弾性表面波フィルタにおける弾性表面波の励振されない電極指間の数を互いに同数となるように、平衡−不平衡入出力のために位相を他と反転させたＩＤＴの最外領域に位置する電極指が間引かれていることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、平衡−不平衡入出力のために位相を他と反転させたＩＤＴの最外領域に位置する電極指を間引くことにより、互いに隣り合う各ＩＤＴの対面部分で、アースに接続された電極指同士を対面させたり、逆にアースに接続された電極指と信号端子に接続された電極指とを対面させたりして、上記対面部分の各電極指での、弾性表面波の励振の有無を変更できる。
【００１７】
したがって、上記構成では、平衡−不平衡入出力のための、２つ以上の弾性表面波フィルタにおいて、上記対面部分での弾性表面波の励振関係を、互いにより近づけて共振モードの間隔の違いを低減できるので、平衡度を改善できる。
【００１８】
上記弾性表面波装置では、間引いた位置に、ダミー電極指が、アースに接続されて設けられていることが好ましい。
【００１９】
上記弾性表面波装置においては、ダミー電極指によって、互いに隣り合う各ＩＤＴにおけるアースに接続された電極指同士が接続されていることが望ましい。
【００２０】
上記弾性表面波装置においては、弾性表面波フィルタに対し、弾性表面波共振子が、直列及び並列の少なくとも一方にて接続されていてもよい。
【００２１】
上記弾性表面波装置では、弾性表面波フィルタは、縦結合型であることが好ましい。
【００２２】
上記弾性表面波装置においては、弾性表面波フィルタは、平衡−不平衡入出力のために、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３つ以上のＩＤＴを有する第１の弾性表面波フィルタと、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３つ以上のＩＤＴを有する、入力側もしくは出力側に接続されたＩＤＴの向きを反転することで第１の弾性表面波フィルタとは伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせた第２の弾性表面波フィルタとを有し、第１、第２の弾性表面波フィルタのそれぞれ一方の端子を電気的に並列に接続し、もう一方の端子を電気的に直列に接続し、並列に接続した端子で不平衡端子、直列に接続した端子で平衡端子を備えていてもよい。
【００２３】
本発明の他の弾性表面波装置は、前記の課題を解決するために、圧電基板上に、ＩＤＴを複数有する弾性表面波フィルタが、２つ以上にて平衡−不平衡入出力可能に設けられ、各弾性表面波フィルタにおける、弾性表面波が励振されない電極指間の数が、互いに同数となるように設定されていることを特徴としている。
【００２４】
上記構成によれば、各弾性表面波フィルタにおける、弾性表面波が励振されない電極指間の数が、互いに同数となるように設定されているので、平衡−不平衡入出力のための、２つ以上の各弾性表面波フィルタにおける弾性表面波の励振関係を、互いにより近づけて共振モードの違いを軽減できるので、平衡度を改善できる。
【００２５】
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装置を有することを特徴としている。
【００２６】
【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１６に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２７】
本発明に係る弾性表面波装置の実施の第１形態の説明では、ＥＧＳＭ用の受信用フィルタを例にとって説明を行っていく。本実施の第一形態では、例えば、４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 からなる圧電基板３０上に、第１及び第２の弾性表面波フィルタ１、２がアルミニウム（Ａｌ）電極によりそれぞれ形成されている。
【００２８】
本実施の第一形態の構成では、従来例の構成と同一の機能を有する各構成に対しては、図１に示すように、図１７に示す従来例の説明に用いた各構成に付記した部材番号の下２桁を付記してそれらの基本的な説明を省いた。なお、本実施の各形態では、０１等の部材番号については０を省いた。詳細な設計を、以下に示す。
交叉幅：２５．２λＩ1
ＩＤＴ本数（４、３、５の順）：２３（４）／（４）２６（４）／２３（４）本（カッコ内はピッチを狭くした電極指の本数）
ＩＤＴ波長λＩ1 ：４．２０４μｍ、λＩ2 ：３．８５４μｍ（λＩ1 はピッチを狭くしていない部分、λＩ2 はピッチを狭くした部分）
リフレクタ波長λＲ：４．２７９μｍ
リフレクタ本数：９０本
ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔：
