JP2003198316A - 携帯電話用弾性表面波共振子フィルタ - Google Patents
携帯電話用弾性表面波共振子フィルタInfo
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- JP2003198316A JP2003198316A JP2002355703A JP2002355703A JP2003198316A JP 2003198316 A JP2003198316 A JP 2003198316A JP 2002355703 A JP2002355703 A JP 2002355703A JP 2002355703 A JP2002355703 A JP 2002355703A JP 2003198316 A JP2003198316 A JP 2003198316A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】製造が容易でコスト低減を図ることができる弾
性表面波共振子フィルタの提供。 【構成】36°回転YカットLiTaO3基板2上に、
複数組のIDT4A〜4Cを近接配置し、かつIDT4
A〜4Cの両側に反射器3A,3Bを配設しており、I
DT4A〜4Cおよび反射器3A,3Bの電極膜厚を
h、当該弾性表面波共振子フィルタで発生する表面波の
波長をλとしたとき、0.06≦h/λ≦0.10にし
た弾性表面波共振子フィルタ。なお、さらに、IDT4
A〜4Cおよび反射器3A,3Bの電極指幅をM、同電
極指形成ピッチをPとしたとき、0.6≦M/Pである
のが好ましい。
性表面波共振子フィルタの提供。 【構成】36°回転YカットLiTaO3基板2上に、
複数組のIDT4A〜4Cを近接配置し、かつIDT4
A〜4Cの両側に反射器3A,3Bを配設しており、I
DT4A〜4Cおよび反射器3A,3Bの電極膜厚を
h、当該弾性表面波共振子フィルタで発生する表面波の
波長をλとしたとき、0.06≦h/λ≦0.10にし
た弾性表面波共振子フィルタ。なお、さらに、IDT4
A〜4Cおよび反射器3A,3Bの電極指幅をM、同電
極指形成ピッチをPとしたとき、0.6≦M/Pである
のが好ましい。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電基板上にIDTと
反射器とを備えてなる携帯電話用弾性表面波共振子フィ
ルタに関する。 【0002】 【従来の技術】近年、各種通信機器用に弾性表面波共振
子フィルタが使われるようになってきており、小型化、
無調製化の一役を担っている。 【0003】ところで、各種通信機器の中でも携帯電話
用の用途では、25MHz以上の広い通過帯域幅を有し
かつ低損失なフィルタが要求される。このような要求
(特に広帯域化)に応える弾性表面波共振子フィルタと
しては、従来から、電気機械結合係数の大きい36°回
転YカットLiTaO3基板か、同じく、電気機械結合
係数の大きい64°回転YカットLiNbO3基板か
の、いずれかの基板を用いることが考えられていた。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、36°
回転YカットLiTaO 3基板を用いた弾性表面波共振
子フィルタとしては、ラダー型やIIDT型等の設計方
法が実用化されているものの、モード結合を利用した一
般的な弾性表面波共振子フィルタでは、帯域幅を比帯域
幅(フィルタの中心周波数に対する通過帯域幅の比)で
約2%程度しか得ることができず、比帯域幅を少なくと
も3%必要な携帯電話用としては実用化に至っていな
い。 【0005】これに対して、64°回転YカットLiN
bO3基板を用いた弾性表面波共振子フィルタでは、比
帯域幅を4%得ることができ、携帯電話用として従来か
ら実用されているものの、製造が容易でなく製造コスト
が高くなるという問題があった。 【0006】すなわち、携帯電話用の用途で用いられる
弾性表面波共振子フィルタでは、通過帯域の低域側、高
域側、少なくとも一方に阻止域が存在しており、さらに
は、これら阻止域のいずれか一方、もしくは両方におい
て所定の減衰量を得ることが必要とされており、一般
に、この減衰量は20dB以上必要とされている。した
がって、減衰量20dBレベルにおける帯域幅が狭いフ
ィルタほどフィルタのシェイプファクタ(これは通過帯
域幅/減衰帯域幅で表される)が良好で製造しやすくな
る。 【0007】このことを図7の例で説明する。図7は6
4°回転YカットLiNbO3基板を用いた従来のた弾
