JP3999977B2

JP3999977B2 - 弾性表面波フィルタ装置

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Publication number: JP3999977B2
Application number: JP2002032772A
Authority: JP
Inventors: 聡市川; 昌芳越野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2022-02-08
Also published as: JP2003234636A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、差動型（平衡動作型）弾性表面波フィルタ装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波フィルタ装置は、圧電体上に設けられた薄膜金属からなる櫛歯状電極（インターデジタルトランスデューサ：ＩＤＴ）により電気信号と弾性表面波（ＳＡＷ）との変換を行って信号を送受信するデバイスであり、弾性表面波フィルタ、弾性表面波共振子、遅延回路等に用いられる。この弾性表面波デバイスは、薄型化・小型化が可能であるというメリットにより、携帯電話などの移動体通信の分野で広く用いられるようになっている。
【０００３】
移動体通信等で用いられるＲＦ段用弾性表面波フィルタには、低損失かつ急峻な帯域外遮断特性が求められていることは当然であるが、近年では、その上に平衡動作型（差動入力および／または差動出力型）が要求されるようになってきている。その背景には、バランス入力型（バランス出力型）ＩＣの実用化／低価格化がある。
【０００４】
平衡動作型フィルタでは、良好な振幅バランス性能および位相バランス性能が求められている。良好な振幅バランス性能および位相バランス性能を得る従来手法として、非差動駆動の弾性表面波フィルタにバランコイルを接続して差動信号を取り出すものがある。しかしながら、非差動駆動の弾性表面波フィルタにバランコイルを接続する方法では、フィルタ回路の構成物が大きくなるとともに、回路部品のコストも高くなる。そのため、バランス型ＩＣに直接接続できる差動型（平衡動作型）弾性表面波フィルタの開発が望まれている。
【０００５】
バランス入力型ＩＣを差動駆動する弾性表面波フィルタの従来構成例として、下記文献１の図１に示されたものがある：
文献１．G.Endoh et. al “High Performance Balanced Type SAW Filters in the Range of 900MHz and 1.9 GHz”, Proc, IEEE Ultrason. Sympo., p41-44 (1997)
この文献１では、ＳＡＷフィルタの構造は従来のままとし、不平衡入力側の段間ＩＤＴをグランドに接地したまま、平衡出力端子に接続されている出力側のＩＤＴを直に差動駆動する試みがなされている。しかしながら、この方式では、文献１に述べられているように、振幅バランス性能および移相バランス性能ともに満足の行く性能は実現されていない。その原因として、従来構造のＳＡＷフィルタでは、差動信号処理が行われるＩＤＴに付随する浮遊インピーダンス成分が差動回路動作に対して非対称に存在することが挙げられる。このことについては、下記文献２で述べられている。
【０００６】
文献２．P.J.Edmonson et. al., “Effect of Stay Coupling on the Balance of a Differential LSAW Front-End Resonator-filter for Wireless/Mobile Circuits”, Proc. IEEE Ultrason. Sympo., p361-364 (1999)
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記非対称な浮遊インピーダンス（特にＩＤＴの配線パターンと圧電性基板との間の浮遊容量の非対称性）の影響を何とかしないと、振幅バランス性能および位相バランス性能のよい平衡動作型弾性表面波フィルタ装置を得ることができない。
