JPH03131115A - 複合縦振動メカニカルフィルタ - Google Patents

複合縦振動メカニカルフィルタ

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JPH03131115A
JPH03131115A JP1269808A JP26980889A JPH03131115A JP H03131115 A JPH03131115 A JP H03131115A JP 1269808 A JP1269808 A JP 1269808A JP 26980889 A JP26980889 A JP 26980889A JP H03131115 A JPH03131115 A JP H03131115A
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longitudinal
vibrating
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和郎 山下
Yoshihiko Takeuchi
嘉彦 竹内
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Japan Radio Co Ltd
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は縦振動体(以下、必要に応じて縦振動音片とい
う)、圧電部材、結合部材、支持部材等を備え、所望の
特性が形成される際の縦振動音片間が屈曲振動において
結合され、周波数の変動(ばらつき)および通過帯域特
性の劣化が好適に低減される複合縦振動メカニカルフィ
ルタに関する。
[従来の技術] 近時、LCフィルタ、水晶フィルタの特性上の中間的な
存在としてメカニカルフィルタが通信機器等に多用され
ている。斯かるメカニカルフィルタはQ特性並びに選択
特性、温度特性が良好であり、且つ小型化が可能である
この種の複合縦振動メカニカルフィルタの一例を第3図
に示す。この例では同一面上に配置され、且つ金属材料
等からなる入力側縦振動音片2と出力側縦振動音片4と
を有している。当該入力側および出力側縦振動音片2お
よび4には恒弾性の結合部材6.8が連接されるととも
に外側中央部には支持部材10.12が突設されている
。この場合、前記各部は、精密プレス加工、レーザ溶接
等により作製されてる。さらに、入力側縦振動音片2に
は一対の入力側圧電セラミックス14a、14bが半田
付は等により重合固着され、同様に出力側縦振動音片4
に出力側圧電セラミックス16a、16bが固着されて
いる。次いで、支持部材10.12の端部は保持部材2
4の直立片24a、24bの上部中央にレーザ溶接等に
より固着されている。
さらに、入力側圧電セラミックス14a、14bおよび
直立片24a間には人力信号が供給される給電線18と
接地線18eとが接続され、同様にして出力信号を導出
する導出線20と接地線20eとが出力側圧電セラミッ
クス16a、16bおよび直立片24bに接続されてい
る。
このように構成されることにより、結合部材6.8によ
って連設された入力側および出力側縦振動音片2および
4とが略空中に配置され、その縦振動等の動作に支障の
ないよう形成されている。そして、当該複合縦振動メカ
ニカルフィルタは図示しない筐体等に収納された後、通
信機器等の中間周波増幅部等に装着されて用いられる。
上記のように構成される複合縦振動メカニカルフィルタ
において、給電線18および接地線186間に信号源O
scから抵抗Rを経た高周波信号S1が入力側圧電セラ
ミックス14a、14bに取着された図示しない電極に
加えられる。そして、電気的にアースされた入力側縦振
動音片2との間に高周波信号に相応した電界を生起する
。この電界により入力側圧電セラミックス14a、14
