JPH104332A - 高周波フィルタ - Google Patents

高周波フィルタ

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JPH104332A
JPH104332A JP8154346A JP15434696A JPH104332A JP H104332 A JPH104332 A JP H104332A JP 8154346 A JP8154346 A JP 8154346A JP 15434696 A JP15434696 A JP 15434696A JP H104332 A JPH104332 A JP H104332A
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関  俊一
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慶治 大西
Toru Yamada
徹 山田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 弾性表面波フィルタと誘電体フィルタを縦続
に接続しても、帯域内の挿入損失が劣化することがな
く、しかも十分な減衰量を確保することのできる高周波
フィルタを提供する。 【解決手段】 圧電基板として36°回転YカットX伝
搬のタンタル酸リチウム(LiTaO3 )基板を使用し
て弾性表面波フィルタ101を構成し、誘電体フィルタ
102に縦続に接続する。誘電体フィルタ102とし
て、弾性表面波フィルタ101の周波数温度特性の符号
と逆の符号の周波数温度特性を有する誘電体フィルタを
用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波フィルタに
関する。さらに詳細には、弾性表面波フィルタと誘電体
フィルタとを縦続に接続した高周波フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、フィルタに使用するために、弾性
表面波素子の研究が盛んに行なわれてきた。特に、最近
の移動体通信の発達、及び高周波化により、弾性表面波
素子、特に弾性表面波フィルタの開発が盛んに行なわれ
ている。従来、高周波帯、特に数100MHzのフィル
タを弾性表面波素子によって構成する方法として、種々
の方法が提案されている。その代表的なものとしては、
特開昭52−19044号公報に示されているような弾
性表面波共振子を複数個使用してフィルタを構成する
『ラダー型』といわれるもの、特開昭58−15491
7号公報に示されているような『多電極型』といわれる
もの、特開平3−222512号、特開昭61−230
419号、特開平1−231417号の各公報に示され
ているような弾性表面波共振器を隣接して設置し、共振
子間の結合を利用した、いわゆる『縦モード型』といわ
れるものなどがある。一般に、弾性表面波フィルタは、
その基板の特性によってフィルタ特性が決定される部分
が多い。特に、フィルタの通過帯域幅、温度特性等は基
板の特性によって決定される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】最近、移動体通信の発
達により、使用周波数帯が準マイクロ波の領域へ上がっ
ている。特に、アメリカ合衆国においては「PCS」と
いうシステムが実用化されようとしており、ヨーロッパ
においては「PCN」というシステムが実用化されよう
としている。これらのシステムにおいては、周波数とし
てそれぞれ1.8GHz帯、1.9GHz帯が使用され
ている。従来の移動体通信システム、例えば日本のアナ
ログシステムにおいては、送信周波数として915〜9
40MHzが使用され、受信周波数として860〜88
5MHzが使用されており、送信−受信周波数間隔は3
0MHzであった。しかし、PCS(1.8GHz帯)
においては、受信周波数として1805〜1880MH
zが使用され、送信周波数として1710〜1785M
Hzが使用されており、送信−受信周波数間隔は20M
Hzである。このように使用周波数帯が上がったにもか
かわらず、送信−受信周波数間隔は従来の移動体通信シ
ステムの場合(30MHz)よりも狭くなっている。通
信システムは同時送受信ではなく時分割になってはいる
が、やはり、送信フィルタであれば受信帯域減衰量を確
保する必要があり、受信フィルタであれば送信帯域減衰
量を確保する必要がある。このように、フィルタの特性
としては非常に厳しいものとなっている。このため、1
段のみの弾性表面波フィルタではこれらの減衰量を確保
することができず、誘電体フィルタと縦続に接続して減
衰量を確保せざるを得ない。
【0004】しかし、弾性表面波フィルタに誘電体フィ
ルタを縦続に接続すると、常温時における帯域内の挿入
損失が劣化するという問題点があった。そこで、本発明
者等は、鋭意研究を重ね、所定の周波数温度特性を有す
