JP4285052B2 - 縦結合共振子型弾性表面波フィルタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタに関し、特に、３個以上のＩＤＴ（インターデジタルトランスデューサ）を有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機のＲＦ段のバンドパスフィルタとして、弾性表面波フィルタが広く用いられている。バンドパスフィルタでは、低損失、高減衰量及び広帯域であることなどが求められ、弾性表面波フィルタにおいても、これらの要求を満たすために種々の提案がなされている。
【０００３】
下記の特許文献１には、縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおいて広帯域化を図る方法の一例が開示されている。ここでは、隣合うＩＤＴ間における電極指が周期的に並ぶ条件、より具体的には、弾性表面波伝搬方向に隣合う２個のＩＤＴの隣接する電極指中心間距離を、電極指の周期で決まる波長の０．５倍からずらすことにより、共振モードを最適に配置する方法が採用されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２６７９９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記先行技術のように、隣合うＩＤＴ間において、隣合う電極指の中心間距離を、電極指の周期で決まる波長の０．５倍からずらすと、その部分において弾性表面波伝搬路の周期的な連続性が悪化する。特に、漏洩弾性表面波（リーキー波）を用いる３６°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ₃ や６４°ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ₃ などの圧電基板を用いた場合には、バルク波の放射による損失が増加することとなる。その結果、広帯域化を図ることは可能であっても、挿入損失が大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上述した先行技術の問題点を解消し、広帯域化を図り得るだけでなく、通過帯域内における挿入損失を小さくし得る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の広い局面によれば、圧電基板と、前記圧電基板上において弾性表面波伝搬方向に沿って形成されており、それぞれ複数本の電極指を有する３つまたは５つのＩＤＴとを備え、０次モード、２次モード及びＩＤＴ−ＩＤＴ間共振モードを利用する縦結合共振子型弾性表面波フィルタであって、少なくとも１つのＩＤＴにおける、表面波伝搬方向に隣接している他のＩＤＴ側端部から一部分である第１の部分の電極指の周期が、該ＩＤＴの残りの部分である第２の部分の電極指の周期よりも小さくなっており、第１の部分における電極指の周期が一定とされており、第１，第２の部分の電極指の周期で決まる表面波の波長が、それぞれλＩ１，λＩ２であると共に、第１，第２の部分を有するＩＤＴと、該ＩＤＴに隣接するＩＤＴとの互いに隣り合う電極指が異なる信号端子に接続されている縦結合共振子型弾性表面波フィルタが提供される。
【０００８】
本発明のより限定的な局面では、第１の部分の電極指の周期が、第２の部分の電極指の周期の０．８２〜０．９９倍である。
本発明の別の特定の局面では、隣合う一対のＩＤＴの双方が、第１の部分の電極指の周期が第２の部分の電極指の周期と異なるように構成されており、前記一対のＩＤＴの隣合う電極指中心間距離が、０．５λＩ１と略一致されている。
【０００９】
本発明の他の特定の局面では、隣合う一対のＩＤＴの一方のみが、第１の部分の電極指の周期が、第２の部分の電極指の周期と異なるように構成されており、前記一対のＩＤＴの隣合う電極指中心間距離が、０．２５λＩ１＋０．２５λＩ２に略一致されている。
【００１０】
本発明のさらに他の特定の局面では、第１の部分の電極指の周期が第２の部分の電極指の周期と異ならされているＩＤＴにおいて、第１の部分の電極指と、第２の部分の電極指とが隣合う箇所における電極指中心間距離が０．２５λＩ１＋０．２５λＩ２に略一致されている。
【００１１】
本発明の別の特定の局面では、隣合う一対のＩＤＴの隣合っている部分の両側において、第１の部分の電極指の合計の本数が１８本以下とされている。
本発明のさらに別の特定の局面では、隣り合う一対のＩＤＴの、周期を異ならせていない電極指同士の中心間距離を、（０．０８＋０．５ｎ）λＩ２〜（０．２４＋０．５ｎ）λＩ２（ｎ＝１，２，３，…）とされている。
【００１２】
本発明のさらに別の特定の局面では、隣り合う一対のＩＤＴの、周期を異ならせていない電極指同士の中心間距離を、（０．１３＋０．５ｎ）λＩ２〜（０．２３＋０．５ｎ）λＩ２（ｎ＝１，２，３，…）とされている。
【００１３】
本発明のさらに別の特定の局面では、表面波伝搬方向において隣合う一対のＩＤＴの双方が、上記第１，第２の部分を有し、双方のＩＤＴにおける第１の部分の電極指の本数が異なるように構成されている。
【００１４】
本発明においては、上記圧電基板を構成する圧電材料は特に限定されるわけではないが、好ましくは、ＬｉＴａＯ₃ 単結晶をＸ軸を中心にＹ軸方向に３６〜４４度の範囲で回転させたものが用いられる。
【００１５】
本発明の他の特定の局面では、前記第１の部分の電極指の膜厚が、第２の部分の電極指の膜厚と異なるように構成されている。この場合、好ましくは、前記第１の部分の電極指の膜厚が、前記第２の部分の電極指の膜厚よりも薄くされている。
【００１６】
また、本発明のさらに他の特定の局面では、前記第１の部分の電極指がスプリット電極により構成されている。
本発明のさらに他の特定の局面では、本発明に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタが少なくとも２段縦続接続される。好ましくは、前記複数段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの少なくとも１つの段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける第１の部分の電極指の周期が、他の段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける前記第１の部分の電極指の周期と異ならされる。
【００１７】
また、本発明のより限定的な局面では、上記複数段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの各段において、前記第１の部分の電極指の周期が異なっている。
本発明のさらに他の特定の局面では、少なくとも１つの直列共振子及び／または並列共振子が入力側及び／または出力側に接続されている。
【００１８】
本発明に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタは、平衡−不平衡入出力を有するように構成されてもよく、平衡−平衡入出力を有するように構成されていてもよい。
【００１９】
本発明に係る通信機は、本発明に従って構成された縦結合共振子型弾性表面波フィルタを帯域フィルタとして備える。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明をより詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを説明するための略図的平面図である。なお、本実施例及び以下の実施例では、ＥＧＳＭ方式の携帯電話の受信用バンドパスフィルタに適用されるものである。もっとも、本発明に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタは、他の方式の携帯電話機や、携帯電話機以外の他の通信機器におけるバンドパスフィルタとしても用いることができる。
【００２２】
本実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１は、圧電基板２上に、図１に略図的平面図で示されている電極構造を形成することにより構成されている。圧電基板２は、３６°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ₃ 基板を用いて構成されている。もっとも、圧電基板２は、他の結晶方位のＬｉＴａＯ₃ 基板を用いて構成してもよく、あるいはＬｉＴａＯ₃ 基板以外の他の圧電材料、例えばＬｉＮｂＯ₃ 基板や水晶などの圧電単結晶、あるいは圧電セラミックスを用いて構成してもよい。さらに、圧電基板２は、絶縁基板上にＺｎＯ薄膜などの圧電薄膜を形成することにより構成されていてもよい。
【００２３】
本実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１では、圧電基板２上にＡｌにより以下に詳述する電極構造が形成されている。もっとも、電極材料としては、Ａｌ以外の金属もしくは合金を用いてもよい。
【００２４】
本実施例では、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１，１２が縦続接続されている。すなわち、２つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１，１２が２段縦続接続されている。
【００２５】
