JPH09331232A - 平衡終端型弾性表面波フィルタ - Google Patents

平衡終端型弾性表面波フィルタ

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JPH09331232A
JPH09331232A JP17065096A JP17065096A JPH09331232A JP H09331232 A JPH09331232 A JP H09331232A JP 17065096 A JP17065096 A JP 17065096A JP 17065096 A JP17065096 A JP 17065096A JP H09331232 A JPH09331232 A JP H09331232A
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JP
Japan
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idts
idt
surface acoustic
balanced
filter
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JP17065096A
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Masaki Tanaka
昌喜 田中
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の平衡終端型横結合MMSフィルタおい
ては、近接配置したIDTの相隣るバスバーを不平衡型
の共通バスバーの場合に比べて極めて細く(不平衡型の
1/2未満)構成する必要があるため、その結果横結合
MMSフィルタの挿入損失が増大するという欠点があっ
た。 【解決手段】 横結合型多重モード弾性表面波フィルタ
において、IDTの少なくとも一つを2つに分割し、該
分割したIDTの発生電荷が互いに逆相を呈するように
配置したことを特徴とする平衡終端型弾性表面波フィル
タである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は弾性表面波フィルタ
に関し、特にIDT構成を平衡型とした横結合型多重モ
ード弾性表面波フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、弾性表面波フィルタ(以下、SA
Wフィルタと云う)は多くの通信装置に利用され、特に
高周波、小型及び量産性という特徴からページャー、携
帯電話等の無線機器に多量に使われている。従来より、
VHF帯からUHF帯に亘る高周波領域に於いて共振器
型の多重モード弾性表面波フィルタ(以下、MMSフィ
ルタ)が実用に供されている。このMMSフィルタに
は、複数のインタディジタルトランスジューサ(以下I
DT)を表面波の伝搬方向に沿って近接配置し、該ID
Tの両側に反射器を配設した縦結合MMSフィルタと、
IDTを伝搬方向と垂直方向に並列に近接配置し、該I
DTの両側に反射器を配設した横結合型MMSフィルタ
がある。MMSフィルタは、IDTが励起する表面波が
IDTの両側に配置した反射器によって反射器間に閉じ
込められ、音響結合して生じる定在波の振動モードのう
ち相異なる2つ以上の振動モードを利用して所定の通過
域幅を有するバンドパス・フィルタを得るものである。
【0003】例えば、二つの振動モードを利用した二重
モードSAWフィルタ(以下、DMSフィルタと云う。
該フィルタは前記MMSフィルタの1種である。)で
は、二つの共振周波数のうち、高周波側の共振周波数が
ほぼ中心周波数であり、前記共振周波数の差のほぼ二倍
を通過帯域幅とするフィルタ特性が得られる。また、I
DT等の形成は、圧電板上に、アルミニウム(Al)あ
るいはアルミニウム合金などの金属を蒸着するか、また
はスパッタ等を用いて電極膜を付着し、フォトリソグラ
フィ手法でIDT、反射器およびリード電極を一体的に
形成する。更に、IDT、反射器等を形成した圧電基板
をパッケージに収納し、IDTのバスバー及びリード電
極とパッケージの端子とボンディング等で配線して、前
記SAWフィルタは構成される。
【0004】図6は従来の横結合MMSフィルタ30の
構成を示す電極パターンの概略図であって、圧電基板
(図示しない)上に表面波の伝搬方向に並行にIDT3
1、32とを近接配置し、相隣るバスバーを接続して共
通バスバー35を形成する。更に、IDT31、32の
両側には反射器36a及び36bを配置する。そしてI
DT31、32の他方のバスバー33、34をそれぞれ
パッケージ(図示しない)の入出力端子に接続すれば不
平衡型横結合型MMSフィルタ30として機能する。一
般に横結合モードの結合は縦結合モードのそれに比べて
弱く、フィルタの帯域幅を広げることが難しかった。結
合を強めること即ち、音響結合の結果生じる定在波モー
ドの共振周波数間隔を広げるためにはIDT31とID
T32の間隔を狭めることが重要な要素の一つであり、
そのため隣り合ったバスバーを共通化して共通バスバー