bは、図中、VmおよびVnに示す方向に電歪を生じ、
入力側縦振動音片2の長さLlの縦波を半波長とする周
波数F1で共振する。入力側縦振動音片2における縦波
の平均伝搬速度をVとすると、前記周波数F1は次式に
て与えられる。
F、=V/ (2L、) ・・・(1) この周波数F、における縦振動は結合部材6.8におい
て出力側縦振動音片4に機械的に結合し、出力側縦振動
音片4は長さF2による周波数F2の縦振動で共振する
。この周波数F2は(1)式と同様に出力側縦振動音片
4の縦波の平均伝搬速度をVとするならば、 F2  =V/ (2F2) ・・・(2) となる。この出力側縦振動音片4の縦振動による出力側
圧電セラミックス16a、16bに生じた電圧が導出線
20と接地線2Oe間に所定の急峻な周波数特性に形成
された高周波信号S2として導出される。
[発明が解決しようとする課題] 然しなから、前記の従来の技術に係る複合振動メカニカ
ルフィルタにおいては、入力側および出力側縦振動音片
2.4並びに結合部材6.8等が精密プレス加工、レー
ザ溶接等で作製されることが多く、このため特性を決定
する各縦振動音片の共振周波数の精度および、各振動音
片間の結合量の精度が十分でない。このため、中心周波
数の精度および通過帯域内外の特性が所望の値に形成さ
れない不都合を露呈し、その改善が課題とされていた。
本発明は前記の課題に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは、中心周波数が高精度に決定され
るとともに、通過帯域内外の特性が向上する複合縦振動
メカニカルフィルタを提供することにある。
[課題を解決するための手段] 前記課題を解決するために、本発明に係る複合縦振動メ
カニカルフィルタにおいては、供給された高周波信号を
所定の周波数帯域に形成して導出する複合縦振動メカニ
カルフィルタにおいて、 高周波信号の入力側および出力側を含み、通過帯域に近
接する領域において縦振動する複数の振動体と、 当該入力側振動体および出力側振動体に夫々重合せしめ
られ、導体が接続される電極板を備えた圧電部材と、 前記複数の振動体の端部間に配設されるとともに、屈曲
振動において結合する複数の結合部材と、 を備えることを特徴とする。
[作用] 上記のように構成される本発明に係る複合縦振動メカニ
カルフィルタにおいて、各縦振動体が通過帯域付近にお
いて縦振動し、且つ縦振動体間に形成される結合部材が
屈曲振動により結合する。また、これらの各縦振動体、
結合部材等が一枚の平板から、例えば、エツチング等に
より一素子として作製されることにより、これらの構成
要素(各縦振動体、結合部材)の相対位置が一定となる
[実施例] 次に、本発明に係る複合縦振動メカニカルフィルタの実
施例を、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
第1図は実施例の構成を示す斜視図、第2図は他の実施
例の構成を示す斜視図である。
第1図に示される例は、入力側縦振動音片32と当該入
力側縦振動音片32と同一形状の出力側縦振動音片34
を有している。前記入力側および出力側縦振動音片32
および34は同一面に配置され、互いに細い恒弾性材か
らなる結合部材36.38が形成されている。さらに、
入力側および出力側縦振動音片32および34には、そ
の中央部から突出して支持部材40.42が設けられて
いる。
これらは平板材からフォトリソグラフィ技術に係る加工
処理をもって、一体的に作製される。
さらに、前記入力側縦振動音片32には一対の入力側圧
電セラミックス44a、44bが半田付は等により重合
固着されている。同様に出力側縦振動音片34にも出力
側圧電セラミックス46a、46bが重合固着されてい
る。入力側圧電セラミックス44a、44bおよび出力
