JPH0449707A - ノッチ特性を有する複合縦振動メカニカル・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
特性に形成される際の縦振動音片間か屈曲振動において
結合され、通過帯域近傍にノツチ特性を有する複合縦振
動メカニカル・フィルタに関する。

（従来の技術） 遅蒔、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採用さ
れている。これはメカニカル・フィルタはその良好なＱ
の値の特性のもとに選択特性が良好であり、ざらに、温
度変化に対する安定性に優れかつ小型化が可能であると
いう理由に基づく。

この種の複合１振動メカニカル・フィルタの一例を第４
図に示す。当該複合縦振動メカニカル・゛フィルタは、
図示きれるように、同一面上に配置され、かつ金属材料
からなる入力側縦振動音片２と出力側Ｍ振動音片４とを
有している。当該入力＠縦振動音片２および出力側縦振
動音片４は恒弾性の結合部材６および８によって一体的
に形成されている。この場合、入力側縦振動音片２と出
力側縦振動音片４の９１側中央部には支持部材１０およ
び】２が突出して設けられている。入力側Ｎ振動音片２
には一対の入力側圧電セラミックス１４ａおよび１４．
　ｂが半田付は等により重合固着されている。前記支持
部材１０および１２の端部が保持部材２４の直立片２４
ａおよび２４ｂの」二部中央にレーザ溶接等により固着
きれている。そして、このように構成される複合縦振動
メカニカル・フィルタの入力側圧電セラミックス１４ａ
、１４．ｂ。

および直立片２４．ａ間には入力信号を供給するための
給電線１８と接地線１８ｅとが接続され、方、出カイ８
号を導出する導出線２０と接地線２０ｅとが接続されて
いる。

以上のような構成からすれば、結合部材６および２３に
よって連設されｔ−入力側縦振動音片とと出力側縦振動
音片４とが略空中に配Ｍされて、その縦振動等の動作に
支障のないように形成されていることが諒解されよう。

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
着されてその所望の目的を達成する。

上記のように構成される複合綿振動メカニカル・フィル
タにおいて、給電線】８および接地線１８ｅ間に信号Ｏ
ｓｃから抵抗Ｒ８紅た高周波信号Ｓ１が入力側圧電セラ
ミックス１４Ｉ□ｉお上び１４ｂ上に取着された図示し
ない電極に加えられ、電気的にアースされた入力側Ｎ振
動音片２どの間に高周波信号に相応した電界を生起する
。この電ｙ？により入力側圧電セラミックス１４Ｆ１お
よび１４Ｆ）は図中ＶｍおよびＶｒ＋に示す方向に電歪
を生じ、入力側縦振動音片２の長さ■１．を縦波の半波
長とする周波数Ｆ、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ｍＦ
ｌは次式にて与えられる。

Ｆｌ＝Ｖ／　　（２Ｌｌ）　　　　　　　　　−−・　
（１）この周波数Ｆ、における縦振動は結合部材６およ
び８において出力側縦振動音片４に機械的に結合して、
出力ａＳＵ振動音片４は長さＬ２による周波数Ｆ２の縦
振動で共振する５、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／　（２Ｌ２）　　　　　　　・・・　（２）
となる４、この出力＠縦振動音片４のＭ１振動による出
力側圧電セラミックス１６ａおよび１６ｂに生じた電圧
が導出線２０と接地線２Ｏｅ間に所定の、例えば、急峻
な周波数特性に形成された高周波数信号Ｓ２として導出
される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記従来の技術に係わる複合綿振動メカ
ニカル・フィルタにおいては、通過帯域外の阻止量が通
過帯域近傍においてそれほど大きくなく、通過帯域近傍
に特に大きな阻止量を必要とする際、対応できないとい
う問題点があった。

