JPH0416014A

JPH0416014A - 弾性表面波装置

Info

Publication number: JPH0416014A
Application number: JP2120568A
Authority: JP
Inventors: Eiji Iegi; 家木　英治
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-05-09
Filing date: 1990-05-09
Publication date: 1992-01-21
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JP3337073B2

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】り産業上の利用分野」この発明は、無線通信機等に用いられる、弾性表面波バ
ンドパスフィルタを含む弾性表面波装置に関するもので
ある。

［従来の技術］近年、無線通信機等においては、小型化、無調整化のた
めに、弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタを用いることが多
くなった。特に最近では、ＳＡＷフィルタの挿入損失の
改善が進み、２〜３ｄＢという超低損失のＳＡＷフィル
タも可能となり、送、受信機の高周波段用フィルタとし
て用いられるようになった。特に、コードレス電話や自
動車電話などの送受共用器にＳＡＷフィルタが適用され
ようとしている。

ＳＡＷフィルタの場合、それが１個では共用器を実現し
雌いので、一般には、送信、受信の各フィルタを組合せ
て共用器を構成するようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ところが、第１０図に示すように、受信（Ｒｘ）側ＳＡ
Ｗフィルタ１および送信（Ｔｘ）側ＳＡＷフィルタ２と
いう２つのフィルタを用い、各々の入力また−は出力を
単に接続した場合には、共用器としての挿入損失（ロス
）が、送信あるいは受信側フィルタ単体での挿入損失よ
りもかなり大きくなってしまうという問題が出てきた。

これは、帯域外、たとえば送信側ＳＡＷフィルタ２では
受信帯域にあたる周波数において、当該送信側ＳＡＷフ
ィルタ２のインピーダンスがオーブン（無限大）になら
ないことによる。

特に高周波の場合は、ＳＡＷフィルタの入力静電容量と
配線の浮遊インダクタンスとによる共振周波数が使用上
の周波数に近くなり、見掛は上の入力インピーダンスが
ショートに近く、そのため、相手側のフィルタの通過帯
域周波数において低インピーダンス素子が並列に付加さ
れるのと同様の状態になり、相手側のフィルタの挿入損
失の増加を招いていた。

そこで、この発明の目的は、複数のＳＡＷフィルタを接
続して、たとえば送受共用器を構成する場合に、挿入損
失の劣化を極力防止できるようにした、弾性表面波装置
を提供しようとすることである。

［課題を解決するための手段］この発明は、相異なる通過帯域周波数特性をもつ少す＜
トも２つのＳＡＷバンドパスフィルタの入力または出力
を並列接続した、ＳＡＷ装置に向けられるものであって
、上述した技術的課題を解決するため、少なくとも１つ
のリアクタンス素子を介して２つ以上のＳＡＷフィルタ
を接続したことを特徴としている。このリアクタンス素
子は、当該ＳＡＷ装置の終端インピーダンスの１／４以
上のインピーダンスを有している。

好ましい実施例では、前記リアクタンス素子はコンデン
サによって与えられる。

また、前記リアクタンス素子と前記ＳＡＷフィルタとの
接続点と、アースとの間に、第２のリアクタンス素子を
さらに設けてもよい。このとき、第２のリアクタンス素
子は、たとえばインダクタンス素子により与えられる。

また、前述したようなリアクタンス素子が接続されるＳ
ＡＷフィルタは、他のフィルタの通過帯域周波数でのイ
ンピーダンスが最も低いフィルタとされることが好まし
い。

［作用］このように、この発明において、高いインピーダンスを
有するリアクタンス素子が直列に接続されるＳＡＷフィ
ルタは、このリアクタンス素子を含めてのインピーダン
スが高くなる。したがって、他のＳＡＷフィルタの負荷
にならずに済み、他のＳＡＷフィルタの挿入損失が大き
くなることを防止できる。