弾性表面波フィルタ１１，１２は、いずれも、表面波伝搬方向に沿って配置された３個のＩＤＴを有する。すなわち、これらの弾性表面波フィルタ１１，１２は、３ＩＤＴタイプの縦結合共振子型弾性表面波フィルタである。また、弾性表面波フィルタ１１，１２の電極設計は同一とされている。
【００２６】
弾性表面波フィルタ１１は、ＩＤＴ１３〜１５を有する。そして、ＩＤＴ１３〜１５が形成されている部分の表面波伝搬方向両側にグレーティング型の反射器１６，１７が配置されている。同様に、弾性表面波フィルタ１２も、３個のＩＤＴ１８〜２０及びＩＤＴ１８〜２０が形成されている領域の表面波伝搬方向両側に配置されたグレーティング型反射器２１，２２とを有する。
【００２７】
本実施例では、弾性表面波フィルタ１１の中央に配置されたＩＤＴ１４の一端が入力端とされており、弾性表面波フィルタ１２の中央に配置されているＩＤＴ１９が出力端とされている。また、ＩＤＴ１３，１５の一端が、それぞれ、ＩＤＴ１８，２０の一端に接続されている。入出力端あるいはＩＤＴ相互に接続されている端部とは逆側の各ＩＤＴ１３〜１５，１８〜２０の端部は図１から明らかなように、アース電位に接続されている。
【００２８】
本実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１の特徴は、弾性表面波フィルタ１１，１２において、隣合うＩＤＴ間の両側において、ＩＤＴの一部の電極指ピッチが、該ＩＤＴの残りの部分の電極指ピッチよりも狭められていることにある。これを、ＩＤＴ１３，１４間を例にとり、より具体的に説明する。
【００２９】
ＩＤＴ１３とＩＤＴ１４とは、表面波伝搬方向において隣合っている。ＩＤＴ１３のＩＤＴ１４側の端部から数本の電極指１３ａ，１３ｂ間の電極指ピッチが、残りの電極指１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ間の電極指ピッチよりも狭められている。同様に、ＩＤＴ１４においても、ＩＤＴ１３側の端部の数本の電極指１４ａ，１４ｂ間の電極指ピッチが、電極指１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ間の電極指ピッチよりも狭められている。なお、ＩＤＴ１３において、上記のようにＩＤＴ１４側端部から複数本の電極指１３ａ，１３ｂ間の電極指ピッチが狭められている部分を第１の部分とし、残りの電極指１３ｃ〜１３ｇが配置されている部分を第２の部分とする。このように、本実施例の弾性表面波フィルタ１では、各ＩＤＴが、隣接するＩＤＴ側端部から複数本の電極指のピッチが、残りの電極指のピッチよりも狭められている。
【００３０】
なお、中央に配置されているＩＤＴ１４においては、第１の部分は表面波伝搬方向両側に配置されている。すなわち、上述した電極指１４ａ，１４ｂが設けられている部分だけでなく、ＩＤＴ１５側の端部の複数本の電極指１４ｈ，１４ｉが配置されている部分においても電極指ピッチが狭められており、従って、電極指１４ｈ，１４ｉが設けられている部分も第１の部分となる。
【００３１】
ＩＤＴ１５においても、ＩＤＴ１４側に、ＩＤＴ１３と同様に第１の部分が構成されており、第１の部分以外が第２の部分を構成している。また、弾性表面波フィルタ１２側のＩＤＴ１８〜２０についても、ＩＤＴ１３〜１５と同様に構成されている。
【００３２】
なお、図１及び後述の変形例や他の実施例の電極構造を示す各図においては、実際の電極指の数よりも、図示を容易とするため電極指の数は少なく図示されている。
【００３３】
次に、本実施例の弾性表面波フィルタ１の電極構造の詳細をより具体的に説明する。
いま、上記第１の部分の電極指ピッチで定められる表面波の波長をλＩ１、第２の部分の電極指ピッチで定められる表面波の波長をλＩ２とする。
【００３４】
ＩＤＴ１３〜１８の電極指交差幅は、いずれも３５．８λＩ２であり、電極膜厚は０．０８λＩ２である。
また、ＩＤＴ１３〜１５の電極指の本数は以下のとおりである。
【００３５】
ＩＤＴ１３…電極指の本数２９本、但し、第１の部分の電極指の本数は４本、第２の部分の電極指の本数が２５本。
ＩＤＴ１４…電極指の本数３３本、但し両側の第１の部分は、それぞれ電極指の本数が４本であり、中央の第２の部分の電極指の本数は３３−８＝２５本である。
【００３６】
ＩＤＴ１５…電極指の本数は２９本であり、第１の部分の電極指の本数が４本、第２の部分の電極指の本数が２５本。
ＩＤＴの波長を示す上記λＩ１は、３．９０μｍ、λＩ２は４．１９μｍである。
【００３７】
反射器１６，１７の電極指の本数は１００本であり、波長λＲは４．２９μｍである。
また、第１の部分と第２の部分との間隔は、図１のＩＤＴ１３を例にとると、電極指１３ｃの中心と電極指１３ｂの中心との間の間隔となり、この間隔が、０．２５λＩ１＋０．２５λＩ２である。他のＩＤＴにおける第１の部分と第２の部分との間の間隔も同じ大きさとされている。さらに、隣合うＩＤＴ間の間隔、例えばＩＤＴ１４とＩＤＴ１５との隣合う電極指１４ｉ，１５ａ間の中心間距離は、０．５０λＩ１とされている。
【００３８】
さらに、ＩＤＴ１３，１５と、反射器１６，１７とのそれぞれの間隔、すなわちＩＤＴの外側端部と反射器の内側端との間の相互の電極指中心間距離は０．５０λＲである。
【００３９】
また、各ＩＤＴ１３〜１５のデューティーは０．７３、反射器のデューティーは０．５５である。なお、ここでデューティーとは、（電極指の幅＋電極指間の間隔）に対する、電極指の幅の割合を示す。
【００４０】
なお、表面波フィルタ１２の各ＩＤＴ１８〜２０及び反射器２１，２２についても、ＩＤＴ１３〜１５及び反射器１６，１７と全く同様に構成されている。
本実施例は、第１，第２の部分の間の間隔及び隣合うＩＤＴ間の間隔が上記のように設計されていることに特徴を有する。なお、後程より詳細に説明するが、これらの間隔は、その周囲のＩＤＴの波長の０．５０倍、また、間隔の両側で波長が異なる場合には、これらの波長の０．２５倍を加えた間隔にしておくことが、ＩＤＴの連続性を保つ上で好ましい。
【００４１】
比較のために、従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用意した。この従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を図２に示す。図２から明らかなように、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１のような２種の間隔が設けられておらず、全ての電極指間の間隔が等しいことを除いては、同様に構成されている。従って、同一部分については、上記実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの各部分を示す参照番号に２００加えた参照番号を付することにより、その詳細な説明は省略する。この比較のために用意した弾性表面波フィルタ２０１では、電極構造の詳細は以下のとおりとした。
【００４２】
すなわち、ＩＤＴ２１３〜２１５，２１８〜２２０の交差幅Ｗは４３．２λＩとした。また、ＩＤＴの電極指の本数は、以下のとおりとした。
ＩＤＴ２１３，２１５，２１８，２２０…２５本。ＩＤＴ２１４，２１９…３１本。
【００４３】
ＩＤＴの波長λＩは、４．１７μｍ、反射器の波長λＲは４．２９μｍ。反射器の電極指の本数は、それぞれ１００本とした。
また、隣合うＩＤＴ−ＩＤＴ間の電極指中心間距離は０．３２λＩとし、反射器と反射器に隣接するＩＤＴとの電極指中心間距離は０．５０λＲとした。さらに、ＩＤＴのデューティー及び反射器のデューティーは実施例と同様とし、電極膜厚については０．０８λＩとした。
【００４４】
上記のようにして用意された実施例及び従来例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性を測定した。結果を図３に示す。図３の実線が実施例の結果を、破線が従来例の結果を示す。また、破線及び実線で示される各振幅特性の要部を、縦軸の右側のスケールで拡大した特性を併せて示す。
【００４５】
図３から明らかなように、本実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１では、従来例に比べて、通過帯域内の挿入損失を大幅に改善し得ることがわかる。例えば、通過帯域内の最小挿入損失は、従来例では約２．３ｄＢであるのに対し、本実施例では、約１．７ｄＢであり、約０．６ｄＢ改善していることがわかる。
【００４６】
また、従来例では、スルーレベルから４．５ｄＢの減衰量の帯域幅は約４４ＭＨｚであったのに対し、実施例では、スルーレベルから３．９ｄＢの減衰量で同じ帯域幅が得られている。すなわち、通過帯域全体で比べた場合、実施例によれば、従来例に比べて約０．６ｄＢだけ、挿入損失が改善される。
【００４７】
本実施例において、上記のように挿入損失を改善し得た理由は、以下のとおりである。
従来の３ＩＤＴタイプの縦結合共振子型弾性表面波フィルタの設計では、隣合うＩＤＴ間の電極指中心間距離は０．２５λＩ前後とされていた。これは、インピーダンスを５０Ωから５００Ωに変更することにより明らかにされている図４の従来例の弾性表面波フィルタの周波数特性における矢印Ａ〜Ｃで示されるピークを有する３つの共振モードを利用して通過帯域を形成するためである。すなわち、図５に示す電極構造において、下方に略図的に示されている０次モード（図４の矢印Ｂ）及び２次モード（図４の矢印Ａ）の他に、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔部分に弾性表面波の強度分布のピークを持つ共振モード（図４の矢印Ｃ）も利用することにより、通過帯域が形成されていた。
