JPH08181566A - 弾性表面波フィルタ装置 - Google Patents

弾性表面波フィルタ装置

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JPH08181566A
JPH08181566A JP32555794A JP32555794A JPH08181566A JP H08181566 A JPH08181566 A JP H08181566A JP 32555794 A JP32555794 A JP 32555794A JP 32555794 A JP32555794 A JP 32555794A JP H08181566 A JPH08181566 A JP H08181566A
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JP
Japan
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surface acoustic
acoustic wave
parallel
filter device
idt
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Application number
JP32555794A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Kuroda
泰史 黒田
Satoshi Ichikawa
聡 市川
Masayoshi Etsuno
昌芳 越野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高選択度、低損失な特性を有する弾性表面波
フィルタを提供する。 【構成】 一対の反射器によって囲まれた複数個のIDT
を 1段あるいは多段に接続してなる弾性表面波共振子フ
ィルタを複数個接続してなる弾性表面波フィルタ装置に
おいて、複数個の弾性表面波共振子フィルタは相互に並
列に接続され、各々が同一の開口長、IDT 対数、IDT ピ
ッチ、IDT 間距離、反射器ピッチを有する弾性表面波共
振子フィルタからなる。

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フィルタ装置
に係わり、とくに共振子型構成をとる弾性表面波フィル
タを用いた移動帯通信用フィルタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電波を利用する電子機器のフイル
タ、遅延線、発振器等の素子として、多くの弾性表面波
装置が用いられている。とくに、小型・軽量でかつフイ
ルタとしての急峻遮断性能が高い弾性表面波フィルタ装
置は、移動体通信分野において、携帯端末装置の RF 段
および IF 段のフイルタとして多用されるようになって
きており、帯域内挿入損失の改善などが要求されてい
る。コードレス電話用やその他の移動体通信に用いられ
る弾性表面波フィルタの構成としては共振子を梯子状に
接続した LADDER 型、IDT (くし形変換器)を複数個並
べた IIDT 型、数個のIDT を両側で反射器で挟んだ共振
子型などが用いられている。とくに帯域外抑圧度を重視
した場合、フイルタの入出力インピーダンスを 50 Ωに
あわせたい場合などに共振子型フイルタ構造とすること
が多い。
【0003】従来の共振子型フィルタの概略図を図7に
示す。ここでの構成はさらに帯域外減衰量を向上させる
ため鏡面対称に 2つの共振子型フィルタを接続したもの
になっている。パッド2は入力信号端子に接続され、パ
ッド1、3は入力側の接地(以下、 GNDと略称)におと
されている。パッド2にてIDT 12に電気信号が入力さ
れると圧電基板上に弾性表面波が発生し、これはIDT 1
1、IDT 13によって受けられ再度電気信号に変わる。
これがIDT 14、IDT 16によって再び弾性表面波が発
生され、最後にIDT 15にて受け取られ電気信号に変換
された後パッド5を介して出力信号端子へ出力される。
パッド4、6は出力側 GNDに接続され、入出力 GNDは互
いに接続され共通の電位となっている。なお、 IDT1
1、 IDT13の外側に反射器7および8が、 IDT14、
IDT16の外側に反射器9および10がそれぞれ配設さ
れている。
【0004】さて携帯電話用などの弾性表面波フィルタ
装置は周辺機器がバッテリー駆動などで使用されるため
増幅器等での電力消費を抑えるため低損失が要求されて
いる。しかしながらこうした携帯電話での送受信周波数
は 800MHz から 2GHz 程度ときめて高く、使用される弾
性表面波フィルタでの電極のピッチは数μm からサブミ
クロンになる。この時製造プロセス上の困難さ、表面波
のバルク波への変換による損失等からも電極膜厚として