【０００８】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的は、振幅バランス性能および位相バランス性能のよい平衡動作型弾性表面波フィルタ装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の実施の形態に係る弾性表面波フィルタ装置は、圧電性基板と、この圧電性基板の基板上に形成される複数の弾性表面波素子とを具備している。前記複数の弾性表面波素子の一方は、不平衡信号端子または平衡信号端子を持つ第１の櫛歯状電極と、この第１の櫛歯状電極の一方側に配置された第２の櫛歯状電極と、この第１の櫛歯状電極の他方側に配置された第３の櫛歯状電極とを含んでいる。また、前記複数の弾性表面波素子の他方は、第１および第２の平衡信号端子を持つ第４の櫛歯状電極と、この第２の櫛歯状電極の一方側に配置された第５の櫛歯状電極と、この第２の櫛歯状電極の他方側に配置された第６の櫛歯状電極とを含んでいる。
【００１０】
前記第２の櫛歯状電極の一方電極と前記第５の櫛歯状電極の一方電極とは第１の配線を介して電気的に接続され；前記第２の櫛歯状電極の他方電極と前記第５の櫛歯状電極の他方電極とは第２の配線を介して電気的に接続され；前記第３の櫛歯状電極の一方電極と前記第６の櫛歯状電極の一方電極とは第３の配線を介して電気的に接続され；前記第３の櫛歯状電極の他方電極と前記第６の櫛歯状電極の他方電極とは第４の配線を介して電気的に接続される。
【００１１】
ここで、前記第１ないし第４の配線各々は、前記圧電性基板を介して他の電極との間に浮遊容量を形成している。
【００１２】
前記第１および第２の平衡信号端子における平衡性が所望の範囲に収まる程度に、前記第１の配線の浮遊容量および前記第２の配線の浮遊容量を共存させるとともに、前記第３の配線の浮遊容量および前記第４の配線の浮遊容量を共存させるように構成している。
【００１３】
あるいは、この発明の実施の形態に係る弾性表面波フィルタ装置では、圧電性基板上に、櫛歯状電極を交差させてなるインターディジタル変換器が複数設けられ、前記インターディジタル変換器を構成する前記櫛歯状電極の電極指が、前記インターディジタル変換器により励振される弾性表面波のほぼ１／４波長の幅と間隔で配置されている共振子型の弾性表面波素子を複数備えている。
【００１４】
ここで、前記弾性表面波素子の一方と前記弾性表面波素子の他方とが縦続接続され、前記縦続接続を構成する配線が、弾性表面波フィルタ装置のグランド回路から電気回路的にフローティング状態となるように構成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の一実施の形態に係る弾性表面波フィルタ装置を説明する。
【００１６】
図１は、この発明の一実施の形態に係る弾性表面波フィルタ装置（縦並べ配置で縦続接続された不平衡入力／平衡出力弾性表面波フィルタ）の構造を説明する図である。
【００１７】
図１において、圧電性基板１０は、例えばリチウムタンタル酸化物（ＬｉＴａＯ_３）の単結晶を、Ｘ軸を中心にＹ軸方向に３６゜回転した向きにカットして得たものである（以下これをＬＴＡと略記する）。
【００１８】
圧電性基板１０上には、不平衡入力側の弾性表面波素子１Ａおよび平衡出力側の弾性表面波素子２Ａが縦並び配置で形成されている。弾性表面波素子１Ａは、アルミニウム等の金属製薄膜の櫛歯状電極を交差させてなるインターディジタル変換器（以下ＩＤＴと略記する）１１〜１３と、アルミニウム等の金属製薄膜のグレーティング状反射器（以下Ｇｒと略記する）１４〜１５を備えている。また、弾性表面波素子２Ａは、アルミニウム等の金属製薄膜の櫛歯状電極を交差させてなるＩＤＴ２１〜２３と、アルミニウム等の金属製薄膜のＧｒ２４〜２５を備えている。Ｇｒ１４およびＧｒ１５はＩＤＴ１２（あるいはＩＤＴ１１、１３）により励振される弾性表面波の伝搬方向（図１の左右方向）に沿って配置され、Ｇｒ２４およびＧｒ２５はＩＤＴ２１、２３（あるいはＩＤＴ２２）により励振される弾性表面波の伝搬方向（図１の左右方向）に沿って配置されている。
