JPH0870233A - 弾性表面波フィルタ - Google Patents

弾性表面波フィルタ

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JPH0870233A
JPH0870233A JP20223794A JP20223794A JPH0870233A JP H0870233 A JPH0870233 A JP H0870233A JP 20223794 A JP20223794 A JP 20223794A JP 20223794 A JP20223794 A JP 20223794A JP H0870233 A JPH0870233 A JP H0870233A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrodes
electrode
input
output
wave filter
Prior art date
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Application number
JP20223794A
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English (en)
Inventor
Masatoshi Oguri
正敏 小栗
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】インピーダンス整合がとれる周波数範囲が広
く、入力側のインピーダンスおよび出力側のインピーダ
ンスを高く保った状態で低損失化が図れる弾性表面波フ
ィルタを提供する。 【構成】複数の電極を配置した入力電極群と複数の電極
を配置した出力電極群とによって構成した多電極弾性表
面波フィルタにおいて、入力電極91a、91および9
1bからなる入力電極群を構成する電極数が出力電極9
2からなる出力電極群を構成する電極数より多く、入力
電極群のうち両端部に配置された入力電極91aおよび
入力電極91bの電極指対数は入力電極群を構成する他
の入力電極91の電極指対数に対して少なく、かつ入力
電極群の両端部に配置された入力電極91および入力電
極91b以外に配置された入力電極91の電極指対数を
出力電極群を構成する出力電極92の電極指対数よりも
多く構成した。

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に関
し、さらにいえば複数の入力電極と複数の出力電極とで
構成される多電極弾性表面波フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】正規型電極を用いた従来の多電極弾性表
面波フィルタ1は、図3に示すように、圧電基板2の表
面上に複数の入力電極11と複数の出力電極12とが交
互に配置して構成されている。図3において符号INは
入力端子を、符号OUTは出力端子を、符号13は入力
電極11と入力端子INとを接続する圧電基板2上に形
成された導体ストリップを、符号14は出力電極12と
出力端子OUTとを接続する例えば64°Y−XLiN
b 3 からなる圧電基板2上に形成された導体ストリッ
プを示している。ここで、入力電極11は簡略化して示
してあるが実際には各入力電極11は電極指対数が“3
6”の電極からなり、出力電極12についても同様に実
際には各出力電極12は電極指対数が“48”の電極か
らなっている。
【0003】一方、多電極弾性表面波フィルタの双方向
性損失をBL(dB)で示せば、双方向損失BLは、電
極数を(2m+1)とすると下記の(1)式で示され、 BL=10 log{(2m+2)/2m} …(1) m=2〜6について双方向性損失を示せば下記の表1に
示すごとくになる。
【0004】
【表1】
【0005】図3に示した例では電極数は7の場合であ
り、この場合の双方向性損失BLは1.25dBであ
る。
【0006】(1)式および表1から電極数を多くする
ことが双方向性損失の低損失化に有効であることが判
る。
【0007】一方、電極の入力アドミッタンスYは、下
記の(2)式で示される。
【0008】 Y=Ga +jBa +jωCT …(2) (2)式中のGa 、Ba 、CT とGa ′、X、Cs は、
それぞれ下記の(3)式〜(8)式によって示される。
【0009】 Ga =Ga ′(sinX/X)2 …(3) Ba =Ga ′{(sinX−2X)/2X2 } …(4) Ga ′=(4/π)K2 ω0 S 2 …(5) X=Nπ(ω−ω0 )/ω0 …(6) CT =NCS …(7) CS =ε0 εrW …(8) ここで、Ga =放射コンダクタンス[S]、Ba=サセ
プタンス[S]、ω=2πf、ω0 =2πf0 、N=電
極指対数、W=開口長[m]、ε0 =真空誘電率[C/
V・m]、εr=基板比誘電率、K2 =電気機械結合係
数、CS =電極指当たりの静電容量[F]、f=周波数
[Hz]、f0 =フィルタの通過帯域の中心周波数[H
z]である。[ ]内は単位を示している。
【0010】電極指対数Nが多くなると放射コンダクタ
ンスGa が大きくなり、電極の入力側のインピーダンス
が小さくなる。また多電極型弾性表面波フィルタでは電
極が電気的に並列に接続されるために、電極数(2m+
1)が多いと電極の入力側のインピーダンスは小さくな
る。
