JPWO2005067141A1

JPWO2005067141A1 - 弾性表面波共振子及びこれを用いた弾性表面波フィルタ

Info

Publication number: JPWO2005067141A1
Application number: JP2005516917A
Authority: JP
Inventors: 努井垣; 和紀西村; 池田　和生; 和生池田; 賢松波
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2005-01-06
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2025-01-06
Also published as: JP4622860B2; JP5024436B2; KR20060096100A; US20090108960A1; JP2012138964A; WO2005067141A1; KR100817849B1; CN1906849A; CN100566151C; JP2010273382A; JP5299540B2; US7679474B2

Abstract

圧電基板（１１）と、圧電基板（１１）の表面に設けた複数個の電極指（１２）で構成されるＩＤＴ（１３）と、このＩＤＴ（１３）の両端部に近接して設けた反射器（１４）とを備え、上記ＩＤＴ（１３）は両端部の複数の電極指（１２）の電極指ピッチを、このＩＤＴ（１３）の中央付近の電極指ピッチと異ならせたグラデーション領域を有し、このグラデーション領域の電極指ピッチはグラデーション領域の一方に位置する最端部の電極指からグラデーション領域のもう一方の端部の電極指にかけて電極指ピッチを順次変化させるとともに、グラデーション領域の一方に位置する最端部の電極指の電極指ピッチを上記ＩＤＴ（１３）の中央付近の電極指ピッチの１〜５％小さくした構成からなる。

Description

本発明は、携帯電話等に用いられる弾性表面波共振子及び弾性表面波フィルタに関する。

携帯電話等の通信機器においては、必要とする周波数のみを取り出すために弾性表面波フィルタが用いられている。このような弾性表面波フィルタとしては、例えば低損失で、かつ広帯域のフィルタ特性等、通信機器に対応して種々の特性が要求されている。
一般に、低損失かつ広帯域を実現する方法としては、一端子対共振子を直列腕と並列腕とに交互に配置してなる梯子型弾性表面波フィルタが知られている。このような弾性表面波フィルタは、一般的に図１９に示す構成を有している。図１９に示す弾性表面波フィルタは、圧電基板１００の表面上に、直列腕に２つの弾性表面波共振子２００が接続され、並列腕に２つの弾性表面波共振子３００が接続されて構成されている。そして、これらの弾性表面波共振子２００、３００は、複数の電極指で構成される一対のインターディジタルトランスデューサ（以下、ＩＤＴとよぶ）と、その両側に配置された反射器とにより構成されている。また、直列腕の弾性表面波共振子２００を構成するＩＤＴの櫛形電極の一方は、それぞれ入出力端子４１０、４２０に接続されている．
このような弾性表面波フィルタが用いられる携帯電話等の通信機器では高周波化が進んでおり、それに対応した弾性表面波フィルタが要求されている。このような高周波化に対応するために、圧電基板として３８°〜４６°ＹｃｕｔＸ伝搬タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）基板を用いて伝搬損失を小さくする開発が行われている。
さらに、携帯電話では変調方式としてＣＤＭＡ（ｃｏｄｅｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅａｃｃｅｓｓ）方式が採用されるようになってきており、通過帯域内の微小なリップルを抑制することが要求されている。
日本特開２００１−１１９２６０号公報には、リップルを抑制するための弾性表面波フィルタが示されている。この弾性表面波フィルタは、３８°〜４６°ＹｃｕｔＸ伝搬タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）基板の表面に少なくとも２つの弾性表面波共振子を直列腕に、少なくとも１つの弾性表面波共振子を並列腕に備えている。さらに、直列腕の弾性表面波共振子が複数の電極指からなる励振電極を有しており、この直列腕の弾性表面波共振子のうち最も少ない電極指対数をＮ（Ｎは自然数）としたとき、他の直列腕の弾性表面波共振子のうち少なくとも１つの弾性表面波共振子における電極指対数をｎ×Ｎ（ｎは自然数）と異なる対数とした構成からなる。
このような構成とすることにより、最も少ない電極指対数または反射電極本数を有する直列腕の弾性表面波共振子が原因となって生じるリップルを、電極指対数または反射電極本数が正の整数倍ではない直列腕の弾性表面波共振子によって打ち消すことができるとしている。
上記文献に開示された弾性表面波フィルタの場合には、複数の直列共振子のリップルの位置をずらすことで、全体としてリップルを小さくしようとする方法である。しかし、それぞれの共振特性にリップルが存在するので、この構成でリップルを低減させるには限界が生じる。
また、図１９に示す従来の一般的な構成では、直列共振子の電極指対数を少なくすると、通過帯域内のリップルが大きくなるという課題がある。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、リップルの小さい弾性表面波共振子および弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の弾性表面波共振子は、圧電基板と、この圧電基板の表面に設けた複数個の電極指で構成されるＩＤＴと、このＩＤＴの両端部に近接して設けた反射器とを備え、上記ＩＤＴは両端部の複数の電極指の電極指ピッチを上記ＩＤＴの中央付近の電極指ピッチと異ならせたグラデーション領域を有し、このグラデーション領域の電極指ピッチはグラデーション領域の一方の端部で上記ＩＤＴの端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチを上記ＩＤＴの中央付近の電極指ピッチの１〜５％小さく設定するとともに、上記最端部の電極指からグラデーション領域のもう一方の端部で上記ＩＤＴの中央側に位置する電極指にかけて電極指ピッチを上記ＩＤＴの中央付近の電極指ピッチに漸近させるように順次変化させた構成からなる。
また、上記構成において、上記グラデーション領域の電極指の本数をグラデーション領域の一方の端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチの設定値に対応して設定してもよい。さらに、グラデーション領域の電極指の本数を５〜３０本としてもよい。
このような構成とすることにより、リップルの小さい弾性表面波共振子を得ることができる。
また、本発明の弾性表面波フィルタは、圧電基板と圧電基板の表面に直列共振子と並列共振子とを設けて接続してなる梯子型であって、直列共振子の１つ以上に上記記載の弾性表面波共振子を用いた構成からなる。さらに、圧電基板と圧電基板の表面に直列共振子と並列共振子とを設けて接続してなる梯子型であって、直列共振子および並列共振子のそれぞれ１つ以上に上記記載の弾性表面波共振子を用いた構成としてもよい。
このような構成とすることにより、リップルの小さい梯子型弾性表面波フィルタを得ることができる。
