JPH0786871A

JPH0786871A - 弾性表面波高周波フィルタ

Info

Publication number: JPH0786871A
Application number: JP22465593A
Authority: JP
Inventors: Taizo Kobayashi; 泰三小林; Kuniyuki Matsui; 邦行松井; Yasunari Hirao; 康容平尾; Kosuke Takeuchi; 孝介竹内; Kenichi Shibata; 賢一柴田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-09-09
Filing date: 1993-09-09
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】信号線に対して直列に接続された共振器のイ
ンピーダンスの周波数特性を信号線に並列に接続した共
振器のインピーダンスの周波数特性と比較して、共振点
と反共新点の周波数差を保ったまま、急峻にすることを
目的とする。【構成】信号線に入出力端子が直列に接続された第１
の弾性表面波共振器５２〜５４と、上記の信号線に入出
力端子の一方が接続され他方が接地された第２の弾性表
面波共振器３８〜４０とから成り、上記第１の弾性表面
波共振器５２〜５４は、簾状電極弾性表面波変換器５
ａ，５ｂ、６ａ，６ｂ、７ａ，７ｂを各々二つ直列に具
備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波高周波フィ
ルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の自動車・携帯電話の急速な普及に
ともない、小型・高性能の高周波フィルタとして、弾性
表面波高周波フィルタの必要性が高まり、既に、弾性表
面波高周波フィルタの一種であるトランスバーサル型フ
ィルタが実用化されている。

【０００３】しかし、更なる特性改善課題として、低損
失化を図り、整合回路を不要にすることが要望され、こ
のため共振器型フィルタが注目されている。共振器型フ
ィルタの構成方法は種々考えられているが、ここではそ
の中の一つである梯子型の弾性表面波高周波フィルタに
ついて説明する。

【０００４】図１１は、従来の弾性表面波高周波フィル
タの回路図であり、図１２はその等価回路図である。図
中１０７〜１０９は信号線に並列に接続された弾性表面
波共振器であり、１１０〜１１２は信号線に直列に接続
された弾性表面波共振器である。上記の弾性表面波共振
器１０７，１１０により第１のフィルタ機能単位が形成
され、弾性表面波共振器１０８，１１１により第２のフ
ィルタ機能単位が形成され、弾性表面波共振器１０９，
１１２により第３のフィルタ機能単位が形成される。弾
性表面波共振器１０７〜１１２は、二重共振特性を持つ
二端子の共振器である。また、図中５０，５１は弾性表
面波高周波フィルタにおける入出力端子を示す。

【０００５】図１３は、弾性表面波共振器の周波数特性
を理想化して示したグラフである。説明の簡略のため、
ここではインピーダンスは純リアクタンスであるとし、
直列接続された共振器１１０〜１１２のそれをＸ₁、並
列接続された共振器１０７〜１０９のそれをＸ₂として
示している。

【０００６】さて、各々の共振器は二重共振特性を持っ
ているので、そのインピーダンスは０及び無限大になる
２つの共振周波数を持っている。仮にインピーダンスが
０になる周波数を共振周波数、若しくは、共振点と呼
び、インピーダンスが無限大になる周波数を反共振周波
数、若しくは、反共振点と呼ぶことにする。

【０００７】上記共振器１１０〜１１２の共振点と共振
器１０７〜１０９の反共振点を一致させると、その周波
数付近においては、共振器１１０〜１１２はＯＮ状態に
なり、共振器１０７〜１０９はＯＦＦ状態になるため、
通過帯域となる。一方、共振器１１０〜１１２は反共振
点において、ＯＦＦ状態になるため、通過帯域より高周
波側に減衰極が発生する。また、共振器１０７〜１０９
は共振点において、ＯＮ状態になるため、通過帯域より
低周波側でも減衰極が発生する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の弾性表面波高周波フィルタでは、図１４の周波数特
性から明らかなように、高い帯域外減衰量を確保するこ
とができない。一方、高い帯域外減衰量を得ようとする
と挿入損失が増加してしまう。

【０００９】この解決策としては、信号線に対して直列
に接続された共振器のインピーダンスの周波数特性を、
信号線に並列に接続した共振器のインピーダンスの周波
数特性と比較して、共振点と反共振点の周波数差を保っ
たまま急峻にすることが有効である。