【0011】通過帯域を狭帯域にするためには各電極の
電極指対数を大きくする。このため、各電極のインピー
ダンスが小さくなり、インピーダンスの制限から多電極
弾性表面波フィルタの電極数を多くすることができなく
なる。
【0012】この結果、双方向性損失が大きくなり、挿
入損失が大きくなるという問題点がある。
【0013】例えば、入力電極の電極指対数が“3
6”、出力電極の電極指対数が“48”、開口長が30
λ(λ=波長)、電極数が“7”の場合の周波数特性の
計算結果は図4に示すごとくになる。図4(a)は通過
特性を、図4(b)は入力側のインピーダンス特性を、
図4(c)は出力側のインピーダンス特性を示す。ま
た、図4(a)において、実線aは挿入損失特性を、一
点鎖線bは入力側のリターン損失特性を、破線cは出力
側のリターン損失特性をそれぞれ示している。この場
合、特性インピーダンスが50Ωの回路系の場合には、
外部回路なしでインピーダンス整合ができる。
【0014】電極数が“7”の場合には双方向性損失は
表1から1.25dBであることから、低損失化するた
めには電極数を増やす必要がある。しかし、電極数を増
やすと低インピーダンスとなる。例えば図5に示すよう
に電極数を“13”にした場合、インピーダンス特性は
図6(a)および(b)に示すようになる。図6(a)
は入力側のインピーダンス特性を、図6(b)出力側の
インピーダンス特性を示す。ここで、入力電極31は簡
略化して示してあるが実際には各入力電極31は電極指
対数が“36”の電極からなり、出力電極32について
も同様に実際には各出力電極32は電極指対数が“4
8”の電極からなっている。
【0015】図5において、符号3は電極数13の弾性
表面波フィルタを、符号2は圧電基板を、符号31は入
力電極を、符号32は出力電極を、符号33は入力電極
31と入力端子INとを接続する圧電基板2上に形成さ
れた導体ストリップを、符号34は出力電極32と出力
端子OUTとを接続する圧電基板2上に形成された導体
ストリップを示している。
【0016】弾性表面波フィルタ3の場合において、図
7に示すように入力側において逆L型に接続したコイル
51Iおよびコンデンサ52Iと、出力側において逆L
型に接続したコイル51Oおよびコンデンサ52Oとか
らなる4素子のインピーダンス整合回路を接続すること
によって通過帯域で整合することができ、この場合は図
8に示す周波数特性が得られる。図8において、実線a
は挿入損失特性を、一点鎖線bは入力側のリターン損失
特性を、破線cは出力側のリターン損失特性を示す。
【0017】弾性表面波フィルタ3による場合は、弾性
表面波フィルタ1による場合よりも双方向性損失は0.
6dBほど小さくすることができるが、外部にインピー
ダンス整合素子を必要とするという問題点がある。
【0018】一方、電極数を増やさずに挿入損失を小さ
くするために、多電極の両端の電極部の電極指対数を少
なくする方法がある。通常の多電極弾性表面波フィルタ
では、入力電極群の各電極は、それぞれ電極指対数は同
じであるため、励振される表面波のエネルギーは入力電
極群の各電極で均等に輻射され、(1)式で示される双
方向性損失が発生する。
【0019】しかし、多電極弾性表面波フィルタの両端
部の電極の電極指対数を少なくすると、両端部の電極で
励振される表面波のエネルギーは他の電極に比べて小さ
くなる。この結果として、入力電極で励振され出力電極
で受信されない表面波のエネルギーが減少し、双方向性
損失は(1)式で示されるよりも少なくなる。
【0020】この例を示せば、図9の弾性表面波フィル
タ7に示すように、入力電極71の両端に配置される入
力電極71aの電極指対数および入力電極71bの電極
指対数を、他の入力電極71の電極指対数よりも少なく
構成し、入力電極71a、71、71bと出力電極72
を交互に配置して構成する。入力電極71および出力電
極72は図3に示した弾性表面波フィルタ1の入力電極
11および出力電極12と同一の構成であって、ここで
は、入力電極71は簡略化して示してあるが実際には各
入力電極71は電極指対数が“36”の電極からなり、
出力電極72についても同様に実際には各出力電極72
は電極指対数が“48”の電極からなリ、入力電極71
aおよび71bについても簡略化して示してあり実際に
は入力電極71aおよび71bは電極指対数が“10”
の電極からなっている。
【0021】図9に示した弾性表面波フィルタ7の通過
特性、入力側のインピーダンス特性および出力側のイン
ピーダンス特性は図10(a)、(b)および(c)に
示すごとくである。図10(a)において、実線aは挿
入損失特性を、一点鎖線bは入力側のリターン損失特性
を、破線cは出力側のリターン損失特性をそれぞれ示し
ている。弾性表面波フィルタ7では、特性インピーダン
スが50Ωの回路系で外部整合回路を付加せずに、弾性
表面波フィルタ1と比較して挿入損失が0.3dB程度
少なくなっている。
【0022】両端部の電極71aおよび電極71bの電
極指対数を少なくすればするほど、双方向性損失を少な
くすることができるが、帯域内リプルの増大と、インピ
ーダンス整合がとれる周波数範囲が狭くなるという問題
点があり、両端部の電極の電極指対数をあまり少なくす
ることができない。
【0023】このため、両端部の電極の電極指対数を少
なくすることができる限界は入力電極、出力電極の電極
