JPH0334715A - Surface acoustic wave resonator and filter - Google Patents

Surface acoustic wave resonator and filter

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JPH0334715A
JPH0334715A JP16909589A JP16909589A JPH0334715A JP H0334715 A JPH0334715 A JP H0334715A JP 16909589 A JP16909589 A JP 16909589A JP 16909589 A JP16909589 A JP 16909589A JP H0334715 A JPH0334715 A JP H0334715A
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JP
Japan
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surface acoustic
acoustic wave
interdigital
electrodes
interdigital electrodes
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JP16909589A
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Japanese (ja)
Inventor
Shusuke Abe
秀典 阿部
Masashi Omura
正志 大村
Hisatoshi Saito
久俊 斉藤
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Mining Co Ltd
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  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce spurious level by other than the low frequency band by setting a distance between an interdigital electrode and a reflector to a specific range in a surface acoustic wave resonator utilizing the zero-order and 2nd order resonance modes. CONSTITUTION:An input interdigital electrode 2a is formed to the surface of a piezoelectric substrate 1 and output interdigital electrodes 3a, 3a' are arranged adjacent to each other along the propagation direction of a surface acoustic wave stimulated at both outsides. Then grating reflectors 4a, 4a' are arranged to both sides of the electrodes 3a, 3a'. In the surface acoustic wave element utilizing the zero-order and 2nd order resonance modes through the constitution above, the distance LIR between the said interdigital electrode and the reflector is set in a range of equation I. Thus, the out-band spurious level is suppressed to be -20dB or below. It is considered that this is caused by the mutual interference between a standing wave between input and output interdigital electrodes and a standing wave between reflectors.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、圧電基板上にインタディジタル電極とグレー
ティング反射器を形成してなる弾性表面波共振子に関し
、特に帯域通過フィルタの低周波側スプリアスレベルの
低減に利用して効果のある技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a surface acoustic wave resonator formed by forming interdigital electrodes and a grating reflector on a piezoelectric substrate, and particularly relates to a surface acoustic wave resonator that is formed by forming interdigital electrodes and a grating reflector on a piezoelectric substrate. It relates to techniques that can be effectively used to reduce levels.

[従来の技術] 近年、VHF帯およびU HF帯を使用した無線通信機
用フロントエンドフィルタとして弾性表面波デバイスを
利用し、無線通信機を小型、軽量化することが提案され
ている。フロントエンド用フィルタとして必要な電気特
性は、挿入損失が小さいこと、帯域内リップルが小さい
こと、帯域外スプリアスレベルが低いこと、帯域外減衰
量が大きいこと、通信システムに要求されるチャンネル
数を確保するために適当な帯域幅を持つことであり、こ
れらの条件をすべて、満足することが要求される。
[Prior Art] In recent years, it has been proposed to use a surface acoustic wave device as a front-end filter for a wireless communication device using the VHF band and UHF band to reduce the size and weight of the wireless communication device. The electrical characteristics required for a front-end filter include low insertion loss, low in-band ripple, low out-of-band spurious level, large out-of-band attenuation, and ensuring the number of channels required for the communication system. All of these conditions must be met.

従来の弾性表面波フィルタは、主に2種類に分類される
。1つは比帯域幅は広いが、挿入損失が大きいトランス
バーサル型デバイスであり、もう1つ1よ比帯域幅が0
.05%程度と狭いが、挿入損失は小さい共振子型デバ
イスである。したがって、従来の弾性表面波デバイスを
フロントエンドフィルタとして用いるには、各々特性の
改善が必要で両方の性質の長所を合わせ持つものが望ま
れていた。
Conventional surface acoustic wave filters are mainly classified into two types. One is a transversal device with a wide fractional bandwidth but large insertion loss, and the other is a transversal device with a fractional bandwidth of 0.
.. It is a resonator type device with a narrow insertion loss of about 0.05%, but a small insertion loss. Therefore, in order to use conventional surface acoustic wave devices as front-end filters, it is necessary to improve the characteristics of each type, and a device that combines the advantages of both properties has been desired.

一方、弾性表面波デバイスをUHF帯で使用するために
は、終端インピーダンスは通常50Ωが選択されている
。このような低インピーダンスで挿入損失の小さな弾性
表面波フィルタを得るための方法として、1個の入力用
インタディジタル電極ともう1個の出力用インタディジ
タル電極を用いて弾性表面波共振子を構成し、エネルギ
ー閉じ込めモードの対称的な0次モードおよび反対称な
1次モードの2つのモードを利用した縦型2重モード帯
域通過フィルタが提案されている(特開昭61−285
814号)。
On the other hand, in order to use a surface acoustic wave device in the UHF band, the termination impedance is usually selected to be 50Ω. In order to obtain such a surface acoustic wave filter with low impedance and small insertion loss, a surface acoustic wave resonator is constructed using one interdigital electrode for input and another interdigital electrode for output. , a vertical dual-mode band-pass filter has been proposed that utilizes two energy-confined modes: a symmetric zero-order mode and an anti-symmetric first-order mode (Japanese Patent Laid-Open No. 61-285
No. 814).