［実施例］小電力コードレス電話用ＳＡＷ共用器を例にとって説明
する。

送信（Ｔｘ）側ＳＡＷフィルタおよび受信（ＲＸ）側Ｓ
ＡＷフィルタは、それぞれ、３６°回転ＹカットＬｉＴ
ａ０．基板を用いたＳＡＷ共振子フィルタを２段縦続接
続したものである。

小電力コードレス電話においては、親機と子機との間で
、２５４ＭＨｚと３８０ＭＨｚとを用いて送信および受
信を行なっている。したがって、２５４ＭＨｚおよび３
８０ＭＨｚのどちらか一方か、送信（Ｔｘ）側となり、
どちらか他方が、受信（Ｒｘ）側となる。説明の便宜上
、２５４ＭＨｚをＴｘ側とし、３８０ＭＨｚをＲｘ側と
しておく。

２５４ＭＨｚおよび３８０ＭＨｚ各々のフィルタの単体
での特性が、第１１図および第１２図にそれぞれ示され
ている。これらの図面かられかるように、２５４ＭＨｚ
フィルタ単体（第１１図）では、２．３ｄＢ、３８０Ｍ
Ｈｚフィルタ単体（第１２図）では、２．６ｄＢ、とい
うように、いずれも低損失である。共用器のインピーダ
ンスは５０Ωであり、これに対して、フィルタも５０Ω
用に設計されており、チューニング用コイルなどは用い
ていない状態でのデータである。

第１３図および第１４図に、上述のフィルタ各々の入力
インピーダンスのスミスチャートが示されている。これ
らの図面において、マーカ１および２は、各々、３８０
　Ｍ　Ｈｚおよび２５４　Ｍ　Ｈｚの各フィルタのピー
クレベルの周波数を示している。なお、ａカインピーダ
ンスも同じ傾向を示し、入出力対称になっている。

第１３図において、２５４ＭＨｚ　（Ｔｘ）ＳＡＷフィ
ルタは、その通過帯域周波数２５４ＭＨｚでのインピー
ダンスが５１．５Ωであり、第１４図において、３８０
ＭＨｚ　（Ｒｘ）ＳＡＷフィルタは、その通過帯域周波
数３８０　Ｍ　Ｈｚでのインピーダンスが５１，４Ωで
ある。これらのフィルタの各々の通過帯域周波数でのイ
ンピーダンスは、上述のように、５０Ωに近く、それゆ
えに低損失であるが、相手側の周波数においては、これ
らフィルタは、電極静電容量のために容量性になってい
る。特に、Ｔｘ側（低周波側）フィルタのＲｘ周波数帯
域（第１３図におけるマーカ１）でのインピーダンスは
、Ｒｘ側（高周波側）フィルタのＴｘ周波数帯域（第１
４図におけるマーカ２）でのインピーダンスよりも、か
なり低くなっているが、これは、ＳＡＷフィルタの電極
静電容量と浮遊インダクタンスとの共振によるもので、
−船釣に低周波側のフィルタの高周波側でのインピーダ
ンスの方が、高周波側のフィルタの低周波側でのインピ
ーダンスよりも低くなる。

ここで、第１０図に示すように、Ｒｘ側ＳＡＷフィルタ
１とＴｘ側ＳＡＷフィルタ２とを単に接続して共用器と
した場合、各々の通過帯域において、相手側の低インピ
ーダンスが並列に接続されることになり、第１５図およ
び第１６図に示すように、挿入損失の劣化かおこる。第
１５図は、ＴＸ側フィルタ２のアンテナ−Ｔｘ間の特性
を示し、第１６図は、Ｒｘ側フィルタ１のアンテナ−Ｒ
ｘ間の特性を示している。第１０図に示すように、並列
接続されたとき、Ｔｘ側フィルタ２については、第１５
図に示すように、損失が２．９ｄＢ（単体での損失＋０
．６ｄＢ）で済むが、特に相手側が低インピーダンスに
なるＲｘ（高周波側）フィルタ１については、第１６図
に示すように、損失が４．１ｄＢ（単体での損失＋１．
５ｄＢ）となり、Ｒｘ側フィルタ１は、Ｔｘ側フィルタ
２との接続により、単体の場合に比べて、１．５ｄＢも
損失が大きくなってしまう。

