JP4557008B2 - 弾性波フィルタ装置及びデュプレクサ - Google Patents

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Description

本発明は、弾性表面波や弾性境界波などを利用した弾性波フィルタ装置及びデュプレクサに関し、より詳細には、ＩＤＴ（インターデジタルトランスデューサ）に間引き重み付けが施されている構造を備えた弾性波フィルタ装置及びデュプレクサに関する。
従来、移動体通信機器の帯域フィルタなどに、複数の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを並列接続してなる弾性表面波フィルタ装置が種々用いられている。
例えば、下記の特許文献１には、入力端子に、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部を並列に接続した構成が示されている。ここでは、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部は、それぞれ、同一に設計された２個の縦結合共振子型弾性波フィルタを２段縦続接続することにより構成されている。
この先行技術に記載の弾性波フィルタ装置では、１個の縦結合共振子型弾性波フィルタを用いた場合に比べ、電極指交差幅を１／２とするようにして、２個の縦結合共振子型弾性波フィルタ部を入力端子に並列に接続している。そのため、電極指の抵抗を１／４とすることができ、弾性波フィルタ装置の挿入損失を小さくすることができる。
他方、下記の特許文献２には、図１２に示す電極構造を有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタ装置が開示されている。図１２に示すように、この先行技術に記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ装置５０１は、入力端子５０２に並列に、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ５０３，５０４が接続されている。縦結合共振子型弾性表面波フィルタ５０３，５０４は、それぞれ、第１，第２の平衡信号端子５０５，５０６に接続されている。
ここでは、並列接続されている縦結合共振子型弾性表面波フィルタ５０３，５０４のうち一方の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ５０３が間引き重み付けされている。他方の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ５０４は間引き重み付けを施されていない。
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ５０３の複数のＩＤＴに間引き重み付けを施すことにより、第１，第２の平衡信号端子５０５，５０６間の信号の平衡度が改善されるとされている。
特開平８−１８１５６６号公報 特開２００３−３１８７００号公報
特許文献１に記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ装置では、挿入損失を低減することができるものの、通過帯域近傍の減衰域における減衰量が十分な大きさとなり難かった。
他方、特許文献２に記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおいても、上記のように一方の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ５０３に間引き重み付けが施されて平衡度は改善されているものの、通過帯域近傍の減衰域における減衰量は十分ではなかった。
本発明の目的は、複数の縦結合共振子型弾性波フィルタを並列に接続した構成を備えており、しかも、通過帯域近傍の減衰域における減衰量を十分な大きさとすることが可能とされている、弾性波フィルタ装置を提供することにある。
本願の第１の発明によれば、圧電基板と、少なくとも１個の第１の縦結合共振子型弾性波フィルタと、少なくとも１個の第２の縦結合共振子型弾性波フィルタとを備え、前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタが、入力端子と、出力端子と、入力端子に接続されているＩＤＴと、出力端子に接続されているＩＤＴとを有し、前記圧電基板上において、弾性波伝搬方向に沿って入力端子に接続されているＩＤＴと出力端子に接続されているＩＤＴとが交互に設けられており、前記出力端子または入力端子が第１の平衡信号端子に接続されており、前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタが、入力端子と、出力端子と、入力端子に接続されているＩＤＴと、出力端子に接続されているＩＤＴとを有し、前記圧電基板上において、弾性波伝搬方向に沿って入力端子に接続されているＩＤＴと出力端子に接続されているＩＤＴとが交互に設けられており、出力端子または入力端子が第２の平衡信号端子に接続されており、位相が、前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタと１８０°異ならされており、前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子または出力端子が不平衡信号端子に接続されており、前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタが間引き重み付けされており、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタのうちの少なくとも１個の縦結合共振子型弾性波フィルタの間引き重み付けが、残りの縦結合共振子型弾性波フィルタの間引き重み付けと異なっていることを特徴とする、弾性波フィルタ装置が提供される。
第２の発明によれば、圧電基板と、前記圧電基板に設けられた第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタと、不平衡信号端子と、第１，第２の平衡信号端子とを備え、前記第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタが、圧電基板上に形成されており、第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子または出力端子に接続されている第１のＩＤＴと、該第１のＩＤＴの弾性波伝搬方向両側に設けられており、かつ前記出力端子または入力端子に接続されている第２のＩＤＴとを有し、前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記入力端子が前記不平衡信号端子に接続されており、前記第３の縦結合共振子型弾性波フィルタの出力端子が前記第１の平衡信号端子に、前記第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記出力端子が前記第２の平衡信号端子に接続されており、前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの出力端子に前記第３の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子が接続されており、前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの出力端子に前記第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子が接続されており、前記第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタのうち１個の縦結合共振子型弾性波フィルタの位相が、残りの縦結合共振子型弾性波フィルタの位相と逆転されており、前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタが間引き重み付けされており、この間引き重み付けが第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタで異なっていることを特徴とする、弾性波フィルタ装置が提供される。