波長λＩ1 と波長λＩ2 の電極指に挟まれた箇所：０．２５λＩ1 ＋０．２５λＩ2
波長λＩ2 の電極指に挟まれた箇所：０．５０λＩ2
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．４７０λＲ
ＩＤＴｄｕｔｙ：０．７２０
リフレクタｄｕｔｙ：０．５５
電極膜厚：０．０８λＩ1 である。
【００２９】
本実施の第一形態の特徴は、弾性表面波フィルタ８に対して弾性表面波フィルタ１７ａの伝送位相特性を１８０度異ならせるために反転させたＩＤＴ２３ａにおける弾性表面波の伝搬方向に沿った両端（最外領域）に位置し、不平衡端子３１と接続された電極指の片方が間引かれて，その間引かれた部分にアースに接続されたダミー電極指２３ｂが設けられている点である。
【００３０】
このような特徴に基づく効果について以下に説明する。図２に実施の第一形態の構成での周波数変化に対する振幅平衡度のグラフを示す。比較として、図１７の従来例の結果も図２に合わせて示す。ＥＧＳＭ−Ｒｘにおける通過帯域の周波数範囲は９２５ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚである。この範囲で最大の振幅平衡度は、従来例では１．４ｄＢであるのに対し、実施の第一形態では０．６ｄＢと、０．８ｄＢ分の振幅平衡度が従来例より改善している。
【００３１】
この効果について、以下に説明する。本実施の形態のような３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタでは通過帯域を形成するために、図３（ａ）に示すように３つの共振モードを用いている。
【００３２】
図３（ａ）は共振モードを分かりやすくするために、故意に入出力のインピーダンスを不整合状態にして測定した周波数特性である。Ａ、Ｂ、Ｃで示す個所が各共振モードの共振周波数である。それぞれの共振モードの有効電流の強度分布を図３（ｂ）に示す。Ｂ点にあたる帯域中央のレスポンスは２次モードと呼ばれ、有効電流分布において２つの節を有する共振モードである。
【００３３】
Ａ点にあたる最も周波数の低いレスポンスは０次モードと呼ばれ、有効電流強度分布において節を示さない共振モードである。Ｃ点の最も周波数の高いレスポンスは、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔部に弾性表面波の強度分布のピークを有する定在波共振モードである。この３つの共振モードの帯域中央に見られる共振モードと帯域高域側に見られる共振モードでは、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔部における弾性表面波の有効電流の強度も大きく、この部分での弾性表面波の励振・受波の有無の影響を非常に受け易い。
【００３４】
弾性表面波の励振は、極性の異なる電極指が隣接する場合に、その電極指間で行われる。図４に、図１７に示す従来例の場合に、各弾性表面波フィルタ１０１、１０２における、ＩＤＴ同士が隣り合う周辺（図１７で○で囲った、互いに隣り合い、対面する領域部分）での弾性表面波の励振の状況について図示する。図４では、それぞれＩＤＴが隣接する部分の端から３本の電極指のみを示し、その他については省略しており、図１７のＩＤＴ１０３、１０４、１０５はＩＤＴ５０１、５０２、５０３に、ＩＤＴ１２３、１２４、１２５はＩＤＴ５０４、５０５、５０６にそれぞれ対応している。図４中で○を付記している部分では、弾性表面波が励振され、×を付記している部分では、弾性表面波は励振されないことを示す。
【００３５】
図１７に示す従来例の場合、第１の弾性表面波フィルタ１０１において、ＩＤＴ１０３、１０４、１０５それぞれの最外に位置する電極指はアースに接続されているため、それぞれのＩＤＴ−ＩＤＴギャップの部分では弾性表面波の励振は行われない。
【００３６】
一方、第２の弾性表面波フィルタ１０２においては、第１の弾性表面波フィルタ１０１の中央のＩＤＴ１０３と向きを反転させた中央のＩＤＴ１２３によって第１の弾性表面波フィルタ１０１との伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせているため、中央ＩＤＴ１２３の最外に位置する電極指は信号端子に接続され、両側のＩＤＴ１２４、１２５の最外に位置する電極指はアースに接続されている。
【００３７】
そのため、第２の弾性表面波フィルタ１０２においては、第１の弾性表面波フィルタ１０１の場合とは異なり、それぞれのＩＤＴ−ＩＤＴギャップの部分においても弾性表面波の励振が行われ、弾性表面波フィルタ全体で比較すると、第１の弾性表面波フィルタ１０１に比べて、第２の弾性表面波フィルタ１０２では弾性表面波の励振が行われる箇所が２箇所多くなる。言い換えると、第１の弾性表面波フィルタ１０１と、第２の弾性表面波フィルタ１０２との間では、互いに隣り合う電極指間にて弾性表面波が励振されない箇所（非励振領域）の数が相違していた。
