JPH01236809A - 共振子フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はＳＡＷフィルタ、殊に容量比が小ぐいラプ波型
表面波共扱子を用いた広帯域フィルタに関する。

（従来技術） 従来、ＶＨＦ−ＬＩＨＦ　帯の高周波領域に於ける広帯
域低損失フィルタとしては誘電体フィルタやトランスパ
ーサル型ＳＡＷフィルタが用いられてきた。

しかしながら、誘電体フィルタは小型化、ｉｌ産化に適
さず、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタは双方向性損
失のために低損失化が難かしく、共に不満足なものであ
った。

一万、共振子型ＳＡＷフィルタは例えば二重モードＳＡ
Ｗ　（以下ＤＭＳと略す）フィルタのように双方向性損
失がない為低損失化忙優れておシ広く使われるようにな
ったものの、その比帯域幅は共振子の容量比ｒによシ制
限を受は高々数多しかとれず、更に結合係数ｋ　の大き
な基板が望まれていた。

これに対して清水らは回転Ｙカッ）　ＬｉＮｂＯ５基板
上に音速の遅い薄膜層を設けて擬似弾性表面波を減衰の
ないラプ波型の表面波とし、ＹカットＸ伝＠ＬｉＮｂＯ
５上にＡｕｖＬ極でＩＤＴ　　を形成し、ｋ　が３０−
以上で容量比が３以下の共振子を実現した。（文献　電
子通信学会超音波研究会技術研究報告、ＬＩＳ８６−３
７，９．３１（１９８６）、）ところがこのラプ波型表
面波共振子はｋ　が非常に大きくエネルギーの閉じ込め
が強い為。

１０対〜２５対という少ないＬＤ’ｌ’で共振子となっ
てしまい、ＤＮＳフィルタのように共振子間の結合を利
用し基本モードと２次モードの周波数でフィルタを構成
するには十分な基本モードと２次モードの周波数が得ら
れない。

そこで、入出力端子間の位相シフト量が００又は１８０
°を得られる２ポート共振子を利用して、０°と１８０
°の２つの２ポート共振子を組み合わせて並列接続する
ことによシフィルタを構成する方法が考えられるが（特
開昭６２−４３２０４参照）、　これをラプ波型表面波
共振子に適用すると共振子の低域（ＩＩＩ　Ｋ大きなス
プリアスが発生する為に通過域に大きなリップルが生じ
てあたかも複通過フィルタの如き特性を呈するという問
題があシ、容量比の小さい共振子を用いた広帯域低損失
の帯域通過フィルタは実現が困難であった。

（発明の目的） 本発明は上述した如き従来の容量比の小さいラプ波型表
面波共振子を用いたフィルタの通過域特性が悪いという
欠点を解決するためになされたものであって、高周波領
域に於いて広帯域低損失の帯域通過フィルタを提供する
ことを目的とする。

（発明の概要） 上述の目的を達成する為９本発明に於いては入出力端子
間の位相シフト量が互いＫ　１８０’異なるよう罠並列
接続した２つの共振子の一方を２ポート共掘子とし、他
方を少なくとも通過帯域にスプリアスをなくした１ポー
ト共娠子とした構成をとる。

（発明の実施例） 以下９本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に説
明する。

実施例の説明に先立って本発明の理解を助ける為、ラプ
波型表面波フィルタの発明の経緯について少しく説明す
る。

第２図は一般的な２ポ一トラプ波型表面波共掘子のＷ、
極構成を示す図であって９回転Ｙカッ射器４を配したも
のである。

第３図はこの２ボ一トラプ波型表面波共振子の周波数伝
送特性の一例を示した図であって。

共ｉａ波ａｉｌｔ約１５０ＭＨｚ　　、負荷Ｑは２００
．無負荷Ｑは４００である。

同、この共振子の設計条件は基板がＹカットＸ伝搬Ｌｉ
Ｎｂ０ａ　、ＭＬ％はＡｕで膜厚が０．６５ｐｍ、入出
力ＩＤＴは共に７，５対でその周期は２゜ｐｍ　、交叉
長は２４０ｐｍ、反射器は３５本である。