第３の本発明によれば、圧電基板と、前記圧電基板に設けられた第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタと、不平衡信号端子と、第１，第２の平衡信号端子とを備え、前記第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタが、圧電基板上に形成されており、第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子または出力端子に接続されている第１のＩＤＴと、該第１のＩＤＴの弾性波伝搬方向両側に設けられており、かつ前記出力端子または入力端子に接続されている第２のＩＤＴとを有し、前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記入力端子が前記不平衡信号端子に接続されており、前記第３の縦結合共振子型弾性波フィルタの出力端子が前記第１の平衡信号端子に、前記第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記出力端子が前記第２の平衡信号端子に接続されており、前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの出力端子に前記第３の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子が接続されており、前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの出力端子に前記第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子が接続されており、前記第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタのうち１個の縦結合共振子型弾性波フィルタの位相が、残りの縦結合共振子型弾性波フィルタの位相と逆転されており、前記第３，第４の縦結合共振子型弾性波フィルタが間引き重み付けされており、この間引き重み付けが第３，第４の縦結合共振子型弾性波フィルタで異なっていることを特徴とする、弾性波フィルタ装置が提供される。
第１〜第３の発明（以下、本発明と総称する。）のある特定の局面では、前記間引き重み付けが、間引き重み付けが施された縦結合共振子型弾性波フィルタの中心に対し、弾性波伝搬方向において非対称の形状となるように施されている。
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記間引き重み付けが施された電極指の本数が、間引き重み付けが施された縦結合共振子型弾性波フィルタ間で等しくされている。
本発明に係る弾性波フィルタ装置では、全てのＩＤＴが間引き重み付けを施されていてもよい。
また、本発明に係るデュプレクサは、本発明に従って構成された弾性波フィルタ装置を用いて構成されていることを特徴とする。
（発明の効果）
第１の発明に係る弾性波フィルタ装置では、少なくとも１個の第１の縦結合共振子型弾性波フィルタと、少なくとも１個の第２の縦結合共振子型弾性波フィルタとが入力端子と出力端子との間に並列に接続されており、少なくとも１個の第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの位相が、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの位相と１８０°異なっているため、平衡−不平衡変換機能を有する縦結合共振子型の弾性波フィルタ装置が提供される。
そして、第１の発明においては、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタのうちの少なくとも１個の縦結合共振子型弾性波フィルタの間引き重み付けが、残りの縦結合共振子型弾性波フィルタの間引き重み付けと異なっているので、これらの間引き重み付けの態様を調整することにより、通過帯域におけるフィルタ特性にほとんど影響を与えることなく、通過帯域近傍の減衰域における減衰量を調整することができ、例えば通過帯域近傍の減衰域における減衰量を十分な大きさとすることができる。
従って、例えば通過帯域よりも低域側の減衰域の減衰量が大きくなるように、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタのうち少なくとも１個の縦結合共振子型弾性波フィルタの間引き重み付けが、残りの縦結合共振子型弾性波フィルタの間引き重み付けと異ならされている場合には、通過帯域よりも低周波数側の通過帯域近傍の減衰域における減衰量を十分な大きさとすることができる。
第２，第３の発明においても、不平衡信号端子に第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタが並列に接続されており、第３，第４の縦結合共振子型弾性波フィルタが、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの後段に接続されており、第３，第４の縦結合共振子型弾性波フィルタが第１，第２の平衡信号端子に接続されている、平衡−不平衡変換機能を有する弾性波フィルタ装置において、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ、または第３，第４の縦結合共振子型弾性波フィルタが重み付けされており、該重み付けが、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタまたは第３，第４の縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおいて異なっているため、通過帯域に影響をほとんど与えることなく、通過帯域近傍の減衰域における減衰量を制御でき、例えば通過帯域の低周波数側における減衰域の減衰量を十分な大きさとすることが可能となる。
間引き重み付けが、間引き重み付けが施された縦結合共振子型弾性波フィルタの中心に対し、弾性波伝搬方向において非対称の形状となるように施されている場合には、通過帯域近傍の減衰域における減衰量をより一層大きくすることが可能となる。
