JPS6243204A - Saw共振器フイルタ - Google Patents

Saw共振器フイルタ

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JPS6243204A
JPS6243204A JP18272985A JP18272985A JPS6243204A JP S6243204 A JPS6243204 A JP S6243204A JP 18272985 A JP18272985 A JP 18272985A JP 18272985 A JP18272985 A JP 18272985A JP S6243204 A JPS6243204 A JP S6243204A
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JP
Japan
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input
resonators
output terminals
saw
terminals
Prior art date
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Pending
Application number
JP18272985A
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English (en)
Inventor
Masaki Tanaka
田中 昌喜
Akihisa Mori
明久 森
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Publication date
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  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (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】 (産業上の利用分野) 本発明は表面弾性波(SAW)共振器を用いた高周波フ
ィルタ、殊に広帯域化に適したSAW共振器フィルタに
関する。
(従来技術) SAW共振器を用いた・り/ド・(スフイルタとしては
圧1!基板上に形成したSAW共振器間の音響結合全利
用した二重モード共振器フィルタが一般的である。
しかしこの場合の通過帯域幅は両共振器間の共振モード
周波数差によって決定されるが、この周波数差は圧電材
料、電極の寸法・くラメータにより一義的に決まり設計
の自由度が小さいのみならずとり得る比帯域(通過帯域
幅/中心周波数)も比較的狭いものであった。
従来、これ以上の比帯域を必要とする場合は、第10図
に示す如く所望の通過帯域に対志して周波数が異なる2
つのlボー) SAW共振器1及び2の入力端に介挿し
たノ・イブリッド・トランス3によって並列接続した前
記共振R%に入力する信号の位相差が180°異なるよ
う構成していた。
しかしながら、前記ハイブリッドトランスはSAWフィ
ルタが対象とするような高周波での実現が極めて困難で
あり二次側出力に微かな差異があるとフィルタ特性の劣
化をきたすばかりでなく形状も大型となる欠点があった
(発明の目的) 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、
実現困難なハイブリッドトランスを不要とししかも簡便
な構成によって任意の通過帯域を設定しうるSAW共振
器フィルタを提供することを目的とする。
(発明の概要) このため本発明では、異なる共振周波数を有しかつ夫々
の共振周波数に於いて各々の入出力端子間の位相シフト
量が互いに(2n+1)r(n、=0.1,2.・・・
・・・以下同様)だけ異なる2つの2ポートSAW共振
器を並列接続するか、又は位相シフト量が同−若しくは
2nfだけ異なりかつ異った共振周波数を有する2つの
2ポートSAW共振器の入力端或は出力端に於ける並列
接続端子の組合せが互いに異なるよう接続することによ
って、前記出力端に於いて合成する夫々の共振器の出力
信号の位相関係が実質的に(2n+1)π異なるようフ
ィルタを構成する。
(実施例) 以下9本発明を図示した実施例に基づいて詳細に説明す
る。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。
同図に於いて4及び5は共振周波数が夫々f1.f2と
異なるがその入出力端子間に於ける位相シフト量は共に
等しい2ポートSAW共振器であって、各々対をなす入
出力端子6,6′乃至9.9′のうち入力端に於いては
6と8及び6′と8′と全各々接続して新らたな一対の
入力端となしこれら端子のうち6’ 、 8’を接地す
る。
又出力端に於いては7と9’ 、 7’と9とを組合せ
このうち7’、91接地する如く並列接続し新らたな2
ポ一ト回w1t−構成したものである。
前記2ポートSAW共振器4は水晶等の圧電基板lO上
に電極指周期t−11とした2対の入出カイフタデジタ
ルトランスジューサ(IDT)11.11’ ?その隣
接するIDT電極指中心間距離Wが11/2となるよう
互いに隔てて配置すると共にこれらIDTの両外側にア
ルミストリップ等による反射器12.12’  ?設け
たものであり、他方の2ポートSAW共振器5も同様の
構成音とるが共振周波数を異ならせるために入出力ID
T13 、13’の電極指周期及び該IDTの離間距離
W′を夫々12及び12/2 としこれらIDTの両外