【００４８】
しかしながら、ＩＤＴ−ＩＤＴ間の間隔が０．２５λＩとされているので、表面波伝搬路中に不連続部分が発生することとなっていた。不連続部分ではバルク波として放射する成分が多くなるため、伝搬損失が大きくなるという問題が生じる。
【００４９】
従って、上記伝搬損失を小さくするには、ＩＤＴ−ＩＤＴ間の間隔を０．５０λＩとし、不連続部分をなくせばよいと考えられる。しかしながら、ＩＤＴ−ＩＤＴ間の間隔を０．５０λＩとした場合には、上記のような３つのモードを利用することができなくなり、広帯域化を図ることはできないという問題が生じる。
【００５０】
本実施例は、上記２つの問題を解決するために、隣合うＩＤＴ間において、上記第１，第２の部分を設け、すなわち電極指ピッチをＩＤＴ内で部分的に変更することにより、３つの共振モードを利用して通過帯域を形成すると共に、ＩＤＴ−ＩＤＴ間の間隔を該間隔の両側のＩＤＴの波長の約０．５０倍とすることにより、バルク波として放射される損失を低減したことに特徴を有する。
【００５１】
また、一般に、伝搬路中を伝搬している表面波の波長に対し、電極指の周期が小さい場合には、弾性表面波そのものの伝搬損失が小さくなる。従って、上記のように、第１の部分では、第２の部分に比べて電極指ピッチが小さくされているので、それによっても弾性表面波の伝搬損失が低減される。
【００５２】
従って、図３に示したように、広帯域化が図られた従来例と同様の通過帯域幅を有するにもかかわらず、通過帯域内の挿入損失を従来例に比べて著しく小さくすることができる。
【００５３】
本願発明者は、上記第１の部分における電極指ピッチを、第２の部分に対してどの程度小さくすれば、より良好な結果を得られるかを検討した。
すなわち、図１に示した実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの第１の部分における電極指ピッチを種々異ならせ、それによって伝搬損失がどのように変化するかを調べた。図６に結果を示す。
【００５４】
図６の横軸は第１の部分の電極指ピッチの第２の部分の電極指ピッチに対する比（これを狭ピッチ電極指のピッチ比とする）を示し、縦軸は伝搬損失を示す。なお、図６における伝搬損失とは、通過帯域内の挿入損失からインピーダンスの不整合による損失及び電極指の抵抗分によるオーミック損失を差し引いた値である。
【００５５】
なお、図６の結果を得るにあたっては、電極指ピッチが狭い電極指の本数を８本、１２本及び１８本と異ならせた場合の結果を示す。ここで、電極指ピッチが狭い電極指の本数とは、ＩＤＴ１３〜１５を例にとると、ＩＤＴ１３の第１の部分の電極指の本数（図１では２本が図示されている）と、ＩＤＴ１４のＩＤＴ１３側の第１の部分の狭ピッチの電極指の本数（図１では２本）の合計をいうものとし、この場合図１では４本が図示されているが、上記のように８本、１２本あるいは１８本とした。
【００５６】
同様に、ＩＤＴ１５と、ＩＤＴ１４とが隣合う部分では、電極指ピッチの狭い電極指の本数の合計は、図１では４本と図示されているが、これについても、上記のように８本、１２本及び１８本とした。すなわち、図１は、上記電極指ピッチが狭い電極指の本数が４本である設計を図示していることになる。以下の説明において、「狭ピッチ電極指の本数」とは、上記のようにして定義された値であることを意味する。
【００５７】
図６から明らかなように、狭ピッチ電極指のピッチ比が０．９５付近において、どの狭ピッチ電極指の本数の場合にも、伝搬損失が最も小さくなることがわかる。この伝搬損失の改善分は、バルク波として放射する損失が低減した分と、電極指ピッチを小さくしたことによる弾性表面波の伝搬損失が低減した分との合計と考えられる。
【００５８】
すなわち、帯域内挿入損失を小さくするには、上記狭ピッチ電極指のピッチ比をこの程度の値にするのが好ましいことがわかる。
次に、従来例に対して伝搬損失が小さくなる範囲を確かめた。従来法における設計では、伝搬損失が約１．９ｄＢであった。これに対して、後程説明するが、本実施例では、狭ピッチ電極指の本数は１８本以下にすることが好ましい。
【００５９】
図６から明らかなように、伝搬損失の低減効果が見られる範囲は、狭ピッチ電極指のピッチ比が０．８３〜０．９９の範囲であることがわかる。もっとも、狭ピッチ電極指のピッチ比が０．８３未満でも、条件によっては伝搬損失が小さくなっているが、電極の加工精度に制約があることを考えれば、０．８３〜０．９９付近が好ましいことがわかる。
【００６０】
次に、狭ピッチ電極指の本数の好ましい範囲を確認した。図７は、狭ピッチ電極指の本数を、８本及び１２本としたときの、それぞれにおける通過帯域内のインピーダンス整合を図るように、各設計パラメータを調整した場合の反射特性を示す。図７（ａ）が、狭ピッチ電極指の本数が８本の場合を示し、図７（ｂ）が狭ピッチ電極指の本数が１２本の場合を示す。
【００６１】
狭ピッチ電極指の本数を多くすると、インピーダンスの集中度が悪くなる傾向があり、すなわちＶＳＷＲや帯域内偏差が悪化する傾向がある。また、帯域内偏差が悪化することで、通過帯域幅が狭くなる傾向にある。そこで、上記実施例の設計を基本とし、狭ピッチ電極指の本数を変化させた場合のＶＳＷＲと通過帯域幅の変化を測定した。その結果を図８及び図３２に示す。
【００６２】
なお、図８におけるＶＳＷＲの値、また図３２における通過帯域幅の値は、それぞれの狭ピッチ電極指の本数において、通過帯域内のインピーダンス整合を図るように、交差幅及び狭ピッチ電極指におけるピッチなどを変化させた場合の値である。一般に、ＶＳＷＲの値は２．５以下とすることが望ましく、また通過帯域幅は、温度による特性の変化や特性バラツキ等を考慮すると、ＥＧＳＭ方式では４２ＭＨｚ以上であることが望ましい。
【００６３】
図８において、ＶＳＷＲが２．５以下である範囲は、狭ピッチ電極指の本数が１８本以下である。また、図３２から明らかなように、通過帯域幅が４２ＭＨｚ以上である狭ピッチ電極指の本数も１８本以下である。すなわち、狭ピッチ電極指の本数を１８本以下とすることが好ましく、それによってインピーダンスの集中度が高くなり、ＶＳＷＲや帯域内偏差が小さく、また十分な通過帯域幅を持つ縦結合共振子型弾性表面波フィルタが得られることがわかる。
【００６４】
次に隣り合うＩＤＴ間の間隔を、実施例から変更した場合の伝搬損失の変化を調査した。その結果を図３３に示す。図３３は、隣り合うＩＤＴ間の間隔、例えば図１におけるＩＤＴ１４とＩＤＴ１５との隣り合う電極指１４ｉ、１５ａ間の中心間距離は実施例では０．５０λＩ１とされているが、この０．５０λＩ１を０として、そこからの中心間距離の変化に対する伝搬損失の変化をプロットしたものである。図３３において、隣り合うＩＤＴ間の中心間距離を変化させると、伝搬損失が悪化している。つまり、低損失なフィルタを得るためには、隣り合うＩＤＴ間の中心間距離は、０．５０λＩ１であることが望ましいことがわかる。同様に、ピッチが異なる第１の部分と第２の部分との間隔は、実施例にあるように０．２５λＩ１＋０．２５λＩ２であることが、低損失なフィルタを得るためには望ましい。
【００６５】
次に、ピッチを小さくしていない電極指同士の中心間距離、図１で説明すると、例えば電極指１３ｃと１４ｃの中心間距離は、どの程度が望ましいかを調査した。その結果を図３４に示す。図３４は、本発明の構成において、ＥＧＳＭ方式だけではなく、ＤＣＳ方式、ＰＣＳ方式等、様々な用途に対しフィルタを最適な特性となるように設計した場合の、ピッチを小さくしていない電極指同士の中心間距離を調査した結果である。これらの設計はすべて、それぞれの方式における必要帯域幅を有し、かつＶＳＷＲが２．５以下となる様に設計したものである。横軸は、ピッチを小さくしていない電極指同士の中心間距離を、ピッチを小さくしていない電極指の波長比であらわした値であるが、この値は、それぞれの場合の中心間距離から、０．５ｎ（ｎ＝１，２，３…）の値を引いて、すべての値が０．０．〜０．５の範囲となるようにした値である。、例えば、波長比で４．７３であったとすると、図３４では０．２３としてプロットしている。
【００６６】
図３４において、ピッチを小さくしていない電極指同士の中心間距離は、約０．１３〜０．２３に集中しており、さらにすべての場合において、０．０８〜０．２４の範囲に入っている。図２のような従来技術においては、この中心間距離は約０．２５〜０．３０であることが望ましかったが、本発明の場合は０．０８〜０．２４、望ましくは０．１３〜０．２３の範囲がよいことがわかる。
【００６７】
なお、本実施例では、３６°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ₃ 基板を用いたが、他の結晶方位のＬｉＴａＯ₃ 基板やＬｉＮｂＯ₃ 基板などを用いてもよく、例えば、３６〜４４°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ₃ 基板、６４〜７２°ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ₃ 基板、４１°ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ₃ 基板などのリーキー波を用いる圧電基板において特に大きな効果を得ることができる。
【００６８】