間引き重み付けが施された電極指の本数が、間引き重み付けが施された縦結合共振子型弾性波フィルタ間で等しくされている場合には、通過帯域への影響をより一層与えることなく、通過帯域近傍の減衰域における減衰量を間引き重み付けの態様により調整することができる。
全てのＩＤＴが間引き重み付けされている場合には、減衰量周波数特性をより効果的に調整することが可能となる。
本発明に係るデュプレクサは、本発明の弾性波フィルタ装置を用いて構成されているので、通過帯域のフィルタ特性にほとんど影響を与えることなく、通過帯域近傍の減衰量を十分な大きさとすることができ、受信側及び送信側の帯域フィルタの少なくとも一方に本発明の弾性波フィルタ装置を用いることにより、受信側及び／または送信側におけるフィルタ特性を効果的に改善することが可能となる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明に従って施される間引き重み付けを説明するための略図的部分切欠平面図である。 図３は、本発明の一実施形態及び比較例の弾性表面波フィルタ装置の減衰量周波数特性を示す図である。 図４は、比較例として用意した弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。 図５は、第２の実施形態の弾性表面波フィルタ装置を説明するための模式的平面図である。 図６は、参考例の弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。 図７は、本発明の第３の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。 図８は、本発明の第４の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。 図９は、本発明の第５の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。 図１０は、本発明の変形例に係る弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。 図１１は、本発明に従って構成されたデュプレクサの一例を説明するための模式的平面図である。 図１２は、従来の弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。
符号の説明
１…弾性表面波フィルタ装置
２…圧電基板
３…不平衡信号端子
４，５…第１，第２の平衡信号端子
６…一端子対弾性表面波共振子
７，８…第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
７Ａ，８Ａ…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
９…共通接続点
１０ａ，１０ｂ…一端子対弾性表面波共振子
１１〜１３…ＩＤＴ
１４，１５…反射器
２１〜２３…ＩＤＴ
２４，２５…反射器
３１…ＩＤＴ
３１ａ〜３１ｈ…電極指
３１ｘ…電極指
５６…第１の端子
５７…第２の端子
６１…弾性表面波フィルタ装置
６３…不平衡信号端子
６４，６５…第１，第２の平衡信号端子
６６…一端子対弾性表面波共振子
６７，６８…第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部
６７Ａ，６７Ｂ，６８Ａ，６８Ｂ…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
６９ａ，６９ｂ…一端子対弾性表面波共振子
７１…弾性表面波フィルタ装置
７３…不平衡信号端子
７４，７５…第１，第２の平衡信号端子
７７，７８…第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
７９Ａ，７９Ｂ…第３，第４の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
８１〜８３…ＩＤＴ
９１〜９３…ＩＤＴ
１０１〜１０３…ＩＤＴ
１１１〜１１３…ＩＤＴ
１２１…弾性表面波フィルタ装置
１２２，１２３…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
１３１〜１３５…ＩＤＴ
１４１〜１４５…ＩＤＴ
２０１…デュプレクサ
２０２…送信フィルタ
２０３…出力端子
Ａ…ギャップ
Ｓ１〜Ｓ３…直列腕共振子
Ｐ１，Ｐ２…並列腕共振子
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
図１は本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置１の電極構造を示す模式的平面図である。弾性表面波フィルタ装置１は、圧電基板２を有する。圧電基板２は、本実施形態では、４２°ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ3基板により構成されている。
弾性表面波フィルタ装置１は、入力端子としての不平衡信号端子３と、出力端子としての第１，第２の平衡信号端子４，５とを有する。不平衡信号端子３に、一端子対弾性表面波共振子６を介して、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７，８が接続されている。すなわち、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７，８は、それぞれ、弾性表面波伝搬方向に沿って配置された第１〜第３のＩＤＴ１１〜１３，２１〜２３と、ＩＤＴ１１〜１３，２１〜２３が配置されている領域の表面波伝搬方向両側に配置された反射器１４，１５，２４，２５とを有する。すなわち、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７，８は、いずれも３個のＩＤＴを有する３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタである。
第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７の中央に位置している第２のＩＤＴ１２の一端が、共通接続点９に接続されている。共通接続点９には、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８の中央のＩＤＴ２２の一端も接続されている。共通接続点９が、一端子対弾性表面波共振子６を介して不平衡信号端子３に接続されている。
ＩＤＴ１２，２２の他端は、グラウンド電位に接続されている。
第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７の第１及び第３のＩＤＴ１１、１３の各一端がグラウンド電位に接続されており、各他端が共通接続されて、一端子対弾性表面波共振子１０ａを介して第１の平衡信号端子４に接続されている。また、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８の第１及び第３のＩＤＴ２１，２３の各一端がアース電位に接続され、各他端が共通接続されて、一端子対弾性表面波共振子１０ｂを介して第２の平衡信号端子５に接続されている。
