JPH1051267A - ラダー型フィルター - Google Patents

ラダー型フィルター

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Publication number
JPH1051267A
JPH1051267A JP20156096A JP20156096A JPH1051267A JP H1051267 A JPH1051267 A JP H1051267A JP 20156096 A JP20156096 A JP 20156096A JP 20156096 A JP20156096 A JP 20156096A JP H1051267 A JPH1051267 A JP H1051267A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
basic unit
resonator
ladder
unit circuit
small
Prior art date
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Pending
Application number
JP20156096A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Yoshimura
健一 吉村
Harumi Hayashi
春美 林
Tomohiro Kawamoto
智裕 川元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】一部にΔFの小さい基本単位回路を用いて従来
とほぼ同等の特性を有するラダー型フィルターを提供す
ることを目的とする。 【解決手段】複数の基本単位回路F1、F2、F3のう
ち少なくとも一つのΔFを他の基本単位回路F1、F
2、F3よりも小さくしたものである。ここで、入力I
N側にΔFが大きい基本単位回路F1を、出力OUT側
にΔFが小さい基本単位回路F2、F3を設けることが
望ましく、また、ΔFが大きい基本単位回路F1を拡が
り共振子を用いて構成し、ΔFが大きい基本単位回路F
2、F3を長辺方向伸び共振子を用いて構成することが
望ましく、さらに、ΔFが大きい基本単位回路F1のΔ
Fが35kHz以上であり、ΔFが小さい基本単位回路
F2、F3のΔFが25kHz以上であることが望まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラダー型フィルタ
ーに関するものであり、特に携帯用移動無線機、自動車
電話、コードレス電話,ページャ等の移動体通信で用い
られる圧電ラダー型フィルターに関するものである。
【0002】
【従来技術】一般に、ラダー型フィルターは、図1に示
すように、直列共振子S1、S2、S3の片側電極を入
力側と接続し、並列共振子P1、P2、P3の片側電極
をアース側と接続し、さらに直列共振子S1、S2、S
3の他側電極と、並列共振子P1、P2、P3の他側電
極とを出力側に接続して構成されている。
【0003】そして、この種のラダー型フィルターとし
て、例えば、455kHzの中心周波数で動作するよう
に、1辺が約5mmの正方形として対角方向拡がり共振
モードを利用した直列共振子と並列共振子を用いたも
の、或いは直径が約5mmの円形として径方向拡がり共
振モードを利用した直列共振子と並列共振子を用いても
のが知られている。
【0004】近年、無線通信機の小型化、軽量化が図ら
れ、これに伴いフィルター回路に用いられる当該ラダー
型フィルターにあっては、0.01mmを単位とした薄
型化が競われているが、従来のラダー型フィルターは、
図5および図6に示すように、拡がり共振モードを利用
した直列共振子S1、S2、S3と並列共振子P1、P
2、P3を一方向に積層する構造のため、ラダー型フィ
ルターの高さは、各共振子の厚さの総和により規制さ
れ、ケース10及び端子等を含めた全高Hが大きくなら
ざるを得ず、薄型化は到底望めないものであった。
【0005】従来、ラダー型フィルターの小型化を図る
ために、全ての直列共振子を長辺方向伸び共振子に置き
換えたり、全ての直列共振子と並列共振子を長辺方向伸
び共振子に置き換えたりすることが行われていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、長辺方
向伸び共振子は、従来の正方形状拡がり共振子に対し
て、共振周波数と反共振周波数の差ΔF(Fa−Fr)
が小さく、フィルターを構成しても狭帯域のフィルター
しか得られなかった。長辺方向伸び共振子の帯域幅を拡
げることは、共振子の構成材料を変更することによりあ
る程度改良することができるが、正方形状拡がり共振子
と同等のΔFを長辺方向伸び共振子で得るのは材料的に
非常に困難であった。
【0007】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、一部に共振周波数と反共振周波数の差ΔF
が小さい共振子を用いて従来と同等の特性を有するラダ
ー型フィルターを提供することを目的とし、さらには、
薄型化を達成できるラダー型フィルターを提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、共振周波
数と反共振周波数の差ΔFが大きい基本単位回路と、Δ
Fが小さい基本単位回路とによりラダー型フィルターを
構成すると、ΔFが大きい基本単位回路のみからなる従
来のラダー型フィルターとほぼ同等の帯域幅を有するこ
