JP2001217679A - 端面反射型表面波装置、共用器及び通信機 - Google Patents
端面反射型表面波装置、共用器及び通信機Info
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Abstract
することができ、反射端面の高さ方向寸法を小さくした
場合であっても容易に製造することができるSHタイプ
の表面波を利用した端面反射型表面波装置を提供する。 【解決手段】 圧電基板1上にIDT3,4が形成され
ており、SHタイプの表面波を反射させるために、溝
5,6がIDT3,4が設けられている領域の両側に形
成されており、溝5,6の内側面5a,6aが反射端面
を構成しており、反射端面5a,6aの下端と溝の底部
との間に傾斜面部5b,6bが形成されている、端面反
射型表面波装置1。
Description
波を利用した端面反射型の表面波装置に関し、より詳細
には、反射端面及びその近傍の構造が改良された端面反
射型表面波装置、該端面反射型表面波装置を用いた共用
器及び通信機に関する。
プの表面波を利用した端面反射型表面波装置が知られて
いる。端面反射型表面波装置では、一対の端面間で表面
波が反射されるため、反射器を必要としない。従って、
端面反射型表面波装置を用いることにより、小型の共振
子や帯域フィルタを構成することができる。
は、SHタイプの表面波だけでなく、バルク波も同時に
発生する。このバルク波が端面で反射され、それによっ
て端面反射型表面波装置の特性に影響を与えるという問
題があった。
ルク波を抑圧する構成が備えられた端面反射型表面波装
置が開示されている。図14に示すように、この先行技
術に記載の端面反射型表面波装置101では、圧電基板
102上に、インターデジタルトランスデューサ(以
下、IDT)103が形成されている。IDT103
は、一対のくし歯電極を互いの電極指が間挿し合うよう
に圧電基板102上に形成することにより構成されてい
る。図14では、この電極指と直交する方向に沿った断
面部分が示されている。
SHタイプの表面波を反射させるために、反射端面10
2a,102bが形成されている。そして、圧電基板1
02の側面には、段差102c,102dが形成されて
いる。段差102c,102dの上方の側面部分に上記
反射端面102a,102bが構成されている。そし
て、段差102c,102dの下方の側面部分102
e,102fは粗面とされている。側面部分102e,
102fが粗面とされているので、SHタイプの表面波
に比べて圧電基板の下方部分まで伝搬するバルク波の特
性を利用して、不要バルク波の反射が抑制される。
02c,102d及び側面部分102e,102fの形
成に際しては、まずマザーの圧電基板2の一方主面側か
ら、ダイサーを用いて段差102c,102dが設けら
れる位置に至る溝を形成する。この溝の内側面が反射端
面102a,102bを構成する。しかる後、溝の底部
において、マザーの圧電基板を折ることにより、側面部
分102e,102fが形成される。
は、圧電基板102のIDT103が構成されている主
面から極浅い領域を主として伝搬する。従って、反射端
面102a,102bの高さ方向寸法は比較的小さくて
もよい。ところが、上記先行技術に記載の方法では、反
射端面102a,102bの高さ方向寸法を小さくする
ために、ダイサーにより浅い溝を形成した場合には、段
差102c,102dよりも下方の圧電基板部分の厚み
が厚くなる。そのため、溝を形成した後に圧電基板を折
ることが困難となり、側面部分102e,102fを粗
面化することができないという問題があった。
方向寸法を大きくし、すなわち溝の深さを深くした場合
には、バルク波の反射を効果的に抑制することができ
ず、良好な特性を得ることができなくなる。
を解消し、バルク波の影響をより効果的に抑圧すること
ができ、良好な共振特性フィルタ特性を発揮し得る端面
反射型表面波装置、該端面反射型表面波装置を用いた共
用器及び通信機を提供することにある。
電基板と、前記圧電基板の一方主面上に形成されたID
Tとを備え、前記IDTの両側において圧電基板の一方
主面に溝が形成されており、該溝の内側の側面により表
面波を反射させるための反射端面が形成されている端面
反射型表面波装置において、前記反射端面の下端と溝の
