JP4694609B2 - 弾性波フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、弾性波フィルタ例えば（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルタに関する。

ＳＡＷデバイスは、弾性表面波を利用したものであり、圧電基板上にＩＤＴ（インターディジタルトランスデューサ）と呼ばれる電極指を配置し、電気信号と弾性波との間の電気−機械相互変換を行って周波数選択（帯域フィルタ）特性を持たせたものである。ＳＡＷデバイスの一つであるＳＡＷフィルタは、高機能化、小型化が進められている各種通信機器例えば携帯電話等のパンドパスフィルタとして使用されており、近年ワイヤレスデータ通信の高速化、大容量化に伴い、挿入損失（入力電力に対する出力電力の減衰量）が小さく、周波数選択性に優れたフィルタ特性を有し、かつ広帯域幅、平坦性、小型化への要求が強まっている。このような要求を満たすためには、例えばテーパー型ＩＤＴフィルタが有利である。

図１８に一般的な構成のテーパー型ＩＤＴフィルタであるフィルタ１００を示す。フィルタ１００は、圧電基板１０１上に形成されたテーパー型の電極である入力側テーパー型ＩＤＴ電極１０２と出力側テーパー型ＩＤＴ電極１０３とを備えており、入力側テーパー型ＩＤＴ電極１０２側から出力側テーパー型ＩＤＴ電極１０３側へ向けて弾性波が伝搬するように構成されている。これらの電極１０２、１０３間には、電極１０２、１０３間におけるカップリングを抑えるためのシールド１０４が設けられており、このシールド１０４は、角型の面状金属膜（いわゆるベタ膜）として構成されている。なお、テーパー型ＩＤＴ電極は傾斜型すだれ状電極、ＳＦＩＴまたはスラント型電極などと呼ばれることもある。

各々の電極１０２、１０３は、複数の電極指１０６を備えた２本の平行なバスバー１０５からなり、それぞれの電極１０２、１０３において、バスバー１０５に接続された電極指１０６が向き合い、また電極指１０６が例えば２本ずつ組となり互い違いに伸び出して櫛歯状となることによって、ＳＰＬＩＴ電極として構成されている。

各々の電極１０２、１０３において、弾性波の伝搬方向に対しては、電極指１０６の幅寸法が一定となり、また電極指１０６、１０６間の間隔寸法についても一定となるように、電極指１０６が形成されている。この電極指１０６の幅と電極指１０６、１０６間の間隔とからなる配列パターンは、ある長さの周期単位λidtが繰り返されるように設計されている。この例では、４本の電極指１０６とこの電極指１０６間の間隔領域とによって、一つの周期単位λidtが構成されており、このフィルタ１００においては、周期単位λidtと同じ長さの波長の弾性波が入力側テーパー型ＩＤＴ電極１０２から出力側テーパー型ＩＤＴ電極１０３に向かって伝搬していく。弾性波の伝搬方向に対して一方のバスバー１０５から他方のバスバー１０５に向かった直交方向において、この周期単位λidtの長さは徐々に広がるように、つまり電極指１０６の幅及び電極指１０６、１０６間の間隔がそれぞれ徐々に広がるように設計されている。なお、ＩＤＴ電極の構成については実施の形態で詳細に述べるので、ここでは細かく記載せず、図についても便宜上、簡略化して示しており、電極指１０６の幅及び電極指１０６，１０６間の幅を一定に示している。

このように電極指１０６の配列パターンを徐々に広げてテーパー型ＩＤＴを構成することにより、このフィルタ１００では、周期単位λidtが狭い領域に対応する高周波から周期単位λidtが広い領域に対応する低周波までの弾性波が伝搬することとなる。このような構成をとることにより、フィルタ１００の広帯域化が図られている。

ところで、より選択度に優れたＳＡＷフィルタの登場が強く望まれており、通過帯域から阻止域にかけての周波数領域におけるフィルタ特性の急峻化を果たす様々な手法が検討されている。特にこのようなＳＡＷフィルタ１００においては高周波数側（高域側）の減衰特性が低周波数側（低域側）の減衰量に比べて悪くなるという問題があるのでその改善が求められている。

このように減衰特性が劣化する原因について簡単に説明する。弾性波の波長に対応する周期単位λidtが形成された伝搬路をトラックと呼ぶことにすると、ＳＡＷフィルタ１００のＩＤＴ電極１０２、１０３において電極指１０６が形成された領域では通過帯域を形成する低周波数から高周波数までのトラックで同一の励振情報を持っている。つまり、電極指１０６が形成された領域では弾性波の伝搬状態（伝搬速度）は同一である。しかし、この電極指１０６が形成されていない領域と形成された領域とではその伝搬状態に差が生じるので、例えば図中Ｌ０で示すように入力側テーパー型ＩＤＴ電極１０２の所定のトラックを通過した弾性波が入力側テーパー型ＩＤＴ電極１０２の出力側テーパー型ＩＤＴ電極１０３側の端縁から当該出力側テーパー型ＩＤＴ電極１０３に放射されるときにこの弾性波について屈折が起こり、出力側テーパー型ＩＤＴ電極１０３の対応するトラックに入射せず、エネルギー損失が発生する。このエネルギー損失により高域側、低域側のどちらについても減衰特性の劣化が起きる。