また、本実施例では、３ＩＤＴ型縦結合共振子型弾性表面波フィルタが２段縦続接続されていたが、図９に示すように、１段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３１においても、本実施例と同様に構成することにより、本発明の効果を得ることができる。さらに、３個のＩＤＴを有するものに限定されず、例えば図１０に示す縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３２のように、５個のＩＤＴ３３〜３７を有するものにも、本発明を適用することにより、本発明の効果を得ることができる。
【００６９】
すなわち、本発明においては、縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの数は、３個に限らず、５個以上であってもよく、並びに、縦結合共振子型弾性表面波フィルタは複数段構成を有するものに限定されない。
【００７０】
（第２の実施例）
図１１は、本発明の第２の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図である。
【００７１】
第２の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ４１は、表面波伝搬方向中央に配置されたＩＤＴ１４，１９が反転されていることを除いては、第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１と全く同様に構成されている。
【００７２】
すなわち、第１の実施例では、隣合うＩＤＴの隣合う電極指はアース電位に接続されていたのに対し、第２の実施例では、ＩＤＴ１４，１９の最外側の電極指がアース電位ではなく、入出力端に接続されている。従って、隣合うＩＤＴ間において、シグナル電極である電極指と外側のＩＤＴのアース電位に接続される電極指とが隣合っていることになる。
【００７３】
より具体的には、図１１において、ＩＤＴ１３，１５のＩＤＴ１４側端部の電極指１３ａ，１５ａがアース電位に接続されているのに対し、電極指１３ａ，１５ａと隣合っているＩＤＴ１４の電極指１４ａ，１４ｉが入力端に接続されている。すなわち、隣合うＩＤＴ間において、隣合う電極指の極性が反転されている。弾性表面波フィルタ１２においても同様に構成されている。
【００７４】
従って、第２の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタは、隣合うＩＤＴ間の隣合う電極指の極性が反転されている縦結合共振子型弾性表面波フィルタを２段縦続接続した構成を有する。
【００７５】
図１２に、第２の実施例の弾性表面波フィルタ４１と、第１の実施例の弾性表面波フィルタ１の共振モードの違いを示す。ここでは、入出力インピーダンスを５０Ωから５００Ωに変えて共振モードを確認した結果が示されている。
【００７６】
図１２において、実線が第２の実施例の結果を、破線が第１の実施例についての結果を示す。
図１２のＤは、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔に弾性表面波の強度分布のピークを有する定在波の共振モードを示し、Ｅが０次モード、Ｇが２次モードであり、Ｆは２段縦続接続により発生したモードである。
【００７７】
第１の実施例と第２の実施例の大きな相違点は、第２の実施例においては、矢印Ｄで示す共振モードのレベルが大きくなっていることである。
第１の実施例では、隣合うＩＤＴ同士の隣合う電極指がアース電位に接続されているので、ＩＤＴ−ＩＤＴ間の弾性表面波を電気信号に変換することができない。その結果、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔部に強度のピークを有する共振モードＤの電気信号への変換効率が低下する。
【００７８】
これに対して、第２の実施例では、隣合うＩＤＴ同士の隣接する電極指の極性が反転されているので、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔部でも弾性表面波が電気信号に変換される。従って、上記共振モードＤの電気信号への変換効率が高められる。
【００７９】
図１３は、第２の実施例及び第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性及び縦軸の挿入損失を右側のスケールで拡大した各振幅特性を示す。なお、図１３の第２の実施例（実線）の振幅特性は、モードの周波数、及びレベルが変化した分によるインピーダンスのずれを補正するために、第１の実施例における設計条件から、交差幅を３３．４λＩ２、狭ピッチ電極指の波長を３．８８μｍに変更することにより得られたものである。
【００８０】
図１３から明らかなように、第２の実施例によれば、第１の実施例（破線）に比べて、さらに通過帯域内の挿入損失を改善することができ、通過帯域幅も広くなっていることがわかる。従って、隣合うＩＤＴ間の隣合う電極指の極性を反転させることが好ましく、それによって、より一層挿入損失が小さくかつ通過帯域幅の広い縦結合共振子型弾性表面波フィルタを提供することができる。
【００８１】
なお、第２の実施例の効果は、２段縦続接続した縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１，１２の一方のみにおいて、上記のようにＩＤＴ間の隣合う電極指の極性を反転させた場合においても得ることができる。
【００８２】
（第３の実施例）
図１４は、本発明の第３の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図である。
【００８３】
第３の実施例の弾性表面波フィルタ５１では、第１の実施例と、狭ピッチ電極指の本数は異ならないが、ＩＤＴ１３の第１の部分の狭ピッチ電極指の本数と、ＩＤＴ１４のＩＤＴ１３側の第１の部分の狭ピッチ電極指の本数が異なるように構成されており、かつＩＤＴ１５の第１の部分の狭ピッチ電極指の本数と、ＩＤＴ１４のＩＤＴ１５側の第１の部分の狭ピッチ電極指の本数が異なるように構成されている。その他の点については、第１の実施例と同様に構成されているので、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、第１の実施例の説明を援用することとする。第１の実施例と異なる点をより具体的に説明する。本実施例では、弾性表面波フィルタ１２のＩＤＴ１３〜１５の電極指の本数は以下のとおりである。
【００８４】
ＩＤＴ１３…３０本、但し第１の部分の電極指の本数が５本、第２の部分の電極指の本数が２５本。
ＩＤＴ１４…電極指の本数３３本、但し、両側の第１の部分は、それぞれ狭ピッチ電極指を３本有し、中央の第２の部分は２７本の電極指を有する。
【００８５】
ＩＤＴ１５…３０本、但し第１の部分の電極指の本数は５本、第２の部分の電電極指の本数は２５本。
また、本実施例においても、弾性表面波フィルタ１１，１２は同様に構成されている。なお、図１４では、図示を簡略化するために、電極指の本数は減らされて図示されている。すなわち、図１４では、ＩＤＴ１４においては、狭ピッチ電極指は左右１本づつ設けられており、かつＩＤＴ１３，１５の第１の部分では、狭ピッチ電極指の数は３本であるかのように図示されている。
【００８６】
本実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ５１の反射特性を図１５（ｂ）に示す。また、比較のために、第１の実施例の弾性表面波フィルタにおける反射特性を図１５（ｃ）に示す。
【００８７】
第３の実施例では、隣合うＩＤＴ間の両側の第１の部分の狭ピッチ電極指の本数が異なるように構成されており、さらにインピーダンスを５０Ωに整合するために、電極指交差幅は４７．７λＩ２とされている。
【００８８】
図１５から明らかなように、第３の実施例では、第１の実施例に比べてインピーダンス集中度が悪化していることがわかる。
また、逆にＩＤＴ１４の狭ピッチ電極指の本数を、増加させた場合の反射特性を図１５（ａ）に示す。この場合の変更点は、第３の実施例において、ＩＤＴ１３，１５，１８，２０の電極指の総本数が２８本、第１の部分の電極指の本数が３本、第２の部分の電極指の本数が２５本、中央に配置されるＩＤＴ１４，１９の電極指の総本数を３７本とし、両側の第１の部分の電極指の本数をそれぞれ５本とし、中央の第２の部分の電極指の本数を２７本とされていること、並びに交差幅が２８．６λＩ２とされていることにある。図１５（ａ）から明らかなように、この場合には、インピーダンス集中度は、第１の実施例に比べて高められるが、インピーダンスが全体的に容量性になることがわかる。
【００８９】
第３の実施例及び図１５（ｂ）に示した反射特性を有する変形例では、ＥＧＳＭ方式の受信段の帯域フィルタには必ずしも好適なものではないが、他の用途では上記第３の実施例及び変形例が有効であることがある。例えば、図１５（ｂ）に示すように、インピーダンス集中度が悪化した場合、ＶＳＷＲが悪化する傾向が見られるが、通過帯域幅は広がる傾向にある。
【００９０】
すなわち、図１６（ａ）及び（ｂ）の実線は、上記第３の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性及びＶＳＷＲ特性を示す図である。比較のために、図１６（ａ）及び（ｂ）に、破線により、第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１の振幅特性及びＶＳＷＲ特性を示す。
