JPS59158117A - 弾性表面波フイルタを用いた分波器 - Google Patents

弾性表面波フイルタを用いた分波器

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JPS59158117A
JPS59158117A JP3072083A JP3072083A JPS59158117A JP S59158117 A JPS59158117 A JP S59158117A JP 3072083 A JP3072083 A JP 3072083A JP 3072083 A JP3072083 A JP 3072083A JP S59158117 A JPS59158117 A JP S59158117A
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JP
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transducers
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duplexer
filters
transducer
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Mitsutaka Hikita
光孝 疋田
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/70Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/72Networks using surface acoustic waves
    • H03H9/725Duplexers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は分波器、更に詳しく冨えば、圧電性材制からな
る基板の表面上に弾性表面波を伝搬させて、所定の周波
数特性を有するバンドパスフィルタを有して構成場れた
分波器に係シ、特にアンテナ共用器のような複数個のフ
ィルタ島並列接続にして構成する場合に好適な分波器に
関するものである。
分波器は共通の信号伝搬媒体を伝搬する信号を信号の波
動の性質等によって分離する装置で、例えば、アンテナ
共用器のようにアンテナ全共通の信号伝搬媒体として、
そのアンテナを介して、受倍信号を得るバスと送信信号
を上記アンテナに送るパスを分離する装置がある。この
ような分波器は、第1図に示すように、送信用フィルタ
2と受信用フィルタ3が単一アンテナ1を共通端子とし
て並列接続して構成される。フィルタ2および30通通
過帯域近傍よびfrを第2図のように異った帯域とする
ことによって、入力端子4からの送信信号Txをアンテ
ナ1を介して送信し、受信信号Rxは出力端子5を介し
て・受信される。このような分波器を構成するフィルタ
は従来半同軸の空胴共振器を複数個組合せて構成したも
のが知られている。しかし、分波器のみの構成としては
装置が大型となる欠点がある。
装置n小形化軽量化するためにフィルタを弾性表面波装
置で構成することが考えられる。
フィルタ全弾性表面波装置で構成する場合、牛胴軸空胴
共振器で構成した場合に比較し、損失が大きくなるとい
う問題がある。
この損失には、弾性表面波フィルタ個有の損失と、第1
図のようにフィルタを並列に接続するとされている。一
方後者の損失については有効な解決手段が知られておら
ず、弾性表面波フィルタの分波器への適用の大きな障害
の一つとなっている。
更に詳しく百うと、周波数帯域の異なる複数個のフィル
タを並列接続すると、ある一つのフィルタの通過帯域の
信号が他のフィルタの通過帯域外の所でフイA−夕に吸
収消散するためである。すなわち、フィルタに所定の通
過帯域特性ヲ付たぜるために、トランスデユーサを構成
する導電性指状電極の重みづけとして、いわゆるアボダ
イズ(Apodize J 法が用いられるためフィル
タの入力インピーダンスが通過帯域外の周波数の信号に
対して、コンダクティブな成分が存在し、完全なりアク
ティブにならないためである。
〔発明の目的〕
したがって、本発明の目的は、弾性表面波フィルタを含
む複数個のフィルタを並列接続して、装置を小形にする
と共に、かつ損失、特に並列接続による損失の少ない分
波器を実現することである。
〔発明の概要〕
六\゛ を含む複数個のフィルタを並列に接続し、上記各弾性表
