JPH05504032A - 表面弾性波フィルタ - 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】 表面弾性波フィルタ 本発明は表面弾性波フィルタに関する。

超高周波表面弾性波フィルタは、この種のフィルタのうちで最も簡単な実施例に おいて、電気的にフィルタの入力端子に接続された入カドランスデューサと、こ の入カドランスデューサに直接（即ち、何らの障害なしに）音響的に接続される ように、この入カドランデューサと同一の圧電基板上に配置され、かつフィルタ の出力端子に電気的に接続された出カドランスデューサとを備えている。

このようなフィルタの仕様を強化したいときは、そのインパルス応答の持続時間 を延長するように基板の長さを増加させること（即ち、２つのトランスデユーサ 間の直接音響経路に対応する距離を増加させること）が必要である。実際に、表 面弾性波帯域フィルタは良ければそのインパルス応答も長いという応答特性を持 っていることが周知となっている（理想フィルタは無限の持続時間を有するもの である。）、シかし、このような従来の解決法はそのフィルタの大きさを過度に 増加させ、従ってその製造コストが望ましくないものとなる欠点がある。

本発明はこの欠点を克服することを目的とする０本発明は、この目的のために、 ２チヤネル構造から構成された表面弾性波フィルタに関するものであって、各チ ャネルが当該フィルタの入力端子に電気的に接続された入カドランデューサと、 当該フィルタの出力端子に電気的に接続された出カドランスデューサと、これら ２つのトランスデユーサのうちの一つに音響的に直接接続された表面波反射器と をそれぞれ備え、前記入カドランデューサが前記出カドランスデューサに音響的 に直接接続されると共に、 前記表面波反射器と音響的に直接接続されている前記トランスデユーサとの間の 音響経路にそれぞれ直接対応している２つの距離が表面伝搬波長の１／２のある 整数×１７４波長内で異なることを特徴とするものである。

前記２つの入力°トランデューサは、好ましくは同一かつ短い型式のトランスデ ユーサであり、重み付けされていないものである。

音響的に関連されている前記出カドランスデューサから各入カドランデューサを 隔てる距離は、好ましくは等しい。

前記出カドランスデューサは、好ましくは、重み付けされた長い型式のトランス デユーサであり、その重み付けは当該フィルタについて所望のインピーダンス応 答曲線を得るように選択される。

更に、前記２つの入カドランデューサは、好ましくは、当該フィルタの長軸に関 して対称である。

前記２つの出カドランスデューサに関して、これらは、好ましくは、同一サイズ のトランスデユーサを含むと共に、好ましくは、当該フィルタの前記長軸に関し て対称に配置される。

可能とする一実施例によれば、前記表面弾性波フィルタは、更に、前記対の前記 表面波反射器と関連されることなく、前記対の出カドランスデューサに関連され た第２対の表面波反射器を備える。これら他の２つの表面波反射器そのものは、 一方を他方に対して、１／２波長の整数内で表面弾性波伝搬波長の１／４に等し い距離により長さ方向にもオフセットされている。