また、本発明の弾性表面波フィルタは、圧電基板と、この圧電基板上の同一弾性表面波伝播路上に近接して設けた複数個のＩＤＴと、複数個の上記ＩＤＴが配設された構成の両端部に設けた反射器とを備える。さらに、上記複数個のＩＤＴは少なくとも１つが信号経路に直列に接続されている第１のＩＤＴであり、少なくとも１つは信号経路とグランドとの間に接続されている第２のＩＤＴである。それらのうち、上記第１のＩＤＴは複数個の電極指で構成され、両端部の複数の電極指の電極指ピッチを上記第１のＩＤＴの中央付近の電極指ピッチと異ならせたグラデーション領域を有する。このグラデーション領域の電極指ピッチが、グラデーション領域の一方の端部で上記第１のＩＤＴの端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチを上記第１のＩＤＴの中央付近の電極指ピッチの１〜５％小さく設定されるとともに、この最端部の電極指からグラデーション領域のもう一方の端部で上記第１のＩＤＴの中央側に位置する電極指にかけて電極指ピッチを上記第１のＩＤＴの中央付近の電極指ピッチに漸近させるように順次変化させた構成からなる。
さらに、上記構成において、第２のＩＤＴは複数個の電極指で構成され、両端部の複数の電極指の電極指ピッチを上記第２のＩＤＴの中央付近の電極指ピッチと異ならせたグラデーション領域を有し、このグラデーション領域の電極指ピッチはグラデーション領域の一方の端部で上記第２のＩＤＴの端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチを上記第２のＩＤＴの中央付近の電極指ピッチの１〜５％小さく設定するとともに、この最端部の電極指からグラデーション領域のもう一方の端部で上記第２のＩＤＴの中央側に位置する電極指にかけて電極指ピッチを上記第２のＩＤＴの中央付近の電極指ピッチに漸近させるように順次変化させてもよい。
このような構成とすることにより、リップルの小さい弾性表面波フィルタを得ることができる。
以上のように、本発明の弾性表面波共振子および弾性表面波フィルタによれば、ＩＤＴの対数を少なくしても、両端部にグラデーション領域を設けることでリップルを小さくでき、弾性表面波共振子および弾性表面波フィルタの特性を向上できるという大きな効果を奏する。

図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる弾性表面波共振子の平面図
図２は、図１に示すＩＤＴの左側端部を拡大して示した図
図３は、同実施の形態にかかる弾性表面波共振子において、実施例１の共振子の反射特性をシミュレーションにより求めた結果を示す図
図４は、同実施の形態にかかる弾性表面波共振子において、比較例１の共振子についての反射特性のシミュレーション結果を示す図
図５は、同実施の形態にかかる弾性表面波共振子において、実施例１の共振子のＩＤＴの放射特性のシミュレーション結果を示す図
図６は、同実施の形態にかかる弾性表面波共振子において、比較例１の共振子のＩＤＴの放射特性のシミュレーション結果を示す図
図７は、同実施の形態にかかる弾性表面波共振子において、実施例１の共振子の通過特性のシミュレーション結果を示す図
図８は、同実施の形態にかかる弾性表面波共振子において、比較例１の共振子の通過特性のシミュレーション結果を示す図
図９は、図１に示すような弾性表面波共振子においてＩＤＴの電極指の本数を１００本として、両端部に設けるグラデーション領域の本数を変化させたときのリップルとロスを求めたもので、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して１％小さくした場合の結果を示す図
図１０は、図９と同様で、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して２％小さくした場合の結果を示す図
図１１は、図９と同様で、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して３％小さくした場合の結果を示す図
図１２は、図９と同様で、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して５％小さくした場合の結果を示す図
図１３は、図９から図１２までの結果をもとに、ＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対する最端部の電極指ピッチｄ１の変化量とリップルおよびロスとの関係を求めた結果を示す図
図１４から図１６までは、図１に示すような弾性表面波共振子においてＩＤＴの電極指の本数を３００本として、両端部に設けるグラデーション領域の本数を変化させたときのリップルとロスを求めた結果を示す図
図１７は、本発明の第２の実施の形態にかかる弾性表面波フィルタの構成を示す平面図
図１８は、本発明の第３の実施の形態にかかる弾性表面波フィルタの構成を示す平面図
図１９は、一端子対共振子を直列腕と並列腕とに交互に配置してなる従来構成の梯子型弾性表面波フィルタを示す図
図面の参照符号の一覧表
１０，２００，３００弾性表面波共振子
１１，１００圧電基板
１２，１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５，１２０６，１２１３，１２１４，１２１５，１２１６，１１２１７，１２１８，１２１９，１２２０電極指
１３ＩＤＴ
１４反射器
１５直列共振子
１６並列共振子
１７第１のＩＤＴ
１８第２のＩＤＴ
２１，２２，４１０，４２０入出力端子
１２５０グラデーション領域

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。また、以下に示す図面は模式的な図であり、電極指本数やピッチを正確に表現してはいない。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる弾性表面波共振子１０の平面図である。この弾性表面波共振子１０は、３９°ＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）からなる圧電基板１１の表面に形成された複数の電極指１２で構成されるＩＤＴ１３と、その両端部に近接して配置された反射器１４とから構成されている。なお、ＩＤＴ１３の電極指１２はそれぞれ共通に接続されて櫛型電極を構成し、これらは入出力端子２１、２２に接続される。
本実施の形態においては、ＩＤＴ１３の電極指１２の対数を全体として９０対、すなわち電極指１２の本数としては１８０本とし、反射器１４の本数をそれぞれ４０本とし、ＩＤＴ１３の電極指ピッチはその中央付近で２μｍとした構成を例として説明する。さらに、本実施の形態の場合、電極指１２の電極指ピッチを異ならせる本数は、ＩＤＴ１３の両端部の１５本とした。この１５本についての電極指ピッチは、以下のように変化させた。
図２は、図１に示すＩＤＴ１３の左側端部を拡大して示した図である。反射器１４に最も隣接する最端部の電極指１２０１とその隣の電極指１２０２との中心間距離をｄ１、電極指１２０２とその隣の電極指１２０３との中心間距離をｄ２、電極指１２０３と電極指１２０４との中心間距離をｄ３、以降１５番目の電極指１２１５までの中心間距離をｄ４、ｄ５、・・・・、ｄ１５とする。本実施の形態の場合には、ＩＤＴ１３の中央領域の電極指の電極指ピッチである２μｍに対して、ｄ１を２％小さくし、以降１５本まで直線的に増加させていき、１６本目以降の電極指ピッチは２μｍとした。すなわち、ｄ１＝１．９６μｍ、ｄ２＝１．９６２６μｍ、ｄ３＝１．９６５３μｍ、・・・・、ｄ１５＝１．９９７３μｍとし、ｄ１６以降はすべて２μｍのピッチとした。なお、ＩＤＴ１３の右側端部も同様にして、両方が対称になるように構成した。ｄ１からｄ１５に相当する電極指１２０１から１２１５までがグラデーション領域１２５０である。また、最端部の電極指ピッチはｄ１である。これを以下では、実施例１の共振子とよぶ。
一方、図１に示す弾性表面波共振子と構成は同じであるが、ＩＤＴ１３の電極指ピッチがすべて同一ピッチで構成された弾性表面波共振子を比較用とした。これを以下では、比較例１の共振子とよぶ。
図３は、実施例１の共振子の反射特性をシミュレーションにより求めた結果を示す図であり、図４は比較例１の共振子についての反射特性のシミュレーション結果を示す図である。それぞれ、縦軸は反射特性で、横軸は周波数である。
