JPH10335973A - 縦結合二重モードsawフィルタ - Google Patents

縦結合二重モードsawフィルタ

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JPH10335973A
JPH10335973A JP15749197A JP15749197A JPH10335973A JP H10335973 A JPH10335973 A JP H10335973A JP 15749197 A JP15749197 A JP 15749197A JP 15749197 A JP15749197 A JP 15749197A JP H10335973 A JPH10335973 A JP H10335973A
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JP
Japan
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idts
electrode
electrode finger
filter
idt
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JP15749197A
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English (en)
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Takuya Owaki
卓弥 大脇
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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】 圧電基板に36°Y−XLiTaO3を用い
た従来の設計の縦結合二重モードSAWフィルタでは電
気機械結合係数が小さく、要求される広帯域フィルタを
実現できないという問題があった。本発明は広帯域フィ
ルタを提供することを目的とする。 【解決手段】 タンタル酸リチウム基板を用いた1次3
次縦結合二重モードSAWフィルタにおいて、前記タン
タル酸リチウム基板の切断方位θを37゜≦θ≦44゜
とし、電極膜厚比H/λを0.06≦H/λ≦0.1と
した縦結合二重モードSAW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1次3次縦結合二重
モードSAWフィルタ(以下、二重モードフィルタと称
す)に関し、特に通過帯域幅を拡大し挿入損失を減少さ
せた二重モードフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各種無線機器に弾性表面波フィル
タが使われるようになり、小型化、無調整化に一役を担
っている。そして、携帯無線機器の高周波化、高機能化
にともない、弾性表面波フィルタの広帯域化の要求が益
々増大してきている。例えば、最近の携帯電話に要求さ
れる900MHz帯のRFフィルタの帯域幅は25MH
z以上となっている。図3は二重モードフィルタの電極
パターンの一例を示す平面図であり、圧電基板11の主
面上にIDTが励起または受信する表面波の伝搬方向に
沿って3つのIDT12、IDT13及びIDT14を
近接配置し、これらIDTの両側に反射器15a、15
bを配設したものである。そして、1次3次二重モード
フィルタの帯域幅を広帯域化するため、IDT12とI
DT13及びIDT12とIDT14の対面する最内側
の電極指の中心間間隔を、周知のようにλ/4(λは励
起される表面波の波長)としている。この結果、上記対
面する電極指同士は接して1本の電極指となる。IDT
12、13、14はそれぞれ互いに間挿し合う複数本の
電極指を有する一対のくし形電極により構成し、IDT
12の一方のくし形電極は入力端子に接続し、他方のく
し形電極は接地する。更に、IDT13とIDT14の
一方のくし形電極は互いに連結して出力端子に接続し、
IDT13とIDT14の他方のくし形電極は互いに接
続して接地する。
【0003】上記のように構成された二重モードフィル
タの動作は周知のように、IDT12、13、14によ
って励起される表面波が反射器15a、15bの間に閉
じ込められ、前記IDT12、13、14の間で音響結
合が生ずる結果、1次及び3の共振モードが強勢に励振
され、これらのモードを利用した二重モードフィルタと
して動作する。なお、二重モードフィルタの通過域は1
次共振モードと3次共振モードとの周波数差に比例する
ことは周知のことである。図4は、64°YカットX伝
搬(64°Y−Xと記す)LiNbO3基板上に入力I
DT(IDT12)を対数15.5対、出力IDT(I