指対数の平均の1/4程度であると考えられ、低損失化
のみを考えれば電極数を多くする方が有効であるといえ
るが、入力側のインピーダンスおよび出力側のインピー
ダンスが低下するという問題点が生ずる。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の多電極弾性表面波フィルタによれば、入力側のインピ
ーダンスおよび出力側のインピーダンスを高く保った状
態で低損失化をすることは困難であるという問題点があ
った。
【0025】本発明は、インピーダンス整合がとれる周
波数範囲が広く、入力側のインピーダンスおよび出力側
のインピーダンスを高く保った状態で低損失化が図れる
弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波フィ
ルタは、複数の電極を配置した入力電極群と複数の電極
を配置した出力電極群とによって構成した多電極弾性表
面波フィルタにおいて、入力電極群または出力電極群の
どちらか一方が他方に比べて電極数が多く、電極数が多
い方の電極群のうち両端部に配置された電極の電極指対
数は同一電極群の他の電極の電極指対数に対して少な
く、かつ電極数が多い方の電極群は両端部に配置された
電極以外に配置された電極の電極指対数を電極数が少な
い方の電極群のどの電極の電極指対数よりも多く構成し
たことを特徴とする。
【0027】
【作用】本発明の弾性表面波フィルタは、入力電極群ま
たは出力電極群のどちらか一方が他方に比べて電極数が
多く、電極数が多い方の電極群のうち両端部に配置され
た電極の電極指対数は同一電極群の他の電極の電極指対
数に対して少なく、かつ電極数が多い方の電極群は両端
部に配置された電極以外に配置された電極の電極指対数
を電極数が少ない方の電極群のどの電極の電極指対数よ
りも多くしたために、両端部の電極の電極指対数と該両
端部の電極と同一電極群に含まれる他の電極の電極指対
数との比を大きく取ることができて、双方向性損失を少
なくすることができる。また、この場合に入力電極群の
電極数および出力電極群の電極数は変化はないため、入
力側のインピーダンスおよび出力側のインピーダンスは
低下せず、インピーダンス整合がとれる周波数範囲が狭
くなることもない。
【0028】
【実施例】以下、本発明にかかる弾性表面波フィルタを
実施例により説明する。
【0029】図1は本発明にかかる弾性表面波フィルタ
の一実施例の構成を示す平面図である。
【0030】本一実施例の弾性表面波フィルタ9は、7
個の電極からなり、4個の入力電極91a、91、91
および91bによって入力電極群を構成し、3個の出力
電極92、92、92によって出力電極群を構成して、
例えば64°Y−XLiNb3 からなる圧電基板2上
に入力電極91a、91、91および91bと出力電極
92、92、92とを交互に配置し、入力電極91aと
入力電極91bとをそれぞれ端部に配置する。
【0031】図1において、符号93は入力電極91
a、91、91および91bと入力端子INとを接続す
る圧電基板2上に形成された導体ストリップを、符号9
4は出力電極92、92および92と出力端子OUTと
を接続する圧電基板2上に形成された導体ストリップを
示している。
【0032】ここでも、入力電極91は簡略化して示し
てあるが実際には各入力電極91は電極指対数が“4
8”の電極からなり、出力電極92についても同様に実
際には各出力電極92は電極指対数が“36”の電極か
らなリ、入力電極91aおよび91bについても簡略化
して示してあり実際には入力電極91aおよび91bは
電極指対数が“10”の電極からなっている。
【0033】ここで、弾性表面波フィルタ9と前記した
弾性表面波フィルタ7との違いは、1電極当たりの電極
指対数を入力電極と出力電極とで入れ替えて、入力電極
91は電極指対数48の入力電極とし、出力電極92は
電極指対数36の出力電極として、電極数の多い方の電
極群、本例では入力電極群の1電極当たりの電極指対数
を多く構成している。両端部の入力電極91aおよび9
1bについては、弾性表面波フィルタ7の入力電極71
aおよび71bと同じ電極指対数である。
【0034】このようにしたことによって、入力電極数
は“4”で出力電極数の“3”よりも多いため入力電極
群は出力電極群に比べて電極数が多く、電極数が多い方
の電極群すなわち入力電極群の両端部に配置された入力
電極91aおよび91bの電極指対数は入力電極群の他
の電極すなわち入力電極91および91の電極指対数に
対して少なく、かつ電極数が多い方の電極群すなわち入
力電極群の両端部に配置された電極以外に配置された電
極(入力電極91および91)の電極指対数が、電極数
が少ない方の電極群すなわち出力電極群のどの電極(出
力電極92、92および92)の電極指対数よりも多く
構成されている。
【0035】この結果、弾性表面波フィルタ9の入力電
極91aおよび91bの電極指対数を弾性表面波フィル
タ7の入力電極71aおよび71bの電極指対数と同数
にしたまま、入力電極91aおよび91bの電極指対数
と入力電極91aおよび91bに並列接続される入力電
極91および91の電極指対数との比が大きく取れる。
このように電極指対数の比が大きく取れる結果、双方向
損失は小さくなって、挿入損失が少なくなることにな
る。
【0036】また、弾性表面波フィルタ9において並列
接続される電極数は、弾性表面波フィルタ7の場合と変