いずれにしろ、本発明は添付した図面を参照することにより良く理解され、その 効果及び他の特徴は以下の非限定的なついくつかの実施例の説明において明らか となる。

第１図は当該超高周波表面弾性波フィルタの第１の実施例である。

第２図は第１図のフィルタの他の形式である。

第３図は該フィルタの第３の実施例である。

第４図はこのような表面弾性波フィルタの第４の実施例である。

第１図を参照すると、本発明は、一枚の圧電基板１（この図では点線／鎖線によ り囲まれている）上に：同一かつ「短い」型式の、即ちごく少数の同一長のイン ターディジタル指（例えば、２又は３指）をそれぞれ有する２つの「入力」トラ ンデューサ２．３と（これら２つのトランスデユーサは同一であって、これらは 圧電基板１の長軸Ｘに関して対称に配置されている。この場合に、これら入カド ランデューサ２．３は、超高周波信号を入力する端子５に電気的に接続された共 通端子４に電気的に並列に接続され、これらの他の端子６．７はそれぞれアース に接続されている。）、 同一サイズの「長い」型式の重み付はトランスデユーサである２つの「出力」ト ランスデユーサ８．９と（以下で説明するように、所望の伝達関数により判断さ れるこれら２つのトランスデユーサも長軸Ｘに関して対称に配置されており、従 って長さ方向において一方か他方に関してオフセットされていない。この場合に 、これらは、該フィルタの出力端子１１に電気的に接続された共通端子１ｏと並 列に電気的に接続され、かつ他の端子１２及び１３はアースにそれぞれ接続され ている）、長軸Ｘから等距離で長軸Ｘのいずれかの側に配置されているが、一方 を他方に対し、かつ長さ方向に表面弾性波伝搬波長λの１／４に等しい距離ｄに よりオフセットされた２つの表面弾性波反射器１４及び１５と（表面弾性波伝搬 波長４は入カドランデューサ２に関連され、従って長さ方向に入カドランデュー サ２と整合され、かつ前記入カドランデューサ２に関して出カドランスデューサ ８の反対側に配置されている。同様にして、表面弾性波反射器１５は入カドラン デューサ３に関連され、従って長さ方向に入カドランデューサ３と整合され、か つ前託第２の入カドランデューサ３に関して第２の出カドランスデューサ９の反 対側に配置されている。最後に、要素１４．２．８は長さ方向（即ち、表面弾性 波伝搬方向に沿って）整合される。また、このことは他の３つの要素１５．３． ９にも成立し、一方これら２組の各「トリオ」１４．２．８及び１５．３．９は 長軸Ｘのいずれかの側に配置されている。） を備えた超高周波表面弾性波フィルタを含む。

第１図のフィルタの動作は以下のようである。

入カドランデューサ２は、５から入カドランデューサ２及び３に印加される超高 周波電気信号に応答して、表面弾性波２５を右方向、出カドランスデューサ８へ 発生し、かつ他の表面弾性波２６を左方向、表面弾性波反射器１４へ発生し、同 様に入カドランデューサ３は表面弾性波１７を右方向、トランスデユーサ９へ発 生し、かつ表面弾性波１８を左方向、表面弾性波反射器１５へ発生する。

直接波２５及び１７は振幅及び符号が等しく、従って「対称」波と呼ばれる。こ れらは重み付けされた出カドランスデューサ８．９に同相で到達する。出カドラ ンスデューサ８の重み付けは、その時間応答が伝達関数ｈ１により定義されるも のである。同様に、出カドランスデューサ９はその時間応答が他の伝達関数ｈ２ に対応するように重み付けされる。対称型式の直接波１５．１７か含まれている ので、最終的に第１のインピーダンス応答部分に対応するこれら２つの直接波２ ５及び１７について合成伝達関数り、： ｈ、＝ｈ、＋ｈ　２ か存在することになり、その持続時間は２つの出カドランスデューサ８及び９の 共通の長さＸＴに対応する。

波２６及び１８は、表面弾性波反射器１４及び１５でそれぞれ反射されてその反 射波１９及び２０を発生する０反射波１９及び２０は前述のオフセットｄのため に１／２波長たけ他方に対して位相シフトされているので、入カドランデューサ ２及び３に逆相で到達する。従って、対の反射波１９及び２０は「非対称」型で ある。

また、入カドランデューサ２．３が対称なので、これらのトランスデユーサは当 該対の反射波に関してトランスペアレントであり、これらの電気的なアクセスを 変更することができる。従って、対の反射波１９．２０は顕著な吸収なしに、対 の入カドランデューサ２．３を横切り、その経路２１及び２２に沿って対の出カ ドランスデューサ８．９へ行く。

対の入カドランデューサ２．３と、対の反射器１４．１５との間の長さ方向の平 均的な距離をＸｌＩＣ，により表わすと、実際上では前述の距離ｄは距離ＸＩＧ に対して無視可能なので、２つの非対称反射波２１．２２は、対称的な直接波２ ５．１７に対して、表面波がこの距離ＸＲ１１，を伝搬するために必要な時間の ２倍に対応した遅延により、出カドランスデューサ８．９に到達する。これら２ つの波２１．２２に起因する伝達関数は関数：ｈＡ＝ｈｘ　−ｈａ てあり、パルス応答に関して前述の長さＸＴに対応する持続時間を有する。

最後に、フィルタのパルス応答は： 前述の単独の関数ｈｓの距離である２ＸＲＧに対応した持続時間の第１の応答曲 線と、 ２ＸＲＧとＸＴとの間の時間間隔において、直接波２５．１７及び反射波２１． ２２が一緒になって出カドランスデューサ８及び９に作用するので、前述のり、 及びｈＡに対応する第２の曲線と、 最後に、反射波２１．２２のみが存在し続けるときに、ｘＴとＸ　Ｔ　＋　２　 Ｘ　ＲＯとの間のにある最後の時間間隔において、前述の単独の関数ｈＡに対応 する第３のパルス応答とからなる。