底部との間に傾斜面部もしくは曲面部が形成されている
ことを特徴とする。
面を有する圧電基板と、圧電基板の一方主面上に形成さ
れたインターデジタルトランスデューサとを備え、前記
一対の側面の前記一方主面寄りの側面部分が反射端面を
構成している端面反射型表面波装置において、前記反射
端面の下端に傾斜面部もしくは曲面部が連ねられている
ことを特徴とする。
合共振子型フィルタを構成するように前記圧電基板の上
面に複数のIDTが構成されている。第1,第2の発明
の端面反射型表面波装置の他の特定の曲面では、横結合
共振子型フィルタを構成するように前記圧電基板の上面
に複数のIDTが構成されている。
装置のさらに他の特定の曲面では、前記圧電基板の上面
に複数のIDTが、ラダー型フィルタを構成するように
形成されている。第1,第2の発明に係る端面反射型表
面波装置は、表面波共振子としても好適に用いられる。
に係る端面反射型表面波装置を用いて構成されているこ
とを特徴とする。また、本発明に係る通信機は、本発明
に係る共用器を用いて構成されていることに特徴を有す
る。
に係る端面反射型表面波装置、共用器及び通信機の具体
的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにす
る。
反射型表面波装置を示す斜視図である。端面反射型表面
波装置1は、端面反射型の縦結合共振子フィルタであ
る。端面反射型表面波装置1は、矩形板状の圧電基板2
を有する。圧電基板2は、LiTaO3 や水晶などの圧
電単結晶または圧電セラミックスにより構成される。
a上に、IDT3,4が構成されている。IDT3,4
は、それぞれ、一対のくし歯電極3a,3b,4a,4
bを有する。くし歯電極3a,4aの電極指と、くし歯
電極3b,4bの電極指が、それぞれ、互いに間挿し合
うように配置されている。
溝5,6が形成されている。溝5,6の内側面5a,6
aが反射端面を構成している。ここで、内側面とは、表
面波伝搬方向において内側の側面をいうものとする。
は、反射端面5aと、5aの下端から溝の底部との間に
構成された傾斜面部5bとを有する。本実施例では、上
記溝5は、図3に部分切欠断面図で示すブレード7を用
いて構成されている。すなわち、ブレード7により、圧
電基板2の上面2a側から切削加工を施すことにより、
溝5が形成されている。ブレード7の先端部分は横断面
V字状の形状を有し、すなわち、一対の側面7a,7b
と、該側面7a,7bと下端7cとを連ねている傾斜面
部7d,7eを有する形状とされている。
の形状に応じて、すなわち側面7b及び傾斜面部7eに
応じて、反射端面5a及び傾斜面部5bが形成されてい
る。本実施例では、傾斜面部5bは、反射端面5aの下
端から斜め下方外側に延びるように形成されている。な
お、本明細書において、「傾斜面部」とは、上記のよう
に圧電基板2の主面と直交する方向に延びる反射端面5
aに対して、0°以上の角度をなして交差するように傾
斜されている面をいうものとする。
のブレード7が用いられているので、反射端面5aと対
向するように外側面5cが形成され、かつ外側面5cと
溝5の底部との間にも傾斜面部5dが形成されている。
図1に戻り、溝6も溝5と同様に形成されている。すな
わち、反射端面6aの下端と底部との間に傾斜面部6b
が形成されている。
の動作を説明する。一方のIDT3に入力電圧を印加す
ると、SHタイプの表面波が励振される。励振されたS
Hタイプの表面波は、IDT3の電極指の延びる方向と
直交する方向に伝搬する。従って、反射端面5a,5b
に向かって伝搬し、反射端面5a,6a間で反射され
る。さらに、基本波と高次モードの波が結合し、定在波
が端面5a,6a間に発生する。この定在波に基づく出
力が、他方のIDT4で取り出される。従って、SHタ
イプの表面波を利用した縦結合型共振子フィルタとして
動作させることができる。
も、IDT3に入力電圧を印加した場合、上記のように
SHタイプの表面波が励振されるだけでなく、バルク波
も励振される。しかしながら、SHタイプの表面波はI
DT3が形成されている圧電基板2の上面2a側の比較
的浅い領域を主として伝搬するのに対し、バルク波は圧
電基板2のかなり深い位置においても伝搬する。
下方にもバルク波は伝搬し、伝搬してきたバルク波は、
