JPH05507591A - 低損失表面波フィルタ - 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】 低損失表面波フィルタ 本発明は、低損失マイクロ波表面音響波フィルタに関する。

本発明に係るこのタイプの高性能の低損失フィルタは、例えば、デュフィリ−（ Ｄｕｆｉｌｌｅ）、ホープ（Ｈｏｄｓ）およびデボア（Ｄｅｓｂｏｉｓ）氏によ る論文「低損失高性能フィルタ構造体Ｊ　ＩＥＥＥ、１９８９年超音波シンポジ ウム（シカゴ）第１〜４ページに記載されている。この論文に記載のフィルタは 、 第１の双方向性結合トランスジューサの両側に対称的に音響的に接続された２つ の単方向柱入カドランスジューサと、 第１の双方向性結合トランスジューサに電気的に接続された第２の双方向性結合 トランスジューサと、この第２の双方向性結合トランスジューサの両側に対称的 に設けられ、この第２の双方向性結合トランスジューサに音響的に接続された２ つの双方向性出力トランスジューサと、 ２つの入カドランスジューサにそれぞれ電気的に接続された２つの入力端子およ び出力端子とから成る。

本発明は、このタイプの表面波フィルタの性能特性を改善することにある。この 目的のため、非常に一般的な次の手段を含む表面波フィルタについて言及するこ ととする。その手段とは、すなわち、このフィルタの入力ターミナルに電気的に 接続され、少なくとも一つの第１の結合トランスジューサに音響的に結合された 、一つ又はそれ以上の重み付けされた又は重み付けされないトランスジューサと 、 この第１の結合トランスジューサに電気的に接続され、一つ又はそれ以上の出カ ドランスジューサに音響的に接続されると共に、このフィルタの出力ターミナル に電気的に接続されており、少なくとも一つの重み付けされた、又は重み付けさ れない第２の結合トランスジューサとから成る手段である。

このフィルタは、Ｏ形カプラーを備えたひとつ以上の単方向性トランスジューサ を有しており、この０形フイルタに囲まれたトランスジューサは、表面波の伝播 方向に垂直なこのカプラーの軸に対して、表波の伝播波長の８分の１プラス半波 長の整数倍に等しい距離だけずれている。

このフィルタは０形カプラーを備えた２対の単方向性トランスジューサを含み、 第１の対はフィルタの入力端に関連し、第２の対はフィルタの出力端に関連して おり、の２つのＯ形カプラー「および／または」第２の対の２つのカプラーの表 面波の伝播方向への内径は、同じ対の２つのＯ形カプラーの間で、表面波の伝播 波長の半分プラス波長の整数Ｍ倍（ここでＭは、第１対と第２対の間で異なるこ とがある）だけ異なるようになっている。

別の特徴によれば、当該フィルタは、入力端側に、中心結合トランスジューサへ 音響的に接続された２つの横方内入カドランスジューサ、または２つの横方向結 合トランスジューサに音響的に接続された中心入力トランスジューサのいずれか を含み、出力端側に入力端側のトランスジューサと同様なトランスジューサの構 造を含み、フィルタの入力端側「および／または」出力端側で、各入カドランス ジューサまたは出カドランスジューサの軸と、このトランスジューサの軸との間 のそれぞれの距離は、フィルタの入力端又は出力端についての同一の対の間で波 長の整数倍（ここでこの整数は入力端側および出力端側の間で異なることがある ）だけ異なる。

更に別の特徴によれば、当該フィルタは、入力端側に中心結合トランスジューサ に音響的に接続された２つの横方内入カドランスジューサまたは２つの横方向結 合トランスジューサに音響的に接続された中心入カドランスジューサのいずれか を含み、出力端側に入力端側のトランスジューサと同様なトランスジューサの構 造を含み、このフィルタは入力または出カドランスジューサの軸と、このトラン スジューサに関連した結合トランスジューサの軸との間のそれぞれの距離は、入 カドランスジューサー　と出カドランスジューサとの間で波長の４分の１プラス 半波長の整数倍プラス結合トランスジューサでの反射係数の位相差だけ異なる。

最後の特徴によれば、当該フィルタは重み付けされた結合トランスジューサを使 用し、これらフィルタのバスバンド内ではこれら結合トランスジューサ間ではレ スポンスが実質的に同一であり、このフィルタのバスバンド外ではレスポンスが 異なるようこれら結合トランスジューサの重み付けが異なるよう選択されている ことを特徴とする。