DT13、14)をそれぞれ11対、反射器15a、1
5bをそれぞれ239本、最内側電極指中心間間隔をλ
/4、波長λに対するアルミニウム合金電極膜厚Hの比
H/λを4%、IDTの電極指幅をL、電極指間間隔を
SとしたときL/(L+S)=36%とした場合の二重
モードフィルタの濾波特性の一例を示す図である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
二重モードフィルタおいては、圧電基板に64°Y−X
LiNbO3を用いると、電気機械結合係数が大きいた
め二重モードフィルタの通過帯域幅を広くすることは可
能であるが、周波数温度特性が他の圧電材料(例えば、
LiTaO3、水晶)に比べて劣るので、設計に際して
温度変動による周波数シフトを考慮し、通過帯域幅をそ
の分だけ予め広く設定しておく必要がある。また、減衰
傾度についても要求規格を満たすことができず、これを
改善するためフィルタの段数を多くしなければならない
という問題があった。また、圧電基板に36°Y−XL
iTaO3を用いると、周波数温度特性はLiNbO3
に勝るものの電気機械結合係数が小さく、従来の設計で
は要求される帯域幅を満たす二重モードフィルタを実現
することは難しいという問題があった。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、帯域幅の広
い二重モードフィルタを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る縦結合二重モードSAWフィルタの請求
項1記載の発明は、タンタル酸リチウム基板上に表面波
の伝搬方向に沿って3つのITDとその両側に反射器を
配設した1次3次縦結合二重モードSAWフィルタにお
いて、前記タンタル酸リチウム基板の切断方位がX軸の
回りに37゜乃至44゜回転したものであることを特徴
とする縦結合二重モードSAWフィルタである。請求項
2記載の発明は、前記IDT及び前記反射器の電極膜厚
をH、励起される表面波の波長をλとしたとき、0.0
6≦H/λ≦0.1であることを特徴とする請求項1記
載の縦結合二重モードSAWフィルタである。請求項3
記載の発明は、前記IDTの電極指幅をL、電極指間間
隔をSとしたとき、0.6≦L/(L+S)であること
を特徴とする請求項1または2記載の縦結合二重モード
SAWフィルタである。
【0006】
【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。本発明の説明に先立
ち、その背景となる技術について説明する。まず、第2
5回EMシンポジウム論文集p.117〜123(1996)によ
ると、タンタル酸リチウム(LiTaO3)基板上を伝
搬する漏洩弾性表面波の伝搬損失は、前記圧電基板の切
断方位と該基板に付着する電極膜厚とに大きく依存する
ことが示されている。即ち、従来主として用いられてき
た36°Y−XLiTaO3基板上に一様なAl(アル
ミニウム)電極膜を付着した場合、該電極膜厚の増加と
共に伝搬損失が指数関数的に増大することが解析の結果
得られている。そこで励振波長λに対する電極膜厚Hの
比H/λと切断方位をパラメータとして伝搬損失を解析
すると、電極膜厚Hを厚くしていくと最小伝搬損失を示
す切断方位は36°から高い角度にシフトしていくこと
が明らかになった。次に、LiTaO3基板上にAlの
グレーティング電極を配設した場合、一様なAlの電極
膜厚を付着した場合と同様に、電極膜厚Hを厚くしてい
くと最小伝搬損失を持つ切断方位は高い角度にシフトし
ていき、電極膜厚比H/λを0.1とすると伝搬損失が
最小となる切断方位は40°〜42°となることが示さ
れいる。
【0007】一方、二重モードフィルタの帯域幅の上限
は反射器のストップバンド幅(反射器が反射し得る周波
数帯域幅)で制限されることは周知のことである。特開
平7−58581によると、電極膜厚比H/λを大きく
することにより反射器のストップバンド幅を拡大できる
ことが示されている。しかし、電極膜厚比H/λを大き
くしストップバンド幅を拡大しただけでは通過帯域内に
リップルが生じ良好なフィルタ特性が得られない。そこ
で、励振される表面波の波長λに対する電極膜厚Hの比
をH/λ、IDTの電極指周期λに対する電極指交差幅
Wの比をW/λ、電極指周期λに対するIDT2とID
T3あるいは4との対面する最内側電極指の中心間間隔
dの比をd/λ、IDT2、3、4の電極指対数の総和
をNとした場合、通過帯域内に生じるリップルを1dB
以下に抑えるためには、H/λを0.06≦ H/λ≦
0.1、IDTの総電極指対数Nを46≦N≦71、W
/λを42×50/RL≦ W/L≦110×50/RL
(だだし、RLは負荷インピーダンス)、d/λを0.