【００１９】
ここで、各弾性表面波素子１Ａ、２Ａは、電極指ピッチ（隣接する１対の電極指の中心間距離；電極周期）、電極指線幅、開口長（電極指の実質的交叉長）、電極指対数などのパターン形状が略同じとなるように形成される。別の言い方をすると、ＩＤＴ１１〜１３、２１〜２３を構成する電極指は、ＩＤＴにより励振される弾性表面波のほぼ１／４波長の幅と間隔で配置されている電極（以後ソリッド電極と呼ぶ）で構成されている。図１はこのように構成された共振子型弾性表面波フィルタである。
【００２０】
具体的には、弾性表面波素子１Ａは、不平衡信号端子Ｐ０１を持つＩＤＴ１２と、このＩＤＴ１２の左側に配置されたＩＤＴ１１と、ＩＤＴ１２の右側に配置されたＩＤＴ１３と、これらＩＤＴ１１〜１３を挟んで左右に配設されたＧｒ１４およびＧｒ１５を含んでいる。中央ＩＤＴ１２の一方電極１２ａは不平衡信号端子Ｐ０１に接続され、その他方電極１２ｂはフィルタのグランド回路に接地される。
【００２１】
同様に、弾性表面波素子２Ａは、平衡信号端子Ｐ１１およびＰ１２を持つＩＤＴ２２と、このＩＤＴ２２の左側に配置されたＩＤＴ２１と、ＩＤＴ２２の右側に配置されたＩＤＴ２３と、これらＩＤＴ２１〜２３を挟んで左右に配設されたＧｒ２４およびＧｒ２５を含んでいる。中央ＩＤＴ２２の一方電極２２ａは一方の平衡信号端子Ｐ１１に接続され、その他方電極１２ｂは他方の平衡信号端子Ｐ１２に接続される。
【００２２】
弾性表面波素子１Ａと弾性表面波素子２Ａは、配線Ｗ１Ａ〜Ｗ４Ａを介して縦続接続されている。すなわち、ＩＤＴ１１の一方電極１１ｂとＩＤＴ２１の一方電極２１ｂとが第１の配線Ｗ１Ａを介して電気的に接続され、ＩＤＴ１１の他方電極１１ａとＩＤＴ２１の他方電極２１ａとが第２の配線Ｗ２Ａを介して電気的に接続される。同様に、ＩＤＴ１３の一方電極１３ｂとＩＤＴ２３の一方電極２３ｂとが第３の配線Ｗ３Ａを介して電気的に接続され、ＩＤＴ１３の他方電極１３ａとＩＤＴ２３の他方電極２３ａとが第４の配線Ｗ４Ａを介して電気的に接続される。
【００２３】
上記縦続接続において、配線Ｗ１Ａ〜Ｗ４Ａは接地されず、グランド回路からフローティングされている。このため、配線Ｗ１Ａ〜Ｗ４Ａ各々とグランド回路との間には、圧電性基板１０（誘電体）を介して、浮遊容量Ｃｘ１〜Ｃｘ４が形成される。
【００２４】
ここで重要なことは、配線Ｗ１Ａと配線Ｗ２Ａの長さの違いによるインピーダンス（インダクタンス分＋直流抵抗分）の非対称性よりも、配線Ｗ１Ａと配線Ｗ２Ａに付随する浮遊容量（キャパシタンス分）の非対称性の方が、フィルタの平衡性に対する影響が大きいことである（これは、経験上分かっている）。このため、平衡性の観点からは（もちろん配線Ｗ１Ａのインダクタンス分／抵抗分と配線Ｗ２Ａのインダクタンス分／抵抗分が近いに超したことはないが）、配線Ｗ１Ａおよび配線Ｗ２Ａの双方に、大きな違いのない（なるべく違いの少ない）キャパシタンス分Ｃｘ１およびＣｘ２が付いていることが望ましい。同様に、平衡性の観点からは（もちろん配線Ｗ３Ａのインダクタンス分／抵抗分と配線Ｗ４Ａのインダクタンス分／抵抗分が近いに超したことはないが）、配線Ｗ３Ａおよび配線Ｗ４Ａの双方に、大きな違いのない（なるべく違いの少ない）キャパシタンス分Ｃｘ３およびＣｘ４が付いていることが望ましい。
【００２５】
仮に配線Ｗ２Ａがグランド回路に接地されていると、インピーダンスの大きさから見ればＣｘ２は見かけ上無限大となってＣｘ１とＣｘ２との間に大きな違いが生じ、ＩＤＴ１１とＩＤＴ２１との間の配線Ｗ１Ａおよび配線Ｗ２Ａにおけるキャパシタンス分の非対称性が大きくなる。しかし、配線Ｗ１Ａおよび配線Ｗ２Ａのいずれもがグランド回路からフローティングされている（接地されていない）ならば、これらの配線にキャパシタンス分Ｃｘ１およびＣｘ２が残り、たとえＣｘ１≠Ｃｘ２であっても、配線Ｗ１Ａまたは配線Ｗ２Ａが接地される場合と比べれば、キャパシタンス分の非対称性は大幅に少なくなる（つまりＩＤＴ１１とＩＤＴ２１との間の平衡伝送路の平衡性がより良くなる）。
【００２６】
