WO2005076473A1

WO2005076473A1 - 弾性表面波フィルタおよびそれを用いたアンテナ共用器

Info

Publication number: WO2005076473A1
Application number: PCT/JP2005/001859
Authority: WO
Inventors: Hidekazu Nakanishi; Ryoichi Takayama; Yukio Iwasaki; Hiroyuki Nakamura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2005-08-18
Also published as: CN1914801B; EP1713179A4; EP1713179A1; KR20060121950A; JPWO2005076473A1; US7498898B2; US20070152774A1; JP4333673B2; CN1914801A; KR100797833B1

Abstract

圧電基板（１２）上に櫛型電極およびグレーティング反射器で構成された弾性表面波共振子（１５～２０）を複数接続して構成であって、上記弾性表面波共振子（１５～２０）のうち、少なくとも１つの弾性表面波共振子の表面には誘電体膜（１４）が形成されており、少なくとも1つの弾性表面波共振子の表面には誘電体膜（１４）が形成されていない構成からなる。これにより、帯域内挿入損失が小さく、また急峻性が良好で、かつ帯域の広いＳＡＷフィルタを得ることができる。

Description

明細書

弾性表面波フィルタおよびそれを用いたアンテナ共用器技術分野

本発明は、電子機器に用いる弾性表面波フィルタおよびそれを用いたアンテナ共用器に関する。背景技術

近年、携帯電話に使用される通信システムは多様化している。そのうちの 1つである米国の PCS (P e r s o n a l C o mm u n i c a t i o n S e r v i c e s) は送信帯域と受信帯域のクロスバンドが 20MHzと非常に狭く設定されている。これに伴って、通過帯域幅が広く、かつ通過帯域ごく近傍の減衰量が大きいバンドパスフィルタが強く求められている。このような用途に用いられるアンテナ共用器については、低挿入損失と相手方の帯域における充分な抑圧が必要とされている。なお、アンテナ共用器の送信フィルタに対しては、相手側の帯域は受信帯域である。また、同様に受信フィルタに対しては、相手側の帯域は送信帯域である。従って、このアンテナ共用器には、クロスバンドで急峻な周波数特性を有するフィルタ特性が必要とされる。

これに対して、弹性表面波フィルタ（以下、 SAWフィルタとよぶ）は急峻なフィルタ特性を有するフィルタの一つとしてよく知られている。しかしながら、この S AWフィルタは使用する圧電基板により異なつた周波数温度特性を持つ。例えば、一般的なリチウムタンタレート基板を用いた GH _Z帯の SAWフィルタの周波数温度特性は一 40 p pmZ°C 3 5 p p m ^Cである。従って、 PC

Sのようなクロスバンドが狭い通信システムに使用するために、 SAWフィルタを用いたアンテナ共用器を実現するためには、 SAWフィルタの周波数温度特性をさらに改善することが要求される。

これに対して、比較的良好な周波数温度特性と広帯域特性を有する弾性表面波装置を得るために、以下の構成が知られている。すなわち、この構成は、圧電基板上に形成した少なくとも一つの SAWフィルタに対して、この SAWフィルタを構成する弹性表面波共振子の表面に二酸化シリコン（S i 0 ₂) 膜を形成し、この弾性表面波共振子を直列接続および並列接続の少なくとも一方の接続方法により接続して目的の弾性表面波装置を実現したものである。

また、日本特開 2 0 0 3 - 6 0 4 7 6号公報には、圧電基板上に構成された少なくとも 1つの弾性表面波フィルタと、圧電基板上に構成されており、弾性表面波フィルタに直列および並列の少なくとも一方の方法で接続された一端子対弾性表面波共振子とを備え、そして圧電基板上において、弾性表面波フィルタが構成されている領域を除いて、上記弾性表面波共振子のうち少なくとも 1つを覆うように正の周波数温度特性を有する膜が形成された弾性表面波装置が開示されている。このように正の周波数温度特性を有する膜の形成により、周波数温度特性の改善と帯域内揷入損失の悪化の抑制および広帯域化を図っている。

しかしながら、上記従来の構成の弾性表面波装置では、圧電基板上に構成されている S AWフィルタとして、縦モード結合型 S AWフィルタが示されている。縦モード結合型 S AWフィルタは、近年大幅に特性が改善されたが、弾性表面波共振子をインピーダンス素子として用いるラダー型 S AWフィルタと比べると、挿入損失が大きい。このため、低揷入損失が求められるアンテナ共用器には、縦モード結合型 S AWフィルタは適用し難い。しかも、上記開示例においては、二酸化シリコン（S i 0 ₂ ) 膜が形成された弾性表面波共振子を接続しているため、その揷入損失はさらに大きくなる。

