JPH0351330B2 - - Google Patents
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- JPH0351330B2 JPH0351330B2 JP60127581A JP12758185A JPH0351330B2 JP H0351330 B2 JPH0351330 B2 JP H0351330B2 JP 60127581 A JP60127581 A JP 60127581A JP 12758185 A JP12758185 A JP 12758185A JP H0351330 B2 JPH0351330 B2 JP H0351330B2
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- JP
- Japan
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- saw
- idt
- electrodes
- pair
- filter
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 claims 1
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Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はVHF或はUHF帯に於いて使用する狭
帯域の帯域通過フイルタに関する。
帯域の帯域通過フイルタに関する。
（従来技術）
従来から圧電基板上に２個のSAW共振器をこ
れら共振器が励起するSAWの伝搬方向に沿つて
縦型に近接配置し前記２個のSAW共振器内に生
ずる音響結合の結果発生する対称及び反対称の２
つのモードの振動を利用して通過帯域フイルタを
構成せんとする提案がなされている。
れら共振器が励起するSAWの伝搬方向に沿つて
縦型に近接配置し前記２個のSAW共振器内に生
ずる音響結合の結果発生する対称及び反対称の２
つのモードの振動を利用して通過帯域フイルタを
構成せんとする提案がなされている。
本願発明者も既に特許出願した発明（特願昭56
−102144、特開昭58−3307）に於いて相隣接せし
めたSAW共振器のIDT電極対数Ｎを操作するこ
とによつて通過帯域を制御し得ることを開示して
いるがフイルタを構成する共振器のＱの向上する
為には800乃至1000対の電極指を必要とするので
フイルターサイズが長大化するのみならず得られ
る通過帯域が極めて狭くなり実用化が困難である
という欠陥があつた。
−102144、特開昭58−3307）に於いて相隣接せし
めたSAW共振器のIDT電極対数Ｎを操作するこ
とによつて通過帯域を制御し得ることを開示して
いるがフイルタを構成する共振器のＱの向上する
為には800乃至1000対の電極指を必要とするので
フイルターサイズが長大化するのみならず得られ
る通過帯域が極めて狭くなり実用化が困難である
という欠陥があつた。
（発明の目的）
本発明は上述した如き従来構想の段階に止り実
用化が困難視されていた縦型２重モードSAWフ
イルタの欠陥を除去し現実に本型式のフイルタを
構成する際に必要な条件を提示することによつて
高周波領域にて使用する小型にして狭帯域の
SAWフイルタを提供することを目的とする。
用化が困難視されていた縦型２重モードSAWフ
イルタの欠陥を除去し現実に本型式のフイルタを
構成する際に必要な条件を提示することによつて
高周波領域にて使用する小型にして狭帯域の
SAWフイ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、本発明に於いては先
ず反射器型SAW共振器を使用することによつて
フイルタを構成するSAW共振器のＱを低下させ
ることなくIDT対数を減少せしめると共にフイル
タの通過帯域を制御しうるパラメータを実験的に
追及した結果IDT電極指総対数Ｎ、IDT電極指交
叉幅Ｗ及び電極膜厚Ｈを適切に選択することによ
つて所望の通過帯域を得るようにしたものであ
る。
ず反射器型SAW共振器を使用することによつて
フイルタを構成するSAW共振器のＱを低下させ
ることなくIDT対数を減少せしめると共にフイル
タの通過帯域を制御しうるパラメータを実験的に
追及した結果IDT電極指総対数Ｎ、IDT電極指交
叉幅Ｗ及び電極膜厚Ｈを適切に選択することによ
つて所望の通過帯域を得るようにしたものであ
る。
（発明の実施例）
以下、本発明を図面に示した実験の結果と実施
例とによつて詳細に説明する。
例とによつて詳細に説明する。
第１図は本発明に係る縦型２重モードSAWフ
イルタの構成を示す概念図であつて、圧電基板１
表面に入力IDT２及び出力IDT３をこれらが励起
するSAWの伝搬方向に沿つて相隣接して縦型に
配列すると共にこれらIDT対の両側に適当な本数