側圧電セラミックス46a、46bの表面には予めメタ
ライズ等の図示しない電極が各々形成されている。そし
て、前記支持部材40.42の各々の端部が長方形の外
枠部材50の内端面に取着されている。この場合、前記
外枠部材50と入力側および出力側縦振動音片32およ
び34とは同一面上にある。さらに、入力側および出力
側圧電セラミックス44a、44bおよび46a、46
bに対する高周波信号の給電および導出のための給電線
52および導出線54が配線され、また接地線52e、
54eが配線される。
上記の構成においては、入力側および出力側縦振動音片
32および34の先端部に、すなわち、縦振動方向の変
位の大なる部分に結合部材36.38が配設されている
。ここでは後記されるように、振動が横波、所謂、屈曲
振動で伝1lI(結合)し、これによりスプリアス応答
が低減されて、通過帯域特性が向上する。
次に、以上の構成における動作について説明する。
先ず、一対の入力側圧電セラミックス44a144bと
入力側縦振動音片32との間に給電線52および接地線
52eを介して信号源Oscより高周波信号S4、例え
ば、スパーヘテロダイン式受信機等の周波数変換部で生
成される455KHzの中間周波数信号が供給される。
それにより、電気的にアースされた入力側縦振動音片3
2と入力側圧電セラミックス44a、44bとの間に高
周波信号S、に相応した電界を生起する。この電界によ
り入力側圧電セラミックス44a、44bは図中の矢印
m1およびm○に示す方向に電歪を生じ、入力側縦振動
音片32が長さり、を縦波の半波長とする周波数F、に
おいて共振する。入力側縦振動音片32における縦波の
平均伝搬速度をVとすると、周波数F4は次式にて与え
られる。
F4 =V/  (2L、) ・・・(3) この縦振動は結合部材36.38を介して出力側縦振動
音片34に段載的に結合して伝搬し、出力側縦振動音片
34が長さL5により周波数Fsの振動において応動し
、すなわち、縦振動で共振する。この周波数F5は(3
)式と同様に出力側縦振動音片34の縦波の平均伝搬速
度をVとするならば、 F、s  =V/ (2LS) ・・・(4) となる。この出力側縦振動音片34の縦振動の電歪によ
り出力側圧電セラミックス46a、46bの図示しない
電極に電圧を生起し、縦振動の伝達等に起因して形成さ
れる所定の急峻な周波数特性、すなわち、狭帯域の周波
数特性に形成された、例えば、455KHzの中間周波
数信号が導出線54、接地線54eから出力信号S、と
して導出される。
以下、スプリアス応答の低減について説明する。
入力側および出力側縦振動音片32および34の縦振動
方向の変位は入力側および出力側縦振動音片32および
34の先端部の方が大なる値となる。
また、縦振動き垂直方向の変位は入力側および出力側縦
振動音片32および34の中央部が大なる値となる。こ
こで、結合部材36.38を介して、入力側縦振動音片
32の縦振動により生起した縦振動方向の変位、並びに
縦振動に垂直方向の変位が出力側縦振動音片34に伝達
(結合)される。
この場合、縦振動に垂直方向の変位は、結合部材36.
38により出力側縦振動音片34の縦振動に結合するだ
けでなく、他のモードによる振動も結合する。このため
スプリアス応答が大なる値となり、フィルタの特性を劣
化させる。縦振動と垂直方向の振動は結合部材36.3
8を主として縦波として伝搬し、また、縦振動方向の変
位は縦振動と垂直方向の変位と比較し、結合部材36.
38により出力側縦振動音片34の縦振動に結合するた
め、スプリアス応答が小さい。そして、縦振動方向の振
動は、結合部材36.38において屈曲振動となり伝搬
する。
従って、入力側および出力側縦振動音片32および34
の先端付近等の縦振動方向の変位の大なる部分に結合部
材36.38が設けられることになり、結合部材36.