る弾性表面波フィルタと所定の周波数温度特性を有する
誘電体フィルタを縦続に接続することにより、常温時に
おける帯域内の挿入損失の劣化を最小限に抑えることが
できると考え、本発明をするに至った。
【0005】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、弾性表面波フィルタ
と誘電体フィルタを縦続に接続しても、帯域内の挿入損
失が劣化することがなく、しかも十分な減衰量を確保す
ることのできる高周波フィルタを提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る高周波フィルタの構成は、弾性表面波
フィルタと誘電体フィルタを縦続に接続した高周波フィ
ルタであって、前記弾性表面波フィルタの周波数温度特
性の符号と前記誘電体フィルタの周波数温度特性の符号
が異なることを特徴とする。この高周波フィルタの構成
によれば、常温時における帯域内の挿入損失の劣化を抑
えながら、十分な減衰量を確保することができる。
【0007】また、前記本発明の構成においては、弾性
表面波フィルタの周波数温度特性の絶対値と誘電体フィ
ルタの周波数温度特性の絶対値が実質的に同一であるの
が好ましい。この好ましい例によれば、使用時の周囲温
度が最も低温になった場合でも、十分な減衰量を確保す
ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。図1は本発明に係る高周波
フィルタの実施の形態を示す概略構成図である。
【0009】圧電基板として36°回転YカットX伝搬
のタンタル酸リチウム(LiTaO 3 )基板を使用して
弾性表面波フィルタ101を構成し、図1に示すように
誘電体フィルタ(本実施の形態においては、『ノッチフ
ィルタ』を使用した。)102に縦続に接続した。この
フィルタは、PCSの送信フィルタ(1.8GHz帯)
として使用するものである。図1中、103は入力端子
であり、104は出力端子である。
【0010】図2に弾性表面波フィルタ101の周波数
特性を示し、図3に誘電体フィルタ102の周波数特性
を示す。また、図4に弾性表面波フィルタ101の通過
帯域の高周波側、特に受信周波数の最も送信側に近い部
分の周波数特性を示す。
【0011】本実施の形態で使用した36°回転Yカッ
トX伝搬のLiTaO3 基板は、ほぼ−35ppm/℃
の周波数温度特性を示す。図4中、実線は弾性表面波フ
ィルタ101の常温時における周波数特性を示してい
る。また、製作誤差として少なくとも±2MHzの余裕
が必要であると考えられるため、これを考慮に入れた場
合の弾性表面波フィルタ101の周波数特性を破線で示
している。さらに、使用時の周囲温度が最も低温(例え
ば、−25℃)になったときの弾性表面波フィルタ10
1の周波数特性を一点鎖線で示している。このように最
悪のケース(一点鎖線)を考えた場合には、受信周波数
である1805MHzにおいては5dB程度の減衰量し
か確保することができず、仮に受信帯域減衰量として2
0dB必要であるとすると、誘電体フィルタ102の周
波数温度特性が実質的に0であれば15dB以上の受信
帯域減衰量を確保することのできる誘電体フィルタ10
2と縦続に接続する必要がある。しかし、受信周波数で
ある1805MHzにおいて15dBの減衰量を得よう
とすると、誘電体フィルタ102の挿入損失は1dB程
度となる。ここで、少なくとも常温においては、製作誤
差を考慮に入れても弾性表面波フィルタのみで12dB
程度の受信帯域減衰量を確保することができると考えら
れる(図4の破線)。このため、誘電体フィルタ102
は8dBの減衰量を持っていれば十分である。このとき
の誘電体フィルタ102の挿入損失は0.6dB程度で
あり、改善がみられる。この状態で周囲温度を低温にも
っていったときに、弾性表面波フィルタ102は図4中
の一点鎖線の特性(減衰量5dB程度)まで変化する。
この場合には、受信周波数である1805MHzにおい
て20dBの受信帯域減衰量を確保するために、誘電体
フィルタ102で15dBの減衰量が必要となる。周囲
温度を低温にもっていったときに誘電体フィルタ102
で15dBの減衰量を確保するためには、弾性表面波フ
ィルタ101の周波数温度特性の符号と逆の符号の周波
数温度特性を有する誘電体フィルタ102を用いればよ
い。このように周波数温度特性の符号が逆の弾性表面波
フィルタ101と誘電体フィルタ102を縦続に接続す
れば、常温時における帯域内の挿入損失の劣化を抑えな
がら、十分な受信帯域減衰量を確保することのできる高
周波フィルタ(PCSの送信フィルタ)を実現すること
ができる。
【0012】誘電体フィルタ102の周波数温度特性
は、弾性表面波フィルタ101の周波数温度特性と絶対
値がほぼ同じで、符号が逆であるのが好ましい。その理
由を以下に説明する。
【0013】弾性表面波フィルタ101の常温時におけ