【００１０】インピーダンス特性を急峻にする方法とし
て、例えば、簾状電極弾性表面波変換器の電極指数を減
少させる方法がある。しかし、この方法ではインピーダ
ンスの変化が低周波数側と高周波数側で非対象に発生
し、共振点と反共振点の周波数が変化してしまうので、
上記の目的の為には適当でない。

【００１１】また、電極指の交差幅を減少させる方法が
ある（特開平４−８１８２３号公報参照）。しかし、電
極指の交差幅を元の数分の一程度まで減少させてしまう
と、電極指の端面での浮遊容量や電極表面波と電極指間
接続電極との相互作用など算出困難な要因が無視できな
くなり、やはり、共振点と反共振点の周波数差が変化し
てしまう。

【００１２】本発明は、上記の事情に鑑み、信号線に対
して直列に接続された共振器のインピーダンスの周波数
特性を信号線に並列に接続した共振器のインピーダンス
の周波数特性と比較して、共振点と反共振点の周波数差
を保ったまま、急峻にすることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波高周
波フィルタは、上記の課題を解決するために、信号線に
入出力端子が直列に接続された第１の弾性表面波共振器
と、上記の信号線に入出力端子の一方が接続され他方が
接地された第２の弾性表面波共振器とから成るフィルタ
機能単位を備えて成る弾性表面波高周波フィルタにおい
て、上記第１の弾性表面波共振器が、簾状電極弾性表面
波変換器を二つ以上直列に具備していることを特徴とし
ている。

【００１４】また、本発明の弾性表面波高周波フィルタ
は、信号線に入出力端子が直列に接続された第１の弾性
表面波共振器と、上記の信号線に入出力端子の一方が接
続され他方が接地された第２の弾性表面波共振器とから
成るフィルタ機能単位を備えて成る弾性表面波高周波フ
ィルタにおいて、上記第２の弾性表面波共振器が、簾状
電極弾性表面波変換器を二つ以上並列に具備しているこ
とを特徴とする。

【００１５】更に、上記構成において、フィルタ機能単
位を二つ以上直列に備えてもよいものである。

【００１６】

【作用】上記第１の構成において、二つの簾状電極弾性
表面波変換器を直列に具備した弾性表面波共振器のイン
ピーダンスは、図１０において点線で示されるように、
簾状電極弾性表面波変換器を一つだけ具備するもの（実
線で示す）に比べて２倍となる。

【００１７】即ち、簾状電極弾性表面波変換器を一つだ
け具備する共振器のインピーダンスをＺ1 （ｆ）とする
と、簾状電極弾性表面波変換器を二つ直列に具備する共
振のインピーダンスＺ2 （ｆ）は、次の数式で示され
る。

【００１８】

【数１】Ｚ2 （ｆ）＝２・Ｚ1 （ｆ）

【００１９】このように、第１の弾性表面波共振器のイ
ンピーダンスの周波数特性は、第２の弾性表面波共振器
のインピーダンスの周波数特性と比較して、共振点と反
共振点の周波数差を保ったまま急峻になる。よって、挿
入損失を減少できると同時に帯域外において高い減衰量
を得ることが可能となる。

【００２０】また、第２の構成において、二つの簾状電
極弾性表面波変換器を並列に具備した弾性表面波共振器
のインピーダンスは、図１０において一点鎖線で示され
るように、簾状電極弾性表面波変換器を一つだけ具備す
るもの（実線で示す）の半分となる。

【００２１】即ち、簾状電極弾性表面波変換器を一つだ
け具備する共振器のインピーダンスをＺ1 （ｆ）とする
と、簾状電極弾性表面波変換器を二つ並列に具備する共
振のインピーダンスＺ3 （ｆ）は、次の数式で示され
る。

【００２２】

【数２】Ｚ3 （ｆ）＝Ｚ1 （ｆ）／２

【００２３】従って、第１の弾性表面波共振器のインピ
ーダンスの周波数特性がそのままでも、第２の弾性表面
波共振器のインピーダンスとの対比ではその勾配は急峻
になるので、挿入損失を減少できると同時に帯域外にお
いて高い減衰量を確保することが可能となる。

