JPH05235685A - 弾性表面波フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電気機器に使用される弾性表面波フィル
タにおいて、入力電極および出力電極の少ない反復回数
で漏れ損失が小さく帯域外減衰量の大きい弾性表面波フ
ィルタを提供することを目的とする。 【構成】 入力電気端子１、出力電気端子２、５対以上
の入力電極部３および５対以上の出力電極部４のうち少
なくとも一方の電極部を、上記電極部のそれぞれの電極
指対数をｎとするとき、上記電極部のうち少なくとも１
ケ所以上の電極の一端もしくは両端から 【数１】 の範囲に示されるｋ本目の電極指３ａまたは４ａのうち
電極の両端を除く１本もしくは２本もしくは３本を間引
き、かつ間引き位置が間引きを施した電極で全て同一位
置とした電極構成を有することにより、帯域外減衰量の
良好な弾性表面波フィルタが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧電性材料からなる基
板上に弾性表面波を伝搬させ、所望する周波数帯域を選
択的に取り出す弾性表面波フィルタに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、弾性表面波フィルタは移動体通信
機器の小型軽量化に伴い需要が増加しており、より低損
失で帯域外減衰特性のすぐれた弾性表面波フィルタが要
求されている。以下に従来の弾性表面波フィルタについ
て説明する。

【０００３】弾性表面波フィルタの基本型は、入力電極
および出力電極をそれぞれ１つずつ備えたものである
が、電気−弾性表面波のエネルギー変換を行なうすだれ
状電極には双方向性があり、入力電極で電気信号から弾
性表面波に変換されたエネルギーは出力電極の方向だけ
でなく逆の方向にも伝搬する。この解決法として、多電
極法が提案されている。多電極法は入力電極および出力
電極が交互に配置されており、双方向に伝搬する弾性表
面波を両側に配置された電極で検知し、さらにその外側
に電極を配置し低損失をはかるものである。入力電極お
よび出力電極の繰り返し数を多くすれば理論上損失量を
０にすることができるが、４から５回の繰り返し数で理
論上１ｄＢ以下の損失量を得ることができる。

【０００４】以上のように多電極法は低損失化に有効な
手法であるが、電極が交互に配置されているため電極の
多重伝搬の影響などから、十分な帯域外減衰量を得るこ
とができない。この解決法として、影像接続法が考案さ
れている。影像接続法では、電極を二段に分割し、影像
接続条件を満たす周波数でのみ二段に分割した電極間で
エネルギーの完全な伝達が行なわれる。従って、急峻な
立ち上がりおよび立ち下がりに効果があるが、電極を二
段に分割しているため損失量が大きくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
多電極法および影像接続法では、低損失でありかつ帯域
外減衰量の大きな特性を同時に得ることができない。し
たがって本発明は、多電極法において帯域外特性を向上
させるために間引き電極を導入し、低損失で帯域外特性
の良好な多電極型弾性表面波フィルタを得るために必要
な電極指の間引き位置を規定すると共に、良好な帯域外
特性を実現するための容易な電極設計法について規定す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の弾性表面波フィルタは、入力電極部および出
力電極部のうち少なくとも一方の電極部を、上記電極部
のそれぞれの電極指対数をｎとするとき、上記電極部の
うち少なくとも１ケ所以上の電極の一端もしくは両端か
ら

【０００７】

【数２】

【０００８】の範囲に示されるｋ本目の電極指のうち電
極の両端を除く１本もしくは２本もしくは３本を間引
き、かつ間引き位置が間引きを施した電極で全て同一位
置とした電極構成を有している。

【０００９】

【作用】この構成によって、それぞれの入力電極および
出力電極の帯域外位相特性を大幅に変化させることがで
き帯域外減衰量の良好な効果が容易に得られる。さら
に、入力電極および出力電極の対数を異ならせることに
より、帯域内もしくは帯域外の不要波ピークを抑圧して
帯域外減衰量を向上させることができる。また、入出力
電極の両側に反射器を備えることにより低損失な弾性表
面波フィルタを実現することができる。

【００１０】

【実施例】（実施例１）以下本発明の第１の実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００１１】図１において、１は入力電気端子、２は出
力電気端子、３は入力電極、４は出力電極、３ａおよび
４ａはそれぞれ入力および出力電極指、５は間引きを施
した電極指である。

【００１２】図１の入力電極および出力電極の対数はそ
れぞれ１０．５対（電極指本数は２１本相当）であり、
（数２）を満たすようにそれぞれの出力電極の両端から
５本目の電極指を間引いている。

