JPH0918287A - 共振器型表面弾性波フィルタの設計方法 - Google Patents
共振器型表面弾性波フィルタの設計方法Info
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- JPH0918287A JPH0918287A JP15958695A JP15958695A JPH0918287A JP H0918287 A JPH0918287 A JP H0918287A JP 15958695 A JP15958695 A JP 15958695A JP 15958695 A JP15958695 A JP 15958695A JP H0918287 A JPH0918287 A JP H0918287A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 共振器型ＳＡＷフィルタの設計の自由度を持
たせる。 【構成】 合成前の直列腕ＳＡＷ共振子１０１ａ、１０
１ｂ、１０２ａ、１０２ｂのＩＤＴの対数と交差長をＮ
1S、Ｌ1Sとし、並列腕ＳＡＷ共振子１０３ａ、１０３
ｂ、１０４ａ、１０４ｂのＩＤＴの対数と交差長を
Ｎ1P、Ｌ1Sとする。図１（ｂ）中、合成後の直列腕ＳＡ
Ｗ共振子１０１、１０２のＩＤＴの対数と交差長を
Ｎ2S、Ｌ2Sとし、合成後の並列腕ＳＡＷ共振子１０３、
１０４のＩＤＴの対数と交差長をＮ2P、Ｌ2Pとした時、
直列腕については、２（Ｎ2SＬ2S）＝Ｎ1SＬ1S並列腕に
ついては、Ｎ2PＬ2P＝２（Ｎ1PＬ1P）とする。
たせる。 【構成】 合成前の直列腕ＳＡＷ共振子１０１ａ、１０
１ｂ、１０２ａ、１０２ｂのＩＤＴの対数と交差長をＮ
1S、Ｌ1Sとし、並列腕ＳＡＷ共振子１０３ａ、１０３
ｂ、１０４ａ、１０４ｂのＩＤＴの対数と交差長を
Ｎ1P、Ｌ1Sとする。図１（ｂ）中、合成後の直列腕ＳＡ
Ｗ共振子１０１、１０２のＩＤＴの対数と交差長を
Ｎ2S、Ｌ2Sとし、合成後の並列腕ＳＡＷ共振子１０３、
１０４のＩＤＴの対数と交差長をＮ2P、Ｌ2Pとした時、
直列腕については、２（Ｎ2SＬ2S）＝Ｎ1SＬ1S並列腕に
ついては、Ｎ2PＬ2P＝２（Ｎ1PＬ1P）とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、共振器型弾性表面波フ
ィルタの設計方法に関するものである。
ィルタの設計方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】弾性表面波（Surface Accoustic Wave、
略してSAW と呼ぶ）装置は圧電基板上に配置されたすだ
れ状電極あるいは変換器（Interdigital Transducer 、
以下、略してＩＤＴと呼ぶ）と呼ばれるものにより、電
気−弾性表面波変換を行うものである。なかでもＳＡＷ
フィルタは、小型、軽量、無調整という特長を持ち、そ
の製造プロセスには半導体デバイスの製造に用いられる
フォトリソグラフィ技術を利用できるため量産性にも優
れている。図２（ａ）、（ｂ）は、ＳＡＷフィルタの一
例を示す図である。一般に、ＳＡＷフィルタは、図２
（ａ）に示すように、トランスバーサル型と同図（ｂ）
に示すように、共振器型ＳＡＷフィルタに分類すること
ができる。トランスバーサル型ＳＡＷフィルタは、入力
端子３に電気信号を入力して、入力側のＩＤＴ１に弾性
表面波を励起して、その弾性表面波を出力側のＩＤＴ２
より電気信号を発生させて、出力端子４よりその電気信
号を取り出すものである。共振器型ＳＡＷフィルタは、
入力端子５と出力端子６のＩＤＴ７に発生した弾性表面
波をグレーティング反射器８により反射して、出力端子
６より電気信号を取り出す反射器型ＳＡＷ共振子を利用
し、フィルタを構成したものである。この共振器型ＳＡ
Ｗフィルタには、梯型回路構成タイプと二重モードタイ
プに分類することができる。共振器型はトランスバーサ
ル型に比べて、原理的に低損失、高減衰量、狭帯域、そ
して整合回路不要という特長がある。
略してSAW と呼ぶ）装置は圧電基板上に配置されたすだ
れ状電極あるいは変換器（Interdigital Transducer 、
以下、略してＩＤＴと呼ぶ）と呼ばれるものにより、電
気−弾性表面波変換を行うものである。なかでもＳＡＷ
フィルタは、小型、軽量、無調整という特長を持ち、そ
の製造プロセスには半導体デバイスの製造に用いられる
フォトリソグラフィ技術を利用できるため量産性にも優
れている。図２（ａ）、（ｂ）は、ＳＡＷフィルタの一
例を示す図である。一般に、ＳＡＷフィルタは、図２
（ａ）に示すように、トランスバーサル型と同図（ｂ）
に示すように、共振器型ＳＡＷフィルタに分類すること
ができる。トランスバーサル型ＳＡＷフィルタは、入力
端子３に電気信号を入力して、入力側のＩＤＴ１に弾性
表面波を励起して、その弾性表面波を出力側のＩＤＴ２
より電気信号を発生させて、出力端子４よりその電気信
号を取り出すものである。共振器型ＳＡＷフィルタは、
入力端子５と出力端子６のＩＤＴ７に発生した弾性表面
波をグレーティング反射器８により反射して、出力端子
６より電気信号を取り出す反射器型ＳＡＷ共振子を利用
し、フィルタを構成したものである。この共振器型ＳＡ
Ｗフィルタには、梯型回路構成タイプと二重モードタイ
プに分類することができる。共振器型はトランスバーサ
ル型に比べて、原理的に低損失、高減衰量、狭帯域、そ
して整合回路不要という特長がある。
【０００３】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、反射器型
ＳＡＷ共振子の概略図であり、特に同図（ａ）は、反射
器型ＳＡＷ共振子の構造図であり、同図（ｂ）は、等価
回路であり、同図（ｃ）は、リアクタンス特性を示す図
である。入力端子１４に高周波電気信号を入力するとＩ
ＤＴ１２でＳＡＷが発生し、図中の矢印１６のように両
方向を伝搬する。この励起されたＳＡＷはＩＤＴ１６の
両端に配置されたグレーティング反射器１３ａ、１３ｂ
上で弾性的および電気的な摂動効果により反射され、グ
レーティング反射器１３ａ、１３ｂ間を多重走行する。
そして、ＩＤＴ１２上で透過波と反射波が重なりあいＳ
ＡＷの定在波が発生し、共振現象が起こる。図３（ｂ）
に示すように、この反射器型ＳＡＷ共振子は水晶振動子
と同様にＲ，Ｌ，Ｃの直列回路とこれに並列接続された
ＩＤＴの静電容量Ｃ0 で表すことができる。この電気的
等価回路のリアクタンス特性は、図３（ｃ）の曲線のよ
うになり、共振周波数ｆr と反共振周波数ｆa を持つ二
重共振特性を持っている。したがって、ＳＡＷ共振子を
従来のＬＣフィルタと同様に梯型回路構成するこにより
バンドパスフィルタを構成することができる。
ＳＡＷ共振子の概略図であり、特に同図（ａ）は、反射
器型ＳＡＷ共振子の構造図であり、同図（ｂ）は、等価
回路であり、同図（ｃ）は、リアクタンス特性を示す図
である。入力端子１４に高周波電気信号を入力するとＩ
ＤＴ１２でＳＡＷが発生し、図中の矢印１６のように両
方向を伝搬する。この励起されたＳＡＷはＩＤＴ１６の
両端に配置されたグレーティング反射器１３ａ、１３ｂ
上で弾性的および電気的な摂動効果により反射され、グ
レーティング反射器１３ａ、１３ｂ間を多重走行する。
そして、ＩＤＴ１２上で透過波と反射波が重なりあいＳ
ＡＷの定在波が発生し、共振現象が起こる。図３（ｂ）
に示すように、この反射器型ＳＡＷ共振子は水晶振動子
と同様にＲ，Ｌ，Ｃの直列回路とこれに並列接続された
ＩＤＴの静電容量Ｃ0 で表すことができる。この電気的
等価回路のリアクタンス特性は、図３（ｃ）の曲線のよ