他方、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７の第２のＩＤＴ１２の位相と、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８の中央の第２のＩＤＴ２２の位相とは略１８０°異ならされている。従って、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ装置１は、平衡−不平衡変換機能を有する。
他方、本実施形態では、ＩＤＴ１１〜１３，２１〜２３が、全て間引き重み付けを施されている。また、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８においては、中央のＩＤＴ２２は、間引き重み付けが施されているだけでなく、表面波伝搬方向両端において、直列重み付けが施されている。直列重み付けとは、ＩＤＴ２２の一端側において、クランク状のダミー電極指２２ａが最外側の電極指と、最外側の次の電極指が設けられている領域にまたがるように形成されている、重み付け方法である。ＩＤＴ２２では、ＩＤＴ２２の他端側においても、同様にダミー電極指２２ｂが設けられており、直列重み付けが施されている。この直列重み付けは、平衡度を改善するために施されている。
本実施形態の特徴は、上記直列重み付けにより平衡度が改善されているだけでなく、全てのＩＤＴ１１〜１３，２１〜２３が間引き重み付けされており、かつＩＤＴ１２における間引き重み付けが、ＩＤＴ２２と異なる態様で間引き重み付けされている点にある。そして、それによって、通過帯域内におけるフィルタ特性にさほど影響を与えることなく、通過帯域近傍の減衰域における減衰量の拡大が図られている。これを具体的な実験例に基づき説明する。
なお、図１を含む添付の図面に示した電極構造では、電極構造は簡略化されており、実際の電極指の本数よりも電極指の本数は少なく図示されていることを指摘しておく。
また、図２（ａ）〜（ｃ）は、間引き重み付けを説明するための略図的平面図である。すなわち、図２（ａ）に示すように、ＩＤＴ３１が、複数本の電極指３１ａ〜３１ｈを有し、図２（ａ）の左側から４本目のハッチングを付して示した電極指３１ｄを間引くとする。電極指３１ｄを間引くと、すなわち削除すると、図２（ｂ）に示すように、電極指３１ｄが設けられている部分に空隙Ａが形成されることとなる。しかしながら、この場合には、電極指の連続性が損なわれるので、図２（ｃ）に示すように、左側から３番目の電極指３１ｃ及び５本目の電極指３１ｅの間に、同電位に接続される電極指３１ｘを配置する。このような方法が、間引き重み付けと称されている重み付け法である。電極指３１ｃ，電極指３１ｘ及び電極指３１ｅは、いずれも同電位に接続されているため、これらの電極指間においては弾性表面波は励振されない。
上記実施形態の弾性表面波フィルタ装置１を下記の仕様で作製した。
なお、本実施形態では、ＷＣＤＭＡ方式の携帯電話機の受信用フィルタとして用いられている、平衡−不平衡変換機能を有する帯域フィルタを作製した。ここでは、不平衡信号端子３側のインピーダンスは５０Ωであり、平衡信号端子４，５側におけるインピーダンスは１００Ωである。すなわち、１：２のインピーダンス変換機能を有する弾性表面波フィルタ装置１が構成されている。
上述した圧電基板上に、電極材料としてＡｌ合金を用い、以下の要領で各電極を形成した。
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７においては、ＩＤＴの電極ピッチで定まる波長をλＩとすると、
電極指交差幅４４．９λＩ
ＩＤＴの電極指の本数（ＩＤＴ１１、１２及び１３の順）：３５／４９／３５
反射器１４，１５におけるそれぞれの電極指の本数：８５本
メタライゼーションレシオ：０．６４
電極膜厚：０．０７９λＩ
なお、図１では特に図示はしていないが、ＩＤＴ同士が隣り合う部分においては、ＩＤＴの端部から複数本の電極指間の電極指ピッチが残りの電極指部の電極指ピッチよりも狭くされている、狭ピッチ電極指部が設けられており、それによって挿入損失の低減が図られている。
このような狭ピッチ電極指部の電極指の本数は、ＩＤＴ１１のＩＤＴ１２側端部においては４本とし、ＩＤＴ１２のＩＤＴ１１側端部において４本、ＩＤＴ１３側端部において４本とし、ＩＤＴ１３のＩＤＴ１２側端部では４本とした。
また、ＩＤＴ１１〜１３の間引き重み付けは以下のように施した。
ＩＤＴ１１…反射器１４側端部から６本目の電極指
ＩＤＴ１２…ＩＤＴ１１側端部から６本目の電極指と、ＩＤＴ１３側端部から６本目の電極指
ＩＤＴ１３…反射器１５側端部から６本目の電極指
なお、図１は、上記のように簡略化した図であるため、間引き重み付けが施された電極指の位置は、上記仕様と一致していない。
第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８においては、ＩＤＴ２２をＩＤＴ１２に対して位相を反転させている点と、ＩＤＴ２２における間引き重み付けが施されている電極指が、ＩＤＴ２１側端部から９本目の電極指と、ＩＤＴ２３側端部から９本目の電極指とされている点が異なっている。また、前述したように、ＩＤＴ２２では、両端に直列重み付けを施した。その他の点は、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８は、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７と同様に構成した。
弾性表面波共振子６については、以下のように作製した。ＩＤＴのピッチで定まる波長をλＩとすると、
交差幅：３７．８λＩ
ＩＤＴの電極指の本数：１６１本
反射器の電極指の本数：１５本
メタライゼーションレシオ：０．５８
電極膜厚：０．０８２λＩ
また、弾性表面波共振子１０ａ，１０ｂは、それぞれ以下のように設計した。
交差幅：３５．１λＩ
ＩＤＴの電極指の本数：１６１本
１つの反射器における電極指の本数：１５本
メタライゼーションレシオ：０．５８
電極膜厚：０．０８２λＩ
図３は、上記のようにして作製した本実施形態の弾性表面波フィルタ装置の減衰量周波数特性を示す図である。また、比較例として、図４に示すように、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８ＡのＩＤＴ２２Ａの間引き重み付けが、ＩＤＴ１２と同様にして間引き重み付けされていることを除いては、上記実施形態と同様にして構成された弾性表面波フィルタ装置３２を作製し、減衰量周波数特性を測定した。結果を図３に破線で示す。
図３の実線と破線とを比較すれば明らかなように、通過帯域内における周波数特性は、上記実施形態及び比較例のいずれにおいても差異のないことがわかる。ＷＣＤＭＡ方式の携帯電話機の受信側フィルタにおける通過帯域は２１１０〜２１７０ＭＨｚであり、送信側フィルタの通過帯域は１９２０〜１９８０ＭＨｚである。従って、受信側フィルタでは、送信側フィルタの通過帯域が減衰域となり、この減衰域においてできるだけ大きい減衰量が求められる。
図３から明らかなように、比較例の弾性表面波フィルタ装置では、１９００〜２０００ＭＨｚ、特に通過帯域に近い１９７０ＭＨｚ付近において、挿入損失が３７ｄＢ程度になっていることがわかる。これに対して、上記実施形態の弾性表面波フィルタ装置では、通過帯域近傍の減衰域、特に低周波数側の減衰域において、最小挿入損失量が４２ｄＢ以上であることがわかる。そして、１９００〜２０００ＭＨｚの周波数域における最小挿入損失量が、４２ｄＢを上回っており、通過帯域近傍の減衰域、特に低周波数側の減衰域における減衰量が約５ｄＢ改善されていることがわかる。また、このとき、通過帯域内のフィルタ特性はほとんど変化していない。