性表面波共振子フィルタの特性図であり、GSM(Grou
p Special Mobil)向けに設計されたものである。この
GSMシステムでは携帯器の受信回路側に中心周波数f
0が947.5MHzの弾性表面波共振子フィルタが使
われるが、要求される特性として低域側(f0−45M
Hz)の領域に位置する受信側周波数の干渉を阻止する
ために、阻止域(902.5MHz±12.5MHz、
以下、低域側阻止域Cと呼ぶ)での減衰量として、20
dB以上が必要とされる。また、同様に高域側45MH
zでの領域(992.5±12.5MHz、以下、高域
側阻止域C’と呼ぶ)でのイメージ抑圧のために20d
B以上の減衰量があることが望ましい。一般に、弾性表
面波共振子フィルタは製造上の下降ばらつきにより、中
心周波数が変化するので、それに伴い減衰量も変動す
る。よって、低域、高域側それぞれに減衰量20dB以
上を確保するためには、それに応じた周波数精度が必要
とされる。 【0008】また、低域側、高域側それぞれに高減衰量
を得るには、図7のように低域側阻止域Cと高域側阻止
域C’とのほぼ中央に弾性表面波共振子フィルタの中心
周波数が位置することが理想的ではあるが、ロス20d
Bの帯域幅Aが狭いほど弾性表面波共振子フィルタの中
心周波数の変動が大きくても減衰量20dB以上が得ら
れることになる。つまり、低域側と高域側とに、それぞ
れ20dB以上の減衰量を得るためには弾性表面波共振
子フィルタの減衰量20dBにおける帯域幅が重要な要
素となる。 【0009】図7の場合、低域側の製造余裕(周波数変
動の許容幅)は図中、Y点とX点の周波数差に相当し、
その値は阻止域と通過域との周波数差B(45MHz)
からロス20dBの帯域幅(片側28MHz)と低域側
阻止域C(片側12.5MHz)を差し引いた値に等し
い。この場合、その値は4.5MHzになるが、弾性表
面波共振子フィルタは周囲温度により周波数が−25〜
75℃の範囲で常温に対し±3MHz変動するので、実
用にはこの値を引いて、1.5MHzが低域側の製造余
裕に相当する。高域側についても全く同様であり説明は
略するが、同様に1.5MHzの製造余裕となる。 【0010】しかしながら、フィルタの中心周波数は電
極膜厚や電極線幅に大きく依存するため、片側1.5M
Hzの製造余裕では、製造ロット毎に電極膜厚や電極線
幅を厳密に管理しなければならず、このことが製造上の
困難さや製造コストを増大さす原因となっていた。 【0011】したがって、本発明においては、製造が容
易でコスト低減を図ることができる弾性表面波共振子フ
ィルタの提供を目的としている。 【0012】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明においては、36°回転YカットLi
TaO3基板上に、複数組のIDTを近接配置し、かつ
前記IDTの両側に反射器を配設してなる弾性表面波共
振子フィルタであって、前記IDTおよび前記反射器の
電極膜厚をh、当該弾性表面波共振子フィルタで発生す
る表面波の波長をλとしたとき、0.06≦h/λ≦
0.10であり、前記IDTおよび前記反射器の電極指
幅をM、同電極指形成ピッチをPとしたとき、0.6≦
M/Pであることを特徴がある。 【0013】 【実施例】以下、本発明の第1実施例を図面を参照して
詳細に説明する。 【0014】図1は、本発明に係る弾性表面波共振子フ
ィルタに共通する構成を示した平面図であり、図2はこ
の弾性表面波共振子フィルタのIDTおよび反射器の要
部を拡大した断面図である。 【0015】第1実施例の弾性表面波共振子フィルタ1
は36°回転YカットLiTaO3基板2を備え、この
LiTaO3基板表面2上に反射器3A,3Bが形成さ
れ、反射器3Aと反射器3Bとの間には3個のIDT4
A〜4Cが形成されている。これらの反射器3A,3B
およびIDT4A〜4Cは複数の電極指5…を備えてい
る。そして、両側のIDT4A,4Cは電気的に並列接
続され、入出力端子6に接続されている。一方、中央の
IDT4Bは入出力端子7に接続されている。これらの
反射器3A,3BおよびIDT4A〜4Cはすべて36
°回転YカットLiTaO3基板2にAlの薄膜を成膜
した後、フォトエッチング工程を経て形成されるが、リ
フトオフ法等の手法により選択的に付着形成してもよ
い。 【0016】この弾性表面波共振子フィルタ1はIDT
4A〜4Cおよび反射器3A,3Bの電極膜厚を、この
弾性表面波共振子フィルタ1で発生する弾性表面波の波
長によって規定したことに特徴がある。 【0017】具体的には、IDT4A〜4Cおよび反射
