WO2008053651A1 - Dispositif et duplexeur de filtre d'onde acoustique de surface - Google Patents

Dispositif et duplexeur de filtre d'onde acoustique de surface Download PDF

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WO2008053651A1
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surface acoustic
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idt
signal line
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PCT/JP2007/068773
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Yuichi Takamine
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Murata Manufacturing Co., Ltd.
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    • H03H9/72—Networks using surface acoustic waves
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Definitions

  • the present invention relates to a surface acoustic wave filter device having a structure in which a plurality of longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filter units are connected in cascade, and a duplexer using the surface acoustic wave filter device, and more Specifically, the present invention relates to a surface acoustic wave filter device and a duplexer in which surface acoustic wave resonators are electrically connected between stages.
  • a surface acoustic wave filter device is widely used as a bandpass filter in an RF stage of a mobile phone. This type of surface acoustic wave filter device is strongly required to be compatible with higher frequencies and to have a balance-unbalance conversion function.
  • the bandpass filter used is required to have a wide passband and high frequency selectivity, that is, excellent steepness in filter characteristics!
  • the resonance point of the surface acoustic wave resonator is within the passband of the filter, and the antiresonance point is high in the passband.
  • the steepness on the high side of the passband can be enhanced by arranging it in the attenuation region near the end of the region.
  • the anti-resonance point of the surface acoustic wave resonator is arranged in the passband and passes through the resonance point.
  • the surface acoustic wave resonator is connected to the input end of the longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filter or to the output end depends on the impedance of the input terminal and the output terminal. If you choose it in consideration of, etc.
  • Patent Document 1 discloses a two-stage cascaded longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filter device in which surface acoustic wave resonators are connected between stages.
  • FIG. 12 is a plan view schematically showing the surface acoustic wave filter device described in Patent Document 1.
  • the illustrated electrode structure is formed on a piezoelectric substrate 1002.
  • the surface acoustic wave filter device 1001 has an input terminal 1003 and an output terminal 1004. Between the input terminal 1003 and the output terminal 1004, longitudinally coupled resonator type first and second surface acoustic wave filter sections 1005 and 1006 are connected.
  • the first and second surface acoustic wave filter sections 1005 and 1006 are first and second IDTs 1005a, 1005b, 1006a, and 100, respectively, arranged adjacent to each other in the surface acoustic wave propagation direction. 6b.
  • reflectors 1005c and 1005d are arranged on both sides of the surface wave propagation direction where IDTs 1005a and 1005b are provided.
  • the reflectors 1006c and 1006d force IDTs 1006a and 1006b are arranged on both sides of the surface wave propagation direction of the part provided.
  • One end of the first IDT 1005a of the first surface acoustic wave filter unit 1005 is connected to the input terminal 1003.
  • one end of the second IDT 1006b of the second surface acoustic wave filter unit 1006 is connected to the output terminal 1004.
  • One end of the second IDT 1005b and one end of the first IDT 1006a are connected by a signal line 1007, thereby being connected to the first and second surface acoustic wave finalizers 1005 and 1006. Let's go.
  • the other ends of the IDTs 1005a, 1005b, 1006a, and 1006b are connected to the ground potential.
  • a surface acoustic wave filter device 1001 in a configuration in which the first and second surface acoustic wave filter sections 1005 and 1006 are cascaded in two stages, a surface acoustic wave is connected between the signal line 1007 and the ground potential.
  • Wave resonator 1008 is connected.
  • One end of the surface acoustic wave resonator 1008 is connected to the signal line 1007 and the other end is connected to the ground potential. That is, the surface acoustic wave resonator 1008 is connected between the signal line and the ground potential at the interstage portion.
  • the amount of attenuation in the attenuation region on the high pass band side is increased by arranging the resonance point of surface acoustic wave resonator 1008 in the attenuation region on the high frequency side of the pass band.
  • the surface acoustic wave filter device 1001 described in Patent Document 1 does not increase the steepness on the low pass band side, but increases the attenuation in the high pass band attenuation side, so as to increase the surface acoustic wave resonance. Child 1008 is connected.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 4-54011
  • a surface acoustic wave resonator 1008 is connected in parallel between the interstage portions, that is, in parallel with IDTs 1005b and 1006a.
  • One end is connected to ground potential.
  • An object of the present invention is a configuration in which a plurality of longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filters are cascaded and surface acoustic wave resonators are connected between stages in view of the current state of the prior art described above. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a surface acoustic wave filter device that can enhance the steepness of the filter characteristics and can widen the pass bandwidth.
  • a first invention is a piezoelectric substrate, longitudinally coupled resonator type first and second surface acoustic wave filter portions that are cascade-connected on the piezoelectric substrate, and the piezoelectric substrate. At least one surface acoustic wave resonator formed above, and the first and second surface acoustic wave filter sections are the first IDT and the surface acoustic wave of the first IDT, respectively.
  • the second and third IDTs arranged on both sides of the propagation direction, and the surface acoustic waves of the portion where the first to third IDTs are provided, the first and second reflectors arranged on both ends of the propagation direction, and
  • the surface acoustic wave propagation directions of the first and second surface acoustic wave filter sections are parallel to each other, and the second IDT of the first surface acoustic wave filter section and the second surface acoustic wave filter section are parallel to each other.
  • a first signal line electrically connected to the second IDT of the surface acoustic wave filter section; and a third IDT of the first surface acoustic wave filter section.
  • a second signal line that is electrically connected to the third IDT of the second surface acoustic wave filter section, and the electric signal transmitted through the first signal line is The electrical signals transmitted through the two signal lines are 180 ° out of phase, and the at least one
  • the surface acoustic wave filter device is characterized in that a surface acoustic wave resonator is connected between the first signal line and the second signal line! /.
  • the second invention is a piezoelectric substrate, and a longitudinally coupled resonator type 5IDT type first and second surface acoustic wave filter, which is configured on the piezoelectric substrate and connected in cascade. And at least two surface acoustic wave resonators formed on the piezoelectric substrate, wherein the first and second surface acoustic wave filter units are the first IDT and the first The second and third IDTs arranged on both sides of the surface acoustic wave propagation direction of the IDT and the fourth arranged on both sides of the surface acoustic wave propagation direction of the portion where the first to third IDTs are provided.
  • the first and second surface acoustic wave filter sections each have first and second divided IDT sections provided by dividing into two in the surface wave propagation direction. And the first signal line electrically connecting the fourth IDTs of the first and second surface acoustic wave filter sections; and the first signal line , A second signal line electrically connecting the first divided IDT portions of each first IDT of the second surface acoustic wave filter portion, and the first and second surface acoustic wave filter portions.
  • a third signal line that electrically connects the second divided IDT portions of the first IDT and the fifth IDTs of the first and second surface acoustic wave filter portions are electrically connected.
  • a phase of the electric signal propagating through the first signal line is different from a phase of the electric signal propagating through the second signal line by 180 °
  • the phase of the electrical signal propagating through the third signal line is different from the phase of the electric signal propagating through the fourth signal line by 180 °.
  • the surface acoustic wave filter device is characterized in that each surface acoustic wave resonator is electrically connected.
  • the first surface acoustic wave filter section is connected to an unbalanced terminal
  • a surface acoustic wave filter device having a balance-unbalance conversion function is provided in which the second surface acoustic wave filter section is connected to the first and second balanced terminals. But it can.
  • the surface acoustic wave filter device is not limited to one having a balance-unbalance conversion function
  • the first surface acoustic wave filter section is the first unbalanced terminal
  • the second The surface acoustic wave filter section of the first surface acoustic wave filter section may be an unbalanced signal input-unbalanced signal output filter, and may be connected to the second unbalanced terminal.
  • the second surface acoustic wave filter section is connected to the second balanced terminal and the third and fourth balanced terminals, and may be a balanced signal input (output) balanced signal output (input) filter. Yes.
  • the present invention it is possible to provide a duplexer including the surface acoustic wave filter device configured according to the present invention as a bandpass filter. Therefore, the filter characteristics are excellent and the bandwidth is widened. This makes it possible to provide a duplexer that can easily cope with this.
  • the longitudinally coupled resonator type first and second elastic surface wave filter portions having the first to third IDTs are cascade-connected, and the second IDTs are connected to each other.
  • Each IDT so that the phase of the transmitted signal is inverted between the first signal line that is electrically connected to the second signal line that is electrically connected to the third IDT. Since a surface acoustic wave resonator is connected between the first and second signal lines, the steepness of the filter characteristics can be improved and the passband width can be increased. Can do. That is, since a signal whose phase is substantially inverted is transmitted between the first and second signal lines, the surface acoustic wave resonator is connected between the first and second signal lines.
  • the signal transmitted from the second signal line to the elastic surface wave resonator is canceled. This ensures the steepness of the filter characteristics.
  • the earth line at the interstage is greatly reduced, the grounding capacity is reduced and the passband width is widened.