そして、低周波を伝搬させるトラックの周期単位λidtに比べて高周波を伝搬させるトラックの周期単位λidtは小さく形成されている。従って図に示した例えばλidtが狭く構成された高周波側の弾性波伝搬領域Ｔｒ１を通過する弾性波と、λidtが広く構成された低周波側の弾性波伝搬領域Ｔｒ２を通過する弾性波とから夫々入力側ＩＤＴ電極１０２と出力側ＩＤＴ電極１０３との間の伝搬距離Ｌを見た場合、Ｔｒ１を通過する弾性波から見た方がこの伝搬距離Ｌが長くなる。このように伝搬距離Ｌが長くなると、前記屈折によるエネルギー損失が起こりやすくなる。

更に、入力側テーパー型ＩＤＴ電極１０２の端部から放射される弾性波について回折が起こるため、入力側テーパー型ＩＤＴ電極１０２と出力側テーパー型ＩＤＴ電極１０３との間のエネルギー伝搬にはその回折に基づく損失が発生するが、この回折損も前記伝搬距離Ｌが長いほど増大する。これらのような理由で低域側に比べて高域側の減衰特性の劣化が大きくなる。

ところで特許文献１にはテーパー型入力側ＩＤＴ電極とテーパー型出力側ＩＤＴ電極との間に所定周波数のＳＡＷを反射するグレーティング構造物を所定の間隔で配置し、通過帯域中に周波数阻止域を形成する、つまりノッチフィルタ特性を得るように構成されたＳＡＷフィルタについて記載されている。また、特許文献２には入力側ＩＤＴ、出力側ＩＤＴ間にグレーティング反射器を設けて、スプリアス信号の生じる周波数帯にこの反射器の反射帯域幅を合わせ込むことで、スプリアス信号を抑制することについて記載されている。しかし、これら特許文献１及び特許文献２には上記の問題については記載されておらず、この問題を解決できるものではない。

特開昭６１−２８９７１４（図４及び図５など） 特開平８−３３５８４８（図１及び段落００２７など）

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、通過帯域の高域側または低域側において急峻な減衰が得られる選択性の高い弾性波フィルタを提供することである。

本発明の弾性波フィルタは、圧電基板に互いに平行となるように形成された一対のバスバーと、これら一対のバスバーの各々から互いに交互に伸び出して櫛歯状に形成された電極指群と、を備え、電極指の幅及び電極指間の間隔が前記バスバーの一方側から他方側に向かうにつれて広がるように形成された入力側テーパー型ＩＤＴ電極と、
前記圧電基板にて、前記入力側テーパー型ＩＤＴ電極の前記バスバーの延長方向に伸び、当該入力側テーパー型ＩＤＴ電極からは弾性波の伝搬方向に対して間隔を置いて設けられた一対のバスバーと、これら一対のバスバーの各々から互いに交互に伸び出して櫛歯状に形成された電極指群と、を備え、電極指の幅及び電極指間の間隔が前記バスバーの一方側から他方側に向かうにつれて広がるように形成された出力側テーパー型ＩＤＴ電極と、
前記入力側テーパー型ＩＤＴ電極と、出力側テーパー型ＩＤＴ電極との間に弾性波の伝搬方向に沿って配列され、前記伝搬方向に直交するように伸びた電極指群を備えたグレーティング反射器と、を備え、
前記弾性波の伝搬方向に見て、前記入力側テーパー型ＩＤＴ電極及び出力側テーパー型ＩＤＴ電極の各電極指群を構成する各電極指は、その幅寸法が互いに同じであり、且つ隣り合う電極指間の間隔寸法が前記電極指の幅寸法と同じ大きさに形成され、
前記弾性波の伝搬方向に見て前記グレーティング反射器の電極指群は、その電極指群を構成する各電極指の幅寸法が同じであり、且つ隣り合う電極指間の間隔寸法が前記幅寸法と同じ大きさに形成され、前記電極指の幅寸法及び電極指間の間隔寸法が、前記入力側テーパー型ＩＤＴ電極及び出力側テーパー型ＩＤＴ電極の電極指の幅寸法及び電極指間の間隔寸法の最小値以下または最大値以上に設定されたことを特徴とする。

通過帯域の高域側の急峻度を大きくするために前記グレーティング反射器の電極指の幅寸法及び電極指間の間隔寸法は、前記ＩＤＴ電極の電極指の幅寸法と電極指間の間隔寸法の最小値と同じかあるいはその最小値よりも若干小さく構成されてもよく、また通過帯域の低域側の急峻度を大きくするために前記グレーティング反射器の電極指の幅寸法及び電極指間の間隔寸法は、前記ＩＤＴ電極の電極指の幅寸法と電極指間の間隔寸法の最大値と同じかあるいはその最大値よりも若干大きく構成されていてもよい。

弾性波の伝搬方向に直交する方向における前記グレーティング反射器の電極指の幅寸法及び電極指間の間隔寸法は、夫々同一であってもよく、前記グレーティング反射器の電極指の幅寸法及び電極指間の間隔寸法が弾性波の伝搬方向に対して直交する方向に見て次第に広がっていてもよい。前記グレーティング反射器の電極指群は、例えば入力側テーパー型ＩＤＴ電極または出力側テーパー型ＩＤＴ電極の一方側のバスバーの延長領域から他方側のバスバーの延長領域に跨るように形成されている。