うになり、共振周波数ｆr と反共振周波数ｆa を持つ二
重共振特性を持っている。したがって、ＳＡＷ共振子を
従来のＬＣフィルタと同様に梯型回路構成するこにより
バンドパスフィルタを構成することができる。
【０００４】図４（ａ）、（ｂ）は、共振器型ＳＡＷフ
ィルタの原理図であり、同図（ａ）は、ＳＡＷ共振子を
一段梯型回路に接続した回路構成図であり、同図（ｂ）
は同図（ａ）のように一段梯型回路構成にした場合のリ
アクタンス特性と伝送特性を示す図である。曲線２１
は、直列腕ＳＡＷ共振子１７のリアクタンス特性、曲線
２２は、並列腕ＳＡＷ共振子１８のリアクタンス特性、
曲線２３は伝送特性である。ｆ1 とｆ2 はそれぞれ並列
腕ＳＡＷ共振子１８の共振周波数と反共振周波数であ
り、ｆ3 とｆ4 はそれぞれ直列腕ＳＡＷ共振子１７の共
振周波数と反共振周波数である。この並列腕ＳＡＷ共振
子１８の反共振周波ｆ2 と直列腕ＳＡＷ共振子１７の共
振周波数ｆ3 を一致させるように直列腕ＳＡＷ共振子１
７と並列腕ＳＡＷ共振子１８を構成すると、図４（ｂ）
中の曲線２３に示すような伝送特性（Ｓ２１）を持つバ
ンドパスフィルタを構成できることは周知の事実であ
る。
ィルタの原理図であり、同図（ａ）は、ＳＡＷ共振子を
一段梯型回路に接続した回路構成図であり、同図（ｂ）
は同図（ａ）のように一段梯型回路構成にした場合のリ
アクタンス特性と伝送特性を示す図である。曲線２１
は、直列腕ＳＡＷ共振子１７のリアクタンス特性、曲線
２２は、並列腕ＳＡＷ共振子１８のリアクタンス特性、
曲線２３は伝送特性である。ｆ1 とｆ2 はそれぞれ並列
腕ＳＡＷ共振子１８の共振周波数と反共振周波数であ
り、ｆ3 とｆ4 はそれぞれ直列腕ＳＡＷ共振子１７の共
振周波数と反共振周波数である。この並列腕ＳＡＷ共振
子１８の反共振周波ｆ2 と直列腕ＳＡＷ共振子１７の共
振周波数ｆ3 を一致させるように直列腕ＳＡＷ共振子１
７と並列腕ＳＡＷ共振子１８を構成すると、図４（ｂ）
中の曲線２３に示すような伝送特性（Ｓ２１）を持つバ
ンドパスフィルタを構成できることは周知の事実であ
る。
【０００５】図５（ａ）、（ｂ）は、ＳＡＷ共振子を五
段梯型構成にした場合のフィルタ構成図である。通常、
図４のような一段梯型構成では減衰量が小さいために、
図５に示すようにＳＡＷ共振子を多段梯型構成し減衰量
を大きくする、図５（ａ）に示すように、単純に五段梯
型構成にする場合、フィルタ構成に必要なＳＡＷ共振子
の個数は計１０個であるが、フィルタの小型化、低損失
化を図るため、通常設計段階でフィルタ構成に必要なＳ
ＡＷ共振子の数を減らす工夫をする。図５（ａ）の五段
梯型回路構成中、縦続接続された同一構造の直列腕ＳＡ
Ｗ共振子３１ａと３１ｂ、３２ａと３２ｂ、及び並列腕
ＳＡＷ共振子３３ａと３３ｂ、３４ａと３４ｂをそれぞ
れ回路網的に合成すると図５（ｂ）の回路構成になる。
図５（ｂ）中のＳＡＷ共振子３１、３２、３３、３４は
図５（ａ）中の縦続接続された直列腕ＳＡＷ共振子３１
ａと３１ｂ、３２ａと３２ｂ及び並列腕共振子３３ａと
３３ｂ、３４ａと３４ｂをそれぞれ回路網的に合成した
ＳＡＷ共振子である。このように、五段梯型構成中、縦
続接続となるＳＡＷ共振子を合成すると図５（ｂ）に示
す通り五段梯型構成で必要なＳＡＷ共振子の個数を１０
個から６個に減らすことができる。同様に、五段以外の
多段梯型回路構成においても縦続接続となるＳＡＷ共振
子の個数を減らすことができ、共振器型ＳＡＷフィルタ
の小型化、低損失化を図ることができる。
段梯型構成にした場合のフィルタ構成図である。通常、
図４のような一段梯型構成では減衰量が小さいために、
図５に示すようにＳＡＷ共振子を多段梯型構成し減衰量
を大きくする、図５（ａ）に示すように、単純に五段梯
型構成にする場合、フィルタ構成に必要なＳＡＷ共振子
の個数は計１０個であるが、フィルタの小型化、低損失
化を図るため、通常設計段階でフィルタ構成に必要なＳ
ＡＷ共振子の数を減らす工夫をする。図５（ａ）の五段
梯型回路構成中、縦続接続された同一構造の直列腕ＳＡ
Ｗ共振子３１ａと３１ｂ、３２ａと３２ｂ、及び並列腕
ＳＡＷ共振子３３ａと３３ｂ、３４ａと３４ｂをそれぞ
れ回路網的に合成すると図５（ｂ）の回路構成になる。
図５（ｂ）中のＳＡＷ共振子３１、３２、３３、３４は
図５（ａ）中の縦続接続された直列腕ＳＡＷ共振子３１
ａと３１ｂ、３２ａと３２ｂ及び並列腕共振子３３ａと
３３ｂ、３４ａと３４ｂをそれぞれ回路網的に合成した
ＳＡＷ共振子である。このように、五段梯型構成中、縦
続接続となるＳＡＷ共振子を合成すると図５（ｂ）に示
す通り五段梯型構成で必要なＳＡＷ共振子の個数を１０
個から６個に減らすことができる。同様に、五段以外の
多段梯型回路構成においても縦続接続となるＳＡＷ共振
子の個数を減らすことができ、共振器型ＳＡＷフィルタ
の小型化、低損失化を図ることができる。
【０００６】以下、多断梯型回路構成した共振器型ＳＡ
Ｗフィルタにおいて、多段梯型構成中の縦続接続された
同一構造のＳＡＷ共振子の従来の合成方法について説明
する。まず、従来のＳＡＷ共振子の設計方法について説
明する。ＳＡＷ共振子の主なパラメータは、ＩＤＴの電
極対数と交差長であり、このパラメータの説明を図６に
示す。図６は、ＳＡＷ共振子のＩＤＴとグレーティング
反射器の境界部分における設計パラメータの拡大図であ
る。図６中の４１ａ、４２ａ、４３ａ、…は入力ＩＤＴ
の電極指、４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、…は出力ＩＤＴの
電極指、４１ｃはグレーティグ反射器である。ＩＤＴの
交差長は図１１中のＬに示すように、入力ＩＤＴの電極
指４１ａ、４２ａ、４３ａ、…と出力ＩＤＴの電極指４
１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、…において、互いに交差する電
極指部分の長さである。また、ＩＤＴの電極対数には様
々な定義の仕方があるが、本明細書中では図６に示すよ
うに、入力ＩＤＴの電極指４１ａの中心線から電極指４
２ａの中心線までを一対とする。図３（ｂ）のようなＳ
ＡＷ共振子のＲＬＣ等価回路を用いると等価回路の素子
値（Ｒ，Ｌ，Ｃ，Ｃ0 ）とＳＡＷ共振子の構造パラメー
タ（ＩＤＴの電極対数や交差長）との対応付けが非常に
難しく、一般には、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ
の設計方法と同様にSmith の等価回路を用いることが多
い。
Ｗフィルタにおいて、多段梯型構成中の縦続接続された
同一構造のＳＡＷ共振子の従来の合成方法について説明
する。まず、従来のＳＡＷ共振子の設計方法について説
明する。ＳＡＷ共振子の主なパラメータは、ＩＤＴの電
極対数と交差長であり、このパラメータの説明を図６に
示す。図６は、ＳＡＷ共振子のＩＤＴとグレーティング
反射器の境界部分における設計パラメータの拡大図であ
る。図６中の４１ａ、４２ａ、４３ａ、…は入力ＩＤＴ
の電極指、４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、…は出力ＩＤＴの
電極指、４１ｃはグレーティグ反射器である。ＩＤＴの
交差長は図１１中のＬに示すように、入力ＩＤＴの電極
指４１ａ、４２ａ、４３ａ、…と出力ＩＤＴの電極指４
１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、…において、互いに交差する電
極指部分の長さである。また、ＩＤＴの電極対数には様
々な定義の仕方があるが、本明細書中では図６に示すよ