【００３８】
このため、従来例においては、第１の弾性表面波フィルタ１０１と第２の弾性表面波フィルタ１０２とで、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔部における弾性表面波の有効電流の強度の分布が異なり、その結果、図３に示す３つの共振モードのうちの帯域中央に見られる共振モードと帯域高域側に見られる共振モードの間隔が異なり、平衡端子１３２、１３３間の平衡度が悪化していた。
【００３９】
次に、図５に、図１に示す実施の第一形態の場合に、第１及び第２の各弾性表面波フィルタ１、２における、ＩＤＴ同士が隣り合う周辺（図中で○で囲った、互いに隣り合い、対面する領域部分）での弾性表面波の励振の状況について図示する。
【００４０】
図５においても、図４と同様にぞれぞれＩＤＴが隣接する部分の端から３本の電極指のみを示し、その他については省略している。
【００４１】
実施の第一形態の場合には、入力側に接続されたＩＤＴ２３ａの向きを反転することで第１の弾性表面波フィルタ１と伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせた第２の弾性表面波フィルタ２において、入力側の信号端子に接続されたＩＤＴ２３ａの最外の電極指を間引いて、その部分にダミーの電極２３ｂを設け、アースと接続している。
【００４２】
このため、第２の弾性表面波フィルタ２において、一方のＩＤＴ−ＩＤＴギャップ部４０においては、信号端子に接続された電極指とアースに接続された電極指が交互に並ぶため、弾性表面波が励振されるが、もう一方のＩＤＴ−ＩＤＴギャップ部４１においては、アースに接続された電極指が３本並ぶために、弾性表面波が励振されない部分が２箇所発生する。
【００４３】
その結果、第１の弾性表面波フィルタ１と第２の弾性表面波フィルタ２とにおいて、電極指間で弾性表面波が励振されない箇所の総数が、すなわち、電極指間で弾性表面波が励振される箇所の総数が等しくなるため、従来例と比較して共振モードの間隔の差が小さくなり、各平衡端子３２、３３間での振幅の平衡度が改善される。
【００４４】
実施の第一形態では、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを２段縦続に接続した第１の弾性表面波フィルタ１と、１段目の入力側に接続された中央のＩＤＴ２３ａの向きを反転することで第１の弾性表面波フィルタ１とは伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせた第２の弾性表面波フィルタ２とを有し、１段目の縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ８、１７ａの中央の各ＩＤＴ３、２３ａを並列接続して不平衡端子３１を形成し、２段目の縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ１４、１８の中央の各ＩＤＴ９、２９を直列接続することで、各平衡端子３２、３３を形成した構成で説明したが、本発明はこの構成に限られるものではない。
【００４５】
本発明は、平衡端子を有する、どのような構成の弾性表面波フィルタにおいても、反転させたＩＤＴの最外領域の信号端子に接続された電極指を間引き、その間引いた位置にアースに接続されたダミー電極指を設けることで、同様な効果が得られる。
【００４６】
例えば、図６に示すような３ＩＤＴ型の縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ８、１４を２段縦続に互いに接続した第１の弾性表面波フィルタ１と、第１の弾性表面波フィルタ１に対して２段目の出力側に接続される縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ１８ａの中央のＩＤＴ２９ａの向きを反転することで第１の弾性表面波フィルタ１とは伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせた第２の弾性表面波フィルタ２ａとし、１段目の縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ８、８の中央の各ＩＤＴ３、３を並列に接続し不平衡端子３１を構成し、２段目の縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ１４、１８ａの中央のＩＤＴ９、２９ａを直列に接続し各平衡端子３２、３３を構成した場合にも、ＩＤＴ２９ａの最外に位置する，信号端子に接続された電極指を間引いて、その間引いた部分にダミーの電極指２９ｂを設け、アースと接続した弾性表面波装置であってもよい。
【００４７】