本発明の弾性波フィルタによれば、入力側テーパー型ＩＤＴ電極、出力側テーパー型ＩＤＴ電極との間に設けられたグレーティング反射器の電極指の幅寸法及び電極指間の間隔寸法の大きさは、ＩＤＴ電極の電極指の幅寸法と電極指間の間隔寸法との大きさの最小値以下またはその最大値以上に構成されている。従って阻止域における減衰を大きくすることができ、その減衰を通過帯域の高域側または低域側の近傍に合わせ込むことで、それら高域側または低域側で急峻な減衰を得ることができ、フィルタの選択性を向上させることができる。

（第１の実施形態）
図１及び図２を参照して本発明の第１の実施の形態である弾性波フィルタ１０について説明する。この弾性波フィルタ１０は通過帯域の高域側の減衰が急峻となるように設計されたものであり、圧電基板１１の表面に既述の図に示すフィルタ１００の入力側テーパー型ＩＤＴ電極１０２及び出力側テーパー型ＩＤＴ電極１０３と同じ構成である入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２及び出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３が形成されている。入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２及び出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３は、弾性波の伝搬方向に対して間隔をおいて設けられている。なお、フィルタの構成を示す各図では圧電基板と、電極及び反射器とを区別するために便宜上これら電極及び反射器に多数の点を付して示している。

入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２において１２ａ、１２ｂは、夫々一方側のバスバー、他方側のバスバーであり、互いに平行し且つ対向するように形成されている。一方側のバスバー１２ａは、入力ポート２１に接続され、他方側のバスバー１２ｂは接地されている。

また、１５は入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２における電極指である。これらの複数の電極指１５からなる電極指群はＳＰＬＩＴ電極となるように、２本が組となり、これらの組が互い違いに配列されて櫛歯状になるように、バスバー１２ａからバスバー１２ｂに向かって伸びると共にバスバー１２ｂからバスバー１２ａに伸びるように形成されている。

図２に示すように、各電極指１５は弾性波の伝搬方向に見て、その幅寸法が一定であり、さらに隣り合う電極指１５、１５間の間隔寸法（ピッチ）が一定であり且つ前記幅寸法と等しくなるように形成されている。そして、各電極指１５は一方側のバスバー１２ａから伸びる２本の電極指１５の組と、他方側のバスバー１２ｂから伸びる２本の電極指１５の組と、からなる長さがλidtの周期単位が繰り返される配列パターンを構成するように配置されている。この弾性波フィルタ１０では、この周期単位λidtの長さと同じ長さの波長の弾性波が伝搬する。

この例では、上記のように４本の電極指１５、詳しくは４本の電極指１５及び電極指１５、１５間の間隔により周期単位λidtを形成しているので、隣り合う電極指１５、１５では、電極指１５の中心を通る直線同士の間の寸法がλidt／４となっている。そして、この例では、電極指１５の幅寸法をλidt／８としているので、電極指１５、１５間の間隔寸法についてもλidt／８（λidt／４−λidt／８＝λidt／８）となっている。

この配列パターンは、図中上側から下側に向けて、弾性波の伝搬方向に対して直交方向に電極指１５間のピッチが徐々に広くなり、また各々の幅についても、上側から下側に向かうにつれて、徐々に広くなるように形成されている。従って、弾性波の伝搬方向に対して直交方向には、既述の周期単位λidtが狭い領域であるＴｒ１から広い領域であるＴｒ２まで、弾性波の伝搬路であるトラックが広い周波数帯域に亘って形成されていることになる。なお、図１では、電極指１５の幅については、図示の簡略化のため、一定の幅として描画してある。

出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３は、入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２と同様に構成されており、対となり且つ互いに対向するバスバー１３ａ，１３ｂを備えている。バスバー１３ａはバスバー１２ａの延長線上に、バスバー１３ｂはバスバー１３ｂの延長線上に夫々設けられており、バスバー１３ａは出力ポート２２に接続され、バスバー１３ｂは接地されている。

また、出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３は、入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２と同様の配列パターンをなす多数の電極指１５を備えており、それらの電極指１５は弾性波の伝搬方向に対しては周期単位λidtが一定となり、弾性波の伝搬方向に直交する方向に対しては前記周期単位λidtがトラックＴｒ１からＴｒ２まで広がるように形成されている。そして、弾性波の伝搬方向に見て、出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３の電極指１５の幅寸法及び隣り合う電極指１５，１５間の間隔寸法は、既述の入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２における電極指１５の幅寸法及び隣り合う電極指間の間隔寸法と同じになるように形成されている。

このように周期単位λidtはトラックＴｒ１からトラックＴｒ２に至るまで変化する。そして、トラックＴｒ１を形成する最も小さい周期単位λidtを構成する電極指１５の幅及び電極指１５，１５間のピッチを最小λidt／８、トラックＴｒ２を形成する最も大きい周期単位λidtを構成する電極指１５の幅及び電極指１５、１５間の間隔寸法を最大λidt／８と表記する。