上記のように、実施形態において、通過帯域近傍の減衰域における減衰量の拡大、すなわち通過帯域近傍の減衰域における最小挿入損失量を大きくし得たのは以下の理由によると考えられる。
すなわち、間引き重み付けに際し、間引き重み付けの対象となる電極指の位置を変更した場合、弾性表面波フィルタの通過帯域内の特性はほとんど変化せずに、通過帯域よりも低周波数側に発生する応答の山の周波数、谷の周波数が変化することとなる。実施形態のように、２つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７，８が並列接続されている構成において、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７，８を同様に間引き重み付けした場合においても、上記山や谷の周波数は変化するが、一定の範囲でしか変化させることはできず、所望の減衰域における減衰量の拡大を図り得るとは限らない。
これに対して、本実施形態では、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７における間引き重み付けと、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８における間引き重み付けの位置が異なっているため、並列接続されている第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける山及び谷の変化が重ね合わされることになる。従って、上記間引き重み付けが異なっているため、間引き重み付けの態様による減衰域の周波数特性の調整範囲を大幅に拡大することができる。例えば、減衰量を大きくしたい周波数範囲において、上記応答の山が存在しないように間引き重み付けを施したり、上記応答を小さくしたりすることにより、減衰量を大きくすることができる。すなわち、上記実施形態では、通過帯域よりも低域側の減衰域における減衰量が大きくなるように、ＩＤＴ１２の間引き重み付けと、ＩＤＴ２２の間引き重み付けが施されている位置が変更されている。
言い換えれば、本実施形態では、ＩＤＴ１２の間引き重み付けと、ＩＤＴ２２の間引き重み付けとは、通過帯域よりも低周波数側の通過帯域近傍の減衰域における減衰量を拡大し得るように間引き重み付けの態様が異ならされている。
上記のように、間引き重み付けの態様を、ＩＤＴ１２とＩＤＴ２２とで異ならせることにより、通過帯域におけるフィルタ特性にほとんど影響を与えることなく、通過帯域よりも低周波数側の減衰域における減衰量の拡大を図ることが可能となった。もっとも、前述したように、ＩＤＴ１２と、ＩＤＴ２２の間引き重み付けを異ならせた場合、必ずしも、通過帯域低域側の減衰量の拡大を図ることができるわけではない。しかし、ＩＤＴ１２の間引き重み付けとＩＤＴ２２の間引き重み付けと異ならせることにより、通過帯域のフィルタ特性に影響をほとんど与えることなく、通過帯域近傍の減衰域における減衰特性を調整することができるので求められる減衰特性に応じて、間引き重み付けの態様を異ならせればよい。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。図１に示した弾性表面波フィルタ装置１では、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７においては、中央のＩＤＴ１２の中心に対して、表面波伝搬方向両側において対称となるように縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７のＩＤＴ１１〜１３における間引き重み付けが施されていた。同様に、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８においても、中央のＩＤＴ２２の中心に対して表面波伝搬方向両側が対称となるように間引き重み付けが施されていた。
これに対して、図５に示す弾性表面波フィルタ装置５１では、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７Ａにおいては、中央の第２のＩＤＴ１２の中心に対して表面波伝搬方向において非対称となるようにＩＤＴ１１Ａ，１３Ａが間引き重み付けされている。同様に、ＩＤＴ２２の中心に対し、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８Ａにおける間引き重み付けの態様が非対称となるように第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８Ａが重み付けされている。
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ５１は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ装置１と、上記の点を除いては、同様に構成されている。
第２の実施形態の弾性表面波フィルタ装置５１から明らかなように、本発明においては、各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７Ａ，８Ａにおける間引き重み付けの態様は、各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７Ａ，８Ａの中央のＩＤＴの中心に対し表面波伝搬方向両側において対称とされる必要はなく、非対称とされていてもよい。従って、このように、非対称とすることによって、さらに減衰特性を得るための設計の自由度を高めることができ、場合によっては、減衰域における減衰量をより一層大きくすることができる。
図１及び図５は、平衡−不平衡変換機能を有し、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタが不平衡信号端子に並列に接続されている構造を説明したが、本発明は、他の電極構造を有する弾性表面波フィルタ装置にも適用することができる。これを、図６〜図１０を参照して説明する。
図６は、参考例に係る弾性表面波フィルタ装置５５の電極構造を示す模式的平面図である。参考例の弾性表面波フィルタ装置５５は、一対の平衡信号端子を有しない。すなわち、入力端子としての第１の端子５６と、出力端子としての第２の端子５７とを有する。第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの位相が第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタと同じにされたことを除いて、第１の実施形態と同様に構成された第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７，８の入力端子が共通接続点９により共通接続されている。共通接続点９が一端子対弾性表面波共振子６を介して第１の端子５６に接続されている。また、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７，８の出力端子が共通接続され、一端子対弾性表面波共振子５８を介して第２の端子５７に接続されている。