第１７図は、そのときの共用器としてのアンテナ端子入
力インピーダンスのスミスチャートである。Ｒｘの周波
数（マーカ１）において、相手側のＴｘ側ＳＡＷフィル
タに派生する低インピーダンスがＲｘ側ＳＡＷフィルタ
に並列接続されるため、共用器としてのアンテナ端子入
力インピーダンスが５０Ωから低い方へずれて、損失が
大きくなっていることがわかる。

ここで、インピーダンスマツチングのために、第１８図
に示すように、アンテナ端子３に並列に３３ｎＨのイン
ダクタンス素子４を接続したところ、Ｔｘ側ＳＡＷフィ
ルタ２については、２．７ｄＢ（単体での損失＋０．４
ｄＢ）と単体での損失に近づけることができたが、Ｒｘ
＠ｓＡＷフィルタ１については、第１９図および第２０
図に示すように、インピーダンスが２９．１Ωとなり、
５０Ωに近づけられず、また、挿入損失については、単
体での損失に対して＋１．０ｄＢされた３゜６ｄＢの損
失までしか改善されなかった。なお、箪１９図は、第１
８図に示すようにアンテナ端子３に３３ｎＨのインダク
タンス素子４を並列接続してインピーダンスマツチング
をとったときのＲＸ　ｍｌｌ５　Ａ　Ｗフィルタ１の特
性を示し、第２０図は、そのときのアンテナ端子入力イ
ンピーダンスのスミスチャートを示している。

上述のように、ＲＸ側ＳＡＷフィルタ１での改善がそれ
ほど達成されなかったのは、Ｒｘ周波数でのＴｘ側フィ
ルタ２のインピーダンスがかなり低いため、第２０図に
示すように、Ｒｘ（マーカ１）でのインピーダンスとＴ
ｘ（マーカ２）でのインピーダンスとのずれが大きいこ
とが原因であり、仮にＲｘ側のインピーダンスマツチン
グを良くしたとしても、その代わりにＴｘ側のインピー
ダンスマツチングが悪くなり、Ｔｘ周波数での損失が大
きくなってしまう。

このような知見に基づき、この発明をなすに到ったので
ある。

そこで、第１図に示すようにアンテナ端子３とＴｘ側Ｓ
ＡＷフィルタ２との間に、直列に、１０ｐＦ　（Ｒｘ周
波数にて約４２Ωのインピーダンス）のコンデンサ（リ
アクタンス素子）５を接続し、さらに、インピーダンス
マツチングのために、アンテナ端子３に並列に２７ｎＨ
のインダクタンス素子６を接続したところ、第２図に示
すように、Ｔｘ側では、３．１ｄＢ（単体での損失＋０
．８ｄＢ）となり、他方、第３図に示すように、Ｒｘ側
では、２．７ｄＢ（単体での損失＋０．１ｄＢ）の損失
となり、単体での特性からの損失の劣化が、前述した第
１９図および第２０図に示した場合より小さく抑えるこ
とができた。

ここで、Ｔｘ側の損失が比較的大きいのは、１ＱｐＦの
コンデンサ５がＴｘ側ＳＡＷフィルタ２に直列に挿入さ
れたためで、このコンデンサ５の容量を大きくすれば、
Ｒｘ側の損失が少し大きくなる代わりに、Ｔｘ側の損失
を小さくすることができる。但し、あまり大容量（低イ
ンピーダンス）にすると、リアクタンス素子としてのコ
ンデンサ５を挿入した効果がなくなるので、このような
リアクタンス素子のインピーダンスは、少なくとも当該
ＳＡＷ装置の終端インピーダンスの１／４以上とされる
。