本発明は前記の課題に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは、通過帯域近傍にノツチ特性を持ノ
ーせることにより、特定の阻止域の阻止量を大きくとる
ことができる複合縦振動メカニカル・フーイルタを提供
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、本発明に係わる複合縦振動
メカニカル・フィルタにおいては、供給された高周波４
３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、通過帯域及び
その近傍において縦振動する複数の振動体と、 当該入ノＪ側振動体及び出力側振動体にそれぞれ重合せ
しめられ、導体か接続さｔす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置されるとともに、屈曲
振動において結合する複数の結合部材とを備え、 前記複数の結合部材にて結合された複数の振動体から出
力側振動体に一′）ながる系のみならず、入力側もしく
は出力側より延び、他の振動体に結Ｃされない系を持つ
ことを特徴とする。

（作用） 上記のようシ、二構成される本発明に係わる複合縦振動
メカニカル・フィルタにおいて、入力側縦振動ｇＨより
出力側縦振動音片に伸びる系はバンドパス特性を持ち、
入力ｍｕ振動音片もしくは出力側縦振動音片より伸び、
他の振動体に結合されない系はノツチ特性を有すること
により、ノツチ特性を持つバンドパスフィルタを構成で
きる。

（実施例） 次に、本発明に係わ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５ながら以丁詳細に説明
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３図は第２図に示す実
施例の複合縦振動メカニカル・フィルタの周波数特性の
計算結果の１例である。

第１図に示される例は、入力側縦振動音片３２と当該入
力側尉■１音片３２と同一の形状の出力側縦振動音片３
４および入力側に設けられたノツチ音片３３を有してい
る。前記入力＠縦振動音片３２、出力側縦振動音片３４
およびノツチ音片３３は同一面−Ｌに配置され、互いに
細い恒弾性合金よりなる結合部材３６．３８および３７
．３９が形成されている。さらに、ノツチ音片３３およ
び出力側縦振動音片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、イ技術に係わる
加工処理をもって、一体的に作製ざわる。

ざらに、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４４．ａ、４４ｂが半ＦＢ　（＝ｊ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３
４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
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Ａ枠部材５０と入力側縦振動音片３
２、出力側縦振動音片３４およびノツチ音片３３とは同
−而」−にある。ざらに、入力側圧電ゼラミック−，ｉ
　４４　ａ、４４１）及び出力側圧電セラミックス４６
ａ、４６Ｆ）に対する高周波信号の給電及び導出のにめ
の給電線５２および導出線５４が配線され、まｔ−接地
線５２ｅ、５４ｅが配線される。

上記構成においては、入力側縦振動音片３２、出力側縦
振動音片３４及びノツチ音片３３の端部、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およ
び３７．３９が配設されている。

次に、以Ｊ−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４４８１４４ｋ）
と入力！１Ｍ振動音片３２との間には給電線５２お、Ｌ
び接地線５２ｅを介して信号源Ｏｓｅより高周波信号Ｓ
４、例えば、スーパーヘゲ１１ダイン式受信機等の周波
数変換部で生成される４５５Ｋ　Ｈ７，の中間周波数信
号か供給される。それにより、電気的にアースされた入
力＠縦振動音片３２と入力側圧電セラミックス４４．ａ
、４４ｂとの間に高周波４３号Ｓ４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ｔｎｉおよびｍ　Ｏに示ず方向に
電工を生し、入力側縦振動音片３２が長ざＬ４を縦波の
半波長とする周波数Ｆ４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は次式で与えられる。