器3A,3Bの電極指5の膜厚をh、この弾性表面波共
振子フィルタ1で発生する弾性表面波の波長をλとした
場合に、波長λに対する電極膜厚hの大きさh/λ(以
下、電極膜厚比h/λと称す)を0.06以上、0.1
0以下(0.06≦h/λ≦0.10)としており、こ
のようにすることで、製造余裕を拡大して、製造の容易
性とコストダウンを得ている。 【0018】以下、その理由を説明する。 【0019】64°回転YカットLiNbO3基板の代
わって、36°回転YカットLiTaO3 基板2を用い
た弾性表面波共振子フィルタは共振子のQが大きくなっ
て前述したシェイプファクタが向上することはよく知ら
れている。しかしながら、36°回転YカットLiTa
O3基板2を用いた弾性表面波共振子フィルタは、従来
例で説明したように、そのままでは、携帯電話用として
十分な通過帯域幅が得られない。したがって、36°回
転YカットLiTaO3 基板2を用いた弾性表面波共振
子フィルタでは通過帯域幅を拡大する工夫が必要とな
る。詳細にいえば、GSM等の900MHz帯の携帯電
話では、温度変動分を含めて最低でも30MHzの通過
帯域幅が必要となる。この必要となる通過帯域幅は、フ
ィルタの中心周波数に対する通過帯域幅の比である比帯
域幅として換算すると、比帯域幅3.3%である。 【0020】そこで、本願発明者は、IDT4A〜4C
および反射器3A,3Bの電極膜厚hを厚くすれば、反
射器3A,3Bのストップバンド幅が広がり、これによ
って通過帯域幅の拡幅が図れることを見いだし、その比
較実験を行った。その結果を図3に示す。図3は本実施
例の同様の構造を備えた弾性表面波共振子フィルタの電
極膜厚比h/λを変化させた場合の比帯域幅を測定した
実験結果である。 【0021】従来、弾性表面波共振子フィルタでは、電
極膜厚比h/λを0.03前後に設定するのが一般的で
あったが、この実験結果から明らかなように、36°回
転YカットLiTaO3 基板2を用いた弾性表面波共振
子フィルタでは、携帯電話用として実用上十分なる比帯
域幅3.3%を得るには、電極膜厚比h/λを従来の2
倍以上、すなわち、h/λ≧0.06とする必要がある
のがわかる。 【0022】また、電極膜圧比h/λを大きくすれば、
それに応答して比帯域幅も増大するのは、図3の結果か
ら明白であるが、あまり、電極膜厚比h/λを大きくす
ると通過帯域が低域側や高域側の阻止域に重なることに
なり、これでは減衰量が不足する原因となるので望まし
くない。ここで低域側と高域側との阻止域の周波数差は
図7から65MHzであるから、比帯域幅に換算して
6.9%以上に拡大することは望ましくなく、図3の結
果から電極膜厚比h/λは0.10以下とする必要があ
る。 【0023】次に、このように構成された第1実施例の
弾性表面波共振子フィルタ1の特性を測定した結果を図
4に基づいて説明する。図4は電極膜厚比h/λ=0.
6として、そのほかの構造を従来例と同様に構成した本
実施例の弾性表面波共振子フィルタ1の特性を測定した
結果を示している。この図から明らかなように、減衰量
20dBレベルでの帯域幅Aは48MHzとなってお
り、従来例より8MHz改善されている。また、従来例
と同様に算出した製造余裕は片側5.5MHzとなって
おり、従来例の約3.6倍となっている。また、減衰量
の実力値も30dB近くまで得られているのがわかる。 【0024】ところで、IDT4A〜4Cおよび反射器
3A,3Bの電極膜厚hを厚くすれば、通過帯域幅の拡
幅を図れるものの、反射器3A,3Bの反射率が増大し
てストップバンド幅が大きくなり、それがシェイプファ
クタを悪化させる要因となってしまう。そこで本願発明
者は、IDT4A〜4Cや反射器3A,3Bの電極指線
幅を変化させることによってシェイプファクタが向上す
ることを見いだし、この点に着目して、第2実施例の弾
性表面波共振子フィルタ10を構成した。 【0025】この弾性表面波共振子フィルタ1は36°
回転YカットLiTaO3基板と、反射器と、IDTと
を備え、これら反射器およびIDTは複数の電極指を備
えており、これらの基本構成は第1実施例と同様であ
る。 【0026】この弾性表面波共振子フィルタ1はIDT
4A〜4Cおよび反射器3A,3Bの電極膜厚hを、こ
の弾性表面波共振子フィルタ1で発生する弾性表面波の
波長λによって規定し(これは第1実施例と同様)、さ
らに、電極指5の線幅を、電極指5の形成ピッチによっ
て規定したことに特徴がある。 【0027】具体的には、電極膜厚比h/λを0.06