上記のように、平衡−不平衡変換機能を有せず、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７，８の出力端子が共通接続されて、一端子対弾性表面波共振子５８を介して第２の端子５７に接続されていることを除いては、弾性表面波フィルタ装置５５は弾性表面波フィルタ装置１と同様に構成されている。
本参考例では、平衡−不平衡変換機能を有しない並列接続型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ装置が得られているが、この場合においても、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７における間引き重み付けが、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ８の間引き重み付けと異なっているため、通過帯域におけるフィルタ特性にほとんど影響を与えることなく、通過帯域よりも低周波数側の減衰域における減衰量を調整することができる。また、例えば、通過帯域よりも低域側の減衰域における減衰量が拡大されるように、両者の重み付けを異ならせることにより、通過帯域低域側の減衰域における減衰量を十分な大きさとすることも可能である。
図７は、本発明の第３の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置６１の電極構造を示す模式的平面図である。不平衡信号端子６３及び第１，第２の平衡信号端子６４，６５間に図示の電極構造が接続されている。不平衡信号端子６３に、一端子対弾性表面波共振子６６を介して第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部６７，６８が並列に接続されている。第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部６７は、一端子対弾性表面波共振子６９ａを介して第１の平衡信号端子６４に接続されている。第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部６８は、一端子対弾性表面波共振子６９ｂを介して第２の平衡信号端子６５に接続されている。
本実施形態では、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部６７が、並列に接続された第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ６７Ａ，６７Ｂを有し、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部６８が、並列に接続された第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ６８Ａ，６８Ｂを有する。すなわち、第１の実施形態の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ装置１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７，８のそれぞれが、並列に接続された２個の縦結合共振子型弾性表面波フィルタからなる構造に置き換えられている。
本実施形態においても、例えば、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ６７Ａ，６７Ｂにおける間引き重み付けの態様を、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ６８Ａ，６８Ｂにおける間引き重み付けの態様と異ならせることにより、通過帯域近傍の減衰域における減衰特性を調整でき、減衰域における減衰量の拡大を図ることが可能となる。
この場合、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部６７の第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ６７Ａ，６７Ｂの少なくとも一方の間引き重み付けを、残りの縦結合共振子型弾性表面波フィルタの間引き重み付けと異ならせればよい。
なお、第３の実施形態においても、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ６８Ａ，６８Ｂにおいては、中央のＩＤＴの両端に直列重み付けがそれぞれ施されている。これは、平衡度を改善するためである。
図８は、第４の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。第４の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置１０００では、不平衡信号端子３と第１，第２の平衡信号端子３，４間に図示の電極構造が接続されている。不平衡信号端子３に、一端子対弾性表面波共振器６を介して第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部１００１，１００２が並列に接続されている。第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部１００１，１００２のそれぞれ中央に位置するＩＤＴ１０１２，１０２２の一端はそれぞれＩＤＴ部１０１２ａとＩＤＴ部１０１２ｂ、ＩＤＴ部１０２２ａとＩＤＴ部１０２２ｂに分割されており、ＩＤＴ部１０１２ａとＩＤＴ部１０２２ａとが平衡信号端子４に、ＩＤＴ部１０１２ｂとＩＤＴ部１０２２ｂとが平衡信号端子５に接続されている。
本実施形態においても、例えば第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１００１における間引き重み付けの態様を、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１００２の態様と異ならせることにより、通過帯域近傍の減衰域における減衰特性を調整でき、減衰域における減衰量の拡大を図ることが可能となる。
図９は、第５の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。第５の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置７１では、不平衡信号端子７３と、第１，第２の平衡信号端子７４，７５間に図示の電極構造が接続されている。ここでは、不平衡信号端子７３に並列に、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７７，７８が接続されている。第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７７及び第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７８は、いずれも、表面波伝搬方向に沿って配置されたＩＤＴ８１〜８３，９１〜９３を有する、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタである。