のグレーテイングを有する反射器４，４′を配置
したものである。
イルタの構成を示す概念図であつて、圧電基板１
表面に入力IDT２及び出力IDT３をこれらが励起
するSAWの伝搬方向に沿つて相隣接して縦型に
配列すると共にこれらIDT対の両側に適当な本数
のグレーテイングを有する反射器４，４′を配置
したものである。
又、前記反射器とIDT間及びIDT相互間の間隙
はIDT電極指ピツチの整数倍に設定し、更に前記
反射器のグレーテイングは夫々が励起したSAW
を効果的に反射せしめ高いＱ、延いては低損失の
フイルタを実現するようそのピツチはIDTのそれ
よりも小しく大きい設定すべきことは既に知られ
ており、このことが縦型２重モードSAWフイル
タに再び注目する理由であること前述のとうりで
ある。
はIDT電極指ピツチの整数倍に設定し、更に前記
反射器のグレーテイングは夫々が励起したSAW
を効果的に反射せしめ高いＱ、延いては低損失の
フイルタを実現するようそのピツチはIDTのそれ
よりも小しく大きい設定すべきことは既に知られ
ており、このことが縦型２重モードSAWフイル
タに再び注目する理由であること前述のとうりで
ある。
さて斯る構成をとる圧電共振デバイスに於いて
は前記IDT対２，３内に対称モード及び反対称モ
ードの変位分布をもつ２種の定在波が生じ夫々の
共振周波数s及aの周波数差Δ＝s−aが通過
帯域であるフイルタとなることについては本願発
明者が従前出願した特許願に於いて既に開示した
ところである。
は前記IDT対２，３内に対称モード及び反対称モ
ードの変位分布をもつ２種の定在波が生じ夫々の
共振周波数s及aの周波数差Δ＝s−aが通過
帯域であるフイルタとなることについては本願発
明者が従前出願した特許願に於いて既に開示した
ところである。
而して本発明が新たに開示せんとするところは
上述の如き縦型２重モードSAWフイルタを現実
に製造する場合、前記周波数差Δ（即ち、フイル
タの通過帯域幅Ｂ≒2Δ）をこのデバイスのいか
なるパラメータをどのような範囲に亘つて操作す
ることによつて制御すべきかという点にある。
上述の如き縦型２重モードSAWフイルタを現実
に製造する場合、前記周波数差Δ（即ち、フイル
タの通過帯域幅Ｂ≒2Δ）をこのデバイスのいか
なるパラメータをどのような範囲に亘つて操作す
ることによつて制御すべきかという点にある。
そこで先ず電極指対数ＮなるIDTを有する
SAW共振器について対数モードの波動の共振周
波数sと反対称モードのそれaとがＮによつてど
のように変化するかについて考察すると概ね第２
図に示す如くなることが知られている。
SAW共振器について対数モードの波動の共振周
波数sと反対称モードのそれaとがＮによつてど
のように変化するかについて考察すると概ね第２
図に示す如くなることが知られている。
本図からも明らかな如く電極指対数Ｎを増大す
ると周波数差Δ、即ちフイルタの通過帯域幅は
減少する。そこでフイルタのバンドを制御するパ
ラメータたるＮには一定の上限が存在することが
予想される。
ると周波数差Δ、即ちフイルタの通過帯域幅は
減少する。そこでフイルタのバンドを制御するパ
ラメータたるＮには一定の上限が存在することが
予想される。
第３図及び第４図は夫々リチウムタンタレート
（以下LTと略称する）とSTカツト水晶（以下ST
と略称する）について電極膜厚Ｈをパラメータと
して電極指総対数Ｎと周波数差Δとの関係を実
験によつて詳細に調べた結果を示す図である。
（以下LTと略称する）とSTカツト水晶（以下ST
と略称する）について電極膜厚Ｈをパラメータと
して電極指総対数Ｎと周波数差Δとの関係を実
験によつて詳細に調べた結果を示す図である。
本実験に於いてはいずれもIDT内にSAWの振
動エネルギが充分閉じ込められるように反射器の
グレーテイング本数を設定した上でIDT電極指総
対数Ｎを変化せしめたものである。
動エネルギが充分閉じ込められるように反射器の
グレーテイング本数を設定した上でIDT電極指総
対数Ｎを変化せしめたものである。
本実験の結果を考察するに、第３図より圧電基
板をLTに選んだ場合には汎用電子部品の環境条
件として温度変動30℃に対するLTの周波数変動
幅Δ／o≦６×10-4を勘案して現実の製品とし
て採用しうるいずれの電極膜厚（SAW波長λの
１乃至４％）を選択したとしてもＮを概ね400対
以下に設定すれば中心周波数oに対して概ね0.1
％乃至0.5％バンドを得られることが理解されよ
う。
板をLTに選んだ場合には汎用電子部品の環境条
件として温度変動30℃に対するLTの周波数変動
幅Δ／o≦６×10-4を勘案して現実の製品とし
て採用しうるいずれの電極膜厚（SAW波長λの
１乃至４％）を選択したとしてもＮを概ね400対
以下に設定すれば中心周波数oに対して概ね0.1
％乃至0.5％バンドを得られることが理解されよ
う。
尚、通過帯域幅Ｂは前述した如くほゞ2Δに等
しいがこの値はいかなる挿入損失に於いて規定す