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、この縦型2重モード帯域通過フィルタに
おいては、圧電基板として水晶を用いた場合、規格化電
極膜厚を4%と大きくしても比帯域幅は0.3%までし
か達成出来ず、帯域内リップルも大きいという問題点が
ある。また、圧電基板としてリチウムタンタレート(L
 i T a 03)を用いた場合に、規格化電極膜厚
を4%と大きくしたとしても比帯域@0.47%までし
か達成出来ず、帯域内リップルも大きい。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in this vertical dual-mode bandpass filter, when crystal is used as the piezoelectric substrate, the fractional bandwidth is 0 even if the normalized electrode film thickness is increased to 4%. There are problems in that it can only achieve up to .3% and the in-band ripple is large. In addition, lithium tantalate (L) is used as a piezoelectric substrate.
When using iTa 03), even if the normalized electrode film thickness is increased to 4%, only a fractional band @0.47% can be achieved, and the in-band ripple is large.

しかも、上記先願発明においては、フロントエンド用フ
ィルタとして利用する場合に重要な電気的特性の1つで
ある帯域外スプリアスレベルについてはなんらの考慮も
されていない。
Moreover, in the prior invention, no consideration is given to the out-of-band spurious level, which is one of the important electrical characteristics when used as a front-end filter.

したがって、比帯域幅が0.3%以上で帯域内リップル
が小さく、帯域外スプリアスレベルが低く、大きな帯域
外減衰量が要求されるフロントエンド用フィルタとして
従来の弾性表面波デバイスは実用に供することはできな
かった。
Therefore, conventional surface acoustic wave devices cannot be put to practical use as front-end filters that require a fractional bandwidth of 0.3% or more, small in-band ripples, low out-of-band spurious levels, and large out-of-band attenuation. I couldn't.

本発明は上記問題点を解決すべくなされたもので、その
目的とするところは帯域幅が広く、挿入損失が小さく、
帯域内リップルが小さく、シかも帯域外スプリアスレベ
ルが低い弾性表面波共振子フィルタを提供することにあ
る。
The present invention was made to solve the above problems, and its objectives are to provide a wide bandwidth, low insertion loss, and
It is an object of the present invention to provide a surface acoustic wave resonator filter with small in-band ripples and a low out-of-band spurious level.

[課題を解決するための手段] 本発明者らは弾性表面波共振子フィルタを無線通信機用
フロントエンドフィルタに使用する場合に要求される条
件の一つである帯域外スプリアスレベルを低減する方法
について詳細に研究した。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have developed a method for reducing the out-of-band spurious level, which is one of the requirements when using a surface acoustic wave resonator filter as a front-end filter for a wireless communication device. was studied in detail.

実用上のフィルタの性能としては、帯域外スプリアスレ
ベルを一20dB以下とする必要がある。
For practical filter performance, it is necessary to keep the out-of-band spurious level to -20 dB or less.

しかるに、0次と2次のエネルギー閉じ込めモードを利
用して帯域特性を合成する第1図に示すような弾性表面
波共振子フィルタにおいて、通過帯域に最も近い帯域外
スプリアスは4次のエネルギー閉じ込めモードである。
However, in a surface acoustic wave resonator filter as shown in Figure 1, which synthesizes band characteristics using zero- and second-order energy confinement modes, the out-of-band spurious closest to the passband is the fourth-order energy confinement mode. It is.

第2図は上記フィルタにおいて、第1図(b)に示すイ
ンタディジタル電極と反射器とのエツジ間距1lII 
L x Rを0.244λ(129μm)としたときの
周波数特性を示すものである。
FIG. 2 shows the edge distance 1lII between the interdigital electrode and the reflector shown in FIG. 1(b) in the above filter.
It shows the frequency characteristics when L x R is 0.244λ (129 μm).

なお、この場合の入力インタディジタル電極の対数は5
0.5対、出力インタディジタル電極の対数は片側で4
1.5対であり、インタディジタル電極相互のエツジ間
距離は2.2μmである。
Note that the logarithm of the input interdigital electrodes in this case is 5.
0.5 pairs, the number of output interdigital electrodes is 4 on one side.
There are 1.5 pairs, and the distance between the edges of the interdigital electrodes is 2.2 μm.

このようなパラメータをもつフィルタでは帯域外スプリ
アスレベルが一10dBと非常に大きな値になっていた
A filter having such parameters had an extremely large out-of-band spurious level of 110 dB.