る周波数特性(図4の破線)を考えると、誘電体フィル
タ102は受信周波数である1805MHzにおいて8
dBの減衰量を確保できればよい。一方、弾性表面波フ
ィルタ101の最も低温の状態における周波数特性(図
4の一点鎖線)を考えると、誘電体フィルタ102は受
信周波数である1805MHzにおいて15dBの減衰
量を確保する必要がある。また、この最も低温の状態で
は、弾性表面波フィルタ101のみでは1810MHz
まで20dBの減衰量を確保することができないため、
誘電体フィルタ102は1810MHzまで減衰量をも
っている必要がある。誘電体フィルタ(本実施の形態で
は、ノッチフィルタ)102の特性(例えば、図3のよ
うな特性)を考えると、図5(a)中の実線のような特
性が必要とされる。これを常温時に戻した場合には、図
5(a)中の細い二点鎖線のような特性でよい。このよ
うに誘電体フィルタ102の減衰域を弾性表面波フィル
タ101の通過域から離すことにより、誘電体フィルタ
102の通過損失を減少させることができる。尚、使用
時の周囲温度が最も低温になったときの誘電体フィルタ
102の周波数特性を図5(b)中に長めの破線で示し
ている。このときの誘電体フィルタ102の周波数温度
特性は、弾性表面波フィルタ101の周波数温度特性
(−35ppm/℃)と絶対値が実質的に等しく符号が
逆である。
【0014】尚、本実施の形態においては、弾性表面波
フィルタ101を構成する圧電基板として36°回転Y
カットX伝搬のLiTaO3 基板を使用しているが、必
ずしもこれに限定されるものではなく、例えばニオブ酸
リチウム(LiNbO3 )基板や水晶基板を使用した場
合でも同様の効果が得られる。
【0015】また、本実施の形態においては、弾性表面
波フィルタ101の構成について特に示していないが、
フィルタ特性が得られるものであればよい。例えば、圧
電基板上に、電極材料としてアルミニウム(Al)を使
用してすだれ状トランスデューサ(IDT)を形成する
ことにより、弾性表面波フィルタとして機能させること
ができる。
【0016】また、本実施の形態においては、誘電体フ
ィルタ102としてノッチフィルタを例に挙げて説明し
ているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例
えばローパスフィルタ等の他の形式のフィルタであって
もよい。
【0017】また、本実施の形態においては、入力端子
103側に弾性表面波フィルタ101を配置し、出力端
子104側に誘電体フィルタ102を配置した場合を例
に挙げて説明しているが、必ずしもこの構成に限定され
るものではなく、誘電体フィルタ102を入力端子10
3側に配置し、弾性表面波フィルタ101を出力端子1
04側に配置してもよい。
【0018】また、本実施の形態においては、1.8G
Hz帯のフィルタを例に挙げて説明しているが、必ずし
もこの周波数帯のフィルタに限定されるものではない。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
常温時における帯域内の挿入損失の劣化を抑えながら、
十分な減衰量を確保することのできる高周波フィルタを
実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高周波フィルタの実施の形態を示
す概略構成図である。
【図2】本発明の実施の形態で用いた弾性表面波フィル
タの周波数特性図である。
【図3】本発明の実施の形態で用いた誘電体フィルタの
周波数特性図である。
【図4】本発明の実施の形態で用いた弾性表面波フィル
タの通過帯域の高周波側における周波数特性図である。
【図5】本発明の実施の形態で用いた誘電体フィルタの
うち最も好ましい誘電体フィルタの周波数特性図であ
る。
【符号の説明】
101、弾性表面波フィルタ 102、誘電体フィルタ 103、入力端子 104、出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 慶治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山田 徹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弾性表面波フィルタと誘電体フィルタを
    縦続に接続した高周波フィルタであって、前記弾性表面
    波フィルタの周波数温度特性の符号と前記誘電体フィル
    タの周波数温度特性の符号が異なることを特徴とする高
    周波フィルタ。
  2. 【請求項2】 弾性表面波フィルタの周波数温度特性の
    絶対値と誘電体フィルタの周波数温度特性の絶対値が実
    質的に同一である請求項1に記載の高周波フィルタ。
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