JP2002043892A - 弾性表面波装置及びそれを用いた通信端末装置 - Google Patents

弾性表面波装置及びそれを用いた通信端末装置

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JP2002043892A
JP2002043892A JP2000230273A JP2000230273A JP2002043892A JP 2002043892 A JP2002043892 A JP 2002043892A JP 2000230273 A JP2000230273 A JP 2000230273A JP 2000230273 A JP2000230273 A JP 2000230273A JP 2002043892 A JP2002043892 A JP 2002043892A
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balanced
acoustic wave
surface acoustic
filter
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Kazuhiro Otsuka
一弘 大塚
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Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信または送信信号を処理するときに発生す
る雑音を極力受けずに、十分にノイズの増幅が防止され
た高い通信品質を有し、小型化・部品点数の削減を図る
ことが可能な優れた弾性表面波装置及びそれを用いた通
信端末装置を提供すること。 【解決手段】 圧電基板上に、不平衡信号を平衡信号に
変換する平衡信号変換フィルタ部と、前記平衡信号をフ
ィルタリングする平衡信号フィルタ部とをなす電極が配
設されて成る弾性表面波装置3とする。また、送信また
は受信するアンテナ1と送信回路または受信回路との間
に、弾性表面波装置3を接続して成るとともに、送信ま
たは受信した信号を平衡信号変換フィルタ5と平衡信号
フィルタ5’とに順次通過させるように成した通信端末
装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は移動体通信等の無線
通信に用いられる弾性表面波装置及びそれを用いた通信
端末装置に関するものである。
【0002】
【従来技術とその課題】近年、移動体通信は著しい発展
を遂げており、全世界的に携帯電話等の通信端末装置が
広く普及しつつある。通信端末装置は小型・軽量化が進
む中で、複数の通信システムに対応するマルチバンド化
のために内蔵する回路が増加してきており、使用される
部品の小型化、実装密度の向上、部品点数の削減が強く
要望されている。
【0003】また、通信システムが従来のアナログ伝送
からデジタル伝送に向かうとともに、通信端末装置の用
途は音声のみならず文字や画像等のデータ伝送にまで広
がってきている。これに伴い通信端末装置の情報伝送に
ついてはより高い通信品質が求められてきている。特
に、通信端末装置の受信回路においては、デュプレクサ
を介して受信される微少信号が、基板回路上の各素子と
の配線信号から発生するノイズの影響を受けるため、ノ
イズを防止し受信信号の感度を向上させ、通信品質の向
上を図ることが課題となっている。
【0004】従来、受信信号に入るノイズを低減するこ
とを目的として平衡回路が使用されている。平衡回路に
用いられるフィルタには、小型であることと、不平衡−
平衡変換が可能であること、の2つの要求から弾性表面
波フィルタが多く用いられている。
【0005】従来の通信端末装置について、図10を用
いて説明する。図10に示すように、アンテナ101か
ら受信された信号がデュプレクサ102を通り、初段の
弾性表面波フィルタ103に伝達される。また、その信
号は不平衡信号の状態で伝達され増幅器104で増幅さ
れる。さらに、後段の弾性表面波フィルタ103’に伝
達され平衡化(バランス化)されて、受信回路へと伝達
される。
【0006】受信信号は微弱なため、増幅器で可能な限
り増幅させたいが、増幅するにしたがいフィルタを経た
ノイズも同様に増幅されることになる。ここで、雑音指
数は下記式で表される。
【0007】
【数1】
【0008】式中の変数Ftotalは全体の雑音指数、F
nは信号源(アンテナ)からのn個目の部品における雑