入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２と出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３との間には、図１及び図２に示すようにこれらの電極と間隔をおいて、グレーティング反射器１６が形成されている。このグレーティング反射器１６は後述する当該反射器１６に設けられた電極指１８の配列周期に応じた波長λgrを持つ弾性波を反射させ、その弾性波の入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２から出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３への伝搬を抑えて、その波長λgrに対応する周波数の信号強度を減衰させる、いわゆるストップバンドを形成するためのものである。そして、この例では前記ストップバンドがＳＡＷフィルタ１０の通過帯域よりも高域側の阻止域に合わせこまれ、その高域側の減衰特性が急峻になるように前記電極指１８が形成されている。上記のようにこのＳＡＷフィルタ１０では周期単位λidtの長さの範囲と同じ長さの範囲の波長の弾性波が伝搬するので、ここでは前記波長λgrは最も小さい周期単位λidtよりも若干小さい値である。

このグレーティング反射器１６は、対となり且つ互いに対向するバスバー１６ａ，１６ｂとを互いに備えており、バスバー１６ａはバスバー１２ａ，１３ａの延長線上に、バスバー１６ｂはバスバー１２ｂ，１３ｂの延長線上に夫々設けられている。

また、グレーティング反射器１６は、バスバー１６ａの入力側の端部からバスバー１６ｂの入力側の端部へと伸び出した電極指１７ａと、バスバー１６ａの出力側の端部からバスバー１６ｂの出力側の端部へと伸び出した電極指１７ｂとを備えている。

そして、電極指１７ａ，１７ｂ間にはバスバー１６ａからバスバー１６ｂへ向かって伸びる前記電極指１８が弾性波の伝搬方向に沿って多数設けられており、電極指１８は各バスバーの伸長方向、即ち弾性波の進行方向に対して直交するように伸長している。上記のように電極指１８は波長λgrの弾性波を反射させ、入力側から出力側への伝搬を抑えるために形成されており、その目的を果たすためにこの例ではその幅寸法がλgr／４に形成され、また電極指１８，１８の間隔寸法（ピッチ）は前記幅寸法と同じλgr／４に構成されている。

上記のようにこの例では波長λgrの値は周期単位λidtの最小値よりも若干小さいため、この電極指１８の幅寸法及び電極指１８、１８の間隔寸法であるλgr／４は、トラックＴｒ１を形成する電極指１５の幅及び電極指１５、１５の間隔寸法である前記最小λidt／８よりも若干小さい値に構成されている。若干小さい値とは、フィルタの高域側での減衰特性を急峻にすることができる範囲における値である。

そして、電極指１７ａ、１７ｂ及び電極指１８はＩＤＴ電極１２、１３の電極指１５と共に弾性波の伝搬領域を形成しており、上記のようにλgr以外の波長を有する弾性波はその伝搬領域を伝搬して、グレーティング反射器１６を入力側から出力側へと向かう。

以上説明した弾性波フィルタ１０において、入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２に周波数信号が入力されると、即ち入力ポート２１とアースとの間に周波数信号が入力されると、音響的な波である弾性表面波（ＳＡＷ）が発生する。この弾性波は、入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２において、その波長の長さ（λidt）に対応する周期単位λidtが形成されたトラックにおいて出力側（図中右側）に伝搬して行く。このように所定のトラックにはそのトラックの周期単位λidtに対応した波長を持った弾性波が主に伝搬するが、背景技術の欄でも説明したように、トラックにおいて周期単位λidtに対応しない波長を持った弾性波も出力側へと伝搬する。

図３はこの弾性波が伝搬する様子を示した模式図であり、直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、電極指１５、１８の長さ方向における３カ所の位置毎に伝搬する弾性波を示している。Ｌ１は上述の電極指１５の幅及び電極指間が最も小さく形成されたトラックＴｒ１を伝搬する弾性波、Ｌ２は電極指１５の幅及び電極指１５間が最も大きく形成されたトラックＴｒ２を伝搬する弾性波、Ｌ３はトラックＴｒ１，Ｔｒ２間を伝搬する弾性波を夫々示したものであり、この場合Ｌ１＜Ｌ３＜Ｌ２の順で波長が長くなっていく。このように図３では入力側から出力側へと向かう弾性波を３種類だけ示しているが、この弾性波フィルタ１０には、実際には電極指１５、１７、１８により形成される最小トラックＴｒ１から最大トラックＴｒ２までの間の各波長に対応したトラックが存在し、夫々のトラックに対応する弾性波が伝搬する。

入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２から出力側に放射された弾性波は、グレーティング反射器１６に入射し、入力側から出力側へと伝搬するが、このとき波長λgrを持つ弾性波は、図３に示すようにグレーティング反射器１６の電極指１８により反射され、出力側への伝搬が抑えられる。そして、グレーティング反射器１６の出力側の端部まで伝搬した弾性波はグレーティング反射器１６から出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３に入射し、その波長の長さ（λidt）に対応する周期単位λidtが形成されたトラックにおいて出力側（図中右側）に伝搬して行く。その後、前記ＩＤＴ電極１３の各々のトラックを伝搬する弾性波に対応する電気信号が出力される。