また、縦モード結合型 S AWフィルタの場合、一段で構成すると十分な抑圧を得ることが困難であり、一般的には二段以上を接続した構成とすることが多い。しかしながら、二段以上の接続を行うと挿入損失も 2倍程度になり、アンテナ共用器への適用はより困難となる。さらに、縦モード結合型 S AWフィルタの場合、通過帯域の高周波側の周波数では、更に抑圧度を大きくすることが困難となる。このため、 P C Sの送信側フィルタには、縦モード結合型 S AWフィルタを用いることは困難である。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、優れた周波数温度特性を有し、非常に良好な帯域内揷入損失を有する S AWフィルタを実現することを目的とする。さらに、この S AWフィ^/タを用いることで、クロスバンドで急峻な周波数特性と相手伹 ϋの帯域で大きな抑圧度を有し、相手側の帯域に信号が洩れることがないアンテナ共用器を提供することを目的とする。発明の開示

上記目的を達成するために、本発明の S AWフィルタは、圧電基板上に櫛型電極およびグレーティング反射器で構成された弹性表面波共振子を複数接続して構成であって、上記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の表面には誘電体膜が形成されており、少なくとも 1つの弾性表面波共振子の表面には誘電体膜が形成されていない構成からなる。

このような構成とすることにより、帯域内揷入損失が小さく、また急峻性が良好で、かつ帯域の広い S AWフィルタを得ることができる。

上記構成にぉ、て、誘電体膜が形成された弾性表面波共振子の容量比を、誘電体膜が形成されていない弾性表面波共振子の容量比よりも大きくしてもよい。このような構成とすれば、周波数特性がさらに急峻なフィルタ特性を実現することができる。

さらに、上記糖成において、誘電体膜が形成された弾性表面波共振子の共振周波数を、誘電体膜が形成されていない弾性表面波共振子の共振周波数よりも高く設定してもよい。

このような構成とすることにより、フィルタ特性において通過帯域の高周波端側の急峻性を改善できる。

さらに、上記糖成において、誘電体膜が形成された弾性表面波共振子の共振周波数を、誘電体膜が形成されていない弾性表面波共振子の共振周波数よりも低く設定してもよい。

このような構成とすることにより、フィルタ特性において通過帯域の低周波端側の急峻性を改善できる。

さらに、上記構成において、弾性表面波共振子は直列接続および並列接続されてラダー型のフィタ構成を形成し、誘電体膜は直列接続された弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つまたは並列接続された弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つの表面に形成されている構成としてもよい。このような構成とすることにより、フィルタ特性の通過帯域の高周波端側ある V、は低周波端側で急峻性を良好にでき、かつ大きな抑圧を有するフィルタを得ることができる。

さらに、上記構成において、誘電体膜が二酸化シリコン膜であってもよい。これにより、周波数温度特性が改善できるとともに、帯域内揷入損失が小さく、急峻性が良好で、かつ広帯域の S AWフィルタを得ることができる。

また、本発明のアンテナ共用器は、上記記載の S AWフィルタを用いた構成からなる。あるいは、上記記載のラダー型の S AWフィルタ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、 P C Sのように帯域が広く、かつクロスパンドが狭いシステムに対応できるアンテナ共用器を容易に実現できる。さらに、本発明のアンテナ共用器は、送信側フィルタ、受信側フィルタおよび位相器を含み、送信側フィルタおよび受信側フィルタは、それぞれ弾性表面波共振子が ]1：列接続おょぴ並列接続されたラダー型の構成からなり、かつそれぞれの通過帯域で急峻なフィルタ特性が要求される周波数端側に対応して、 ·直列接続された弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つまたは並列接続された弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つの表面に誘電体膜が形成された構成からなる。

このような構成とすることにより、 P C Sのように帯域が広く、かつクロスパンドが狭いシステムに対応できるアンテナ共用器を容易に実現できる。

さらに、上記構成において、アンテナ共用器は送信帯域が低周波側で、受信帯域が高周波側にある周波数アロケーションであり、送信側フィルタは直列接続された弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つの表面に誘電体膜が形成された構成からなり、受信側フィルタは並列接続された弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つの表面に誘電体膜が形成された構成からなるようにしてもよい。

このような構成とすることにより、 P C Sシステムに対応できるアンテナ共用器を容易に実現できる。

さらに、上記構成において、アンテナ共用器は送信帯域が高周波側で、受信帯域が低周波側にある周波数アロケーションであり、送信側フィルタは並列接続された弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つの表面に誘電体膜が形成された構成からなり、受信側フィルタは直列接続された弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つの表面に誘電体膜が形成された構成からようにしてもよい。