とすると共に該共通バスバーの幅を極力細く構成するの
が一般的である。
【0005】従来のSAWフィルタの大部分は、不平衡
型終端(入出力ともそれぞれ一方の端子、例えば、図6
では共通バスバー35が接地されている)であったが、
最近、MMSフィルタの前段あるいは、後段または、前
後段に差動増幅器を用いて受信機を構成するためにはM
MSフィルタを平衡型(入出力端子がいずれも接地され
ていない回路)で構成する必要が生じてきた。一般的
に、平衡型終端フィルタは上記以外に同相ノイズの削
減、信号源の分離等を目的として利用されるものであ
る。横結合MMSフィルタにおいて所望の帯域幅を確保
し、且つ平衡終端を実現した例を図7に示す。平衡型横
結合MMSフィルタ37はIDT38、39を伝搬方向
に並行に近接配置し、該IDTの両側に反射器42a、
42bを配置する。近接配置したIDT38、39の相
隣るバスバー40b、41bを極めて細く形成すること
によってモード間の結合を確保した平衡型横結合MMS
フィルタ37が実現できる。この平衡型横結合MMSフ
ィルタ37の入力端子43a、43bにフィルタの通過
帯域に相当する高周波信号電圧を印加すると、高周波信
号はバスバー40a、40bを通りIDT38の各電極
指に伝達され、電極指の配列に応じた表面波が励起され
る。励起された表面波が2つの反射器42a、42b間
に閉じこめられ、IDT38、39間の音響結合により
定在波が生じIDT39の各電極指でピックアップされ
バスバー41a、41bを通り出力端子44a、44b
に到達するよう動作する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように従来の平衡終端型横結合MMSフィルタおいて
は、近接配置したIDTの相隣るバスバーを不平衡型の
共通バスバーの場合に比べて極めて細く(不平衡型の1
/2未満)構成する必要があるため、必然的に該バスバ
ー40b、41bの電気抵抗が高くなり、該バスバー4
0b、41bに高周波電流が流れる際に損失(所謂オー
ミックロス)となり、その結果横結合MMSフィルタの
挿入損失が増大するという欠点があった。本発明は上記
課題を解決するためになされたものであって、挿入損失
の少ない平衡終端の横結合MMSフィルタを提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る弾性表面波フィルタの請求項1記載の発
明は、圧電基板上で表面波の伝搬方向に並行に複数のI
DTを近接配置し相隣接するIDTのバスバーを共通バ
スバーとし前記IDTの両側に反射器を設けIDT間で
音響結合の結果生じる定在波の中の複数のモードを利用
した横結合型多重モード弾性表面波フィルタにおいて、
前記IDTの少なくとも一つを2つに分割し、該分割し
たIDTの発生電荷が互いに逆相を呈するように配置し
たことを特徴とする平衡終端型弾性表面波フィルタであ
る。請求項2の発明は、圧電基板上で表面波の伝搬方向
に並行に複数のIDTを近接配置し相隣接するIDTの
バスバーを共通バスバーとし前記IDTの両側に反射器
を設けIDT間で音響結合の結果生じる定在波の中の複
数のモードを利用した横結合型多重モード弾性表面波フ
ィルタにおいて、前記IDTの少なくとも一つを2つに
分割し、該分割部分の幅をλ/2・(2n+1)(λは
励起する表面波の波長、nは0、1、2・・)としたこ
とを特徴とする請求項1記載の平衡終端型弾性表面波フ
ィルタである。請求項3記載の発明は、前記分割部分に
前記共通バスバーから延びる電極指を前記IDTの電極
指周期とほぼ一致する位置に形成したことを特徴とする
請求項1又は2記載の平衡終端型弾性表面波フィルタで
ある。請求項4記載の発明は、前記並行に近接配置した
複数のIDTのうち最外側のIDTの少なくとも一つを
2つに分割したことを特徴とする請求項1乃至3記載の
平衡終端型弾性表面波フィルタである。請求項5記載の
発明は、前記平衡終端型弾性表面波フィルタを複数個縦
続節ぞkしたことを特徴とする請求項1乃至4記載の平
衡終端型弾性表面波フィルタである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。本発明に係る平衡型終
端の横結合MMSフィルタの構成の一実施例を図1に示
す。圧電基板(図示しない)の主面上に表面波の伝搬方
向に対し並行に2個のIDTとその両側に反射器を配置
し、2個のIDTの相隣るバスバーは接続して共通化し
共通バスバー6を形成する。前記並行配置した2個のI
DTをそれぞれ2分割すべくバスバーをほぼ中央にて切
断し4a、4b並びに5a、5bとしてIDT2a、2
bとIDT3a、3bを形成する。さらに、分割したI
DT2bをバスバー4bから延びる最左端の電極指βの
図中左辺が図中B−Bの位置にくるよう図中右方向に移
動する。分割前においてはIDTの周期性から明らかな
ように、前記電極指βは図中A−Aに位置していたはず
のものであり、図中A−AとB−Bの間隔だけIDT2
bをIDT2aから引き離したことになる。このIDT