  • the first and second surface acoustic wave filter sections of the longitudinally coupled resonator type having the first to fifth IDTs are cascade-connected.
  • the phase of the transmitted signal is inverted between the first signal line and the second signal line, and the phase of the signal transmitted between the third and fourth signal lines is inverted.
  • Set each IDT to And at least one surface acoustic wave resonator is electrically connected between the first signal line and the second signal line and between the third signal line and the fourth signal line, respectively. Since they are connected, the steepness of the filter characteristics can be increased and the passband width can be increased as in the case of the first invention.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a surface acoustic wave filter device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing filter characteristics of the surface acoustic wave filter devices of the first embodiment and the comparative example.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of a surface acoustic wave filter device prepared as a comparative example.
  • FIG. 4 is a schematic plan view for explaining the arrangement of electrode portions on the piezoelectric substrate in the surface acoustic wave filter device of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic plan view for explaining the arrangement of electrode portions on a piezoelectric substrate in a surface acoustic wave filter device of a comparative example.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a surface acoustic wave filter device according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic plan view of a surface acoustic wave filter device according to a third embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic plan view of a surface acoustic wave filter device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic plan view of a surface acoustic wave filter device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic plan view of the surface acoustic wave filter device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic view of the surface acoustic wave filter device according to the seventh embodiment. It is a plan view 12]
  • FIG. 12 is a schematic plan view of a conventional surface acoustic wave filter device. Explanation of symbols
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a surface acoustic wave filter device according to a first embodiment of the present invention.
  • the surface acoustic wave filter device 1 of the present embodiment is a surface acoustic wave filter device used as a reception-side band filter for EG SM having a balance-unbalance conversion function.
  • the transmission frequency band in the EGSM system is 880 to 915 MHz, while the reception frequency band is 925 to 960 MHz.
  • the surface acoustic wave filter device 1 is configured by forming the illustrated electrode structure on the piezoelectric substrate 2.
  • the surface acoustic wave filter device 1 has an unbalanced terminal 3 and first and second balanced terminals 4 and 5.
  • the impedance at the unbalanced terminal 3 is 50 ⁇
  • the impedance at the first and second balanced terminals 4 and 5 is 100 ⁇ .
  • the piezoelectric substrate 2 is not particularly limited, but a 40 ° ⁇ 5 ° Y-cut X-propagation Li TaO substrate is used.
  • the illustrated electrode structure is formed on the piezoelectric substrate 2 by patterning A1. That is, longitudinally coupled resonator type first and second surface acoustic wave filter sections 10 and 20 and an elastic surface wave resonator 31 are configured.
  • the first surface acoustic wave filter unit 10 includes a first IDT 11 and second and third IDTs 12 and 13 disposed on both sides of the first IDT 11 in the surface wave propagation direction.
  • First and second reflectors 14 and 15 are disposed on both sides of the surface wave propagation direction of the portion where the first to third IDTs 1!
  • the second surface acoustic wave filter unit 20 also includes the first IDT 21, and the second and third IDTs 22 and 23 disposed on both sides of the first IDT 21 in the surface wave propagation direction.
  • Have First and second reflectors 24 and 25 are arranged on both sides of the surface wave propagation direction of the portion where the first to third IDTs 2!
  • the surface acoustic wave resonator 31 is a 1-port surface acoustic wave resonator and includes an IDT 32 and reflectors 33 and 34 disposed on both sides of the surface wave propagation of the IDT 32.
  • One end of the first IDT 11 of the first surface acoustic wave filter unit 10 is connected to the unbalanced terminal 3.
  • the other end of the IDT 11 is connected to the ground potential.
  • One end of the second IDT 12 is connected to the ground potential, and the other end is connected to one end of the second IDT 22 of the second surface acoustic wave filter unit 20 via the first signal line 6.
  • One end of the third IDT 13 is connected to the ground potential, and the other end is connected to one end of the third IDT 23 of the second surface acoustic wave filter section 20 via the second signal line 7. ! / That is, the second IDTs 12 and 22 are connected to each other by the first signal line 6, and the third IDTs 13 and 23 are connected to each other by the second signal line 7.
  • One end of the first IDT 21 of the second surface acoustic wave filter unit 20 is connected to the first balanced terminal 4, and the other end is connected to the second balanced terminal 5.
  • the electrode finger of the first IDT 11 is a signal line, that is, It is connected to the hot potential, and the outermost electrode finger of the second IDT 12 is connected to the ground potential.
  • both the outermost electrode finger of the IDT 11 and the outermost electrode finger of the IDT 13 are connected to the ground potential. IDTs 12 and 13 are similarly configured. Therefore, the phase of the signal transmitted through the second signal line 7 differs from the phase of the signal transmitted through the first signal line 6 by 180 °.
  • the IDTs 22 and 23 are arranged so that the phases of the signals transmitted by the IDT 21 are 180 degrees different from each other.
  • IDT21 has an even number of electrode fingers. Therefore, the phases of signals transmitted from both ends of the IDT 21 to the first and second balanced terminals are different from each other by 180 °.
  • the first to third IDTs 11 to 13 are configured as described above, so that the phase of the signal flowing through the first signal line 6 and the second signal line The force S that was made 180 ° different from the phase of the signal flowing through 7, the first to third IDTs 11 to 11 as long as the phase force 180 ° of the signal flowing through the first and second signal lines 6 and 7 was different from 180 °; 13 May be in other forms.
  • a feature of the present embodiment is that a surface acoustic wave resonator 31 is connected between the first and second signal lines 6 and 7 that have a relationship in which the phase of a transmitted signal is inverted. It is in.
  • the antiresonance point of the surface acoustic wave resonator 31 is located in the pass band of the surface acoustic wave filter device 1, and the resonance point is disposed in the attenuation region near the lower end of the pass band.
  • the position of the resonance point of the surface acoustic wave resonator 31, that is, the attenuation region in the vicinity of the end on the lower side of the passband is compared to the case where the surface acoustic wave resonator 31 is not connected. This means the attenuation range that can increase the steepness of the filter characteristics on the side.
  • the surface acoustic wave resonator 31 is connected between the first and second signal lines 6 and 7, so that It is possible to widen the passband width by simply increasing the steepness of the filter characteristics. This will be described based on a specific experimental example.
  • the first surface acoustic wave filter unit 10, the second surface acoustic wave filter unit 20, and the surface acoustic wave resonator 31 were formed with the following specifications.
  • the wavelength ⁇ means a wavelength determined by the pitch of the electrode fingers of the IDT.
  • Electrode film thickness 0.088 ⁇ ⁇
  • Electrode film thickness 0.088 ⁇ ⁇
  • Electrode film thickness 0.19 ⁇ ⁇
  • the filter characteristics of the surface acoustic wave filter device 1 of the present embodiment produced as described above were measured. The results are shown in Fig. 2 by solid lines.
  • a surface acoustic wave filter device 1101 shown in FIG. 3 was produced.
  • the surface acoustic wave filter device 1101 instead of the surface acoustic wave resonator 31, the surface acoustic wave resonators 1102, 1102, 1102 are connected between the first signal line 6 and the second signal line 7 and the ground potential, respectively. 1
  • the electrode finger cross widths of the surface acoustic wave resonators 1102 and 1103 are set to be equal to the cross width of the surface acoustic wave resonator 31 shown in FIG. Doubled.
  • Other designs were the same as in the first embodiment, and a surface acoustic wave filter device 1101 of a comparative example was manufactured and the filter characteristics were measured. The results are shown in broken lines in Fig. 2.
  • the pass bandwidth is wider in the surface acoustic wave filter device 1 of the present embodiment than in the surface acoustic wave filter device 1101 of the comparative example. More specifically, according to the above embodiment, the bandwidth of 3 dB attenuation, that is, the through-level force, and the passband width where the insertion loss is 3 dB or less is approximately 1.5 MHz compared to the comparative example. You can see that it is getting wider.
  • the phase of the electric signal flowing through the first signal line 6 is The phase of the electric signal flowing through the second signal line 7 differs by 180 °, and a surface acoustic wave resonator 31 is connected between the first and second signal lines 6 and 7. Therefore, the signals transmitted from the first and second signal lines 6 and 7 to the surface acoustic wave resonator 31 are canceled out.
  • FIG. 4 schematically shows a layout of electrode portions on the piezoelectric substrate 2 of the surface acoustic wave filter device 1 of the first embodiment with hatching.
  • the signal lines 6 and 7, the electrodes 40a to 40c connected to the signal potential, and the electrodes 41a to 41e connected to the ground potential are shown with a notch and a pinching, respectively.
  • the insulating films 42a to 42d are insulating films for preventing a short circuit between electrodes connected to different potentials.
  • FIG. 5 schematically shows a layout of electrodes on the piezoelectric substrate in the surface acoustic wave filter device 1101 of the comparative example shown in FIG.