このような構成とすることにより、送信帯域が高周波側、受信帯域が低周波側にある周波数アロケーションを有するシステムの場合についても、良好な特性を有するァンテナ共用器を実現することができる。

以上のように本発明の S AWフィルタは、圧電基板上に S AWフィルタを構成する弾性表面波共振子のうち少なくとも 1つはその表面に誘電体膜を形成することにより、優れた周波数温度特性を有し、かつ良好な帯域内挿入損失を実現できる。このような S AWフィルタを用いることにより狭いクロスバンドにおいても急峻性が良好で、かつ相手側の帯域において大きな抑圧を有するアンテナ共用器を実現できるという大きな効果を奏する。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施の形態にかかる S AWフィルタの平面図図 2 A〜図 2 Eは、同実施の形態にかかる S AWフィルタにおいて、弾性表面波共振子上に選択的に誘電体膜を形成する方法を模式的に示す断面図

図 3は、同実施の开態において、実施例 1の S AWフィルタおよび比較例 1の S AWフィルタについてのフィルタ特性を示す図

図 4は、同実施の开態において、実施例 1の S AWフィルタのフィルタ特性を示す図

図 5は、本発明の第 2の実施の形態にかかる S AWフィルタの平面図図 6は、同実施の开態において、実施例 2の S AWフィルタおよび比較例 2の S AWフィルタについてのフィルタ特性を示す図

図 7は、同実施の开態において、この実施例 2の S AWフィルタのフィルタ特性を示す図

図 8は、本発明の第 3の実施の形態にかかるアンテナ共用器の回路構成を説明するための回路プロック図発明を実施するための最良の形態以下、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、同じ構成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、 S AWフイノレタの平面図等については模式的なものであり、直列共振子および並列共振子の電極指の本数等については概略的に示している。

(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 S AWフィルタ 1 1の平面図である。本実施の形 ¾1では、弹性表面波共振子を複数接続してなる S AWフィルタ 1 1として、弾性表面波共振子を直列おょぴ並列に接続したラダー型構成を例にして説明する。

図 1において、 S AWフィルタ 1 1は圧電基板 1 2として 3 9 ° Yカット X伝播のリチウムタンタレート（L i T a 0 ₃ ) 基板を用いた場合について説明する。この圧電基板 1 2の上に櫛型電極おょぴグレーティング反射器からなる 1ポート弾性表面波共振子 1 5〜 2 0を形成し、これらのうち、弾性表面波共振子 1 5〜 1 8については直列接続し、弾性表面波共振子 1 9、 2 0については並列接続することで、ラダー型の S AWフィルタ 1 1を形成した。なお、本実施の形態では、櫛型電極およびグレーティング反射器を含め、 1ポート弾性表面波共振子を形成する電極膜としてアルミニウム（A 1 ) を用いた。

また、入力端子 1は弾性表面波共振子 1 5の一方の櫛形電極に接続され、出力端子 2は弾性表面波共振子 1 8の一方の櫛形電極に接続されている。また、グランド端子 3、 4は並列に接続した弾性表面波共振子 1 9、 2 0の一方の櫛型電極と接続されている。これらの弾性表面波共振子 1 5〜2 0、入力端子 1、出力端子 2およぴグランド端子 3、 4をそれぞれ接続するために配線パターン 1 3が形成されている。

さらに、圧電基板 1 2の上に形成された弾性表面波共振子 1 5〜2 0のうち直列に接続された弾性表面波共振子 1 5〜1 8のみを覆うように、誘電体膜 1 4として二酸化シリコン（S i 0 ₂ ) 膜を形成した。この S i 0 ₂膜の膜厚は、 S AW フィルタ 1 1の波長の 2 0 %とした。ただし、 S i〇₂膜の膜厚は、要求されるフィルタ特性により最適値が異なるので、 '上記の値に限定されるものではない。また、この誘電体膜 1 4は、上記 S i〇₂膜に限定されない。例えば、酸化ジルコ -ゥム（Z r 0₂) 、酸化チタン（T i 0₂) 、酸化マグネシウム（Mg Ο) 、窒化珪素（S i ₃Ν₄) 、五酸化タンタル（T a ₂0₅) 等を誘電体膜 14として用いてもよい。これらの中で、特に S i 0₂膜を用いれば周波数温度特性を大幅に改善できるので、より望ましい材料である。