同様に、仮に配線Ｗ４Ａがグランド回路に接地されていると、インピーダンスの大きさから見ればＣｘ４は見かけ上無限大となってＣｘ３とＣｘ４との間に大きな違いが生じ、ＩＤＴ１３とＩＤＴ２３との間の配線Ｗ３Ａおよび配線Ｗ４Ａにおけるキャパシタンス分の非対称性が大きくなる。しかし、配線Ｗ３Ａおよび配線Ｗ４Ａのいずれもがグランド回路からフローティングされている（接地されていない）ならば、これらの配線にキャパシタンス分Ｃｘ３およびＣｘ４が残り、たとえＣｘ３≠Ｃｘ４であっても、配線Ｗ３Ａまたは配線Ｗ４Ａが接地される場合と比べれば、キャパシタンス分の非対称性は大幅に少なくなる（つまりＩＤＴ１３とＩＤＴ２３との間の平衡伝送路の平衡性がより良くなる）。
【００２７】
なお、例えば配線Ｗ１Ａの幅を広くし配線Ｗ２Ａの幅を狭くすることでこれらの配線とグランド回路間の等価的な対向面積差を減らせば、配線Ｗ１Ａおよび配線Ｗ２Ａにおけるキャパシタンス分の非対称性をさらに低減できる。同様に、例えば配線Ｗ３Ａの幅を広くし配線Ｗ４Ａの幅を狭くすることでこれらの配線とグランド回路間の等価的な対向面積差を減らせば、配線Ｗ３Ａおよび配線Ｗ４Ａにおけるキャパシタンス分の非対称性をさらに低減できる。
【００２８】
上記キャパシタンス分の非対称性がどの程度まで許容できるかは、この発明の実施製品において、最終的な平衡性（振幅バランスや位相バランス）をどの程度に管理するかによって変わる。Ｃｘ１〜Ｃｘ４の具体的な値、あるいはキャパシタンス比Ｃｘ２／Ｃｘ１やキャパシタンス比Ｃｘ４／Ｃｘ３の具体的な値を示すことはできないが、所望の平衡性（振幅バランス／位相バランス）が得られるように配線Ｗ１Ａ〜Ｗ４Ａのパターン配置／面積／長さ等を試験的に求めることは、充分可能である。
【００２９】
具体的には、平衡信号端子（Ｐ１１〜Ｐ１２）における平衡性が所望の範囲（例えば振幅特性が±１ｄＢ、位相バランスが±１０゜）に収まる程度に、配線Ｗ１Ａの浮遊容量Ｃｘ１および配線Ｗ２Ａの浮遊容量Ｃｘ１を共存させるとともに、配線Ｗ３Ａの浮遊容量Ｃｘ３および配線Ｗ４Ａの浮遊容量Ｃｘ４を共存させるように（つまり配線Ｗ１Ａ〜Ｗ４Ａを接地しない）構成する。そして、ある試作サンプルの平衡性が所望の範囲に収まらないときは、例えば配線Ｗ１Ａ〜Ｗ４Ａのいずれかの引き回し方法および／またはその面積を変更する等して、配線上のインピーダンスバランスを変更した別の試作サンプルを作る。この別の試作サンプルの平衡性が所望の範囲（例えば振幅特性が±１ｄＢ、位相バランスが±１０゜）に収まったときは、そのときのパターン形状／面積／配置／長さ等を設計値として採用して、弾性表面波フィルタ装置を量産すればよい。このような試行錯誤の作業は、当業者にとって容易なことである。
【００３０】
上記「平衡性の所望の範囲」に関して、図４および図５を参照してより具体的に説明する。図４は、この発明の実施の形態に係る弾性表面波フィルタ装置の特性例（振幅特性と定在波比：ＶＳＷＲ）を説明する図である。ここでは、ＬＴＡ基板１０を用いたフィルタ（５０Ω系不平衡入力／平衡出力型）の特性を例示している。また、図５は、この発明の実施の形態に係る弾性表面波フィルタ装置の特性例（振幅バランス特性と位相バランス特性）を説明する図である。
【００３１】
図４の測定に使用したＳＡＷフィルタは、例えば図１のような構成の弾性表面波フィルタで作られている。このフィルタの入力（図１のＰ０１相当）は出力インピーダンス５０Ωの信号源に接続され、このフィルタの出力（図１のＰ１１〜Ｐ１２相当）は５０Ωの負荷抵抗で終端されている。このフィルタは、図４に例示されるように、中心周波数がおよそ９４２．５ＭＨｚであり、９２２．５ＭＨｚ〜９６２．５ＭＨｚを通過させるバンドパス特性を持っている。そして、通過周波数帯におけるＶＳＷＲが実用上充分小さな値（ＶＳＷＲがほぼ２．５以下）に収まっている。
【００３２】
通過周波数帯における振幅バランス特性ＴＦおよび位相バランス特性を（スケールを拡大して）例示したのが図５である。図５の例示からは、通過周波数帯内（９２２．５ＭＨｚ〜９６２．５ＭＨｚ）の振幅特性が±１ｄＢ以内に収まり、位相バランス特性も±７゜以内に収まっている。例えばこのような特性が得られるように、図１のパターン形状／面積／配置／長さ等を、従前の設計データを適宜利用して、および／または試行錯誤等により、決めればよい。