そこで、本発明者らは弾性表面波共振子フィルタの素子
構造を決めるパラメータを1つ1つ検討した。
Therefore, the present inventors studied each parameter that determines the element structure of a surface acoustic wave resonator filter.

その結果、4次のエネルギー閉じ込めモードのスプリア
スはインタディジタル電極と反射器との距離LIRによ
って大きく変動することをつきとめた。第3図にインタ
ディジタル電極と反射器との距ILIRと帯域外スプリ
アスレベルとの関係を示す。同図より、帯域外スプリア
スレベルを一20dB以下に抑えるには、LIRを0.
21λ以上0.23λ以下に設定する必要があることが
わかる。
As a result, it was found that the spurious of the fourth-order energy trapping mode varies greatly depending on the distance LIR between the interdigital electrode and the reflector. FIG. 3 shows the relationship between the distance ILIR between the interdigital electrode and the reflector and the out-of-band spurious level. From the figure, in order to suppress the out-of-band spurious level to below -20 dB, the LIR should be set to 0.
It can be seen that it is necessary to set the value to 21λ or more and 0.23λ or less.

この発明は上記のような知見に基づいてなされたモノテ
、45°±5a回転X板Li、B4O7基板のZ方向±
5°を弾性表面波伝搬方向とするとき、上記基板上に3
個のインタディジタル電極を近接配置して、これらのイ
ンタディジタル電極のうち中央のインタディジタル電極
を入力端子に接続し、残りのインタディジタル電極を並
列形態で出力端子に接続すると共に、前記インタディジ
タル電極の両外側に少なくとも1組の反射器を配置し0
次および2次の共振モードを利用する弾性表面波共振子
において、前記インタディジタル電極と反射器との距@
L工Rを、 (ただし、nはOまたは正の整数、λは中心周波数の弾
性表面波波長)の範囲に設定することを提案するもので
ある。
This invention was made based on the above knowledge, and includes a 45° ± 5a rotating X plate Li, a B4O7 substrate Z direction ±
When 5° is the surface acoustic wave propagation direction, 3
of these interdigital electrodes are arranged in close proximity, the central interdigital electrode of these interdigital electrodes is connected to the input terminal, the remaining interdigital electrodes are connected in parallel to the output terminal, and the interdigital electrodes At least one set of reflectors is placed on both sides of the
In a surface acoustic wave resonator that utilizes next- and second-order resonance modes, the distance between the interdigital electrode and the reflector @
It is proposed to set the L engineering R in the range of (where n is O or a positive integer, and λ is the surface acoustic wave wavelength of the center frequency).

ただし、電極間距離はりソグラフィ技術によるプロセス
のばらつきにより多少変わってくるので、電極指の中心
間距離で規定するようにしてもよい、5その場合、電極
指の幅は0.25λであるので、中心間距離は0.46
λ以上0.48λ以下に設定すればよい。
However, since the distance between the electrodes varies somewhat due to process variations due to lithography technology, it may be defined by the distance between the centers of the electrode fingers.5 In that case, the width of the electrode fingers is 0.25λ, so Center distance is 0.46
It is sufficient to set the value to be greater than or equal to λ and less than or equal to 0.48λ.

なお、ここでλは通過中心周波数の弾性表面波波長、L
IRは第1図(b)に示すようにインタディジタル電極
の電極指のエツジと反射器の電極指のエツジ間の距離と
する。また、+n/2としているのは、LIRが半波長
の整数倍増加しても、インタディジタル電極および反射
器に対する定在波の位相との関係は変化しないのでスプ
リアスレベルの抑圧は同様に可能だからである。
Note that here, λ is the surface acoustic wave wavelength of the passing center frequency, and L
IR is the distance between the edge of the electrode finger of the interdigital electrode and the edge of the electrode finger of the reflector, as shown in FIG. 1(b). Moreover, the reason for setting +n/2 is that even if the LIR increases by an integer multiple of a half wavelength, the relationship between the phase of the standing wave and the interdigital electrode and reflector does not change, so it is possible to suppress the spurious level in the same way. It is.