【００９１】
図１６から明らかなように、第３の実施例によれば、第１の実施例の場合に比べて、ＶＳＷＲは約０．２悪化しているが、スルーレベルから４ｄＢにおける通過帯域幅は約１．５ＭＨｚ広がっていることがわかる。この場合、通過帯域内の挿入損失レベルはほとんど変わっておらず、従って低損失を維持したまま広帯域化し得ることがわかる。
【００９２】
すなわち、第３の実施例によれば、ＶＳＷＲが多少悪化したとしても、通過帯域内における損失の低減及び通過帯域幅の拡大が要求される用途に好適な縦結合共振子型弾性表面波フィルタを提供し得ることがわかる。
【００９３】
次に、図１５（ａ）に示したように、インピーダンス集中度は良好であるが、インピーダンスが容量性となった場合に有効な例を説明する。
図１７（ａ）及び（ｂ）は、上記変形例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性及びＶＳＷＲ特性を実線で示す。比較のために、破線により第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性及びＶＳＷＲ特性を示す。なお、図１７の結果を得た変形例では、電極指交差幅は３１．０λＩ２とし、ＩＤＴ１３，１５，１８，２０の電極指の総本数は２８本、第１の部分の電極指の本数が３本、第２の部分の電極指の本数が２５本であり、中央のＩＤＴ１４，１９の電極指の総本数は４７本、該ＩＤＴ１４，１９の両側の第１の部分の電極指の本数は各５本、中央の第２の部分の電極指の本数は３７本とした。また、ＩＤＴの波長λＩ１は３．８８μｍである。その他の点については第１の実施例と同様とした。
【００９４】
図１７から明らかなように、上記変形例では、第１の実施例の弾性表面波フィルタ１１に比べて、スルーレベルから４ｄＢにおける通過帯域幅が約３．５ＭＨｚ狭くなっているが、ＶＳＷＲは約０．７だけ改善している。この場合、通過帯域内の挿入損失レベルはほとんど変わっておらず、従って低損失を維持したまま、ＶＳＷＲが改善される。すなわち、通過帯域幅が狭くとも、通過帯域内の損失の低減及びＶＳＷＲの低減が要求される用途に有効な縦結合共振子型弾性表面波フィルタを提供し得ることがわかる。
【００９５】
上記のように、第３の実施例のように、第１の部分の電極指、すなわち狭ピッチ電極指の本数のバランスを変えることにより、通過帯域内の挿入損失の低減を図ったまま、様々な用途に応じたバンドパスフィルタを容易に提供し得ることがわかる。
【００９６】
（第４の実施例）
図１８（ａ）及び（ｂ）は、第４の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを説明するための模式的平面図及び電極指と交差する方向に沿う模式的断面図である。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の一点鎖線Ｘ，Ｘ間の模式的断面図である。図１８（ａ）に示す電極構造は、図１に示した第１の実施例と全く同様である。
【００９７】
従って、同一部分については、同一の参照番号を付することとする。本実施例の特徴は、図１８（ｂ）に明瞭に表れている。すなわち、ＩＤＴ１９，２０及び反射器２２が設けられている部分を代表して示すように、狭ピッチ電極指の膜厚が、他の電極指や反射器の電極の膜厚よりも薄くされている。すなわち、図１８（ｂ）に示すように、ＩＤＴ１９のＩＤＴ２０側の第１の部分の電極指１９ｆ，１９ｇ及びＩＤＴ２０のＩＤＴ１９側の第１の部分の電極指２０ａ，２０ｂの膜厚が、残りの電極指や反射器２２の電極指の膜厚よりも薄くされている。同様に、図１８（ａ）に示す隣合うＩＤＴ間の部分においても、両側の狭ピッチ電極指の膜厚は、残りの電極指の膜厚よりも薄くされている。より具体的には、本実施例では、狭ピッチ電極指の電極の膜厚が、０．０６λＩ２とされており、残りの電極指の膜厚は０．０８λＩ２とされている。
【００９８】
また、本実施例では、狭ピッチ電極指の膜厚を薄くしたため、第１の実施例と、電極指交差幅が３８．２λＩ２及びλＩ１＝３．９３μｍとなるように設計が変更されている。その他の点については第１の実施例と同様である。
【００９９】
第４の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性を図１９に実線で示す。比較のために、第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１の振幅特性を破線で示す。
【０１００】
図１９から明らかなように、第１の実施例に比べて、第４の実施例によれば、通過帯域内における挿入損失がさらに改善される。一般に、リーキー波を用いる弾性表面波フィルタでは、Ａｌからなる電極の膜厚を薄くすることにより、バルク波の放射による損失が小さくなる傾向がある。しかしながら、電極の膜厚を薄くすると、電気機械結合係数が小さくなることと、及び反射器のストップバンド幅が狭くなることなどにより、広帯域化を図れないという問題があった。
【０１０１】
第４の実施例では、この問題を解決するために、バルク波の放射が最も生じ易いＩＤＴ−ＩＤＴ間、すなわち狭ピッチ電極指が設けられている部分において電極指の膜厚を薄くしている。これによって、広帯域幅を維持したまま、バルク波の放射による損失を低減でき、良好な特性が得られる。
【０１０２】
（第５の実施例）
図２０は、第５の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図である。
【０１０３】
本実施例の特徴は、狭ピッチ電極指が分割電極指１３ｆ₁ ，１３ｆ₂ に代表されるようなスプリット電極により構成されている。その他の点については、第１の実施例とほぼ同様である。変更した点のみを以下に記載する。
【０１０４】
すなわち、第５の実施例では、電極指交差幅は３５．７λＩ２、ＩＤＴの波長λＩ２が４．２０μｍ、λＩ１が４．０４μｍとされている。
図２１には、第５の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性が実線で示されている。破線は、第１の実施例で示した従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性を示す。
【０１０５】
図２１から明らかなように、第５の実施例においても、従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタに比べて通過帯域内における挿入損失を改善し得ることがわかる。
従って、本発明においては、狭ピッチ電極指については、複数本、通常は２本の分割電極指からなるスプリット電極を用いて構成してもよいことがわかる。
【０１０６】
（第６の実施例）
第６の実施例は、回路構成自体は第１の実施例と全く同様である。従って、第１の実施例について行った説明を援用することにより、その詳細な説明は省略する。
【０１０７】
第６の実施例が第１の実施例と異なる点は、弾性表面波フィルタ１２のＩＤＴ１８〜２０における第１の部分の電極指、すなわち狭ピッチ電極指の波長が３．８８μｍとされている。その他の点については第１の実施例と同様である。
【０１０８】
すなわち、第６の実施例では、図１に示した２段縦続接続されている縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１，１２において、狭ピッチ電極指の波長が異ならされている。
【０１０９】
図２２に、実線で第６の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性を、破線で第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性を示す。
【０１１０】
図２２から明らかなように、第６の実施例によれば、第１の実施例に比べて通過帯域幅を拡大し得ることがわかる。この場合、ＶＳＷＲの値は、第１，第６の実施例のいずれにおいても約２．０であった。従って、第６の実施例によれば、ＶＳＷＲを悪化させることなく、通過帯域幅を拡大し得る。
【０１１１】
このように、複数の弾性表面波フィルタを縦続接続する場合、各段の弾性表面波フィルタの狭ピッチ電極指の構成を異ならせることにより、すなわち少なくとも１つの段の弾性表面波フィルタの狭ピッチ電極指の構成を残りの段の弾性表面波フィルタの狭ピッチ電極指の構成と異ならせることにより、通過帯域幅を広げ得ることがわかる。
【０１１２】
（第７の実施例）
図２３は、第７の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタ６１の電極構造を示す模式的平面図である。本実施例では、図９に示した縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３１の変形例に相当する。すなわち、１段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３１の中央のＩＤＴ１４と入力端との間に直列共振子としての弾性表面波共振子６２が直列に接続されている。
【０１１３】
本実施例のように、本発明においては縦結合共振子型弾性表面波フィルタに直列に弾性表面波共振子が接続されてもよい。
従来より、縦結合共振子型弾性表面波フィルタに直列に弾性表面波共振子を接続することにより、通過帯域外減衰量の拡大を図り得ることが知られている。しかしながら、通過帯域外減衰量は増大するものの、通過帯域内における挿入損失が大きくなるという問題があった。
【０１１４】
