JPH06291600A - 弾性表面波フィルタ - Google Patents

弾性表面波フィルタ

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JPH06291600A
JPH06291600A JP8048993A JP8048993A JPH06291600A JP H06291600 A JPH06291600 A JP H06291600A JP 8048993 A JP8048993 A JP 8048993A JP 8048993 A JP8048993 A JP 8048993A JP H06291600 A JPH06291600 A JP H06291600A
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JP
Japan
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acoustic wave
surface acoustic
resonator
reflector
wave filter
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Pending
Application number
JP8048993A
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English (en)
Inventor
Shunichi Seki
関  俊一
Kazuo Eda
和生 江田
Yutaka Taguchi
豊 田口
Keiji Onishi
慶治 大西
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電気機器に使用される共振器梯子型弾性
表面波フィルタにおいて、スプリアスのない小型な弾性
表面波フィルタを提供することを目的とする。 【構成】 圧電性基板上に、少なくとも1個の弾性表面
波共振器3を直列腕に、また少なくとも1個の弾性表面
波共振器4を並列腕に梯子型に接続した弾性表面波フィ
ルタにおいて、前記直列腕および並列腕の弾性表面波共
振器3、4が反射器を有しない構造にし、反射器に起因
するスプリアスを除去する。

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励振させ、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
失で不要なスプリアスのないすぐれた弾性表面波フィル
タが要求されている。
【0003】以下に従来の共振器梯子型弾性表面波フィ
ルタについて説明する。共振器梯子型弾性表面波フィル
タは、従来の入力電極部および出力電極部を弾性表面波
伝搬方向に複数個交互に配置した多電極構成型と比較し
て低損失化に有利なため、最近注目されている。共振器
梯子型弾性表面波フィルタの原理は、従来のセラミック
梯子型フィルタと同一であり、共振器部分が弾性表面波
共振器に置き換わっているだけである。この弾性表面波
共振器は、高周波信号が印加され弾性表面波を励振させ
るためのすだれ状電極部およびその両側に弾性表面波の
エネルギーを共振器内に閉じ込め定在波にするための反
射器が備わっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
共振器梯子型弾性表面波フィルタでは、すだれ状電極部
と反射器との電気的負荷条件が異なり、電極部の共振周
波数および反射器の共振周波数がずれ、後者の共振周波
数においてスプリアスが発生する。このスプリアスの回
避のため、電極部および反射器との結合長を変化させた
り、反射器のグレーティング周期長を電極部のすだれ状
電極の周期長と異ならせたりしているが、完全なスプリ
アスの除去は困難である。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の共振器梯子型弾性表面波フィルタは、すだれ
状電極の内部反射により定在波を励振させるため、弾性
表面波共振器が反射器を有しない構造とする。
【0006】
【作用】この構成によって、反射器に起因するスプリア
スがなく良好な周波数特性を得ることができ、かつ反射
器を有しないため共振器が小型になるため、小型高特性
の弾性表面波フィルタを実現することができる。
【0007】
【実施例】(実施例1)以下本発明の第一の実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。
【0008】図2は本発明の実施例に用いる弾性表面波
共振器の電極構造図で、5は入力電気端子、6は出力電
気端子であり、7はこれら電気端子に接続されたすだれ
状電極部であり、8は弾性表面波を励振させる電極指で
ある。図3は従来の弾性表面波共振器の電極構造図であ
り、すだれ状電極の両側に9のような反射器を有してい
る。図4および図5はそれぞれ図2および図3の電極構
造による弾性表面波共振器の共振特性の一例であり、縦
軸はインピーダンスの虚数部を横軸は周波数を表してい
る。従来の反射器を有する構造では、すだれ状電極によ
る共振特性以外に図5のAに示すような反射器による共
振特性も出現している。しかし本発明の実施例に用いる
弾性表面波共振器の構造では、図4に示すようにすだれ
状電極による共振特性だけが得られ他のスプリアスの無
い良好な特性である。
【0009】図1は本発明の実施例による共振器梯子型
弾性表面波フィルタの構成の一例であり、1は入力電気
端子、2は出力電気端子、3は直列腕弾性表面波共振
器、4は並列腕弾性表面波共振器である。図6は本発明
の実施例における共振器梯子型弾性表面波フィルタの周
波数特性図であり、図1に示した直列腕共振器および並
列腕共振器が図2に示した弾性表面波共振器である構成
にし、36゜YカットX伝搬タンタル酸リチウム基板上
にすだれ状電極の対数を100対とし、すだれ状電極指
端での弾性表面波の反射係数が6%になるように作製し
た。図7は従来の共振器梯子型弾性表面波フィルタの周
波数特性図であり、図1に示した直列腕共振器および並
列腕共振器が図3に示した反射器を有した弾性表面波共