【００３３】
なお、上記の例では入出力インピーダンスを５０Ωとしたが、フィルタ素子（弾性表面波素子１Ａ、２Ａ等）の電極指開口長、電極指本数等を適宜変更／操作することにより、他のインピーダンス系（７５Ω、１００Ω、１５０Ω、２００Ω等）でも同様な効果が得られる。
【００３４】
また、電極指開口長、電極指本数等を適宜選択することで入力段と出力段のフィルタ（弾性表面波素子）のインピーダンス設計を変えることにより、入出力のインピーダンスが異なった弾性表面波フィルタ（例えば５０Ω不平衡入力２００Ω平衡出力、２００Ω平衡入力５０Ω不平衡出力、１００Ω平衡入力１００Ω平衡出力など）を実現することもできる。
【００３５】
具体的には、
（１）弾性表面波素子の一方（１Ａ）のＩＤＴ（１１〜１３）を構成する櫛歯状電極の電極指のうち、少なくとも１本の電極指の弾性表面波励振方向（図１の水平方向）の幅寸法を、弾性表面波素子の他方（２Ａ）のＩＤＴ（２１〜２３）を構成する櫛歯状電極の電極指の前記弾性表面波励振方向（図１の水平方向）の幅寸法と異なるものとすることにより、弾性表面波フィルタ装置の入力および／または出力インピーダンスの設計値を変更することができる。
【００３６】
（２）弾性表面波素子の一方（１Ａ）のＩＤＴ（１１〜１３）を構成する前記櫛歯状電極の電極指のうち、少なくとも１本の電極指の開口長を、弾性表面波素子の他方（２Ａ）のＩＤＴ（２１〜２３）を構成する前記櫛歯状電極の電極指の開口長と異なるものとすることにより、弾性表面波フィルタ装置の入力および／または出力インピーダンスの設計値を変更することができる。
【００３７】
（３）櫛歯状電極の電極指は２本で１対とし、これら１対の電極指の中心間距離を電極周期としたときに、弾性表面波素子の一方（１Ａ）に含まれる少なくとも１対の電極指の電極周期が、弾性表面波素子の他方（２Ａ）に含まれる電極指の電極周期と異なるものとすることにより、前記フィルタ装置の入力および／または出力インピーダンスの設計値を変更することができる。
【００３８】
（４）弾性表面波素子の一方（１Ａ）に含まれる電極指の総数が、弾性表面波素子の他方（２Ａ）に含まれる電極指の総数と異なるものとすることにより、前記フィルタ装置の入力および／または出力インピーダンスの設計値を変更することができる。
【００３９】
（５）弾性表面波素子の一方（１Ａ）は、ＩＤＴ（１１〜１３）により励振される弾性表面波の伝搬方向に沿って、このＩＤＴ（１１〜１３）を挟むようにして圧電性基板上（１０）に形成された複数のグレーティング状反射器（１４〜１５）を含むことができ、弾性表面波素子の他方（２Ａ）は、ＩＤＴ（２１〜２３）により励振される弾性表面波の伝搬方向に沿って、このＩＤＴ（２１〜２３）を挟むようにして圧電性基板上（１０）に形成された複数のグレーティング状反射器（２４〜２５）を含むことができる。この場合、弾性表面波素子の一方（１Ａ）に含まれるグレーティング状反射器（１４〜１５）を構成する反射電極指の総数が、弾性表面波素子の他方（２Ａ）に含まれるグレーティング状反射器（２４〜２５）を構成する反射電極指の総数と異なるものとすることにより、前記フィルタ装置の入力および／または出力インピーダンスの設計値を変更することができる。
【００４０】
（６）弾性表面波素子の一方（１Ａ）に含まれるＩＤＴ（１１〜１３）の総数が、弾性表面波素子の他方（２Ａ）に含まれるＩＤＴ（２１〜２３）の総数と異なるものとすることにより、前記フィルタ装置の入力および／または出力インピーダンスの設計値を変更することができる。
【００４１】
（７）弾性表面波素子の一方（１Ａ）の伝送周波数特性が、弾性表面波素子の他方（２Ａ）の伝送周波数特性と異なるように、各弾性表面波素子を構成するＩＤＴの電極指の数、開口長、電極周期等を変更してもよい。
【００４２】