  • the signal lines 6 and 7 and the electrodes 1104a to 1104c and 1105a to 1105e connected to the signal potential and the ground potential are shown with hatching.
  • the insulating films 1106a to 1106d mean insulating films for preventing a short circuit between electrodes connected to different potentials.
  • the surface acoustic wave filter device 1 having a balance-unbalance conversion function is shown, but the present invention is limited to the surface acoustic wave filter device having a balance-unbalance conversion function. It is not a thing. That is, in the surface acoustic wave filter device 101 according to the second embodiment shown in FIG. 6, the illustrated electrode structure is formed on the piezoelectric substrate 102. Here, there is a longitudinally coupled resonator type between unbalanced signal input terminal 103 and unbalanced signal output terminal 104. The first and second surface acoustic wave filter sections 110 and 120 are connected in cascade.
  • one end of the first IDT 111 of the first surface acoustic wave filter unit 110 is connected to the unbalanced signal input terminal 103, and the other end is connected to the ground potential.
  • one end of the first IDT 121 of the second longitudinally coupled resonator-type surface acoustic wave filter unit 120 is connected to the ground potential, and the other end is connected to the unbalanced signal output terminal 104. Since the other points are the same as those of the surface acoustic wave filter device 1 of the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the surface acoustic wave filter device of the present invention may be a surface acoustic wave filter device having an unbalanced signal input and an unbalanced signal output.
  • the surface acoustic wave resonator 31 is connected between the first and second signal lines 6 and 7, the first and second signal lines 6 and 7 are also connected. Therefore, the resonance point of the surface acoustic wave resonator 31 exists in the attenuation region near the lower end of the passband of the surface acoustic wave filter device, and the anti-resonance Since the point exists in the passband, the steepness of the filter characteristics on the low passband side can be increased and the passband width can be increased as in the first embodiment.
  • the illustrated electrode structure is formed on the piezoelectric substrate 202. That is, between the first and second balanced signal input terminals 203a and 203b and the first and second balanced signal output terminals 204a and 204b, the first and second elastic surfaces of the longitudinally coupled resonator type
  • the wave filter units 210 and 220 are connected in cascade.
  • a surface acoustic wave resonator 31 is configured and connected in the same manner as in the first embodiment.
  • the surface acoustic wave filter sections 210 and 220 are configured in the same manner as the surface acoustic wave filter sections 10 and 20 of the first embodiment. However, one end of the first IDT 11 is connected to the first balanced signal input terminal 203a, and the other end is connected to the second balanced signal input terminal 203b. Further, in the second surface acoustic wave filter unit 220, one end force of the center IDT 21 is connected to the first balanced signal output terminal 204a, and the other end is connected to the second balanced signal output terminal 204b. Other configurations are the same as those of the surface acoustic wave filter device 1 of the first embodiment. Therefore, in this embodiment as well as in the case of the first embodiment, the low pass band side of the filter characteristics The steepness can be increased, and the passband width can be increased.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing an electrode structure of the surface acoustic wave filter device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • two first surface acoustic wave filter sections 10 and 1 OA of 3IDT type longitudinally coupled resonator type are connected to the unbalanced terminal 3.
  • a longitudinally coupled resonator type second surface acoustic wave filter unit 20 is connected to the subsequent stage of the first surface acoustic wave filter unit 10, and is connected between the first and second signal lines 6 and 7.
  • a surface acoustic wave resonator 31 is connected.
  • One end of the IDT 21 of the second surface acoustic wave filter unit 20 is electrically connected to the ground potential, and the other end is electrically connected to the first balanced terminal 4.
  • a 3IDT type longitudinally coupled resonator type second surface acoustic wave filter unit 20A is connected to the subsequent stage of the first surface acoustic wave filter unit 10A, and the first and second signals are connected to each other.
  • a surface acoustic wave resonator 31A is connected between the lines 6A and 7A.
  • One end of the first IDT 21A of the second surface acoustic wave filter section 20A is connected to the ground potential, and the other end is connected to the second balanced terminal 5.
  • the phases of the signals transmitted through the first and second signal lines 6 and 7 are 180 degrees different from each other, and the signals transmitted through the first and second signal lines 6A and 7A have different phases.
  • the surface acoustic wave resonator 31A has a resonance point in the attenuation region near the lower end of the passband of the filter, and has an antiresonance point in the passband. Is configured. Therefore, also in this embodiment, it is possible to increase the steepness of the filter characteristics on the low pass band side and to widen the pass bandwidth.
  • the surface acoustic wave filter device 301 according to the fourth embodiment is limited to the surface acoustic wave filter device having the float-type balanced-unbalanced conversion function shown in FIG. It is possible to use a surface acoustic wave filter device having a so-called neutral point-equipped balance-unbalance conversion function.
  • a surface acoustic wave filter device using a 5IDT type longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filter may be used.
  • a first IDID and a second surface acoustic wave filter unit 41 of a 5IDT type longitudinally coupled resonator type are provided.
  • the surface acoustic wave filter 410 includes the first IDT 411, the second and third IDTs 412 and 413 placed on the surface wave propagation band J of the first IDT 411, and the first to third IDTs. IDT41; 4th IDT414 and 5th IDT4 placed on both sides of the surface wave propagation direction of the part where there are!
  • First and second reflectors 416 and 417 are arranged on both sides of the surface wave propagation direction of the fourth and fifth IDTs 414 and 415, respectively.
  • the second surface acoustic wave filter unit 420 also has first to fifth IDTs 42 !
  • the first IDT 411, 421 force in the center is divided into one of the comb electrodes in the direction of surface wave propagation
  • One end of the second and third IDTs 412 and 413 is connected in common to the unbalanced terminal 3, and the other end of the IDTs 412 and 413 is connected to the ground potential.
  • One end of the fourth IDT 414 is connected to one end of the fourth IDT 424 of the second surface acoustic wave filter unit 420 by the first signal line 6a.
  • the other ends of the IDTs 414 and 424 are connected to the ground potential.
  • One end of the first divided IDT section 411a is connected to the first divided IDT section 421a by the second signal line 7a.
  • second divided harm 1 0 chome 4111 3 are electrically connected by the second minute harm iJIDT portion 421b and force the third signal line 6b.
  • the end of IDT411, 421 opposite to the IDT part is connected to ground potential.
  • One end of the fifth IDT 415 is connected to one end of the fifth IDT 425 via the fourth signal line 7b.
  • the other ends of the fifth IDTs 415 and 425 are connected to the ground potential.
  • One end of the second IDT 422 is connected to the ground potential, and the other end is connected to the first balanced terminal 4.
  • one end of the third IDT 423 is connected to the ground potential, and the other end is connected to the second balanced terminal 5.
  • the phase of the signal flowing through the third signal line 6b and the phase of the fourth signal so that the phase of the signal flowing through the first signal line 6a differs from the phase of the signal flowing through the second signal line 7a by 180 °.
  • the first phase so that the signal flowing through line 7b is 180 ° out of phase.
  • IDT411 so that the phase of the signal extracted from the second balanced terminals 4 and 5 differs by 180 °
  • the surface acoustic wave resonator 31a is connected between the first and second signal lines 6a and 7a, and the surface acoustic wave resonator 3lb is connected between the third and fourth signal lines 6b and 7b. Yes.
  • the resonance points of the surface acoustic wave resonators 31a and 31b are arranged in the attenuation region near the lower end of the passband, and the antiresonance points are arranged in the passband. Therefore, also in the present embodiment, it is possible to increase the steepness on the low pass band side and increase the pass bandwidth.
  • the surface acoustic wave filter device 401 is different except that the connection mode between the unbalanced terminal 3 and the first and second balanced terminals 4 and 5 is different. It is said that That is, in the surface acoustic wave filter device 501 of the fifth embodiment, the first balanced terminal 4 is connected to one end of the second and third IDTs 422, 423, and the second balanced terminal 5 is connected to the first balanced terminal 5.
  • the structure is the same as that of the surface acoustic wave filter device 401 except that it is electrically connected to the other ends of the second and third IDTs 422 and 423.
  • the surface acoustic wave filter device using the 5IDT type longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filter has the first and second balanced states to realize the balance-unbalance conversion function.
  • the terminal connection form may be a float type.
  • the surface acoustic wave filter device is preferably used to construct a force S that is suitably used as a band-pass filter of an RF stage of a mobile phone, in particular, a duplexer 601 shown in FIG.
  • the surface acoustic wave filter device 1 of the first embodiment is connected to an unbalanced terminal 603 connected to an antenna via a surface acoustic wave resonator 604.
  • a reception-side band filter having the first and second balanced terminals 4 and 5 as reception terminals is configured.
  • a transmission side band filter 605 is also connected to the unbalanced terminal 603 connected to the antenna.
  • the transmission-side band filter 605 has a ladder-type circuit configuration having a plurality of series arm resonators 605a to 605c and a plurality of parallel arm resonators 605d and 605e.