次に、本実施の形態にかかる SAWフィルタ 1 1の製造方法について、図 2 A 〜図 2 Eを用、て説明する。なお、図 2 A〜図 2 Eは、 SAWフィルタ 1 1において、弾性表面波共振子上に選択的に誘電体膜 14を形成する方法を模式的に示す断面図である。

初めに、図 2 Aに示すように、圧電基板 1 2の上に電極膜としてアルミニウム (A 1 ) をスパッタリングもしくは電子ビーム（EB) 蒸着で形成し、フォトリソグラフィとエッチングプロセスを行い、櫛型電極およびグレーティング反射器の電極パターン 21を形成した。

次に、図 2 Bに示すように、高周波（RF) スパッタリング法を用いて、全面に誘電体膜 1 4として S i 0₂膜を形成する。

この後、図 2 Cに示すように、 SAWフィルタ 1 1を構成する弾性表面波共振子 1 5〜20のうち、並列に接続された弾性表面波共振子 1 9、 20のみをレジスト 24で被覆する。

その後、図 2Dに示すように、レジスト 24で被覆されていない領域の誘電体膜 14をドライエッチングによりエッチングして除去する。

次に、図 2 Eに示すように、レジスト 24をアツシング等により除去する。以上の工程により、図 1に示す SAWフィルタ 1 1を作製することができる。

なお、本実施の形態では、誘電体膜 1 4として S i 0₂膜を1 スパッタリングにより形成したが、この方法に限定されない。例えば、化学気相成長（CVD) 法、イオンプレーティング等の作製法を用いてもよい。 R Fスパッタリング法は、成膜レートが安定していることから膜厚の制御が容易である特徴を有し、誘電体膜 14の作製には望ましい成膜法である。

また、本実施の形態では、誘電体膜 14である S i 0₂膜をドライエッチングした例について説明したが、ゥエツトエッチング等により除去してもよい。ドラィェツチングは乾式プロセスであるので、 S i 0₂膜をエッチングするときに液体に電極パターン 2 1の A 1膜等が曝されることがない。このため、 A 1膜の腐食等が起こり難く、歩留まりよく S AWフィルタ 1 1を作製することができる。以下、本実施の形態の S AWフィルタ 1 1の特性を従来構成の S AWフィルタと比較した結果について説明する。一般にラダー型の S AWフィルタは、弾性表面波共振子の特性を重ね合わせることで所望の特性を実現している。このために、図 1に示す構成で、弹生表面波共振子 1 5〜 2 0の表面に誘電体膜 1 4である S i 0 ₂膜を形成しない S AWフィルタと本実施の形態の S AWフィルタ 1 1とについて、特性を比較した。

本実施の形態の S AWフィルタ 1 1は、以下の構成を特徴とする。すなわち、第 1は、誘電体膜 1 4である S i 0 ₂膜を弾性表面波共振子 1 5〜 1 8の表面に形成していることである。第 2は、これらの弾性表面波共振子 1 5〜1 8の共振周波数を、誘電体膜 1 4が形成されていない弾性表面波共振子 1 9、 2 0の共振周波数よりも高く設定していることである。

以下、本実施の形態の S AWフィルタ 1 1を実施例 1の S AWフィルタとよび誘電体膜 1 4が形成されていない従来構成の S AWフィルタを比較例 1の S AW フィルタとよぶ。

図 3は、実施例 1の S A Wフィルタおよび比較例 1の S AWフィルタについてのフィルタ特性を示す図である。なお、図 3には、実施例 1の S AWフィルタおよび比較例 1の S AWフィルタの構成において、直列に接続される弾性表面波共振子 1 5〜1 8のうちの弾性表面波共振子 1 5および並列に接続される弾性表面波共振子 1 9、 2 0のうちの弾性表面波共振子 1 9のアドミタンス特性をそれぞれ示している。実施例 1の S AWフィルタおよび比較例 1の S AWフィルタは、直列に接続される弾性表面波共振子 1 9については、誘電体膜 1 4の有無の差異があるが、並列に接続される弾性表面波共振子 1 5については、同じ構成である。なお、横軸は周波数で、縦軸はアドミタンスである。