化はなく、入力側のインピーダンスおよび出力側のイン
ピーダンスは高く保たれて、低下しない。
【0037】弾性表面波フィルタ9の周波数特性は図2
に示すごとくである。
【0038】図2(a)は挿入損失特性の計算値を、図
2(b)は入力側のインピーダンス特性の計算値を、図
2(c)は出力側のインピーダンス特性の計算値をそれ
ぞれ示す。図2(a)において、実線aは挿入損失特性
を、一点鎖線bは入力側のリターン損失特性を、破線c
は出力側のリターン損失特性を示す。
【0039】弾性表面波フィルタ9では、入出力側とも
に外部回路なしで特性インピーダンスが50Ωの回路系
に整合され、VSWR(電圧定在波比、ボルテージスタ
ンディングウエーブレシオ)の良い範囲が弾性表面波フ
ィルタ7の場合に比較して広くなっている。
【0040】さらに、弾性表面波フィルタ9においては
挿入損失は、弾性表面波フィルタ7と比較して約0.2
dB少なくなり、弾性表面波フィルタ3の電極構造の場
合とほぼ同様の低損失が実現されている。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように本発明の弾性表面波
フィルタによれば、入力電極群または出力電極群のどち
らか一方が他方に比べて電極数が多く、電極数が多い方
の電極群のうち両端部に配置された電極の電極指対数は
同一電極群の他の電極の電極指対数に対して少なく、か
つ電極数が多い方の電極群は両端部に配置された電極以
外に配置された電極の電極指対数を電極数が少ない方の
電極群のどの電極の電極指対数よりも多くしたため、入
力側のインピーダンスおよび出力側のインピーダンスを
保ったまま低損失化ができ、外部にインピーダンス整合
回路を接続することが不要で特性の良好なフィルタが得
られるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる弾性表面波フィルタの一実施例
の構成を示す平面図である。
【図2】本発明にかかる弾性表面波フィルタの一実施例
の周波数特性図およびインピーダンス特性図である。
【図3】従来の弾性表面波フィルタの構成を示す平面図
である。
【図4】図3に示した弾性表面波フィルタの周波数特性
図およびインピーダンス特性図である。
【図5】従来の他の弾性表面波フィルタの構成を示す平
面図である。
【図6】図5に示した弾性表面波フィルタのインピーダ
ンス特性図である。
【図7】図5に示した弾性表面波フィルタに用いる整合
回路の回路図である。
【図8】図5に示した弾性表面波フィルタに図7に示し
た整合回路を接続した場合の周波数特性図である。
【図9】従来のさらに他の弾性表面波フィルタの構成を
示す平面図である。
【図10】図9に示した弾性表面波フィルタの周波数特
性図およびインピーダンス特性図である。
【符号の説明】
2…圧電基板 9…弾性表面波フィルタ 91、91a、91b…入力電極 92…出力電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の電極を配置した入力電極群と複数の
    電極を配置した出力電極群とによって構成した多電極弾
    性表面波フィルタにおいて、入力電極群または出力電極
    群のどちらか一方が他方に比べて電極数が多く、電極数
    が多い方の電極群のうち両端部に配置された電極の電極
    指対数は同一電極群の他の電極の電極指対数に対して少
    なく、かつ電極数が多い方の電極群は両端部に配置され
    た電極以外に配置された電極の電極指対数を電極数が少
    ない方の電極群のどの電極の電極指対数よりも多く構成
    したことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
JP20223794A 1994-08-26 1994-08-26 弾性表面波フィルタ Pending JPH0870233A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20223794A JPH0870233A (ja) 1994-08-26 1994-08-26 弾性表面波フィルタ

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JP20223794A JPH0870233A (ja) 1994-08-26 1994-08-26 弾性表面波フィルタ

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JP (1) JPH0870233A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7439827B2 (en) 2006-01-20 2008-10-21 Murata Manufacturing Co., Ltd. Surface acoustic wave filter device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7439827B2 (en) 2006-01-20 2008-10-21 Murata Manufacturing Co., Ltd. Surface acoustic wave filter device

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