側には同様の電極指周期をもった反射器14.14’ 
を配置せしめたものである。
尚、夫々の共振周波数f=、ftは前記圧電基板上に於
けるSAWの伝搬速度を■とすれば夫々fl=v/11
及びf2=v/12で与えられるから所望の通過帯域に
対応する周波数に応じて適宜設定すればよい。
このように組合せた2つの2ポートSAW共振器の各入
出力端間に於ける位相シフト量について検討すれば以下
の通りである。
即ち、第1図の如く接続した2ポートSAW共振器を個
別にみれば夫々第2図(a)及び(blに示すように出
力端子7.7′と9.9′との極性が反転したものとな
るから同一信号に対する各々の出力端に於ける位相差が
180°相違することは容易に理解できよう。
このことは第3図に示す実験結果からも明らかである。
即ち、これはSTカット水晶を基板とした2ポート S
AW共振器の入出力IDT電極指周期を52pmに設定
することによって共振周波数t5QM)Izとしかつ該
電極の離隔距離を該電極指周期の1/2即ち2677m
となるように構成した1つの2ポート SAW共振器を
用いて、第2図(a)及び(b)に示す如く出力端のア
ースを互いに異なるよう接続した場合の夫々の入出力端
間に於ける位相シフト:lを実測したものである。
同図(a) (blの比較から明らかなように各々共振
周波数f=6oyHIZ に於ける位相シフト量は同図
[alでは180’tblに於いてはOoであり互いに
180°の位相差を有する。
従って、第2図fa) 、 ib)に基づいて第1図全
等価回路で表わせば第4図に示すように一方のSAW共
振器の入出力IDT結合部に180°位相シフトするト
ランスTが挿入されたものと等価となり、これを更に等
価変換すればwI、5図に示す如くラチス回路で表わす
ことができ、これは周知のようにバンドパスフィルタで
ある。
伺、前記Wc4図、第5図の等価回路要素Ll。
L2.CI 、C!及びCot 、Co2.Cot’、
Cot’は前記2つの2ポート8AW$4fi器の等価
インダクタンス、等価容量及び入出力IDTの並列容量
でありf t=1/ 2t v/rテア、 f z =
1/2r17πの関係を有する。
以上説明したように同一位相関係をもった2つの2ポー
トSAW共振器の入出力端子の組合−を接aKよってバ
ンドパスフィルタを実現することを示したが、この理論
に基づいて第1図の如く作製したSAWバンドパスフィ
ルタの特性f:第6図(a) (blに示す。
同図(ω(blのちがいは2つの2ポートSAW共振器
の入出力端の組合せの差によるもので接地端子のえらび
方のちがいKよって若干特性が異なるが、これは入出力
を容量がラチス回路の直列腕若しくは並列腕のいづれに
含まれるかの差異によるものである。
又、参考までに各2ポートSAW共振器単独の振幅特性
を同図(cl (d)に示す。
尚、上述した実施例では2つの2ポートSAW共揚器の
入出力端子間の位相シフト量が同一の場合を例示したが
両者の差が211にの場合も同様にバンドパスフィルタ
になり得ることも自明であって、この場合夫々の2ポー
ト SAW共振器の入出力IDT電極間隔Wは互いにn
/の差が許容される。
以上説明した実施例はいづれも同一位相関係を有する2
つの2ポート SAW共振器の入出力端の組合せによっ
て互いの位相関係が180°異なるよう構成する場合を
例示したが2本発明の実施にあたっては2ポートSAW
共振器自身の位相特性が互いに180°異なるものを用
いても同様にフィルタを実現することができる。
以下、このための8AW共振器の電極構造及び並列接続
方法について説明する。
第7図(a)は入出力端間の位相シフト量を互いに18
0°異ならせるための電極構造の一例を示す図であって
、この実施例では並列接続する2つの2ポート SAW
共振器の入出力IDT間隔Wf:夫々(p+1)l、(
q±−) l ; (p 、 qは共に正の整数4ゆ皐
啼)と設定したものである。これ!即ち(lの整数倍)
 : l/2となるから2つの2ポートSAW共振器の
入出力端間位相シフト量の差が(2n+l)π 異なる
こととなり前記第1図に示したものと同様バンドパスフ
ィルタとなる。
又、第7図+b>に示す如く2つの2ポートSAW共振
器のIDT電極16.17の間隔Wが共にn l / 
2と同一であっても一方の出力IDT電極17t−8A
Wの進行方向を軸として1800回転した構造とすれば
同様に双方の2ポート共振器の位相シフト量を互いに1
80°異ったものとなしうる。問、前記両電極間隔差が
更にnlだけ異なる場合も同様である。
以上の説明では双方の2ボー) SAW共振器の位相シ
フ)11がいづれもOoか又はnπの場合を示したが1
本発明に用いる2ボー) SAW共振器はこれにとどま
らず要は両者の位相差が(2n+l)r異なればよく1
例えば一方の共振器の入出力端子間位相シフト量がkf
(kは正の実数)であるとき他方が(k+2n−1)f
であればよいこと容易に理解できよう。
尚9本発明に係かる2ポートsAWバンドパスフイルタ
に於ける通過周波数及びその帯域幅の設定にあたっては
従来のフィルタ設計方法と同様に行なえばよく、更に2
ボー) SAW共振器のスプリアス改善手法或はそのた
めの電極構造等周知の技術を用いてフィルタの特性を向
上しうろこと明らかである。
例えば、2ボー) SAW共振器の特性改良或は製造工
程簡略化のために第8図(a)に示す如く同一圧電基板
20上に2つの2ポートSAW共振器を一体に形成し又
は各入出力IDT21と21′及び22と22′の間に
シールド用アースノくタン25を設は両電極間を遮蔽し
てもよく・これによってより一層フィルタの減衰特性の