[作用] 前記手段により帯域外スプリアスレベルを一20dB以
下に抑えられるのは、入出力インタディジタル電極間の
定在波と反射器間の定在波との相互干渉によるものと考
えられる。
[Operation] The reason why the out-of-band spurious level can be suppressed to below -20 dB by the above means is considered to be due to mutual interference between the standing waves between the input and output interdigital electrodes and the standing waves between the reflectors.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は1本発明に係る弾性表面波共振子を用いたフィ
ルタの一構成例を示す概念図であって、圧電基板1の表
面に入力用インタディジタル電極2aを形成し、その両
外側には励起された弾性表面波の伝搬方向に沿って出力
用インタディジタル電極3a、3a’ を相隣接して配
設しである。そして出力用インタディジタル電極3a、
3a’の両側には、グレーティング反射器4a、4a’
 を配置しである。また、上記インタディジタル電極2
a、3a、3a’および反射器4a、4a’ と並んで
同一構成の電極2b、3b、3b’ と反射器4b、4
b’ を形成して2段構造とし、電極3aと3bおよび
3a’ と3b’ を縦続接続している。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration example of a filter using a surface acoustic wave resonator according to the present invention, in which an input interdigital electrode 2a is formed on the surface of a piezoelectric substrate 1, and an The output interdigital electrodes 3a and 3a' are arranged adjacent to each other along the propagation direction of the excited surface acoustic waves. and output interdigital electrode 3a,
Grating reflectors 4a, 4a' are provided on both sides of 3a'.
It is arranged. In addition, the interdigital electrode 2
a, 3a, 3a' and reflectors 4a, 4a', and electrodes 2b, 3b, 3b' and reflectors 4b, 4 of the same configuration.
b' is formed to have a two-stage structure, and electrodes 3a and 3b and 3a' and 3b' are connected in cascade.

さらに、上段のインタディジタル電極2aを構成する一
対のくし形電極を各々入力端子INと接地点に、また各
インタディジタル電極3a、3a’の一方の電極を接地
点に接続するとともに、下段のインタディジタル電極2
bを構成する一対のくし形電極を各々出力端子OUTと
接地点に、また各インタディジタル電極3b、3b’ 
の一方の電極を接地点に接続しである。入出力用端子間
にはそれぞれ終端インピーダンス5,5′を接続しであ
る。なお、この終端インピーダンス5,5′はU HF
帯で多く使用されている50Ωの抵抗とすればよい。
Further, a pair of comb-shaped electrodes constituting the upper stage interdigital electrode 2a are connected to the input terminal IN and the ground point, and one electrode of each interdigital electrode 3a, 3a' is connected to the ground point, and the lower stage interdigital electrode 2a is connected to the ground point. Digital electrode 2
A pair of interdigital electrodes 3b and 3b' are respectively connected to the output terminal OUT and the ground point, and each interdigital electrode 3b, 3b'
Connect one electrode to the ground point. Terminal impedances 5 and 5' are connected between the input and output terminals, respectively. Note that this terminal impedance 5, 5' is UHF
A 50Ω resistor, which is often used in bands, may be used.

この実施例では、圧電基板1として、リチウムテトラボ
レート(L x z B 40□)45°回転X板Z伝
搬基板を用いた。この場合の弾性表面波の音速は約34
40m/秒である。上記基板lの表面上を弾性表面波が
Z軸方向に伝搬するように入出力用インタディジタル電
極2,3.3’および反射器4.4′を配置した。電極
はアルミニウムとした。ただし、Li、B、07基板が
AQのエツチング液に対して溶解するため電極の形成は
リフトオフ法により行なった0反射器4,4″のグレー
ティングはアルミニウムからなる金属ストリップとし、
かつAQストリップ1本当たりの弾性表面波反射率を考
慮し、弾性表面波を十分に反射できる本数として100
本を選択した。また最大交差幅Wは、170λとした。
In this example, as the piezoelectric substrate 1, a lithium tetraborate (L x z B 40□) 45° rotated X plate Z propagation substrate was used. In this case, the sound speed of the surface acoustic wave is approximately 34
The speed is 40m/sec. Input/output interdigital electrodes 2, 3.3' and reflectors 4.4' are arranged so that surface acoustic waves propagate in the Z-axis direction on the surface of the substrate l. The electrodes were made of aluminum. However, since the Li, B, and 07 substrates dissolve in the AQ etching solution, the electrodes were formed by the lift-off method.The gratings of the 0 reflectors 4 and 4'' were metal strips made of aluminum.
Considering the surface acoustic wave reflectance per AQ strip, the number of strips that can sufficiently reflect surface acoustic waves is 100.
I selected a book. Further, the maximum crossing width W was set to 170λ.

横モード抑圧のための重み付けは、この実施例では直線
アポダイズで行なった。
Weighting for transverse mode suppression was performed by linear apodization in this example.

上記構成の弾性表面波共振子において、次のようなパラ
メータを持つ2つのデバイスを作成した。
In the surface acoustic wave resonator having the above configuration, two devices having the following parameters were created.

第1のデバイスはインタディジタル電極2a。The first device is an interdigital electrode 2a.