いずれにせよ、添付した図を参照して非限定的な次の実施例の説明を読めば、本 発明について充分に理解でき、その利点および他の特徴が明らかとなろう。

第１図は、この表面弾性波フィルタの全体図、第２図は、この同じフィルタの一 部（右下の４分の１）の拡大図である。

まず、低損失表面弾性波フィルタ構造体に関する第１図および第２図の双方を参 照する。このフィルタは、従来は絶縁基体１に設けられた単方向注入カドランス ジューサ２．３の一対と、単方向性出カドランスジューサ４゜５のもう一つの対 から構成され、これらの入出カドランスジューサは、双方向性入力結合トランス ジューサ６および双方向性出力結合トランスジューサ７により音響的に結合され ている。

これら２つのトランスジューサは、多数のフィンガを備えた、重み付けされたト ランスジューサであり、一方の幅の広い絶縁ストリップ９に堆積された金属スト リップ８により互いに電気的に接続されている。言うまでもなく、金属ストリッ プ８は、ハンダづけされたワイヤと置き換えてもよい。

４つの単方向性入出カドランスジューサ２〜５は、それぞれのアース１０〜１３ を有し、これらのアースは結合トランスジューサ６．７のアース１４から距離１ ５〜１８だけ離間している。これらのアースは、有害なパイロ電気効果を抑制す るように電気抵抗器１９〜２２により共に接続すると有利である。

アース平面および基体１のエツジ４３．４４は、従来通り表面音響波の伝播方向 ２４に対する垂直線４５に対し傾斜しており、このような傾斜により、音響吸収 器を使用することなく反射で生じる乱れを防止していることに留意されたい。

入カドランスジューサ２，３は、それぞれのワイヤ２５および２６により蒸暑さ れた入力バッド２７に電気的に接続されており、このパッドはフィルタの入力ワ イヤ２８を受けると共に、静電気を放電しないように抵抗器２９により保護され ている。これらの点は、出カドランスジューサ４，５（バッド４０、接続ワイヤ ４１゜４２、出力ワイヤ４６および抵抗器４７）についても対称的に同様である 。

単方向性トランスジューサ２〜５の各々は、従来のように（特に第２図の拡大図 中のトランスジューサ３を参照）、「０形カプラー」と称される単方向性トラン スジューサである。したがって、このトランスジューサは、中心トランスジュー サ３０から成る。このトランスジューサ３０は、本例では「ショート」と称され るワイドバンドのトランスジューサ、すなわち、極めて少数のアクティブフィン ガを有するトランスジューサであり、この中心トランスジューサは０字状の「マ ルチストリップ」カプラー３１により囲まれ、上記方向２４に対し垂直な、この カプラー３１の軸に対して距離ｉだけずれている。

この距離ｉは、このタイプの従来の単方向性トランスジューサでは、表面音響波 の伝播波長λの８分の１に等しい。本発明の特徴の一つによれば、このオフセッ ト値は、λ／８の値と異なっていることが理解されよう。

トランスジューサ３０の中点３３とアースとの接続は、この中点３３をアース板 １１にリンクするブリッジリンク３４によって行われる。

結合トランスジューサ６および７に対するアース平面１４は、入カドランスジュ ーサ２．３と出カドランスジューサ４，５との間のスクリーンとして働く。上記 分離点１５〜１８は、２つの音響的に関連したトランスジューサ例えば６および ２の音響的アバーチェアのすべてにわたる狭いインターバル３５から成り、この インターバル３５は表面音響波の伝播方向２４に対して傾斜している。

蒸着部３６および３３は、トランスジューサ３０の「信号」端子（ライブ点）お よび「アース」端子（中点）にそれぞれ対応している。

本発明の特徴であるこのフィルタの第１の特徴によれば、上記オフセット値ｉは 、表面音響波の伝播波長λの８分の１に半波長の整数Ｎ倍を加えた値に殆んど等 しい。

すなわち ｉ−λ／８＋Ｎλ／２であり、これにより、カプラー３１の伝達関数においてバ ンド外でゼロが得られ、従ってフィルタの中心から離れた所でのりジエクション 特性（すなわち、バンド外のりジエクション特性）が改善されるという効果があ る。

これらのオフセット値は、単方向柱入カドランスジューサ２，３が関係している か、または単方向性比カドランスジューサ４．５が関係しているかに応じて異な ることがある。

このフィルタの第２の特徴によれば、２つの入カドランスジューサ２および３に 関連した２つの０形カプラーについての、表面波の伝播方向２４の内径Ｄ（第２ 図のカプラー３１を参照）「および／または」２つの出カドランスジューサ４， ５に関連した２つのＱ形カプラーの内径は、同じ対（２，３または４，５）で波 長の整数Ｍ倍プラス波長λの半分だけ互いにに異なる。この整数Ｍは、２つの入 カドランスジューサとの間および、２つの出カドランスジューサの間で異なるこ とがある。例えば、これら２つの径りは、２つの入カドランスジューサ２゜３の 間ではＭ１λ＋λ／２だけ異なるが、２つの出カドランスジューサ４．５の間で はＭ２λ＋λ／２だけ異なる。ここでＭｌとＭ２は違いに異なる整数（０，１， ２等）である。