図４では、この弾性波フィルタ１０におけるフィルタ特性の概略を実線のグラフで示している。また、図４では上記のように波長λgrを有する弾性波の伝搬を抑えた効果を示すために、グレーティング反射器１６が設けられない他は弾性波フィルタ１０と同様の構成を有するフィルタの特性の概略を点線のグラフで示している。図中弾性波フィルタ１０の通過帯域はａ〜ｂとして示しており、ａ、ｂは夫々λidtの最大値、λidtの最小値に対応する値である。弾性波フィルタ１０では上記のように通過帯域よりも若干高域側の阻止域における波長λgrに対応する周波数信号ｃが減衰されるので、グラフに示すように高域側の減衰がグレーティング反射器１６を設けない場合に比べて急峻になる。従ってグレーティング反射器１６がない場合よりもフィルタの選択性が向上する。既述のようにテーパー型ＩＤＴ電極を備えた弾性波フィルタにおいて高域側の減衰特性は劣化しやすいので、このように高域側の減衰を急峻にすることは特に有効である。

上述の弾性波フィルタ１０について電極指１８の幅及び電極指１８のピッチであるλgr／４は最小の電極指１５の幅及び最小の電極指１５のピッチである最小λidt／８よりも若干小さく形成されているが、これらが互いに等しく形成されていても、通過帯域の高域側の端部で減衰が得られるので上記の効果を得ることができる。

（第２の実施形態）
続いて図５、図６を用いて第２の実施形態の弾性波フィルタ３０について説明する。この弾性波フィルタ３０はその通過帯域の低域側の減衰が急峻となるように設計されたものであり、以下に弾性波フィルタ１０との構成の差異点を中心に説明する。弾性波フィルタ３０のグレーティング反射器１６は、多数の電極指１８の代わりに多数の電極指３１を備えている。電極指３１はその幅が等しく形成され、バスバーから１６ａから１６ｂに伸びており、入力側から出力側へと繰り返し、等間隔で配列されている。そして、電極指３１の幅寸法及び隣り合う電極指３１と３１との間隔寸法（ピッチ）λgr／４はＩＤＴ電極１２、１３の電極指１５の幅寸法及び電極指１５、１５間の間隔寸法の最大λidt／８よりも若干大きく形成されている。ここでいう若干大きく形成するとは、通過帯域の低域側の減衰を急峻にすることができる範囲で大きく形成するということである。

そして、第１の実施形態と同様に弾性波が入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２から出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３へ向かって伝搬するときには、グレーティング反射器１６にて電極指３１の幅寸法及び前記間隔寸法に対応する周波数の弾性波が出力側テーパー型ＩＤＴ１３電極に向かって伝搬することが抑えられる。

図７では、この弾性波フィルタ３０において上記のようにグレーティング反射器１６によって波長λgrを持つ弾性波の伝搬を抑えた場合におけるフィルタ特性の概略を実線のグラフで示している。また、第１の実施形態の説明と同様、前記波長λgrを有する弾性波の伝搬を抑えた効果を示すためにグレーティング反射器１６が設けられない場合の弾性波フィルタ３０のフィルタの特性の概略を点線のグラフで示している。上記のようにこの例では通過帯域よりも若干低域側の阻止域で減衰が得られるように電極指３２の配列が設計されているので、実線で示すように通過帯域ａ〜ｂの低域側のλgrに対応する周波数信号ｃが減衰され、それによって前記低域側にてグレーティング反射器１６を設けない場合に比べて急峻な減衰特性が得られる。

また、上記のように弾性波フィルタ３０において電極指３１の幅寸法及び間隔寸法であるλgr／４はＩＤＴ電極１２、１３の電極指１５の最大幅寸法及び最大間隔寸法である最大λidt／８よりも若干大きく形成されているが、そのλgr／４は最大λidt／８と同じ大きさに設定してもよく、その場合も通過帯域の低域側の端部で信号を減衰させ、急峻な減衰特性を得ることができる。

（第３の実施形態）
続いて図８、図９を用いて第３の実施形態の弾性波フィルタ４０について説明する。この弾性波フィルタ４０は第１の実施形態の弾性波フィルタ１０と同様にその通過帯域の高域側の阻止域にて減衰が急峻となるように設計されたものであるが、その阻止域で弾性波フィルタ１０よりも広い範囲の周波数信号を減衰させるように構成されている。以下に弾性波フィルタ１０との構成の差異点を中心に説明する。弾性波フィルタ４０のグレーティング反射器１６において既述の電極指１６の代わりに設けられた電極指４１の配列パターンは、図中上側から下側に向けて、つまり弾性波の伝搬方向に対して直交方向にその隣り合う電極指４１，４１間の間隔が徐々に広くなり、また各々の幅についても、上側から下側に向かうにつれて、徐々に広くなるように形成されている。

そして、弾性波の伝搬方向に見ると、電極指４１の幅寸法及び隣り合う電極指４１、４１間の間隔寸法は等しく形成されている。第１の実施形態で説明したように波長λgrを持つ弾性波について、グレーティング反射器１６の電極指の幅寸法及び間隔寸法をλgr／４にすることでその弾性波を反射させ、その波長に対応する周波数信号を減衰させることができるので、このようにバスバー１６ａからバスバー１６ｂに向かって前記幅及びピッチを変化させることで、第１の実施形態よりも広い範囲の周波数信号を減衰させることができる。