2bの対数を46.5対、その両側のインタディジタル
電極3a、3a’ 、3b、3b’の対数をそれぞれ、
36.5対とするとともに、インタディジタル電極2a
、2b、3a、3a’ 、3b、3b′のピッチ(すな
わち、アルミニウム電極指の幅とその電極指間の間隔の
和)はそれぞれ4.45μmとし、インタディジタル電
極2a、2bの両側にインタディジタル電極3a、3a
’ と3b。
The logarithm of 2b is 46.5 pairs, and the logarithms of interdigital electrodes 3a, 3a', 3b, and 3b' on both sides are respectively,
36.5 pairs and interdigital electrodes 2a
, 2b, 3a, 3a', 3b, and 3b' (that is, the sum of the width of the aluminum electrode fingers and the interval between the electrode fingers) is 4.45 μm, and the interdigital electrodes are arranged on both sides of the interdigital electrodes 2a and 2b. Electrodes 3a, 3a
' and 3b.

3b’ をそれぞれ2.2μmの距離をおいて近接配置
した。ただし、この距離はインタディジタル電極のエツ
ジ間の距離である。さらに、インタディジタル電極3a
、3a’ 、3b、3b’の両外側にそれぞれ100本
の金属ストリップからなる反射器4,4′を、1.95
μm (LX R)離してそれぞれ設置した。反射器4
,4′の各ストリップのピッチは4.5μmとし、イン
タディジタル電極と反射器のAQ膜厚は、電極指抵抗と
製造時の中心周波数バラツキを考慮して1000人とし
た。なお、インタディジタル電極と反射器の各電極指の
幅はそれぞれピッチの2分の1である。
3b' were placed close to each other with a distance of 2.2 μm. However, this distance is the distance between the edges of the interdigital electrodes. Furthermore, the interdigital electrode 3a
, 3a', 3b, and 3b', reflectors 4 and 4' each consisting of 100 metal strips are placed on both sides of 1.95
They were installed at a distance of μm (LX R) from each other. reflector 4
, 4' was set at a pitch of 4.5 μm, and the AQ film thickness of the interdigital electrodes and reflector was set at 1000 in consideration of electrode finger resistance and center frequency variation during manufacturing. Note that the width of each electrode finger of the interdigital electrode and the reflector is one half of the pitch.

このデバイスの中心周波数における弾性表面波波長λは
9.0pmである。したがってLIRは01217λで
ある。
The surface acoustic wave wavelength λ at the center frequency of this device is 9.0 pm. Therefore, the LIR is 01217λ.

第4図には、この素子の周波数応答を示す。同図より電
気的特性として中心周波数380MHz、比帯域幅0.
5%、挿入損失2dB、帯域内リップル1dB、帯域外
減衰量60dB、低周波側帯域外スプリアス−33dB
の特性が得られ、実用上十分な特性を有していることが
分かる。
FIG. 4 shows the frequency response of this device. From the same figure, the electrical characteristics are a center frequency of 380 MHz and a fractional bandwidth of 0.
5%, insertion loss 2 dB, in-band ripple 1 dB, out-of-band attenuation 60 dB, low frequency side out-of-band spurious -33 dB
It can be seen that the properties are sufficient for practical use.

第2のデバイスは、インタディジタル電極2a。The second device is an interdigital electrode 2a.

2bの対数を50.5対、インタディジタル電極3a、
3a’ 、3b、3b’の対数を36.5対とし、イン
タディジタル電極のピッチは4845μm1反射器のピ
ッチを4.5μm、インタディジタル電極間の距離をエ
ツジ間で2.25μm、インタディジタル電極と反射器
間の距離LIRを2.04μm (0,227λ)とし
た。
The logarithm of 2b is 50.5 pairs, the interdigital electrode 3a,
The number of logarithms of 3a', 3b, and 3b' is 36.5 pairs, the pitch of the interdigital electrodes is 4845 μm, the pitch of 1 reflector is 4.5 μm, the distance between the interdigital electrodes is 2.25 μm between the edges, and the pitch of the interdigital electrodes is 4845 μm. The distance LIR between the reflectors was set to 2.04 μm (0,227λ).

第5図に2第2のデバイスの周波数特性を示す。FIG. 5 shows the frequency characteristics of the second device.

第5図より、電気的特性として中心周波数380MHz
、比帯域@0.5%、挿入損失2dB、帯域内リップル
1dB、帯域外減衰量60dB、低周波側帯域外スプリ
アスー50dBの特性が得られ、実用上十分な特性を有
することが分かる。
From Figure 5, the center frequency is 380MHz as an electrical characteristic.
, a fractional bandwidth @0.5%, an insertion loss of 2 dB, an in-band ripple of 1 dB, an out-of-band attenuation of 60 dB, and a low-frequency out-of-band spurious of 50 dB. It can be seen that the characteristics are sufficient for practical use.

第3のデバイスは、インタディジタル電極2a。The third device is an interdigital electrode 2a.