ここでは、中央のＩＤＴ８２，９２の一端が共通接続されて、不平衡信号端子７３に接続されており、ＩＤＴ８２，９２の他端はグラウンド電位に接続されている。また、ＩＤＴ８１，８３の各一端がグラウンド電位に接続され、各他端が、後述する第３の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７９Ａに接続されている。同様に、ＩＤＴ９１，９３の各一端がグラウンド電位に接続され、各他端が後述する第４の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７９Ｂに接続されている。
第３，第４の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７９Ａ，７９Ｂは、それぞれ、表面波伝搬方向に沿って配置されたＩＤＴ１０１〜１０３，１１１〜１１３を有する、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタである。ＩＤＴ１０１，１０３の各一端が、ＩＤＴ８１，８３の各他端に接続されて、第３の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７９Ａの入力端子が、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７７の出力端子に接続されている。ＩＤＴ１０１，１０３の各他端はグラウンド電位に接続されている。また、ＩＤＴ１０２の一端がグラウンド電位に他端が第１の平衡信号端子７４に接続されている。
同様に、第４の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７９Ｂでは、ＩＤＴ１１１，１１３の各他端がグラウンド電位に接続されている。また、ＩＤＴ１１１，１１３の各一端がＩＤＴ９１，９３に接続されており、すなわち、第４の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７９Ｂの入力端子が、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７８の出力端子に接続されている。また、ＩＤＴ１１２の一端がグラウンド電位に、他端が第２の平衡信号端子７５に接続されている。
第５の実施形態の弾性表面波フィルタ装置７１においては、ＩＤＴ８１〜８３，９１〜９３，１０１〜１０３，１１１〜１１３の全てが間引き重み付けされている。もっとも、本発明に従って、ＩＤＴ８２における重み付けが、ＩＤＴ９２における間引き重み付けと異なっている。すなわち、１つのＩＤＴの間引き重み付けが、残りのＩＤＴの間引き重み付けと異なっている。言い換えれば、少なくとも１つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７７の間引き重み付けが、残りの弾性表面波フィルタ７８，７９Ａ，７９Ｂの間引き重み付けと異なっている。従って、第１の実施形態の場合と同様に、これらの間引き重み付けの異ならせ方を工夫することにより、通過帯域におけるフィルタ特性にほとんど影響を与えることなく、通過帯域近傍の減衰域における減衰量を調整することが可能となる。
図１０は、本発明の変形例に係る弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。変形例の弾性表面波フィルタ装置１２１は、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ７，８に代えて、５ＩＤＴ型の第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１２２，１２３を用いたことを除いては、第１の実施形態と同様に構成されている。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により説明を省略する。
第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１２２，１２３は、それぞれ、表面波伝搬方向に沿って位置された第１〜第５のＩＤＴ１３１〜１３５，１４１〜１４５を有する。ここでは、ＩＤＴ１３１〜１３５における間引き重み付けが、ＩＤＴ１４１〜１４５における間引き重み付けと異なっている。従って、第１の実施形態の場合と同様に、フィルタ特性にほとんど影響を与えることなく、通過帯域近傍の減衰域における減衰量の調整を図ることができる。このように、本発明においては、３ＩＤＴ型に限らず、５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用いてもよい。さらに、２ＩＤＴ型や、他の数のＩＤＴを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタにも本発明を適用することができる。
図１１は、本発明の他の実施形態としてのデュプレクサの電極構造を示す模式的平面図である。デュプレクサ２０１は、１つの圧電基板（図示せず）上に図示の電極構造を形成することにより構成されている。ここでは、第１の実施形態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装置１と、送信側フィルタ２０２とが形成されている。不平衡信号端子３に、第１の実施形態の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ装置１が接続され、受信側フィルタが構成されている。他方、不平衡信号端子３には、ラダー型回路構成を有する縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ２０２が送信側フィルタとして接続されている。この送信側フィルタ２０２は、不平衡信号端子３と、出力端子２０３との間に延びる直列腕に接続された直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と、並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２とを有する。直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ３及び並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２は、いずれも、一端子対弾性表面波共振子により構成されている。
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ装置１を受信側帯域フィルタとして、ラダー型回路構成の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０２を送信側フィルタとして備えるデュプレクサ２０１では、受信側帯域フィルタとしての縦結合共振子型弾性表面波フィルタ装置１の通過帯域よりも低域側の減衰域、すなわち送信側フィルタの通過帯域における減衰量を大きくすることができ、アイソレーション特性を高めることが可能となる。
なお、本発明においては、弾性波として、弾性表面波に限らず弾性境界波を用いてもよい。すなわち、弾性表面波フィルタ装置だけでなく、弾性境界波フィルタ装置にも本発明を適用することができる。

Claims (7)

  1. 圧電基板と、
    少なくとも１個の第１の縦結合共振子型弾性波フィルタと、
    少なくとも１個の第２の縦結合共振子型弾性波フィルタとを備え、