るかによつて変化するものであるから以下に使用
する「通過帯域幅」なる文言及びその値は厳密な
ものではないことに留意されたい。同様に第４図
からSTを圧電基板とした場合には、この基板の
温度−周波数特性はLTに比べれば格段に良好で
あるので環境条件から電極指総対数Ｎの上限を決
定すれば当該上限近傍ではバンドが殆んどとれな
いことになると共に極めて長大なデバイスとなつ
て実用的ではないからむしろ必要にして充分なＱ
の値を考慮する。即ち、SAW共振器のＱは高々
30000程度であること及び一般にフイルタの挿入
損失、肩特性等を良好なものとする為にはフイル
タの通過帯域幅Ｂとフイルタを構成する共振回路
のＱとの間にはＢ／o≧５／Ｑ〜10／Ｑなる関
係があることが望ましいとされていることを勘案
してΔ／oが10／Ｑ＝10／30000＝１／3000以上
であるIDT電極指総対数Ｎをその上限とすればよ
く、その値は概ね600対ということになる。従つ
て圧電基板としSTカツト水晶を用いる場合には
Ｎ≦600であれば実用上使用しうる電極膜厚Ｈに
ついて中心周波数oに対し概ね0.03乃至0.3％の
バンドを得ることができる。
しいがこの値はいかなる挿入損失に於いて規定す
るかによつて変化するものであるから以下に使用
する「通過帯域幅」なる文言及びその値は厳密な
ものではないことに留意されたい。同様に第４図
からSTを圧電基板とした場合には、この基板の
温度−周波数特性はLTに比べれば格段に良好で
あるので環境条件から電極指総対数Ｎの上限を決
定すれば当該上限近傍ではバンドが殆んどとれな
いことになると共に極めて長大なデバイスとなつ
て実用的ではないからむしろ必要にして充分なＱ
の値を考慮する。即ち、SAW共振器のＱは高々
30000程度であること及び一般にフイルタの挿入
損失、肩特性等を良好なものとする為にはフイル
タの通過帯域幅Ｂとフイルタを構成する共振回路
のＱとの間にはＢ／o≧５／Ｑ〜10／Ｑなる関
係があることが望ましいとされていることを勘案
してΔ／oが10／Ｑ＝10／30000＝１／3000以上
であるIDT電極指総対数Ｎをその上限とすればよ
く、その値は概ね600対ということになる。従つ
て圧電基板としSTカツト水晶を用いる場合には
Ｎ≦600であれば実用上使用しうる電極膜厚Ｈに
ついて中心周波数oに対し概ね0.03乃至0.3％の
バンドを得ることができる。
尚、電極指総対数Ｎの下限については、LT、
ST夫々につきＮが50対及び100対以下の部分につ
いては実験を行つていないので第３図及び４図の
カーブ（点線）は想像であるがいずれにせよデバ
イスのインピーダンスが高くなり実用上不都合が
多いことは自明であるから格別数値限定をするま
でもなくフイルタのスペツクによつて自動的に決
まるものである。
ST夫々につきＮが50対及び100対以下の部分につ
いては実験を行つていないので第３図及び４図の
カーブ（点線）は想像であるがいずれにせよデバ
イスのインピーダンスが高くなり実用上不都合が
多いことは自明であるから格別数値限定をするま
でもなくフイルタのスペツクによつて自動的に決
まるものである。
次にフイルタのバンドを制御する他のパラメー
タとして本願発明者の従前の特許出願当時には判
明していなかつたIDTの電極指交叉幅Ｗのバンド
に及ぼす影響について実験結果に基づき説明す
る。
タとして本願発明者の従前の特許出願当時には判
明していなかつたIDTの電極指交叉幅Ｗのバンド
に及ぼす影響について実験結果に基づき説明す
る。
第５図及び第６図は夫々LT及びSTの基板とす
るデバイスについてIDT電極指交叉幅Ｗのバンド
に対する影響を電極指総対数Ｎ及び電極膜厚Ｈを
パラメータとして実験した結果を示す図である。
るデバイスについてIDT電極指交叉幅Ｗのバンド
に対する影響を電極指総対数Ｎ及び電極膜厚Ｈを
パラメータとして実験した結果を示す図である。
第５図から明らかな如くLTを基板として用い
た場合であつてデバイスのサイズ或はＱに対する
要求から電極指総対数Ｎが決定した場合に於い
て、電極指交叉幅Ｗ／λを20乃至40の間で操作し
てやればバンドを制御することが可能であると共
に電極指交叉幅Ｗを増大すればデバイスのインピ
ーダンスが低下することは周知であるからデバイ
スのインピーダンスを要求に合致せることも可能
であることが理解されよう。又、前記Ｗ／λを20
より小さくするとΔ／oが減少すると共に、更
に小さくすると共振器のＱの劣化が生じる。
た場合であつてデバイスのサイズ或はＱに対する
要求から電極指総対数Ｎが決定した場合に於い
て、電極指交叉幅Ｗ／λを20乃至40の間で操作し
てやればバンドを制御することが可能であると共
に電極指交叉幅Ｗを増大すればデバイスのインピ
ーダンスが低下することは周知であるからデバイ
スのインピーダンスを要求に合致せることも可能
であることが理解されよう。又、前記Ｗ／λを20
より小さくするとΔ／oが減少すると共に、更