面波フィルタは圧・電性基板上に少なくとも第1及び第
2の2つのトランスデユーサが形成され、上記各フィル
タの2つのトランスデユーサのうちの一方が共通に接続
され、上記共通に接続きれたトランスデユーサは通過帯
域外かつ通過帯域近傍の周波数帯域で入力インピーダン
スがりアクティブになるように重み付したことを特徴と
するものである。なお、並列接続とは第1図に示すよう
に、フィルタの入力又は出力側の一方が共通に接続され
ている場合全表す。
以下本発明を実施例によって詳細に説明する。
〔発明の実施例〕
第3図は本発明による分波器の一実施例の構成を示す図
である。同図において、ヱおよびqはいずれも弾性表面
波フィルタで、それぞれ圧電性基板13および14に、
2つのトランスデユーサ9゜102よび11,12が形
成されている。トランスデユーサ9,10.11および
12は分波器の用途によって、電気・音響トランスデユ
ーサであったり、音響・電気トランスデユーサであった
りする。例えば第1図に示したアンテナ共用器に使用し
21送信用フイルタ且を受信用フィルタとするときは、
9および12は音響・電気トランスデユーサであり、1
0および11は電気・音響トランスデユーサである。上
述の構成において本発明の特徴は共通接続線6,7.8
に接続されるトランスデユーサ9および11が、各々の
フィルタの通過帯域外かつ通過帯域近傍の周波数信号に
対して、共通接続側からみた入力インピーダンスがりア
クティブになるように構成されていることである。こ→
Lらのトランスデユーサ9および11の具体的構成につ
いては第4図および第6図の実施例によって説明する。
上記トランスデユーサ9および11の共通接続側からみ
たインピーダンスがりアクティブ゛になったとき、すな
わち、電極指間の容量のみとなったとき、トランスデユ
ーサ9および11から共通接続点Pまでの線路長12,
1.全上記通過帯域外の周波数の信号波長λ2.λ3に
対して、約4分共通接続点Pからトランスデユーサ9,
1(lみたとき、通過帯域外の周波数の信号に対して開
放となり、電気信号はトランスデユーサの入口で反射さ
れることになる。したがって部分的にも弾尭表面波フィ
ルタの圧電性基板内に音響エネルギーとして吸収消散さ
れることはなくなる。例えば、第3図の実施例を第1図
及び第2図で説明したアンテナ共用器用の分波器として
使用した場合、端子4からの送信1)号Txの周波数成
分子、は全て端子8よりアンテナに送出され、端子8が
ら入力した受信イ七号Rxの周波数成分は全て受信用フ
ィルタに加えられる。したがって並列接続による損失は
著しく低減する。
弾;生表面波フィルタの一般的構成、動作は従来よく知
られているので、説明は省略する。
第4図は、上記瀉3図のトランスデユーサ9および11
の一実施例の構成を示す部分平面図である。同図は圧電
性基板面上に形成される交叉指状電極の一部のみを示す
。端子15は共通接続側に接続される端子でX方向(紙
面の横方向)に、伸びた共通電極16に接続きれ、共通
電極16にはX方向(紙面の縦方向に延びた多数の電極
指17が接続されている。又又方向に延ひた共通電極1
9にも同様に多数の電極指18がX方向に廷び、前記電
極指17に互に間挿されている。この電極子の構成の%
徴は、互に間挿され、トランスデユーサとして機能する
部分の密度分布(重み付Qす関数)がX方向において変
化し所定の周波数通過特性を待つように構成されている
ことで、間引き重み付として知られている。更に特徴は
、間挿部の電極数が(X方向にみた累計)が、X方向の
どの部分でも等しいことである。
このトランスデユーサで構成したフィルタの周波数特性
は第5図のようになる。第5図は横軸に周波数、縦軸に
(弾付表面波の励振に対応する)放射コンダクタンスを
表す。同図から明らかなようにフィルタの通過帯域(f
t〜fs )のメインローブの両側に、放射コンダクタ
ンスが非常に小・さくなる周波数頭域(ft〜f、 、
  f、〜f+  )が存在する。この周波数領域では
トランスデユーサの入力インピーダンスはほぼ電極間の
静電容量のみとなる。したがって、並列接続する各フィ
ルタで、並列接続される側のトランスデユーサを第4図
のような間引電み付t’)’kした交叉指状電極を用い
て構成し、第3図に示したように共通接続点Pとトラン
スデユーサの端子11との間の長を(At 、ts等)
を所定の長さにすると、接続点からフィルタ側全先だイ
ンピーダンスは、上記、フィルタの通過帯域外(例えば
f1〜f、 、  f。
〜f4)の信号に対しては高周波的にはほぼ開放とする