上記傾斜面部5b,6bにおいて反射される。ところ
が、傾斜面部5b,6bは、反射端面5a,6aに対し
て傾斜されているので、他方側の反射端面6a,5aに
は向かわず散乱されることになる。従って、バルク波に
よる影響を確実に抑制することができる。これを具体的
な実験例に基づく説明する。
からなり、1.4×2.0×厚み0.35mmの圧電基
板を用意した。この圧電基板上に、3重量%のCuを含
有するAl−Cu合金からなる電極を形成し、IDT
3,4を形成した。しかる後、図3に示したブレード7
を用い、溝5,6を形成した。反射端面5a,6a間の
距離が0.76mmとなるように、かつ反射端面5a,
6aの上端から下端までの寸法が0.10mm、傾斜面
部5b,6bが、反射端面5a,6aの下端から図2の
傾斜角度θ=60°をなすように、かつ溝5,6の幅が
0.17mmとなるように、溝5,6を形成した。上記
のようにして得られた端面反射型表面波装置1の挿入損
失及び群遅延時間特性を図4に示す。
設けずに、溝5,6と同じ深さで、かつ一対の側壁が溝
の下端にまで至るように形成されている溝を形成したこ
とを除いては、上記と同様にして構成された端面反射型
表面波装置の挿入損失及び群遅延時間特性を図5に示
す。
なかった端面反射型表面波装置では、通過帯域中央にお
いて、バルク波が原因の1dB以上の大きなリップルA
aが表れており、群遅延時間特性においても同じ周波数
域において大きなへこみAbが表れた。
本実施例の端面反射型表面波装置では、バルク波が原因
と思われるこのようなリップルが効果的に低減されてい
ることがわかる。
い場合であっても、上記傾斜面部5b,6bを形成する
ことにより、すなわち本発明に従って傾斜面部を構成す
ることにより、リップルが小さく、良好なフィルタ特性
を有する端面反射型表面波装置1を提供し得ることがわ
かる。
反射型表面波装置を説明するための斜視図である。本実
施例の端面反射型表面波装置11は、端面反射型の縦結
合共振子フィルタである。
圧電基板12を有する。圧電基板12の上面12a上に
は、2個のIDT13,14が形成されている。IDT
13,14は、第1の実施例のIDT3,4と同様に構
成されている。
側面15,16を有する。側面15,16の中間高さ位
置には、傾斜面部15a,16aが形成されている。こ
の傾斜面部15a,16aの上方の側面部分が反射端面
15b,16bを構成している。傾斜面部15a,16
aは、反射端面15b,16bの下端から表面波伝搬方
向外側方向であって、斜め下方に延びるように形成され
ている。また、傾斜面部15a,16aの下方に、側面
部15c,16cが形成されている。側面部15c,1
6cは、反射端面15b,16bとは平行に延ばされて
いる。
下方に傾斜面部15a,16aが形成されているので、
第1の実施例と同様に、励振されたバルク波が、傾斜面
部15a,16aで反射され、散乱される。従って、第
1の実施例の端面反射型表面波装置1と同様に、バルク
波に基づくリップルを抑圧することができる。
るにあたっては、マザーの圧電基板状態で、第1の実施
例の端面反射型表面波装置1を製造する方法において、
溝5,6を形成した後に、溝5,6の下端で圧電基板2
を切断刃により切断することにより容易に得ることがで
きる。この場合、溝の深さが浅い場合であっても、側面
部分15c,16cは粗面化する必要がないので、切断
刃を用いて上記切断を容易に行うことができる。
置1,11を製造するにあたり、図3に示すブレード7
が用いられていたが、本発明においては、溝の形状や傾
斜面部の形状に応じて、様々な断面形状を有するブレー
ドを用いることができる。例えば、図8(a)に示すよ
うに、先端中央に平面部21aを有し、該平面部21a
の両側から側面21b,21cに向かって傾斜されてい
る傾斜面部21d,21e有するブレード21を用いて
もよい。
a,22bの下端の位置が異ならされており、先端の平
面部22cに一方の側面22bの下端が連ねられてお
り、平面部22cと他方の側面22aとの間に傾斜面部
22dが形成されているブレード22を用いてもよい。
この場合には、傾斜面部22dにより、溝加工後に、端
面反射型表面波装置の圧電基板に傾斜面部22dに応じ
た傾斜面部が構成される。
平行な側面23a,23bの下端の位置が異ならされて