これにより、出力側の弾性表面波フィルタのＩＤＴ−ＩＤＴギャップ周辺（図６中の○で囲った部分）での弾性表面波の励振の状況は図７のようになり、第１の弾性表面波フィルタ１と第２の弾性表面波フィルタ２ａにおいて、電極指間で弾性表面波が励振されない箇所の総数が、すなわち、電極指間で弾性表面波が励振される箇所の総数が等しくなるため、各平衡端子３２、３３間での振幅の平衡度が改善される。
【００４８】
また、図７に示す、２段目の３ＩＤＴの中央ＩＤＴ２９ではなく、図８に示すように、外側（左右両側）の各ＩＤＴ４０ａ、４１ａの向きを反転することで伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせる場合においても、向きを反転させた各ＩＤＴ４０ａ、４１ａの片方のＩＤＴ４１ａの最外に位置する電極指を間引いて、その部分にダミーの電極指４１ｂを設け、アースと接続した弾性表面波装置であってもよい。
【００４９】
このことで、出力側の各弾性表面波フィルタ１４、１８ｂのＩＤＴ−ＩＤＴギャップ周辺（図８の○で囲った部分）での弾性表面波の励振の状況は図９のようになり、第１の弾性表面波フィルタ１と第２の弾性表面波フィルタ２ｂにおいて、電極指間で弾性表面波が励振されない箇所の総数が、すなわち、電極指間で弾性表面波が励振される箇所の総数が等しくなるため、各平衡端子３２、３３間での振幅の平衡度が改善される。
【００５０】
また、図１０に示すように、図１に示した３ＩＤＴ型の共振子型弾性表面波フィルタの代わりに５ＩＤＴ型の共振子型弾性表面波フィルタを用いて構成した場合においても、向きを反転させたＩＤＴ１１０１のＩＤＴの片側の最外に位置する電極指を間引いて、その部分にダミーの電極指１１０２を設け、アースと接続することで第１の弾性表面波フィルタ１１０３と第２の弾性表面波フィルタ１１０４において、電極指間で弾性表面波が励振されない箇所の総数が、すなわち、電極指間で弾性表面波が励振される箇所の総数が等しくなるため、各平衡端子３２、３３間での振幅の平衡度が改善される。
【００５１】
次に、本発明の実施の第二形態について、ＤＣＳ用の受信用フィルタを例にとり、図１１を参照して説明する。本実施の第二形態では、例えば４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 からなる圧電基板３０上に各弾性表面波フィルタがＡｌ電極により形成されている。実施の第二形態に対する比較例を図１２に示すが、実施の第二形態の構成と比較例の構成は、反転させたＩＤＴにおける信号端子に接続された最外の電極指を間引き、その位置にアースに接続されたダミー電極指を設けた以外は基本的に同じである。詳細な設計を、以下に示す。
［縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１２０７、１２０８］
交叉幅：３７．１２λＩ1
ＩＤＴ本数（１２０４、１２０５、１２０６の順）：（４）１９／（４）３１（４）／１９（４）本（カッコ内はピッチを狭く：した電極指の本数）
ＩＤＴ波長λＩ1 ：２．１５６μｍ、λＩ2 ：１．９２６μｍ（λＩ1 はピッチを狭くしていない部分、λＩ2 はピッチを狭くした部分）
リフレクタ波長λＲ：２．１７７μｍ
リフレクタ本数：１５０本
ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔：
波長λＩ1 と波長λＩ2 の電極指に挟まれた箇所：０．２５λＩ1 ＋０．２５λＩ2
波長λＩ2 の電極指に挟まれた箇所：０．５０λＩ2
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．５０λＲ
ＩＤＴｄｕｔｙ：０．６３
リフレクタｄｕｔｙ：０．６０
電極膜厚：０．０９λＩ1
［弾性表面波共振子１２０２］
交叉幅：１４．３λＩ
ＩＤＴ本数：２４１
ＩＤＴ波長（λＩ）およびリフレクタ波長（λＲ）：２．１０２μｍ
リフレクタ本数：３０本
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．５０λＲ
［弾性表面波共振子１２０３］
交叉幅：３７．１λＩ
ＩＤＴ本数：２４１
ＩＤＴ波長（λＩ）およびリフレクタ波長（λＲ）：２．０２３μｍ
リフレクタ本数：３０本
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．５０λＲである。
【００５２】
実施の第二形態の特徴は、弾性表面波フィルタ１２０７に対して弾性表面波フィルタ１２０８の伝送位相特性を１８０度異ならせるために反転させたＩＤＴ１２０９の端に位置し、信号端子に接続された電極指の片方が間引かれてその部分にアースに接続されたダミー電極指１２１０を設けており、このダミー電極指１２１０を介して、中央のＩＤＴ１２０９のアース側の電極指をアースに接続している点である。
【００５３】