上記のようにこの例では通過帯域の高域側で減衰を得ることを目的としているために、このグレーティング反射器１６ではＩＤＴ電極１２、１３の周期単位λidtの最小値よりも若干小さい値から更に低い値の範囲における波長λgrを持った弾性波を反射させて、その目的を果たすことができるように、グレーティング反射器１６の電極指４１の最も大きい幅寸法及び間隔寸法（最大λgr／４）はＩＤＴ電極１２、１３の電極指１５の最小幅及び最小間隔寸法である最小λidt／８よりも若干小さく形成されている。なお、図９ではグレーティング反射器１６の電極指４１の幅及び間隔とＩＤＴ電極１２、１３の電極指１５の幅及び間隔との関係を表すために、各部の上下の長さに対して各部の横方向の長さを図８よりも大きく示しており、また電極指４１の本数を図８より少なく示している。

図１０では、この弾性波フィルタ４０におけるフィルタ特性の概略を実線のグラフで示し、また、第１の実施形態の説明と同様、前記弾性波の伝搬を抑えた効果を示すためにグレーティング反射器１６が設けられない場合の弾性波フィルタ３０のフィルタ特性の概略を点線のグラフで示している。上記のようにこの弾性波フィルタ４０では、弾性波フィルタ１０よりも広い範囲における波長λgrの伝搬を抑えており、その結果としてその伝搬が抑制される波長λgrの最大値〜最小値に対応する、通過帯域の高域側のｄ〜ｅの範囲において周波数信号が減衰される。このＳＡＷフィルタ４０のグレーティング反射器１６ではバスバー１６ａからバスバー１６ｂに向かい、電極指の幅及びピッチが変化することで、トラック毎に異なる波長の弾性波が反射されるので、所定の周波数における減衰量としてはＳＡＷフィルタ１０の減衰量に比べて小さくなるが、上記のように広い範囲で減衰が得られ、高域側の減衰を急峻なものにできる。なお、この例において反射させる弾性波の波長λgrは周期単位λidt以下であってもよく、従って最小λidt／８と最大λgr／４とは互いに同じ大きさに設定してもよい。

（第４の実施形態）
続いて図１１、図１２を用いて第２の実施形態の弾性波フィルタ５０について説明する。この弾性波フィルタ５０は第２の実施形態の弾性波フィルタ２０と同様にその通過帯域の低域側の阻止域における減衰が急峻となるように設計されたものであるが、その阻止域で弾性波フィルタ２０よりも広い範囲の周波数信号を減衰させるように構成されている。弾性波フィルタ５０のグレーティング反射器１６においてその電極指５１の配列パターンは、第３の実施形態と同様に図中上側から下側に向けて、弾性波の伝搬方向に対して直交方向に電極指５１間の間隔が徐々に広くなり、また各々の幅についても、上側から下側に向かうにつれて、徐々に広くなるように形成されている。弾性波の伝搬方向に見ると、電極指５１の幅寸法及び電極指５１、５１間の間隔寸法は等しくなっている。

このグレーティング反射器１６ではＩＤＴ電極の周期単位λidtの最大値よりも若干大きい値から更にそれよりも大きい値の範囲における波長λgrを持った弾性波を反射させて、上記のように低域側で減衰を得るために、グレーティング反射器１６の電極指５１の最も小さい幅寸法及び間隔寸法（最小λgr／４）はＩＤＴ電極１２、１３の電極指１５の最大幅及び最大間隔寸法である最大λidt／８よりも若干大きく形成されている。なお、図１２ではグレーティング反射器１６の電極指５１の幅及び間隔とＩＤＴ電極１２、１３の電極指１５の幅及び間隔との関係を表すために、各部の上下の長さに対して各部の横方向の長さを図１１よりも大きく示しており、また電極指５１の本数を図１１より少なく示している。

図１３は、この弾性波フィルタ５０において、上記のようにグレーティング反射器１６によりλgrを持つ弾性波の伝搬を抑えた場合におけるフィルタ特性の概略を実線で示し、また、第１の実施形態の説明と同様、前記弾性波の伝搬を抑えた効果を示すためにグレーティング反射器１６が設けられていない場合の弾性波フィルタ５０のフィルタの特性の概略を点線で示している。上記のようにこの例では弾性波フィルタ１０に比べて通過帯域よりも高域側の阻止域において広い範囲の周波数の弾性波の伝搬を抑えている。この弾性波フィルタ５０のグレーティング反射器１６の各トラックも弾性波フィルタ４０のグレーティング反射器の各トラックと同様に夫々異なる波長の弾性波を反射させるので、所定の周波数における減衰量としてはＳＡＷフィルタ２０の減衰量に比べて小さくなるが、図に示すように広い範囲で減衰が得られ、通過帯域の低域側の減衰を急峻にできる。
なお、この例において反射させる弾性波の波長λgrは周期単位λidt以上であってもよく、従って前記最大λidt／８と前記最小λgr／４とは互いに同じ大きさに設定してもよい。