【００１３】図２は、重み付けを施していない一つの正
規型電極（対数は１０．５対）の周波数特性の一例であ
る。中心周波数を中心に左右対称な形状を描き、中心周
波数から離れるに従って群をなしながら減衰していく。
図２中のＬ２およびＬ３は、中心周波数での減衰量を基
準とした第２群および第３群のそれぞれの相対減衰量で
ある。

【００１４】図３は、図２の正規型電極の両端から（数
２）のｘが０から０．５まで変化させたときのｋ本目の
電極指が間引かれた場合の、ｘとＬ２およびＬ３の関係
である。対数が異なっても図３の傾向はかわらないが、
対数が５対より少なくなると周波数特性全体の損失量が
大きくなり実用上低損失な弾性表面波フィルタを実現す
ることがほとんど不可能になる。

【００１５】図３からわかるように、Ｌ２はｘが０．２
付近で極小となり、Ｌ３はｘが０．２付近で極大とな
る。また、間引く電極指の本数が多くなれば絶対損失量
が大きくなり通過帯域内の損失量も大きくなるが、Ｌ
２，Ｌ３の変化量を大きくすることができる。

【００１６】以上のように構成された弾性表面波フィル
タについて、その動作を説明する。入力電極により励振
された弾性表面波は、上記入力電極の両側に備えられた
出力電極の方向に伝搬し、機械信号が電気信号に変換さ
れる。間引き電極を施してある出力電極の周波数特性は
上記第２群の減衰量が正規型電極の場合より大きいので
帯域外減衰量の大きな周波数特性が得られる。また間引
き電極の総数が多いほど上記の効果の向上が得られる。

【００１７】本実施例による弾性表面波フィルタの周波
数特性と電極指を間引いていない正規型電極から構成さ
れる弾性表面波フィルタの周波数特性を図４に示す。入
力電極部は７電極、出力電極部は８電極の１５電極構成
であり、電極対数は、入力電極部の電極がそれぞれ１
５．５対、出力電極部の電極がそれぞれ２５．５対であ
り、間引き電極指は、出力電極部のそれぞれの電極の両
端から６本目である。

【００１８】以上のように本実施例１による弾性表面波
フィルタの周波数特性は、従来の弾性表面波フィルタの
周波数特性と比較して帯域外減衰量を大きくすることが
できる。

【００１９】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００２０】実施例１では、電極指を２本間引いた間引
き電極であるが、電極指を１本あるいは２本以上間引い
ても作用はかわらない。本実施例２による弾性表面波フ
ィルタの周波数特性と電極指を間引いていない正規型電
極から構成される弾性表面波フィルタの周波数特性を図
５に示す。

【００２１】入力電極部は７電極、出力電極部は８電極
の１５電極構成であり、電極対数は、入力電極部の電極
がそれぞれ１５．５対、出力電極部の電極がそれぞれ２
５．５対であり、間引き電極指は、出力電極部のそれぞ
れの電極の両端から６本目および７本目である。上記間
引き電極指の位置は（数２）を満たす。実施例１の場合
より間引く電極数が多いため通過帯域内の損失量が大き
くなるが、帯域外減衰量をより良好にすることができ
る。

【００２２】以上のように本実施例２による弾性表面波
フィルタの周波数特性は、従来の弾性表面波フィルタの
周波数特性と比較して帯域外減衰量を大きくすることが
できる。

【００２３】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００２４】実施例１および実施例２では、間引く電極
指を間引きを施す電極の両端から同じ本数目としている
が、間引きを施す電極で（数２）を満たせば、任意の位
置の電極指を間引いても作用はかわらない。本実施例３
による弾性表面波フィルタの周波数特性と電極指を間引
いていない正規型電極から構成される弾性表面波フィル
タの周波数特性を図６に示す。

【００２５】入力電極部は７電極、出力電極部は８電極
の１５電極構成であり、電極対数は、入力電極部の電極
がそれぞれ１５．５対、出力電極部の電極がそれぞれ２
５．５対であり、間引き電極指は、出力電極部のそれぞ
れの電極の一端から６本目および上記とは逆の端から８
本目である。

【００２６】以上のように本実施例３による弾性表面波
フィルタの周波数特性は、従来の弾性表面波フィルタの
周波数特性と比較して帯域外減衰量を大きくすることが
できる。