Ｔｘ側の損失の改善のために、第４図に示すようにＴｘ
側フィルタ２と１０９Ｆのコンデンサ５との接続点に並
列に、５６ｎＨのインダクタンス素子７をさらに接続し
、アンテナ端子３側のインダクタンス素子６を２７ｎＨ
から３３ｎＨに変更したところ、第５図に示したように
、Ｔｘ側で、２．６ｄＢの損失となり、第６図に示すよ
うに、Ｒｘ側で、２．８ｄＢの損失となり、いずれも、
単体での損失に比べて、０．２〜０゜３ｄＢの劣化に抑
えられた。

これは、Ｔｘ側に挿入したｌ０ｐＦのコンデンサ５およ
び５６ｎＨのインダクタンス素子７のようなリアクタン
ス素子の働きによるもので、第７図に示すように、Ｒｘ
側およびＴｘ側の各々のインピーダンス（マーカ１およ
び２）をともに５０Ωに近づけることができたためであ
る。

これに対して、第８図に示すように、アンテナ端子３に
並列に３３ｎＨのインダクタンス素子６を接続しながら
、逆に、高周波側であるＲｘ側に、１　ｏ’ｐ　Ｆのコ
ンデンサ８および５６ｎＨのインダクタンス素子９を挿
入したところ、第９図に示すように、Ｒｘ側およびＴｘ
側の各々のインピーダンス（マーカ１および２）が互い
に離れてしまい、ともに５０Ωに近づける二とができず
、また、損失は、ともに３．８ｄＢと大きくなってしま
った。

このことから、相手側のフィルタの通過帯域周波数での
インピーダンスが低い方のフィルタ（この場合はＴｘ側
フィルタ２）に関連してリアクタンス素子を付加するの
がより効果的であることがわかる。

なお、両方のフィルタ１および２にそれぞれリアクタン
ス素子を付加するのも効果がある。

なお、この発明は、３つ以上のＳＡＷフィルタを備える
ＳＡＷ装置にも適用することができる。

［発明の効果〕このように、この発明によれば、相異なる通過帯域周波
数特性をもつ少なくとも２つのＳＡＷバンドパスフィル
タの入力または出力を並列接続した、ＳＡＷ装置におい
て、少なくとも１つのＳＡＷバンドパスフィルタに直列
に所定以上のインピーダンスを有するリアクタンス素子
を挿入することにより、当該フィルタ側の全体としての
インピーダンスを高めることができ、他のＳＡＷバンド
パスフィルタの負荷にならずに済み、他のＳＡＷバンド
パスフィルタの挿入損失が大きく劣化することを防止で
きる。

たとえば、ＳＡＷ共用器において、たとえばＴＸ側フィ
ルタに直列にコンデンサを挿入することで、ＲＸ帯域周
波数において、このコンデンサがリアクタンス性のイン
ピーダンスとなってＲｘ側フィルタの負荷になることを
防止し、Ｒｘ側フィルタの挿入損失が大きく劣化するこ
とを防止できる。

また、Ｔｘ側フィルタに挿入されるリアクタンス素子と
して、コンデンサに代えて、インダクタンス素子を用い
てもよい。

また、リアクタンス素子としてのコンデンサとＴｘ側フ
ィルタとの接続点と、アースとの間に、インダクタンス
素子をさらに挿入して、共振させることにより、Ｔｘ側
フィルタの挿入損失も、同様に、大きく劣化することを
防止できる。