うに、入力ＩＤＴの電極指４１ａの中心線から電極指４
２ａの中心線までを一対とする。図３（ｂ）のようなＳ
ＡＷ共振子のＲＬＣ等価回路を用いると等価回路の素子
値（Ｒ，Ｌ，Ｃ，Ｃ0 ）とＳＡＷ共振子の構造パラメー
タ（ＩＤＴの電極対数や交差長）との対応付けが非常に
難しく、一般には、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ
の設計方法と同様にSmith の等価回路を用いることが多
い。
【０００７】図７は、Smith の等価回路の一例を示す図
であり、ＩＤＴ１／２対周期の等価回路である。図７中
の端子５１、５２は音響端子、５３、５４は電気端子で
あり、等価回路の各回路要素の説明は図７に示す通りで
ある。図７中の上部の図はＩＤＴ部分の断面図であり、
図中の５５はＩＤＴ、５６は圧電基板である。電極対数
ＮのＩＤＴでは、図７の等価回路を２Ｎ個縦続接続した
ものが全体の等価回路となる。そして、等価回路の
［Ｆ］行列を求めれば伝送特性を計算することができ
る。したがって、具体的にＩＤＴの構造パラメータ（電
極対数、交差長など）が決定していれば、Smith の等価
回路を用いて、伝送特性を計算することができる。ＳＡ
Ｗ共振子の伝送特性を求める場合にはＩＤＴだけでな
く、グレーティング反射器の影響も考慮にいれたＳＡＷ
共振子全体の［Ｆ］行列を求めてから伝送特性を計算す
る。
であり、ＩＤＴ１／２対周期の等価回路である。図７中
の端子５１、５２は音響端子、５３、５４は電気端子で
あり、等価回路の各回路要素の説明は図７に示す通りで
ある。図７中の上部の図はＩＤＴ部分の断面図であり、
図中の５５はＩＤＴ、５６は圧電基板である。電極対数
ＮのＩＤＴでは、図７の等価回路を２Ｎ個縦続接続した
ものが全体の等価回路となる。そして、等価回路の
［Ｆ］行列を求めれば伝送特性を計算することができ
る。したがって、具体的にＩＤＴの構造パラメータ（電
極対数、交差長など）が決定していれば、Smith の等価
回路を用いて、伝送特性を計算することができる。ＳＡ
Ｗ共振子の伝送特性を求める場合にはＩＤＴだけでな
く、グレーティング反射器の影響も考慮にいれたＳＡＷ
共振子全体の［Ｆ］行列を求めてから伝送特性を計算す
る。
【０００８】次に、縦続接続された同一構造のＳＡＷ共
振子の合成方法を具体的に説明する。電極対数ＮのＩＤ
Ｔにおいて、図７のSmith の等価回路の電気端子５３か
ら見たＩＤＴの電気入力アドミタンスは、図８の等価回
路で表される。図８中のＣT（＝ＮＣS ）、Ｂａ
（ω）、Ｇａ（ω）はそれぞれＩＤＴの静電容量、放射
サセプタンス、放射コンダクタンスである。図７中の等
価回路内、従来ＳＡＷ共振子を合成する場合の基本パラ
メータとして用いるのは、放射コンダクタンスである。
中心周波数における放射コンダクタンスＧａ（ω0 ）は
次式で表される。 Ｇａ（ω0 ）＝８ｋ2 ｆ0 Ｃs Ｎ2 ∝Ｎ2 Ｌ ・・・（１） ｋ2 は電気機械結合係数、ｆ0 は中心周波数、Ｃs はＩ
ＤＴ１対当たりの静電容量、ＮはＩＤＴ対数、ＬはＩＤ
Ｔの交差長である。ｋ2 は使用する圧電材料により決定
され、ｆ0 はＩＤＴの電極指幅で決定される。また、静
電容量Ｃs はＩＤＴの交差長Ｌに比例するパラメータで
ある。従って、同一基板、同一周波数では放射コンダク
タンスＧａ（ω0 ）はＮ2 Ｌに比例することになる。五
段梯型構成の共振器型ＳＡＷフィルタを例にし、多段構
成中の縦続接続された同一構造の直列腕ＳＡＷ共振子及
び並列腕ＳＡＷ共振子の合成方法を式（１）を用いて具
体的に説明する。
振子の合成方法を具体的に説明する。電極対数ＮのＩＤ
Ｔにおいて、図７のSmith の等価回路の電気端子５３か
ら見たＩＤＴの電気入力アドミタンスは、図８の等価回
路で表される。図８中のＣT（＝ＮＣS ）、Ｂａ
（ω）、Ｇａ（ω）はそれぞれＩＤＴの静電容量、放射
サセプタンス、放射コンダクタンスである。図７中の等
価回路内、従来ＳＡＷ共振子を合成する場合の基本パラ
メータとして用いるのは、放射コンダクタンスである。
中心周波数における放射コンダクタンスＧａ（ω0 ）は
次式で表される。 Ｇａ（ω0 ）＝８ｋ2 ｆ0 Ｃs Ｎ2 ∝Ｎ2 Ｌ ・・・（１） ｋ2 は電気機械結合係数、ｆ0 は中心周波数、Ｃs はＩ
ＤＴ１対当たりの静電容量、ＮはＩＤＴ対数、ＬはＩＤ
Ｔの交差長である。ｋ2 は使用する圧電材料により決定
され、ｆ0 はＩＤＴの電極指幅で決定される。また、静
電容量Ｃs はＩＤＴの交差長Ｌに比例するパラメータで
ある。従って、同一基板、同一周波数では放射コンダク
タンスＧａ（ω0 ）はＮ2 Ｌに比例することになる。五
段梯型構成の共振器型ＳＡＷフィルタを例にし、多段構
成中の縦続接続された同一構造の直列腕ＳＡＷ共振子及
び並列腕ＳＡＷ共振子の合成方法を式（１）を用いて具
体的に説明する。
【０００９】図９（ａ）、（ｂ）は従来のＳＡＷ共振子
の合成方法を示す図である。図９（ａ）中の合成前の直
列腕ＳＡＷ共振子６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂのＩ
ＤＴの対数と交差長をＮ1S、Ｌ1Sとし，並列腕ＳＡＷ共
振子６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂのＩＤＴの対数と
交差長をＮ1P、Ｌ1Pとする。また、図９（ｂ）中、合成
後の直列腕ＳＡＷ共振子６１、６２のＩＤＴの対数と交
差長をＮ2S、Ｌ2Sとし、並列腕ＳＡＷ共振子６３、６４
のＩＤＴの対数と交差長をＮ2P、Ｌ2Pとする。直列腕Ｓ
ＡＷ共振子６１ａと６１ｂまたは６２ａと６２ｂを合成
する場合、合成後の直列腕ＳＡＷ共振子６１または６２
の放射コンダクタンスは、合成前の直列腕ＳＡＷ共振子
の放射コンダクタンスの逆数の和の逆数であるので、そ
の合成後の直列腕ＳＡＷ共振子の放射コンダクタンス
が、合成前の直列腕ＳＡＷ共振子単体の放射コンダクタ
ンスの１／２倍になるように設計する。すなわち、式
（１）より合成後の直列腕ＳＡＷ共振子のパラメータＮ
2S 2 Ｌ2Sが合成前の直列腕ＳＡＷ共振子単体のパラメー
タＮ1S 2 Ｌ2Sの１／２倍となるように合成後の直列腕Ｓ
ＡＷ共振子のＩＤＴの対数Ｎ2Sまたは交差長Ｌ2Sを決定
する。
の合成方法を示す図である。図９（ａ）中の合成前の直
列腕ＳＡＷ共振子６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂのＩ
ＤＴの対数と交差長をＮ1S、Ｌ1Sとし，並列腕ＳＡＷ共
振子６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂのＩＤＴの対数と
交差長をＮ1P、Ｌ1Pとする。また、図９（ｂ）中、合成
後の直列腕ＳＡＷ共振子６１、６２のＩＤＴの対数と交
差長をＮ2S、Ｌ2Sとし、並列腕ＳＡＷ共振子６３、６４
のＩＤＴの対数と交差長をＮ2P、Ｌ2Pとする。直列腕Ｓ
ＡＷ共振子６１ａと６１ｂまたは６２ａと６２ｂを合成
する場合、合成後の直列腕ＳＡＷ共振子６１または６２
の放射コンダクタンスは、合成前の直列腕ＳＡＷ共振子
の放射コンダクタンスの逆数の和の逆数であるので、そ
の合成後の直列腕ＳＡＷ共振子の放射コンダクタンス
が、合成前の直列腕ＳＡＷ共振子単体の放射コンダクタ
ンスの１／２倍になるように設計する。すなわち、式
（１）より合成後の直列腕ＳＡＷ共振子のパラメータＮ
2S 2 Ｌ2Sが合成前の直列腕ＳＡＷ共振子単体のパラメー
タＮ1S 2 Ｌ2Sの１／２倍となるように合成後の直列腕Ｓ
ＡＷ共振子のＩＤＴの対数Ｎ2Sまたは交差長Ｌ2Sを決定
する。