図２は、この発明の他の実施の形態に係る弾性表面波フィルタ装置（横並べ配置縦続接続の不平衡入力／平衡出力弾性表面波フィルタ）の構造を説明する図である。図１と図２の違いは、縦続接続される２つの弾性表面波素子の配置方法にある。すなわち、図１では弾性表面波素子１Ａと弾性表面波素子２Ａは図面上縦並びに配置され縦続接続されているが、図２では弾性表面波素子１Ｂと弾性表面波素子２Ｂが図面上横並びに配置され縦続接続されている。図１と図２とでは配線Ｗ１Ａ〜Ｗ４Ａと配線Ｗ１Ｂ〜Ｗ４Ｂに違いがあるが、配線Ｗ１Ａ〜Ｗ４Ａも配線Ｗ１Ｂ〜Ｗ４Ｂもグランド回路からフローティングされ、各配線に（対グランド回路との間の）浮遊容量が付随していることは共通している。
【００４３】
図２の構成では、配線Ｗ１Ｂの浮遊容量Ｃｙ１と配線Ｗ２Ｂの浮遊容量Ｃｙ２とで配線Ｗ１Ｂ〜Ｗ２Ｂ間のインピーダンスバランス（キャパシタンスの非対称性）を改善し、配線Ｗ３Ｂの浮遊容量Ｃｙ３と配線Ｗ４Ｂの浮遊容量Ｃｙ４とで配線Ｗ３Ｂ〜Ｗ４Ｂ間のインピーダンスバランス（キャパシタンスの非対称性）を改善している。これにより、振幅バランス性能および位相バランス性能のよい平衡動作型弾性表面波フィルタ装置を実現している。
【００４４】
なお図示しないが、図１に示すような弾性表面波素子１Ａ、２Ａと、図２に示すような弾性表面波素子１Ｂ、２Ｂを、同一の圧電性基板１０上に形成するような実施の形態も可能である。
【００４５】
また、図１の弾性表面波素子１Ａまたは図２の弾性表面波素子１Ｂを平衡型とし、図１の弾性表面波素子２Ａまたは図２の弾性表面波素子２Ｂを不平衡型とするような実施の形態も可能である。
【００４６】
さらに、図１または図２の弾性表面波素子１Ａまたは１Ｂの端子Ｐ０１を出力端子とし、図１または図２の弾性表面波素子２Ａまたは２Ｂの端子Ｐ１１、Ｐ１２を入力端子とするような実施の形態も可能である。
【００４７】
図３は、この発明のさらに他の実施の形態に係る弾性表面波フィルタ装置（縦並べ配置縦続接続の平衡入力／平衡出力弾性表面波フィルタ）の構造を説明する図である。図１と図３の違いは、縦続接続される２つの弾性表面波素子の一方（１Ａ）が、不平衡型か平衡型かという点にある。すなわち、図１は不平衡入力／平衡出力型の弾性表面波フィルタ装置としているのに対して、図３は平衡入力／平衡出力型の弾性表面波フィルタ装置としている。
【００４８】
具体的には、図１ではＩＤＴ１２の一方電極１２ａに不平衡信号端子Ｐ０１が接続され他方電極１２ｂがグランド回路に接地されているが、図３ではＩＤＴ１２の一方電極１２ａに一方の平衡信号端子Ｐ０１＊が接続され他方電極１２ｂに他方の平衡信号端子Ｐ０２＊が接続されている。
【００４９】
なお、図３の縦並び弾性表面波素子１Ａおよび２Ａは、図２のように横並びとすることもできる。
【００５０】
図１〜図３の実施の形態の構成を要約すると、以下のように表現することもできる。すなわち、圧電性基板（１０）上に、櫛歯状電極を交差させてなるインターディジタル変換器（１１〜１３または２１〜２３）が複数設けられる。前記インターディジタル変換器（１１〜１３または２１〜２３）を構成する前記櫛歯状電極の電極指は、前記インターディジタル変換器（１１〜１３または２１〜２３）により励振される弾性表面波の、例えば１／４波長の幅と間隔で配置されている。このように構成された共振子型の弾性表面波素子（１Ａまたは２Ａ）が、複数設けられる。そして、前記弾性表面波素子の一方（１Ａ）と前記弾性表面波素子の他方（２Ａ）とは縦続接続される。
【００５１】
ここで、前記縦続接続を構成する配線（Ｗ１Ａ〜Ｗ４Ａ）が、弾性表面波フィルタ装置のグランド回路から電気回路的にフローティング状態となるように構成される（各配線に浮遊容量が形成されるなら、いずれかの配線がグランド回路以外の何処かに繋がっていることは差し支えない）。
【００５２】
前記縦続接続を構成する配線（Ｗ１Ａ〜Ｗ４Ａ）のうち、少なくとも１つは前記グランド回路から切り離される。なお、この配線として、例えば図１のＩＤＴ１２の電極１２ｂに繋がる配線を含めて考えるときは、この電極１２ｂに繋がる配線がグランド回路から切り離されていない。「少なくとも１つは前記グランド回路から切り離される」とは、このような状況も考慮した場合の表現である。また、例えば図１の構成と図３の構成を同一基板１０上に形成するような実施の形態において、図１相当の構成では配線Ｗ２ＡおよびＷ４Ａをグランド回路に接地するが、図３相当の構成では配線Ｗ１Ａ〜Ｗ４Ａのいずれもグランド回路に接地しないという実施の形態も考えられる。「少なくとも１つは前記グランド回路から切り離される」とは、このような状況も考慮した場合の表現である。