従って、反射器なしに通常のフィルタの応答Ｘアに対して２Ｘ＊ａにより伸延さ れたフィルタの総合インピーダンス応答は、これら連続的な３つの部分応答から 計算される。

所望のインパルス応答を得るために必要な出カドランスデューサ８．９の各重み 付けが逆変数により決定されることは勿論である。このパルス応答曲線が判ると 、２つの応答−！ｈＡ及びｈｓは第１に描かれ、その合成関数は、時間及び振幅 の項により、このインパルス応答を与えられる。出カドランスデューサ８．９の 伝達間数ｈ１及びｈ２、従ってこれら２つのトランスデユーサに印加される各重 み付けが簡単な式： 及び の適用により計算される。

この段階では、単に第１図のようなフィルタか一対の反射器、一対の入カドラン デューサ及び一対の出力端子を有するというだけのために、正しく動作すること 、従って２チヤネル構造により構成されることを十分に注意すべきである。単一 の入カドランデューサと、例えば入カドランスデューサ２と、当該実施例では単 一の反射器１４と、この実施例では単一の出カドランスデューサ８からなり、従 って単一のチャネル構造として発生されるフィルタは、以下の主２つの要な理由 ：　短い入カドランデューサ２の効率は、この例では、それらの全体のエネルギ が当該トランスデユーサに接続された電気的なインピーダンスに実質的に吸収さ れることなく、反射された表面弾性波を横切ることができるようにするために、 非常に低い必要があること； 「直接」及び「反射」応答は、第２のものか第１のものの複製であるので、独立 していないことになる。その結果のインパルス応答は、第１図のフィルタの場合 のように、あらゆる点で制御されないこと から満足に用いることができない。

第１図に戻ると、以上では端子５がフィルタの入力端子であり、端子１１か出力 端子であると仮定した。この種のフィルタにおいて非常に良く理解されている可 逆性のために、出願人は、このフィルタも逆方向で、即ち端子１１に電気信号を 印加し、かつ端子５からその電気的な出力信号を取り出すようにしても動作する ことを観察することができた。

更に、入カドランデューサ２．３を並列ではなく、直列に出カドランスデューサ ８．９と一緒にすることかできることも極めて容易に理解することができる。こ のような実施例は、更に以下で説明される第２図において、説明のために提供さ れる。同様に、入カドランデューサ２．３は並列に、出カドランスデューサ８． ９は直列に、又はその逆に結合されてもよい。

第２図は本発明の非限定的な特徴の例示として、第１図のフィルタの他の形式を 表わす、ここでは、横方向に整列されている表面弾性波反射器１４及び１５を除 き、並列ではなく、直列に接続されたそれぞれの対の入カドランデューサ２．３ 及び出カドランスデューサ８．９ばかっでなく、短い２つの入カドランデューサ ２．３も一方かｄ＝λ／４により他方に対してオフセットされている。このよう な場合に、好ましくは、一方で入カドランデューサ２と出カドランスデューサ８ との間、他方で入カドランデューサ３と出カドランスデューサ９との間の長さ方 向の距離を等しく保つために、長い出カドランスデューサ８．９はその一方を他 方に対して入カドランデューサ２．３と同一方向で距離ｄだけオフセットされる ている。勿論、このフィルタの動作は、入カドランデューサ２．３により放射さ れる一対の波２５．１７に対する応答を全般的に残している第１図のり、と同一 である。これに対し、ｈＡは放射される対の下側の表面弾性波チャネルの波が１ ／２波長の位相シフトにより符号か変化したとき。、得られる応答である。

前述のオフセット距＠ｄは、言うまでもなく、１／２波長の整数倍でλ／４に等 しい。即ち：ｄ＝（ｎ＋１／２）λ／２ である、たたし、ｎは整数である。

更に、このフィルタの他の変形を考えることかできる。これらのうちの２つが単 なる例として第３図及び第４図に示されている。

第３図は、まだ長さ方向にオフセットされている反射器１４及び１５が短い「入 力」トランスデユーサ２．３に関連される代わりに、長い「出力」トランスデユ ーサ８．９に関連されるということから、第１図のものと区別されるフィルタを 示す。従って、本出瀬人の会社は、満足に動作するこのようなフィルタも観察で き、従ってインパルス応答の伸延を達成すると共に、これを容易にモデル化でき る。