【００１０】一方、並列腕ＳＡＷ共振子６３ａと６３ｂ
または６４ａと６４ｂを合成する場合、合成後の直列腕
ＳＡＷ共振子６３または６４の放射コンダクタンスは、
合成前の直列腕ＳＡＷ共振子の放射コンダクタンスの和
であるので、その合成後の並列腕ＳＡＷ共振子の放射コ
ンダクタンスが、合成前の並列腕ＳＡＷ共振子単体の放
射コンダクタンスの２倍になるように設計する。すなわ
ち、式（１）より合成後の並列腕ＳＡＷ共振子のパラメ
ータＮ2P 2 Ｌ2Pが合成前の並列腕ＳＡＷ共振子単体のパ
ラメータＮ1P 2 Ｌ2Pの２倍となるように合成後の並列腕
ＳＡＷ共振子のＩＤＴの対数Ｎ2Pまたは交差長Ｌ2Pを決
定する。以上の合成条件をまとめると、 直列腕：２（Ｎ2S 2 Ｌ2S）＝Ｎ1S 2 Ｌ1S ・・・（２） 並列腕：Ｎ2P 2 Ｌ2P＝２（Ｎ1P 2 Ｌ1P） ・・・（３） となり、（２）、（３）式の関係が成立するように合成
後のＳＡＷ共振子の構造パラメータ（ＩＤＴの電極対数
や交差長）を設計する。上述した従来の合成方法を用い
ると、（２）、（３）式から分かるようにＳＡＷ共振子
の合成方法として、ＩＤＴの電極対数Ｎまたは交差長Ｌ
を変える、あるいは電極対数と交差長を同時に変えて合
成することは可能である。しかし、一般的にはＩＤＴの
交差長だけを変えてＳＡＷ共振子を合成することが多
い。これは、（２）、（３）式にしたがってＳＡＷ共振
子を合成する際、ＩＤＴの交差長を変えて合成した場合
と電極対数を変えて合成した場合とではフィルタの伝送
特性が異なるためである。
または６４ａと６４ｂを合成する場合、合成後の直列腕
ＳＡＷ共振子６３または６４の放射コンダクタンスは、
合成前の直列腕ＳＡＷ共振子の放射コンダクタンスの和
であるので、その合成後の並列腕ＳＡＷ共振子の放射コ
ンダクタンスが、合成前の並列腕ＳＡＷ共振子単体の放
射コンダクタンスの２倍になるように設計する。すなわ
ち、式（１）より合成後の並列腕ＳＡＷ共振子のパラメ
ータＮ2P 2 Ｌ2Pが合成前の並列腕ＳＡＷ共振子単体のパ
ラメータＮ1P 2 Ｌ2Pの２倍となるように合成後の並列腕
ＳＡＷ共振子のＩＤＴの対数Ｎ2Pまたは交差長Ｌ2Pを決
定する。以上の合成条件をまとめると、 直列腕：２（Ｎ2S 2 Ｌ2S）＝Ｎ1S 2 Ｌ1S ・・・（２） 並列腕：Ｎ2P 2 Ｌ2P＝２（Ｎ1P 2 Ｌ1P） ・・・（３） となり、（２）、（３）式の関係が成立するように合成
後のＳＡＷ共振子の構造パラメータ（ＩＤＴの電極対数
や交差長）を設計する。上述した従来の合成方法を用い
ると、（２）、（３）式から分かるようにＳＡＷ共振子
の合成方法として、ＩＤＴの電極対数Ｎまたは交差長Ｌ
を変える、あるいは電極対数と交差長を同時に変えて合
成することは可能である。しかし、一般的にはＩＤＴの
交差長だけを変えてＳＡＷ共振子を合成することが多
い。これは、（２）、（３）式にしたがってＳＡＷ共振
子を合成する際、ＩＤＴの交差長を変えて合成した場合
と電極対数を変えて合成した場合とではフィルタの伝送
特性が異なるためである。
【００１１】図１０（Ａ）、（Ｂ）は、従来の設計方法
による共振器型ＳＡＷフィルタの伝送特性を示す図であ
る。この図１０では、ＩＤＴ対数Ｎ1S＝８０対、交差長
Ｌ1S＝８０μｍの構造を持つ直列腕ＳＡＷ共振子と、Ｉ
ＤＴ対数Ｎ1P＝１１０対、交差長Ｌ1P＝１１０μｍの構
造を持つ並列腕ＳＡＷ共振子を一段、三段、五段梯型回
路構成し、その伝送特性をSmith の等価回路を用いてシ
ミュレーションした結果が示されている。図１０中の曲
線１Ａ、１Ｂは一段、３Ａ、３Ｂは三段、５Ａ、５Ｂは
五段梯型構成したときの伝送特性であり、横軸は規格化
周波数ｆ／ｆ0 、縦軸は挿入損失である。図１０（Ａ）
の三段、五段梯型構成時の伝送特性３Ａ、５Ａは、上で
説明した（２）、（３）式が成立するように縦続接続さ
れた直列腕ＳＡＷ共振子、並列腕ＳＡＷ共振子ともＩＤ
Ｔの交差長だけを変えて合成した場合の伝送特性であ
る。ただし、ここで合成された直列腕ＳＡＷ共振子の構
造はＩＤＴ対数Ｎ2S＝８０対、交差長Ｌ2S＝４０μｍ
（１／２Ｌ1S）、合成された並列腕ＳＡＷ共振子の構造
はＩＤＴ対数Ｎ2P＝１１０対、交差長Ｌ2P＝２２０μｍ
（＝２Ｌ1P）である。
による共振器型ＳＡＷフィルタの伝送特性を示す図であ
る。この図１０では、ＩＤＴ対数Ｎ1S＝８０対、交差長
Ｌ1S＝８０μｍの構造を持つ直列腕ＳＡＷ共振子と、Ｉ
ＤＴ対数Ｎ1P＝１１０対、交差長Ｌ1P＝１１０μｍの構
造を持つ並列腕ＳＡＷ共振子を一段、三段、五段梯型回
路構成し、その伝送特性をSmith の等価回路を用いてシ
ミュレーションした結果が示されている。図１０中の曲
線１Ａ、１Ｂは一段、３Ａ、３Ｂは三段、５Ａ、５Ｂは
五段梯型構成したときの伝送特性であり、横軸は規格化
周波数ｆ／ｆ0 、縦軸は挿入損失である。図１０（Ａ）
の三段、五段梯型構成時の伝送特性３Ａ、５Ａは、上で
説明した（２）、（３）式が成立するように縦続接続さ
れた直列腕ＳＡＷ共振子、並列腕ＳＡＷ共振子ともＩＤ
Ｔの交差長だけを変えて合成した場合の伝送特性であ
る。ただし、ここで合成された直列腕ＳＡＷ共振子の構
造はＩＤＴ対数Ｎ2S＝８０対、交差長Ｌ2S＝４０μｍ
（１／２Ｌ1S）、合成された並列腕ＳＡＷ共振子の構造
はＩＤＴ対数Ｎ2P＝１１０対、交差長Ｌ2P＝２２０μｍ
（＝２Ｌ1P）である。
【００１２】一方、図１０（Ｂ）の三段、五段梯型構成
時の伝送特性３Ｂ、５Ｂは、（２）、（３）式が成立す
るように直列腕ＳＡＷ共振子はＩＤＴの交差長だけ変
え、並列腕ＳＡＷ共振子はＩＤＴの対数だけを変えて合
成した場合の伝送特性である。ただし、ここで合成され
た並列腕ＳＡＷ共振子の構造は、ＩＤＴ対数Ｎ2P＝１５
６対（＝２1/2 Ｎ1P）、交差長Ｌ2P＝１１０μｍであ
る。図１０（Ａ）と（Ｂ）の三段及び五段梯型構成時の
伝送特性をそれぞれ比較すると減衰量の違いが明確に分
かる。この例に示したように従来の設計方法にしたがい
（２）、（３）式を用いて多段梯型構成中の縦続接続さ
れた同一構造の直列腕ＳＡＷ共振子及び並列腕ＳＡＷ共
振子を合成する場合、ＩＤＴの交差長を変えて合成した
場合と電極対数を変えて合成した場合とではフィルタの
伝送特性が実際には異なってくるという問題点があっ
た。したがって、ＳＡＷ共振子を合成する場合、ＩＤＴ
の電極対数と交差長を同時に変えて合成することが困難
となるため、ＩＤＴの電極対数または交差長のどちらか
一方を基準パラメータとして選ぶ必要がある。このため
設計の自由度が狭くなり、チップサイズなどに影響（例
えば、交差長を長くするとＩＤＴが縦方向に大きくな
り、対数を多くするとＩＤＴが横方向に大きくなるた
め、一方のみを基準パラメータとすると、縦又は横方向
に大きくなる）を受ける問題があった。
時の伝送特性３Ｂ、５Ｂは、（２）、（３）式が成立す
るように直列腕ＳＡＷ共振子はＩＤＴの交差長だけ変
え、並列腕ＳＡＷ共振子はＩＤＴの対数だけを変えて合
成した場合の伝送特性である。ただし、ここで合成され
た並列腕ＳＡＷ共振子の構造は、ＩＤＴ対数Ｎ2P＝１５
６対（＝２1/2 Ｎ1P）、交差長Ｌ2P＝１１０μｍであ
る。図１０（Ａ）と（Ｂ）の三段及び五段梯型構成時の
伝送特性をそれぞれ比較すると減衰量の違いが明確に分
かる。この例に示したように従来の設計方法にしたがい
（２）、（３）式を用いて多段梯型構成中の縦続接続さ
れた同一構造の直列腕ＳＡＷ共振子及び並列腕ＳＡＷ共
振子を合成する場合、ＩＤＴの交差長を変えて合成した
場合と電極対数を変えて合成した場合とではフィルタの
伝送特性が実際には異なってくるという問題点があっ
た。したがって、ＳＡＷ共振子を合成する場合、ＩＤＴ
