JPH0661782A - 表面波フィルタ、分波器および移動無線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】超小形で高性能な表面波フィルタ、分波器、移
動無線装置を得る。 【構成】１端子対表面波共振子を組み合わせてなる表面
波フィルタにおいて、一方の端子が誘導素子を介して接
地された２個の表面波共振子の他方の端子間を共振周波
数を該表面波フィルタの通過帯域より高周波数側に設定
した表面波共振子を用いて接続した。これら２個の表面
波共振子の反共振周波数を、該表面波フィルタの通過帯
域内を含みこれより高周波数側に設定した。また、以上
の表面波フィルタと、一方の端子が接地され、共振周波
数と反共振周波数を該表面波フィルタの通過帯域外に設
定した表面波共振子を少なくとも１個用い、これらを誘
導結合した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧電基板上に形成する表
面波フィルタ、および移動無線機用分波器、および移動
無線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の表面波フィルタは、例えば特開昭
６３−１３２５１５号公報に示されているように、表面
波共振子がすべて容量結合で、横方向に配置されてい
る。また、例えば特開昭６１−２２０５１号公報に示さ
れているように、表面波共振子がすべて直列に接続され
ている。また、例えば特開平３−２０５９０８号公報に
示されているように、種々の圧電基板を組み合わせる方
法が知られている。

【０００３】従来の分波器は、例えば特開昭６２−１７
１３２７号公報に示されているように、個々のフィルタ
と各回路を組合せている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、各表
面波共振子間の弾性的、音響的結合や、すだれ状電極の
対地容量のために、通過帯域の挿入損失や阻止帯域の減
衰量などの点で問題があった。また、各表面波共振子の
共振周波数などの設定が最適化されていないため、外部
回路との整合を取るために大きな形状の部品が必要で、
その個数も少なくなかった。また、構成が大きく異なる
表面波フィルタを組合せているため、分波器が大きくな
るという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
を解決し、小形で通過帯域の挿入損失が小さく、阻止帯
域の減衰量が大きい表面波フィルタを実現することにあ
る。また、本発明の他の目的は、小形の分波器を構成
し、小形で軽量な移動無線装置を実現することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、圧電基板上に形成されたすだれ状電極、
またはすだれ状電極と反射器で構成される１端子対表面
波共振子を組み合わせてなる表面波フィルタにおいて、
一方の端子が接地側に接続された該表面波共振子を少な
くとも２個用い、これら２個の表面波共振子の他方の端
子間を容量素子で接続し、これら２個の表面波共振子の
反共振周波数を、該表面波フィルタの通過帯域内を含み
これより高周波数側に設定した。また、２個の表面波共
振子の他方の端子間を容量素子で接続するかわりに、共
振周波数を該表面波フィルタの通過帯域より高周波数側
に設定した表面波共振子を用いて接続した。また、２個
の表面波共振子の少なくとも一方を誘導素子を介して接
地した。また、以上の表面波フィルタと、一方の端子が
接地され、共振周波数と反共振周波数を該表面波フィル
タの通過帯域外に設定した表面波共振子を少なくとも１
個用い、これらを誘導結合した。また、上記した表面波
フィルタを用いて分波器を構成した。また、上記した分
波器を用いて移動無線装置を構成した。

【０００７】

【作用】表面波共振子のインピーダンスは、共振周波数
以下と反共振周波数以上の周波数で容量性であり、共振
周波数と反共振周波数の間では誘導性となる。本発明で
は、誘導性となる周波数帯域の１部分をフィルタの通過
帯域としている。したがって通過帯域では、一方の端子
が接地側に接続された２個の表面波共振子は誘導性であ
り、これらの他方の端子間を容量素子で接続することに
より等価回路的にハイパスフィルタとなる。また阻止帯
域は、２個の表面波共振子の共振周波数近辺に形成され
るため急峻な肩特性を持つフィルタが実現できる。ま
た、２個の表面波共振子の他方の端子間を容量素子で接
続するかわりに、共振周波数を表面波フィルタの通過帯
域より高周波数側に設定した表面波共振子を用いて接続
することによりバンドパスフィルタを構成できる。すな
わち、表面波共振子のインピーダンスは、共振周波数と
反共振周波数の間では容量性でなくなるため阻止帯域が
形成される。

【０００８】また、一方の端子が接地側に接続された２
個の表面波共振子は通過帯域で誘導性であればよく、誘
導素子を介して接地することによりその共振周波数を変
化できる。すなわち、阻止帯域を所望の周波数に設定で
きる。また、以上の表面波フィルタと、一方の端子が接
地された表面波共振子を誘導結合することにより、該表
面波共振子の共振周波数付近に形成される阻止帯域の減
衰量を大きくすることができる。