とを見出し、本発明に至った。
【0009】本発明のラダー型フィルターは、共振周波
数と反共振周波数の差ΔFが同一の直列共振子と並列共
振子とをL型に接続してなる基本単位回路を複数段接続
してなるラダー型フィルターにおいて、前記複数の基本
単位回路のうち少なくとも一つの基本単位回路のΔFが
他の基本単位回路のΔFよりも小さいものである。
【0010】ここで、ΔFが小さい基本単位回路を出力
側に設けることが望ましい。また、共振周波数と反共振
周波数の差ΔFが最も大きい基本単位回路を拡がり共振
子を用いて構成するとともに、前記ΔFが最も小さい基
本単位回路を長辺方向伸び共振子を用いて構成すること
が望ましい。さらに、共振周波数と反共振周波数の差Δ
Fが最も大きい基本単位回路の前記ΔFが35kHz以
上、前記ΔFが最も小さい基本単位回路の前記ΔFが2
5kHz以上であることが望ましい。
【0011】
【作用】本発明のラダー型フィルターは、共振周波数と
反共振周波数の差ΔFが大きい直列共振子と並列共振子
からなる基本単位回路と、ΔFが小さい直列共振子と並
列共振子からなる基本単位回路によりラダー型フィルタ
ーを構成すると、ΔFが大きい共振子からなる従来のラ
ダー型フィルターとほぼ同等の帯域幅を有することが可
能となる。特に、ΔFが小さい基本単位回路を、出力側
に設けることが望ましい。
【0012】複数の基本単位回路のうち少なくとも一つ
の基本単位回路のΔFを他の基本単位回路よりも小さく
するには、共振子を構成する圧電磁器の圧電特性が他の
共振子の圧電磁器よりも悪い圧電磁器を用いても達成で
きるため、圧電磁器材料について高特性のものが要求さ
れない。
【0013】また、ΔFが大きい基本単位回路を拡がり
共振子を用いて構成するとともに、ΔFが小さい基本単
位回路を長辺方向伸び共振子を用いて構成すると、拡が
り共振子を用いた従来のラダー型フィルターとほぼ同等
の帯域幅を有することが可能となるとともに、拡がり振
動共振子よりも小型の長辺方向伸び共振子を用いること
で、フィルターを小型化することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明のラダー型フィルターは、
例えば、図1に示すように、共振周波数と反共振周波数
の差ΔFが同一の直列共振子S1、S2、S3と並列共
振子P1、P2、P3とをL型に接続してなる基本単位
回路F1、F2、F3を3段接続してなり、基本単位回
路F1、F2、F3のうち少なくとも一つのΔFを他の
基本単位回路よりも小さくしたものである。
【0015】ΔFを他の基本単位回路よりも狭くするに
は、共振子を構成する圧電磁器の圧電特性が他の基本単
位回路の圧電磁器よりも悪い圧電磁器を用いたり、一対
の直列共振子と並列共振子を長辺方向伸び共振子で構成
したりすることにより達成できる。
【0016】図1では基本単位回路F1、F2、F3に
よりラダー型フィルターを構成した例について説明した
が、2つまたは4以上の基本単位回路によりラダー型フ
ィルターを構成しても良いことは勿論である。
【0017】そして、図1では、入力IN側にΔFの大
きい基本単位回路F1が、出力OUT側にΔFの小さい
基本単位回路F2、F3が設けられており、ΔFの大き
い基本単位回路F1が正方形版の対角方向拡がり共振子
を用いて構成され、ΔFの小さい基本単位回路F2、F
3が長辺方向伸び共振子を用いて構成されている。
【0018】尚、図1では、入力IN側にΔFの大きい
基本単位回路F1を設け、出力OUT側にΔFの小さい
基本単位回路F2、F3を設けた例について説明した
が、入力IN側にΔFの大きい基本単位回路F1、F2
を設け、出力OUT側にΔFの小さい基本単位回路F3
が設けても良い。入力IN側にΔFの大きい基本単位回
路を設けることが最も望ましい。さらに、入力IN側に
ΔFの小さい基本単位回路を設けたり、入力INと出力
OUTの真ん中にΔFの小さい基本単位回路を設けても
良い。
【0019】ΔFの大きい基本単位回路F1は、ΔFが
35kHz以上の直列共振子S1と並列共振子P1より
構成され、ΔFの小さい基本単位回路F2、F3は、そ
れぞれΔFが25kHz以上の直列共振子S2と並列共
振子P2、直列共振子S3と並列共振子P3より構成さ
れている。
【0020】このように、ΔFの大きい共振子のΔFを
35kHz以上としたのは、35kHzよりも小さい場
合にはラダー型フィルターの通過帯域幅が狭くなり特性
が劣化するからである。ラダー型フィルターの通過帯域
を18kHz以上と広く確保するという観点から、ΔF
の大きい共振子のΔFは、35kHz以上、特には45
kHz以上とすることが望ましい。また、ΔFの小さい
共振子のΔFを23kHz以上としたのは、25kHz
よりも小さい場合にはラダー型フィルターの通過帯域幅
が狭くなり特性が劣化するからである。
【0021】本発明のラダー型フィルターを構成する圧
電共振子の圧電磁器は、Pb(Zr,Ti)O3 を主成
分とするものが好ましい。例えば、Pb(Zr,Ti)
3のPb、Zr、Tiの一部をSr等のアルカリ土類
金属,Nb等の周期律表第5a族元素、Y等の希土類元
素,Cr等の周期律表第6a族元素、Co等の周期律表
第8族元素等で置換したものが用いられる。
【0022】
【実施例】先ず、出発原料として、純度99.5%以
上、平均粒径が1.0〜3.0μmの市販のPbO、T
iO2 、ZrO2 、Nb2 5 、Y2 3 、Cr
2 3 、Co3 4 、La2 3 およびSrCO3 の各
粉末を所定量秤量し、ボールミルにて湿式混合後乾燥