振器である構成にしている。なお、図7のフィルタ構成
において、直列腕および並列腕の弾性表面波共振器の高
周波信号が印加されるすだれ状電極の対数は、図6の電
極構成とそれぞれ同一である。本発明による共振器梯子
型弾性表面波フィルタは反射器を有していない共振器で
構成されているため、従来の反射器を有する共振器で構
成された共振器梯子型弾性表面波フィルタと比較して、
スプリアスの無い極めて良好な周波数特性を得ることが
できる。また、圧電性基板をニオブ酸リチウムまたはほ
う酸リチウムにて作製しても、比通過帯域幅が異なるも
ののタンタル酸リチウム基板上に作製した場合と同様に
本発明の効果が得られる。
【0010】以上のように本実施例による共振器梯子型
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反射器に起因するスプ
リアスを完全に除去することができ、かつ反射器を有し
ない分だけ小型にすることができる。
【0011】(実施例2)以下本発明の第二の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
【0012】実施例1では、全ての弾性表面波共振器が
反射器を有していないため、すだれ状電極の外部に定在
波のエネルギーが漏れ反射器を有す場合より共振器の共
振Qが小さくなり、フィルタ特性として挿入損失がやや
大きくなる。この改善対策には、フィルタ特性に悪影響
を及ぼす直列腕弾性表面波共振器の反射器に起因するス
プリアスまたは並列腕弾性表面波共振器に起因するスプ
リアスだけ除去あるいは小さくすればよい。図7におい
て、Bは直列腕弾性表面波共振子の反射器に起因するス
プリアスであり、Cは並列腕弾性表面波共振器の反射器
に起因するスプリアスである。例えばCのスプリアスを
除去するには並列腕弾性表面波共振器が反射器を有しな
い構成にすればよい。図8は本発明の第二の実施例にお
ける共振器梯子型弾性表面波フィルタの周波数特性図で
あり、図1に示した構成において直列腕共振器が図3に
示した従来の反射器を有する弾性表面波共振器であり、
並列腕共振器が図2に示した本発明の実施例に用いる反
射器を有しない弾性表面波共振器であり、実施例1と同
様に36゜YカットX伝搬タンタル酸リチウム基板上に
すだれ状電極指端での弾性表面波の反射係数が6%にな
るように作製した。なお、直列腕および並列腕の弾性表
面波共振器の高周波信号が印加されるすだれ状電極の対
数は、実施例1の電極構成とそれぞれ同一である。図8
からわかるように、本発明の実施例による構成では並列
腕弾性表面波共振器の反射器に起因するスプリアスを除
去し、またすだれ状電極の外部に定在波のエネルギーの
漏れる弾性表面波共振器の数を少なくしたため、低損失
で不要なスプリアスの無い良好な周波数特性を実現する
ことができる。
【0013】また、並列腕弾性表面波共振器の一部分を
反射器を有しない構造にすれば、並列腕弾性表面波共振
器の反射器に起因する不要なスプリアスを小さくするこ
とができる。図9は図1に示した構成において直列腕共
振器が図3に示した従来の反射器を有する弾性表面波共
振器であり、2個の並列腕共振器のうち一方が図2に示
した本発明に用いる反射器を有しない弾性表面波共振器
であり、他方は図3に示した従来の反射器を有する弾性
表面波共振器であり、実施例1と同様に36゜Yカット
X伝搬タンタル酸リチウム基板上にすだれ状電極指端で
の弾性表面波の反射係数が6%になるように作製した。
なお、直列腕および並列腕の弾性表面波共振器の高周波
信号が印加されるすだれ状電極の対数は、実施例1の電
極構成とそれぞれ同一である。図9からわかるように、
本発明の実施例による構成では並列腕弾性表面波共振器
の反射器に起因するスプリアスを小さくし、またすだれ
状電極の外部に定在波のエネルギーの漏れる弾性表面波
共振器の数を少なくしたため、低損失で不要なスプリア
スの無い良好な周波数特性を実現することができる。
【0014】図7におけるBの直列腕弾性表面波共振器
の反射器に起因するスプリアスを除去あるいは小さくす
るには、以上の説明と同様に直列腕弾性表面波共振器が
反射器を有しない構造にすればよい。
【0015】以上のように本実施例による共振器梯子型
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反射器に起因する不要
なスプリアスを除去あるいは小さくすることができ、か
つ反射器を有しない分だけ小型にすることができる。
【0016】以上の実施例では、弾性表面波共振器の高
周波信号が印加されるすだれ状電極の対数に制限してい
ない。しかし、極端にすだれ状電極の対数が多くなると
デバイスの大きさから実用に適さない。従って、ここで
すだれ状電極の対数と定在波の共振器内での閉じ込めに
ついて記述する。すだれ状電極指1本当りの反射係数の
大きさをε、すだれ状電極指の本数をnとすると、すだ
れ状電極部における反射率Rは伝搬損および二次反射な
どの二次効果が無いと仮定すると、下式のようになる。
【0017】R=1−(1−ε)n 従って、実用的なすだれ状電極の対数の上限を500対
(すだれ状電極指は1000本)とすると、すだれ状電
極部の中心の電極指により励振された定在波がすだれ状
電極部両端部の電極指までに99%反射されているため
には、上式において、nが500本、Rが0.99なの
で、すだれ状電極指1本当りの反射係数の大きさεが1
%以上あれば充分である。
【0018】なお、本発明の実施例においては弾性表面
波共振器が反射器を有しない構造としているが、反射器
に起因するスプリアスが共振器梯子型弾性表面波フィル
タの周波数特性に不利にならない程度の規模で反射器を
有して低損失化をはかってもよい。
【0019】また、1個の弾性表面波共振器内での高周
波信号が印加されるすだれ状電極部は複数個存在しても
よく、またモード結合させる構成でも本発明における効
果を実現することができる。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明は、共振器梯子型弾
性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振器が反射器