向上をはかることができる。この場合前記シールド用ア
ースパタンを同図+blの如く他のアース電極と一体に
構成すること一向にさしつかえない。
以上述べた実施例ではいづれも2つの共振器を並列接続
する場合を示したが1本発明はこれに限定する必要はな
く、一般的なフィルタと同様上述した各フィルタを基本
区間としこれらを多段縦続接続することによって更に急
峻かカットオフ特性と大きな保証減衰量をもつ九バンド
パスフィルタを実現することができる。
このように多段縦続接続する方法としては。
以上実施例で説明した基本的な2ボー)SAWフィルタ
をその入出力端の極性を考慮しつつ単に複数接続すれば
よいが゛、製造工程簡略化の九め一つの圧電基板上に所
望の区間の2ポ一トSAW共振器パターン全一体形成す
ることも可能である。
第9図は本発明の他の実施例を示す模式的構成図であっ
て、同一圧電基板27上に2区間のSAWフィルタを縦
続接続したものである。
この実施例では各入出力IDT電極のホットラインを共
通化しかつ夫々のアース側電極は入出力IDT間に挿入
したシールド用アースバタン (と一体成形することに
よって製造工程の簡略化及び保証減衰量改善をはかつ九
又、各基本区間に於ける両弁振器の入出力間の位相シフ
ト量’1180’異ならせる手段としては各入出力ID
Tのうち出力電極の一方(同図に於いては右下方電極)
を電極指周期の1/2だけずらした構成をとる。
このように構成すれば特別にワイヤボンデング接続を行
うことなく2段縦続接続フィルタを構成することができ
るが、同様にして3段以上任意区間の縦続接続を容易に
構成しうろこと明 よらかであろう。
更に、従来から複数の共振器或はフィルタを並列接続す
ることによって通過周波数帯域全拡大したり通過域のリ
ップルを改善することが行なわれているが1本発明の実
施にあたってこの手法を応用することも可能であって、
この場合以上説明した本発明に係かる各flsAW共損
器フィルタ全並列接続すればよいこと自明である。
発明の効果) 本発明は以上説明した如く構成し高価大型のハイブリッ
ドトランスを用いることなく極めて簡便彦手法によりバ
ンドバスフィルりを実現するものであるから、殊に高置
aWIに於いて小型かつ比帯域を任意に設定しうるバン
ドパスフィルタを極めて安価に得るうえで著効全奏する
尚1本発明は以上説明し之実施例に限定される必要はな
く、圧電基板材料、IDT電極配置等他にも種々の変形
実施が可能なること明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図(a)
及び(blは前記第1図に於ける各共i器の位相関係を
説明する図、第3図(at及び(blは共振器の位相特
性図、第4図及び第5図は共に前記第1図の等価回路図
、第6図(at乃至(dlは本発明の具体的実施例の実
験結果を示す図、第7図(al及び(blはSAW共振
器の電極構成例を説明する図、第8図(at及び(bl
は本発明の他の実施例を示す構成図、第10図は従来の
フィルタを示す構成図である。 4及び5・・・・・・・・・2ボー)SAW共振器。 6.6′乃至9.9′・・・・・・・・・2ポートSA
W共振器の入出力端、   10.16.17及び20
・・・・・・圧電基板、   11.11’及び13.
13’・・・・・・入出力IDT0 特許出願人  東洋通信機株式会社 第 3  口        (に<、ン(b) mFIL数(MHz] 第 9− 図 第 ミ 図 】I   乙   目     (a)闇支抹 第61!l  (C) (d>

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)周波数が異なる2つの2ポートSAW共振器を両
    者の入出力端子間の位相シフト量が互いに(2n+1)
    π(n=0、1、2・・・・・・以下同様)異なるよう
    並列接続したことを特徴とするSAW共振器フィルタ。
  2. (2)前記2つの2ポートSAW共振器の入出力端子間
    の位相シフト量が互いに2nπ異なる場合に於いて、こ
    れらを並列接続するにあたっていづれか一方の共振器の
    入力又は出力端子の極性を反転せしめる如く接続するこ
    とによって夫々の出力端に於いて合成する両共振器の出
    力信号の位相関係を互いに(2n+1)π異ならしめた
    ことを特徴とする特許請求の範囲1項記載のSAW共振
    器フィルタ。
  3. (3)前記2つの2ポートSAW共振器自体の入出力端
    子間の位相シフト量が互いに(2n+1)π異なるもの
    である場合対向する入出力端子を互いに同一極性になる
    よう並列接続したことを特徴とする特許請求の範囲1項
    記載のSAW共振器フィルタ。
  4. (4)前記特許請求の範囲1項、2項又は3項記載のS
    AW共振器フィルタを基本区間としてこれを多段縦続接
    続したことを特徴とするSAW共振器フィルタ。
  5. (5)前記2ポートSAW共振器の一部又はすべてが同
    一圧電基板上に一体に形成されたものであることを特徴
    とする特許請求の範囲1項乃至4項記載のSAW共振器
    フィルタ。
  6. (6)前記特許請求の範囲1項乃至5項記載のSAW共
    振器フィルタを複数個並列接続したことを特徴とするS
    AW共振器フィルタ。
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Cited By (8)

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