  • a plurality of series arm resonators 605 a to 605 c are connected between the transmission terminal 606 and the unbalanced terminal 603.
  • the piezoelectric substrate is a 40 ° ⁇ 5 ° Y-cut X-propagation LiTaO substrate.
  • the piezoelectric substrate may have other cut angles such as a 64 ° to 72 ° Y-cut X-propagation LiNbO substrate and a 41 ° Y-cut X-propagation LiNbO substrate.
  • the resonance point is disposed in the attenuation region near the lower end of the passband, and the antiresonance point is disposed in the passband. Accordingly, the steepness of the filter characteristics on the low pass band side is enhanced.
  • the present invention is not limited to this, and a resonance point is arranged in the pass band, and the high pass band side.
  • An anti-resonance point may be arranged in the attenuation region near the end to increase the attenuation in the attenuation region near the end on the high passband side.

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Description

明 細 書
弾性表面波フィルタ装置及びデュプレクサ
技術分野
[0001] 本発明は、複数の縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部を縦続接続してなる構 造を有する弾性表面波フィルタ装置及び該弾性表面波フィルタ装置を用いたデュプ レクサに関し、より詳細には、段間に弾性表面波共振子が電気的に接続されている 弾性表面波フィルタ装置及びデュプレクサに関する。
背景技術
[0002] 携帯電話機の RF段に、帯域フィルタとして弾性表面波フィルタ装置が広く用いられ ている。この種の弾性表面波フィルタ装置では、高周波化に対応可能であり、かつ平 衡ー不平衡変換機能を有することが強く求められている。
[0003] 他方、近年、携帯電話機では、使用する周波数帯域幅が広くなり、かつ送信側周 波数帯と受信側周波数帯とが近接してきている。従って、使用される帯域フィルタに おいては、通過帯域幅が広くかつ周波数選択性が高いこと、すなわちフィルタ特性 の急峻性に優れて!/、ることが求められて!/、る。
[0004] フィルタ特性の急峻性を高めるために、従来、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ に直歹ほたは並列に弾性表面波共振子を接続する技術が広く用いられている。
[0005] 弾性表面波共振子を縦結合共振子型弾性表面波フィルタに直列に接続した構成 では、弾性表面波共振子の共振点をフィルタの通過帯域内に、反共振点を通過帯 域高域側端部近傍の減衰域に配置することにより、通過帯域高域側における急峻性 を高めることができる。
[0006] 他方、弾性表面波共振子を縦結合共振子型弾性表面波フィルタに並列に接続し た構成では、弾性表面波共振子の反共振点を通過帯域内に配置し、共振点を通過 帯域低域側端部近傍の減衰域に配置することにより、通過帯域低域側における急峻 十生を高めることができる。
[0007] なお、弾性表面波共振子を縦結合共振子型弾性表面波フィルタの入力端に接続 するか、あるいは出力端に接続するかは、入力端子及び出力端子のインピーダンス などを考慮して選択すればょレ、。
[0008] 他方、 2つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを 2段縦続接続した構成では、 2 つの弾性表面波フィルタの間、すなわち段間に弾性表面波共振子を接続することも 考えられる。下記の特許文献 1には、段間に弾性表面波共振子が接続されている 2 段縦続接続型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ装置が開示されている。
[0009] 図 12は、特許文献 1に記載の弾性表面波フィルタ装置を模式的に示す平面図であ
[0010] 弾性表面波フィルタ装置 1001では、圧電基板 1002上に、図示されている電極構 造が形成されている。弾性表面波フィルタ装置 1001は、入力端子 1003と、出力端 子 1004とを有する。入力端子 1003と出力端子 1004との間に、縦結合共振子型の 第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部 1005, 1006が接続されている。
[0011] 第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部 1005, 1006は、それぞれ、弾性表面波伝搬方 向において隣り合うように酉己置された第 1 ,第 2の IDT1005a, 1005b, 1006a, 100 6bを有する。また、 IDT1005a, 1005bが設けられている表面波伝搬方向両側に、 反射器 1005c, 1005dが配置されている。同様に、弾性表面波フィルタ部 1006に おいても、反射器 1006c, 1006d力 IDT1006a, 1006bカ設けられているき分の 表面波伝搬方向両側に配置されている。
[0012] 入力端子 1003に、第 1の弾性表面波フィルタ部 1005の第 1の IDT1005aの一端 が接続されている。他方、出力端子 1004に、第 2の弾性表面波フィルタ部 1006の 第 2の IDT1006bの一端が接続されている。第 2の IDT1005bの一端と、第 1の IDT 1006aの一端とが信号ライン 1007により接続され、それによつて、第 1 ,第 2の弾性 表面波フイノレタ咅 1005, 1006カ電気白勺に接続されてレヽる。 IDT1005a, 1005b, 1 006a, 1006bの各他方端はアース電位に接続されている。
[0013] 弾性表面波フィルタ装置 1001では、第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部 1005, 10 06が 2段縦続接続されている構成において、信号ライン 1007とアース電位との間に 、弾性表面波共振子 1008が接続されている。弾性表面波共振子 1008の一端が、 信号ライン 1007に、他端がアース電位に接続されている。すなわち、弾性表面波共 振子 1008が、段間部において、信号ラインとアース電位との間に接続されている。 [0014] ここでは、弾性表面波共振子 1008の共振点を通過帯域の高周波側の減衰域に配 置することにより、通過帯域高域側の減衰域における減衰量の拡大が図られている。 すなわち、特許文献 1に記載の弾性表面波フィルタ装置 1001では、通過帯域低域 側の急峻性を高めるのではなぐ通過帯域高域側の減衰域における減衰量の拡大 を図るために弾性表面波共振子 1008が接続されている。
特許文献 1：特開平 4 - 54011号公報
発明の開示
[0015] 特許文献 1に記載の弾性表面波フィルタ装置 1001では、段間部に弾性表面波共 振子 1008が並列に、すなわち IDT1005b, 1006aと並列に接続されており、弾性 表面波共振子 1008の一端がアース電位に接続されている。そのため、段間部にお ける対アース電位に対する静電容量が大きくなり、それによつて、通過帯域幅が狭く なり、広帯域化に対応することができないという問題があった。
[0016] 本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、縦結合共振子型の複数の弾 性表面波フィルタを縦続接続し、段間に弾性表面波共振子を接続した構成であって 、フィルタ特性の急峻性を高めることができ、かつ通過帯域幅を拡げ得ることを可能と する弾性表面波フィルタ装置を提供することにある。
[0017] 第 1の発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に構成されており、縦続接続されてい る縦結合共振子型の第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部と、前記圧電基板上に構成さ れている少なくとも 1個の弾性表面波共振子とを備え、前記第 1 ,第 2の弾性表面波 フィルタ部は、それぞれ、第 1の IDTと、第 1の IDTの弾性表面波伝搬方向両側に配 置された第 2,第 3の IDTと、第 1〜第 3の IDTが設けられている部分の弾性表面波 伝搬方向両端に配置された第 1 ,第 2の反射器とを有しており、かつ第 1 ,第 2の弾性 表面波フィルタ部の弾性表面波伝搬方向が平行とされており、前記第 1の弾性表面 波フィルタ部の第 2の IDTと、第 2の弾性表面波フィルタ部の第 2の IDTとを電気的に 接続している第 1の信号ラインと、前記第 1の弾性表面波フィルタ部の第 3の IDTと、 第 2の弾性表面波フィルタ部の第 3の IDTとを電気的に接続している第 2の信号ライ ンとをさらに備え、前記第 1の信号ラインを伝送される電気信号に対し、前記第 2の信 号ラインを伝送される電気信号の位相が 180° 異なっており、前記少なくとも 1個の 弾性表面波共振子が、前記第 1の信号ラインと前記第 2の信号ラインとの間に接続さ れて!/、ることを特徴とする、弾性表面波フィルタ装置である。