を有しない構造であるため、反射器に起因するスプリア
スがなく良好な周波数特性を得ることができ、また反射
器を有しないため共振器を小型にでき、小型高特性の弾
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の実施例における共振器梯子型弾
性表面波フィルタの構成図
【図2】同実施例における弾性表面波共振器の電極構造
【図3】従来の弾性表面波共振器の電極構造図
【図4】本発明の実施例における弾性表面波共振器の周
波数特性図
【図5】従来の弾性表面波共振器の周波数特性図
【図6】本発明の第1の実施例における共振器梯子型弾
性表面波フィルタの周波数特性図
【図7】従来の共振器梯子型弾性表面波フィルタの周波
数特性図
【図8】本発明の第2の実施例における全ての並列腕弾
性表面波共振器が反射器を有しない構造の共振器梯子型
弾性表面波フィルタの周波数特性図
【図9】本発明の第2の実施例における1個の並列腕弾
性表面波共振器が反射器を有しない構造の共振器梯子型
弾性表面波フィルタの周波数特性図
【符号の説明】
1 入力電気端子(フィルタ) 2 出力電気端子(フィルタ) 3 直列腕弾性表面波共振器 4 並列腕弾性表面波共振器 5 入力電気端子(共振器) 6 出力電気端子(共振器) 7 すだれ状電極 8 電極指 9 反射器
───────────────────────────────────────────────────── 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 (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧電性基板上に、少なくとも1個の弾性表
    面波共振器を直列腕に、また少なくとも1個の弾性表面
    波共振器を並列腕に梯子型に接続した弾性表面波フィル
    タにおいて、前記直列腕および並列腕の弾性表面波共振
    器が反射器を有しない構造である弾性表面波フィルタ。
  2. 【請求項2】圧電性基板上に、少なくとも1個の弾性表
    面波共振器を直列腕に、また少なくとも1個の弾性表面
    波共振器を並列腕に梯子型に接続した弾性表面波フィル
    タにおいて、少なくとも1個の弾性表面波共振器が反射
    器を有しない構造である弾性表面波フィルタ。
  3. 【請求項3】圧電性基板上に、少なくとも1個の弾性表
    面波共振器を直列腕に、また少なくとも1個の弾性表面
    波共振器を並列腕に梯子型に接続した弾性表面波フィル
    タにおいて、全ての直列腕弾性表面波共振器が反射器を
    有しない構造である弾性表面波フィルタ。
  4. 【請求項4】圧電性基板上に、少なくとも1個の弾性表
    面波共振器を直列腕に、また少なくとも1個の弾性表面
    波共振器を並列腕に梯子型に接続した弾性表面波フィル
    タにおいて、全ての並列腕弾性表面波共振器が反射器を
    有しない構造である弾性表面波フィルタ。
  5. 【請求項5】圧電性基板上に、高周波信号が印加される
    すだれ状電極指端部での弾性表面波の反射係数の大きさ
    が、すだれ状電極指1本当り平均で1%以上になるよう
    な電極構造を有する請求項1から4のいずれかに記載の
    弾性表面波フィルタ。
  6. 【請求項6】圧電性基板がタンタル酸リチウムまたはニ
    オブ酸リチウムまたはほう酸リチウムであることを特徴
    とする請求項1から5のいずれかに記載の弾性表面波フ
    ィルタ。
JP8048993A 1993-04-07 1993-04-07 弾性表面波フィルタ Pending JPH06291600A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5654680A (en) * 1996-01-30 1997-08-05 Motorola, Inc. Saw-based ladder filter including multiple coUpling coefficients (K2), Method therefor and radio incorporating same
US5729186A (en) * 1995-04-12 1998-03-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Resonator ladder surface acoustic wave filter suppressing spurious signals
US5914646A (en) * 1994-03-16 1999-06-22 Fujitsu Limited Surface acoustic wave filter with larger driving electrode areas in some parallel resonators, and packaging thereof
WO2024041114A1 (zh) * 2022-08-26 2024-02-29 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种声表面波滤波器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5729186A (en) * 1995-04-12 1998-03-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Resonator ladder surface acoustic wave filter suppressing spurious signals
US5654680A (en) * 1996-01-30 1997-08-05 Motorola, Inc. Saw-based ladder filter including multiple coUpling coefficients (K2), Method therefor and radio incorporating same
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