図４からわかるように、比較例１の共振子は、ストップバンド外では、周期的に反射係数が極大、極小値をとることがわかる。なお、この反射係数の極大と極小の周波数間隔は、電極指の本数が少なくなるほど大きくなり、かつ極大と極小間の反射係数の差も大きくなることが見出された。
一方、実施例１の共振子では、反射特性に重み付けされた状態になり、比較例１の共振子と比べると周波数の低い側のストップバンド近くのサイドローブの大きさが抑制されることが見出された。
図５は、実施例１の共振子のＩＤＴの放射特性のシミュレーション結果を示す図であり、図６は同様に比較例１の共振子のＩＤＴの放射特性のシミュレーション結果を示す図である。それぞれ、縦軸は放射特性で、横軸は周波数である。また、この放射特性のピークは共振点である。実施例１の共振子では、比較例１の共振子に比べてピークの放射特性が改善されている。さらに、共振点であるピーク位置とピーク位置より低い周波数側で生じる複数の極大点のうちのピーク位置に隣接する極大値との減衰量の差が比較例１の共振子より大きくなることが見出された。
図７は、実施例１の共振子の通過特性のシミュレーション結果を示す図であり、図８は、同様に比較例１の共振子の通過特性のシミュレーション結果を示す図である。それぞれ、縦軸は通過特性で、横軸は周波数である。
図８からわかるように、比較例１の共振子では、反射特性と放射特性とから得られる結果として、通過特性においても共振点より低いストップバンド近くの周波数領域にリップルが生じた。このリップルは、ＩＤＴの対数を少なくするほど、通過特性、特に共振点より周波数の低い領域で大きくなる傾向を有する。
これに対して、図７からわかるように実施例１の共振子では、通過特性のリップルがほとんど生じず、良好な特性を得られることが見出された。
従来、弾性表面波共振子のＩＤＴにアポダイズ重み付けを施すことは行われている。しかし、アポダイズ重み付けでは、電極指の位置は変わらない。したがって、反射特性も変わらないので、実施例１の共振子で示したような効果は得られない。
実施例１の共振子は、ＩＤＴの電極指の本数を１８０本とし、両端の１５本のみの電極指ピッチを変化させた。そこで、このような電極指ピッチ、すなわち対数を変化させる場合の効果について、ＩＤＴの対数および電極指ピッチの異なる弾性表面波共振子について同様なシミュレーションを行った。
図９から図１２までは、図１に示すような弾性表面波共振子においてＩＤＴの電極指の本数を１００本として、両端部に設けるグラデーション領域の本数を変化させたときのリップルとロスを求めた結果をそれぞれ示す。なお、図９から図１２までにおいては、図１に示すようにグラデーション領域の一方の端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチ、すなわちｄ１の変化量をパラメータとしている。なお、リップルは共振点より周波数の低い領域で生じるリップルの最大値を求めた。さらに、ロスはピークのロスを求めた。また、これらの図において、左側縦軸はリップルを、右側縦軸はロスの値をそれぞれ示し、横軸はグラデーション領域の電極指の本数である。
図９は、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して１％小さくした場合の結果である。この場合、グラデーション領域の電極指ピッチの変え方は以下のようにした。例えば、電極指の本数が２０本の場合、ｄ１からｄ２０までにわたって直線的に電極指ピッチを変化させた。このようにグラデーション領域の電極指ピッチを直線的に変化させることについては、図１０から図１２においてもすべて同様とした。ｄ１を中央部の電極指ピッチに対して１％小さくした場合には、リップルが最小となるグラデーション領域の電極指本数は２５本で、そのときのリップルは０．００２ｄＢであった。また、ロスが最小となる電極指本数は３０本で、そのときのロスの値は０．０８８ｄＢであった。
図１０は、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して２％小さくした場合の結果である。ｄ１を中央部の電極指ピッチに対して２％小さくした場合には、リップルが最小となるグラデーション領域の電極指本数は１５本で、そのときのリップルは０ｄＢであった。また、ロスが最小となる電極指本数はリップルが最小となる電極指本数と一致し、１５本であり、そのときのロスの値は０．０８８ｄＢであった。
図１１は、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して３％小さくした場合の結果である。ｄ１を中央部の電極指ピッチに対して３％小さくした場合には、リップルが最小となるグラデーション領域の電極指本数は１２本で、そのときのリップルは０．１２ｄＢであった。また、ロスが最小となる電極指本数は１０本であり、そのときのロスの値は０．０８８ｄＢであった。なお、図１１からわかるように、ｄ１を３％小さくしたときには、グラデーション領域の電極指本数の増加に伴い、リップルおよびロスともに急激に大きくなる傾向が見られた。
図１２は、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して５％小さくした場合の結果である。ｄ１を中央部の電極指ピッチに対して５％小さくした場合には、リップルが最小となるグラデーション領域の電極指本数は７本で、そのときのリップルは０．２ｄＢであった。また、ロスが最小となる電極指本数は５本であり、そのときのロスの値は０．０８９ｄＢであった。さらに、図１２からわかるように、ｄ１を５％小さくしたときには、グラデーション領域の電極指本数の増加に伴い、リップルおよびロスが図１１よりもさらに急激に大きくなる傾向が見られた。
以上のように、グラデーション領域の電極指本数の最適値はｄ１の設定値に対応して異なるが、グラデーション領域を設けることによりリップルを大幅に低減できることが見出された。一方、グラデーション領域を設けることでロスも低減できることがわかった。
図１３は、上記の結果をもとに、ＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対する最端部の電極指ピッチｄ１の変化量とリップルおよびロスのそれぞれの最小値との関係を求めた結果である。なお、図１３においては、図９から図１２までに示した結果だけでなく、さらにデータを加えている。左側縦軸はリップル、右側縦軸はロスであり、横軸はｄ１の変化量である。弾性表面波共振子や弾性表面波フィルタとして用いるためには、リップルを０．２５ｄＢ以下とすることが要求されている。図からわかるように、リップルをこの値以下にするためには、ｄ１の値は１〜５％とすることが要求される。さらに、ＣＤＭＡ等のように小さなリップルでも問題となるような用途に用いるためには、ｄ１の値を１〜３％の範囲とすることがより好ましい。
図１４から図１６までは、図１に示すような弾性表面波共振子においてＩＤＴの電極指の本数を３００本として、両端部に設けるグラデーション領域の本数を変化させたときのリップルとロスを求めた結果をそれぞれ示す。なお、図１４から図１６までにおいては、図１に示すようにグラデーション領域の一方の端部に位置する最端部の電極指ピッチｄ１の変化量をパラメータとしている。図９から図１１および図１４から図１６に示した図からわかるように、ＩＤＴの電極指本数を１００本とした場合でも、３００本とした場合であっても、リップルが最小値となるグラデーション領域の電極指本数はほぼ一致する結果が得られた。
これらの結果から、グラデーション領域の最端部の電極指からこのグラデーション領域のもう一方の端部でＩＤＴの中央側に位置する電極指にかけて電極指ピッチを順次変化させ、かつグラデーション領域の最端部の電極指の電極指ピッチをＩＤＴ中央付近の電極指ピッチの１〜５％小さくした場合、以下の結果が得られる。すなわち、リップルの最小値が得られるグラデーション領域の電極指本数は、ＩＤＴの電極指本数にはほとんど影響しないことが見出された。したがって、ＩＤＴの電極指の対数を少なくしても、グラデーション領域を設けることでリップルを大幅に低減でき、リップルが特に問題となるフィルタ用としても使用できる。さらに、対数を少なくすることで、弾性表面波フィルタの小型化も可能となる。