図 3において、比較例 1の S AWフィルタは実線で示し、実施例 1の S AWフィルタは点線で示してヽる。低周波側のアドミタンス特性は、並列に接続された弾性表面波共振子 1 9の特性である。また、高周波側のアドミタンス特性は、直列に接続された弾性表面波共振子 1 5の特性である。実施例 1の S AWフィルタ 1 1は、直列に接続された弾性表面波共振子 1 5〜1 8のみに誘電体膜 14である S i 0₂膜が形成されている。図 3からわかるように、実施例 1の SAWフィルタ 1 1のように誘電体膜 1 4を形成することにより高周波側のァドミタンス特性の急峻性が改善される。これは、誘電体膜 1 4である S i 0₂膜が形成された弹性表面波共振子 1 5の容量比が、誘電体膜 14の形成されていない弾性表面波共振子 1 9の容量比よりも大きくなるからである。一般的に、共振子の容量比を y、共振周波数を f r、反共振周波数を f a rとしたとき、これらの間には γ = 1/ [ (f a r /f r ) ²- 1] の関係がある。

すなわち、容量比が大きくなることにより共振周波数と反共振周波数の周波数差が小さくなり、急峻なアドミタンス特性が得られる。また、直列に接続された弾性表面波共振子 1 5〜1 8のみに誘電体膜 1 4である S i O ₂膜を形成する場合には、これらの弾性表面波共振子 1 5〜1 8の共振周波数を誘電体膜 14が形成されていない弾性表面波共振子 1 9、 20の共振周波数よりも高く設定する。このように設定することで、高周波側のアドミタンス特性が急峻になり、 SAW フィルタ 1 1のフィルタ特性において通過帯域内の高周波側を急峻になるように制御することができる。

図 4は、実施例 1の SAWフィルタのフィルタ特性を示す図である。なお、縦軸は揷入損失で、横軸は周波数である。図 4からわかるように、通過帯域内の高周波側の極が急峻になることが見出された。また、容量比の増加に伴い、フィルタの帯域幅が狭帯域化する傾向を有するが、実施例 1の SAWフィルタ 1 1は 6 5 MH zと十分な帯域を確保することができている。これは、ラダー型を構成する弾性表面波共振子 1 5〜 20のうち、直列に接続された弾性表面波共振子 1 5 〜1 8のみに誘電体膜 14である S i 0₂膜を形成したことによる。

また、実施例 1の S AWフィルタは弾性表面波共振子 1 5〜 20をインピーダンス素子として用いたフィルタであるため、通過帯域内の揷入損失も 2. 43 d Bとなり、低挿入損失を実現している。

また、この実施例 1の SAWフィルタの周波数温度特性は、一22 p pmZ°C が得られた。'一方、比較例 1の SAWフィルタの周波数温度特性は、 — 40 p p m/°C〜一 3 5 p p m/°Cであった。この結果、実施例 1の S AWフィルタでは、周波数温度特性が大きく改善されることが確認された。

なお、本実施の形態では、直列に接続された弾性表面波共振子 1 5〜1 8のすベてに誘電体膜 1 4である S i 0 ₂膜を形成しているが、直列に接続された弾性表面波共振子 1 5〜1 8のうちいくつかの共振子に誘電体膜 1 4を形成してもよい。このようにすることによって、高周波側に極を複数形成することができるので、相手側の帯域で充分な減衰量を確保することが容易にできる。

また、図 1においては、直列に接続した弾性表面波共振子 1 5 ~ 1 8が 4つ、並列に接続した弾性表面波共振子 1 9， 2 0が 2つの合計 6つの弾性表面波共振子 1 5〜2 0からなるラダー型の S AWフィルタ 1 1を例として説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、直列と並列にそれぞれ接続される弾性表面波共振子の数およびその構成は要求されるフィルタ特性により異なるが、いずれの場合においても本発明の構成を適用することで本実施の形態の S AWフィルタ 1 1と同様な効果を得ることが可能である。

なお、本実施の形態ではラダー型の S AWフィルタを例として説明したが、モ一ド結合型の S A Wフイノレタ等でも同様な効果を得ることができる。

(第 2の実施の形態）

図 5は、本発明の第 2の実施の形態にかかる S AWフィルタ 3 1の平面図である。本実施の形態の S AWフィルタ 3 1では、第 1の実施の形態と同様に弾性表面波共振子 3 5〜4 0を ill列おょぴ並列に接続したラダー型構成を例にして説明する。

本実施の形態の S AWフィルタ 3 1では、圧電基板 3 2として 3 9 ° Yカット X伝播の L i T a O ₃基板を用いた。この圧電基板 3 2上に櫛型電極およびダレ一ティング反射器からなる 1ポート弾性表面波共振子 3 5〜4 0を形成し、これらのうち弾性表面波共振子 3 5〜 3 8を直列に接続し、弾性表面波共振子 3 9、 4 0を並列に接続することで、ラダー型の S AWフィルタ 3 1を形成した。