38を屈曲振動にて入力側縦振動音片32と出力側縦振
動音片34の間が結合されて、スプリアス応答が低減す
る。これにより通過帯域特性が改善される。
また、入力側縦振動音片32の縦振動方向の変位はその
先端部の方が大きく、縦振動方向位置の関数である。こ
のため、特性を所望の特性とし、縦振動音片である素子
間のばらつきを小さくするため、入力側縦振動音片32
に対する出力側縦振動音片34Φ結合量を一定とする必
要がある。ここでは、結合部材36.38の入力側縦振
動音片32に対する相対位置をなるべく一定に保つこと
が必要となる。ここで入力側縦振動音片32と出力側縦
振動音片34と結合部材36.38をフォトリソグラフ
ィ技術を用い、1枚の平板から、エツチング法にて作製
することにより、それらの構成要素(入力側および出力
側縦振動音片32および34、結合部材36.38)の
相対位置を一定に保つことができる。
次いで、5個の縦振動音片で構成され、通過帯域外の減
衰量が、向上する他の実施例を第2図に示す。
この例は、入力側および出力側縦振動音片70および7
8の間に複数の縦振動音片72.74.76が設けられ
、さらに結合部材82a、82bと84a184bと8
6a、86bと88a、88bにおいて、多縦振動音片
70乃至78が連接されている。
そして、入力側および出力側縦振動音片70および78
の中央部から突出して支持部材90.92が設けられ、
その端部は外枠部材110に固着されている。
さらに、前記入力側および出力側縦振動音片70および
78には一対の入力側圧電セラミックス99a、99b
および出力側圧電セラミックス101a、101bが重
合固着されている。なお、符号122.122eおよび
124.124eは夫々給電線、接地線および導出線、
接地線である。
斯かる構成における作用は前記の実施例と基本的に同様
であり、その重複した説明は省略する。
このように、多段の上記各縦振動音片70乃至78が配
設される際は、上記縦振動音片70乃至78間のばらつ
きが低減されて、殊に、通過帯域特性が向上する効果が
大きい。
[発明の効果コ 以上のように、本発明の複合縦振動メカニカルフィルタ
によれば、供給された高周波信号を所定の周波数帯域に
形成して導出する複合縦振動メカニカルフィルタにおい
て、高周波信号の入力側および出力側を含み、通過帯域
に近接する領域において縦振動する複数の振動体と、当
該入力側振動体および出力側振動体に夫々重合せしめら
れ導体が接続される電極板を備えた圧電部材と、前記複
数の振動体の端部間に配設されるとともに、屈曲振動に
おいて結合する複数の結合部材とを備えて構成されるこ
とを特徴としている。
これにより、中心周波数が高精度に決定されるとともに
、通過帯域特性が向上し、量産される際の個々の特性が
一定化され、品質が向上する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る複合縦振動メカニカルフィルタの
実施例の構成を示す斜視図、第2図は本発明に係る複合
縦振動メカニカルフィルタの他の実施例の構成を示す斜
視図、第3図は従来の技術に係る複合縦振動メカニカル
フィルタの構成例を示す斜視図である。 32・・・入力側縦振動音片 34・・・出力側縦振動
音片32a、34a・・・貫通孔群 36.38・・・
結合部材40.42・・・支持部材 44a、44b・・・入力側圧電セラミックス46a、
46b・・・出力側圧電セラミックス50・・・外枠部
材 I02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)供給された高周波信号を所定の周波数帯域に形成
    して導出する複合縦振動メカニカルフィルタにおいて、 高周波信号の入力側および出力側を含み、通過帯域に近
    接する領域において縦振動する複数の振動体と、 当該入力側振動体および出力側振動体に夫々重合せしめ
    られ、導体が接続される電極板を備えた圧電部材と、 前記複数の振動体の端部間に配設されるとともに、屈曲
    振動において結合する複数の結合部材と、 を備えることを特徴とする複合縦振動メカニカルフィル
    タ。
JP1269808A 1989-09-21 1989-10-16 複合縦振動メカニカルフィルタ Expired - Lifetime JPH0648773B2 (ja)

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US07/483,454 US5187458A (en) 1989-09-21 1990-02-21 Composite longitudinal vibration mechanical filter having central frequency deviation elimination means and method of manufacturing same
CA002010722A CA2010722C (en) 1989-09-21 1990-02-22 Composite longitudinal vibration mechanical filter and method of manufacturing same
GB9313398A GB2268847B (en) 1989-09-21 1990-03-01 Composite longitudinal vibration mechanical filter and method of manufacturing same
GB9004598A GB2238194A (en) 1989-09-21 1990-03-01 Composite longitudinal vibration mechanical filter and method of manufacturing same
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS495225U (ja) * 1972-04-12 1974-01-17
JPS6082837U (ja) * 1983-11-09 1985-06-08 富士通株式会社 メカニカルフイルタ

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