【００２４】

【実施例】（実施例１）以下、本発明をその実施例を示
す図に基づいて説明する。

【００２５】図１に弾性表面波高周波フィルタの模式的
平面図を、図２にその等価回路図を示す。

【００２６】この弾性表面波高周波フィルタは、弾性表
面波共振器３８，５２から成る第１のフィルタ機能単位
と、弾性表面波共振器３９，５３から成る第２のフィル
タ機能単位と、弾性表面波共振器４０，５４から成る第
３のフィルタ機能単位とを直列に接続して成るものであ
る。上記第１〜第３のフィルタ機能単位は、タンタル酸
リチウムから成る圧電性基板１上に形成されている。

【００２７】上記の弾性表面波共振器５２，５３，５４
は、各々入出力端子を備え、これら入出力端子を信号線
に直列に接続させている。一方、弾性表面波共振器３
８，３９，４０は、その入出力端子の一方を上記の信号
線に接続させ、他方を接地させている。なお、図中の５
０は弾性表面波高周波フィルタにおける入力端子であ
り、５１が出力端子である。

【００２８】上記の並列接続された弾性表面波共振器３
８〜４０は、それぞれ一つの簾状電極弾性表面波変換器
２，３，４と、それを挟む一対のストリップ型梯子状反
射器１４，１５、１６，１７、１８，１９を備えて構成
されている。

【００２９】一方、信号線に直列に接続された弾性表面
波共振器５２〜５４において、弾性表面波共振器５２
は、直列接続された簾状電極弾性表面波変換器８，９を
具備し、弾性表面波共振器５３は、直列接続された簾状
電極弾性表面波変換器１０，１１を具備し、弾性表面波
共振器５４は、直列接続された簾状電極弾性表面波変換
器１２，１３を具備する。そして、簾状電極弾性表面波
変換器８〜１３を挟むように一対のストリップ型梯子状
反射器２６，２７、２８，２９、３０，３１、３２，３
３、３４，３５、３６，３７が備えられている。

【００３０】即ち、弾性表面波共振器５２は、直列接続
された弾性表面波共振器４４，４５から成り、弾性表面
波共振器５３は、直列接続された弾性表面波共振器４
６，４７から成り、弾性表面波共振器５４は、直列接続
された弾性表面波共振器４８，４９から成る。

【００３１】上記の簾状電極弾性表面波変換器２〜４，
８〜１３の電極指数は全て１００本としている。ただ
し、簾状電極弾性表面波変換器２〜４における電極指の
交差幅は２００μｍとし、簾状電極弾性表面波変換器８
〜１３における電極指の交差幅は１００μｍとしてい
る。

【００３２】また、ストリップ型梯子状反射器１４〜１
９，２６〜３７の電極指数は全て１８０本としている。

【００３３】上記の構成によれば、信号線に対し直列に
接続された弾性表面波共振器５２〜５４のインピーダン
スは、信号線に並列に接続された弾性表面波共振器３８
〜４０のインピーダンスに比較して、４倍のインピーダ
ンスを持ち、その周波数特性は急峻になる。これは、各
弾性表面波共振器５２〜５４が、二つの簾状電極弾性表
面波変換器４４，４５、４６，４７、４８，４９を直列
に備えていることに加え、これら簾状電極弾性表面波変
換器における電極指の交差幅が弾性表面波共振器３８〜
４０における電極指の交差幅の半分とされているためで
ある。

【００３４】このように、共振点と反共振点が移動する
ことなしにインピーダンス特性の勾配が急峻になるの
で、挿入損失を少なくできると同時に帯域外において高
い減衰量を得ることができる。

【００３５】図３は上記構造を有する弾性表面波高周波
フィルタの周波数特性を示したグラフである。図１１の
従来構造の周波数特性を示す図１４のグラフと比較する
と、帯域外減衰量が２０ｄＢ以上大きくなっていること
が分かる。

【００３６】（実施例２）以下、本発明の他の実施例を
図４及び図５に基づき説明する。

【００３７】本実施例の弾性表面波高周波フィルタは、
実施例１では信号線に直列接続された弾性表面波共振器
における二つの簾状電極弾性表面波変換器の各々に一対
のストリップ型梯子状反射器が備えられているのに対
し、この実施例では、図４に示すように、信号線に直列
接続された弾性表面波共振器５２，５３，５４における
二つの簾状電極弾性表面波変換器５ａ，５ｂ、６ａ，６
ｂ、７ａ，７ｂが一対のストリップ型梯子状反射器２
０，２１、２２，２３、２４，２５をそれぞれ共用する
ように構成したものである。図５は、信号線に直列接続
された弾性表面波共振器の一つを拡大して示す模式的平
面図である。