の電極対数と交差長を同時に変えて合成することが困難
となるため、ＩＤＴの電極対数または交差長のどちらか
一方を基準パラメータとして選ぶ必要がある。このため
設計の自由度が狭くなり、チップサイズなどに影響（例
えば、交差長を長くするとＩＤＴが縦方向に大きくな
り、対数を多くするとＩＤＴが横方向に大きくなるた
め、一方のみを基準パラメータとすると、縦又は横方向
に大きくなる）を受ける問題があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
共振器型弾性表面波フィルタの設計方法においては、次
のような課題があった。上述したようにＳＡＷ共振子を
多段梯型回路構成した共振器型ＳＡＷフィルタにおい
て、フィルタの小型化、低損失化を図るため多段構成中
縦続接続された同一構造のＳＡＷ共振子を合成する場
合、（２）、（３）式の合成条件を用いた従来の設計方
法ではＩＤＴの交差長だけを変えて合成した場合と電極
対数だけを変えて合成した場合とではフィルタの伝送特
性が異なるという問題があった。
共振器型弾性表面波フィルタの設計方法においては、次
のような課題があった。上述したようにＳＡＷ共振子を
多段梯型回路構成した共振器型ＳＡＷフィルタにおい
て、フィルタの小型化、低損失化を図るため多段構成中
縦続接続された同一構造のＳＡＷ共振子を合成する場
合、（２）、（３）式の合成条件を用いた従来の設計方
法ではＩＤＴの交差長だけを変えて合成した場合と電極
対数だけを変えて合成した場合とではフィルタの伝送特
性が異なるという問題があった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、電気信号を弾性表面波に、あるいは弾性
表面波を電気信号に変換するすだれ状電極を用いたＳＡ
Ｗ共振子を多段梯型に接続し、フィルタ構成した共振器
型表面弾性波フィルタの設計方法において、以下のよう
に構成する。すなわち、多段構成中の二つの隣接して縦
続接続された同一構造の直列腕ＳＡＷ共振子と二つの隣
接して継続接続された同一構造の並列腕ＳＡＷ共振子を
１つの直列腕ＳＡＷ共振子と１つの並列腕ＳＡＷ共振子
に合成する方法として、前記二つの直列腕ＳＡＷ共振子
を１つの直列腕ＳＡＷ共振子に合成する場合は、合成前
の前記直列腕ＳＡＷ共振子単体のすだれ状電極の電極対
数と交差長をそれぞれＮ1S、Ｌ1Sとし、合成後のＳＡＷ
共振子の電極対数と交差長をそれぞれＮ2S、Ｌ2Sとする
と、２（Ｎ2SＬ2S）＝Ｎ1SＬ1Sの関係が成立するよう
に、合成後の直列腕共振子の構造パラメータとする。さ
らに、前記二つの並列腕ＳＡＷ共振子を１つの並列腕Ｓ
ＡＷ共振子に合成する場合は、合成前の前記並列腕ＳＡ
Ｗ共振子単体のすだれ状電極の電極対数と交差長をそれ
ぞれＮ1P、Ｌ1Pとし、合成後のＳＡＷ共振子の電極対数
と交差長をそれぞれＮ2P、Ｌ2Pとすると、Ｎ2PＬ2P＝２
（Ｎ1PＬ1P）の関係が成立するように、合成後の並列腕
共振子の構造パラメータとする。
決するために、電気信号を弾性表面波に、あるいは弾性
表面波を電気信号に変換するすだれ状電極を用いたＳＡ
Ｗ共振子を多段梯型に接続し、フィルタ構成した共振器
型表面弾性波フィルタの設計方法において、以下のよう
に構成する。すなわち、多段構成中の二つの隣接して縦
続接続された同一構造の直列腕ＳＡＷ共振子と二つの隣
接して継続接続された同一構造の並列腕ＳＡＷ共振子を
１つの直列腕ＳＡＷ共振子と１つの並列腕ＳＡＷ共振子
に合成する方法として、前記二つの直列腕ＳＡＷ共振子
を１つの直列腕ＳＡＷ共振子に合成する場合は、合成前
の前記直列腕ＳＡＷ共振子単体のすだれ状電極の電極対
数と交差長をそれぞれＮ1S、Ｌ1Sとし、合成後のＳＡＷ
共振子の電極対数と交差長をそれぞれＮ2S、Ｌ2Sとする
と、２（Ｎ2SＬ2S）＝Ｎ1SＬ1Sの関係が成立するよう
に、合成後の直列腕共振子の構造パラメータとする。さ
らに、前記二つの並列腕ＳＡＷ共振子を１つの並列腕Ｓ
ＡＷ共振子に合成する場合は、合成前の前記並列腕ＳＡ
Ｗ共振子単体のすだれ状電極の電極対数と交差長をそれ
ぞれＮ1P、Ｌ1Pとし、合成後のＳＡＷ共振子の電極対数
と交差長をそれぞれＮ2P、Ｌ2Pとすると、Ｎ2PＬ2P＝２
（Ｎ1PＬ1P）の関係が成立するように、合成後の並列腕
共振子の構造パラメータとする。
【００１５】
【作用】本発明によれば、以上のように共振器型表面弾
性波フィルタを構成する直列腕ＳＡＷ共振子、並列腕Ｓ
ＡＷ共振子を構成するＩＤＴの容量は、Ｎ1SＬ1S、Ｎ1P
Ｌ1Pに比例する。２つの直列腕ＳＡＷ共振子を合成する
と、容量は、単体の直列腕ＳＡＷ共振子の容量の１／２
倍となるので、２（Ｎ2SＬ2S）＝Ｎ1SＬ1Sの関係がなり
立つように、合成後のパラメータを決定する。２つの並
列腕ＳＡＷ共振子を合成すると、容量は、単体の並列腕
ＳＡＷ共振子の容量の２倍となるので、Ｎ2PＬ2P＝２
（Ｎ1PＬ1P）の関係が成り立つように、合成後のパラメ
ータを決定する。このように、ＩＤＴの容量を基準にし
て設計したパラメータは、対数と交差長をともに変更し
ても、共振器型表面弾性波フィルタの伝送特性が変わら
ない。従って、前記課題を解決できるのである。
性波フィルタを構成する直列腕ＳＡＷ共振子、並列腕Ｓ
ＡＷ共振子を構成するＩＤＴの容量は、Ｎ1SＬ1S、Ｎ1P
Ｌ1Pに比例する。２つの直列腕ＳＡＷ共振子を合成する
と、容量は、単体の直列腕ＳＡＷ共振子の容量の１／２
倍となるので、２（Ｎ2SＬ2S）＝Ｎ1SＬ1Sの関係がなり
立つように、合成後のパラメータを決定する。２つの並
列腕ＳＡＷ共振子を合成すると、容量は、単体の並列腕
ＳＡＷ共振子の容量の２倍となるので、Ｎ2PＬ2P＝２
（Ｎ1PＬ1P）の関係が成り立つように、合成後のパラメ
ータを決定する。このように、ＩＤＴの容量を基準にし
て設計したパラメータは、対数と交差長をともに変更し
ても、共振器型表面弾性波フィルタの伝送特性が変わら
ない。従って、前記課題を解決できるのである。
【００１６】
【実施例】図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例のＳ
ＡＷ共振子の合成方法を説明するための図であり、特に
同図（ａ）は、五段梯型構成中、縦続接続された直列腕
ＳＡＷ共振子及び並列腕ＳＡＷ共振子の合成前、同図
（ｂ）は、合成後を示す図である。図１（ａ）中、合成
前の直列腕ＳＡＷ共振子１０１ａ、１０１ｂ、１０２
ａ、１０２ｂのＩＤＴの対数と交差長をＮ1S、Ｌ1Sと
し、並列腕ＳＡＷ共振子１０３ａ、１０３ｂ、１０４
ａ、１０４ｂのＩＤＴの対数と交差長をＮ1P、Ｌ1Pとす
る。図１（ｂ）中、合成後の直列腕ＳＡＷ共振子１０
１、１０２のＩＤＴの対数と交差長をＮ2S、Ｌ2Sとし、
合成後の並列腕ＳＡＷ共振子１０３、１０４のＩＤＴの
対数と交差長をＮ2P、Ｌ2Pとする。本実施例において縦
続接続された同一構造のＳＡＷ共振子の合成条件は、 直列腕：２（Ｎ2SＬ2S）＝Ｎ1SＬ1S ・・・（４） 並列腕：Ｎ2PＬ2P＝２（Ｎ1PＬ1P） ・・・（５） である。以下、図１を参照しつつ、ＳＡＷ共振子の合成
方法の説明をする。
ＡＷ共振子の合成方法を説明するための図であり、特に
同図（ａ）は、五段梯型構成中、縦続接続された直列腕
ＳＡＷ共振子及び並列腕ＳＡＷ共振子の合成前、同図
（ｂ）は、合成後を示す図である。図１（ａ）中、合成
前の直列腕ＳＡＷ共振子１０１ａ、１０１ｂ、１０２
ａ、１０２ｂのＩＤＴの対数と交差長をＮ1S、Ｌ1Sと
し、並列腕ＳＡＷ共振子１０３ａ、１０３ｂ、１０４
ａ、１０４ｂのＩＤＴの対数と交差長をＮ1P、Ｌ1Pとす