に小さくすると共振器のＱの劣化が生じる。
従つてＷ／λの値はＷ／λ≧20の範囲で選択す
ると共にデバイスのインピーダンスに対する要求
を勘案して決定すればよい。
ると共にデバイスのインピーダンスに対する要求
を勘案して決定すればよい。
一方、第６図から明らかな如く基板をSTカツ
ト水晶とした場合には前記Ｗ／λが10以上であれ
ばΔ／oはＮ及びＨ／λにより決定される。ま
たＷ／λが10より小さくなると共振器のＱが低下
し、殊にＷ／λが５以下ではＱの減少によりフイ
ルタの損失が急増するので実用に供し得るフイル
タを実現することは困難である。
ト水晶とした場合には前記Ｗ／λが10以上であれ
ばΔ／oはＮ及びＨ／λにより決定される。ま
たＷ／λが10より小さくなると共振器のＱが低下
し、殊にＷ／λが５以下ではＱの減少によりフイ
ルタの損失が急増するので実用に供し得るフイル
タを実現することは困難である。
従つてSTを基板とする場合には所望のインピ
ーダンスを与えるようＷ／λを５以上に選択すれ
ばよい。
ーダンスを与えるようＷ／λを５以上に選択すれ
ばよい。
換言すればＷ／λを操作することによつてバン
ドを制御することはLTの場合に比して困難であ
ると考えられるから前記Ｗ／λの操作はデバイス
のインピーダンス制御を主眼とするものとなろ
う。
ドを制御することはLTの場合に比して困難であ
ると考えられるから前記Ｗ／λの操作はデバイス
のインピーダンス制御を主眼とするものとなろ
う。
以上、実験結果を総合的に勘案すると、
圧電基板 LT ST
電極指総対数Ｎ Ｎ≦400 Ｎ≦600
電極指交叉幅Ｗ Ｗ／λ≧20 Ｗ／λ≧５
なる範囲にてＮ及びＷを選択することにより100
乃至数100MHzの周波数帯域に於いて比帯域Δ／
oが0.03乃至0.4％の狭帯域２重モードSAWフイ
ルタを得ることが出来る。
乃至数100MHzの周波数帯域に於いて比帯域Δ／
oが0.03乃至0.4％の狭帯域２重モードSAWフイ
ルタを得ることが出来る。
尚、所望のパラメータを上述した如き範囲に設
定する本発明の縦型２重モードSAWフイルタを
実際に製造する場合には例えば第７図に示す如く
入出力IDT２，３間に適当な幅員を有するシール
ド電極５を設けこれを接地することによつて入出
力IDT間の直達波は阻止するよう構成することが
望ましいことはいうまでもない。
定する本発明の縦型２重モードSAWフイルタを
実際に製造する場合には例えば第７図に示す如く
入出力IDT２，３間に適当な幅員を有するシール
ド電極５を設けこれを接地することによつて入出
力IDT間の直達波は阻止するよう構成することが
望ましいことはいうまでもない。
又、以上説明した如き縦型２重モードSAWフ
イルタを第８図に示すように多段縦続接続すれば
保証減衰量を充分大きくし得ることも自明であろ
う。
イルタを第８図に示すように多段縦続接続すれば
保証減衰量を充分大きくし得ることも自明であろ
う。
（発明の効果）
本発明は以上説明した如く構成するので従来構
想の段階に止まり実用化が困難視されていた縦型
２重モードSAWフイルタを小型化し得ると共に
その通過帯域を自由に制御することが可能となる
のみならずそのインピーダンスを回路側のそれに
整合せしめる上で著しい効果を発揮する。
想の段階に止まり実用化が困難視されていた縦型
２重モードSAWフイルタを小型化し得ると共に
その通過帯域を自由に制御することが可能となる
のみならずそのインピーダンスを回路側のそれに
整合せしめる上で著しい効果を発揮する。
従つて、本発明に係るフイルタを用いれば例え
ば高周波化の著しい無線通信機等の中間周波段の
一部をこれに関連する局部発振器等を含めて除去
することが可能となるから装置の小型化に極めて
効果的である。
ば高周波化の著しい無線通信機等の中間周波段の
一部をこれに関連する局部発振器等を含めて除去
することが可能となるから装置の小型化に極めて
効果的である。
第１図は本発明に係る縦型２重モードSAWフ
イルタの基本構成を示す概念図、第２図は本発明
に係る縦型２重モードSAWフイルタの構成要素
たるSAW共振器に於けるIDT電極指対数Ｎと発
生する二つの変位モードの周波数差Δとの関係
を定性的に示す図、第３図及び第４図は夫々リチ
ウムタンタレート（LT）及びSTカツト水晶
（ST）を基板とした場合のIDT電極指総対数Ｎと
周波数差Δ／oとの関係を示す実験結果の図、
第５図及び第６図は夫々LT及びSTを基板とした
場合に於けるIDT電極指交叉幅Ｗ／λと周波数差
Δ／oとの関係を示す実験結果の図、第７図は
本発明に係る縦型２重モードSAW共振器の一実
施例を示す構成図、第８図は本発明に係る縦型２
重モードSAWフイルタの他の実施例を示す構成
図である。 １……圧電基板、２，３……SAW共振器、４，
４′……反射器。
イルタの基本構成を示す概念図、第２図は本発明
に係る縦型２重モードSAWフイルタの構成要素
たるSAW共振器に於けるIDT電極指対数Ｎと発