次に、本実施の第二形態の効果について説明する。図１３に実施の第二形態の構成での周波数変化に対する振幅平衡度のグラフを示す。比較として、図１２の比較例の結果も示す。ＤＣＳ−Ｒｘにおける通過帯域の周波数範囲は１８０５ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚである。この範囲で最大の振幅平衡度は、比較例では３．３ｄＢであるのに対し、本実施の第二形態では１．５ｄＢと、１．８ｄＢ振幅平衡度が改善している。
【００５４】
これは、実施の第一形態の場合と同様に、図１２に示す比較例では図１４に示すように、ＩＤＴ同士が隣接する周辺（図１２の○で囲った部分）での弾性表面波の励振される箇所の数が第１の弾性表面波フィルタ１３０１と第２の弾性表面波フィルタ１３０２とで異なるのに対し、実施の第二形態の場合には、図１５に示すように、ＩＤＴ同士が隣接する周辺（図１１の○で囲った部分）での弾性表面波の励振される箇所の数が第１の弾性表面波フィルタ１２０７と第２の弾性表面波フィルタ１２０８とで同じになるために図３に示す３つの共振モードのうちの帯域中央に見られる共振モードと帯域高域側に見られる共振モードの間隔が比較例と比較して近づき、各平衡端子３２、３３間の平衡度が改善されるためである。
【００５５】
以上の様に本発明では、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３つ以上のＩＤＴを有する第１の弾性表面波フィルタと、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３つ以上のＩＤＴを備え、入力側もしくは出力側に接続されたＩＤＴの向きを反転することで第１の弾性表面波フィルタとは伝送位相特性をおよそ１８０度異ならせた第２の弾性表面波フィルタとが設けられ、第１、第２の弾性表面波フィルタのそれぞれ一方の端子を電気的に並列に接続し、もう一方の端子を電気的に直列に接続し、並列に接続した端子で不平衡端子、直列に接続した端子で平衡端子を構成した弾性表面波装置において、第２の弾性表面波フィルタにおける向きを反転したＩＤＴの最外に位置し、信号端子に接続されている電極指を間引くことで、平衡信号端子間の平衡度を改善した平衡−不平衡変換機能を備えた弾性表面波フィルタを実現できる。
【００５６】
次に、上記実施の各形態に記載の弾性表面波装置を用いた通信装置について図１６に基づき説明する。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６０５、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ミキサ６０７、２ｎｄＩＦフィルタ６０８、１ｓｔ＋２ｎｄローカルシンセサイザ６１１、ＴＣＸＯ（temperature compensated crystal 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。
【００５７】
Ｒｘ段間フィルタ６０４からミキサ６０５へは、図１６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。
【００５８】
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及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（automatic power control （自動出力制御））６２７を備えて構成されている。
【００５９】
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及び第二形態に記載の弾性表面波装置が好適に利用できる。
【００６０】
本発明に係る弾性表面波装置は、フィルタ機能と共に不平衡型−平衡型変換機能を備え、その上、各平衡信号間の振幅特性が理想により近いという優れた特性を有するものである。よって、上記弾性表面波装置を有する本発明の通信装置は、伝送特性を向上できるものとなっている。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波装置は、以上のように、圧電基板上に、くし型電極部をそれぞれ複数有する２つの弾性表面波フィルタから構成される弾性表面波装置において、１つの弾性表面波フィルタに対して、他の弾性表面波フィルタの伝送位相特性を反転させるようにくし型電極部を設けることにより、２つの弾性表面波フィルタが平衡−不平衡入出力可能に設けられ、各弾性表面波フィルタにおける弾性表面波の励振されない電極指間の数を互いに同数となるように、平衡−不平衡入出力のために位相を他と反転させたＩＤＴの最外領域に位置する電極指が間引かれている構成である。
【００６２】