なお、本実施の形態では、櫛型電極およびグレーティング反射器を含め、 1ポート弾性表面波共振子を形成する電極膜としてアルミニウム（A 1 ) を用いた。また、入力端子 5は弾性表面波共振子 3 5の一方の櫛形電極に接続され、出力端子 6は弾性表面波共振子 3 8の一方の櫛形電極に接続されている。また、ダランド端子 7、 8は並列に接続した弾性表面波共振子 3 9、 4 0の一方の櫛型電極と接続されている。これらの弾性表面波共振子 3 5〜4 0、入力端子 5、出力端子 6およぴグランド端子 7、 8をそれぞれ接続するために配線パターン 3 3が形成されている。

さらに、本実施の形態では、圧電基板 3 2上に形成された弾性表面波共振子 3 5 4 0のうち、並列に接続された弾性表面波共振子 3 9、 4 0のみを覆うように、誘電体膜 3 4として S i 0 ₂膜を形成した。この S i 0 ₂膜の膜厚は、 S AW フィルタの波長の 2 ◦%とした。ただし、 S i 0 ₂膜の膜厚は、要求されるフィルタ特性により最適値が異なるので、上記の値に限定されるものではない。なお、この誘電体膜 3 4は、上記 S i〇₂膜に限定されず、第 1の実施の形態で説明した材料を用いてもよい。

また、本実施の形態の S AWフィルタ 3 1は、第 1の実施の形態で説明した製造方法と同様の方法で作製することができる。したがって、本実施の形態では、製造方法についての説明を省略する。

以下、本実施の形態の S AWフィルタ 3 1の特性を従来構成の S AWフィルタと比較した結果について説明する。図 5に示す構成で、弾性表面波共振子 3 5〜 4 0の表面に誘電体膜 3 4である S i O ₂膜を形成しない S AWフィルタと、本実施の形態の S AWフィルタ 3 1とについて、特性を比較した。本実施の形態の S AWフィルタ 3 1は、誘電体膜 3 4である S i 0 ₂膜を弾性表面波共振子 3 9、 4 0の表面に形成するとともに、これらの弾性表面波共振子 3 9、 4 0の共振周波数を誘電体膜 3 4が形成されていない弾性表面波共振子 3 5〜3 8の共振周波数よりも低く設定した構成からなる。

以下、本実施の形態の S AWフィルタ 3 1を実施例 2の S AWフィルタとよび誘電体膜 3 4が形成されていない従来構成の S AWフィルタを比較例 2の S AW フィ /レタとよぶ。

図 6は、実施例 2の S AWフィルタ 3 1および比較例 2の S A Wフィルタについてのフィルタ特'生を示す図である。また、図 6には、実施例 2の S AWフィルタおよび比較例 2の S AWフィルタの構成において、直列に接続される弾性表面波共振子 3 5〜3 8のうちの弓単性表面波共振子 3 5および並列に接続される弾性表面波共振子 3 9、 4 0のうちの弾性表面波共振子 3 9のァドミタンス特性も示している。実施例 2の S AWフィルタ 3 1および比較例 2の S AWフィルタは、直列に接続される弾性表面波共振子 3 5については、同じ構成であるが、並列に接続される弾性表面波共振子 1 5については、誘電体膜 3 4の有無による差異がある。なお、横軸は周波数で、縦軸はアドミタンスである。

図 6において、比較例 2の S AWフィルタは実線で示し、実施例 2の S AWフィルタは点線で示している。低周波側のァドミタンス特性は、並列に接続された弾性表面波共振子 3 9の特性である。また、高周波側のアドミタンス特性は、直列に接続された弾性表面波共振子 3 5の特性である。

実施例 2の S AWフィルタでは、並列に接続された弾性表面波共振子 3 9、 4 0のみに誘電体膜 3 4である S i 0 ₂膜を形成している。図 6からわかるように、誘電体膜 3 4を形成することで、低周波側のァドミタンス特性の急峻性が改善されることが見出された。これは、誘電体膜 3 4である S i 0 ₂膜が形成された弹性表面波共振子 3 9、 4 0の容量比が、誘電体膜 3 4の形成されていない弾性表面波共振子 3 5〜3 8の容量 ί;匕よりも大きくなるからである。一般的に、共振子の容量比を γ、共振周波数を f r、反共振周波数を f a rとしたとき、これらの間には γ = 1 / [ ( f a r / f r ) ²— 1 ] の関係がある。