また、これらの条件を最適化することにより、従来の構成より共振損失を小さくすることもできる。
なお、グラデーション領域の電極指の電極指ピッチの異ならせ方は、例えば両端部の１５本をすべて中央付近の電極指ピッチの０．９８倍としてもリップル低減の効果が得られる。しかし、このような構成の場合には、挿入損失がやや大きくなる傾向を有するので、本実施の形態で説明したように順次変化させることがより望ましい。
（第２の実施の形態）
図１７は、本発明の第２の実施の形態にかかる弾性表面波フィルタの構成を示す平面図である。本実施の形態では、第１の実施の形態にかかる弾性表面波共振子を用いて梯子型の弾性表面波フィルタを構成したことを特徴とする。
図１７において、３９°ＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）からなる圧電基板１１の上に電極膜厚が約０．４μｍで、２個の直列共振子１５と２個の並列共振子３０を図示するように配置し、それぞれを電極配線により接続して梯子型弾性表面波フィルタを構成している。直列共振子１５は、複数の電極指１２からなるＩＤＴ１３と、その両端部に近接して設けた反射器１４よりなる。また、並列共振子３０は、複数の電極指３２からなるＩＤＴ３３と、その両端部に近接して設けた反射器３４よりなる。
直列共振子１５は、それぞれ対数９０対で、中央付近の電極指ピッチを約２．３４μｍとし、グラデーション領域は図１と同様にＩＤＴ１３の両端部に設けている。本実施の形態の場合、このグラデーション領域では、ＩＤＴ１３の両端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチを約２．２９μｍとし、中央側に向かって徐々にそのピッチを増加させていき、１６本目で中央付近の電極指ピッチと同じになるように構成している。また、並列共振子３０は、それぞれ対数１３０対で、電極指ピッチ約２．４４μｍであり、グラデーション領域は設けていない。
第１の実施の形態で述べたように、共振点より周波数の低い領域でのリップルが大きく現れやすいため、梯子型弾性表面波フィルタを構成する場合、直列共振子１５のリップルが通過帯域内に現れる。そこで、本実施の形態のように、直列共振子１５のＩＤＴ１３の両端部にグラデーション領域を設けることにより通過帯域内のリップルを低減することができる。
なお、本実施の形態では、２個の直列共振子ともにグラデーション領域を設けたが、必ずしもすべての直列共振子に対してグラデーション領域を設ける必要はない。ただし、すべての直列共振子に対してグラデーション領域を設けるほうが、よりリップルを小さくできることから望ましい。また、直列共振子が複数個あり、それぞれの共振子でＩＤＴの対数が異なる場合は、特に対数が少ない共振子に対してグラデーション領域を設けることが望ましい。
また、並列共振子３０については、直列共振子のように通過帯域のリップルに対する影響はないが、グラデーション領域を設けることで並列共振子３０の共振損失を低減することができる。したがって、フィルタ特性として、特に低域側減衰量が要求される場合には、並列共振子３０にグラデーション領域を設けることは望ましい。
（第３の実施の形態）
図１８は、本発明の第３の実施の形態にかかる弾性表面波フィルタの構成を示す平面図である。第２の実施の形態では、一端子対弾性表面波共振子を用いた梯子型弾性表面波フィルタであるのに対し、本実施の形態では多端子対弾性表面波共振子を用いた弾性表面波フィルタであることが特徴である。
図１８に示すように、本実施の形態の弾性表面波フィルタは、３９°ＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）からなる圧電基板１１の表面に電極膜厚約０．４μｍで、第１のＩＤＴ１７、第２のＩＤＴ１８、および第１のＩＤＴ１７と第２のＩＤＴ１８とが配設された構成の両端部に反射器１４を近接して設けたものを２個図示するように配設している。
第１のＩＤＴ１７は、２個の入出力端子２１、２２間の信号経路に直列に配設されて接続されている。また、第２のＩＤＴ１８は、信号経路とグランドとの間に配設されて接続されている。第１のＩＤＴ１７は対数９０対で、中央付近の電極指ピッチを約２．３４μｍとし、両端部にグラデーション領域を設けている。このグラデーション領域の最端部の電極指の電極指ピッチを約２．２９μｍとして、中央に向かって徐々に増加させて、１６本目で中央付近の電極指ピッチと同じになるように構成している。また、第２のＩＤＴ１８は対数１３０対で、電極指ピッチ約２．４４μｍであり、グラデーション領域は設けていない。
このような構成からなる多端子対弾性表面波共振子であっても、ＩＤＴそのものの反射特性および放射特性は変わらないので、第２の実施の形態と同様に通過帯域のリップルを大幅に抑制することができる。
なお、本実施の形態では、第１のＩＤＴ１７と第２のＩＤＴ１８とが、１つの共振子の中にそれぞれ１個設けられているが、本発明はこれに限定されない。いずれか又は両方ともに複数個設けてもよい。また、第１のＩＤＴ１７と第２のＩＤＴ１８との間に反射器を設けてもよい。

本発明にかかる弾性表面波共振子および弾性表面波フィルタは、リップルを低減できるという効果を有し、携帯電話等の通信分野あるいはテレビ等の映像分野等のフィルタに有用である。

【書類名】明細書
【発明の名称】弾性表面波共振子及びこれを用いた弾性表面波フィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等に用いられる弾性表面波共振子及び弾性表面波フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の通信機器においては、必要とする周波数のみを取り出すために弾性表面波フィルタが用いられている。このような弾性表面波フィルタとしては、例えば低損失で、かつ広帯域のフィルタ特性等、通信機器に対応して種々の特性が要求されている。
【０００３】
一般に、低損失かつ広帯域を実現する方法としては、一端子対共振子を直列腕と並列腕とに交互に配置してなる梯子型弾性表面波フィルタが知られている。このような弾性表面波フィルタは、一般的に図１９に示す構成を有している。図１９に示す弾性表面波フィルタは、圧電基板１００の表面上に、直列腕に２つの弾性表面波共振子２００が接続され、並列腕に２つの弾性表面波共振子３００が接続されて構成されている。そして、これらの弾性表面波共振子２００、３００は、複数の電極指で構成される一対のインターディジタルトランスデューサ（以下、ＩＤＴとよぶ）と、その両側に配置された反射器とにより構成されている。また、直列腕の弾性表面波共振子２００を構成するＩＤＴの櫛形電極の一方は、それぞれ入出力端子４１０、４２０に接続されている。
【０００４】
このような弾性表面波フィルタが用いられる携帯電話等の通信機器では高周波化が進んでおり、それに対応した弾性表面波フィルタが要求されている。このような高周波化に対応するために、圧電基板として３８°〜４６°ＹｃｕｔＸ伝搬タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）基板を用いて伝搬損失を小さくする開発が行われている。
【０００５】
さらに、携帯電話では変調方式としてＣＤＭＡ（ｃｏｄｅｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅａｃｃｅｓｓ）方式が採用されるようになってきており、通過帯域内の微小なリップルを抑制することが要求されている。
【０００６】