る。図１（ｂ）中、合成後の直列腕ＳＡＷ共振子１０
１、１０２のＩＤＴの対数と交差長をＮ2S、Ｌ2Sとし、
合成後の並列腕ＳＡＷ共振子１０３、１０４のＩＤＴの
対数と交差長をＮ2P、Ｌ2Pとする。本実施例において縦
続接続された同一構造のＳＡＷ共振子の合成条件は、 直列腕：２（Ｎ2SＬ2S）＝Ｎ1SＬ1S ・・・（４） 並列腕：Ｎ2PＬ2P＝２（Ｎ1PＬ1P） ・・・（５） である。以下、図１を参照しつつ、ＳＡＷ共振子の合成
方法の説明をする。
【００１７】従来、図８に示したＩＤＴの電気入力アド
ミタンスの等価回路から放射コンダクタンスＧａ
（ω0 ）をＳＡＷ共振子の合成パラメータとして用いて
きたが、本実施例では、ＳＡＷ共振子の合成パラメータ
として図８中のＩＤＴの静電容量ＣT を用いる。共振器
型ＳＡＷフィルタの伝送特性は、図３（ｂ）の等価回路
では、Ｒ、Ｌ、Ｃ0 （＝ＣT ）、Ｃ、図７のSmith の等
価回路では、Ｚ0 、ｖ0 、ＣS （＝ＣT／Ｎ）、反射器
の本数などで決まるが、静電容量ＣT 以外の伝送特性を
決めるパラメータは、固定（合成前と後で変えない）し
た場合には、共振器型ＳＡＷフィルタの伝送特性はＩＤ
Ｔの静電容量ＣT で決定されることになる。したがっ
て、ＳＡＷ共振子の合成パラメータとしてＩＤＴの静電
容量ＣT を用いることができる。このＩＤＴの静電容量
ＣT は次式（６）で与えられる。 ＣT ＝ＮＣS ∝ＮＬ ・・・（６） ここで、ＮはＩＤＴの電極対数（ＩＤＴの静電容量は、
各電極指による静電容量の並列接続されたものであ
る）、ＣS はＩＤＴ１対当たりの静電容量である。Ｌは
ＩＤＴの交差長であり、ＣS は、この交差する部分（こ
の部分でＳＡＷが発生する）の静電容量であるため、Ｃ
S とＬは比例関係となる。この比例定数は、中心周波数
及び基板材料を決めると、一意的に決まるものであり、
この中心周波数及び基板材料は、合成の前後で変えな
い。したがって、中心周波数及び基板材料が一定の場合
には、ＩＤＴの静電容量ＣT はＩＤＴの電極対数Ｎと交
差長Ｌとの積、すなわちパラメータＮＬによって決定さ
れる。
ミタンスの等価回路から放射コンダクタンスＧａ
（ω0 ）をＳＡＷ共振子の合成パラメータとして用いて
きたが、本実施例では、ＳＡＷ共振子の合成パラメータ
として図８中のＩＤＴの静電容量ＣT を用いる。共振器
型ＳＡＷフィルタの伝送特性は、図３（ｂ）の等価回路
では、Ｒ、Ｌ、Ｃ0 （＝ＣT ）、Ｃ、図７のSmith の等
価回路では、Ｚ0 、ｖ0 、ＣS （＝ＣT／Ｎ）、反射器
の本数などで決まるが、静電容量ＣT 以外の伝送特性を
決めるパラメータは、固定（合成前と後で変えない）し
た場合には、共振器型ＳＡＷフィルタの伝送特性はＩＤ
Ｔの静電容量ＣT で決定されることになる。したがっ
て、ＳＡＷ共振子の合成パラメータとしてＩＤＴの静電
容量ＣT を用いることができる。このＩＤＴの静電容量
ＣT は次式（６）で与えられる。 ＣT ＝ＮＣS ∝ＮＬ ・・・（６） ここで、ＮはＩＤＴの電極対数（ＩＤＴの静電容量は、
各電極指による静電容量の並列接続されたものであ
る）、ＣS はＩＤＴ１対当たりの静電容量である。Ｌは
ＩＤＴの交差長であり、ＣS は、この交差する部分（こ
の部分でＳＡＷが発生する）の静電容量であるため、Ｃ
S とＬは比例関係となる。この比例定数は、中心周波数
及び基板材料を決めると、一意的に決まるものであり、
この中心周波数及び基板材料は、合成の前後で変えな
い。したがって、中心周波数及び基板材料が一定の場合
には、ＩＤＴの静電容量ＣT はＩＤＴの電極対数Ｎと交
差長Ｌとの積、すなわちパラメータＮＬによって決定さ
れる。
【００１８】図１（ａ）中、合成前の直列腕ＳＡＷ共振
子１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂのＩＤＴの
対数と交差長をＮ1S、Ｌ1Sとし、並列腕ＳＡＷ共振子１
０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂのＩＤＴの対数
と交差長をＮ1P、Ｌ1Pとする。また、図１（ｂ）中、合
成後の直列腕ＳＡＷ共振子１０１、１０２のＩＤＴの対
数と交差長をＮ2S、Ｌ2Sとし、合成後の並列腕ＳＡＷ共
振子１０３、１０４のＩＤＴの対数と交差長をＮ2P、Ｌ
2Pとする。縦続接続された同一構造の直列腕ＳＡＷ共振
子１０１ａと１０１ｂまたは１０２ａと１０２ｂを合成
する場合、合成後の直列腕ＳＡＷ共振子１０１、１０２
のＩＤＴの静電容量は、合成前の直列腕の静電容量の逆
数の和の逆数なので、合成後の直列腕ＳＡＷ共振子１０
１または１０２のＩＤＴの静電容量が、合成前の直列腕
ＳＡＷ共振子単体のＩＤＴの静電容量の１／２倍となる
ように設計する。すなわち、（６）式より合成後のパラ
メータＮ2SＬ2Sが合成前の直列腕ＳＡＷ共振子単体のパ
ラメータＮ1SＬ1Sの１／２倍となるように合成後の直列
腕共振子のＩＤＴの対数Ｎ2Sまたは交差長Ｌ2Sを決定す
る。一方、縦続接続された同一構造の並列腕ＳＡＷ共振
子１０３ａと１０３ｂまたは１０４ａと１０４ｂを合成
する場合には、合成後の並列腕ＳＡＷ共振子１０３、１
０４のＩＤＴの静電容量は、合成前の並列腕の静電容量
の和なので、合成後の並列腕ＳＡＷ共振子１０３、また
は１０４のＩＤＴの静電容量が、合成前の並列腕ＳＡＷ
共振子単体のＩＤＴの静電容量の２倍となるように設計
する。すなわち、（６）式より合成後のパラメータＮ2P
Ｌ2Pが合成前の並列腕ＳＡＷ共振子単体のパラメータＮ
1PＬ1Pの２倍となるように合成後の並列腕共振子のＩＤ
Ｔの対数Ｎ2Pまたは交差長Ｌ2Pを決定する。以上の合成
条件をまとめると、（４）、（５）式となり、式
（４）、（５）式の合成条件が成立するように合成後の
ＳＡＷ共振子の構造パラメータ（ＩＤＴの交差長や電極
対数）を設計する。
子１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂのＩＤＴの
対数と交差長をＮ1S、Ｌ1Sとし、並列腕ＳＡＷ共振子１
０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂのＩＤＴの対数
と交差長をＮ1P、Ｌ1Pとする。また、図１（ｂ）中、合
成後の直列腕ＳＡＷ共振子１０１、１０２のＩＤＴの対
数と交差長をＮ2S、Ｌ2Sとし、合成後の並列腕ＳＡＷ共
振子１０３、１０４のＩＤＴの対数と交差長をＮ2P、Ｌ
2Pとする。縦続接続された同一構造の直列腕ＳＡＷ共振
子１０１ａと１０１ｂまたは１０２ａと１０２ｂを合成
する場合、合成後の直列腕ＳＡＷ共振子１０１、１０２
のＩＤＴの静電容量は、合成前の直列腕の静電容量の逆
数の和の逆数なので、合成後の直列腕ＳＡＷ共振子１０
１または１０２のＩＤＴの静電容量が、合成前の直列腕
ＳＡＷ共振子単体のＩＤＴの静電容量の１／２倍となる
ように設計する。すなわち、（６）式より合成後のパラ
メータＮ2SＬ2Sが合成前の直列腕ＳＡＷ共振子単体のパ
ラメータＮ1SＬ1Sの１／２倍となるように合成後の直列
腕共振子のＩＤＴの対数Ｎ2Sまたは交差長Ｌ2Sを決定す
る。一方、縦続接続された同一構造の並列腕ＳＡＷ共振
子１０３ａと１０３ｂまたは１０４ａと１０４ｂを合成
する場合には、合成後の並列腕ＳＡＷ共振子１０３、１
０４のＩＤＴの静電容量は、合成前の並列腕の静電容量
の和なので、合成後の並列腕ＳＡＷ共振子１０３、また
は１０４のＩＤＴの静電容量が、合成前の並列腕ＳＡＷ
共振子単体のＩＤＴの静電容量の２倍となるように設計
する。すなわち、（６）式より合成後のパラメータＮ2P
Ｌ2Pが合成前の並列腕ＳＡＷ共振子単体のパラメータＮ