おり、側面23a,23bの下端が傾斜面部23cによ
り連結されているブレード23を用いてもよい。
を反射端面の下端に連ねることにより、バルク波を傾斜
面部で反射させて、バルク波を散乱させていたが、傾斜
面部に代えて曲面部を用いてもよい。このような曲面部
を構成するには、図10(b)に示すブレード51を用
いればよい。
a,51bの下端と、平坦な先端部51cとが、それぞ
れ、曲面部51d,51eで連ねられている。ブレード
51を用いて圧電基板を切削し、溝を形成した場合、溝
内に、曲面部51d,51eに対応した曲面部が構成さ
れることになる。
されたいずれかの面が反射端面を構成し、該反射端面に
連なるように曲面部が構成される。この場合において
も、圧電基板に形成された曲面部でバルク波が反射され
るため、第1,第2の実施例と同様に、バルク波に起因
するリップルを効果的に抑圧することができる。
ィルタに適用した例を示したが、本発明に係る端面反射
型表面波装置は、横結合共振子フィルタやラダー型フィ
ルタなどの様々な端面反射型表面波装置に適用すること
ができる。
タの電極構造の一例を示す平面図である。図10に示す
端面反射型表面波装置31では、図示しない圧電基板上
に、2個のIDT32,33が構成されており、各ID
T32,33は、表面波伝搬方向と直交する方向に並設
されている。IDT32,33の表面波伝搬方向両側に
おいては、第1,第2の実施例と同様に圧電基板に反射
端面が構成されており、該反射端面の下端に連ねられる
ように、傾斜面部や曲面部が構成され、それによって、
バルク波に起因するリップルを効果的に抑圧することが
できる。
を有する端面反射型の表面波共振子にも本発明を適用す
ることができる。図11に示す端面反射型表面波共振子
41では、圧電基板42の上面に1個のIDT43が構
成されている。IDTの構造を除いては、端面反射型表
面波共振子41は、第1の実施例の端面反射型表面波装
置1と同様に構成されている。
は、複数のIDTを圧電基板上に形成し、複数のIDT
からなる端面反射型表面波共振子を圧電基板上に接続
し、ラダー型フィルタを構成してもよい。また、上記ラ
ダー型フィルタを用いて、例えば移動体通信機用のアン
テナ共用器を構成することができる。
フィルタを用いて構成されたアンテナ共用器の実施例
を、図12を参照して説明する。図12は、本実施例の
アンテナ共用器を説明するための回路図である。本実施
例のアンテナ共用器70は、本発明に従って構成された
ラダー型フィルタ61を一対用いている。すなわち、各
ラダー型フィルタ61の入力端子62,62が共通接続
されて、第1のポート71が構成されている。他方、各
ラダー型フィルタ61,61の出力端子63,63はそ
のまま用いられ、それぞれ、本実施例のアンテナ共用器
の第2,第3のポートを構成している。このように、一
対のラダー型フィルタ61,61を用いることにより、
アンテナ共用器を構成することができる。
機を構成することができ、このような通信機の一例を図
13に示す。本実施例の通信機81では、アンテナ共用
器70と、送信もしくは受信回路82,83とが備えら
れている。アンテナ共用器70の第1のポート71がア
ンテナ84に接続されており、第2,第3のポートを構
成している出力端子63,63が、それぞれ、送信もし
くは受信回路82,83に接続されている。
のラダー型フィルタ61,61は、通過帯域が異なるよ
うに構成されており、それによってアンテナ84は、送
信アンテナ及び受信アンテナとして用いられ得る。
波装置では、反射端面の下端と溝の底部との間に傾斜面
部もしくは曲面部が形成されている。バルク波は圧電基
板の厚み方向の全域にわたり伝搬するので、バルク波が
傾斜面部もしくは曲面部により反射されて、散乱され
る。従って、圧電基板の表面付近を主体に伝搬するSH
タイプの表面波を利用した共振特性やフィルタ特性への
バルク波による影響を低減することができる。従って、
良好な共振特性やフィルタ特性を有する端面反射型表面
波装置を提供することができる。
がないため、反射端面の圧電基板の厚み方向に沿う寸法
を小さくした場合であっても、ブレードを用いて上記傾
斜面部や曲面部を容易に形成することができる。
の側面において、一方主面側に反射端面が構成されてお
り、反射端面の下方の側面部分が傾斜面部もしくは曲面