日本特開２００１−１１９２６０号公報には、リップルを抑制するための弾性表面波フィルタが示されている。この弾性表面波フィルタは、３８°〜４６°ＹｃｕｔＸ伝搬タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）基板の表面に少なくとも２つの弾性表面波共振子を直列腕に、少なくとも１つの弾性表面波共振子を並列腕に備えている。さらに、直列腕の弾性表面波共振子が複数の電極指からなる励振電極を有しており、この直列腕の弾性表面波共振子のうち最も少ない電極指対数をN（Nは自然数）としたとき、他の直列腕の弾性表面波共振子のうち少なくとも１つの弾性表面波共振子における電極指対数をｎ×Ｎ（ｎは自然数）と異なる対数とした構成からなる。
【０００７】
このような構成とすることにより、最も少ない電極指対数または反射電極本数を有する直列腕の弾性表面波共振子が原因となって生じるリップルを、電極指対数または反射電極本数が正の整数倍ではない直列腕の弾性表面波共振子によって打ち消すことができるとしている。
【０００８】
上記文献に開示された弾性表面波フィルタの場合には、複数の直列共振子のリップルの位置をずらすことで、全体としてリップルを小さくしようとする方法である。しかし、それぞれの共振特性にリップルが存在するので、この構成でリップルを低減させるには限界が生じる。
【０００９】
また、図１９に示す従来の一般的な構成では、直列共振子の電極指対数を少なくすると、通過帯域内のリップルが大きくなるという課題がある。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、リップルの小さい弾性表面波共振子および弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。
【発明の開示】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の弾性表面波共振子は、圧電基板と、この圧電基板の表面に設けた複数個の電極指で構成されるＩＤＴと、このＩＤＴの両端部に近接して設けた反射器とを備え、上記ＩＤＴは両端部の複数の電極指の電極指ピッチを上記ＩＤＴの中央付近の電極指ピッチと異ならせたグラデーション領域を有し、このグラデーション領域の電極指ピッチはグラデーション領域の一方の端部で上記ＩＤＴの端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチを上記ＩＤＴの中央付近の電極指ピッチの１〜５％小さく設定するとともに、上記最端部の電極指からグラデーション領域のもう一方の端部で上記ＩＤＴの中央側に位置する電極指にかけて電極指ピッチを上記ＩＤＴの中央付近の電極指ピッチに漸近させるように順次変化させた構成からなる。
【００１２】
また、上記構成において、上記グラデーション領域の電極指の本数をグラデーション領域の一方の端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチの設定値に対応して設定してもよい。さらに、グラデーション領域の電極指の本数を５〜３０本としてもよい。
【００１３】
このような構成とすることにより、リップルの小さい弾性表面波共振子を得ることができる。
【００１４】
また、本発明の弾性表面波フィルタは、圧電基板と圧電基板の表面に直列共振子と並列共振子とを設けて接続してなる梯子型であって、直列共振子の１つ以上に上記記載の弾性表面波共振子を用いた構成からなる。さらに、圧電基板と圧電基板の表面に直列共振子と並列共振子とを設けて接続してなる梯子型であって、直列共振子および並列共振子のそれぞれ１つ以上に上記記載の弾性表面波共振子を用いた構成としてもよい。
【００１５】
このような構成とすることにより、リップルの小さい梯子型弾性表面波フィルタを得ることができる。
【００１６】
また、本発明の弾性表面波フィルタは、圧電基板と、この圧電基板上の同一弾性表面波伝播路上に近接して設けた複数個のＩＤＴと、複数個の上記ＩＤＴが配設された構成の両端部に設けた反射器とを備える。さらに、上記複数個のＩＤＴは少なくとも１つが信号経路に直列に接続されている第１のＩＤＴであり、少なくとも１つは信号経路とグランドとの間に接続されている第２のＩＤＴである。それらのうち、上記第１のＩＤＴは複数個の電極指で構成され、両端部の複数の電極指の電極指ピッチを上記第1のＩＤＴの中央付近の電極指ピッチと異ならせたグラデーション領域を有する。このグラデーション領域の電極指ピッチが、グラデーション領域の一方の端部で上記第１のＩＤＴの端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチを上記第１のＩＤＴの中央付近の電極指ピッチの１〜５％小さく設定されるとともに、この最端部の電極指からグラデーション領域のもう一方の端部で上記第１のＩＤＴの中央側に位置する電極指にかけて電極指ピッチを上記第１のＩＤＴの中央付近の電極指ピッチに漸近させるように順次変化させた構成からなる。
【００１７】
さらに、上記構成において、第２のＩＤＴは複数個の電極指で構成され、両端部の複数の電極指の電極指ピッチを上記第２のＩＤＴの中央付近の電極指ピッチと異ならせたグラデーション領域を有し、このグラデーション領域の電極指ピッチはグラデーション領域の一方の端部で上記第２のＩＤＴの端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチを上記第２のＩＤＴの中央付近の電極指ピッチの１〜５％小さく設定するとともに、この最端部の電極指からグラデーション領域のもう一方の端部で上記第２のＩＤＴの中央側に位置する電極指にかけて電極指ピッチを上記第２のＩＤＴの中央付近の電極指ピッチに漸近させるように順次変化させてもよい。
【００１８】
このような構成とすることにより、リップルの小さい弾性表面波フィルタを得ることができる。
【００１９】
以上のように、本発明の弾性表面波共振子および弾性表面波フィルタによれば、ＩＤＴの対数を少なくしても、両端部にグラデーション領域を設けることでリップルを小さくでき、弾性表面波共振子および弾性表面波フィルタの特性を向上できるという大きな効果を奏する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる弾性表面波共振子および弾性表面波フィルタは、リップルを低減できるという効果を有し、携帯電話等の通信分野あるいはテレビ等の映像分野等のフィルタに有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。また、以下に示す図面は模式的な図であり、電極指本数やピッチを正確に表現してはいない。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第1の実施の形態にかかる弾性表面波共振子１０の平面図である。この弾性表面波共振子１０は、３９°ＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）からなる圧電基板１１の表面に形成された複数の電極指１２で構成されるＩＤＴ１３と、その両端部に近接して配置された反射器１４とから構成されている。なお、ＩＤＴ１３の電極指１２はそれぞれ共通に接続されて櫛型電極を構成し、これらは入出力端子２１、２２に接続される。
【００２３】
本実施の形態においては、ＩＤＴ１３の電極指１２の対数を全体として９０対、すなわち電極指１２の本数としては１８０本とし、反射器１４の本数をそれぞれ４０本とし、ＩＤＴ１３の電極指ピッチはその中央付近で２μｍとした構成を例として説明する。さらに、本実施の形態の場合、電極指１２の電極指ピッチを異ならせる本数は、ＩＤＴ１３の両端部の１５本とした。この１５本についての電極指ピッチは、以下のように変化させた。
【００２４】