ことができる。
第6図は、第3図のトランスデユーサ9.11池の実施
例の構成を示す図で、第4図と同様に、説明の簡明のた
めトランスデユーサの交叉指状電極のみの一部のみを示
している。このトランスデユーサの構成の特徴は、X方
向に延びている共通電極(16,18)から、X方向に
延びている交叉指状電極は、屈曲しているものが多いが
、そのX方向の長さは等しいことである。所定の周波数
特性を持たせるための重み付けは、有効交叉指状電極、
すなわち、相隣る電極17.18が、電気・音響変換に
有効な働きをする部分のX方向の長さはX方向の位置の
関数となっている。さらにその有効交叉指状電極のX方
向の分布は、特定の位置に集中せず、X方向に対してほ
ぼ均一になっている。すなわち、図示の如く、X方向を
1,2゜・・・・・・N−1,Hに分けると各分けられ
た位置のX方向における有効交叉指状電極の数がほぼ等
しくなっている。この重み付けは、本発明者が先に発表
したものであI) (M、 Hikita 、 eta
l 。
” phase  Weighting  for  
Low  LossSAW  FilterS ” 1
980  IEEji:  Ultrasonice8
ymposium Proc p、 308 ) 、新
位相重み付は法と名付けた。詳しくは、文献を参照され
たい。
この重み付けをしたトランスデユーサは、第4図の間引
き重み付けをしたものと同様に励振弾性表面波がほぼ平
面波となり、さらに任意の恵与付は関数が実現出来るも
のである。
第7図は第6図に示した重み付けによるトランスデユー
サの周波数特性図で、第5図と同様横軸に周波数、縦軸
に放射コンダクタンスを表す。なお(a)は、第6図の
y方向をN位に分断したと仮定した場合の最上段の伝搬
路1の部分の特性を示しくb)は最下段(伝搬路N)に
対応する特性金示す。
その中間の2,3・・・・・・N−19部分の伝搬路の
特性は当然この(a)、 (b)の中間的特性を持つ。
すなわち、メインローブ(通過帯域)の幅が最上段から
最下段へ向って徐々に狭くなり、サイドローブの始−ま
る周波数は、最上段から最下段へ向って、除徐にメイン
ローブに接近する。したがって、第6図において、f+
 <f+’  (f4> ’4’)−f!< fz’ 
 (f、> fs’ )である。
一般に、過当な重み付は関数を導入することにより、f
+’ <f2  (f+’ >fs )とすることが可
能であり、f、/からfz(fsからf4′)の領域は
、放射・コンダクタンスを非常に小さくすることができ
る。したがって、第4図の間引@重み付けしたトランス
デユーサの場合と同様、第1図のような並列接続される
各フィルりで、並列接続される共通端子側のトランスデ
ユーサに、放射コンダクタンスが小さくなる領域を互の
通過帯域に対応させ、かつ共通接続点Pとトランスデユ
ーサの端子間の線路長を所定の長さに設定することによ
り低損失な並列接続、すなわち、低損失な弾性表向波フ
ィルタ分波器が構成される。
第X図は本発明の分波器の他の実施例の構成を示す図で
、接続点にサーキュレータ等を導入して構成したもので
ある。この場合も相〃の周波数帯域でフィルタの入力イ
ンピーダンスがリアクティブになる必襞があり、同様に
本発明の構成に含まれる。
第9図および第10図はいずれも、本発明の分波器に実
施される弾性表面波フィルタの他の実施例におけるトラ
ンスデユーサ部の電極構造を示す図で、いずれも、トラ
ンスデユーサを構成する交叉指状電極全空間的に分割し
て構成したもので、第9図の実施例は端子15を並列接
続側端子とすれば、分割して分布するトランスデユーサ
9−1〜9−5に、前述の重み付がなされる。他の端子
22に接続される交叉指状トランスデユーサも空間的に
分割され上記トランスデユーサ9−1〜9−5の間に間
挿されて構成されている。
第10図のフィルタは端子15に接続された、分割され
たトランスデユーサ9−6〜9−9と端子22に結合さ
れた分割されたトランスデユーサ10−5〜10−8と
の結合を、トランスデユーサ9−6〜9−9の間に間挿
配置されたトランスデユーサ24−1〜24−4で電気
信号に変換し、その電気信号を、トランスデユーサ10
−5〜10−8の間に間挿された′電気・音響トランス
デユーサ25−1〜25−3で弾性波に変換し、上記ト
ランスデユーサ10−5〜10−8に結合したものであ
る。なお、図中矢印は弾性波、あるいは電気信号の伝搬
方向を示し、ブロック23−1゜23−2.23−3.