すなわち、容量比が大きくなることにより共振周波数と反共振周波数の周波数差が小さくなり、急峻なァドミタンス特性が得られる。また、並列に接続された弾性表面波共振子 3 9、 4 0のみに誘電体膜 3 4である S i O ₂膜を形成した場合には、これらの弾性表面波共振子 3 9、 4 0の共振周波数を誘電体膜 3 4が形成されていない弾性表面波共振子 3 5〜3 8の共振周波数よりも低く設定する。このように設定することで、低周波側のアドミタンス特性が急峻になり、 S AW フィルタ 3 1のフィルタ特性において通過帯域内の低周波側を急峻になるように制御することができる。図 7は、この実施例 2の S AWフィルタのフィルタ特性を示す図である。縦軸は揷入損失であり、横軸は周波数である。図 7からわかるように、通過帯域内の低周波佃 Jの極が急峻になることが見出された。また、容量比の増加に伴い、 S AWフィルタの帯域幅が狭帯域化する傾向を有するが、実施例 2の S AWフィルタは 6 O MH zと十分な帯域を確保することができている。また、実施例 2の S AWフィルタは弾性表面波共振子 3 5〜4 0をインピーダンス素子として用いたフィルタであるため、通過帯域内の挿入損失も 3 . 4 3 d Bと低挿入損失を実現できた。

また、この実施例 2の S AWフィルタの周波数温度特性を測定したところ、一 2 2 p p m/°Cであった。一方、比較例 2の S AWフィルタでは、周波数温度特性は一 4 0 p p m ^C〜一 3 5 p p m ^Cであった。この結果、実施例 2の S A Wフィルタでは、周波数温度特性が大きく改善されることが確認された.。

また、本実施の形態では、並列に接続された 2つの弾性表面波共振子 3 9、 4 0の両方ともに誘電体膜 3 4である S i 0 ₂膜が形成されている。しかし、並列に接続された弾性表面波共振子 3 9、 4 0のうち一方のみに誘電体膜 3 4を形成してもよい。このようにすることによって、低周波側に極を複数形成することができるので、相手側の帯域で充分な減衰量を確保することが容易にできる。

さらに、並列に接続する弾†生表面波共振子の数は 2つに限定されることはなく、さらに多く設けてもよい。この場合、並列に設けられた複数の弾性表面波共振子のうち 1つ以上の弾性表面波共振子の表面に誘電体膜 3 4を設けてもよレ、。

なお、本実施の形態においては、直列に接続した弾性表面波共振子が 4つ、並列に接続した弾性表面波共振子が 2つで、合計 6つの弾性表面波共振子からなるラダー型の S AWフィルタを例として説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、直列と並列にそれぞれ接続される弾性表面波共振子の数およぴその構成 'は要求されるフィルタ特性により異なるが、いずれの場合においても本発明の構成を適用することで本実施の开態の S AWフィルタ 3 1と同様な効果を得ることが可能である。

(第 3の実施の形態)

図 8は、本発明の第 3の実施の形態にかかるァンテナ共用器の回路構成を説明するための回路プロック図である。このアンテナ共用器の基本構成は、送信側フィルタ 4 1、受信側フィルタ 4 2および位相器 4 3からなり、さらに送信側フィルタ 4 1に送信側端子 4 4が接続され、受信側フィルタ 4 2に受信側端子 4 5が接続されており、送信側フィルタ 4 1と受信側フィルタ 4 5との間にアンテナ端子 4 6が設けられている。

このようなアンテナ共用器を実現するためには、クロスバンドで周波数特性を急峻にする必要がある。例えば、 P C S等のように、送信帯域が低周波側で、受信帯域が高周波側にある周波数アロケーションの場合には、送信側フィルタ 4 1 には高周波側が急峻なフィルタ特性が要求される。一方、受信側フィルタ 4 2には、低周波側が急峻なフィルタ特性が要求される。したがって、送信側フィルタ 4 1には、第 1の実施の形態にかかる S AWフィルタを用い、受信側フィルタ 4 2には第 2の実施の形態にかかる S AWフィルタを用いれば、このような要求を満たすことができる。

このような構成とすることにより、図 4から分かるように送信側フィルタ 4 1 として用いる S AWフィルタ 1 1の揷入損失は 2 . 4 3 d Bと小さく、かつ高周波側の減衰量は約 5 O d Bであり、相手側の帯域において大きな抑圧を実現できる。この結果、アンテナ共用器の送信側フィルタ 4 1として充分な特性を有している。また、図 7力ら分かるように受信側フィルタとして用いる S AWフィルタ 3 1の揷入損失は 3 . 4 3 d Bと小さく、かつ低周波側の減衰量は 5 0 d Bであり、相手側の帯域において大きな抑圧を実現できる。この結果、アンテナ共用器の受信側フィルタ 4 2として充分な特性を有している。