第３及び第４の実施形態においてグレーティング反射器１６の電極指及びピッチは下に向かうにつれて広くなっているが、上に向かうにつれて広くなるように構成してもよい。

また、図１４は第１の実施形態の弾性波フィルタ１０の入力側テーパー型ＩＤＴ電極及び出力側テーパー型ＩＤＴ電極をＳＰＬＩＴ電極とする代わりに一方向性電極とした例を示している。この例の弾性波フィルタ６０では、弾性波フィルタ１０と同様に、４本の電極指１５とこの電極指１５間の間隔領域とにより周期単位λidtとしているが、入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２と出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３とにおいて、一方側のバスバー１２ａ、１３ａから伸びる１本の電極指１５と、当該電極指１５と隣接して並ぶ他方のバスバー１２ｂ、１３ｂから伸びる３本の電極指１５と、の組により周期単位λidtを構成している。そして、幅が例えば３／８λidtの電極指である反射源６１を幅がλidt／８である電極指１５の間に設けて、ＤＡＲＴ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極として構成されている。この反射源６１は、電極指１５と同様に各トラックＴｒにてその幅が３／８λidtとなっており、実際には図の上下方向で異なる幅を有している。

入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２及び出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３はＤＡＲＴ電極とする代わりに、ＥＷＣ−ＳＰＵＤＴ（Ｅｌｅｃｔｌｏｄｅ Ｗｉｄｔｈ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ−ＳＰＵＤＴ）電極としてもよい。
また、反射源６１の幅は例えばグレーティング反射器の電極指の幅と同じλidt／４であってもよく、また、入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２と出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３とにおける電極指１５を、夫々におけるバスバー１２ａ（１３ａ）、１２ｂ（１３ｂ）の両方に接続させた場合には、上記の反射源３１の幅を５／８λidt以下としてもよい。

この弾性波フィルタ６０では、多重反射を積極的に使用することで、更に低損失化を図り、また選択性を高め、また、このように反射源３１を設けることにより、ＴＴＥ（トリプルトランジットエコー）によるリップル増大を伴うことなく低損失化を図ることができる。また、一方向性電極としては、このような構成以外にも、例えばＦＥＵＤＴ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｔｙｐｅ Ｕｎｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極あるいはＤＷＳＦ−ＳＰＵＤＴ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｗｉｄｔｈ Ｓｐｌｉｔ Ｆｉｎｇｅｒ−ＳＰＵＤＴ）電極等であっても良い。更に、既述の図１に示す入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２あるいは出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３として、これらの一方向性電極のいずれかを用いても良い。

また、上記の各例では、テーパー型ＩＤＴ電極１２、１３の各電極指１５は連続的に直線的に広げていたが、図１５に示す弾性波フィルタ７０の電極指のように曲線的に広げたり、図１６に示す弾性波フィルタ８０のように、段階的に広げたりする、いわば疑似テーパー型となるようにしても良い。尚、この図１５及び図１６においても、上記の各例と同様に、図中上側から下側に向けて、各々の電極指１５の幅と間隔領域とからなる配列パターンが広くなるように配置されているが、図示の簡略化のため省略している。

上記の入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２及び出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３として、ＳＰＬＩＴ電極となるように２本の電極指１５を組として交互に配置したが、シングル電極となるように１本の電極指１５を交互に配置しても良い。
尚、以上の例においては、圧電基板１１上に入力側テーパー型ＩＤＴ電極１２と出力側テーパー型ＩＤＴ電極１３との組を一対形成した例を示したが、二対以上形成しても良い。
また、以上の各弾性波フィルタとしては、表面波でなくとも、圧電基板１１の表層よりも内部を伝搬する弾性波を利用したものであっても良い。

また、上記の各例では、入力側ＩＤＴ電極と出力側ＩＤＴ電極との間の領域において、バスバー１２ａ、１３ａの延長領域からバスバー１２ｂ、１３ｂの延長領域に向かって、これら延長領域間全体に亘る長さでグレーティング反射器の電極指を形成している、つまり入力側ＩＤＴ電極と出力側ＩＤＴ電極との開口部全体に亘って反射器の電極指が設けられている。しかし、このように開口部全体に形成されず、前記延長領域間の一部をカバーする長さで反射器の電極指を形成してもよい。

（評価試験）
既述の実施形態の弾性波フィルタ１０と背景技術の欄で説明した弾性波フィルタ１００について夫々周波数特性を調べた。図１７（ａ）、（ｂ）はＳＡＷフィルタ１０の通過特性、弾性波フィルタ１００の通過特性を夫々示している。各グラフ中通過帯域の高域側を丸で囲みＡ，Ｂとして示しているが、これらＡ，Ｂを比較して明らかなように弾性波フィルタ１０の特性の方が高域側の急峻度が高くなっている。そして、夫々のグラフについてシェイプファクタ（Ｓ．Ｆ）を測定し比較した。ここではＳ．Ｆ．は３０ｄＢ帯域幅と１ｄＢ帯域幅との比として計算した。その結果として弾性波フィルタ１０のＳ．Ｆ．は１．６７であり、弾性波フィルタ１００のＳ．Ｆ．は１．７０であった。この結果から弾性波フィルタ１０の構成が減衰の急峻度を上げるために有効であることが示された。