これに対して、本実施例では、本発明に従って構成された上記縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用いているため、挿入損失の悪化は小さくなる。すなわち、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３１に弾性表面波共振子６２を直列接続することにより、通過帯域内の挿入損失の低減を図りつつ、通過帯域外の減衰量を拡大することができ、良好なフィルタ特性を得ることができる。
【０１１５】
同様に、本発明の縦結合共振子型弾性表面波フィルタでは、通過帯域内の挿入損失を低減し得るので、本発明に従って構成された縦結合共振子型弾性表面波フィルタに並列に弾性表面波共振子を接続してもよく、その場合には、通過帯域内における挿入損失の低減を図りつつ、通過帯域外減衰量の拡大を図ることができる。
また、直列接続された弾性表面波共振子と並列接続された弾性表面波共振子の双方を有していてもよい。
【０１１６】
（第８の実施例）
図２４は、第８の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図である。第８の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７１は、図９に示した縦結合共振子型弾性表面波フィルタと同様の電極構造を有する。異なるところは、図９に示した弾性表面波フィルタでは、アンバランス入力−アンバランス出力とされていたのに対し、本実施例では、中央のＩＤＴの一端が入力端に接続されているだけでなく、他端からも信号を取り出せるように端子７２が設けられている。
【０１１７】
近年、縦結合共振子型弾性表面波フィルタでは、平衡−不平衡変換機能を持たせることが求められている。図２４に示した第８の実施例では、端子７４を入力端子、端子７２，７３を出力端子とすることにより、不平衡入力−平衡出力タイプのフィルタを構成することができる。逆に、端子７２，７３を入力端子、端子７４を出力端子とすれば、平衡入力−不平衡出力タイプのフィルタを構成することができる。従って、通過帯域内の挿入損失が小さい、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタを提供することができる。このような平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタの変形例を、図２５〜図３０に示す。
【０１１８】
図２５に示す縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８１では、外側のＩＤＴ１３，１５が平衡入出力を取り出し得るように構成されており、中央のＩＤＴ１４が不平衡入出力端子８２に接続されている。
【０１１９】
図２６に示す縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８５では、ＩＤＴ１４に対するＩＤＴ１３，１５の位相が逆転されて、平衡−不平衡変換機能が実現されている。
【０１２０】
さらに、図２７に示す縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８６では、２段縦続接続されている弾性表面波フィルタ１１，１２において、ＩＤＴ１８，２０の位相が反転されており、ＩＤＴ１９からバランス信号を取り出し得るようにＩＤＴ１９に端子８７，８８が接続されている。
【０１２１】
図２８に示す縦結合共振子型弾性表面波フィルタ９１では、２段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１，１２において、バランス端子を取り出す側の弾性表面波フィルタ１２が、交差幅が弾性表面波フィルタ１１の半分である２個の弾性表面波フィルタ９２，９３に分割されており、かつ弾性表面波フィルタ９２，９３の位相が反転されている。
【０１２２】
さらに、図２９に示すように、２段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１，１２を有する構成において、第２の弾性表面波フィルタ１２を縦結合共振子型弾性表面波フィルタ９６，９７に分割し、かつ第１の弾性表面波フィルタ１１のＩＤＴ１４に対するＩＤＴ１３，１５の位相を反転させることにより、平衡−不平衡変換機能が持たされている。
【０１２３】
図３０に示す縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１では、２段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタのそれぞれが交差幅を半分にして分割して並列接続されている。すなわち、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１が、２つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１Ａ，１１Ｂに分割されており、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１２が、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１２Ａ，１２Ｂに分割されている。
【０１２４】
このうち１組の弾性表面波フィルタの位相を反転させるようにして、平衡−不平衡変換機能が持たされている。
すなわち、図２５〜図３０に示したように、様々な構造により、第８の実施例と同様に、挿入損失を低減しつつ、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタを提供することができる。
【０１２５】
（第９の実施例）
図３１は、本発明の第９の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図である。本実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１１は、図８に示した縦結合共振子型弾性表面波フィルタと電極構造は同一である。異なるところは、全てのＩＤＴ１３〜１５の端部から信号を取り出し得るように、端子１１２〜１１５が設けられていることにある。
【０１２６】
ここでは、端子１１２，１１５と、端子１１３，１１４のそれぞれからバランス信号を得ることができるので、平衡入力−平衡出力の弾性表面波フィルタを得ることができる。本実施例においても、本発明に従って縦結合共振子型弾性表面波フィルタが構成されているので、通過帯域内の挿入損失が小さい、平衡入出力タイプの弾性表面波フィルタを提供することができる。
【０１２７】
図３５は、本発明に係る弾性表面波装置を用いた通信機１６０を説明するための各概略ブロック図である。
図３５において、アンテナ１６１に、デュプレクサ１６２が接続されている。デュプレクサ１６２と受信側ミキサ１６３との間に、ＲＦ段を構成する弾性表面波フィルタ１６４及び増幅器１６５が接続されている。さらにミキサ１６３にＩＦ段の弾性表面波フィルタ１６９が接続されている。また、デュプレクサ１６２と送信側のミキサ１６６との間には、ＲＦ段を構成する増幅器１６７及び弾性表面波フィルタ１６８が接続されている。
【０１２８】
上記通信機１６０におけるＲＦ段の表面波フィルタ１６４，１６８，１６９として本発明に従って構成された縦結合共振子型弾性表面波フィルタを好適に用いることができる。
【０１２９】
【発明の効果】
本発明に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタでは、少なくとも３つのＩＤＴのうち少なくとも１つのＩＤＴが、表面波伝搬方向に隣接している他のＩＤＴ端部から一部分である第１の部分の電極指の周期が、残りの部分である第２の部分の電極指の周期と異なるように構成されているので、通過帯域幅の拡大を図り得るだけでなく、通過帯域内の挿入損失を低減することが可能となる。
【０１３０】
従って、広帯域であり、かつ通過帯域内の損失が小さい縦結合共振子型弾性表面波フィルタを提供することができる。
また、第１の部分の電極指の周期が、第２の部分の電極指の周期よりも小さいため、表面波の伝搬損失を低減することができ、通過帯域内における挿入損失をより小さくすることができる。
【０１３１】
本願発明では、第１，第２の部分を有するＩＤＴと、該ＩＤＴに隣接するＩＤＴとの互いに隣り合う電極指は異なる信号端子に接続されている。
【０１３２】
特に、第１の部分の電極指の周期が第２の部分の電極指の周期の０．８２〜０．９９倍の場合には、表面波の伝搬損失をより一層小さくすることができる。
一対のＩＤＴの隣合う電極指中心間距離が０．５λＩ１に略一致されている場合には、バルク波として放射する損失を低減することができ、挿入損失をより一層低減することができる。
【０１３３】
隣合う一対のＩＤＴの一方のみが、第１の部分及び第２の部分を有するように構成されている場合に、一対のＩＤＴの隣合う電極指中心間距離が、０．２５λＩ１＋０．２５λＩ２に略一致されている場合には、同様に、バルク波として放射する損失を低減することができ、通過帯域内の挿入損失をより一層低減することができる。
【０１３４】
第１の部分の電極指と第２の部分の電極指とが隣合う箇所における電極指中心間距離が０．２５λＩ１＋０．２５λＩ２に略一致している場合には、同様にバルク波として放射する損失を低減することができ、より一層通過帯域内における挿入損失を低減することができる。
【０１３５】