24≦d/λ≦0.3に設定すればよいことが知られて
いる。
【0008】また、特開平7−283682によれば、
IDT2、3、4の電極指幅をL、電極指間間隔をSと
した場合、L/(L+S)が0.6より大きく設定する
と減衰傾度が改善できることが示されている。本発明は
以上の知見に基づいてなされたものであって、図1は本
発明に係る二重モードフィルタの電極パターンの一実施
例を示す模式的平面図である。圧電基板1の主面上に表
面波の伝搬方向に沿って3つのIDT2、IDT3及び
IDT4を近接して並べ、これらIDTの両外側に反射
器5a、5bを配設する。IDT2、3、4はそれぞれ
互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対のくし形
電極により構成され、IDT2の一方のくし形電極を入
力端子とし、他方のくし形電極を接地とする。さらに、
IDT3とIDT4の一方のくし形電極を互いに連結し
て出力端子とし、IDT3とIDT4の他方のくし形電
極は互いに接続して接地とする。
【0009】図1に示すIDT電極指パターンを更に詳
しく説明すると、隣接するIDT2と3あるいはIDT
2と4の最内側電極指の中心間間隔をdとし、IDT2
〜4の電極指の交差幅をWとする。また、図2は、図1
に示す二重モードフィルタの電極パターンの長手方向
(IDTの配設方向)の断面図であり、IDT及び反射
器の電極膜厚をH、電極指幅をL、電極指間間隔をSと
する。IDT2〜4で励振される表面波の波長をλとす
ると、周知のようにd=λ/4の時に最大の帯域幅が得
られる。
【0010】本発明に係る二重モードフィルタの動作
は、IDT2、3、4によって励起された表面波が前記
反射器5a、5b間に閉じ込められ、音響的に結合した
結果縦1次、3次の共振モードが強勢に励振される。上
記のようにIDT2の一方のくし形電極を入力とし他方
のくし形電極を接地すると共に、IDT3、4の一方の
くし形電極を互いに連結して出力端子とし、他方のくし
形電極を互いに接続して接地することにより、縦1次、
3次の共振モードを利用した二重モードフィルタを構成
することができる。該フィルタの帯域幅は縦1次と3次
共振モードの周波数差によってほぼ決まる。この際、縦
2次共振モードも音響的には存在するが、該偶数次モー
ドによる発生電荷は上記のようなIDTの接続により電
気的に相殺されて励振されない。
【0011】本発明はタンタル酸リチウム基板上の1次
3次縦結合モードを利用した二重モードフィルタに上記
した通過帯域幅を広げる手法、即ち、電極膜厚比H/λ
を大きく( 0.06≦H/λ≦0.1)すると共に、
挿入損失を最小にするため前記圧電基板の切断方位θを
37°≦θ≦44°とする二重モードフィルタとした。
更に、通過帯域内に生じるリップルを減少させるため、
総電極指対数Nを46≦N≦71、IDTの電極指周期
λに対する電極指交差幅Wの比W/λを42×50/R
L≦ W/λ≦110×50/RL(だだし、RLは負荷イ
ンピーダンス)、電極指の幅に対する隣接するIDTの
最内側電極指の中心間間隔dの比d/λを0.24≦d
/λ≦0.3に設定してリップルの改善を図った。ま
た、減衰傾度を改善するためIDTの電極指幅Lと電極
指間間隔Sとの関係を0.6≦L/(L+S)を前記二
重モードフィルタにに適用してフィルタ特性を良好にし
た。
【0012】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、周波数温度特性は良好であるが電気機械結合係数
がLiNbO3より劣るLiTaO3を圧電基板に用い
ても、最近の携帯電話用RFフィルタに要求される1.
5dBで25MHz以上の通過帯域幅を容易に実現する
ことが可能となり、携帯電話の性能改善に大きな効果あ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る縦結合二重モードSAWフィルタ
の実施の一形態例を示す模式的平面図である。
【図2】縦結合二重モードSAWフィルタの断面図を示
す図で電極指幅Lと電極指間間隔Sを説明する図であ
る。
【図3】従来の縦結合二重モードSAWフィルタの一例
を示す模式的平面図である。
【図4】従来の縦結合二重モードSAWフィルタの濾波
特性の一例を示す図である。
【符号の説明】
1・・圧電基板 2、 3、4・・IDT 5a、5b・・反射器 λ・・表面波の波長 L・・IDT電極指の幅 S・・電極指間間隔 H・・電極膜厚 W・・電極指交差幅 d・・隣接するIDTの最内側電極指の中心間間隔

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タンタル酸リチウム基板上に表面波の伝
    搬方向に沿って3つのITDとその両側に反射器を配設
    した1次3次縦結合二重モードSAWフィルタにおい
    て、前記タンタル酸リチウム基板の切断方位がX軸の回
    りに37゜乃至44゜回転したものであることを特徴と
    する縦結合二重モードSAWフィルタ。
  2. 【請求項2】 前記IDT及び前記反射器の電極膜厚を
    H、励起される表面波の波長をλとしたとき、0.06
    ≦H/λ≦0.1であることを特徴とする請求項1記載
    の縦結合二重モードSAWフィルタ。
  3. 【請求項3】 前記IDTの電極指幅をL、電極指間間
    隔をSとしたとき、0.6≦L/(L+S)であること
    を特徴とする請求項1または2記載の縦結合二重モード
    SAWフィルタ。
JP15749197A 1997-05-30 1997-05-30 縦結合二重モードsawフィルタ Withdrawn JPH10335973A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6498548B2 (en) * 2000-12-07 2002-12-24 Fujitsu Media Devices Limited Surface acoustic wave filter with optimized width and pitch of interdigital electrodes and reflector electrodes
KR100609965B1 (ko) * 2001-04-16 2006-08-04 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성표면파 장치 및 통신 장치
JPWO2008078496A1 (ja) * 2006-12-25 2010-04-22 株式会社村田製作所 弾性波装置

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