は4000オングストロームから 900オングストロームとい
った薄い膜を用いざるを得ないのが実情である。このた
め厚さ、幅の両方の面から使われるIDT での電極指抵抗
は無視できなくなり、また引き回し電極も 2層化などの
複雑なプロセスをとらない場合、電極指部と同一の膜厚
となるためやはり抵抗は増大してしまう事になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】さて、このような共振
子型構造を用いてフィルタを構成しようとした場合、所
定の膜厚を維持して、帯域内損失を電極対数、開口長等
の最適化などで目的の特性を有する弾性表面波フィルタ
装置を得ることは困難であるという問題があった。すな
わち、帯域内減衰量を低減するには電極対数にも大きく
依存する。この通過帯域を広くする必要があるが、この
ためには対数を減らさなくてはならない。
【0006】また現在、主流となっている弾性表面波フ
ィルタのインピーダンス系は50Ωが主流であり、この50
Ωで外部伝送路、デバイスとのマッチングをとるために
はIDT 対数を減らした場合、IDT 、反射器の開口長を広
くしなければならない。この広い開口長による電極指抵
抗増大で帯域内挿入損失が悪化してしまうという問題が
あった。また共振子を直並列に配設してなる LADDER 型
フィルタの場合でも、移動体通信等に用いられるより高
周波に対応した場合、バルク変換損、パターニングしや
すさなどの点から膜厚は薄くなり電極指抵抗は無視でき
なくなるとの問題があった。
【0007】本発明はこのような問題に対処するために
なされたもので、全体としての電極指抵抗を小さくでき
る構造とすることにより高選択度、低損失な特性を有す
る弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、直並列に組
み合わせた弾性表面波共振子あるいは弾性表面波共振子
型フィルタを同一構造で複数並列に配設した弾性表面波
フィルタである。すなわち、請求項1の弾性表面波フィ
ルタ装置は、一対の反射器によって囲まれた複数個のID
T を 1段あるいは多段に接続してなる弾性表面波共振子
フィルタを複数個接続してなる弾性表面波フィルタ装置
において、複数個の弾性表面波共振子フィルタは相互に
並列に接続され、各々が同一の開口長、IDT 対数、IDT
ピッチ、IDT 間距離、反射器ピッチを有する弾性表面波
共振子フィルタからなることを特徴とする。
【0009】請求項2の弾性表面波フィルタ装置は、1
個以上の弾性表面波共振子を直列もしくは、並列に接続
してなる弾性表面波フィルタを複数個接続してなる弾性
表面波フィルタ装置において、複数個の弾性表面波フィ
ルタは相互に並列に接続され、各々が同一の開口長、ID
T 対数、IDT ピッチ、IDT 間距離、反射器ピッチを有す
る対応する共振子を有することを特徴とする。
【0010】請求項3の弾性表面波フィルタ装置は、請
求項1または請求項2の弾性表面波フィルタ装置におい
て、並列に接続された弾性表面波フィルタは 2個からな
り、この 2つの弾性表面波共振子フィルタの入力、ある
いは出力の少なくとも一方は共通のパッドにて対向して
配設されたことを特徴とする。
【0011】請求項4の弾性表面波フィルタ装置は、請
求項1の弾性表面波フィルタ装置において、一対の反射
器によって囲まれた複数個のIDT は 2段に接続され、弾
性表面波共振子フィルタは 2個並列接続され、この 2個
並列接続された弾性表面波共振子フィルタの入力および
出力IDT が共通の入力および出力パッドを介して対向し
て配設されたことを特徴とする。
【0012】請求項5の弾性表面波フィルタ装置は、請
求項4の弾性表面波フィルタ装置において、 2段に構成
された 2個の弾性表面波共振子フィルタの各段が、そこ
で励振された弾性表面波伝搬方向が重ならない位置に配
設されたことを特徴とする。
【0013】
【作用】直並列に組み合わせた弾性表面波共振子あるい
は弾性表面波共振子型フィルタを同一構造で複数個並列
に配設することにより、本来のIDT 、反射器の開口長を
その 1/2以下に設定することができる。その結果、全体
としての電極指抵抗を小さくできるので、これによる損
失を低減し帯域内挿入損失の小さい弾性表面波フィルタ
装置を得ることができる。
【0014】
【実施例】この発明の弾性表面波フィルタ装置の一実施
例を図1から図6を用いて説明する。図1は本実施例の
弾性表面波フィルタ装置の電極パターンの概略図であ
る。電極パターンは、弾性表面波フィルタAと弾性表面
波フィルタBとが並列に配設されている。弾性表面波フ
ィルタAについて説明する。IDT 11、IDT 12、IDT
13、がならびその両側を反射器7、8が囲む形で配設
され、中央のIDT 12で励起された弾性表面波はその両
側のIDT 11、IDT 13で受けられる。その際漏洩した