第４図は従来の方法により共振周波数の異なる２つの２
ポ一トラプ波型表面波共振子５．６を並列接続した図で
あって、共振子５は位相シフトが０°であシ共振子６は
位相シフトが１８００で構成しである。共振子の位相シ
フトは入力端と出力端間の位相関係で同相であればｏ０
逆相ならば１８０°と称し、出力端をチップリングする
か一万のＩＤ’ｌ’を転極するかによって位相シフトは
１８０°変わる。この構成の等価回路は第５図（ａ）の
ように表わされる。この回路は等価変換によシ第５図（
ｂｌのラチス型回路となシこれは帯域通過フィルタとな
る。

第６図はこの従来の方法によシ実際にフィルタを構成し
た際の実験例でろ−って、第３図に用いた共振子と同じ
条件で電極を構成し２つの共振子の膜厚を違えて共振周
波数を５　ＭＨｚ異なるようにし１周波数の高い方の共
振子の位相シフトな０°とし１周波数の低い方の共振子
は位相シフト１８０“とした。

然るにこのフィルタの周波数伝送特性は通過域に太きな
リップルを生じ実用に供し得るものでないこと前述の通
シである。

この理由を考察するに２周波数の高い方の共振子が低域
側スプリアスのためインピーダンスに乱れがあシ、第３
図の特性例から明らかなようになだらかな特性ではなく
急峻に落ち込み減衰極をもっているため、この部分での
位相変化が大きく位相回転も大きくなっていることから
、周波数の低い刀の共振子の高域特性がなだらかなもの
であってもｒａＩ１者？並列接続することＫより通過域
に太きなリップルを生ずるものと考えられる。

即ち１通過帯域フィルタを構成する２つの共振子は少な
くとも通過帯域周波数内ではスプリアスのない共振子で
ある必要があり、スプリアスは通過域にリップルとして
現われる。

これを解決するため本発明に係るフィルタは以下の如き
方法を採用する。

即ち０周波数の高い方の共振子の低域側特性（通過帯域
内）を改善しスプリアスのない特性を与え位相変化を小
さくする必要がある為、この共振子に１ポートのラプ波
型表面波共振子を用いることとした。

そこで先ず１ボ一トラプ波型表面波共振子の特性を検討
する。

第７図は１ポートのラプ波型表面波共振子の電極構成例
を示す図であって、ＩＤＴを２等分し直列接続して反対
称モードで共振する１ポート共振子としたものである。

又、第８図はこの１ポート共振子の周波数伝送特性とそ
の等価回路定数を示した図であって、他の条件は第３図
の条件と全く同じである。

第８図に示すようにこの１ポート共掻子はスプリアスの
非常に少ない共振特性をもつ共振子である。この共振子
を高い周波数の共振子とし位相シフト０°として、前記
第３図の条件と同じ２ポート共撮子は位相シフト１８０
°となるようにして９両者を並列接続すれば帯域通過フ
ィルタが実現できる。

第１図は以上の考察を総合した本発明に係る一実施例を
示す電極構成図であって９回転Ｙカッ）　ＬｉＮｂＯ５
基板１の表面にＡｕ電極で２ボ一トツブ波型表面波共振
子６と１ポートラプ波型會及びその両側の反射器４よシ
成シ入出力端子間の位相シフトが１８０°となるように
配置する。

又、１ポート共振子７Ｉｆｉ前述したように２つのＩＤ
’ｌ’を逆位相となるよう接続してこれらＩＤＴによっ
て励起された波を反対称モードにて共振せしめるように
し、且つその並列容量ＣＯが小さくなるように直列接続
する（　ＩＤＴの２等分伺９反対称モードを用いると特
願６２−２７７９７９に示したようにスプリアスがよシ
ー層減少する。

第９図は本発明の構成の等価回路を示した図でおって、
入出力間圧１ポート共振子によるＣ。

が入ること以外は第５図と同じであシ、第９図（ａｔは
同様に変換され第９図（ｂｌのように表わされる。

第１０図は本発明に係る一実施例を示す実験値であって
、第１図に於いてその電極構成を第３図および第８図の
条件と同じにしてフィルタを構成した際の周波数伝送特
性を示す。但し。

終端インピーダンスは６００Ω　とした。

第１０図を従来の手法に基づくフィルタの特性（第６図
）と比較すれば明らか々ように２通過域特性は極めて平
坦であシ、中心周波数１４７゜８ＭＨｚで挿入損失０．
５ｄＢ、通過域リップル０．５ｄＢの特性が得られた。