し、これを仮焼した。これをボールミルにて湿式粉砕し
た後、有機系粘結剤を添加して加圧成形し、この成形体
を酸化性雰囲気にて焼成し、組成式(Pb0.96Sr0.03
La0.01) 1.00 (Nb0.50Cr0.400.07Co0.03)0.1
0 Ti0.50Zr0.493 で表される平面形状が正方形
の圧電磁器を得た。
【0023】これを研摩し、厚みが0.3〜0.5mm
の圧電セラミック基板を作製し、この両面に厚み10μ
mの電極を形成した。電極は、Agとガラスからなるペ
ーストを塗布し、乾燥した後、520℃で焼き付けて電
極を形成した。これを80℃の絶縁油中に浸漬し、両端
面に3kV/mmの直流電圧を30分印加して分極処理
した。この後、分極状態の安定化のため、220℃、1
時間の熱処理を行った。
【0024】次に、この圧電磁器を、平面形状が縦横
4.5mmの正方形状、及び縦3.6mm、横0.8m
mの長方形状に切断加工し、ΔFが20および45kH
zの対角方向拡がり共振子と、ΔFが25kHzの長辺
方向伸び共振子の試料を得た。
【0025】この際、直列共振子の共振周波数と並列共
振子の反共振周波数が、450kHzとなるように調整
して切断した。
【0026】この後、これらの圧電共振子を、図1に示
すようなラダー型に組み込み、フィルターの透過特性を
インピーダンスメータで測定し、挿入損失、3dB帯域
幅、保証減衰量、および群遅延特性(GDT)を求め、
これらの結果を表1に記載した。
【0027】
【表1】
【0028】この表1から、本発明の範囲内のフィルタ
ーでは、3dB帯域幅が18kHz以上と、従来のラダ
ー型フィルターとほぼ同等の広帯域の優れた透過特性を
示すことが判る。図2に試料No.1およびNo.4のラダ
ー型フィルターの減衰特性図を示す。
【0029】また、本発明のラダー型フィルターは、一
部の基本単位回路に長辺方向伸び共振子を用いたため、
例えば、拡がり振動を利用した直列共振子S1と並列共
振子P1、長辺方向伸び振動を利用した直列共振子S
2、S3と並列共振子P2、P3を、図3および図4に
示すように実装することができ、このため、ラダー型フ
ィルターの高さHと幅Bを小さくすることができ、小型
化できることが判る。尚、図において符号10はケース
である。
【0030】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のラダー型フ
ィルターは、一部に、ΔFが小さい基本単位回路を設け
て、従来とほぼ同等の特性を有するラダー型フィルター
を得ることができ、特にΔFが小さい基本単位回路とし
て長辺方向伸び共振子を用いた場合にはフィルターの形
状を小型薄型化でき、通過地域も広く確保でき、フィル
ター減衰特性が左右対称で、群遅延時間特性も良好であ
り、携帯用移動無線機、自動車電話、コードレス電話、
ページャ等の移動体通信で好適に用いられるラダー型フ
ィルターを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のラダー型フィルターの回路図である。
【図2】ラダー型フィルターの減衰特性図である。
【図3】本発明の長辺方向伸び振動共振子と対角方向拡
がり共振子の実装状態を説明するための平面図である。
【図4】図3の断面図である。
【図5】従来の対角方向拡がり共振子の実装状態を説明
するための平面図である。
【図6】図5の断面図である。
【符号の説明】
S1、S2、S3・・・直列共振子 P1、P2、P3・・・並列共振子 F1、F2、F3・・・基本単位回路 IN・・・入力 OUT・・・出力 10・・・ケース

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】共振周波数と反共振周波数の差ΔFが同一
    の直列共振子と並列共振子とをL型に接続してなる基本
    単位回路を複数段接続してなるラダー型フィルターにお
    いて、前記複数の基本単位回路のうち少なくとも一つの
    基本単位回路のΔFが他の基本単位回路のΔFよりも小
    さいことを特徴とするラダー型フィルター。
  2. 【請求項2】前記ΔFが小さい基本単位回路を出力側に
    設けたことを特徴とする請求項1記載のラダー型フィル
    ター。
  3. 【請求項3】共振周波数と反共振周波数の差ΔFが最も
    大きい基本単位回路を拡がり共振子を用いて構成すると
    ともに、前記ΔFが最も小さい基本単位回路を長辺方向
    伸び共振子を用いて構成したことを特徴とする請求項1
    または2記載のラダー型フィルター。
  4. 【請求項4】共振周波数と反共振周波数の差ΔFが最も
    大きい基本単位回路の前記ΔFが35kHz以上、前記
    ΔFが最も小さい基本単位回路の前記ΔFが25kHz
    以上であることを特徴とする請求項1乃至3記載のラダ
    ー型フィルター。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001251102A (ja) * 2000-02-04 2001-09-14 Lucent Technol Inc 薄膜共振器フィルタとその構成方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001251102A (ja) * 2000-02-04 2001-09-14 Lucent Technol Inc 薄膜共振器フィルタとその構成方法
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