Ｆ４＝Ｖ／　（２Ｌ４）　　　　　　　・−−（３）こ
の縦振動は結合部材３６．３８おＪ゛び：３７．３９を
介して出力測幅振動音Ｊ１３４およびノツチ音片３３に
機械的に結合して伝搬し、結合部材３６．３８により出
力側縦振動音片３４が長さＬ　６により周波数Ｆ５の振
動において応動し、すなわち、縦振動で共振する３、ま
ｔ：結合部材：３７．３９によりノツチ音片３：３が、
長さＬ６が周波数Ｆ６にて応動する。すなわち、Ｎ振動
で共振する。この周波数Ｆ５とＦ６は（３）式同様に出
力側縦振動音片３４とノツチ音片３３の縦波の平均伝搬
速度をそれぞれＶ、Ｖ６とするならば、 Ｆ６＝Ｖ／　（２ｔ、５）　　　　　　　・・・　（４
）Ｆｓ＝Ｖｓ／　　（２Ｌｅ）　　　　　　　　・　・
　・　（５）となる。このノツチ音片３３の縦振動共振
により周波数Ｆ６付近にノツチ特性を持ち、出力１１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Ｎ極に電圧を生起し、
縦振動の伝搬および、ノツチ音片３３による制動作用に
よりノツチ特性を周波数Ｆ６付近に持つ周波数特性に形
成された、例えば、４５５　Ｋ　Ｎ（ｚ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。次いで、７個の縦振動音片で構成され、通
過帯域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＠縦振動音片７０及び出力＠縦振動音片
７８の間に複数の縦振動台Ｍ’７２．７４．７６が設け
られ、入力ｍｍ＊動音片７０および出力ａＳ振動音片７
８の外側にそれぞれノツチ音片７１及び７９が設けられ
、さらに、結合部材８２ａ、８２ｂと８４．ａ、８４ｂ
と８６ａ、８６ｂと８８ａ、８８ｂと８３ａ、８３ｂと
８９ａ、８９ｂとにおいて、各Ｕ振動音片７０ないし７
８が連接されている。

さらに、前記入力側縦振動音片７０および出力側縦振動
音片７８には一対の入力側圧電セラミックス９９ａ、９
９ｂ及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、１２２は給電線、１２４は
導出線、１２２ｅと１２４ｅは接地線である。

かかる構成における作用は前記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、多段の上記各振動音片７０ないし７８が配
設されても、ノツチ音片７１および７９の作用効果は変
わりなく、ノツチ音片７１もしくは７９の縦共振周波数
付近にノツチ点を持たせることができる。

第３図は第２図の構造の複合縦振動メカニカル・フィル
タの周波数特性の計算結果の１例で、入出力両端のノツ
チ音片にて中心周波数４５５ＫＨｚに対して＋９ＫＨｚ
および＋１２．５に；（Ｚの点にノツチを設けた例であ
る。

（発明の効果） 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、 高周波数信号の入力側および出力側を含み、通過帯域お
よびその近傍においてＮＭ動する複数の振動体と、 当該入力側！振動体及び出力側振動体にそれぞれ重合せ
しめられ、導体が接続き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、 前記複数の結合部材にて結合された複数の振動体が入力
側振動体から出力側振動体につながる系のみならず、入
力側もしくは出力側より延び、多の振動体に結合されな
い系を持つことを特徴とする。

これにより、通過帯域近傍にノツチ特性を持たせる事に
より、特定の阻止域の阻止量を大きくとることのできる
複合縦振動メカニカル・フィルタを提供する事ができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の係わ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図は本発明に係わる複合縦振動メカニムル・フィル
タの他の実施例の構成を示す斜視図。 第３図は第２図に示す本発明の複合縦振動メカニカル・
フィルタの周波数特性の計算結果の一例である。 第４図は従来の技術に係わる複合Ｎ振動メカニカル・フ
ィルタの構成例を示す斜視図。 ３２・・・入力＃Ｉ樅捩振動音片３４・・・出力側縦振
動音片、３３・・・ノツチ音片、３６．３８．３７．３
９・・・結合部材、４０．４２・・・支持部材、４４ａ
、４４ｂ・・・入力側圧電セラミックス、４６ａ１４６
ｂ・・・出力側圧電セラミックス、５０・・・外枠部材
。 特許出願人　　日本無線株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、通過帯域及び
   その近傍において縦振動する複数の振動体と、 当該入力側振動体及び出力側振動体にそれぞれ重合せし
   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、前記複数の結
   合部材にて結合された複数の振動体が入力側振動体から
   出力側振動体につながる系のみならず、入力側および／
   または出力側に、他の振動体に結合されないノッチ特性
   を有する縦振動体を備えたことを特徴とするノッチ特性
   を有する複合縦振動メカニカル・フィルタ。