生する二つの変位モードの周波数差Δとの関係
を定性的に示す図、第３図及び第４図は夫々リチ
ウムタンタレート（LT）及びSTカツト水晶
（ST）を基板とした場合のIDT電極指総対数Ｎと
周波数差Δ／oとの関係を示す実験結果の図、
第５図及び第６図は夫々LT及びSTを基板とした
場合に於けるIDT電極指交叉幅Ｗ／λと周波数差
Δ／oとの関係を示す実験結果の図、第７図は
本発明に係る縦型２重モードSAW共振器の一実
施例を示す構成図、第８図は本発明に係る縦型２
重モードSAWフイルタの他の実施例を示す構成
図である。 １……圧電基板、２，３……SAW共振器、４，
４′……反射器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧電基板上に同一電極指周期を有する一対の
インタデイジタル・トランスジユーサ（以下IDT
と称する）電極を当該電極が励起する弾性表面波
（以下SAWと称する）の伝搬方向に沿つて直列に
近接配置すると共に前記一対のIDT電極の組の両
側に反射器を備え、前記一対のIDT電極間に生ず
る音響結合の結果発生し、前記一対のIDT電極内
に閉じ込められた対称及び反対称モードの２振動
の周波数差が通過域のほぼ半分に相当する型式の
SAWフイルタに於いて、前記一対のIDT電極の
電極指総対数Ｎ、IDT電極指交差幅ＷのSAW波
長λに対する値Ｗ／λを、前記圧電基板がリチユ
ウムタンタレートの場合には、Ｎ≦400、Ｗ／λ
≧20に、前記圧電基板がSTカツト水晶の場合に
はＮ≦600、Ｗ／λ≧５としたことを特徴とする
縦型２重モードSAWフイルタ。 ２ 前記一組のSAWフイルタを一セクシヨンと
してこれを多段縦続接続することによつて大きな
保証減衰量を得ることを特徴とする特許請求の範
囲１記載の縦型２重モードSAWフイルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12758185A JPS61285814A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 縦型２重モ−ドｓａｗフイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12758185A JPS61285814A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 縦型２重モ−ドｓａｗフイルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61285814A JPS61285814A (ja) | 1986-12-16 |
| JPH0351330B2 true JPH0351330B2 (ja) | 1991-08-06 |
Family
ID=14963600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12758185A Granted JPS61285814A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 縦型２重モ−ドｓａｗフイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61285814A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01170210A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-05 | Toshiba Corp | 弾性表面波共振装置 |
| JPH0275215A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-14 | Toko Inc | 表面弾性波共振器およびフィルタ |
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1985
- 1985-06-12 JP JP12758185A patent/JPS61285814A/ja active Granted
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| JPS583307A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-10 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 弾性表面波多重モ−ドフィルタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61285814A (ja) | 1986-12-16 |
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