音指数、Gnは信号源からのn個目の部品の電力利得で
ある。上記式より、受信用通信端末装置を例にとれば、
アンテナ段から近い方では部品雑音を多く受けるので、
このような回路構成では雑音指数が悪いことがわかる。
【0009】そこで、本発明はこのような課題に対処す
るためになされたものであり、受信または送信信号を処
理するときに発生する雑音を極力受けずに、十分にノイ
ズの増幅が防止された高い通信品質を有し、小型化・部
品点数の削減を図ることが可能な優れた弾性表面波装置
及びそれを用いた通信端末装置を提供することを目的と
する。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に、不平衡
信号を平衡信号に変換する平衡信号変換フィルタ部と、
前記平衡信号をフィルタリングする平衡信号フィルタ部
とをなす電極が配設されて成る。
【0011】また、本発明の通信端末装置は、送信また
は受信するアンテナと送信回路または受信回路との間
に、上記弾性表面波装置を接続して成るとともに、送信
または受信した信号を前記平衡信号変換フィルタ部と前
記平衡信号フィルタ部とに順次通過させるように成した
ことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る弾性表面波装
置及びそれを用いた通信端末装置の実施形態を模式的に
図示した図面に基づき詳細に説明する。なお、同一部材
には同一符号を付し、説明を省略する。
【0013】図1は本発明に係る通信端末装置の実施形
態を示すブロック回路である。受信信号はアンテナ1よ
り受信され、デュプレクサ2を経て平衡信号変換フィル
タ5でフィルタリングと不平衡信号から平衡信号への変
換を行い増幅器4へと送信する。次に、増幅器4では極
性の異なる平衡信号2つをそれぞれ増幅し、平衡信号フ
ィルタ5’へ送信する。平衡信号フィルタ5’は2入力
2出力の平衡信号のフィルタリングを行うフィルタであ
り、それぞれ極性の異なる信号をフィルタリングし、受
信信号処理系の受信回路へと送信する。このように、本
発明の通信端末装置は、送信または受信するアンテナ1
と送信回路または受信回路との間に、弾性表面波装置3
を接続して成り、送信または受信した信号を平衡信号変
換フィルタ5と平衡信号フィルタ5’とに順次通過させ
るように成している。
【0014】ここで、弾性表面波装置3は平衡信号変換
フィルタ5と平衡信号フィルタ5’とを少なくとも備え
たものである。これにより、初段で平衡信号に変換する
ことによりノイズを十分小さくできるので、上述した雑
音指数の式により、良好な弾性表面波装置や信号特性を
得ることができる。
【0015】図4に上記弾性表面波装置3において、蓋
体を取り外した状態の上面図を示す。筐体23内には、
圧電基板22上に平衡信号変換フィルタ19及び平衡信
号フィルタ20となす電極を配し、筐体内の電極である
入力電極11,接地電極12,第1の初段出力電極1
5,第2の初段出力電極16と平衡信号変換フィルタ1
9とをワイヤ21で接続し、さらに、第1の段間入力電
極13,第2の段間入力電極14,第1の段間出力電極
17,第2の段間出力電極18と平衡信号フィルタ20
とをワイヤ21で接続して成ることで、小型で且つノイ
ズの少ない高機能な弾性表面波装置とすることができ
る。
【0016】また、平衡信号変換フィルタ19の構成例
について、図6,7,8に示す。
【0017】図6には、圧電基板31上にIDT電極と
反射器とからなる弾性表面波共振子36,37,38を
梯子状に回路構成(ラダー型回路)した素子上面図を示
す。この素子を平衡信号変換フィルタの一部として使用
する場合、図4で示した筐体内の入力電極11とフィル
タ素子上の入力接続電極32をワイヤ21で接続させ、
信号をフィルタ出力したフィルタ素子上の出力接続電極
33と筐体内の出力電極15とをワイヤ21で接続させ
る。そしてさらに、素子上の接地接続電極34と筐体内
の接地電極12とをワイヤ21で接続させ、筐体内にス
トリップラインの結合によるバラン(不平衡−平衡変換
素子)を積層で作製し、このバランとフィルタ19の出
力信号を接続させる。
【0018】このようにして、本例のラダー型フィルタ
とバランを用いることにより、受信側回路の場合は、デ
ュプレクサを通り抜ける送信信号電力に対する、初段に
かかるフィルタの耐電力性を向上させることができる。
【0019】また、図7に2重縦結合型弾性表面波共振
器(DMS)の素子上面図を示す。この2重縦結合型弾