以上、0.10以下(0.06≦h/λ≦0.10)と
し、さらに、IDT4A〜4Cおよび反射器3A,3B
の電極指形成ピッチをP、同電極指幅をMとした場合
に、電極指形成ピッチPに対する電極指線幅Mの大きさ
M/P(以下、電極指デューティーM/Pと称す)を
0.6以上(0.6≦M/P)としており、このように
することで、製造余裕を拡大して、製造の容易性とコス
トダウンを得ている。 【0028】以下、その理由を説明する。 【0029】図5は、第2実施例と同様の構造を備えた
弾性表面波共振子フィルタの電極指デューティーM/P
を変化させた場合の減衰量20dBレベルにおける帯域
幅の変動を測定した実験結果である。この実験結果から
明らかなように、電極指デューティーM/Pの値が大き
いほど減衰量20dBレベルでの帯域幅が狭くなり、し
たがって、シェイプファクタが向上するのがわかる。さ
らに、詳細に検討すれば、電極指デューティーM/P≧
0.6であれば、最良の効果が得られることがわかる。 【0030】なお、図5の実験結果より、電極指デュー
ティーM/Pを0.4以下にしても若干の改善効果が得
られる。しかしながら、この効果はごく僅かであるう
え、電極指13の幅を狭くすることは、電極指抵抗の増
大を来して挿入損失を悪化させるので、電極指13の幅
を狭くするは望ましくない。また、電極指デューティー
M/Pの上限は、電極指13の加工技術(換言すれば、
電極指13間の隙間形成技術)の限界により決定される
ものであり、特にここで限定する必要はない。 【0031】次に、このように構成された第2実施例の
弾性表面波共振子フィルタ10の特性を測定した結果を
図6に基づいて説明する。図6は電極膜厚比h/λ=
0.6、電極指デューティーM/P=0.6として、そ
のほかの構造を従来例と同様に構成した本実施例の弾性
表面波共振子フィルタ10を2セクション縦続接続して
構成したフィルタの特性を測定した結果を示している。 【0032】この図から明らかなように、減衰量20d
Bレベルでの帯域幅Aは40MHzとなっており、従来
例に比べて16MHz改善されている。また、従来例と
同様に算出した製造余裕は9.5MHzとなっており、
従来例の約6.3倍となっている。また、減衰量の実力
値も30dB以上得られているのがわかる。なお、図6
のデータは本実施例の弾性表面波共振子フィルタ10を
2セクション縦続接続して構成したものにおけるデータ
であったが、本実施例の弾性表面波共振子フィルタ10
を1セクション、あるいは3セクション以上縦続接続し
て構成したものであっても、同様の効果を奏することが
できるのはいうまでもない。 【0033】さらには、これら実施例では、IDT4A
〜4Cを36°回転YカットLiTaO3基板2上に、
3組備えた弾性表面波共振子フィルタ1において、本発
明を実施していたが、36°回転YカットLiTaO3
基板2上に、IDT4A〜4Cを2組、あるいは4組以
上備えて構成された弾性表面波共振子フィルタにおいて
も本発明を実施できるのはいうまでもない。 【0034】 【発明の効果】以上のように、本発明の第1の発明によ
れば、電極膜厚比0.06≦h/λ≦0.10とするこ
とで、弾性表面波共振子フィルタを広帯域でしかもシェ
ープフアクタの良好なものとすることができた。そのた
め、減衰量20dBレベルでの帯域幅が狭くなり、製造
余裕が拡大して製造しやすくなり、その分、コストダウ
ンが図れるようになった。 【0035】また、従来の同様の製造余裕のもとで、こ
の弾性表面波共振子フィルタを製造すれば、より高い減
衰量が得ることができるという効果もある。 【0036】さらには、電極指デューティーM/P≧
0.6とすれば、弾性表面波共振子フィルタのシェープ
フアクタはより向上し、その分、さらに、製造余裕が拡
大して、コストダウンが図れるようになるとともに、こ
の弾性表面波共振子フィルタを従来の同様の製造余裕の
もとで製造すれば、さらに高い減衰量が得られるという
効果も発揮できる。
反射器とを備えてなる携帯電話用弾性表面波共振子フィ
ルタに関する。 【0002】 【従来の技術】近年、各種通信機器用に弾性表面波共振
子フィルタが使われるようになってきており、小型化、
無調製化の一役を担っている。 【0003】ところで、各種通信機器の中でも携帯電話
用の用途では、25MHz以上の広い通過帯域幅を有し
かつ低損失なフィルタが要求される。このような要求
(特に広帯域化)に応える弾性表面波共振子フィルタと
しては、従来から、電気機械結合係数の大きい36°回
転YカットLiTaO3基板か、同じく、電気機械結合