図２は、図１に示すＩＤＴ１３の左側端部を拡大して示した図である。反射器１４に最も隣接する最端部の電極指１２０１とその隣の電極指１２０２との中心間距離をｄ１、電極指１２０２とその隣の電極指１２０３との中心間距離をｄ２、電極指１２０３と電極指１２０４との中心間距離をｄ３、以降１５番目の電極指１２１５までの中心間距離をｄ４、ｄ５、・・・・、ｄ１５とする。本実施の形態の場合には、ＩＤＴ１３の中央領域の電極指の電極指ピッチである２μｍに対して、ｄ１を２％小さくし、以降１５本まで直線的に増加させていき、１６本目以降の電極指ピッチは２μｍとした。すなわち、ｄ１＝１．９６μｍ、ｄ２＝１．９６２６μｍ、ｄ３＝１．９６５３μｍ、・・・・、ｄ１５＝１．９９７３μｍとし、ｄ１６以降はすべて２μｍのピッチとした。なお、ＩＤＴ１３の右側端部も同様にして、両方が対称になるように構成した。ｄ１からｄ１５に相当する電極指１２０１から１２１５までがグラデーション領域１２５０である。また、最端部の電極指ピッチはｄ１である。これを以下では、実施例１の共振子とよぶ。
【００２５】
一方、図１に示す弾性表面波共振子と構成は同じであるが、ＩＤＴ１３の電極指ピッチがすべて同一ピッチで構成された弾性表面波共振子を比較用とした。これを以下では、比較例１の共振子とよぶ。
【００２６】
図３は、実施例１の共振子の反射特性をシミュレーションにより求めた結果を示す図であり、図４は比較例１の共振子についての反射特性のシミュレーション結果を示す図である。それぞれ、縦軸は反射特性で、横軸は周波数である。
【００２７】
図４からわかるように、比較例１の共振子は、ストップバンド外では、周期的に反射係数が極大、極小値をとることがわかる。なお、この反射係数の極大と極小の周波数間隔は、電極指の本数が少なくなるほど大きくなり、かつ極大と極小間の反射係数の差も大きくなることが見出された。
【００２８】
一方、実施例１の共振子では、反射特性に重み付けされた状態になり、比較例１の共振子と比べると周波数の低い側のストップバンド近くのサイドローブの大きさが抑制されることが見出された。
【００２９】
図５は、実施例１の共振子のＩＤＴの放射特性のシミュレーション結果を示す図であり、図６は同様に比較例１の共振子のＩＤＴの放射特性のシミュレーション結果を示す図である。それぞれ、縦軸は放射特性で、横軸は周波数である。また、この放射特性のピークは共振点である。実施例１の共振子では、比較例１の共振子に比べてピークの放射特性が改善されている。さらに、共振点であるピーク位置とピーク位置より低い周波数側で生じる複数の極大点のうちのピーク位置に隣接する極大値との減衰量の差が比較例１の共振子より大きくなることが見出された。
【００３０】
図７は、実施例１の共振子の通過特性のシミュレーション結果を示す図であり、図８は、同様に比較例１の共振子の通過特性のシミュレーション結果を示す図である。それぞれ、縦軸は通過特性で、横軸は周波数である。
【００３１】
図８からわかるように、比較例１の共振子では、反射特性と放射特性とから得られる結果として、通過特性においても共振点より低いストップバンド近くの周波数領域にリップルが生じた。このリップルは、ＩＤＴの対数を少なくするほど、通過特性、特に共振点より周波数の低い領域で大きくなる傾向を有する。
【００３２】
これに対して、図７からわかるように実施例１の共振子では、通過特性のリップルがほとんど生じず、良好な特性を得られることが見出された。
【００３３】
従来、弾性表面波共振子のＩＤＴにアポダイズ重み付けを施すことは行われている。しかし、アポダイズ重み付けでは、電極指の位置は変わらない。したがって、反射特性も変わらないので、実施例１の共振子で示したような効果は得られない。
【００３４】
実施例１の共振子は、ＩＤＴの電極指の本数を１８０本とし、両端の１５本のみの電極指ピッチを変化させた。そこで、このような電極指ピッチ、すなわち対数を変化させる場合の効果について、ＩＤＴの対数および電極指ピッチの異なる弾性表面波共振子について同様なシミュレーションを行った。
【００３５】
図９から図1２までは、図１に示すような弾性表面波共振子においてＩＤＴの電極指の本数を１００本として、両端部に設けるグラデーション領域の本数を変化させたときのリップルとロスを求めた結果をそれぞれ示す。なお、図９から図１２までにおいては、図１に示すようにグラデーション領域の一方の端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチ、すなわちｄ１の変化量をパラメータとしている。なお、リップルは共振点より周波数の低い領域で生じるリップルの最大値を求めた。さらに、ロスはピークのロスを求めた。また、これらの図において、左側縦軸はリップルを、右側縦軸はロスの値をそれぞれ示し、横軸はグラデーション領域の電極指の本数である。
【００３６】
図９は、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して１％小さくした場合の結果である。この場合、グラデーション領域の電極指ピッチの変え方は以下のようにした。例えば、電極指の本数が２０本の場合、ｄ１からｄ２０までにわたって直線的に電極指ピッチを変化させた。このようにグラデーション領域の電極指ピッチを直線的に変化させることについては、図１０から図１２においてもすべて同様とした。ｄ１を中央部の電極指ピッチに対して１％小さくした場合には、リップルが最小となるグラデーション領域の電極指本数は２５本で、そのときのリップルは０．００２ｄＢであった。また、ロスが最小となる電極指本数は３０本で、そのときのロスの値は０．０８８ｄＢであった。
【００３７】
図１０は、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して２％小さくした場合の結果である。ｄ１を中央部の電極指ピッチに対して２％小さくした場合には、リップルが最小となるグラデーション領域の電極指本数は１５本で、そのときのリップルは０ｄＢであった。また、ロスが最小となる電極指本数はリップルが最小となる電極指本数と一致し、１５本であり、そのときのロスの値は０．０８８ｄＢであった。
【００３８】
図１１は、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して３％小さくした場合の結果である。ｄ１を中央部の電極指ピッチに対して３％小さくした場合には、リップルが最小となるグラデーション領域の電極指本数は１２本で、そのときのリップルは０．１２ｄＢであった。また、ロスが最小となる電極指本数は１０本であり、そのときのロスの値は０．０８８ｄＢであった。なお、図１１からわかるように、ｄ１を３％小さくしたときには、グラデーション領域の電極指本数の増加に伴い、リップルおよびロスともに急激に大きくなる傾向が見られた。
【００３９】
図１２は、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して５％小さくした場合の結果である。ｄ１を中央部の電極指ピッチに対して５％小さくした場合には、リップルが最小となるグラデーション領域の電極指本数は７本で、そのときのリップルは０．２ｄＢであった。また、ロスが最小となる電極指本数は５本であり、そのときのロスの値は０．０８９ｄＢであった。さらに、図１２からわかるように、ｄ１を５％小さくしたときには、グラデーション領域の電極指本数の増加に伴い、リップルおよびロスが図１１よりもさらに急激に大きくなる傾向が見られた。
【００４０】
以上のように、グラデーション領域の電極指本数の最適値はｄ１の設定値に対応して異なるが、グラデーション領域を設けることによりリップルを大幅に低減できることが見出された。一方、グラデーション領域を設けることでロスも低減できることがわかった。
【００４１】
図１３は、上記の結果をもとに、ＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対する最端部の電極指ピッチｄ１の変化量とリップルおよびロスのそれぞれの最小値との関係を求めた結果である。なお、図１３においては、図９から図１２までに示した結果だけでなく、さらにデータを加えている。左側縦軸はリップル、右側縦軸はロスであり、横軸はｄ１の変化量である。弾性表面波共振子や弾性表面波フィルタとして用いるためには、リップルを０．２５ｄＢ以下とすることが要求されている。図からわかるように、リップルをこの値以下にするためには、ｄ１の値は１〜５％とすることが要求される。さらに、ＣＤＭＡ等のように小さなリップルでも問題となるような用途に用いるためには、ｄ１の値を１〜３％の範囲とすることがより好ましい。