[0018] また、第 2の発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に構成されており、縦続接続さ れている縦結合共振子型の 5IDT型の第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部と、前記圧 電基板上に構成されている少なくとも 2個の弾性表面波共振子とを備え、前記第 1 , 第 2の弾性表面波フィルタ部は、第 1の IDTと、前記第 1の IDTの弾性表面波伝搬方 向両側に配置された第 2,第 3の IDTと、前記第 1〜第 3の IDTが設けられている部 分の弾性表面波伝搬方向両側に配置された第 4,第 5の IDTと、弾性表面波伝搬方 向両端に配置された第 1 ,第 2の反射器とをそれぞれ有しており、前記第 1 ,第 2の弾 性表面波フィルタ部の各第 1の IDT力 表面波伝搬方向に 2分割することにより設け られた第 1 ,第 2の分割 IDT部をそれぞれ有しており、前記第 1 ,第 2の弾性表面波フ ィルタ部における弾性表面波伝搬方向が平行とされており、前記第 1 ,第 2の弾性表 面波フィルタ部の第 4の IDT同士を電気的に接続している第 1の信号ラインと、前記 第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部の各第 1の IDTの第 1の分割 IDT部同士を電気的 に接続している第 2の信号ラインと、第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部の第 1の IDT の第 2の分割 IDT部同士を電気的に接続している第 3の信号ラインと、前記第 1 ,第 2 の弾性表面波フィルタ部の第 5の IDT同士を電気的に接続している第 4の信号ライン とをさらに備え、前記第 1の信号ラインを伝搬する電気信号の位相と、第 2の信号ライ ンを伝搬する電気信号の位相とが 180° 異なっており、かつ第 3の信号ラインを伝搬 する電気信号の位相と、第 4の信号ラインを伝搬する電気信号の位相とが 180° 異 なっており、前記第 1の信号ラインと前記第 2の信号ラインとの間及び前記第 3の信号 ラインと前記第 4の信号ラインとの間に、前記少なくとも 2個の弾性表面波共振子の内 少なくとも 1個の弾性表面波共振子がそれぞれ電気的に接続されていることを特徴と する、弾性表面波フィルタ装置である。
[0019] また、第 1 ,第 2の発明（以下、本発明と適宜総称する）のある特定の局面では、前 記第 1の弾性表面波フィルタ部が不平衡端子に接続されており、前記第 2の弾性表 面波フィルタ部が第 1 ,第 2の平衡端子に接続されており、それによつて、本発明に 従って、平衡ー不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタ装置を提供することが できる。
[0020] また、本発明に係る弾性表面波フィルタ装置は、平衡ー不平衡変換機能を有する ものに限らず、前記第 1の弾性表面波フィルタ部が第 1の不平衡端子に、前記第 2の 弾性表面波フィルタ部が第 2の不平衡端子に接続されており、不平衡信号入力ー不 平衡信号出力フィルタであってもよぐまた、前記第 1の弾性表面波フィルタ部が、第 1 ,第 2の平衡端子に、前記第 2の弾性表面波フィルタ部が第 3,第 4の平衡端子に 接続されており、平衡信号入力（出力） 平衡信号出力（入力）フィルタであってもよ い。
[0021] また、本発明によれば、上記本発明に従って構成された弾性表面波フィルタ装置を 帯域フィルタとして備えるデュプレクサを提供することとができ、従って、フィルタ特性 の急峻性に優れ、かつ広帯域化に容易に対応可能なデュプレクサを提供することが 可能となる。
(発明の効果）
[0022] 第 1の発明によれば、第 1〜第 3の IDTを有する縦結合共振子型の第 1 ,第 2の弾 性表面波フィルタ部が縦続接続されており、第 2の IDT同士を電気的に接続している 第 1の信号ラインと、第 3の IDT同士を電気的に接続している第 2の信号ラインとで、 伝送される信号の位相が反転されるように各 IDTが設定されており、さらに第 1 ,第 2 の信号ライン間に弾性表面波共振子が接続されてレ、るため、フィルタ特性の急峻性 を高めることができ、かつ通過帯域幅を広くすることができる。すなわち、第 1 ,第 2の 信号ライン間で、位相がほぼ反転した信号が伝送されているので、第 1 ,第 2の信号 ライン間に弾性表面波共振子が接続されることにより、第 1 ,第 2の信号ラインから弾 性表面波共振子に伝送されてくる信号が相殺される。それによつて、フィルタ特性の 急峻性を確保される。また、段間部のアースラインが大幅に減らされることになるため 、対接地容量が小さくなり、通過帯域幅が広げられる。
[0023] また、第 2の発明に係る弾性表面波フィルタ装置によれば、第 1〜第 5の IDTを有 する縦結合共振子型の第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部が縦続接続されており、上 記第 1の信号ラインと第 2の信号ラインとで、伝送される信号の位相が反転され、かつ 第 3,第 4の信号ライン間で伝送される信号の位相が反転されるように各 IDTが設定 されており、第 1の信号ラインと第 2の信号ラインとの間及び第 3の信号ラインと第 4の 信号ラインとの間に、それぞれ、少なくとも 1個の弾性表面波共振子が電気的に接続 されているため、第 1の発明の場合と同様に、フィルタ特性の急峻性を高めることがで き、かつ通過帯域幅を拡げることが可能となる。
[0024] よって、本発明によれば、フィルタ特性の急峻性に優れて!/、るだけでなぐ広帯域 化に容易に対応し得る弾性表面波フィルタ装置を提供することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の模式的平面 図である。
[図 2]図 2は、第 1の実施形態及び比較例の弾性表面波フィルタ装置のフィルタ特性 を示す図である。
[図 3]図 3は、比較例として用意した弾性表面波フィルタ装置の模式的平面図である
[図 4]図 4は、第 1の実施形態の弾性表面波フィルタ装置における圧電基板上の電極 部分の配置を説明するための模式的平面図である。
[図 5]図 5は、比較例の弾性表面波フィルタ装置における圧電基板上の電極部分の 配置を説明するための模式的平面図である。
[図 6]図 6は、第 2の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の模式的平面図である
[図 7]図 7は、第 3の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の模式的平面図である
[図 8]図 8は、第 4の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の模式的平面図である
[図 9]図 9は、第 5の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の模式的平面図である
[図 10]図 10は、第 6の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の模式的平面図であ [図 11]図 11は、第 7の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の模式的平面図であ 園 12]図 12は、従来の弾性表面波フィルタ装置の模式的平面図である。 符号の説明
1…弾^表面波フィルタ装置
2…圧電基板
3…不平衡端子
4， 5…第 1,第 2の平衡端子
6, 7…第 1，第 2の信号ライン
6a, 7a…第 1,第 2の信号ライン
6b, 7b…第 3、第 4の信号ライン
10， 10A…第 1の弾性表面波フィルタ部
11— 13, 11A〜； L3A…第 1〜第 3の IDT
14, 15…反射器
20, 20Α···第 2の弾性表面波フィルタ部
21〜23, 21A〜23A…第 1〜第 3の IDT
24， 25…第 1,第 2の反射器
31…弾性表面波共振子
31a, 31b, 31A…弾性表面波共振子
32---IDT
33， 34…反射器
101···弹^表面波フィルタ装置
110…第 1の弾性表面波フィルタ部
120···第 2の弾性表面波フィルタ部
103…不平衡入力端子
104…不平衡出力端子
111， 121…第 1の IDT
201···弾性表面波フィルタ装置
203a, 203b…平衡信号入力端子 204a, 204b…平衡信号出力端子
210, 220…第 1,第 2の弾性表面波フィルタ部
301···弾性表面波フィルタ装置
401···弾性表面波フィルタ装置
410···第 1の弾性表面波フィルタ部
41；!〜 415…第 1〜第 5の IDT
411a, 411b…第 1,第 2の分害 iJIDT部
416, 417···反射器
420···第 2の弾性表面波フィルタ部
42；!〜 425…第 1〜第 5の IDT
421a, 421b…第 1,第 2の分害 iJIDT部
426, 427…反射器
501···弾性表面波フィルタ装置
601···デュプレクサ
603···不平衡端子
604…弾性表面波共振子
605···送信側帯域フィルタ
605a〜605c…直歹 IJ腕共振子
605d, 605e…並歹 IJ腕共振子
発明を実施するための最良の形態
[0027] 以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発 明を明らかにする。