2bの対数を48.5対、インタディジタル電極3a、
3a’ 、3b、3b’の対数を34.5対とし、イン
タディジタル電極のピッチは13.3μm、インタディ
ジタル電極と反射器間の距MLXRを2.80μm (
0,209λ)とした。この第3のデバイスの電気的特
性は、中心周波数250MHz、比帯域90.5%、挿
入損失1.6dB、帯域内リップル1.2dB、帯域外
減衰量60dB、低周波側帯域外スプリアス−36dB
と、優れた値を示した。
The logarithm of 2b is 48.5 pairs, the interdigital electrode 3a,
The logarithm of 3a', 3b, and 3b' is 34.5 pairs, the pitch of the interdigital electrodes is 13.3 μm, and the distance MLXR between the interdigital electrodes and the reflector is 2.80 μm (
0,209λ). The electrical characteristics of this third device are: center frequency 250 MHz, fractional bandwidth 90.5%, insertion loss 1.6 dB, in-band ripple 1.2 dB, out-of-band attenuation 60 dB, and low-frequency side out-of-band spurious -36 dB.
It showed an excellent value.

以上の説明においては、同一の構造の弾性表面波共振子
を2段に縦続接続する第1図の構造で検討した。しかし
、1段のみの弾性表面波共振子における低周波側のスプ
リアスレベルも、インタディジタル電極と反射器との距
離L X、 Rを0.20λから0.23λの範囲に設
定すれば抑圧できることは明白である。
In the above description, the structure shown in FIG. 1, in which surface acoustic wave resonators having the same structure are connected in cascade in two stages, has been considered. However, it is possible to suppress the spurious level on the low frequency side in a surface acoustic wave resonator with only one stage by setting the distance LX, R between the interdigital electrode and the reflector to a range of 0.20λ to 0.23λ. It's obvious.

ところで、上記実施例においては圧電基板として45度
回転X板2伝′#1Li2B4o7を用いたが、これに
限定されるものでなく、本発明の原理は、L i T 
a O、その他すべての圧電材料またはガラス等に圧電
物質を付着した複合基板等にも適用できることは言うま
でもない。また、圧電基板としてLi2B、07を用い
た場合、カット面は45゜±5°回転X板の範囲でよく
、また伝搬方向もZ方向から±5°の範囲であってもよ
い。
Incidentally, in the above embodiment, a 45-degree rotated
It goes without saying that the present invention can also be applied to composite substrates in which a piezoelectric substance is attached to aO, all other piezoelectric materials, or glass. Further, when Li2B,07 is used as the piezoelectric substrate, the cut surface may be within the range of the X plate rotated by 45°±5°, and the propagation direction may also be within the range of ±5° from the Z direction.

また、実験では中心周波数380MHzの素子を作成し
たが、弾性表面波デバイスの特徴としてインタディジタ
ル電極およびブレーティング反射器の線幅および周期を
変えることにより中心周波数は自由に変更することがで
きる。したがって、本発明は弾性表面波デバイスの中心
周波数によって制約されるものではない。加えて、上記
の実施例においては、偶数の共振モードを利用し、その
高次のモードとして4次のモードの抑制を例示している
。しかし、インタディジタル電極の配置の対称性を変更
することで奇数の共振モード、例えば1次、3次、5次
の共振モードを利用し、その高次のモー1へとして5次
のモードなどを抑制する場合にも本発明は利用しうるも
のである。
Furthermore, in the experiment, a device with a center frequency of 380 MHz was created, but as a feature of surface acoustic wave devices, the center frequency can be freely changed by changing the line width and period of the interdigital electrodes and the brating reflector. Therefore, the present invention is not limited by the center frequency of the surface acoustic wave device. In addition, in the above-mentioned embodiments, even-numbered resonance modes are used, and the fourth-order mode is suppressed as a higher-order mode. However, by changing the symmetry of the arrangement of the interdigital electrodes, odd-numbered resonance modes, such as the first, third, and fifth-order resonance modes, can be used to create higher-order modes such as the fifth-order mode. The present invention can also be used in the case of suppression.

なお、第1のデバイスも第2のデバイスも、グレーティ
ング反射器の周期を、中心周波数の弾性表面波の波長の
1/2に合わせた。
Note that in both the first device and the second device, the period of the grating reflector was adjusted to 1/2 of the wavelength of the surface acoustic wave at the center frequency.

さらに、横モード抑圧のために上記実施例においては、
直線アポダイズで重み付けを行なうようにしたが、その
他の横モード抑圧法として、コサインアボダイズ、コサ
イン2乗アポダイズ、変形コサインアボダイズがあり、
これらの重み付は法を用いるようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, in order to suppress the transverse mode,
Weighting was performed using linear apodization, but other transverse mode suppression methods include cosine apodization, cosine squared apodization, and modified cosine apodization.
These weightings may be performed using a method.