【００４２】
図１４から図１６までは、図１に示すような弾性表面波共振子においてＩＤＴの電極指の本数を３００本として、両端部に設けるグラデーション領域の本数を変化させたときのリップルとロスを求めた結果をそれぞれ示す。なお、図１４から図１６までにおいては、図１に示すようにグラデーション領域の一方の端部に位置する最端部の電極指ピッチｄ１の変化量をパラメータとしている。図９から図１１および図１４から図１６に示した図からわかるように、ＩＤＴの電極指本数を１００本とした場合でも、３００本とした場合であっても、リップルが最小値となるグラデーション領域の電極指本数はほぼ一致する結果が得られた。
【００４３】
これらの結果から、グラデーション領域の最端部の電極指からこのグラデーション領域のもう一方の端部でＩＤＴの中央側に位置する電極指にかけて電極指ピッチを順次変化させ、かつグラデーション領域の最端部の電極指の電極指ピッチをＩＤＴ中央付近の電極指ピッチの１〜５％小さくした場合、以下の結果が得られる。すなわち、リップルの最小値が得られるグラデーション領域の電極指本数は、ＩＤＴの電極指本数にはほとんど影響しないことが見出された。したがって、ＩＤＴの電極指の対数を少なくしても、グラデーション領域を設けることでリップルを大幅に低減でき、リップルが特に問題となるフィルタ用としても使用できる。さらに、対数を少なくすることで、弾性表面波フィルタの小型化も可能となる。
【００４４】
また、これらの条件を最適化することにより、従来の構成より共振損失を小さくすることもできる。
【００４５】
なお、グラデーション領域の電極指の電極指ピッチの異ならせ方は、例えば両端部の１５本をすべて中央付近の電極指ピッチの０．９８倍としてもリップル低減の効果が得られる。しかし、このような構成の場合には、挿入損失がやや大きくなる傾向を有するので、本実施の形態で説明したように順次変化させることがより望ましい。
【００４６】
（第２の実施の形態）
図１７は、本発明の第２の実施の形態にかかる弾性表面波フィルタの構成を示す平面図である。本実施の形態では、第１の実施の形態にかかる弾性表面波共振子を用いて梯子型の弾性表面波フィルタを構成したことを特徴とする。
【００４７】
図１７において、３９°ＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）からなる圧電基板１１の上に電極膜厚が約０．４μｍで、２個の直列共振子１５と２個の並列共振子３０を図示するように配置し、それぞれを電極配線により接続して梯子型弾性表面波フィルタを構成している。直列共振子１５は、複数の電極指１２からなるＩＤＴ１３と、その両端部に近接して設けた反射器１４よりなる。また、並列共振子３０は、複数の電極指３２からなるＩＤＴ３３と、その両端部に近接して設けた反射器３４よりなる。
【００４８】
直列共振子１５は、それぞれ対数９０対で、中央付近の電極指ピッチを約２．３４μｍとし、グラデーション領域は図１と同様にＩＤＴ１３の両端部に設けている。本実施の形態の場合、このグラデーション領域では、ＩＤＴ１３の両端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチを約２．２９μｍとし、中央側に向かって徐々にそのピッチを増加させていき、１６本目で中央付近の電極指ピッチと同じになるように構成している。また、並列共振子３０は、それぞれ対数１３０対で、電極指ピッチ約２．４４μｍであり、グラデーション領域は設けていない。
【００４９】
第１の実施の形態で述べたように、共振点より周波数の低い領域でのリップルが大きく現れやすいため、梯子型弾性表面波フィルタを構成する場合、直列共振子１５のリップルが通過帯域内に現れる。そこで、本実施の形態のように、直列共振子１５のＩＤＴ１３の両端部にグラデーション領域を設けることにより通過帯域内のリップルを低減することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、２個の直列共振子ともにグラデーション領域を設けたが、必ずしもすべての直列共振子に対してグラデーション領域を設ける必要はない。ただし、すべての直列共振子に対してグラデーション領域を設けるほうが、よりリップルを小さくできることから望ましい。また、直列共振子が複数個あり、それぞれの共振子でＩＤＴの対数が異なる場合は、特に対数が少ない共振子に対してグラデーション領域を設けることが望ましい。
【００５１】
また、並列共振子３０については、直列共振子のように通過帯域のリップルに対する影響はないが、グラデーション領域を設けることで並列共振子３０の共振損失を低減することができる。したがって、フィルタ特性として、特に低域側減衰量が要求される場合には、並列共振子３０にグラデーション領域を設けることは望ましい。
【００５２】
（第３の実施の形態）
図１８は、本発明の第３の実施の形態にかかる弾性表面波フィルタの構成を示す平面図である。第２の実施の形態では、一端子対弾性表面波共振子を用いた梯子型弾性表面波フィルタであるのに対し、本実施の形態では多端子対弾性表面波共振子を用いた弾性表面波フィルタであることが特徴である。
【００５３】
図１８に示すように、本実施の形態の弾性表面波フィルタは、３９°ＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）からなる圧電基板１１の表面に電極膜厚約０．４μｍで、第１のＩＤＴ１７、第２のＩＤＴ１８、および第１のＩＤＴ１７と第２のＩＤＴ１８とが配設された構成の両端部に反射器１４を近接して設けたものを２個図示するように配設している。
【００５４】
第１のＩＤＴ１７は、２個の入出力端子２１、２２間の信号経路に直列に配設されて接続されている。また、第２のＩＤＴ１８は、信号経路とグランドとの間に配設されて接続されている。第１のＩＤＴ１７は対数９０対で、中央付近の電極指ピッチを約２．３４μｍとし、両端部にグラデーション領域を設けている。このグラデーション領域の最端部の電極指の電極指ピッチを約２．２９μｍとして、中央に向かって徐々に増加させて、１６本目で中央付近の電極指ピッチと同じになるように構成している。また、第２のＩＤＴ１８は対数１３０対で、電極指ピッチ約２．４４μｍであり、グラデーション領域は設けていない。
【００５５】
このような構成からなる多端子対弾性表面波共振子であっても、ＩＤＴそのものの反射特性および放射特性は変わらないので、第２の実施の形態と同様に通過帯域のリップルを大幅に抑制することができる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、第１のＩＤＴ１７と第２のＩＤＴ１８とが、１つの共振子の中にそれぞれ１個設けられているが、本発明はこれに限定されない。いずれか又は両方ともに複数個設けてもよい。また、第１のＩＤＴ１７と第２のＩＤＴ１８との間に反射器を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明にかかる弾性表面波共振子および弾性表面波フィルタは、リップルを低減できるという効果を有し、携帯電話等の通信分野あるいはテレビ等の映像分野等のフィルタに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第1の実施の形態にかかる弾性表面波共振子の平面図
【図２】図１に示すＩＤＴの左側端部を拡大して示した図
【図３】同実施の形態にかかる弾性表面波共振子において、実施例１の共振子の反射特性をシミュレーションにより求めた結果を示す図