係数の大きい64°回転YカットLiNbO3基板か
の、いずれかの基板を用いることが考えられていた。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、36°
回転YカットLiTaO 3基板を用いた弾性表面波共振
子フィルタとしては、ラダー型やIIDT型等の設計方
法が実用化されているものの、モード結合を利用した一
般的な弾性表面波共振子フィルタでは、帯域幅を比帯域
幅(フィルタの中心周波数に対する通過帯域幅の比)で
約2%程度しか得ることができず、比帯域幅を少なくと
も3%必要な携帯電話用としては実用化に至っていな
い。 【0005】これに対して、64°回転YカットLiN
bO3基板を用いた弾性表面波共振子フィルタでは、比
帯域幅を4%得ることができ、携帯電話用として従来か
ら実用されているものの、製造が容易でなく製造コスト
が高くなるという問題があった。 【0006】すなわち、携帯電話用の用途で用いられる
弾性表面波共振子フィルタでは、通過帯域の低域側、高
域側、少なくとも一方に阻止域が存在しており、さらに
は、これら阻止域のいずれか一方、もしくは両方におい
て所定の減衰量を得ることが必要とされており、一般
に、この減衰量は20dB以上必要とされている。した
がって、減衰量20dBレベルにおける帯域幅が狭いフ
ィルタほどフィルタのシェイプファクタ(これは通過帯
域幅/減衰帯域幅で表される)が良好で製造しやすくな
る。 【0007】このことを図7の例で説明する。図7は6
4°回転YカットLiNbO3基板を用いた従来のた弾
性表面波共振子フィルタの特性図であり、GSM(Grou
p Special Mobil)向けに設計されたものである。この
GSMシステムでは携帯器の受信回路側に中心周波数f
0が947.5MHzの弾性表面波共振子フィルタが使
われるが、要求される特性として低域側(f0−45M
Hz)の領域に位置する受信側周波数の干渉を阻止する
ために、阻止域(902.5MHz±12.5MHz、
以下、低域側阻止域Cと呼ぶ)での減衰量として、20
dB以上が必要とされる。また、同様に高域側45MH
zでの領域(992.5±12.5MHz、以下、高域
側阻止域C’と呼ぶ)でのイメージ抑圧のために20d
B以上の減衰量があることが望ましい。一般に、弾性表
面波共振子フィルタは製造上の下降ばらつきにより、中
心周波数が変化するので、それに伴い減衰量も変動す
る。よって、低域、高域側それぞれに減衰量20dB以
上を確保するためには、それに応じた周波数精度が必要
とされる。 【0008】また、低域側、高域側それぞれに高減衰量
を得るには、図7のように低域側阻止域Cと高域側阻止
域C’とのほぼ中央に弾性表面波共振子フィルタの中心
周波数が位置することが理想的ではあるが、ロス20d
Bの帯域幅Aが狭いほど弾性表面波共振子フィルタの中
心周波数の変動が大きくても減衰量20dB以上が得ら
れることになる。つまり、低域側と高域側とに、それぞ
れ20dB以上の減衰量を得るためには弾性表面波共振
子フィルタの減衰量20dBにおける帯域幅が重要な要
素となる。 【0009】図7の場合、低域側の製造余裕(周波数変
動の許容幅)は図中、Y点とX点の周波数差に相当し、
その値は阻止域と通過域との周波数差B(45MHz)
からロス20dBの帯域幅(片側28MHz)と低域側
阻止域C(片側12.5MHz)を差し引いた値に等し
い。この場合、その値は4.5MHzになるが、弾性表
面波共振子フィルタは周囲温度により周波数が−25〜
75℃の範囲で常温に対し±3MHz変動するので、実
用にはこの値を引いて、1.5MHzが低域側の製造余
裕に相当する。高域側についても全く同様であり説明は
略するが、同様に1.5MHzの製造余裕となる。 【0010】しかしながら、フィルタの中心周波数は電
極膜厚や電極線幅に大きく依存するため、片側1.5M
Hzの製造余裕では、製造ロット毎に電極膜厚や電極線
幅を厳密に管理しなければならず、このことが製造上の
困難さや製造コストを増大さす原因となっていた。 【0011】したがって、本発明においては、製造が容
易でコスト低減を図ることができる弾性表面波共振子フ
ィルタの提供を目的としている。 【0012】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明においては、36°回転YカットLi
TaO3基板上に、複数組のIDTを近接配置し、かつ
前記IDTの両側に反射器を配設してなる弾性表面波共
振子フィルタであって、前記IDTおよび前記反射器の