【０００９】また、これらの表面波フィルタは小形で、
通過帯域の挿入損失が小さく、阻止帯域の減衰量が大き
いから、分波器に適しており、またこの分波器を用いて
超小形の移動無線装置を実現できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１により説
明する。圧電基板１上に表面波共振子２、３、４、５、
６を構成する。また、７、８は誘導素子のパターンであ
る。表面波共振子２、３の端子２−１、３−１は、それ
ぞれ誘導素子パターン７、８を介して接地する。表面波
共振子２、３の他方の端子２−２、３−２は、それぞれ
ボンディングワイヤ９、１０を介して表面波共振子５の
端子５−１、５−２に接続する。また、表面波共振子５
の端子５−１、５−２は、圧電基板１上のパターンでそ
れぞれ表面波共振子４の端子４−２、表面波共振子６の
端子６−１と結合する。表面波共振子４の端子４−１と
表面波共振子６の端子６−２は外部回路との接続に使用
する。

【００１１】圧電基板１の種類および利用できる表面波
に関しては多くの報告がされているが、例えば、タンタ
ル酸リチウム基板やニオブ酸リチウム基板上のＳＨ波や
ラブ波を使えば良い。表面波共振子２、３として図２に
示すようにすだれ状電極を単独で用いるもの、図３に示
すようにすだれ状電極と反射器１９を組合せて用いるも
のや、図４に示すように重み付けをしたすだれ状電極を
用いるものなどが知られている。また、これら表面波共
振子を直列に接続したものや特開平１−１５７１０９号
公報に示されているような共振子も使うことができる
が、この実施例では図２に示すような表面波共振子を用
いている。これら表面波共振子のインピーダンス特性の
１例を図５に実線で示す。共振周波数Ｆｓ以下と反共振
周波数Ｆａ以上の周波数で容量性であり、共振周波数Ｆ
ｓと反共振周波数Ｆａの間では誘導性となる。本発明で
は、表面波共振子２、３のインピーダンス特性で誘導性
となる周波数帯域の１部分をフィルタの通過帯域として
いる。また通過帯域では、表面波共振子４、５、６イン
ピーダンス特性が容量性となるように各共振周波数を設
定している。したがって通過帯域での等価回路は図６に
示すようになり、特性インピーダンスが５０オームの外
部回路との整合性がよい。すなわち通過帯域ではフィル
タ全体が整合回路と等価に作用するため、挿入損失が小
さい。また、パッケージなどに起因する寄生インピーダ
ンスが無視できれば整合用の素子を必要としない。

【００１２】通過帯域より低い周波数側の阻止帯域は、
表面波共振子２、３の共振周波数近辺に形成される。表
面波共振子２、３の共振周波数は、誘導素子パターン
７、８や例えば端子２−２と端子５−１を接続するワイ
ヤの長さなどで調節できる。１例を図５に点線で示す。
すなわち阻止帯域の設計自由度が大きい。

【００１３】通過帯域より高い周波数側の阻止帯域は、
表面波共振子４、５、６インピーダンス特性が容量性で
なくなる帯域、すなわち各表面波共振子の共振周波数と
反共振周波数間およびその近辺に形成される。各表面波
共振子の共振周波数を少しづつずらして配置することに
より最適な減衰量が得られる。

【００１４】以上説明したように本実施例によれば、基
本的に整合用の素子を必要としないため小形で、挿入損
失が小さいバンドパスフィルタを実現できる。なお、本
実施例では表面波共振子４、５、６を用いたが、フィル
タの仕様によっては表面波共振子４、６を省略してもよ
い。さらに、フィルタの仕様がハイパスフィルタの場合
には表面波共振子５の替わりに他の容量素子を接続して
もよい。

【００１５】次ぎに、本発明の第２の実施例を図７によ
り説明する。圧電基板１上に表面波共振子２２、２３、
２４、２５、２６を構成する。また、２７、２８、２
９、３０、３１は誘導素子のパターンである。表面波共
振子２２、２３、２４、２５の端子２２−１、２３−
１、２４−１、２５−１は接地する。表面波共振子２４
の端子２４−２は誘導素子パターン２９で端子３２に接
続し外部回路との接続に使用する。表面波共振子２４、
２５の端子２４−２、２５−２は誘導素子パターン３０
で相互に結合する。表面波共振子２５の端子２５−２は
誘導素子パターン３１で表面波共振子２６の端子２６−
２と接続する。また、表面波共振子２６の端子２６−２
は誘導素子パターン２８を介して表面波共振子２２の端
子２２−２と接続する。表面波共振子２６の他方の端子
２６−１は、誘導素子パターン２７を介して表面波共振
子２３の端子２３−２に接続する。また、表面波共振子
２６の端子２６−１は外部回路との接続に使用する。こ
の実施例をブロック図で示すと図８のようになる。すな
わち表面波共振子２２と誘導素子パターン２８は直列に
接続され１端が接地される。同様に表面波共振子２３と
誘導素子パターン２７は直列に接続され１端が接地され
る。