【図４】同実施の形態にかかる弾性表面波共振子において、比較例１の共振子についての反射特性のシミュレーション結果を示す図
【図５】同実施の形態にかかる弾性表面波共振子において、実施例１の共振子のＩＤＴの放射特性のシミュレーション結果を示す図
【図６】同実施の形態にかかる弾性表面波共振子において、比較例１の共振子のＩＤＴの放射特性のシミュレーション結果を示す図
【図７】同実施の形態にかかる弾性表面波共振子において、実施例１の共振子の通過特性のシミュレーション結果を示す図
【図８】同実施の形態にかかる弾性表面波共振子において、比較例１の共振子の通過特性のシミュレーション結果を示す図
【図９】図１に示すような弾性表面波共振子においてＩＤＴの電極指の本数を１００本として、両端部に設けるグラデーション領域の本数を変化させたときのリップルとロスを求めたもので、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して１％小さくした場合の結果を示す図
【図１０】図９と同様で、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して２％小さくした場合の結果を示す図
【図１１】図９と同様で、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して３％小さくした場合の結果を示す図
【図１２】図９と同様で、最端部の電極指ピッチｄ１をＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対して５％小さくした場合の結果を示す図
【図１３】図９から図１２までの結果をもとに、ＩＤＴ中央付近の電極指ピッチに対する最端部の電極指ピッチｄ１の変化量とリップルおよびロスとの関係を求めた結果を示す図
【図１４】図１に示すような弾性表面波共振子においてＩＤＴの電極指の本数を３００本として、両端部に設けるグラデーション領域の本数を変化させたときのリップルとロスを求めた結果を示す図
【図１５】図１に示すような弾性表面波共振子においてＩＤＴの電極指の本数を３００本として、両端部に設けるグラデーション領域の本数を変化させたときのリップルとロスを求めた結果を示す図
【図１６】図１に示すような弾性表面波共振子においてＩＤＴの電極指の本数を３００本として、両端部に設けるグラデーション領域の本数を変化させたときのリップルとロスを求めた結果を示す図
【図１７】本発明の第２の実施の形態にかかる弾性表面波フィルタの構成を示す平面図
【図１８】本発明の第３の実施の形態にかかる弾性表面波フィルタの構成を示す平面図
【図１９】一端子対共振子を直列腕と並列腕とに交互に配置してなる従来構成の梯子型弾性表面波フィルタを示す図
【符号の説明】
【００５９】
１０，２００，３００弾性表面波共振子
１１，１００圧電基板
１２，１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５，１２０６，１２１３，１２１４，１２１５，１２１６，１１２１７，１２１８，１２１９，１２２０電極指
１３ＩＤＴ
１４反射器
１５直列共振子
１６並列共振子
１７第１のＩＤＴ
１８第２のＩＤＴ
２１，２２，４１０，４２０入出力端子
１２５０グラデーション領域

Claims

圧電基板と、前記圧電基板の表面に設けた複数個の電極指で構成されるインターディジタルトランスデューサと、前記インターディジタルトランスデューサの両端部に近接して設けた反射器とを備え、前記インターディジタルトランスデューサは、両端部の複数の電極指の電極指ピッチを前記インターディジタルトランスデューサの中央付近の電極指ピッチと異ならせたグラデーション領域を有し、前記グラデーション領域の電極指ピッチは、前記グラデーション領域の一方の端部で前記インターディジタルトランスデューサの端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチを前記インターディジタルトランスデューサの中央付近の電極指ピッチの１〜５％小さく設定するとともに、前記最端部の電極指から前記グラデーション領域のもう一方の端部で前記インターディジタルトランスデューサの中央側に位置する電極指にかけて電極指ピッチを前記インターディジタルトランスデューサの中央付近の電極指ピッチに漸近させるように順次変化させたことを特徴とする弾性表面波共振子。
前記グラデーション領域の前記電極指の本数を、前記グラデーション領域の一方の端部に位置する前記最端部の電極指の電極指ピッチの設定値に対応して設定することを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波共振子。
前記グラデーション領域の前記電極指の本数を５〜３０本としたことを特徴とする請求項２に記載の弾性表面波共振子。
圧電基板と、前記圧電基板の表面に直列共振子と並列共振子とを設けて接続してなる梯子型の弾性表面波フィルタであって、前記直列共振子の１つ以上に請求項１に記載の弾性表面波共振子を用いたことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
圧電基板と、前記圧電基板の表面に直列共振子と並列共振子とを設けて接続してなる梯子型の弾性表面波フィルタであって、前記直列共振子および前記並列共振子のそれぞれ１つ以上に請求項１に記載の弾性表面波共振子を用いたことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
圧電基板と、前記圧電基板上の同一弾性表面波伝播路上に近接して設けた複数個のインターディジタルトランスデューサと、複数個の前記インターディジタルトランスデューサが配設された構成の両端部に設けた反射器とを備え、前記複数個のインターディジタルトランスデューサは、少なくとも１つが信号経路に直列に接続されている第１のインターディジタルトランスデューサであり、少なくとも１つは前記信号経路とグランドとの間に接続されている第２のインターディジタルトランスデューサであり、前記第１のインターディジタルトランスデューサは複数個の電極指で構成され、両端部の複数の電極指の電極指ピッチを前記第１のインターディジタルトランスデューサの中央付近の電極指ピッチと異ならせたグラデーション領域を有し、前記グラデーション領域の電極指ピッチは、前記グラデーション領域の一方の端部で前記第１のインターディジタルトランスデューサの端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチを前記第１のインターディジタルトランスデューサの中央付近の電極指ピッチの１〜５％小さく設定するとともに、前記最端部の電極指から前記グラデーション領域のもう一方の端部で前記第１のインターディジタルトランスデューサの中央側に位置する電極指にかけて電極指ピッチを前記第１のインターディジタルトランスデューサの中央付近の電極指ピッチに漸近させるように順次変化させたことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
前記第２のインターディジタルトランスデューサは、複数個の電極指で構成され、両端部の複数の電極指の電極指ピッチを前記第２のインターディジタルトランスデューサの中央付近の電極指ピッチと異ならせたグラデーション領域を有し、前記グラデーション領域の電極指ピッチは、前記グラデーション領域の一方の端部で前記第２のインターディジタルトランスデューサの端部に位置する最端部の電極指の電極指ピッチを前記第２のインターディジタルトランスデューサの中央付近の電極指ピッチの１〜５％小さく設定するとともに、前記最端部の電極指から前記グラデーション領域のもう一方の端部で前記第２のインターディジタルトランスデューサの中央側に位置する電極指にかけて電極指ピッチを前記第２のインターディジタルトランスデューサの中央付近の電極指ピッチに漸近させるように順次変化させたことを特徴とする請求項６に記載の弾性表面波フィルタ。