阻止域減衰量が１ポート共幾子のＣＯのために約２０ｄ
Ｂ程度しか得られていないが、これはこの共振子な２セ
クション或いＶｉ、３セクシ曹ンと縦続接続することに
よシ所望の減衰量が容易に得、られることは明らかであ
ろう。又、このとき挿入損失は高々１〜２ｄＢである。

従って本発明によるフィルタは２つの共振子の周波数を
選ぶことＫよシ所望の帯域幅を容易に得ることができ、
その上ラプ波型表面波共振子という容量比γの極めて小
さい共振子を用いろことによシその比帯域幅も数十９６
に！で広げることが可能であシ、広帯域の低損失フィル
タを得ることができる。

以上周波数の低い万に２ポートのラプ波型表面波共振子
を１周波数の高い万に１ポートの反対称モードのラプ波
型表面波共振子で説明したが、１ポート共振子は必ずし
も反対称モードでなくても良く対称モードで共珈するよ
うに２分割厘列接続しても良く、又２分割せずに通常の
１ポート共振子（対称モード）を用いても良いことは言
うまでもないし、所望の比帯域幅が他のＳＡＷ共掘共振
の容量比で実現可能な範囲であるならばラプ波型表面波
共振子でなくとも。

ＳＡＷ共振子等他の共振子を用いても良いことは明らか
である。

又１本発明忙於ける実施例では反射器型の共振子を用い
たが、ラプ波型表面波共振子は前述の通シ少ない対数で
エネルギーが閉じ込もる為、反射器がなくともＩＤ’ｌ
’それ自体でＱの十分大きい共振子となシ得るので６反
射器のないＩＤＴ型の共振子でも良い。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように構成するので。

高周波領域に於いて広帯塚で挿入損失が小さく通過域特
性の良い帯域通過フィルタを得る上で著しい効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るラプ波型表面波共振子５を用いた
帯域通過フィルタの電極構成を示す図、第２図は２ボ一
トラプ波型表面波共振子の電極構成を示す図、第３図は
２ボ一トラプ波型表面波共振子の周波数伝送特性を示す
図、第４図は従来の２個の２ポート共掻子を並列接続し
てフィルタとする電極構成を示す図、第５図は第４図の
フィルタの等価回路を示す図、第６図は第４図の従来の
構成のフィルタ忙よる周波数伝送特性を示す図、第７図
は２分割ＩＤ’Ｉ”を直列接続して反対称モードで共振
する１ポート共振子の電極構成を示す図、第８図は第７
図の１ボ一トラプ波型表面波共蛋子の周波数伝送特性と
等価回路定数を示す図、第９図は第１図に示す本発明に
係る電極構成のフィルタの等価回路を示す図、第１０図
は本発明に係るフィルタの一実施例による周波数伝送特
性を示す図である。 １・・・・・・・・・ＬｉＮｂ０ａ基板、　　　２・・
・・・・・・・入力よりＴ　、　　　　３・・・・・・
・・・出力ＩＤ’ｌ’　。 ４・・・・・・・・・反射器、　　　５・・・・・・・
・・位相シフトｏ０の２ポート共娠子、　　　６・・・
・・・・・・位相シフト１８０°の２ポート共振子、　
　　７・・・・・・・・・反対称モードによる１ポート
共振子。 特許出願人　　東洋通信機株式会社 第り図 第５図 ７１）　湛ｅ　ＣＭＨｚ） 第６図 第７ｖＡ 第８図 第？図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）２ポート共振子の入出力端子間に１ポート共振子
   を並列接続し，前記両共振子は互いに共振周波数を異に
   し，且つ，位相シフトの差が１８０°になるようにした
   ことを特徴とする帯域通過フィルタ。
2. （２）前記２つの共振子に於いて，周波数の低い方を位
   相シフトが１８０°の２ポート共振子とし周波数の高い
   方を位相シフト０°の１ポート共振子としたことを特徴
   とする特許請求の範囲（１）記載の帯域通過フィルタ。
3. （３）前記２つの共振子に，回転ＹカットＬｉＮｂＯ＿
   ３基板により構成した容量比の小さいラプ波型表面波共
   振子を用いたことを特徴とする特許請求の範囲（１）及
   び（２）記載の帯域通過フィルタ。
4. （４）前記１ポート共振子に於いて，インタデイジタル
   トランスジューサ（ＩＤＴ）電極を２分割し相互に逆位
   相となるように接続し，これらＩＤＴ電極によって励起
   された波を反対称モードにて共振せしめるようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲（１）乃至（３）記載の
   帯域通過フィルタ。