[0028] 図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の模式的平面図 である。
[0029] 本実施形態の弾性表面波フィルタ装置 1は、平衡ー不平衡変換機能を有する EG SM用受信側帯域フィルタとして用いられる弾性表面波フィルタ装置である。 EGSM 方式における送信周波数帯は 880〜915MHzであるのに対し、受信周波数帯は、 9 25〜960MHzである。 [0030] 弾性表面波フィルタ装置 1は、圧電基板 2上に図示の電極構造を形成することによ り構成されている。弾性表面波フィルタ装置 1は、不平衡端子 3と、第 1 ,第 2の平衡 端子 4, 5とを有する。本実施形態では、不平衡端子 3におけるインピーダンスが 50 Ω、第 1 ,第 2の平衡端子 4, 5におけるインピーダンスが 100 Ωとされている。また、 圧電基板 2としては、特に限定されるわけではないが、 40° ± 5° Yカット X伝搬の Li TaO基板が用いられている。
3
[0031] 圧電基板 2上に、 A1をパターユングすることにより、図示の電極構造が形成されて いる。すなわち、縦結合共振子型の第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部 10, 20と、弾 性表面波共振子 31とが構成されている。
[0032] 第 1の弾性表面波フィルタ部 10は、第 1の IDT11と、第 1の IDT11の表面波伝搬 方向両側に配置された第 2,第 3の IDT12, 13とを有する。第 1〜第 3の IDT1；!〜 1 3が設けられている部分の表面波伝搬方向両側に、第 1 ,第 2の反射器 14, 15が配 置されている。
[0033] 同様に、第 2の弾性表面波フィルタ部 20もまた、第 1の IDT21と、第 1の IDT21の 表面波伝搬方向両側に配置された第 2,第 3の IDTの 22, 23とを有する。第 1〜第 3 の IDT2；!〜 23が設けられている部分の表面波伝搬方向両側に、第 1 ,第 2の反射 器 24, 25が配置されている。
[0034] 弾性表面波共振子 31は、 1ポート型弾性表面波共振子であり、 IDT32と、 IDT32 の表面波伝搬両側に配置された反射器 33, 34とを有する。
[0035] 不平衡端子 3に、第 1の弾性表面波フィルタ部 10の第 1の IDT11の一端が接続さ れている。 IDT11の他端は、アース電位に接続されている。第 2の IDT12の一端は アース電位に接続されており、他端が、第 1の信号ライン 6を介して第 2の弾性表面波 フィルタ部 20の第 2の IDT22の一端に接続されている。
[0036] 第 3の IDT13の一端がアース電位に接続されており、他端が第 2の信号ライン 7を 介して第 2の弾性表面波フィルタ部 20の第 3の IDT23の一端に接続されて!/、る。す なわち、第 1の信号ライン 6により、第 2の IDT12, 22同士が接続されており、第 2の 信号ライン 7により、第 3の IDT13, 23同士が接続されている。
[0037] 第 2の弾性表面波フィルタ部 20における第 2,第 3の IDT22, 23の各他端は、ァー ス電位に接続されている。
[0038] 第 2の弾性表面波フィルタ部 20の第 1の IDT21の一端が第 1の平衡端子 4に接続 されており、他端が第 2の平衡端子 5に接続されている。
[0039] 本実施形態では、第 1の弾性表面波フィルタ部 10の第 1の IDT11と、第 2の IDT1 2とが隣り合つている部分では、第 1の IDT11の電極指が信号ライン、すなわちホット 電位に接続されており、第 2の IDT12の最外側の電極指はアース電位に接続されて いる。他方、 IDT11 , 13が隣り合つている部分では、 IDT11の最外側の電極指及び IDT13の最外側の電極指のいずれもがアース電位に接続されている。そして、 IDT 12, 13は、同様に構成されている。従って、第 1の信号ライン 6を伝送する信号の位 相に対し、第 2の信号ライン 7を伝送される信号の位相が 180° 異なっている。
[0040] IDT22, 23は、 IDT21 伝送される信号の位相が互いに 180° 異なるように配置 されている。
IDT21の電極指本数は偶数本とされている。従って、 IDT21の両端から第 1 ,第 2 の平衡端子へ伝送される信号の位相が互いに 180° 異なっている。
[0041] なお、本実施形態では、第 1〜第 3の IDT11〜； 13を上記のように構成することによ り、第 1の信号ライン 6を流れる信号の位相と、第 2の信号ライン 7を流れる信号の位 相とが 180° 異ならされていた力 S、第 1 ,第 2の信号ライン 6, 7を流れる信号の位相 力 180° 異なる限り、第 1〜第 3の IDT11〜； 13は、他の形態とされていてもよい。
[0042] 本実施形態の特徴は、伝送される信号の位相が反転されている関係にある第 1 , 第 2の信号ライン 6, 7間に、弾性表面波共振子 31が接続されていることにある。弾性 表面波共振子 31の反共振点は、弾性表面波フィルタ装置 1の通過帯域内に位置し ており、共振点は、通過帯域低域側端部近傍の減衰域に配置されている。弾性表面 波共振子 31の共振点の位置、すなわち、上記通過帯域低域側端部近傍の減衰域と は、弾性表面波共振子 31が接続されていない場合に比べ、フィルタの通過帯域低 域側におけるフィルタ特性の急峻性を高め得る作用を果たす減衰域範囲を意味する
[0043] 本実施形態の弾性表面波フィルタ装置 1では、上記第 1 ,第 2の信号ライン 6, 7間 に上記弾性表面波共振子 31が接続されていることにより、通過帯域低域側における フィルタ特性の急峻性を高め得るだけではなぐ通過帯域幅を広げることが可能とさ れている。これを具体的な実験例に基づき説明する。
[0044] 第 1の弾性表面波フィルタ部 10、第 2の弾性表面波フィルタ部 20及び弾性表面波 共振子 31を以下の仕様で形成した。
[0045] なお、以下において、波長 λ ΐとは、 IDTの電極指のピッチで定まる波長をいうもの とする。
[0046] (第 1の弾性表面波フィルタ部 10)
交叉幅： 36. 8 1
第 1の IDT1 1の電極指の本数： 38本
第 2,第 3の IDT12, 13の電極指の本数： 28本
第 1 ,第 2の反射器 14, 15の電極指の本数： 65本
メタライゼーシヨンレシオ： 0. 73
電極膜厚： 0. 088 λ ΐ
[0047] (第 2の弾性表面波フィルタ部 20)
交叉幅： 36. 8 1
第 1の IDT21の電極指の本数： 40本
第 2,第 3の IDT22, 23の電極指の本数： 28本
第 1 ,第 2の反射器 24, 25の電極指の本数： 65本
メタライゼーシヨンレシオ： 0. 73
電極膜厚： 0. 088 λ ΐ
[0048] (弾性表面波共振子 31の仕様）
交叉幅： 5. 8 λ Ι
IDT32の電極指の本数： 61本
各反射器 33, 34における電極指の本数： 18本
メタライゼーシヨンレシオ： 0. 50
電極膜厚： 0. 109 λ ΐ
上記のようにして作製した本実施形態の弾性表面波フィルタ装置 1のフィルタ特性 を測定した。結果を図 2に実線で示す。 [0049] なお、比較例として、図 3に示す弾性表面波フィルタ装置 1101を作製した。弾性表 面波フィルタ装置 1101では、弾性表面波共振子 31に代えて、第 1の信号ライン 6及 び第 2の信号ライン 7とアース電位との間に、それぞれ、弾性表面波共振子 1102, 1 103を接続したことを除いては、上記実施形態の弾性表面波フィルタ装置 1と同様と した。この場合、弾性表面波共振子 1102, 1103における電極指交叉幅は、容量値 を第 1の実施形態の場合と同様とするために、図 1に示した弾性表面波共振子 31の 交叉幅の 2倍とした。その他の設計は、第 1の実施形態の場合と同様として、比較例 の弾性表面波フィルタ装置 1101を作製し、フィルタ特性を測定した。結果を図 2に破 線で示す。
[0050] 図 2から明らかなように、比較例の弾性表面波フィルタ装置 1101に比べて、本実施 形態の弾性表面波フィルタ装置 1では、通過帯域幅が広くなつていることがわかる。よ り具体的には、 3dB減衰量の帯域幅、すなわちスルーレベル力、ら揷入損失が 3dB以 下である通過帯域の幅が、上記実施形態によれば、比較例に比べ約 1. 5MHz広く なっていることがわかる。そして、上記実施形態の弾性表面波フィルタ装置 1における 通過帯域低域側のフィルタ特性の急峻性は、上記比較例の場合と同じレベルである こと力 sゎカゝる。
[0051] 従って、上記実施形態によれば、通過帯域低域側のフィルタ特性の急峻性を、弹 性表面波共振子 31の接続により高め得るだけでなぐ通過帯域幅を広げ得ることが わかる。この理由は、以下の通りであると考えられる。
[0052] 前述したように、従来、弾性表面波フィルタに弾性表面波共振子を並列に接続して 、フィルタ特性の通過帯域低域側における急峻性を高める場合には、弾性表面波共 振子の共振点を通過帯域低域側端部近傍の減衰域に配置し、反共振を通過帯域 内に配置していた。し力もながら、この場合、図 3に示した比較例の構造から明らかな ように、圧電基板上におけるアース電位に接続される電極部分が複雑かつ広くなり、 そのため、弾性表面波フィルタの対接地容量が大きくなるという問題があった。特に、 図 3に示したように、 2段縦続接続型の縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ装置 1 101では、段間部の対接地容量が大きくなると、通過帯域幅が狭くならざるを得なか つた。これに対して、本実施形態では、第 1の信号ライン 6を流れる電気信号の位相と 、第 2の信号ライン 7を流れる電気信号の位相とが 180° 異なっており、この第 1 ,第 2 の信号ライン 6, 7間に弾性表面波共振子 31が接続されている。従って、第 1 ,第 2の 信号ライン 6, 7から弾性表面波共振子 31に伝送されてくる信号が相殺されることに なる。