性表面波共振器37を平衡信号変換フィルタ19として
機能させる場合、筐体23内の入力電極11とフィルタ
素子上の入力接続電極32をワイヤ21で接続させ、信
号をフィルタ出力したフィルタ素子上の出力接続電極3
3と筐体内の出力電極16とをワイヤ21で接続させ
る。そしてさらに、信号をフィルタ出力したフィルタ素
子上の別の出力接続電極33’と筐体内の出力電極15
とをワイヤ21で接続させることで平衡信号変換フィル
タを構成できる。
【0020】このようにして、本例の2重縦結合型弾性
表面波共振器を用いることにより、1素子で平衡信号変
換フィルタを構成できるため、低コストで小型な弾性表
面波装置が作製できる。
【0021】また、図8に示すマルチIDT(Inte
r Digital Transducer)電極構造
の共振器型素子39’、つまり、図7の2重縦結合型弾
性表面波共振器39のIDT電極を幾つも伝搬方向に縦
続させた共振器においても、図7と同様に平衡信号変換
フィルタを構成できる。
【0022】本例のマルチIDT電極構造共振器を用い
ることにより、1素子で平衡信号変換フィルタを構成で
き、コストがかからない、また、小型な弾性表面波装置
が作製でき、さらに、フィルタの耐電力性を向上させる
ことができる。
【0023】次に、平衡信号フィルタ20の構成例につ
いて、図9に基づき説明する。
【0024】図9には圧電基板31上に弾性表面波共振
子38’を格子状に回路構成(ラティス型回路)したフ
ィルタの素子上面を図示したものである。この素子を平
衡信号フィルタとして使用する場合、筐体内の入力電極
13とフィルタ素子上の入力接続電極40をワイヤ21
で接続させ、筐体内の別の入力電極14とフィルタ素子
上の別の入力接続電極40’をワイヤ21で接続させ、
平衡信号をフィルタ出力したフィルタ素子上の出力接続
電極41と筐体内の出力電極17とをワイヤ21で接続
させ、さらに、平衡信号をフィルタ出力したフィルタ素
子上の別の出力接続電極41’と筐体内の別の出力電極
18とをワイヤ21で接続させることで平衡信号フィル
タを構成できる。本例のラティス型フィルタを用いるこ
とにより、受信側回路を例にとった場合、増幅器4で増
幅された信号電力に対するフィルタの耐電力性を向上さ
せることができる。
【0025】図2に本発明に係る他の通信端末装置の実
施形態を示す。この図は送信系のブロック回路に本発明
の弾性表面波装置を適用した場合であり、受信系のブロ
ック回路の図1と同様の考え方で、図中の弾性表面波装
置は良好な特性を提供できる。
【0026】また、図3に示す通信端末装置の実施形態
によれば、平衡増幅器4と弾性表面波フィルタ5、5’
を同一の筐体内に収容したことにより、さらなる小型弾
性表面波装置ができる。
【0027】図5にその弾性表面波装置の蓋体を取り外
した状態の上面図を示す。増幅器素子24を筐体内に収
容し、平衡信号変換フィルタ19と増幅器素子、また、
増幅器素子24と平衡信号フィルタ20とを接続するこ
とで、より小型な高機能弾性表面波装置が作製できる。
【0028】かくして、例えば受信信号を処理するとき
に発生する雑音を極力受けずに、十分ノイズ防止された
高品質の通信品質を有する弾性表面波装置を提供すると
ともに、更に該弾性表面波装置の小型化・部品点数削減
のための、弾性表面波フィルタを提供することができ
る。
【0029】なお、フィルタ素子に用いる圧電基板31
は、単結晶である、42°または36°Yカット−X伝
搬のLiTaO3結晶、64°Yカット−X伝搬のLi
NbO3結晶、45°Xカット−Z伝搬のLiB47
晶は電気機械結合係数が大きく且つ群遅延時間の温度係
数が小さいため好ましい。圧電基板1の厚みは0.1〜
0.5mm程度がよく、0.1mm未満では圧電基板が
脆くなり、0.5mm超では材料コストが大きくなる。
【0030】また、フィルタとなす電極材料は、Al若
しくはAl合金の単層膜やAl若しくはAl合金と拡散
性の大きい金属膜の積層材料が、耐電力向上のためには
好ましい。
【0031】IDT電極の対数は5〜200程度、電極
指の幅は0.1〜10.0μm程度、電極指の間隔は
0.1〜10.0μm程度、電極指の交差幅は10〜8
00μm程度、電極指の厚みは0.1〜0.4μm程度
とすることが、フィルタとしての所望の特性を得るうえ
で好適である。また、IDT電極のSAW伝搬路の両端
に、SAWを反射し効率よく共振させるための反射器を
設ければ、弾性表面波の共振効率が向上し好適である。