また、上述のようなリアクタンス素子を付加するのは、
相手側フィルタの通過帯域周波数でのインピーダンスが
最も低いフィルタとするのが最も効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例による２つのＳＡＷフィ
ルタを並列接続した送受共用器の概略回路図である。第
２図は、第１図に示した送受共用器のＴｘ側の周波数特
性を示す図である。第３図は、同じく第１図に示した送
受共用器のＲｘ側の周波数特性を示す図である。第４図は、この発明の他の実施例による２つのＳＡＷフ
ィルタを並列接続した送受共用器の概略回路図である。第５図は、第４図に示した送受共用器のＴｘ側の周波数
特性を示す図である。第６図は、同じく第４図に示した
送受共用器のＲｘ側の周波数特性を示す図である。第７
図は、同じく第４図に示した送受共用器のアンテナ端子
入力インピーダンスのスミスチャートを示す図である。第８図は、Ｍ４図に示した送受共用器の比較例となる送
受共用器の概略回路図である。第９図は、第８図に示し
た送受共用器のアンテナ端子入力インピーダンスのスミ
スチャートを示す図である。第１０図ないし第２０図は、この発明をなすに到った背
景技術を説明するための図である。ここにおいて、第１
０図は、２つのＳＡＷフィルタを単に並列接続した送受
共用器の概略回路図である。第１１図は、実験に用いた小電力コードレス電話用２５
４ＭＨｚのＳＡＷ共振子フィルタ単体での周波数特性を
示す図である。第１２図は、同じく実験で用いた小電力
コードレス電話用３８０ＭＨ２のＳＡＷ共振子フィルタ
単体の周波数特性を示す図である。第１３図は、第１１
図に示したフィルタの入力インピーダンスのスミスチャ
ートを示す図である。第１４図は、第１２図に示したフ
ィルタの入力インピーダンスのスミスチャートを示す図
である。第１５図は、第１１図および第１３図に示した
特性を有するフィルタを第１０図に示した送受共用器の
Ｔｘ側に用いた場合の周波数特性を示す図である。第１
６図は、第１２図および第１４図に示した特性を有する
フィルタを第１０図に示した送受共用器のＲｘ側に用い
た場合の周波数特性を示す図である。第１７図は、その
ような場合における第１０図に示した送受共用器のアン
テナ端子入力インピーダンスのスミスチャートを示す図
である。第１８図は、第１０図に示した送受共用器にイ
ンピーダンスマツチングのためのインダクタンス素子４
を接続してなる送受共用器の概略回路図である。第１９
図は、第１８図に示した送受共用器のＲｘ側の周波数特
性を示す図である。第２０図は、同じく第１８図に示し
た送受共用器のアンテナ端子入力インピーダンスのスミ
スチャートを示す図である。図において、１は受信側ＳＡＷフィルタ、２は送信側Ｓ
ＡＷフィルタ、３はアンテナ端子、４６．７．９はイン
ダクタンス素子、５，８はコンデンサである。第５図周淡杏笈（ＭＨｚ、）第１／図第１２図周決＄−χ（ＭＨｚ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）相異なる通過帯域周波数特性をもつ少なくとも２
つの弾性表面波バンドパスフィルタの入力または出力を
並列接続した、弾性表面波装置において、前記並列接続の接続点と少なくとも１つの前記弾性表面
波バンドパスフィルタとの間に、当該弾性表面波装置の
終端インピーダンスの１／４以上のインピーダンスを有
するリアクタンス素子を挿入したことを特徴とする、弾
性表面波装置。
（２）前記リアクタンス素子がコンデンサである、請求
項１に記載の弾性表面波装置。
（３）前記リアクタンス素子と前記弾性表面波バンドパ
スフィルタとの接続点と、アースとの間に、第２のリア
クタンス素子を設けた、請求項１または２に記載の弾性
表面波装置。
（４）前記第２のリアクタンス素子がインダクタンス素
子である、請求項３に記載の弾性表面波装置。
（５）前記リアクタンス素子が接続される弾性表面波フ
ィルタは、他のフィルタの通過帯域周波数でのインピー
ダンスが最も低いフィルタとされる、請求項１ないし４
のいずれかに記載の弾性表面波装置。