【００３８】二つの簾状電極弾性表面波変換器５ａ，５
ｂ、６ａ，６ｂ、７ａ，７ｂにおける電極指数は各々１
００本であり、交差幅は１００μｍに設定されている。
また、ストリップ型梯子状反射器２０，２１、２２，２
３、３４，２５の電極指数は全て１８０本としている。

【００３９】上記構成の弾性表面波高周波フィルタにお
いても、実施例１と同様、二つの簾状電極弾性表面波変
換器が直列接続された構造が得られる。従って、共振点
と反共振点が移動することなしにインピーダンス特性の
勾配が急峻になり、挿入損失を減少できると同時に帯域
外において高い減衰量を確保することができる。更に、
ストリップ型梯子状反射器を共用する構造としたので、
弾性表面波共振器の形成スペースが小さくなり、弾性表
面波高周波フィルタの小型化が図れることになる。

【００４０】（実施例３）本実施例の他の実施例を図６
乃至図９に基づいて説明する。

【００４１】図６に弾性表面波高周波フィルタの模式的
平面図を、図７にその等価回路図を示す。

【００４２】この弾性表面波高周波フィルタは、弾性表
面波共振器８２，８５から成る第１のフィルタ機能単位
と、弾性表面波共振器８３，８６から成る第２のフィル
タ機能単位と、弾性表面波共振器８４，８７から成る第
３のフィルタ機能単位とを直列に接続して成るものであ
る。

【００４３】上記の弾性表面波共振器８５，８６，８７
は、各々入出力端子を備え、これら入出力端子を信号線
に直列に接続させている。一方、弾性表面波共振器８
２，８３，８４は、その入出力端子の一方を上記の信号
線に接続させ、他方を接地させている。

【００４４】上記の直列接続された弾性表面波共振器８
５〜８７は、それぞれ一つの簾状電極弾性表面波変換器
６４，６５，６６と、それを挟む一対のストリップ型梯
子状反射器７６，７７、７８，７９、８０，８１を備え
て構成されている。

【００４５】一方、信号線に並列に接続された弾性表面
波共振器８２〜８４において、弾性表面波共振器８２
は、並列接続された簾状電極弾性表面波変換器５８，５
９を具備し、弾性表面波共振器８３は、並列接続された
簾状電極弾性表面波変換器６０，６１を具備し、弾性表
面波共振器８４は、直列接続された簾状電極弾性表面波
変換器６２，６３を具備する。

【００４６】そして、簾状電極弾性表面波変換器５８，
５９間及びその側方にはストリップ型梯子状反射器６
８，６７，６９が形成され、簾状電極弾性表面波変換器
６０，６１間及びその側方にはストリップ型梯子状反射
器７１，７０，７２が形成され、簾状電極弾性表面波変
換器６２，６３間及びその側方にはストリップ型梯子状
反射器７４，７３，７５が形成されている。

【００４７】即ち、信号線に並列接続される弾性表面波
共振器８２〜８４は、二つの弾性表面波共振器を単に並
列接続して構成されるのではなく、本来なら二つの弾性
表面波共振器で四つ設けられるストリップ型梯子状反射
器を三つにして弾性表面波高周波フィルタの小型化を図
っている。図８には、上記信号線に並列接続された弾性
表面波共振器の一つを拡大して示している。

【００４８】上記の簾状電極弾性表面波変換器５８〜６
６の電極指数は全て１００本としている。ただし、簾状
電極弾性表面波変換器５８〜６３の交差幅は２００μｍ
とし、簾状電極弾性表面波変換器６４〜６６の交差幅は
１００μｍとしている。

【００４９】また、ストリップ型梯子状反射器６７〜８
１の電極指数は全て１８０本としている。

【００５０】上記の構成によれば、信号線に並列に接続
された弾性表面波共振器８２〜８４は、二以上の簾状電
極弾性表面波変換器を並列に具備して成り、更に、交差
幅が２倍であるので、この共振器８２〜８４のインピー
ダンスは、簾状電極弾性表面波変換器を一つ具備するも
のと比較して１／４以下となる。

【００５１】従って、信号線に直列接続された弾性表面
波共振器８５〜８７のインピーダンスの周波数特性がそ
のままでも、並列接続された弾性表面波共振器８２〜８
４のインピーダンスとの対比ではその勾配は急峻にな
る。