【００５３】
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能である。また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合組み合わせによる効果が得られる。
【００５４】
さらに、上記実施の形態には種々な段階の発明が含まれており、この出願で開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。たとえば、実施の形態に示される全構成要件から１または複数の構成要件が削除されても、この発明の効果あるいはこの発明の実施に伴う効果のうち少なくとも１つが得られるときは、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。
【００５５】
＜実施の形態の効果＞
差動信号処理（平衡信号処理）を行うＩＤＴの浮遊インピーダンス成分（主に平衡信号経路の配線における対グランド回路間の浮遊容量）に着目し、段間ＩＤＴの配線をグランド回路に接地させないように構成している。これにより、差動（平衡）入力または差動（平衡）出力もしくは差動（平衡）入出力を可能とし、振幅バランス性、位相バランス性に優れ、低インピーダンスで駆動可能とした弾性表面波フィルタ装置（特に移動体通信分野で用いられる弾性表面波フィルタ装置）を得ることができる。
【００５６】
【発明の効果】
振幅特性／位相バランス性能のよい平衡動作型弾性表面波フィルタ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る弾性表面波フィルタ装置の構造を説明する図。
【図２】この発明の他の実施の形態に係る弾性表面波フィルタ装置の構造を説明する図。
【図３】この発明のさらに他の実施の形態に係る弾性表面波フィルタ装置の構造を説明する図。
【図４】この発明の実施の形態に係る弾性表面波フィルタ装置（ＬＴＡ基板を用いた、５０Ω系バランス出力ＥＧＳＭ−Ｒｘフィルタ）の特性例（振幅特性とＶＳＷＲ）を説明する図。
【図５】この発明の実施の形態に係る弾性表面波フィルタ装置の特性例（振幅バランス特性と位相バランス特性）を説明する図。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ…弾性表面波素子（共振子型弾性表面波素子）；１０…圧電性基板；１１〜１３、２１〜２３…櫛歯状電極（インターデジタル変換器／ＩＤＴ；機能素子）；１４、１５、２４、２５…反射器；Ｐ０１…不平衡信号端子；Ｐ０１＊、Ｐ０２＊、Ｐ１１、Ｐ１２…平衡信号端子；Ｗ１Ａ〜Ｗ４Ａ、Ｗ１Ｂ〜Ｗ４Ｂ…信号線；Ｃｘ１〜Ｃｘ４、Ｃｙ１〜Ｃｙ４…浮遊容量（浮遊インピーダンス）。

Claims

圧電性基板上に櫛歯状電極を交差させてなるインターディジタル変換器が複数設けられ、前記インターディジタル変換器を構成する前記櫛歯状電極の電極指が前記インターディジタル変換器により励振される弾性表面波のほぼ１／４波長の幅と間隔で配置されている共振子型の弾性表面波素子を複数備えたものであって、前記弾性表面波素子の一方と前記弾性表面波素子の他方とが縦続接続され、前記縦続接続を構成する配線が弾性表面波フィルタ装置のグランド回路から電気回路的にフローティング状態となるように構成された平衡動作型弾性表面波フィルタ装置において、
前記弾性表面波素子の一方は、前記インターディジタル変換器の一部により励振される弾性表面波の伝搬方向に沿って、この一部のインターディジタル変換器を挟むようにして前記圧電性基板上に形成された複数のグレーティング状反射器を含み、
前記弾性表面波素子の他方は、前記インターディジタル変換器の他部により励振される弾性表面波の伝搬方向に沿って、この他部のインターディジタル変換器を挟むようにして前記圧電性基板上に形成された複数の他方グレーティング状反射器を含み、