最後に、第４図は第１図及び第３図によるフィルタの組合わせであるフィルタを 示す、このフィルタは、一つの反射器の代わりに、２対の反射器、即ち：短いト ランスデユーサ２．３に関連され、かつ第１図のようにして長さ方向に一方か他 方に対して前述の距離ｄだけオフセットされている第１の対の反射器１４．１５ と、 長いトランスデユーサ８．９に関連され、かつ第４図のようにして表面弾性波伝 搬波長の１７４波長だけ長さ方向に一方が他方に対してオフセットされている第 ２の対の反射器２３．２４と を有する。

本発明は、言うまでもなく、以上で説明した実施例に限定されないが、これと極 めて良い対照で、低いレベルのモード（即ち、以上で説明した好ましい形式に対 応しない）であっても、他の多くの等価な形式を発生し得る。

要　約　書 超高周波表面弾性波フィルタ 超高周波表面弾性波フィルタは重み付けされた一対のトランスデユーサ（８，９ ）に関連する好ましくは対称的な一対の入カドランデューサ（２，６）を備えた ２チヤネル構造により構成される。更に、一対の反射器（１４，１５）がこれら 対のトランスデユーサ（２，３）に関連され、これらの反射器（１４，１５）は 表面弾性波の波長（λ）の１／４に等しい距離（ｄ）によりオフセットされてい る。重み付けは所望のインパルス応答を得るように選択される。

第１図 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成４年７月３１日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．２チャネル構造（１４、２、８及び１５、３、９）から構成され、各チャネ ルがその入力端子（５）に電気的に接続された入力トランデューサ（２、３）と 、その出力端子（１１）に電気的に接続された出力トランスデューサ（８、９） と、これら２つのトランスデューサのうちの一つ（２、３）に音響的に直接接続 された表面波反射器（１４、１５）とをそれぞれ備え、前記入力トランデューサ （２、３）が前記出力トランスデューサ（８、９）に音響的に直接接続されてい る表面弾性波フィルタにおいて、 前記表面波反射器（１４、１５）と、音響的に直接接続されている前記トランス デューサ（２、３）との間の直接的な音響経路（２６、１８）にそれぞれ対応す る２つの距離が、表面伝搬波長（λ）の１／２の整数×波長（λ）の１／４波長 内で異なることを特徴とする表面弾性波フィルタ。
2. ２．前記２つの入力トランデューサ（２、３）は同一であることを特徴とする請 求項１記載の表面弾性波フィルタ。
3. ３．音響的に関連されている前記出力トランスデューサ（８、９）から前記各入 力トランデューサ（２、３）を隔ている距離は同一であることを特徴とする請求 項１又は２記載の表面弾性波フィルタ。
4. ４．前記入力トランデューサは短い型式のトランスデューサ（２、３）であるこ とを特徴とする請求項１から請求項３までのうちの一つに記載の表面弾性波フィ ルタ。
5. ５．前記入力トランデューサ（８、９）は長い型式の重み付けされたトランスデ ューサであり、その個々の重み付けは当該フィルタ上に所望のインピーダンス応 答曲線に一致するように選択されていることを特徴とする請求項４記載の表面弾 性波フィルタ。
6. ６．前記２つの入力トランデューサ（２、３）は当該フィルタの長軸（Ｘ）に関 して対称であることを特徴とする請求項１から請求項５までのうちの一つに記載 の表面弾性波フィルタ。
7. ７．前記２つの出力トランデューサ（８、９）は同一の大きさのトランスデュー サであることを特徴とする請求項１から請求項６までのうちの一つに記載の表面 弾性波フィルタ。
8. ８．前記２つの出力トランデューサ（８、９）は当該フィルタの長軸（Ｘ）に関 して対称に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのうちの 一つに記載の表面弾性波フィルタ。
9. ９．更に、前記対の前記反射器（１４、１５）と関連されることなく、前記対の 出力トランスデューサ（８、９）と関連された第２の対の反射器（２３、２４） を備えると共に、更に他の２つの反射器（２３、２４）は一方が他方に対して１ ／２波長の整数内で前記表面弾性波伝搬波長（λ）の１／４に等しい距離（ｄ） により長さ方向にオフセットされていることを特徴とする請求項１から請求項８ までのうちの一つに記載の表面弾性波フィルタ。