[0053] よって、弾性表面波共振子 31の共振点において双方の信号が最も効果的に相殺 されることになるため、弾性表面波共振子 1102, 1103を並列接続した従来例に相 当する比較例の弾性表面波フィルタ装置 1101の場合と同様に、フィルタ特性の低 域側における急峻性を高めることができる。加えて、段間部におけるアースラインを大 幅に減らすことができるので、通過帯域幅を広げることが可能とされて!/、る。
[0054] 参考までに、図 4に第 1の実施形態の弾性表面波フィルタ装置 1の圧電基板 2上に おける電極部分のレイアウトをハッチングを付して模式的に示す。ここで、断面ではな いが、信号ライン 6, 7、信号電位に接続される電極 40a〜40c、アース電位に接続さ れる電極 41a〜41eを、それぞれ、ノ、ツチングを付して示すこととする。また、絶縁膜 4 2a〜42dは、異なる電位に接続される電極同士の短絡を防止するための絶縁膜で ある。
[0055] 比較のために、図 5に図 3に示した比較例の弾性表面波フィルタ装置 1101におけ る圧電基板上の電極のレイアウトを模式的に示す。ここでも、信号ライン 6, 7、信号電 位及びアース電位に接続される電極 1104a〜； 1104c, 1 105a〜； 1105eをハツチン グを付して示すこととする。また、絶縁膜 1106a〜； 1106dは、異なる電位に接続され る電極間の短絡を防止するための絶縁膜を意味する。
[0056] 図 4と図 5を比較すれば明らかなように、上記実施形態によれば、比較例に比べて 段間部におけるアース電位に接続される電極部分が著しく少なくなり、段間部の信号 ライン 6, 7に対接地容量が侵入し難いことがわかる。
[0057] 第 1の実施形態では、平衡ー不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタ装置 1 を示したが、本発明は、平衡ー不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタ装置に 限定されるものではない。すなわち、図 6に示す第 2の実施形態の弾性表面波フィル タ装置 101では、圧電基板 102上に図示の電極構造が形成されている。ここでは、 不平衡信号入力端子 103と、不平衡信号出力端子 104との間に、縦結合共振子型 の第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部 110, 120が縦続接続されている。すなわち、第 1の弾性表面波フィルタ部 110の第 1の IDT111の一端が不平衡信号入力端子 103 に接続されており、他端がアース電位に接続されている。また、第 2の縦結合共振子 型弾性表面波フィルタ部 120の第 1の IDT121の一端がアース電位に、他端が不平 衡信号出力端子 104に接続されている。その他の点については、第 1の実施形態の 弾性表面波フィルタ装置 1と同様であるため、同一の部分については、同一の参照 番号を付することにより、その説明を省略する。
[0058] このように、本発明の弾性表面波フィルタ装置は、不平衡信号入力、不平衡信号出 力を有する弾性表面波フィルタ装置であってもよレ、。
[0059] 第 2の実施形態においても、弾性表面波共振子 31が第 1 ,第 2の信号ライン 6, 7の 間に接続されているので、また第 1 ,第 2の信号ライン 6, 7を伝送する信号の位相が 1 80° 異なっているため、さらに弾性表面波共振子 31の共振点が弾性表面波フィル タ装置の通過帯域低域側端部近傍の減衰域に存在し、反共振点が通過帯域内に 存在するため、第 1の実施形態と同様に、通過帯域低域側のフィルタ特性の急峻性 を高めることができ、かつ通過帯域幅の拡大が図られる。
[0060] 図 7に示す第 3の実施形態の弾性表面波フィルタ装置 201では、圧電基板 202上 に、図示の電極構造が形成されている。すなわち、第 1 ,第 2の平衡信号入力端子 2 03a, 203bと、第 1 ,第 2の平衡信号出力端子 204a, 204bとの間に、縦結合共振子 型の第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部 210, 220が縦続接続されている。また、段間 部に弾性表面波共振子 31が、第 1の実施形態の場合と同様に構成され、かつ接続 されている。
[0061] 弾性表面波フィルタ部 210, 220は、第 1の実施形態の弾性表面波フィルタ部 10, 20と同様に構成されている。もっとも、第 1の IDT11の一端が、第 1の平衡信号入力 端子 203aに、他端が第 2の平衡信号入力端子 203bに接続されている。また、第 2の 弾性表面波フィルタ部 220では、中央の IDT21の一端力 第 1の平衡信号出力端子 204aに、他端が、第 2の平衡信号出力端子 204bに接続されている。その他の構成 は、第 1の実施形態の弾性表面波フィルタ装置 1と同様とされている。従って、本実施 形態においても、第 1の実施形態の場合と同様に、フィルタ特性の通過帯域低域側 における急峻性を高めることができ、かつ通過帯域幅の拡大を図ることができる。
[0062] 図 8は、本発明の第 4の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示 す模式的平面図である。第 4の実施形態の弾性表面波フィルタ装置 301では、不平 衡端子 3に、 3IDT型の縦結合共振子型の 2つの第 1の弾性表面波フィルタ部 10, 1 OAが接続されている。また、第 1の弾性表面波フィルタ部 10の後段には、縦結合共 振子型の第 2の弾性表面波フィルタ部 20が接続されており、第 1 ,第 2の信号ライン 6 , 7間に弾性表面波共振子 31が接続されている。そして、第 2の弾性表面波フィルタ 部 20の IDT21の一端がアース電位に、他端が第 1の平衡端子 4に電気的に接続さ れている。
[0063] 他方、第 1の弾性表面波フィルタ部 10Aの後段にも、 3IDT型の縦結合共振子型の 第 2の弾性表面波フィルタ部 20Aが接続されており、第 1 ,第 2の信号ライン 6A, 7A 間に弾性表面波共振子 31Aが接続されている。第 2の弾性表面波フィルタ部 20Aの 第 1の IDT21Aの一端がアース電位に、他端が第 2の平衡端子 5に接続されている。
[0064] 本実施形態では、第 1 ,第 2の信号ライン 6, 7を伝送する信号の位相が、 180° 異 なっており、第 1 ,第 2の信号ライン 6A, 7Aを伝送する信号の位相も 180° 異なるよ うに、かつ第 1 ,第 2の平衡端子 4, 5から取り出される信号の位相が 180° 異なるよう に、 IDT11〜； 13, 11A—13A, 21— 23, 21A〜23A力構成されてレヽる。そして、 性表面波共振子 31Aは、弾性表面波共振子 31と同様に、フィルタの通過帯域低域 側端部近傍の減衰域に共振点を有し、通過帯域内に反共振点を有するように構成さ れている。従って、本実施形態においても、通過帯域低域側におけるフィルタ特性の 急峻性を高め、かつ通過帯域幅の拡大を図ることができる。
[0065] このように、本発明おいては、図 1に示したフロートタイプの平衡ー不平衡変換機能 を有する弾性表面波フィルタ装置に限らす、第 4の実施形態の弾性表面波フィルタ 装置 301のように、いわゆる中性点付タイプの平衡ー不平衡変換機能を有する弾性 表面波フィルタ装置であってもよレ、。
[0066] また、図 9及び図 10に示すように、 5IDT型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ を用いた弾性表面波フィルタ装置であってもよレ、。
[0067] 図 9に示す第 5の実施形態の弾性表面波フィルタ装置 401では、圧電基板 402上 に図示の電極構造が形成されている。ここでは、不平衡端子 3と第 1 ,第 2の平衡端 子 4, 5との間に、 5IDT型の縦結合共振子型の第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部 41
0, 420が縦続接続されている。
[0068] 弾性表面波フィルタ部 410は、第 1の IDT411と、第 1の IDT411の表面波伝搬両 彻 Jに酉己置された第 2,第 3の IDT412, 413と、第 1〜第 3の IDT41；!〜 413カ設けら れている部分の表面波伝搬方向両側に配置された第 4の IDT414及び第 5の IDT4
15とを有する。第 4,第 5の IDT414, 415の表面波伝搬方向両側には、それぞれ、 第 1 ,第 2の反射器 416, 417が配置されている。
[0069] 第 2の弾性表面波フィルタ部 420も、同様に構成された第 1〜第 5の IDT42；!〜 42
5と、第 1 ,第 2の反射器 426, 427とを有する。
[0070] ここでは、中央の第 1の IDT411 , 421力 表面波伝搬方向に一方のくし歯電極を 2 分害 |Jすることにより設けられた第 1 ,第2の分害1 0丁部411&, 411b, 421a, 421bを 有する。
[0071] 不平衡端子 3に、第 2,第 3の IDT412, 413の一端が共通接続され、 IDT412, 4 13の他端はアース電位に接続されている。第 4の IDT414の一端が第 1の信号ライ ン 6aにより、第 2の弾性表面波フィルタ部 420の第 4の IDT424の一端に接続されて いる。 IDT414, 424の各他端はアース電位に接続されている。第 1の分割 IDT部 4 11aの一端が第 2の信号ライン 7aにより第 1の分割 IDT部 421aに接続されている。