本発明の実施の形態に係る弾性波フィルタの一例を示す平面図である。 前記弾性波フィルタの一部を拡大した平面図である。 前記弾性波フィルタにおける弾性波の伝搬の様子を示す概略図である。 前記弾性波フィルタにおける周波数の減衰特性の概略を示すグラフ図である。 本発明の他の実施の形態に係る弾性波フィルタを示す平面図である。 前記弾性波フィルタの一部を拡大した平面図である。 前記の弾性波フィルタにおける周波数の減衰特性の概略を示すグラフ図である。 本発明の他の実施の形態に係る弾性波フィルタを示す平面図である。 前記弾性波フィルタの一部を拡大した平面図である。 前記の弾性波フィルタにおける周波数の減衰特性の概略を示すグラフ図である。 本発明の更に他の実施の形態に係る弾性波フィルタを示す平面図である。 前記弾性波フィルタの一部を拡大した平面図である。 前記の弾性波フィルタにおける周波数の減衰特性の概略を示すグラフ図である。 本発明の更に他の実施の形態に係る弾性波フィルタを示す平面図である。 本発明の更に他の実施の形態に係る弾性波フィルタを示す平面図である。 本発明の更に他の実施の形態に係る弾性波フィルタを示す平面図である。 上述の弾性波フィルタの減衰特性及び従来の弾性波フィルタの減衰特性を示したグラフ図である。 従来の弾性波フィルタを示す平面図である。

符号の説明

１０ 弾性波フィルタ
１１ 圧電基板
１２ 入力側テーパー型ＩＤＴ電極
１２ａ，１２ｂ バスバー
１３ 出力側テーパー型ＩＤＴ電極
１３ａ，１３ｂ バスバー
１５ 電極指
１６ グレーティング反射器
１６ａ，１６ｂ バスバー
１８ 電極指
Ｔｒ トラック

Claims (5)

1. 圧電基板に互いに平行となるように形成された一対のバスバーと、これら一対のバスバーの各々から互いに交互に伸び出して櫛歯状に形成された電極指群と、を備え、電極指の幅及び電極指間の間隔が前記バスバーの一方側から他方側に向かうにつれて広がるように形成された入力側テーパー型ＩＤＴ電極と、
   前記圧電基板にて、前記入力側テーパー型ＩＤＴ電極の前記バスバーの延長方向に伸び、当該入力側テーパー型ＩＤＴ電極からは弾性波の伝搬方向に対して間隔を置いて設けられた一対のバスバーと、これら一対のバスバーの各々から互いに交互に伸び出して櫛歯状に形成された電極指群と、を備え、電極指の幅及び電極指間の間隔が前記バスバーの一方側から他方側に向かうにつれて広がるように形成された出力側テーパー型ＩＤＴ電極と、
   前記入力側テーパー型ＩＤＴ電極と、出力側テーパー型ＩＤＴ電極との間に弾性波の伝搬方向に沿って配列され、前記伝搬方向に直交するように伸びた電極指群を備えたグレーティング反射器と、を備え、
   前記弾性波の伝搬方向に見て、前記入力側テーパー型ＩＤＴ電極及び出力側テーパー型ＩＤＴ電極の各電極指群を構成する各電極指は、その幅寸法が互いに同じであり、且つ隣り合う電極指間の間隔寸法が前記電極指の幅寸法と同じ大きさに形成され、
   前記弾性波の伝搬方向に見て前記グレーティング反射器の電極指群は、その電極指群を構成する各電極指の幅寸法が同じであり、且つ隣り合う電極指間の間隔寸法が前記幅寸法と同じ大きさに形成され、前記電極指の幅寸法及び電極指間の間隔寸法が、前記入力側テーパー型ＩＤＴ電極及び出力側テーパー型ＩＤＴ電極の電極指の幅寸法及び電極指間の間隔寸法の最小値以下または最大値以上に設定されたことを特徴とする弾性波フィルタ。
2. 通過帯域の高域側の急峻度を大きくするために前記グレーティング反射器の電極指の幅寸法及び電極指間の間隔寸法は、前記ＩＤＴ電極の電極指の幅寸法と電極指間の間隔寸法の最小値と同じかあるいはその最小値よりも若干小さく構成されたことを特徴とする請求項１記載の弾性波フィルタ。
3. 通過帯域の低域側の急峻度を大きくするために前記グレーティング反射器の電極指の幅寸法及び電極指間の間隔寸法は、前記ＩＤＴ電極の電極指の幅寸法と電極指間の間隔寸法の最大値と同じかあるいはその最大値よりも若干大きく構成されたことを特徴とする請求項１記載の弾性波フィルタ。
4. 弾性波の伝搬方向に直交する方向における前記グレーティング反射器の電極指の幅寸法及び電極指間の間隔寸法は、夫々同一であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の弾性波フィルタ。
5. 前記グレーティング反射器の電極指群は、弾性波の伝搬方向に直交するように伸びる代わりに、入力側テーパー型ＩＤＴ電極における一方側のバスバーと当該バスバーの延長方向に設けられた出力側ＩＤＴ電極における一方側のバスバーとを結ぶ第１の直線領域から、入力側テーパー型ＩＤＴ電極における他方側のバスバーと当該バスバーの延長方向に設けられた出力側ＩＤＴ電極における他方側のバスバーとを直線で結ぶ第２の直線領域に向かって伸び、
   前記グレーティング反射器の電極指の幅寸法及び電極指間の間隔寸法が、前記第１の直線領域及び第２の直線領域のうちの一方から他方に見て次第に広がることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の弾性波フィルタ。

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