また、所要のパラメータを上述した如き範囲に設定する
本発明の弾性表面波デバイスを実際に製造する場合には
、例えば、入出力インタディジタル電極間に適当な幅を
有するシールド電極を設け、これを接地すること、ある
いは入出力インタディジタル電極の端の電極指を接地す
ることによって入出力インタディジタル電極間の直達波
を阻止するよう構成することが望ましいのはいうまでも
ない。
In addition, when actually manufacturing the surface acoustic wave device of the present invention in which the necessary parameters are set within the above-mentioned ranges, for example, a shield electrode having an appropriate width is provided between the input and output interdigital electrodes. It goes without saying that it is desirable to prevent direct waves between the input and output interdigital electrodes by grounding or by grounding the electrode fingers at the ends of the input and output interdigital electrodes.

また、以上の説明においては、弾性表面波を用いること
についてのみ説明してきたが必ずしもこれに限定する必
要はなく、例えば、基板表面直下を伝搬するすベリ波、
ラブ波、5SBW、SIi波、リーキー波あるいはブル
ースタイン・フーリエ・清水波等に関しても全く同様に
適用可能である。
In addition, in the above explanation, only the use of surface acoustic waves has been explained, but it is not necessarily limited to this.
The same applies to Love waves, 5SBWs, SIi waves, leaky waves, Bluestein-Fourier waves, Shimizu waves, etc.

即ち、インタディジタル電極を有する共振子は、上記各
波をも励起することが既に立証されており、電極下の振
動エネルギーを閉じ込めることができるとともに、多重
モードの振動を発生する条件が存在するからである。
In other words, it has already been proven that a resonator with interdigital electrodes can also excite each of the waves mentioned above, and it is possible to confine the vibrational energy under the electrodes, and there are conditions for generating multimode vibrations. It is.

なお、入出力端子(INおよび0UT)への電極の接続
の仕方は上記実施例に限定されず、例えばインタディジ
タル電極3b、3b’ を入力端子INに、インタディ
ジタル電極3 a 23 a ’ を出力端子OU T
に接続し、インタディジタル電極2aと2bとを接続し
てもよい。ただし、入力側′電極と出力側電極の組合せ
が対称である接続の仕方を採用した方が帯域内リップル
を小さくすることができる。
Note that the method of connecting the electrodes to the input/output terminals (IN and 0UT) is not limited to the above embodiment; for example, the interdigital electrodes 3b, 3b' may be connected to the input terminal IN, and the interdigital electrodes 3a 23a' may be output. Terminal OUT
Alternatively, the interdigital electrodes 2a and 2b may be connected to each other. However, it is possible to reduce the in-band ripple by adopting a connection method in which the combination of the input-side electrode and the output-side electrode is symmetrical.