電極膜厚をh、当該弾性表面波共振子フィルタで発生す
る表面波の波長をλとしたとき、0.06≦h/λ≦
0.10であり、前記IDTおよび前記反射器の電極指
幅をM、同電極指形成ピッチをPとしたとき、0.6≦
M/Pであることを特徴がある。 【0013】 【実施例】以下、本発明の第1実施例を図面を参照して
詳細に説明する。 【0014】図1は、本発明に係る弾性表面波共振子フ
ィルタに共通する構成を示した平面図であり、図2はこ
の弾性表面波共振子フィルタのIDTおよび反射器の要
部を拡大した断面図である。 【0015】第1実施例の弾性表面波共振子フィルタ1
は36°回転YカットLiTaO3基板2を備え、この
LiTaO3基板表面2上に反射器3A,3Bが形成さ
れ、反射器3Aと反射器3Bとの間には3個のIDT4
A〜4Cが形成されている。これらの反射器3A,3B
およびIDT4A〜4Cは複数の電極指5…を備えてい
る。そして、両側のIDT4A,4Cは電気的に並列接
続され、入出力端子6に接続されている。一方、中央の
IDT4Bは入出力端子7に接続されている。これらの
反射器3A,3BおよびIDT4A〜4Cはすべて36
°回転YカットLiTaO3基板2にAlの薄膜を成膜
した後、フォトエッチング工程を経て形成されるが、リ
フトオフ法等の手法により選択的に付着形成してもよ
い。 【0016】この弾性表面波共振子フィルタ1はIDT
4A〜4Cおよび反射器3A,3Bの電極膜厚を、この
弾性表面波共振子フィルタ1で発生する弾性表面波の波
長によって規定したことに特徴がある。 【0017】具体的には、IDT4A〜4Cおよび反射
器3A,3Bの電極指5の膜厚をh、この弾性表面波共
振子フィルタ1で発生する弾性表面波の波長をλとした
場合に、波長λに対する電極膜厚hの大きさh/λ(以
下、電極膜厚比h/λと称す)を0.06以上、0.1
0以下(0.06≦h/λ≦0.10)としており、こ
のようにすることで、製造余裕を拡大して、製造の容易
性とコストダウンを得ている。 【0018】以下、その理由を説明する。 【0019】64°回転YカットLiNbO3基板の代
わって、36°回転YカットLiTaO3 基板2を用い
た弾性表面波共振子フィルタは共振子のQが大きくなっ
て前述したシェイプファクタが向上することはよく知ら
れている。しかしながら、36°回転YカットLiTa
O3基板2を用いた弾性表面波共振子フィルタは、従来
例で説明したように、そのままでは、携帯電話用として
十分な通過帯域幅が得られない。したがって、36°回
転YカットLiTaO3 基板2を用いた弾性表面波共振
子フィルタでは通過帯域幅を拡大する工夫が必要とな
る。詳細にいえば、GSM等の900MHz帯の携帯電
話では、温度変動分を含めて最低でも30MHzの通過
帯域幅が必要となる。この必要となる通過帯域幅は、フ
ィルタの中心周波数に対する通過帯域幅の比である比帯
域幅として換算すると、比帯域幅3.3%である。 【0020】そこで、本願発明者は、IDT4A〜4C
および反射器3A,3Bの電極膜厚hを厚くすれば、反
射器3A,3Bのストップバンド幅が広がり、これによ
って通過帯域幅の拡幅が図れることを見いだし、その比
較実験を行った。その結果を図3に示す。図3は本実施
例の同様の構造を備えた弾性表面波共振子フィルタの電
極膜厚比h/λを変化させた場合の比帯域幅を測定した
実験結果である。 【0021】従来、弾性表面波共振子フィルタでは、電
極膜厚比h/λを0.03前後に設定するのが一般的で
あったが、この実験結果から明らかなように、36°回
転YカットLiTaO3 基板2を用いた弾性表面波共振
子フィルタでは、携帯電話用として実用上十分なる比帯
域幅3.3%を得るには、電極膜厚比h/λを従来の2
倍以上、すなわち、h/λ≧0.06とする必要がある
のがわかる。 【0022】また、電極膜圧比h/λを大きくすれば、
それに応答して比帯域幅も増大するのは、図3の結果か
ら明白であるが、あまり、電極膜厚比h/λを大きくす
ると通過帯域が低域側や高域側の阻止域に重なることに
なり、これでは減衰量が不足する原因となるので望まし
くない。ここで低域側と高域側との阻止域の周波数差は
図7から65MHzであるから、比帯域幅に換算して
6.9%以上に拡大することは望ましくなく、図3の結
果から電極膜厚比h/λは0.10以下とする必要があ
る。 【0023】次に、このように構成された第1実施例の
弾性表面波共振子フィルタ1の特性を測定した結果を図
4に基づいて説明する。図4は電極膜厚比h/λ=0.