前記弾性表面波素子の一方に含まれる前記グレーティング状反射器を構成する反射電極指の総数が、前記弾性表面波素子の他方に含まれる前記グレーティング状反射器を構成する反射電極指の総数と異なるものとすることにより、前記フィルタ装置の入力および／または出力インピーダンスの設計値を変更するように構成したことを特徴とする平衡動作型の弾性表面波フィルタ装置。
前記縦続接続を構成する配線のうち、少なくとも１つが前記グランド回路から切り離されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波フィルタ装置。
前記弾性表面波素子の一方が、不平衡信号端子および前記グランド回路に接続されるインターディジタル変換器を含み、
前記弾性表面波素子の他方が、平衡信号端子に接続されるが前記グランド回路には接続されないインターディジタル変換器を含むように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の弾性表面波フィルタ装置。
前記弾性表面波素子の一方が、平衡信号端子に接続されるが前記グランド回路には接続されないインターディジタル変換器を含み、
前記弾性表面波素子の他方が、平衡信号端子に接続されるが前記グランド回路には接続されないインターディジタル変換器を含むように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の弾性表面波フィルタ装置。
前記弾性表面波素子の一方の前記インターディジタル変換器を構成する前記櫛歯状電極の電極指のうち、少なくとも１本の電極指の弾性表面波励振方向の幅寸法を、前記弾性表面波素子の他方の前記インターディジタル変換器を構成する前記櫛歯状電極の電極指の前記弾性表面波励振方向の幅寸法と異なるものとすることにより、前記フィルタ装置の入力および／または出力インピーダンスの設計値を変更するように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ装置。
前記弾性表面波素子の一方の前記インターディジタル変換器を構成する前記櫛歯状電極の電極指のうち、少なくとも１本の電極指の開口長を、前記弾性表面波素子の他方の前記インターディジタル変換器を構成する前記櫛歯状電極の電極指の開口長と異なるものとすることにより、前記フィルタ装置の入力および／または出力インピーダンスの設計値を変更するように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ装置。
前記櫛歯状電極の電極指は２本で１対とし、これら１対の電極指の中心間距離を電極周期としたときに、前記弾性表面波素子の一方に含まれる少なくとも１対の前記電極指の電極周期が、前記弾性表面波素子の他方に含まれる前記電極指の電極周期と異なるものとすることにより、前記フィルタ装置の入力および／または出力インピーダンスの設計値を変更するように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ装置。
前記弾性表面波素子の一方に含まれる前記電極指の総数が、前記弾性表面波素子の他方に含まれる前記電極指の総数と異なるものとすることにより、前記フィルタ装置の入力および／または出力インピーダンスの設計値を変更するように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ装置。
前記弾性表面波素子の一方に含まれる前記インターディジタル変換器の総数が、前記弾性表面波素子の他方に含まれる前記インターディジタル変換器の総数と異なるものとすることにより、前記フィルタ装置の入力および／または出力インピーダンスの設計値を変更するように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ装置。
前記弾性表面波素子の一方の周波数特性が、前記弾性表面波素子の他方の周波数特性と異なるものとするように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ装置。