それゆえ、上記構成は、各弾性表面波フィルタにおける、各ＩＤＴの対面部分での弾性表面波の励振関係を、互いにより近づけて共振モードの間隔の違いを低減できるので、平衡度を改善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装置の概略構成図である。
【図２】従来例と実施の第一形態の振幅平衡度を示すグラフである。
【図３】共振モードの周波数関係と有効電流分布を示す説明図であって、（ａ）は挿入損失の周波数特性を示しすグラフであり、（ｂ）は弾性表面波装置の概略構成図及び共振モ−ドを示すグラフである。
【図４】従来例でのＩＤＴ同士が隣接する付近での弾性表面波の励振の状況を示す概略構成図である。
【図５】上記実施の第一形態でのＩＤＴ同士が隣接する付近での弾性表面波の励振の状況を示す概略構成図である。
【図６】上記実施の第一形態の一変形例に関する弾性表面波装置の概略構成図である。
【図７】上記一変形例でのＩＤＴ同士が隣接する付近での弾性表面波の励振の状況を示す概略構成図である。
【図８】上記実施の第一形態における他の変形例に関する弾性表面波装置の概略構成図である。
【図９】上記他の変形例でのＩＤＴ同士が隣接する付近での弾性表面波の励振の状況を示す概略構成図である。
【図１０】上記実施の第一形態におけるさらに他の変形例に関する弾性表面波装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の実施の第二形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図１２】上記実施の第二形態に対する比較例の弾性表面波装置の概略構成図である。
【図１３】上記実施の第二形態と比較例との振幅平衡度の周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図１４】上記比較例でのＩＤＴ同士が隣接する付近での弾性表面波の励振の状況を示す概略構成図である。
【図１５】上記実施の第二形態でのＩＤＴ同士が隣接する付近での弾性表面波の励振の状況を示す概略構成図である。
【図１６】本発明の通信装置の要部回路ブロック図である。
【図１７】従来の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
８、１４、１７ａ、１８ 弾性表面波フィルタ
２３ａ ＩＤＴ（くし型電極部）
２３ｂ ダミー電極指
３０ 圧電基板
Claims (7)
- 圧電基板上に、くし型電極部をそれぞれ複数有する２つの弾性表面波フィルタから構成される弾性表面波装置において、
１つの弾性表面波フィルタに対して、他の弾性表面波フィルタの伝送位相特性を反転させるようにくし型電極部を設けることにより、２つの弾性表面波フィルタが平衡−不平衡入出力可能に設けられ、
各弾性表面波フィルタにおける弾性表面波の励振されない電極指間の数を互いに同数となるように、平衡−不平衡入出力のために位相を他と反転させたくし型電極部の最外領域に位置する電極指が間引かれていることを特徴とする弾性表面波装置。 - 間引いた位置に、ダミー電極指が、アースに接続されて設けられていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
- ダミー電極指によって、互いに隣り合う各くし型電極部におけるアースに接続された電極指同士が接続されていることを特徴とする請求項２記載の弾性表面波装置。
- 弾性表面波フィルタに対し、弾性表面波共振子が、直列及び並列の少なくとも一方にて接続されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の弾性表面波装置。
- 弾性表面波フィルタは、縦結合型であることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の弾性表面波装置。
- 弾性表面波フィルタは、平衡−不平衡入出力のために、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３つ以上のくし型電極部を有する第１の弾性表面波フィルタと、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３つ以上のくし型電極部を有する、入力側もしくは出力側に接続されたくし型電極部の向きを反転することで第１の弾性表面波フィルタとは伝送位相特性を反転させた第２の弾性表面波フィルタとを有し、
第１、第２の弾性表面波フィルタのそれぞれ一方の端子を電気的に並列に接続し、もう一方の端子を電気的に直列に接続し、並列に接続した端子で不平衡端子、直列に接続した端子で平衡端子を備えていることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の弾性表面波装置。 - 請求項１ないし６の何れか１項に記載の弾性表面波装置を有することを特徴とする通信装置。
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