6として、そのほかの構造を従来例と同様に構成した本
実施例の弾性表面波共振子フィルタ1の特性を測定した
結果を示している。この図から明らかなように、減衰量
20dBレベルでの帯域幅Aは48MHzとなってお
り、従来例より8MHz改善されている。また、従来例
と同様に算出した製造余裕は片側5.5MHzとなって
おり、従来例の約3.6倍となっている。また、減衰量
の実力値も30dB近くまで得られているのがわかる。 【0024】ところで、IDT4A〜4Cおよび反射器
3A,3Bの電極膜厚hを厚くすれば、通過帯域幅の拡
幅を図れるものの、反射器3A,3Bの反射率が増大し
てストップバンド幅が大きくなり、それがシェイプファ
クタを悪化させる要因となってしまう。そこで本願発明
者は、IDT4A〜4Cや反射器3A,3Bの電極指線
幅を変化させることによってシェイプファクタが向上す
ることを見いだし、この点に着目して、第2実施例の弾
性表面波共振子フィルタ10を構成した。 【0025】この弾性表面波共振子フィルタ1は36°
回転YカットLiTaO3基板と、反射器と、IDTと
を備え、これら反射器およびIDTは複数の電極指を備
えており、これらの基本構成は第1実施例と同様であ
る。 【0026】この弾性表面波共振子フィルタ1はIDT
4A〜4Cおよび反射器3A,3Bの電極膜厚hを、こ
の弾性表面波共振子フィルタ1で発生する弾性表面波の
波長λによって規定し(これは第1実施例と同様)、さ
らに、電極指5の線幅を、電極指5の形成ピッチによっ
て規定したことに特徴がある。 【0027】具体的には、電極膜厚比h/λを0.06
以上、0.10以下(0.06≦h/λ≦0.10)と
し、さらに、IDT4A〜4Cおよび反射器3A,3B
の電極指形成ピッチをP、同電極指幅をMとした場合
に、電極指形成ピッチPに対する電極指線幅Mの大きさ
M/P(以下、電極指デューティーM/Pと称す)を
0.6以上(0.6≦M/P)としており、このように
することで、製造余裕を拡大して、製造の容易性とコス
トダウンを得ている。 【0028】以下、その理由を説明する。 【0029】図5は、第2実施例と同様の構造を備えた
弾性表面波共振子フィルタの電極指デューティーM/P
を変化させた場合の減衰量20dBレベルにおける帯域
幅の変動を測定した実験結果である。この実験結果から
明らかなように、電極指デューティーM/Pの値が大き
いほど減衰量20dBレベルでの帯域幅が狭くなり、し
たがって、シェイプファクタが向上するのがわかる。さ
らに、詳細に検討すれば、電極指デューティーM/P≧
0.6であれば、最良の効果が得られることがわかる。 【0030】なお、図5の実験結果より、電極指デュー
ティーM/Pを0.4以下にしても若干の改善効果が得
られる。しかしながら、この効果はごく僅かであるう
え、電極指13の幅を狭くすることは、電極指抵抗の増
大を来して挿入損失を悪化させるので、電極指13の幅
を狭くするは望ましくない。また、電極指デューティー
M/Pの上限は、電極指13の加工技術(換言すれば、
電極指13間の隙間形成技術)の限界により決定される
ものであり、特にここで限定する必要はない。 【0031】次に、このように構成された第2実施例の
弾性表面波共振子フィルタ10の特性を測定した結果を
図6に基づいて説明する。図6は電極膜厚比h/λ=
0.6、電極指デューティーM/P=0.6として、そ
のほかの構造を従来例と同様に構成した本実施例の弾性
表面波共振子フィルタ10を2セクション縦続接続して
構成したフィルタの特性を測定した結果を示している。 【0032】この図から明らかなように、減衰量20d
Bレベルでの帯域幅Aは40MHzとなっており、従来
例に比べて16MHz改善されている。また、従来例と
同様に算出した製造余裕は9.5MHzとなっており、
従来例の約6.3倍となっている。また、減衰量の実力
値も30dB以上得られているのがわかる。なお、図6
のデータは本実施例の弾性表面波共振子フィルタ10を
2セクション縦続接続して構成したものにおけるデータ
であったが、本実施例の弾性表面波共振子フィルタ10
を1セクション、あるいは3セクション以上縦続接続し
て構成したものであっても、同様の効果を奏することが
できるのはいうまでもない。 【0033】さらには、これら実施例では、IDT4A
〜4Cを36°回転YカットLiTaO3基板2上に、
3組備えた弾性表面波共振子フィルタ1において、本発
明を実施していたが、36°回転YカットLiTaO3
基板2上に、IDT4A〜4Cを2組、あるいは4組以
上備えて構成された弾性表面波共振子フィルタにおいて
も本発明を実施できるのはいうまでもない。 【0034】 【発明の効果】以上のように、本発明の第1の発明によ
れば、電極膜厚比0.06≦h/λ≦0.10とするこ
とで、弾性表面波共振子フィルタを広帯域でしかもシェ
ープフアクタの良好なものとすることができた。そのた
め、減衰量20dBレベルでの帯域幅が狭くなり、製造
余裕が拡大して製造しやすくなり、その分、コストダウ
ンが図れるようになった。 【0035】また、従来の同様の製造余裕のもとで、こ
の弾性表面波共振子フィルタを製造すれば、より高い減
衰量が得ることができるという効果もある。 【0036】さらには、電極指デューティーM/P≧
0.6とすれば、弾性表面波共振子フィルタのシェープ