部とされているので、バルク波を傾斜面部もしくは曲面
部により反射し、散乱させることができる。従って、第
2の発明においても、バルク波に起因するリップルを効
果的に抑圧することができ、良好な共振特性やフィルタ
特性を得ることができる。
おいても、上記傾斜面部もしくは曲面部によりバルク波
を反射させるものであるため、圧電基板の側面を粗面化
する必要がない。従って、第1の発明と同様に、反射端
面の圧電基板の厚み方向寸法を小さくした場合であって
も、上記傾斜面部や曲面部を容易に形成することができ
る。
装置は、縦結合共振子型フィルタ、横結合共振子フィル
タあるいはラダー型フィルタなどの様々な表面波フィル
タや1個のIDTのみを有する表面波共振子に適用する
ことができ、それぞれの電極構造に応じて適宜、IDT
が圧電基板上に形成される。第1,第2の発明に従っ
て、このような様々な表面波フィルタや表面波共振子を
構成することにより、本発明に従って良好なフィルタ特
性や共振特性を有する表面波フィルタや表面波共振子を
提供することができる。
を用いた共用器では、通過帯域内リップルを効果的に抑
圧することができ、従って、例えば携帯電話などの移動
体通信機のアンテナ共用器に好適に用いることができ
る。また、本発明に係る上記共用器を用いて構成された
通信機では、通過帯域内の特性が平坦化されるため、良
好な通信品質を確保することができる。
装置を示す斜視図。
示す部分切欠断面図。
際して用いられるブレードの横断面図。
失及び群遅延時間特性を示す図。
反射型表面波装置の挿入損失及び群遅延時間特性を示す
図。
装置を示す斜視図。
説明するための部分切欠断面図。
形成するためのブレードの他の例を示す各部分切欠横断
面図。
傾斜面部もしくは曲面部を形成するためのブレードを説
明するための各横断面図。
を説明するための略図的平面図。
面波共振子を示す斜視図。
共用器の回路構成を示す図。
えた通信機を説明するための概略ブロック図。
るための断面図。
Claims (8)
- 【請求項1】 圧電基板と、前記圧電基板の一方主面上
に形成されたインターデジタルトランスデューサとを備
え、前記インターデジタルトランスデューサの両側にお
いて圧電基板の一方主面に溝が形成されており、該溝の
内側の側面により表面波を反射させるための反射端面が
形成されている端面反射型表面波装置において、 前記反射端面の下端と溝の底部との間に傾斜面部もしく
は曲面部が形成されていることを特徴とする、端面反射
型表面波装置。 - 【請求項2】 対向し合う一対の側面を有する圧電基板
と、圧電基板の一方主面上に形成されたインターデジタ
ルトランスデューサとを備え、前記一対の側面の前記一
方主面寄りの側面部分が反射端面を構成している端面反
射型表面波装置において、 前記反射端面の下端に傾斜面部もしくは曲面部が連ねら
れていることを特徴とする、端面反射型表面波装置。 - 【請求項3】 縦結合共振子型フィルタを構成するよう
に前記圧電基板の上面に複数のインターデジタルトラン
スデューサが構成されている、請求項1または2に記載
の端面反射型表面波装置。 - 【請求項4】 横結合共振子型フィルタを構成するよう
に前記圧電基板の上面に複数のインターデジタルトラン
スデューサが構成されている、請求項1または2に記載
の端面反射型表面波装置。 - 【請求項5】 前記圧電基板の上面に複数のインターデ
ジタルトランスデューサが、ラダー型フィルタを構成す
るように形成されている、請求項1または2に記載の端
面反射型表面波装置。 - 【請求項6】 表面波共振子である、請求項1または2
のいずれかに記載の端面反射型表面波装置。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の端面反
射型表面波装置を用いた共用器。 - 【請求項8】 請求項7に記載の共用器を用いたことを
特徴とする通信機。
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JP2000024493A JP2001217679A (ja) | 2000-02-01 | 2000-02-01 | 端面反射型表面波装置、共用器及び通信機 |
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