【００５２】これにより、実施例１，２と同様、挿入損
失を少なくできると同時に帯域外において高い減衰量を
確保することができる。

【００５３】図９は上記構造を有する弾性表面波高周波
フィルタの周波数特性を示したグラフである。図１１の
従来構造の周波数特性を示す図１４のグラフと比較する
と、帯域外減衰量が２０ｄＢ以上大きくなっていること
が分かる。

【００５４】なお、以上の実施例では、弾性表面波共振
器は簾状電極弾性表面波変換器を二つ備えることとした
が、それ以上備える構成でもよいことは勿論である。ま
た、第１の弾性表面波共振器が、簾状電極弾性表面波変
換器を二つ以上直列に具備し且つ第２の弾性表面波共振
器が、簾状電極弾性表面波変換器を二つ以上並列に具備
する構成としてもよいものである。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、信号線
に対して直列に接続された共振器のインピーダンスの周
波数特性を、信号線に並列に接続した共振器のインピー
ダンスの周波数特性と比較して、共振点と反共振点の周
波数差を保ったまま急峻にすることができるので、低挿
入損失と高帯域外減衰量を同時に満足させることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の弾性表面波高周波フィルタの模式的平
面図である。

【図２】図１の弾性表面波高周波フィルタの等価回路図
である。

【図３】図１の弾性表面波高周波フィルタの周波数特性
図である。

【図４】本発明の他の実施例の弾性表面波高周波フィル
タの模式的平面図である。

【図５】図４の弾性表面波高周波フィルタにおける信号
線に直列接続された弾性表面波共振器の一つを拡大して
示す模式的平面図である。

【図６】本発明の他の実施例の弾性表面波高周波フィル
タの模式的回路図である。

【図７】図６の弾性表面波高周波フィルタの等価回路図
である。

【図８】図６の弾性表面波高周波フィルタにおける信号
線に並列接続された弾性表面波共振器の一つを拡大して
示す模式的平面図である。

【図９】図６の弾性表面波高周波フィルタの周波数特性
図である。

【図１０】二つの簾状電極弾性表面波変換器を直列に具
備した弾性表面波共振器（点線）のインピーダンスの周
波数特性と、二つの簾状電極弾性表面波変換器を並列に
具備した弾性表面波共振器（一点鎖線）のインピーダン
スの周波数特性と、一つの簾状電極弾性表面波変換器を
具備した弾性表面波共振器（実線）のインピーダンスの
周波数特性を各々示すグラフである。

【図１１】従来の弾性表面波高周波フィルタの模式的平
面図である。

【図１２】図１１の弾性表面波高周波フィルタの等価回
路図である。

【図１３】弾性表面波高周波フィルタに使用する理想的
二重共振型弾性表面波共振器のリアクタンスの周波数特
性図である。

【図１４】図１１の弾性表面波高周波フィルタの周波数
特性図である。

【符号の説明】

１タンタル酸リチウム基板２〜４，８〜１３，５８〜６６簾状電極弾性表面波変
換器１４〜３７，６７〜８１ストリップ型梯子状反射器３８〜４０，８２〜８４信号線に並列接続された弾性
表面波共振器５２〜５４，８５〜８７信号線に直列接続された弾性
表面波共振器

フロントページの続き (72)発明者竹内孝介大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者柴田賢一大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】信号線に入出力端子が直列に接続された
第１の弾性表面波共振器と、上記の信号線に入出力端子
の一方が接続され他方が接地された第２の弾性表面波共
振器とから成るフィルタ機能単位を備えて成る弾性表面
波高周波フィルタにおいて、上記第１の弾性表面波共振器が、簾状電極弾性表面波変
換器を二つ以上直列に具備していることを特徴とする弾
性表面波高周波フィルタ。
【請求項２】信号線に入出力端子が直列に接続された
第１の弾性表面波共振器と、上記の信号線に入出力端子
の一方が接続され他方が接地された第２の弾性表面波共
振器とから成るフィルタ機能単位を備えて成る弾性表面
波高周波フィルタにおいて、上記第２の弾性表面波共振器が、簾状電極弾性表面波変
換器を二つ以上並列に具備していることを特徴とする弾
性表面波高周波フィルタ。
【請求項３】上記フィルタ機能単位を二つ以上直列に
備えて成ることを特徴とする請求項１又は請求項２の弾
性表面波高周波フィルタ。