表面波も両側の反射器7、8で反射され再度IDT 側へ返
されるため、この構造は基本的に低損失フィルタに適し
ている。ここで中央部のIDT 12はパッド2が入力端子
に接続される。他のパッド1、パッド3は GNDに接続さ
れる。反射器9、IDT 14、IDT 15、IDT 16、反射
器10は上記の共振子フィルタを鏡面対称に配置したも
ので同じフィルタを 2段階に接続することにより帯域外
の高い減衰量を得ている。パッド5は出力端子に接続さ
れ、パッド4、6は出力側 GNDに接続されている。
【0015】弾性表面波共振子フィルタBは、この弾性
表面波共振子フィルタAとパッド1から6を介して並列
に配設されている。反射器7から反射器10、IDT 11
からIDT 16に対応してそれぞれ同じ開口長、ピッチ、
隣接IDT との距離を有する反射器7aから反射器10
a、IDT 11aからIDT 16aにより弾性表面波共振子
フィルタBは構成されている。
【0016】表1に本実施例で用いた設計パラメータを
示す。基板は36°Y-XLiTaO3 で 800MHz 近傍の中心周波
数をもたせている。帯域幅を広くするため電極の Al 膜
厚を厚くして、IDT 対数を減らしている。このとき入出
力での50Ωマッチングをとるため開口長が0.35mmとな
り、従来での設計パラメータに比べ 2倍近い開口長にな
る。これを 0.175mmの開口長として並列に接続する。な
お、従来の設計パラメータを表1に参考例として示す。
本参考例は国内向コードレス電話用 RE フィルタ( 380
MHz 帯、必要比帯域、0.3 %)での設計例をもとに 800
MHz 帯のフィルタに開口長を換算したものである。得ら
れた弾性表面波フィルタ装置は図2に示す周波数特性を
示した。比較例として、開口長を0.35mmとして並列には
しなかった弾性表面波フィルタ装置は最小挿入損失で
0.4dB劣化していた。
【0017】
【表1】 図3は並列接続数を増やしたとき最小挿入損失が減少す
ることをシミュレーションで確認した図である。ここで
はSmithの等価回路に電極指抵抗を各電極指につき
集中定数でいれて計算したものである。開口長を0.35mm
とし並列配置数1である従来の弾性表面波フィルタ装置
では開口長0.35mmのフィルタを 1つ、本発明の弾性表面
波フィルタ装置に係わる並列配置数 2では開口長 0.175
mmのフィルタを 2つ並列したもの、並列配置数 3では開
口長 0.117mmのフィルタを 3つ並列配置したもの、並列
配置数 4では開口長0.0875mmのフィルタを 4つ並列配置
した場合を示している。
【0018】並列配置数 2では計算上は本構造で 1.4dB
程度なのに実験では 1.7dBであった。この差は並列配置
化で引き回しが長くなったためであり、並列配置数が増
すとこの引き回しにともなう電極抵抗増分は増すことに
なる。ここで示した実施例では並列配置した 2つの弾性
表面波共振子フィルタの入出力パッドを共通とし、これ
を介して対向して配置しているため、入出力パッドから
の引き回しを短くできる。このため電極指長を短くした
効果による挿入損失損の低減を引き回し電極抵抗損で損
なうことを少なく抑えることができる。
【0019】図4は本発明の他の実施例である。ここで
はさきに示した本発明の第1の実施例において配置され
た弾性表面波共振子フィルタの弾性表面波伝搬方向を、
並列に接続された 2つのフィルタで同一とならないよう
配置してある。とくに横方向のチップ長等に大きさの制
約があり、十分な反射器を設けられないような場合、漏
洩した表面波により発生するスプリアスを本実施例では
抑制できる。
【0020】図5は本発明の他の実施例であり、ここで
は 1段接続の共振子フィルタを 2個並列に配置した。こ
こでは出力パッドは 2つ存在するのでワイヤーボンディ
ングにより双方を出力端子に接続することになる。
【0021】図6は本発明の他の実施例であり、共振子
を直並列に組み合わせて1つのフィルタを構成してあ
り、これを共通の入力パッドを介して対向させて 2つ並
列配置した。ここでも出力パッドは 2つ存在しておりこ
れはワイヤーボンディングで出力端子に接続する。
【0022】
【発明の効果】請求項1および請求項2の弾性表面波フ
ィルタ装置は、各々が同一の開口長、IDT 対数、IDT ピ
ッチ、IDT 間距離、反射器ピッチを有する弾性表面波共
振子フィルタまたは弾性表面波フィルタを並列に接続し
てなるので、本来のIDT 、反射器の開口長をその 1/2以
下に設定することができる。その結果、全体として電極
指抵抗を小さくできるので、これによる損失を低減し帯
域内挿入損失の小さい弾性表面波フィルタ装置を得るこ
とができる。
【0023】請求項3および請求項4の弾性表面波フィ
ルタ装置は、並列接続数が 2個なので、入出力パッドを
共通とし、これを介して対向配置とすることができ入出