【００１６】本実施例では、表面波共振子２２、２３の
インピーダンス特性で誘導性となる周波数帯域の１部分
をフィルタの通過帯域としている。また通過帯域では、
表面波共振子２４、２５、２６のインピーダンス特性が
容量性となるように各共振周波数を設定している。した
がって通過帯域での等価回路は図９に示すようになり、
特性インピーダンスが５０オームの外部回路との整合性
がよい。すなわち通過帯域ではフィルタ全体が整合回路
と等価に作用するため、挿入損失が小さい。また、パッ
ケージなどに起因する寄生インピーダンスが無視できれ
ば整合用の素子を必要としない。

【００１７】通過帯域より低い周波数側の阻止帯域は、
表面波共振子２２、２３の共振周波数近辺に形成され
る。表面波共振子２２、２３の共振周波数は、誘導素子
パターン２７、２８や例えば端子２２−２と端子２６−
２を接続するワイヤの長さなどで調節でき、阻止帯域の
設計自由度が大きい。

【００１８】通過帯域より高い周波数側の阻止帯域は、
表面波共振子２６のインピーダンス特性が容量性でなく
なる帯域、すなわち表面波共振子２６の共振周波数と反
共振周波数間およびその近辺と、表面波共振子２４、２
５の共振周波数近辺に形成される。

【００１９】本実施例では表面波共振子２４、２５の端
子２４−１、２５−１が接地してあるので減衰量を大き
くでき、また端子から見た反射係数と入力インピーダン
スを大きくできる利点がある。このため、通過帯域のこ
となる他のフィルタを並列に接続して構成する分波器に
好適である。また、各表面波共振子の共振周波数を少し
づつずらして配置することにより最適な減衰量が得られ
る。表面波共振子２４、２５は共振周波数と反共振周波
数付近以外では容量性となり、誘導素子のパターン２
９、３０、３１とともにＬＣローパスフィルタを構成し
ているから高周波を減衰させることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基本的に整合用の素子を必要としないため小形で、挿入
損失が小さいフィルタを実現できる。このため、適用範
囲が広く、例えば小形の分波器が容易に実現できる。ま
た、この分波器を使えば、超小形の移動無線装置を実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す図である。

【図２】本発明の実施例に用いる表面波共振子の例を示
す図である。

【図３】表面波共振子の他の例を示す図である。

【図４】表面波共振子の他の例を示す図である。

【図５】表面波共振子インピーダンス特性の例を示す図
である。

【図６】通過帯域での等価回路図である。

【図７】本発明の１実施例を示す図である。

【図８】本発明の１実施例を示すブロック図である。

【図９】通過帯域での等価回路図である。

【符号の説明】

１…圧電基板、 ２、３、４、５、６、２２、２３、２４、２５、２６…
表面波共振子、 ２−１、２−２、３−１、３−２、４−１、４−２、５
−１、５−２、６−１、６−２、２２−１、２２−２、
２３−１、２３−２、２４−１、２４−２、２５−１、
２５−２、２６−１、２６−２…表面波共振子の端子、 ７、８、２７、２８、２９、３０、３１…誘導素子パタ
ーン、 ９、１０…ボンディングワイヤ、 ３２…端子、 １９…反射器。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電基板上に形成されたすだれ状電極、ま
   たはすだれ状電極と反射器で構成される１端子対表面波
   共振子を組み合わせてなる表面波フィルタにおいて、一
   方の端子が接地側に接続された該表面波共振子を少なく
   とも２個用い、これら２個の表面波共振子の他方の端子
   間を容量素子で接続し、これら２個の表面波共振子の反
   共振周波数を、該表面波フィルタの通過帯域内を含みこ
   れより高周波数側に設定したことを特徴とする表面波フ
   ィルタ。
2. 【請求項２】請求項１記載の表面波フィルタにおいて、
   ２個の表面波共振子の他方の端子間を容量素子で接続す
   るかわりに、共振周波数を該表面波フィルタの通過帯域
   より高周波数側に設定した表面波共振子を用いて接続し
   たことを特徴とする表面波フィルタ。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の表面波フィルタにお
   いて、２個の表面波共振子の少なくとも一方と誘導素子
   とを直列に接続して接地したことを特徴とする表面波フ
   ィルタ。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項に記載の
   表面波フィルタと、一方の端子が接地され、共振周波数
   と反共振周波数を該表面波フィルタの通過帯域外に設定
   した表面波共振子を少なくとも１個用い、これらを誘導
   結合したことを特徴とする表面波フィルタ。
5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれか１項に記載の
   表面波フィルタを用いたことを特徴とする分波器。
6. 【請求項６】請求項１記載の分波器を用いたことを特徴
   とする移動無線装置。