2aとIDT2bの分割部分の幅即ち、A−AとB−B
との間隔はλ/2(λは励起される表面波の波長)であ
る。該分割部分にはIDT2a、2bの電極指周期とほ
ぼ一致する位置に共通バスバー6から延びる電極指αを
形成する。
【0009】上記のように、IDT2aのIDT2bの
それを電極指の周期性に対しλ/2ずらすことにより、
IDT2aとIDT2bの発生電荷を逆相とすることが
できる。即ち、バスバー4aの電荷とバスバー4bの電
荷を逆相とすることができるのである。IDT3aと3
bについても同様にIDTの分割と、電極指の形成を行
う。このようにIDTを分割し正規の周期性からλ/2
だけずらすことにより、平衡型終端の横結合MMSフィ
ルタを構成することができる。ここで、分割した一方の
外側のバスバー4a,4bをそれぞれパッケージ(図示
しない)の入力端子8a、8bに接続し、分割した他方
の外側のバスバー5a、5bをそれぞれパッケージの出
力端子9a、9bと接続し、中央のバスバー6は接地す
る。
【0010】上述したように構成した平衡型横結合MM
Sフィルタの動作について説明すると、入力端子8a、
8bに信号電圧を印加し、端子8aに正、端子8bに負
の電圧が加わった瞬間を考えると、IDT2a部分では
バスバー4aに接続された電極指が正、共通バスバー6
に接続された電極指が負となり、IDT2b部分ではバ
スバー4bに接続された電極指が負、共通バスバー6に
接続された電極指が正となり、該横結合MMSフィルタ
の入力端が平衡終端で励振することが可能となる。一
方、IDT3a、3bにおいてその極性は励振されるモ
ードによって異なるもののそれぞれの電極指上で前記説
明と同様な電荷が発生し、出力端においても平衡終端が
可能となる。
【0011】なお、図1に示すような本発明に係る平衡
型横結合MMSフィルタでは、従来の一般的な横結合M
MSフィルタと比べて入出力インピーダンスは概ね4倍
となるが、横結合MMSフィルタを用いる際には前後段
の回路と整合を図るために整合回路を用いるので実用上
問題とはならない。また、IDT対数を増加する等の手
段で前記インピーダンスはある程度減少させることがで
きる。
【0012】受信回路の構成上、入出力の一方が平衡終
端、他方が不平衡終端の横結合MMSフィルタが要望さ
れる場合がある。このような平衡−不平衡終端型の横結
合MMSフィルタは、図2に示すように横結合MMSフ
ィルタの入出力IDTのいずれか一方のIDTを2分割
するのみで容易に実現することができる。即ち、IDT
の一方をIDT11aとIDT11bとに分割し、該分
割部分の幅は図1の場合と同様にλ/2とし、該分割部
分には共通バスバーから延びる電極指Cを形成する。他
方のIDTは分割せずそのままのIDT12とする。こ
れによりバスバー13a、13bに繋がる入力端子が平
衡終端側であり、バスバー14に繋がる出力端子が不平
衡終端側である平衡−不平衡型横結合MMSフィルタを
実現することができる。
【0013】また、より急峻な減衰傾度とより大きい保
証減衰量を得るために、図1に示す本発明に係る平衡型
横結合MMSフィルタを多段縦続接続して図3に示す多
段縦続接続の平衡型横結合MMSフィルタとしてもよ
い。あるいは、図2に示す平衡−不平衡型横結合DMS
フィルタを2個用い、図4に示すように不平衡終端側同
志を縦続接続することにより、多段縦続接続の平衡型横
結合MMSフィルタを実現することもできる。また、2
段縦続接続横結合MMSフィルタを構成しても減衰傾度
が不十分な場合には段数をさらに1段増加させ3段縦続
接続構成とすればよい。この場合、図2に示す平衡−不
平衡型横結合DMSフィルタを初段と3段目に用い、2
段目には図6に示す従来の一般的な横結合DMSフィル
タを用いて構成することもできる。このように構成する
際には例えば、初段と3段目の入出力端側に平衡終端側
を配置し、2段目と接続する側に不平衡終端側を配置す
ればよい。
【0014】以上の構成は横結合MMSフィルタの中で
最も基本的な横結合DMSフィルタとその縦続接続の場
合について説明したが、3個以上の振動モードを利用す
る横結合MMSフィルタに本発明を適用することは可能
であり、例えば、図5に示すようなIDT構成とすれば
よい。即ち、横結合MMSフィルタ17はIDT18
(18a、18b)とIDT19とIDT20(20
a、20b)とそれぞれの両側の反射器23a、23
b、・・25bとで構成され、前記IDT18、19、
20の間で音響結合を生じさせた結果励起される定在波
のなかで低次の3個のモードを用いて平衡終端型横結合
MMSフィルタを構成したものである。IDT18と2
0に本発明になる分割電極を施してIDT18a、18
bとIDT20a、20bとし、IDT19は一般的な
IDT構成としている。分割部分はその幅をλ/2と
し、該分割部分にはIDTの電極指周期とほぼ一致する
位置に1本の電極指を形成し、該電極指は共通バスバー
に接続する。このように構成することにより平衡終端型
の横結合MMSフィルタを実現することが出来る。
【0015】ところで、横結合MMSフィルタの通過帯
域幅は該フィルタを構成する共振器の容量比の制限を受