23−4は反射器で弾性波をトランスデユーサ側に反射
させるだめのものである。
以上、本発明を実施例によって説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、fllえば複数の
フィルタを並列接続して構成される分波器において、そ
の一部のフィルりを弾性表面波フィルタで構成し、その
弾性表面波フィルりの並列接続側のトランスデユーサに
上記重み付をする場合も含むものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は分波器(アンテナ共用器)の構成例を示す図、
第2図は共用器の各フィルりの周波数特性例を示す図、
第3図は本発明による分波器の一実施例の構成を示す図
、第4図及び第6図は本発明の分波器に使稈される弾性
表面波トランスデユーサの又又指状電極の構成を示す部
分図面、第5図は第4図のトランスデユーサの放射コン
ダクタンスを示す図、第7図は第6図のトランスデユー
サの放射コンダクタンスを示す図、第8図は本発明によ
る分波器の他の実施例構成を示す図、第9図及び第10
−図は本発明による分波器の他の実施例に使用される弾
性表面波トランスデユーサの交叉指状電極の構成を示す
図である。 l・・・アンテナ、2・・・送信フィルタ、3・・・受
信フィルタ、6,7・・・線路、4・・・送信フィルタ
端子、5・・・受信フィルタ端子、15.22・・・ト
ランスデュ・−チt′□”b’     閤シ友會(*
 3 図 4 ″fJ4図 第 5 図 針1 笥 乙 図 第7 図 +1<4:  、  +2<4z′  、  43ン+
i’  、  )4244′闇 δ 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、通過帯域の異なる複数個のフィルタを並列に接続し
    てなる分波器において、上記複数個のフィルタの少なく
    とも1つを圧電性基板上に少なくとも第1及び第2の2
    つのトランスデユーサが形成さ諸葎性表面波フィルタで
    hされ、かつ、上記第1のトランスデユーサが上記並列
    に接続される共通接続点側に配置され、上記共通に接続
    されたトランスデユーサは通過帯域外かつ通過帯域近傍
    周波帯域で入力インピーダンスがリアクティブになるよ
    うに重み付されて構成されたことを特徴とする分波器。 Z 第1項記載の分波器において、上記第1のトランス
    デユーサは′電気・音響変換に有効な交叉指状′電極の
    音譬波の伝搬方向における数が上記伝搬方向と垂直な方
    向のいずれの部分においても実質的に等しくなるように
    構成されたことを特徴とする分波器。 3、第1項記載の分波器において、上記共通接続点がサ
    ーキュレータを介して接続されたことを特徴とする分波
    器。 4、第1項記載の分波器において、複数個のフィルタが
    全て弾性表面波フィルタで構成されたことを特徴とする
    分波器。
JP58030720A 1983-02-28 1983-02-28 弾性表面波フィルタを用いた分波器 Expired - Lifetime JPH0630433B2 (ja)

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