以上のように、第 1の実施の形態および第 2の実施の形態の S AWフィルタを用いることで、クロスバンドが狭い場合でも良好な特性を有するアンテナ共用器を実現することができる。

なお、本実施の形態においては、特に P C Sなどのように、送信帯域が低周波側、受信帯域が高周波側にある周波数ァロケーションの場合について説明した。しかし、送信帯域が高周波側、受信帯域が低周波側にある周波数アロケーションを有するシステムの場合についても、送信側フィルタ 4 1には低周波側が急峻なフィルタ特性が要求され、受信側フィルタ 4 2には高周波側が急峻なフィルタ特性が求められる。このようなシステムに対しては、送信側フィルタ 4 1には、第 2の実施の形態の S AWフィルタを用い、受信側フィルタ 4 2には第 1の実施の形態の S AWフィルタを用いれば、良好な特性を有するァンテナ共用器を実現することができる。産業上の利用可能性

本発明の S AWフィルタおよびそれを用いたアンテナ共用器は、優れた周波数温度特性を有し、かつ良好な帯域内揷入損失を有することから、この S AWフィルタを用いることにより狭いクロスバンドにおいても急峻かつ相手側の帯域において大きな抑圧を有する高性能なァンテナ共用器を実現することもでき、携帯電話等の移動体通信分野に有用である。

Claims

請求の範囲

1 . 圧電基板上に櫛型電極おょぴグレーティング反射器で構成された弾性表面波共振子を複数接続して構成した弾性表面波フィルタであって、前記弾性表面波共振子のうち、少なくとも 1つの前記弾性表面波共振子の表面には誘電体膜が形成されており、少なくとも 1つの前記弾性表面波共振子の表面には前記誘電体膜が形成されていないことを特徴とする弾性表面波フィルタ。

2 . 前記誘電体膜が形成された前記弾性表面波共振子の容量比を、前記誘電体膜が形成されていない前記弾性表面波共振子の容量比よりも大きくしたことを特徴とする請求項 1に記載の弾性表面波フィルタ。

3 . 前記誘電体膜が形成された前記弾性表面波共振子の共振周波数を、前記誘電体膜が形成されていない前記弾性表面波共振子の共振周波数よりも高く設定したことを特徴とする請求項 1または 2に記載の弾性表面波フィルタ。

4 . 前記誘電体膜が形成された前記弾性表面波共振子の共振周波数を、前記誘電体膜が形成されていない前記弾性表面波共振子の共振周波数よりも低く設定したことを特徴とする請求項 1または 2に記載の弾性表面波フィルタ。

5 . 前記弾性表面波共振子は直列接続および並列接続されてラダー型のフィルタ構成を形成し、前記誘電体膜は直列接続された前記弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つまたは並列接続された前記弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1 つの表面に形成されていることを特徴とする請求項 1に記載の弾性表面波フィルタ

6 . 前記誘電体膜が、二酸化シリコン膜であることを特徴とする請求項 1に記載の弾性表面波フィルタ。

7 . 請求項 1に記載の弾性表面波フィルタを用いたアンテナ共用器。

8 . 請求項 5に記載のラダー型弾性表面波フィルタを用いたァンテナ共用器。

9 . 送信側フィルタ、受信側フィルタおよび位相器を含むアンテナ共用器であつて、前記送信側フィルタおよび前記受信側フィルタは、それぞれ弾性表面波共振子が直列接続および並列接続されたラダー型の構成からなり、かつそれぞれの通過帯域で急峻なフィルタ特性が要求される周波数端側に対応して、直列接続された前記弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つまたは並列接続された前記弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つの表面に誘電体膜が形成されていることを特徴とするアンテナ共用器。

1 0 . 前記アンテナ共用器は送信帯域が低周波側で、受信帯域が高周波側にある周波数ァ口ケーシヨンであり、前記送信側フィルタは直列接続された前記弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つの表面に前記誘電体膜が形成された構成からなり、前記受信側フィルタは並列接続された前記弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つの表面に前記誘電体膜が形成された構成からなることを特徴とする請求項 9に記載のアンテナ共用器。

1 1 . 前記アンテナ共用器は送信帯域が高周波側で、受信帯域が低周波側にある周波数ァロケーションであり、前記送信側フィルタは並列接続された前記弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つの表面に前記誘電体膜が形成された構成からなり、前記受信側フィルタは直列接続された前記弾性表面波共振子のうちの少なくとも 1つの表面に前記誘電体膜が形成された構成からなることを特徴とする請求項 9に記載のアンテナ共用器。