【００２７】（実施例４）以下本発明の第４の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００２８】入力電極部のそれぞれの電極および出力電
極部のそれぞれの電極の対数を異ならせることにより、
不要波ピークを抑圧して帯域外減衰量を向上させること
ができる。本実施例４による弾性表面波フィルタの周波
数特性図を図７に示す。

【００２９】入力電極部は７電極、出力電極部は８電極
の１５電極構成であり、電極対数は、入力電極部の電極
がそれぞれ１６．５、１６．５、１５．５、１５．５、
１５．５、１６．５、１６．５対、出力電極部の電極が
それぞれ２７．５、２５．５、２３．５、２３．５、２
３．５、２３．５、２５．５、２７．５対であり、間引
き電極指は、出力電極部のそれぞれの電極の両端から６
本目である。不要波ピークが除去され帯域外減衰量をか
なり良好にすることができる。

【００３０】以上のように本実施例４による弾性表面波
フィルタの周波数特性は、従来の弾性表面波フィルタの
周波数特性と比較して帯域外減衰量を大きくすることが
できる。

【００３１】なお、実施例１もしくは実施例２もしくは
実施例３もしくは実施例４において、入出力電極の両側
に反射器を備えることにより最も外側の電極から漏れる
弾性表面波を反射させ、より低損失な弾性表面波フィル
タを実現することができる。

【００３２】また、入力電極部および出力電極部の対数
が本実施例と異なっても、また間引き電極を入力電極だ
けに、あるいは入力電極および出力電極両方に施して
も、また電極部の一部の電極に施しても同様の効果が得
られる。

【００３３】さらに、上記実施例では、弾性表面波フィ
ルタをタンタル酸リチウム基板にアルミ電極を蒸着させ
て作成したが、上記基板以外の圧電性基板および上記電
極材料以外の電極材料で作成しても同様の効果が得られ
ることは言うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明は、入力電極部およ
び出力電極部のうち少なくとも一方の電極部を、上記電
極部のそれぞれの電極指対数をｎとするとき、上記電極
部のうち少なくとも１ケ所以上の電極の一端もしくは両
端から（数２）の範囲に示されるｋ本目の電極指のうち
電極の両端を除く１本もしくは２本もしくは３本を間引
き、かつ間引き位置が間引きを施した電極で全て同一位
置とした電極構成にすることにより帯域外減衰量の良好
な弾性表面波フィルタを容易に実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における電極構成図

【図２】電極対数が１０．５対の正規型電極の周波数特
性図

【図３】（ａ）数１におけるｘと図２における第２群の
相対減衰量の関係図 （ｂ）数１におけるｘと図２における第３群の相対減衰
量の関係図

【図４】本発明の第１の実施例と従来の正規型電極にお
ける周波数特性図

【図５】本発明の第２の実施例の周波数特性図

【図６】本発明の第３の実施例の周波数特性図

【図７】対数重み付けを付加した本発明の第４の実施例
の周波数特性図

【符号の説明】

１ 入力電気端子 ２ 出力電気端子 ３ 入力電極 ４ 出力電極 ３ａ 入力電極指 ４ａ 出力電極指 ５ 間引きを施した電極指

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 慶治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電性基板上に、高周波信号が印加され
   る少なくとも１ケ所以上が５対以上のすだれ状入力電極
   からなる複数の入力電極部と、前記入力電極部により励
   振される弾性表面波を受信する少なくとも１ケ所以上が
   ５対以上のすだれ状出力電極からなる複数の出力電極部
   を備え、前記入力電極および出力電極が交互に配置され
   る弾性表面波フィルタにおいて、前記５対以上の入力電
   極部および５対以上の出力電極部のうち少なくとも一方
   の電極部を、前記電極部のそれぞれの電極指対数をｎと
   するとき、前記電極部のうち少なくとも１ケ所以上の電
   極の一端もしくは両端から以下の式の範囲に示されるｋ
   本目の電極指のうち電極の両端を除く１本もしくは２本
   もしくは３本を間引き、かつ間引き位置が間引きを施し
   た電極で全て同一位置とした電極構成を有することを特
   徴とする弾性表面波フィルタ。 【数１】
2. 【請求項２】 入力電極もしくは出力電極の対数が少な
   くとも１ケ所以上異なることを特徴とする請求項１記載
   の弾性表面波フィルタ。
3. 【請求項３】 入出力電極の両側に反射器を備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の弾性表面波フィルタ。