1PＬ1Pの２倍となるように合成後の並列腕共振子のＩＤ
Ｔの対数Ｎ2Pまたは交差長Ｌ2Pを決定する。以上の合成
条件をまとめると、（４）、（５）式となり、式
（４）、（５）式の合成条件が成立するように合成後の
ＳＡＷ共振子の構造パラメータ（ＩＤＴの交差長や電極
対数）を設計する。
【００１９】［シミュレーション］以下、上記設計方法
に基づいて設計した共振子型ＳＡＷフィルタの伝送特性
のシミュレーション結果を説明する。図１１（Ａ）、
（Ｂ）は、本発明の実施例の設計方法による共振器型Ｓ
ＡＷフィルタの伝送特性のシミュレーション結果を示
し、ＩＤＴ対数Ｎ1S＝８０対、交差長Ｌ1S＝８０μｍの
構造を持つ直列腕ＳＡＷ共振子と、ＩＤＴ対数Ｎ1P＝１
１０対、交差長Ｌ1P＝１１０μｍの構造を持つ並列腕Ｓ
ＡＷ共振子を一段、三段、五段梯型回路構成し、その伝
送特性をSmith の等価回路を用いて、シミュレーション
した結果である。図中の曲線１Ａ、１Ｂは一段、３Ａ、
３Ｂは三段、５Ａ、５Ｂは五段梯型回路構成したときの
伝送特性であり、横軸は規格化周波数ｆ／ｆ0 、縦軸は
挿入損失である。図１１（Ａ）の三段、五段梯型構成時
の伝送特性３Ａ、５Ａは、（４）、（５）式が成立する
ように直列腕ＳＡＷ共振子、並列腕ＳＡＷ共振子ともＩ
ＤＴの交差長だを変えて、合成した場合の伝送特性であ
る。ただし、ここで合成された直列腕ＳＡＷ共振子の構
造はＩＤＴ対数Ｎ2S＝８０対、交差長Ｌ2S＝４０μｍ
（＝１／２Ｌ1S）であり、合成された並列腕ＳＡＷ共振
子の構造はＩＤＴ対数Ｎ2P＝１１０対、交差長Ｌ2P＝２
２０μｍ（＝２Ｌ1P）である。
に基づいて設計した共振子型ＳＡＷフィルタの伝送特性
のシミュレーション結果を説明する。図１１（Ａ）、
（Ｂ）は、本発明の実施例の設計方法による共振器型Ｓ
ＡＷフィルタの伝送特性のシミュレーション結果を示
し、ＩＤＴ対数Ｎ1S＝８０対、交差長Ｌ1S＝８０μｍの
構造を持つ直列腕ＳＡＷ共振子と、ＩＤＴ対数Ｎ1P＝１
１０対、交差長Ｌ1P＝１１０μｍの構造を持つ並列腕Ｓ
ＡＷ共振子を一段、三段、五段梯型回路構成し、その伝
送特性をSmith の等価回路を用いて、シミュレーション
した結果である。図中の曲線１Ａ、１Ｂは一段、３Ａ、
３Ｂは三段、５Ａ、５Ｂは五段梯型回路構成したときの
伝送特性であり、横軸は規格化周波数ｆ／ｆ0 、縦軸は
挿入損失である。図１１（Ａ）の三段、五段梯型構成時
の伝送特性３Ａ、５Ａは、（４）、（５）式が成立する
ように直列腕ＳＡＷ共振子、並列腕ＳＡＷ共振子ともＩ
ＤＴの交差長だを変えて、合成した場合の伝送特性であ
る。ただし、ここで合成された直列腕ＳＡＷ共振子の構
造はＩＤＴ対数Ｎ2S＝８０対、交差長Ｌ2S＝４０μｍ
（＝１／２Ｌ1S）であり、合成された並列腕ＳＡＷ共振
子の構造はＩＤＴ対数Ｎ2P＝１１０対、交差長Ｌ2P＝２
２０μｍ（＝２Ｌ1P）である。
【００２０】一方、図１１（Ｂ）の三段、五段梯型構成
時の伝送特性３Ｂ、５Ｂは（４）、（５）式が成立する
ように直列腕ＳＡＷ共振子はＩＤＴの交差長だけを変
え、並列腕ＳＡＷ共振子はＩＤＴの対数と交差長を同時
に変えて合成した場合の伝送特性である。ただし、ここ
で合成された直列腕共振子の構造はＩＤＴ対数Ｎ2P＝８
０対、交差長Ｌ2S＝４０μｍ（＝１／２Ｌ1S）であり、
合成された並列腕ＳＡＷ共振子の構造はＩＤＴ対数Ｎ2P
＝１５６対（＝２1/2 Ｎ1P）、交差長Ｌ2P＝１５６μｍ
（＝２1/2 Ｌ1P）である。図１１（Ａ）と（Ｂ）の三
段、五段梯型構成時の伝送特性をそれぞれ比較するとほ
ぼ等しい伝送特性が得られることがわかる。以上説明し
たほうに、本実施例によれば、式（４）、（５）式を使
った合成方法で多段梯型構成中の縦続接続された直列腕
ＳＡＷ共振子及び並列腕ＳＡＷ共振子を合成すると、フ
ィルタの伝送特性を変化させることなく（４）、（５）
式の合成条件が成立する範囲内でＩＤＴの対数及び交差
長を自由に変えて共振器型ＳＡＷフィルタの設計を行う
ことができる。したがって、チップサイズなどの制限を
受けず設計の自由度も拡大し、一層の小型化、低損失化
を図ることができる。なお、本発明は、上記実施例に限
定されず種々の変形が可能である。その変形例として
は、例えば次のようなものがある。
時の伝送特性３Ｂ、５Ｂは（４）、（５）式が成立する
ように直列腕ＳＡＷ共振子はＩＤＴの交差長だけを変
え、並列腕ＳＡＷ共振子はＩＤＴの対数と交差長を同時
に変えて合成した場合の伝送特性である。ただし、ここ
で合成された直列腕共振子の構造はＩＤＴ対数Ｎ2P＝８
０対、交差長Ｌ2S＝４０μｍ（＝１／２Ｌ1S）であり、
合成された並列腕ＳＡＷ共振子の構造はＩＤＴ対数Ｎ2P
＝１５６対（＝２1/2 Ｎ1P）、交差長Ｌ2P＝１５６μｍ
（＝２1/2 Ｌ1P）である。図１１（Ａ）と（Ｂ）の三
段、五段梯型構成時の伝送特性をそれぞれ比較するとほ
ぼ等しい伝送特性が得られることがわかる。以上説明し
たほうに、本実施例によれば、式（４）、（５）式を使
った合成方法で多段梯型構成中の縦続接続された直列腕
ＳＡＷ共振子及び並列腕ＳＡＷ共振子を合成すると、フ
ィルタの伝送特性を変化させることなく（４）、（５）
式の合成条件が成立する範囲内でＩＤＴの対数及び交差
長を自由に変えて共振器型ＳＡＷフィルタの設計を行う
ことができる。したがって、チップサイズなどの制限を
受けず設計の自由度も拡大し、一層の小型化、低損失化
を図ることができる。なお、本発明は、上記実施例に限
定されず種々の変形が可能である。その変形例として
は、例えば次のようなものがある。
【００２１】（ａ） 本実施例では、主にＳＡＷ共振子
を五段梯型回路構成した共振器型ＳＡＷフィルタを例に
して説明したが、本発明は五段に限らず二段以上の多段
梯型回路構成した共振器型ＳＡＷフィルタ全てに適用可
能である。 （ｂ） 本実施例では、ＩＤＴの両端にグレーティング
反射器（ＩＤＴの対数は１５０対以下のものを使用す
る）を配置した反射器型ＳＡＷ共振子の合成方法につい
て説明したが、ＩＤＴの対数を多対（例えば、２００対
以上にすると反射器がなくてもＩＤＴの内部反射を利用
しＩＤＴ内部に定在波を発生させて共振現象を起こすこ
とが可能）にしグレーティグ反射器を持たないＩＤＴ型
ＳＡＷ共振子を合成する場合についても同様に合成条件
を適用することができ、同様の利点が得られる。
を五段梯型回路構成した共振器型ＳＡＷフィルタを例に
して説明したが、本発明は五段に限らず二段以上の多段
梯型回路構成した共振器型ＳＡＷフィルタ全てに適用可
能である。 （ｂ） 本実施例では、ＩＤＴの両端にグレーティング
反射器（ＩＤＴの対数は１５０対以下のものを使用す
る）を配置した反射器型ＳＡＷ共振子の合成方法につい
て説明したが、ＩＤＴの対数を多対（例えば、２００対
以上にすると反射器がなくてもＩＤＴの内部反射を利用
しＩＤＴ内部に定在波を発生させて共振現象を起こすこ
とが可能）にしグレーティグ反射器を持たないＩＤＴ型
ＳＡＷ共振子を合成する場合についても同様に合成条件
を適用することができ、同様の利点が得られる。
【００２２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、二つの直列腕ＳＡＷ共振子を１つの直列腕ＳＡＷ
共振子に合成する場合は、合成前の直列腕ＳＡＷ共振子
単体のすだれ状電極の電極対数と交差長をそれぞれ
Ｎ1S、Ｌ1Sとし、合成後の直列腕ＳＡＷ共振子の電極対
数と交差長をそれぞれＮ2S、Ｌ2Sとすると、２（Ｎ2SＬ
2S）＝Ｎ1SＬ1Sの関係が成立するように、合成後の直列
腕共振子の構造パラメータを決定し、二つの並列腕ＳＡ
Ｗ共振子を１つの並列腕ＳＡＷに合成する場合は、合成