このような位置のずれ（オフセット）は、位相が逆になるように反射波をＯ形カ プラーの左右に移動させる効果があり、したがって、これらを抑制する効果があ る。

これらの反射は、本質的には機械的な原点で生じ、圧電基体１の表面が蒸着によ りゴーイングされているという事実に起因している。

第３の特徴によれば、入カドランスジューサ２．３の対「および／または」出カ ドランスジューサ４，５の対に再び関連して、各トランスジューサ（例えば３） のそれぞれの間の距離Ｘ（第２図参照）およびこれに関連する結合トランスジュ ーサ（本実施例では６）のそれぞれの軸間の距離は、一対のトランスジューサ（ 入力「および／または」出カドランスジューサ）間で波長の整数に倍だけ異なる 。この整数には、入カドランスジューサ（２，３）の対と、出カドランスジュー サとの間で異なることがある。フィルタの伝達関数にバンド外の中空リジェクシ ョン特性を生じさせることによるこの特徴により、遠方でのバンド外の中空リジ ェクション特性が改善される。

第４の特徴によれば、本発明の目的は、通過時の２回の反射に起因する障害を除 去することにあり、上記距離Ｘは、入カドランスジューサ２または３と出カドラ ンスジューサ４または５との間では４分の１波長プラス半波長の整数２倍プラス ２つのカップリングトランスジューサ６．７上の対称駆動時の反射係数（ＲＣＩ 　、ＲＣ２）の位相差だけ異なる。例えば、出カドランスジューサ４に関する距 離Ｘ２と入カドランスジューサ２に関する距離Ｘｌとの関係は、次の式により表 される。

Ｘ２−］１−λ／４＋λφ／４π＋Ｐλ／２ここでφは、 ＲＣ２／ＲＣＩ　−Ｉ　ＲＣ２／ＲＣＩ　ｌ　ｅ−ｊφ第５の特徴は、結合トラ ンスジューサ６．７の重み付けにある。このタイプのフィルタでは、結合トラン スジューサは、フィルタのバスバンド内で実用上同一のアドミッタンスを有して いなければならないことおよび第２次ローブを小さくするようこれらのトランス ジューサの重み付けをしなければならないことが判っている。

この第５の特徴によれば、結合トランスジューサ６゜７の重み付けは異なり、こ れらの値はフィルタのバスバンド内でのこれらのトランスジューサ６．７のレス ポンスが実質的に同じでありかつフィルタのバスバンド外ではレスポンスが異な るように選択される。これらの特徴は、第２次ローブの大きさを小さくするので 、フィルタのバンド外のりジェクション特性が改善される。

結合トランスジューサ６．７の電気的同調は、当技術分野で周知の並列同調また は直列同調のいずれでもよいし、また１９８８年１０月１４日に本願出願人によ り出願されたフランス特許出願第８８１３５３６号に記載のような整合インピー タンスによる同調でもよい。

適当な入出カドランスジューサ（例えば、第２図中のトランスジューサ３０）は 、本実施例では３〜８本のアクティブフィンガを有するショート形として知られ ているトランスジューサ６．７と同じように重み付けしたトランスジューサのほ うがよい。この後者の場合、２つの入力または出カドランスジューサの低減され たインピーダンスが負荷ソースのインピーダンスに近ければ、このフィルタは電 気的な同調回路は不要である。

言うまでもなく、本発明は、これまで述べた実施例のみに限定されるものではな い。例えば、０形カプラーを作動させない特性に関係している場合において、０ 形カプラーを備えたトランスジューサを除く単方向性フィル夕を使用する同様な 構造のフィルタにも適用できる。また本発明は、このフィルタの構造体の変形例 の考えられるすべての出力にも等しく適用できる。かかる変形例は、厳密な制限 的でない実施例として述べれば、第１図のフィルタと同じ概念のフィルタから成 るが、単一の軸方向の双方向性入力トランスジューサを含む。この入カドランス ジューサは、２つの出力結合トランスジューサに電気的に接続された２つの単方 向性入力結合トランスジューサに向けて両側で再送信し、これら２つの出力結合 トランスジューサ自体も単方向性であり、単一の出カドランスジューサに再送信 するようになっており、このトランスジューサ自体も軸方向の双方向性となって いる。同一の機能を奏することができるが、第１の構成の反転形となっているか かる構成では、合計４つの結合トランスジューサと２つの入出カドランスジュー サしかない。

要　約　書 結合トランスジューサ（６，７）に音響的に関連した入カドランスジューサ（２ ，３）および出カドランスジューサ（４，５）から成るタイプの低損失マイクロ ウェーブ表面弾性波フィルタ。