    前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタが、入力端子と、出力端子と、入力端子に接続されているＩＤＴと、出力端子に接続されているＩＤＴとを有し、前記圧電基板上において、弾性波伝搬方向に沿って入力端子に接続されているＩＤＴと出力端子に接続されているＩＤＴとが交互に設けられており、前記出力端子または入力端子が第１の平衡信号端子に接続されており、
    前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタが、入力端子と、出力端子と、入力端子に接続されているＩＤＴと、出力端子に接続されているＩＤＴとを有し、前記圧電基板上において、弾性波伝搬方向に沿って入力端子に接続されているＩＤＴと出力端子に接続されているＩＤＴとが交互に設けられており、出力端子または入力端子が第２の平衡信号端子に接続されており、位相が、前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタと１８０°異ならされており、
    前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子または出力端子が不平衡信号端子に接続されており、
    前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタが間引き重み付けされており、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタのうちの少なくとも１個の縦結合共振子型弾性波フィルタの間引き重み付けが、残りの縦結合共振子型弾性波フィルタの間引き重み付けと異なっていることを特徴とする、弾性波フィルタ装置。
  2. 圧電基板と、
    前記圧電基板に設けられた第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタと、不平衡信号端子と、第１，第２の平衡信号端子とを備え、
    前記第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタが、圧電基板上に形成されており、第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子または出力端子に接続されている第１のＩＤＴと、該第１のＩＤＴの弾性波伝搬方向両側に設けられており、かつ前記出力端子または入力端子に接続されている第２のＩＤＴとを有し、
    前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記入力端子が前記不平衡信号端子に接続されており、前記第３の縦結合共振子型弾性波フィルタの出力端子が前記第１の平衡信号端子に、前記第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記出力端子が前記第２の平衡信号端子に接続されており、
    前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの出力端子に前記第３の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子が接続されており、前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの出力端子に前記第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子が接続されており、
    前記第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタのうち１個の縦結合共振子型弾性波フィルタの位相が、残りの縦結合共振子型弾性波フィルタの位相と逆転されており、
    前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタが間引き重み付けされており、この間引き重み付けが第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタで異なっていることを特徴とする、弾性波フィルタ装置。
  3. 圧電基板と、
    前記圧電基板に設けられた第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタと、不平衡信号端子と、第１，第２の平衡信号端子とを備え、
    前記第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタが、圧電基板上に形成されており、第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子または出力端子に接続されている第１のＩＤＴと、該第１のＩＤＴの弾性波伝搬方向両側に設けられており、かつ前記出力端子または入力端子に接続されている第２のＩＤＴとを有し、
    前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記入力端子が前記不平衡信号端子に接続されており、前記第３の縦結合共振子型弾性波フィルタの出力端子が前記第１の平衡信号端子に、前記第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記出力端子が前記第２の平衡信号端子に接続されており、
    前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの出力端子に前記第３の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子が接続されており、前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの出力端子に前記第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの入力端子が接続されており、
    前記第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタのうち１個の縦結合共振子型弾性波フィルタの位相が、残りの縦結合共振子型弾性波フィルタの位相と逆転されており、
    前記第３，第４の縦結合共振子型弾性波フィルタが間引き重み付けされており、この間引き重み付けが第３，第４の縦結合共振子型弾性波フィルタで異なっていることを特徴とする、弾性波フィルタ装置。
  4. 前記間引き重み付けが、間引き重み付けが施された縦結合共振子型弾性波フィルタの中心に対し、弾性波伝搬方向において非対称の形状となるように施されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
  5. 前記間引き重み付けが施された電極指の本数が、間引き重み付けが施された縦結合共振子型弾性波フィルタ間で等しくされている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
  6. 全てのＩＤＴが間引き重み付けされている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置を用いて構成されていることを特徴とする、デュプレクサ。
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