【0032】なおまた、本発明は上記の実施形態に限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
で種々の変更は何等差し支えない。
【0033】
【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明の弾性
表面波装置及び通信端末装置によれば、平衡信号変換の
ための弾性表面波フィルタと、平衡信号をフィルタする
弾性表面波フィルタとを備えたので、十分ノイズ防止さ
れた高品質の弾性表面波装置及び通信端末装置を提供で
きる。
【0034】また、同一の通過帯域を有する弾性表面波
フィルタを複数含み、同一の通過帯域を有する弾性表面
波フィルタどうしを縦続に接続したことをことにより、
弾性表面波装置を小型化・部品点数を削減することがで
き、ひいては通信端末装置の小型化を図ることができ
る。
【0035】また、平衡信号変換のための弾性表面波フ
ィルタと、平衡信号をフィルタリングする弾性表面波フ
ィルタとの間に、特定の通過帯域を増幅するための増幅
器を縦続に接続したことにより、いっそう小型化・部品
点数を図った弾性表面波装置及び通信端末装置を提供で
きる。
【0036】さらに、共振子を回路構成させた素子やI
DT電極を伝搬方向に多く縦続させた素子を用いること
で、耐電力性を向上させた特性に優れた弾性表面波装置
及び通信端末装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる通信端末装置の実施形態を模式
的に示す回路図である。
【図2】本発明に係わる通信端末装置の他の実施形態を
模式的に示す回路図である。
【図3】本発明に係わる通信端末装置の他の実施形態を
模式的に示す回路図である。
【図4】本発明に係わる弾性表面波装置の実施形態を模
式的に示す平面図である。
【図5】本発明に係わる弾性表面波装置の他の実施形態
を模式的に示す平面図である。
【図6】本発明に係わる平衡信号変換フィルタを模式的
に説明するための平面図である。
【図7】本発明に係わる平衡信号変換フィルタを模式的
に説明するための平面図である。
【図8】本発明に係わる平衡信号変換フィルタを模式的
に説明するための平面図である。
【図9】本発明に係わる平衡信号フィルタを模式的に説
明するための平面図である。
【図10】本発明に係わる通信端末装置の実施形態を模
式的に示す回路図である。
【符号の説明】
1 : アンテナ 2 : デュプレクサ 3 : 弾性表面波装置 4 : 電力増幅器 5 : 弾性表面波フィルタ 11 : 不平衡入力信号接続電極 12 : 不平衡接地信号接続電極 13 : 平衡入力信号接続電極 14 : 別の平衡入力信号接続電極 15 : 平衡出力信号接続電極 16 : 別の平衡出力信号接続電極 17 : 平衡出力信号接続電極 18 : 別の平衡出力信号接続電極 19 : 平衡信号変換フィルタ 20 : 平衡信号フィルタ 21 : ワイヤ 22 : 圧電基板 23 : 筐体 24 : 平衡増幅器 25 : 筐体内の仮接続電極 26 : 筐体内の仮接続電極 27 : 平衡信号出力電極 28 :別の平衡信号出力電極 31 :圧電基板 32 :素子の入力接続電極 33 :素子の出力接続電極 34 :素子の接地接続電極 35 :素子の信号接続電極 36 :共振子 37 :共振子 38 :共振子 39 :共振器 40 :素子の平衡信号入力接続電極 41 :素子の平衡信号出力接続電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板上に、不平衡信号を平衡信号に
    変換する平衡信号変換フィルタ部と、前記平衡信号をフ
    ィルタリングする平衡信号フィルタ部とをなす電極が配
    設されて成る弾性表面波装置。
  2. 【請求項2】 送信または受信するアンテナと送信回路
    または受信回路との間に、請求項1に記載の弾性表面波
    装置を接続して成るとともに、送信または受信した信号
    を前記平衡信号変換フィルタ部と前記平衡信号フィルタ
    部とに順次通過させるように成したことを特徴とする通
    信端末装置。
JP2000230273A 2000-07-31 2000-07-31 弾性表面波装置及びそれを用いた通信端末装置 Pending JP2002043892A (ja)

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