力パッドからの引き回しを短くすることができる。その
結果、電極指長を短くした効果による挿入損失損の低減
効果が引き回し電極抵抗損で損なわれることを少なく抑
えることができる。
【0024】請求項5の弾性表面波フィルタ装置は、励
振された弾性表面波伝搬方向が重ならない位置に配設さ
れているので、横方向のチップ長等に制約があり十分な
反射器を設けられないような場合においても、漏洩した
表面波により発生するスプリアスを抑制することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電極パターンの概略図
である。
【図2】本発明の一実施例における周波数特性図であ
る。
【図3】並列配置による挿入損失損改善のシミュレーシ
ョン結果を示す図である。
【図4】本発明の他の実施例の電極パターンの概略図で
ある。
【図5】本発明の他の実施例の電極パターンの概略図で
ある。
【図6】本発明の他の実施例の電極パターンの概略図で
ある。
【図7】従来例の電極パターンの概略図である。
【符号の説明】
1、2、3、4、5、6………パッド、7、8、9、1
0………反射器、11、11a、12、12a、13、
13a、14、14a、15、15a、16、16a…
……IDT 。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の反射器によって囲まれた複数個の
    IDT を 1段あるいは多段に接続してなる弾性表面波共振
    子フィルタを複数個接続してなる弾性表面波フィルタ装
    置において、前記複数個の弾性表面波共振子フィルタは
    相互に並列に接続され、各々が同一の開口長、IDT 対
    数、IDT ピッチ、IDT 間距離、反射器ピッチを有する弾
    性表面波共振子フィルタからなることを特徴とする弾性
    表面波フィルタ装置。
  2. 【請求項2】 1個以上の弾性表面波共振子を直列もし
    くは、並列に接続してなる弾性表面波フィルタを複数個
    接続してなる弾性表面波フィルタ装置において、前記複
    数個の弾性表面波フィルタは相互に並列に接続され、各
    々が同一の開口長、IDT 対数、IDT ピッチ、IDT 間距
    離、反射器ピッチを有する対応する弾性表面波共振子を
    有することを特徴とする弾性表面波フィルタ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の弾性表面
    波フィルタ装置において、前記並列に接続された弾性表
    面波フィルタは 2個からなり、この 2つの弾性表面波共
    振子フィルタの入力、あるいは出力の少なくとも一方は
    共通のパッドにて対向して配設されたことを特徴とする
    弾性表面波フィルタ装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の弾性表面波フィルタ装置
    において、前記一対の反射器によって囲まれた複数個の
    IDT は 2段に接続され、前記弾性表面波共振子フィルタ
    は 2個並列接続され、この 2個並列接続された弾性表面
    波共振子フィルタの入力および出力IDT が共通の入力お
    よび出力パッドを介して対向して配設されたことを特徴
    とする弾性表面波フィルタ装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の弾性表面波フィルタ装置
    において、前記 2段に構成された 2個の弾性表面波共振
    子フィルタの各段は、そこで励振された弾性表面波伝搬
    方向が重ならない位置に配設されたことを特徴とする弾
    性表面波フィルタ装置。
JP32555794A 1994-12-27 1994-12-27 弾性表面波フィルタ装置 Pending JPH08181566A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7078989B2 (en) * 2002-10-18 2006-07-18 Fujitsu Media Devices Limited Multi-mode surface acoustic wave filter device and duplexer
WO2007040052A1 (ja) 2005-10-03 2007-04-12 Murata Manufacturing Co., Ltd. 弾性波フィルタ装置及びデュプレクサ
JPWO2008038459A1 (ja) * 2006-09-25 2010-01-28 株式会社村田製作所 弾性境界波フィルタ装置

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Effective date: 20021203