[発明の効果] 以上説明したようにこの発明は、45@±5゜回転X板
Li2B4O7基板のZ方向±5°を弾性表面波伝搬方
向とするとき、上記基板上に3個のインタディジタル電
極を近接配置して、これらのインタディジタル電極のう
ち中央のインタディジタル1!極を入力端子に接続し、
残りのインタディジタル電極を並列形態で出力端子に接
続すると共に、前記インタディジタル電極の両外側に少
なくとも1組の反射器を配置し0次および2次の共振モ
ードを利用する弾性表面波共振子において前記インタデ
ィジタル電極と反射器との距離LzRを、(ただし、n
はOまたは正の整数、λは中心周波数の弾性表面波波長
)の範囲に設定するようにしたので、低周波側帯域外ス
プリアスレベルを低減することができるという効果が有
る。しかも、上記構成の表面弾性共振子フィルタは、帯
域幅が広く、挿入損失が小さく、帯域内リップルが小さ
いという利点がある。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides three interdigital electrodes on a 45@±5° rotating X-plate Li2B4O7 substrate, when the Z direction ±5° is the surface acoustic wave propagation direction. of these interdigital electrodes, the central interdigital electrode 1! Connect the pole to the input terminal,
In a surface acoustic wave resonator in which the remaining interdigital electrodes are connected to an output terminal in parallel, at least one set of reflectors is arranged on both sides of the interdigital electrodes, and the zero-order and second-order resonance modes are utilized. The distance LzR between the interdigital electrode and the reflector (where n
is O or a positive integer, and λ is the surface acoustic wave wavelength of the center frequency), so there is an effect that the out-of-band spurious level on the low frequency side can be reduced. Moreover, the surface elastic resonator filter having the above configuration has the advantage of having a wide bandwidth, low insertion loss, and low in-band ripple.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明が適用される弾性表面波共振子フィルタ
の構成例を示す説明図でありこのうち、第1図(、)は
全体図、 第1図(b)はインタディジタル1!極と反射器との距
離LIRを説明する拡大断面図、第2図は従来の弾性表
面波共振子における周波数応答を示す図、 第3図はインタディジタル電極と反射器との距itlL
zg/λと帯域外スプリアスレベルとの関係を示す図、 第4図および第5図は本発明で提案した範囲内で各パラ
メータを具体的に設定して得られたデバイスの周波数応
答を示す図である。 1・・・・圧電基板、2a、2b、3a、3b・・・・
インタディジタル電極、4a、4b・・・・反射器。 第1図 (a)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration example of a surface acoustic wave resonator filter to which the present invention is applied. Of these, FIG. 1(,) is an overall view, and FIG. 1(b) is an interdigital 1! An enlarged sectional view illustrating the distance LIR between the pole and the reflector, Figure 2 is a diagram showing the frequency response in a conventional surface acoustic wave resonator, and Figure 3 is the distance itlL between the interdigital electrode and the reflector.
A diagram showing the relationship between zg/λ and the out-of-band spurious level. Figures 4 and 5 are diagrams showing the frequency response of the device obtained by specifically setting each parameter within the range proposed by the present invention. It is. 1...Piezoelectric substrate, 2a, 2b, 3a, 3b...
Interdigital electrodes, 4a, 4b...reflector. Figure 1(a)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)圧電基板上に弾性表面波伝搬方向に沿って複数個
のインタディジタル電極を近接配置して、これらのイン
タディジタル電極のうち少なくとも1個を入力端子に接
続し、残りのインタディジタル電極を出力端子に接続す
ると共に、前記インタディジタル電極の両外側に少なく
とも1組の反射器を配置し複数の共振モードを利用する
弾性表面波共振子において、前記インタディジタル電極
と反射器との距離L_I_Rを、 (0.20+n/2)λ≦L_I_R≦(0.23+n
/2)λ(ただし、nは0または正の整数、λは中心周
波数の弾性表面波波長)の範囲に設定したことを特徴と
する弾性表面波共振子。
(1) A plurality of interdigital electrodes are arranged close to each other along the surface acoustic wave propagation direction on a piezoelectric substrate, at least one of these interdigital electrodes is connected to an input terminal, and the remaining interdigital electrodes are connected to an input terminal. In a surface acoustic wave resonator that is connected to an output terminal and utilizes a plurality of resonance modes by disposing at least one set of reflectors on both sides of the interdigital electrode, the distance L_I_R between the interdigital electrode and the reflector is , (0.20+n/2)λ≦L_I_R≦(0.23+n
/2) A surface acoustic wave resonator characterized in that the setting range is λ (where n is 0 or a positive integer, and λ is the surface acoustic wave wavelength of the center frequency).
(2)45゜±5゜回転X板Li_2B_4O_7基板
のZ方向±5゜を弾性表面波伝搬方向とするとき、上記
基板上に3個のインタディジタル電極を近接配置して、
これらのインタディジタル電極のうち中央のインタディ
ジタル電極を入力端子に接続し、残りのインタディジタ
ル電極を並列形態で出力端子に接続すると共に、前記イ
ンタディジタル電極の両外側に少なくとも1組の反射器
を配置し0次および2次の共振モードを利用する弾性表
面波共振子において、前記インタディジタル電極と反射
器との距離L_I_Rを、 (0.20+n/2)λ≦L_I_R≦(0.23+n
/2)λ(ただし、nは0または正の整数、λは中心周
波数の弾性表面波波長)の範囲に設定したことを特徴と
する弾性表面波共振子。
(2) When the Z direction ±5° of the 45° ± 5° rotating X plate Li_2B_4O_7 substrate is the surface acoustic wave propagation direction, three interdigital electrodes are placed close to each other on the substrate,
Among these interdigital electrodes, the central interdigital electrode is connected to the input terminal, the remaining interdigital electrodes are connected in parallel to the output terminal, and at least one set of reflectors is provided on both outer sides of the interdigital electrodes. In a surface acoustic wave resonator that utilizes zero-order and second-order resonance modes, the distance L_I_R between the interdigital electrode and the reflector is (0.20+n/2)λ≦L_I_R≦(0.23+n
/2) A surface acoustic wave resonator characterized in that the setting range is λ (where n is 0 or a positive integer, and λ is the surface acoustic wave wavelength of the center frequency).
(3)第2項記載の弾性表面波共振子を複数個縦続接続
したことを特徴とする弾性表面波共振子フィルタ。
(3) A surface acoustic wave resonator filter comprising a plurality of surface acoustic wave resonators according to item 2 connected in series.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730362A (en) * 1993-07-13 1995-01-31 Mitsubishi Electric Corp Surface acoustic wave device
US5877661A (en) * 1995-03-15 1999-03-02 Kinseki, Limited Surface acoustic wave filter with optimally sized gaps between transducers

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