隣合う一対のＩＤＴの隣合っている部分の両側において、第１の部分の電極指の合計の本数が１８本以下の場合には、インピーダンス集中度が高められ、ＶＳＷＲの小さい縦結合共振子型弾性表面波フィルタを提供することができる。
【０１３６】
隣り合う一対のＩＤＴの、周期を異ならせていない電極同士の中心間距離を、（０．０８＋０．５ｎ）λＩ２〜（０．２４＋０．５ｎ）λＩ２とした場合には、より好ましくは（０．１３＋０．５ｎ＋）λＩ２〜（０．２３＋０．５ｎ）λＩ２とした場合には、ＥＧＳＭ方式、ＤＣＳ方式、ＰＣＳ方式等の様々な用途に応じて必要な帯域幅を確保でき、かつＶＳＷＲを確実に小さくすることができる。
【０１３７】
表面波伝搬方向において隣合う一対のＩＤＴの双方が第１，第２の部分を有し、双方のＩＤＴにおける第１の部分の電極指の本数が異なる場合には、インピーダンス集中度は悪化し、ＶＳＷＲが悪化するものの、通過帯域幅のより一層の拡大を図ることができる。
【０１３８】
圧電基板として、ＬｉＴａＯ₃ 単結晶をＸ軸を中心にＹ軸方向に３６〜４４°の範囲で回転させたものを用いた場合には、本発明に従って通過帯域幅が広く、かつ通過帯域内における挿入損失が小さい縦結合共振子型弾性表面波フィルタを容易に得ることができる。
【０１３９】
第１の部分の電極指の膜厚が第２の部分の電極指の膜厚と異なる場合には、電極膜厚を調整することにより、バルク波の放射による損失を低減することができる。特に、第１の部分の電極指の膜厚が第２の部分の電極指の膜厚よりも薄くされている場合、バルク波の放射が最も発生するＩＤＴ−ＩＤＴ間の間隔において、バルク波放射による損失を低減することができるので、広帯域幅を維持したまま、挿入損失をより一層低減することができる。
【０１４０】
複数段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタが縦続接続されている構成において、少なくとも１つの段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける第１の部分の電極指の周期が、他の段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける第１の部分の電極指の周期と異なる場合には、ＶＳＷＲの悪化を招くことなく、通過帯域幅をより一層広げることが可能となる。
【０１４１】
特に、複数段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの各段において、上記第１の部分の電極指の周期が異ならされている場合、効果的に通過帯域幅を広げることができる。
【０１４２】
少なくとも１つの直列共振子及び／または並列共振子が入力側及び／または出力側に接続されている場合には、本発明に従って通過帯域内の挿入損失を低減し得るだけでなく、通過帯域外の減衰量の拡大を図ることができる。
【０１４３】
本発明の縦結合共振子型弾性表面波フィルタは、平衡−不平衡入出力を有するように構成されてもよく、平衡−平衡入出力を有するように構成されていてもよい。
【０１４４】
すなわち、用途に応じて、様々な入出力形式の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを容易に提供することができる。
また、本発明に係る通信機は、本発明に従って構成された縦結合共振子型弾性表面波フィルタを帯域フィルタとして備えるため、広い帯域幅を有し、かつ低損失の通信機を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの略図的平面図。
【図２】従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図。
【図３】第１の実施例及び従来例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性を示す図。
【図４】従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性を示す図。
【図５】従来の３ＩＤＴタイプの縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造と共振モードとの関係を説明するための模式図。
【図６】第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの第１の部分における電極指ピッチの第２の部分の電極指ピッチに対する比と、伝搬損失の関係を示す図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける狭ピッチ電極指の本数が８本の場合及び１２本の場合の各反射特性を示す図。
【図８】第１の実施例において、狭ピッチ電極指の本数を変化させた場合のＶＳＷＲの変化を示す図。
【図９】第１の実施例の変形例に係る１段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図。
【図１０】第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの他の変形例の電極構造を示す模式的平面図。
【図１１】第２の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図。
【図１２】第２の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの共振モードと、第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの共振モードの相違を説明するための図。
【図１３】第２の実施例及び第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性を示す図。
【図１４】第３の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ、第３の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ及び第３の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける狭ピッチ電極指の本数のバランスを変えた構造の反射特性を示す図。
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタ及び第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性及びＶＳＷＲ特性を示す図。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）は、図１５（ｃ）に示した変形例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性及びＶＳＷＲ特性を示す図。
【図１８】（ａ）及び（ｂ）は、第４の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図及び電極指と交差する方向に沿う要部断面図。
【図１９】第４の実施例と第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性を示す図。
【図２０】第５の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図。
【図２１】第５の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタ及び従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性を示す図。
【図２２】第６の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性及び第１の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの振幅特性を示す図。
【図２３】第７の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図。
【図２４】第８の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図。
【図２５】第８の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの変形例を示す模式的平面図。
【図２６】第８の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの他の変形例を説明するための模式的平面図。
【図２７】第８の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタのさらに他の変形例を示す模式的平面図。
【図２８】第８の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの他の変形例を説明するための模式的平面図。
【図２９】第８の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタのさらに他の変形例を説明するための模式的平面図。
【図３０】第８の実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタのさらに他の変形例を説明するための模式的平面図。
【図３１】第９の実施例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極構造を示す模式的平面図。