フアクタはより向上し、その分、さらに、製造余裕が拡
大して、コストダウンが図れるようになるとともに、こ
の弾性表面波共振子フィルタを従来の同様の製造余裕の
もとで製造すれば、さらに高い減衰量が得られるという
効果も発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例、第2実施例に係る弾性表
面波共振子フィルタの構造を示す平面図である。 【図2】第1実施例、第2実施例に係る弾性表面波共振
子フィルタのIDTおよび反射器の部分を拡大した断面
図である。 【図3】弾性表面波共振子フィルタにおける電極膜厚比
h/λと通過帯域幅(比帯域幅)との関係を示す線図で
ある。 【図4】第1実施例の弾性表面波共振子フィルタの特性
を示す線図である。 【図5】弾性表面波共振子フィルタにおける電極指デュ
ーティーM/Pと減衰量20dBレベルでの帯域幅との
関係を示す線図である。 【図6】第2実施例の弾性表面波共振子フィルタの特性
を示す線図である。 【図7】従来例の弾性表面波共振子フィルタの特性を示
す線図である。 【符号の説明】 2 36°回転YカットLiTaO3基板3A,3
B 反射器 4A〜4C IDT h 電極膜厚 λ 表面波の波長 M 電極指幅 P 電極指形成ピッチ
面波共振子フィルタの構造を示す平面図である。 【図2】第1実施例、第2実施例に係る弾性表面波共振
子フィルタのIDTおよび反射器の部分を拡大した断面
図である。 【図3】弾性表面波共振子フィルタにおける電極膜厚比
h/λと通過帯域幅(比帯域幅)との関係を示す線図で
ある。 【図4】第1実施例の弾性表面波共振子フィルタの特性
を示す線図である。 【図5】弾性表面波共振子フィルタにおける電極指デュ
ーティーM/Pと減衰量20dBレベルでの帯域幅との
関係を示す線図である。 【図6】第2実施例の弾性表面波共振子フィルタの特性
を示す線図である。 【図7】従来例の弾性表面波共振子フィルタの特性を示
す線図である。 【符号の説明】 2 36°回転YカットLiTaO3基板3A,3
B 反射器 4A〜4C IDT h 電極膜厚 λ 表面波の波長 M 電極指幅 P 電極指形成ピッチ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 36°回転YカットLiTaO3基板上
に、複数組のIDTを近接配置し、かつ前記IDTの両
側に反射器を配設してなる弾性表面波共振子フィルタで
あって、前記IDTおよび前記反射器の電極膜厚をh、
当該弾性表面波共振子フィルタで発生する表面波の波長
をλとしたとき、0.06≦h/λ≦0.10であり、
前記IDTおよび前記反射器の電極指幅をM、同電極指
形成ピッチをPとしたとき、0.6≦M/Pであること
を特徴とする携帯電話用弾性表面波共振子フィルタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002355703A JP2003198316A (ja) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | 携帯電話用弾性表面波共振子フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002355703A JP2003198316A (ja) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | 携帯電話用弾性表面波共振子フィルタ |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6074830A Division JPH07283682A (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | 弾性表面波共振子フィルタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003198316A true JP2003198316A (ja) | 2003-07-11 |
Family
ID=27606849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002355703A Pending JP2003198316A (ja) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | 携帯電話用弾性表面波共振子フィルタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003198316A (ja) |
-
2002
- 2002-12-06 JP JP2002355703A patent/JP2003198316A/ja active Pending
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Legal Events
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A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050120 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050726 |