け、この容量比による制限を上回る通過帯域を実現しよ
うとする場合、共振器の並列容量の一部を相殺して容量
比を所望の値に近づける必要がある。このため伸長コイ
ルのインダクタンスで前記SAW共振器の静電容量の一
部を相殺し、所望の帯域幅を実現することができる。例
えば、図4に示すように平衡−不平衡型横結合MMSフ
ィルタを2個用い、該フィルタの不平衡端同士を接続し
た構成にあっては、不平衡側端子の接続中点と接地間に
コイルを挿入すれば実現することができる。
【0016】以上、IDTを2分割し該分割部分の幅を
λ/2とし電極指とスペースとを形成すると説明した
が、前記分割幅はλ/2に限定することなく、一般的に
分割幅はλ/2・(2n+1)、但しnは0、1、2、
・・とすればよい。この場合、前記分割部分には最大で
(2n+1)本の電極指をIDTの電極指周期に従って
配置してもよく、これらのすべてもしくは一部を共通バ
スバーに接続してもよい。
【0017】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、相隣接するIDTのバスバーを細くすることなく
平衡型横結合MMSフィルタを構成することができるの
で、挿入損失の増加を招くことなく帯域幅の広い平衡型
横結合MMSフィルタ実現できる。本発明は平衡型終端
を必要とする受信機回路例えば、差動増幅器等を用いて
受信回路をより高性能を図る場合に著しい効果を発揮す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る平衡型横結合DMSフィルタの
一実施例を示す図である。
【図2】本発明に係る平衡−不平衡型横結合DMSフィ
ルタの一実施例を示す図である。
【図3】本発明に係る平衡型横結合DMSフィルタの2
段縦続接続フィルタの一実施例を示す図である。
【図4】本発明に係る平衡−不平衡型横結合DMSフィ
ルタを不平衡終端同志を接続し、平衡型2段縦続横結合
DMSフィルタを構成した一実施例を示す図である。
【図5】本発明に係る平衡型横結合MMSフィルタの構
成の一実施例を示す図である。
【図6】従来の不平衡型横結合DMSフィルタの構成例
を示す図である。
【図7】従来の平衡型横結合DMSフィルタの構成例を
示す図である。
【符号の説明】
1、10、17 平衡型横結合MMSフィルタ 2a,2b,3a、3b、11a、11b、12、18
a、18b、19、20a、20b IDT 4a、4b、5a、5b、13a、13b、14、 2
1a、21b、20a、20b バスバー 6、15 共通バスバー 7a、7b,16a、16b、23a、23b、24
a、24b、25a、25b 反射器 8a、8b、9a、9b 入出力端子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板上で表面波の伝搬方向に並行に
    複数のIDTを近接配置し相隣接するIDTのバスバー
    を共通バスバーとし前記IDTの両側に反射器を設けI
    DT間で音響結合の結果生じる定在波の中の複数のモー
    ドを利用した横結合型多重モード弾性表面波フィルタに
    おいて、 前記IDTの少なくとも一つを2つに分割し、該分割し
    たIDTの発生電荷が互いに逆相を呈するように配置し
    たことを特徴とする平衡終端型弾性表面波フィルタ。
  2. 【請求項2】 圧電基板上で表面波の伝搬方向に並行に
    複数のIDTを近接配置し相隣接するIDTのバスバー
    を共通バスバーとし前記IDTの両側に反射器を設けI
    DT間で音響結合の結果生じる定在波の中の複数のモー
    ドを利用した横結合型多重モード弾性表面波フィルタに
    おいて、 前記IDTの少なくとも一つを2つに分割し、該分割部
    分の幅をλ/2・(2n+1)(λは励起する表面波の
    波長、nは0、1、2・・)としたことを特徴とする平
    衡終端型弾性表面波フィルタ。
  3. 【請求項3】 前記分割部分に前記共通バスバーから延
    びる電極指を前記IDTの電極指周期とほぼ一致する位
    置に形成したことを特徴とする請求項1又は2記載の平
    衡終端型弾性表面波フィルタ。
  4. 【請求項4】 前記並行に近接配置した複数のIDTの
    うち最外側のIDTの少なくとも一つを2つに分割した
    ことを特徴とする請求項1乃至3記載の平衡終端型弾性
    表面波フィルタ。
  5. 【請求項5】 前記平衡終端型弾性表面波フィルタを複
    数個縦続接続したことを特徴とする請求項1乃至4記載
    の平衡終端型弾性表面波フィルタ。
JP17065096A 1996-06-10 1996-06-10 平衡終端型弾性表面波フィルタ Pending JPH09331232A (ja)

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Cited By (4)

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