[0072] 第2の分害1 0丁部41113と、第 2の分害 iJIDT部 421bと力 第 3の信号ライン 6bにより 電気的に接続されている。 IDT411 , 421の分割 IDT部とは反対側の端部はアース 電位に接続されている。第 5の IDT415の一端が第 4の信号ライン 7bを介して、第 5 の IDT425の一端に接続されている。第 5の IDT415, 425の各他端はアース電位 に接続されている。
[0073] そして、第 2の IDT422の一端がアース電位に、他端が第 1の平衡端子 4に接続さ れている。同様に、第 3の IDT423の一端がアース電位に、他端が第 2の平衡端子 5 に接続されている。ここでは、第 1の信号ライン 6aを流れる信号の位相と第 2の信号ラ イン 7aを流れる信号の位相とが 180° 異なるように第 3の信号ライン 6bを流れる信号 の位相と第 4の信号ライン 7bを流れる信号の位相とが 180° 異なるように、さらに第 1 ,第 2の平衡端子 4, 5から取り出される信号の位相が 180° 異なるように、 IDT411
〜415及び IDT42；!〜 425カ構成されて!/ヽる。
[0074] そして、第 1 ,第 2の信号ライン 6a, 7a間に弾性表面波共振子 31aが、第 3,第 4の 信号ライン 6b, 7b間に弾性表面波共振子 3 lbが接続されている。
[0075] 本実施形態においても、弾性表面波共振子 31a, 31bの共振点が、通過帯域低域 側端部近傍の減衰域に、反共振点が通過帯域内に配置されている。従って、本実施 形態においても、通過帯域低域側の急峻性を高め、かつ通過帯域幅の拡大を図るこ と力 Sできる。
[0076] 図 10に示す弾性表面波フィルタ装置 501では、不平衡端子 3及び第 1 ,第 2の平 衡端子 4, 5との接続態様が異なることを除いては、弾性表面波フィルタ装置 401と同 様とされている。すなわち、第 5の実施形態の弾性表面波フィルタ装置 501では、第 1の平衡端子 4が、第 2,第 3の IDT422, 423の一端に接続されており、第 2の平衡 端子 5が、第 2,第 3の IDT422, 423の他端に電気的に接続されていることを除いて は、弾性表面波フィルタ装置 401と同様に構成されている。このように、 5IDT型の縦 結合共振子型弾性表面波フィルタを用いた弾性表面波フィルタ装置にぉレ、ても、平 衡ー不平衡変換機能を実現するための第 1 ,第 2の平衡端子の接続形態は、フロー トタイプであってもよい。
[0077] 本発明に係る弾性表面波フィルタ装置は、携帯電話機の RF段の帯域フィルタとし ての好適に用いられる力 S、特に、図 11に示すデュプレクサ 601を構成するのに好適 に用いられる。デュプレクサ 601では、アンテナに接続される不平衡端子 603に、弹 性表面波共振子 604を介して、第 1の実施形態の弾性表面波フィルタ装置 1が接続 されている。それによつて、第 1 ,第 2の平衡端子 4, 5を受信端子とする受信側帯域 フィルタが構成されている。他方、アンテナに接続される不平衡端子 603には、送信 側帯域フィルタ 605も接続されている。送信側帯域フィルタ 605は、本実施形態では 、複数の直列腕共振子 605a〜605cと、複数の並列腕共振子 605d, 605eとを有す るラダー型の回路構成を備えている。そして、送信端子 606と、上記不平衡端子 603 との間に、複数の直列腕共振子 605a〜605cが接続されている。
[0078] なお、第 1の実施形態では、圧電基板は 40° ± 5° Yカット X伝搬の LiTaO基板 により構成されていた力 本発明においては、圧電基板として、 64° 〜72° Yカット X伝搬の LiNbO基板、 41° Yカット X伝搬の LiNbO基板などの他のカット角あるい
3 3
は他の圧電材料からなる圧電基板を用いてもよ!/、。
また、上記各実施形態では、弾性表面波共振子 31 , 31A, 31a, 31bにおいては、 共振点が通過帯域低域側端部近傍の減衰域に配置され、反共振点が通過帯域内 に配置され、それによつて通過帯域低域側のフィルタ特性の急峻性が高められてい た力 本発明は、これに限定されるものではなぐ通過帯域内に共振点を配置し、通 過帯域高域側端部近傍の減衰域に反共振点を配置して通過帯域高域側の端部近 傍の減衰域における減衰量を高めてもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 圧電基板と、
前記圧電基板上に構成されており、縦続接続されている縦結合共振子型の第 1 , 第 2の弾性表面波フィルタ部と、
前記圧電基板上に構成されている少なくとも 1個の弾性表面波共振子とを備え、 前記第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部は、それぞれ、第 1の IDTと、第 1の IDTの 弾性表面波伝搬方向両側に配置された第 2,第 3の IDTと、第 1〜第 3の IDTが設け られている部分の弾性表面波伝搬方向両端に配置された第 1 ,第 2の反射器とを有 しており、かつ第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部の弾性表面波伝搬方向が平行とさ れており、
前記第 1の弾性表面波フィルタ部の第 2の IDTと、第 2の弾性表面波フィルタ部の 第 2の IDTとを電気的に接続している第 1の信号ラインと、
前記第 1の弾性表面波フィルタ部の第 3の IDTと、第 2の弾性表面波フィルタ部の 第 3の IDTとを電気的に接続している第 2の信号ラインとをさらに備え、
前記第 1の信号ラインを伝送される電気信号に対し、前記第 2の信号ラインを伝送 される電気信号の位相が 180° 異なっており、
前記少なくとも 1個の弾性表面波共振子が、前記第 1の信号ラインと前記第 2の信 号ラインとの間に接続されていることを特徴とする、弾性表面波フィルタ装置。
[2] 圧電基板と、
前記圧電基板上に構成されており、縦続接続されている縦結合共振子型の 5IDT 型の第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部と、
前記圧電基板上に構成されている少なくとも 2個の弾性表面波共振子とを備え、 前記第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部は、第 1の IDTと、前記第 1の IDTの弾性表 面波伝搬方向両側に配置された第 2,第 3の IDTと、前記第 1〜第 3の IDTが設けら れている部分の弾性表面波伝搬方向両側に配置された第 4,第 5の IDTと、弾性表 面波伝搬方向両端に配置された第 1 ,第 2の反射器とをそれぞれ有しており、前記第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部の各第 1の IDT力 表面波伝搬方向に 2分割するこ とにより設けられた第 1 ,第 2の分割 IDT部をそれぞれ有しており、 前記第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部における弾性表面波伝搬方向が平行とされ ており、
前記第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部の第 4の IDT同士を電気的に接続している 第 1の信号ラインと、前記第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部の各第 1の IDTの第 1の 分割 IDT部同士を電気的に接続している第 2の信号ラインと、第 1 ,第 2の弾性表面 波フィルタ部の第 1の IDTの第 2の分割 IDT部同士を電気的に接続している第 3の信 号ラインと、前記第 1 ,第 2の弾性表面波フィルタ部の第 5の IDT同士を電気的に接 続している第 4の信号ラインとをさらに備え、
前記第 1の信号ラインを伝搬する電気信号の位相と、第 2の信号ラインを伝搬する 電気信号の位相とが 180° 異なっており、かつ第 3の信号ラインを伝搬する電気信 号の位相と、第 4の信号ラインを伝搬する電気信号の位相とが 180° 異なっており、 前記第 1の信号ラインと前記第 2の信号ラインとの間及び前記第 3の信号ラインと前 記第 4の信号ラインとの間に、前記少なくとも 2個の弾性表面波共振子の内少なくとも 1個の弾性表面波共振子がそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする、弾 性表面波フィルタ装置。
[3] 前記第 1の弾性表面波フィルタ部が不平衡端子に接続されており、前記第 2の弾性 表面波フィルタ部が第 1 ,第 2の平衡端子に接続されており、平衡ー不平衡変換機 能を有する弾性表面波フィルタ装置である、請求項 1または 2に記載の弾性表面波フ ィルタ装置。
[4] 前記第 1の弾性表面波フィルタ部が第 1の不平衡端子に、前記第 2の弾性表面波 フィルタ部が第 2の不平衡端子に接続されており、不平衡信号入力ー不平衡信号出 力フィルタである、請求項 1または 2に記載の弾性表面波フィルタ装置。
[5] 前記第 1の弾性表面波フィルタ部が、第 1 ,第 2の平衡端子に、前記第 2の弾性表 面波フィルタ部が第 3,第 4の平衡端子に接続されており、平衡信号入力 平衡信 号出力フィルタである、請求項 1または 2に記載の弾性表面波フィルタ装置。
[6] 請求項;!〜 5のいずれか 1項に記載の弾性表面波フィルタ装置を帯域フィルタとし て備えることを特徴とする、デュプレクサ。
PCT/JP2007/068773 2006-10-31 2007-09-27 Dispositif et duplexeur de filtre d'onde acoustique de surface WO2008053651A1 (fr)

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