【図３２】狭ピッチ電極指の本数と通過帯域幅との関係を示す図。
【図３３】ＩＤＴの中心間距離変化量と伝搬損失の関係を示す図。
【図３４】ピッチを小さくしていない電極指間距離の好ましい範囲を説明するための図であり、ピッチを小さくしていない電極指間距離と、良好なフィルタ特性を得られる狭ピッチ電極指本数との関係を示す図。
【図３５】本発明に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを帯域フィルタとして備える通信機を説明するためのブロック図。
【符号の説明】
１…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
２…圧電基板
１１，１２，１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
１３〜１５…ＩＤＴ
１３ａ〜１３ｈ…電極指
１３ｆ₁ ，１３ｆ₂ …分割電極指
１４ａ〜１４ｉ…電極指
１５ａ…電極指
１６，１７…反射器
１８〜２０…ＩＤＴ
１９ｆ，１９ｇ…電極指
２０ａ〜２０ｈ…電極指
２１，２２…反射器
３１…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
３２…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
３３〜３７…ＩＤＴ
４１…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
５１…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
６１…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
６２…弾性表面波共振子
７１…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
７２〜７４…端子
８１，８５，８６，９１…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
８７，８８…端子
９２，９３，９６，９７…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
１０１…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
１１１…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
１１２〜１１５…端子
１６０…通信機
１６１…アンテナ
１６２…デュプレクサ
１６３，１６６…ミキサ
１６４…弾性表面波フィルタ
１６５…増幅器
１６７…増幅器
１６８…弾性表面波フィルタ
１６９…弾性表面波フィルタ

Claims (20)

1. 圧電基板と、
   前記圧電基板上において弾性表面波伝搬方向に沿って形成されており、それぞれ複数本の電極指を有する３つまたは５つのＩＤＴとを備え、０次モード、２次モード及びＩＤＴ−ＩＤＴ間共振モードを利用する縦結合共振子型弾性表面波フィルタであって、
   少なくとも１つのＩＤＴにおける、表面波伝搬方向に隣接している他のＩＤＴ側端部から一部分である第１の部分の電極指の周期が、該ＩＤＴの残りの部分である第２の部分の電極指の周期よりも小さくなっており、第１の部分における電極指の周期が一定とされており、第１，第２の部分の電極指の周期で決まる表面波の波長が、それぞれλＩ１，λＩ２であると共に、
   第１，第２の部分を有するＩＤＴと、該ＩＤＴに隣接するＩＤＴとの互いに隣り合う電極指が異なる信号端子に接続されていることを特徴とする、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
2. 前記第１の部分の電極指の周期が、前記第２の部分の電極指の周期の０．８２〜０．９９倍である、請求項１に記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
3. 隣合う一対のＩＤＴの双方が、第１の部分の電極指の周期が第２の部分の電極指の周期と異なるように構成されており、前記一対のＩＤＴの隣合う電極指中心間距離が、０．５λＩ１と略一致されている、請求項１または２に記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
4. 隣合う一対のＩＤＴの一方のみが、第１の部分の電極指の周期が、第２の部分の電極指の周期と異なるように構成されており、前記一対のＩＤＴの隣合う電極指中心間距離が、０．２５λＩ１＋０．２５λＩ２に略一致されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
5. 前記第１の部分の電極指の周期が第２の部分の電極指の周期と異ならされているＩＤＴにおいて、第１の部分の電極指と、第２の部分の電極指とが隣合う箇所における電極指中心間距離が０．２５λＩ１＋０．２５λＩ２に略一致していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
6. 隣合う一対のＩＤＴの隣合っている部分の両側において、第１の部分の電極指の合計の本数が１８本以下である、請求項１〜５のいずれかに記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
7. 隣り合う一対のＩＤＴの、周期を異ならせていない電極指同士の中心間距離を、（０．０８＋０．５ｎ）λＩ２〜（０．２４＋０．５ｎ）λＩ２（ｎ＝１，２，３，…）としたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
8. 隣り合う一対のＩＤＴの、周期を異ならせていない電極指同士の中心間距離を、（０．１３＋０．５ｎ）λＩ２〜（０．２３＋０．５ｎ）λＩ２（ｎ＝１，２，３，…）としたことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
9. 表面波伝搬方向において隣合う一対のＩＤＴの双方が、前記第１，第２の部分を有し、双方のＩＤＴにおける第１の部分の電極指の本数が異なることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
10. 前記圧電基板が、ＬｉＴａＯ₃ 単結晶をＸ軸を中心にＹ軸方向に３６〜４４度の範囲で回転させたものである、請求項１〜９のいずれかに記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
11. 前記第１の部分の電極指の膜厚が、第２の部分の電極指の膜厚と異なる、請求項１〜１０のいずれかに記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
12. 前記第１の部分の電極指の膜厚が、前記第２の部分の電極指の膜厚よりも薄くされている、請求項１１に記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
13. 前記第１の部分の電極指がスプリット電極により構成されている、請求項１〜１２のいずれかに記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタが、少なくとも２段縦続接続されていることを特徴とする、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
15. 前記複数段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの少なくとも１つの段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける第１の部分の電極指の周期が、他の段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける前記第１の部分の電極指の周期と異ならされている、請求項１４に記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
16. 複数段の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの各段において、前記第１の部分の電極指の周期が異なっている、請求項１５に記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
17. 少なくとも１つの直列共振子及び／または並列共振子が入力側及び／または出力側に接続されている、請求項１〜１６のいずれかに記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
18. 平衡−不平衡入出力を有するように構成されている、請求項１〜１７のいずれかに記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
19. 平衡−平衡入出力を有するように構成されている、請求項１〜１７に記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
20. 請求項１〜１９のいずれかに記載の縦結合共振子弾性表面波フィルタを帯域フィルタとして備える、通信機。

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