トランスジューサ（２〜７）の相対位置及びそれらの０形反射器の相対位置は、 このフィルタの伝達関数が任意の関数となるように結合トランスジューサ（６， ７）の重み付けに関連して選択される。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）　１ｍ平成　４　年　１０月　 １５日

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも一つの第１の結合トランスジューサ（６）に音響的に結合された 一つ以上のトランスジューサ（２，３）と、 この第１の結合トランスジューサ（６）に電気的に接続され、一つ以上の出力ト ランスジューサ（４，５）に音響的に接続された少なくとも一つの第２結合トラ ンスジューサ（７）とから成るタイプの表面波フィルタであって、 このフィルタの所望の伝達関数が得られるように入力トランスジューサ（２，３ ）「および／または」出力トランスジューサ（４，５）のこれらトランスジュー サに関連する結合トランスジューサ（６，７）「および／または」反射器（３１ ）に対する位置を結合トランスジューサ（６，７）の重み付けに関連して選択す ることを特徴とする表面波フィルタ。
2. ２．Ｏ形カプラー（３１）を備えた数個の単方向性トランスジューサ（２〜４） から成る請求項１の表面波フィルタであって、 このＯ形フィルタ（３１）に囲まれたトランスジューサ（３０）は、表面波の伝 播方向２４に垂直なこのカプラー（３工）の軸（３２）に対して、表面波の伝播 波長（λ）の８分の１プラス半波長（λ／２）の整数（Ｎ）倍に等しい距離だけ ずれていることを特徴とする表面音波フィルタ。
3. ３．Ｏ形カプラー（３１）を備えた２対の単方向トランスジューサ（２〜５）を 含み、第１の対（２，３）はフィルタの入力端に関連し、第２の対（４，５）は フィルタの出力端に関連した、請求項１又は２に記載の表面波フィルタであって 、 上記トランスジューサのうちの第１の対（２，３）の２つのＯ形カプラー「およ び／または」第２の対（４，５）の２つのカプラーの表面波の伝播方向（２４） への内径（Ｄ）は、同じ対の２つのＯ形カプラーの間で、表面波の伝播波長（λ ）の半分プラス波長（λ）の整数Ｍ倍（ここでＭは、第１対（２，３）と第２対 （４，５）の間で異なることがある）だけ異なることを特徴とする表面波フィル タ。
4. ４．入力端側に中心結合トランスジューサ（６）に音響的に接続された２つの横 方向入力トランスジューサ（２，３）または２つの横方向結合トランスジューサ に音響的に接続された中心入力トランスジューサのいずれかを含み、出力端側に 入力端側のトランスジューサ（２，３，６）と同様なトランスジューサ（４，５ ，７）の構造を含むタイプの請求項１〜３のいずれかに記載の表面波フィルタで あって、 フィルタの入力端側「および／または」出力端側で、各入力トランスジューサ（ ２または３）または出力トランスジューサ（４または５）の軸（３２）と、この トランスジューサ（６または７）の軸との間のそれぞれの距離Ｘは、フィルタの 入力端又は出力端についての同一の対の間で波長（λ）の整数（Ｋ）倍（ここで Ｋは入力端側および出力端側の間で異なることがある）だけ異なることを特徴と する表面波フィルタ。
5. ５．入力端側に中心結合トランスジューサ（６）に音響的に接続された２つの横 方向入力トランスジューサ（２，３）または２つの横方向結合トランスジューサ に音響的に接続された中心入力トランスジューサのいずれかを含み、出力端側に 入力端側のトランスジューサ（２，３，６）と同様なトランスジューサ（４，５ ，７）の構造を含むタイプの請求項１〜４のいずれかに記載の表面波フィルタで あって、 入力または出力トランスジューサの軸（３２）と、このトランスジューサに関連 した結合トランスジューサ（６または７）の軸との間のそれぞれの距離（Ｘ）は 、入力トランスジューサ（２または３）と出力トランスジューサ（４又は５）と の間で波長（λ）の４分の１プラス半波長の整数（Ｐ）倍プラス結合トランスジ ューサ（６，７）での対称駆動時の反射係数（ＲＣ１，ＲＣ２）の位相差（λφ ／４π）だけ異なることを特徴とする表面波フィルタ。
6. ６．重み付けされた結合トランスジューサを使用するタイプの請求項１〜５のい ずれかに記載の表面波フィルタであって、 これらフィルタのパスバンド内ではこれら結合トランスジューサ（６，７）間で はレスポンスが実質的に同一であり、このフィルタのパスバンド外ではレスポン スが異なるようこれら結合トランスジューサ（６，７）の重み付けが異なるよう 選択されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表面音波。