前の並列腕ＳＡＷ共振子単体のすだれ状電極の電極対数
と交差長をそれぞれＮ1P、Ｌ1Pとし、合成後のＳＡＷ共
振子の電極対数と交差長をそれぞれＮ2P、Ｌ2Pとする
と、Ｎ2PＬ2P＝２（Ｎ1PＬ1P）の関係が成立するよう
に、合成後の並列腕共振子の構造パラメータを決定した
ので、ＩＤＴの対数及び交差長を自由に変えて共振器型
ＳＡＷフィルタの設計を行うことができる。したがっ
て、チップサイズなどの制限を受けず設計の自由度も拡
大し、一層の小型化、低損失化を図ることができる。
れば、二つの直列腕ＳＡＷ共振子を１つの直列腕ＳＡＷ
共振子に合成する場合は、合成前の直列腕ＳＡＷ共振子
単体のすだれ状電極の電極対数と交差長をそれぞれ
Ｎ1S、Ｌ1Sとし、合成後の直列腕ＳＡＷ共振子の電極対
数と交差長をそれぞれＮ2S、Ｌ2Sとすると、２（Ｎ2SＬ
2S）＝Ｎ1SＬ1Sの関係が成立するように、合成後の直列
腕共振子の構造パラメータを決定し、二つの並列腕ＳＡ
Ｗ共振子を１つの並列腕ＳＡＷに合成する場合は、合成
前の並列腕ＳＡＷ共振子単体のすだれ状電極の電極対数
と交差長をそれぞれＮ1P、Ｌ1Pとし、合成後のＳＡＷ共
振子の電極対数と交差長をそれぞれＮ2P、Ｌ2Pとする
と、Ｎ2PＬ2P＝２（Ｎ1PＬ1P）の関係が成立するよう
に、合成後の並列腕共振子の構造パラメータを決定した
ので、ＩＤＴの対数及び交差長を自由に変えて共振器型
ＳＡＷフィルタの設計を行うことができる。したがっ
て、チップサイズなどの制限を受けず設計の自由度も拡
大し、一層の小型化、低損失化を図ることができる。
【図１】本発明の実施例のＳＡＷ共振子の合成方法を示
す図である。
す図である。
【図２】ＳＡＷフィルタを示す図である。
【図３】ＳＡＷ共振子を示す図である。
【図４】共振器型ＳＡＷフィルタの原理を示す図であ
る。
る。
【図５】五段梯型回路構成を示す図である。
【図６】ＳＡＷ共振子の設計パラメータを示す図であ
る。
る。
【図７】Smith の等価回路を示す図である。
【図８】ＩＤＴの電気入力アドミタンスを示す図であ
る。
る。
【図９】従来のＳＡＷ共振子の合成方法を示す図であ
る。
る。
【図１０】従来の設計方法による共振器型ＳＡＷフィル
タの伝送特性を示す図である。
タの伝送特性を示す図である。
【図１１】本発明の実施例の設計方法による共振器型Ｓ
ＡＷフィルタの伝送特性を示す図である。
ＡＷフィルタの伝送特性を示す図である。
【符号の説明】 １０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂ 直列腕ＳＡ
Ｗ共振子（合成前） １０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂ 並列腕ＳＡ
Ｗ共振子（合成前） １０１，１０２ 直列腕ＳＡ
Ｗ共振子（合成後） １０３，１０４ 並列腕ＳＡ
Ｗ共振子（合成後）
Ｗ共振子（合成前） １０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂ 並列腕ＳＡ
Ｗ共振子（合成前） １０１，１０２ 直列腕ＳＡ
Ｗ共振子（合成後） １０３，１０４ 並列腕ＳＡ
Ｗ共振子（合成後）
Claims (1)
- 【請求項１】 電気信号を弾性表面波に、あるいは弾性
表面波を電気信号に変換するすだれ状電極を用いたＳＡ
Ｗ共振子を多段梯型に接続し、フィルタ構成した共振器
型表面弾性波フィルタの設計方法において、 多段構成中の二つの隣接して縦続接続された同一構造の
直列腕ＳＡＷ共振子と二つの隣接して継続接続された同
一構造の並列腕ＳＡＷ共振子を１つの直列腕ＳＡＷ共振
子と１つの並列腕ＳＡＷ共振子に合成する方法として、 前記二つの直列腕ＳＡＷ共振子を１つの直列腕ＳＡＷ共
振子に合成する場合は、合成前の前記直列腕ＳＡＷ共振
子単体のすだれ状電極の電極対数と交差長をそれぞれＮ
1S、Ｌ1Sとし、合成後のＳＡＷ共振子の電極対数と交差
長をそれぞれＮ2S、Ｌ2Sとすると、２（Ｎ2SＬ2S）＝Ｎ
1SＬ1Sの関係が成立するように、合成後の直列腕共振子
の構造パラメータとし、 前記二つの並列腕ＳＡＷ共振子を１つの並列腕ＳＡＷ共
振子に合成する場合は、合成前の前記並列腕ＳＡＷ共振
子単体のすだれ状電極の電極対数と交差長をそれぞれＮ
1P、Ｌ1Pとし、合成後のＳＡＷ共振子の電極対数と交差
長をそれぞれＮ2P、Ｌ2Pとすると、Ｎ2PＬ2P＝２（Ｎ1P
Ｌ1P）の関係が成立するように、合成後の並列腕共振子
の構造パラメータとした、 ことを特徴とする共振器型表面弾性波フィルタの設計方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15958695A JPH0918287A (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 共振器型表面弾性波フィルタの設計方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15958695A JPH0918287A (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 共振器型表面弾性波フィルタの設計方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0918287A true JPH0918287A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15696953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15958695A Pending JPH0918287A (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 共振器型表面弾性波フィルタの設計方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0918287A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016181909A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-10-13 | レゾナント インコーポレイテッドＲｅｓｏｎａｎｔ Ｉｎｃ． | マイクロ波音響波フィルタの改良された設計 |
| WO2023128416A1 (ko) * | 2021-12-29 | 2023-07-06 | 주식회사 와이팜 | Saw 공진기의 설계방법 및 이를 기록한 컴퓨팅 장치에 의해 판독 가능한 기록매체 |
-
1995
- 1995-06-26 JP JP15958695A patent/JPH0918287A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016181909A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-10-13 | レゾナント インコーポレイテッドＲｅｓｏｎａｎｔ Ｉｎｃ． | マイクロ波音響波フィルタの改良された設計 |
| WO2023128416A1 (ko) * | 2021-12-29 | 2023-07-06 | 주식회사 와이팜 | Saw 공진기의 설계방법 및 이를 기록한 컴퓨팅 장치에 의해 판독 가능한 기록매체 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030715 |