JP2014007581A - Longitudinal coupling surface acoustic wave filter and cascade connection filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電基板上に複数のＩＤＴ（インターディジタルトランスデューサー）電極を配置してなる縦結合型弾性表面波フィルタ及び上記縦結合型弾性表面波フィルタを２つ縦続接続した縦続接続型フィルタに関する。 The present invention relates to a longitudinally coupled surface acoustic wave filter in which a plurality of IDT (interdigital transducer) electrodes are arranged on a piezoelectric substrate, and a cascaded filter in which two longitudinally coupled surface acoustic wave filters are cascaded. .
通信機器例えば携帯電話は高機能化、高性能化の要求が著しく、また通信機器の種類も多様化が進んでいることから、各々の通信機器毎に通信帯域が割り当てられている。このため、これら通信機器に利用される弾性表面波フィルタには広帯域に適用可能であり、且つ低損失のものが要求されている。 Communication devices such as mobile phones are remarkably demanded for higher functionality and higher performance, and the types of communication devices are diversifying. Therefore, a communication band is allocated to each communication device. For this reason, the surface acoustic wave filter used in these communication devices is applicable to a wide band and has a low loss.
上記の通信機器用のフィルタの一例として、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムを圧電基板として用いた縦結合型弾性表面波フィルタがある。縦結合型弾性表面波フィルタは、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って複数のＩＤＴ電極を並べ、これらのＩＤＴ電極の両側に反射器を配置した構成となっており、０次及び高次の共振モードを利用して通過帯域が設定される。 As an example of the filter for the communication device, there is a longitudinally coupled surface acoustic wave filter using lithium tantalate or lithium niobate as a piezoelectric substrate. A longitudinally coupled surface acoustic wave filter has a configuration in which a plurality of IDT electrodes are arranged on a piezoelectric substrate along the propagation direction of surface acoustic waves, and reflectors are arranged on both sides of these IDT electrodes. A pass band is set using a higher-order resonance mode.
このように共振モードを利用した縦結合型弾性表面波フィルタは、０次や高次の共振モードの立ち上がり特性が通過帯域近傍の帯域外減衰量に大きな影響を与える。
発明者は、通過帯域の挿入損失が小さく、帯域外では急激に減衰量が大きくなる良好な特性（急峻性）を備えた縦結合型弾性表面波フィルタを種々提案してきた（例えば、特許文献１、２）。今回、縦結合型弾性表面波フィルタの特性を向上させることが可能な新たな技術を見出し、本発明に至った。
As described above, in the longitudinally coupled surface acoustic wave filter using the resonance mode, the rising characteristics of the zeroth-order and higher-order resonance modes greatly influence the out-of-band attenuation near the passband.
The inventor has proposed various longitudinally coupled surface acoustic wave filters having good characteristics (steepness) in which the insertion loss in the passband is small and the attenuation amount is rapidly increased outside the band (for example, Patent Document 1). 2). This time, a new technique capable of improving the characteristics of the longitudinally coupled surface acoustic wave filter has been found and the present invention has been achieved.
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、通過帯域近傍における低域側の減衰特性の立ち上がりの急峻性が良好な縦結合型弾性表面波フィルタ及びこの縦結合型弾性表面波フィルタを縦続接続した縦続接続型フィルタを提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a longitudinally coupled surface acoustic wave filter having a good rise steepness of a low-frequency attenuation characteristic in the vicinity of the passband and the longitudinally coupled type. An object of the present invention is to provide a cascade connection type filter in which surface acoustic wave filters are cascade-connected.
本発明に係る縦結合型弾性表面波フィルタは、圧電基板上に中央電極と、この中央電極の両側に設けられたサイド電極と、を含むＩＤＴ電極を並べると共に、これらのＩＤＴ電極の両側に反射器を配置して構成した縦結合型弾性表面波フィルタにおいて、
中央電極の電極指のピッチをＰｉ１、サイド電極の電極指のピッチをＰｉ２とすると、
これらのピッチＰｉ１、Ｐｉ２が、０．９８５Ｐｉ１≦Ｐｉ２≦０．９９９Ｐｉ１の関係を満たすことを特徴とする。
The longitudinally coupled surface acoustic wave filter according to the present invention arranges IDT electrodes including a central electrode and side electrodes provided on both sides of the central electrode on a piezoelectric substrate, and reflects on both sides of these IDT electrodes. In a longitudinally coupled surface acoustic wave filter configured by arranging a vessel,
When the pitch of the electrode fingers of the central electrode is Pi1, and the pitch of the electrode fingers of the side electrode is Pi2,
These pitches Pi1 and Pi2 satisfy the relationship of 0.985Pi1 ≦ Pi2 ≦ 0.999Pi1.
上述の縦結合型弾性表面波フィルタは、前記反射器に隣接するサイド電極における当該反射器側からｘ（ｘ：正数であり、サイド電極の電極指の本数Ｘよりも小さい値）本までの電極指のピッチを前記Ｐｉ２に替えてＰｉ２’とすると、前記ピッチＰｉ２’が、０．９８５Ｐｉ１≦Ｐｉ２’≦１．０００Ｐｉ１（但しＰｉ２’≠Ｐｉ２）の関係を満たすように構成してもよい。
また、他の発明に係わる縦続接続型フィルタは、上述の縦結合型弾性表面波フィルタを２つ縦続接続して構成されたことを特徴とする。
The longitudinally coupled surface acoustic wave filter described above has up to x (x is a positive number and smaller than the number X of electrode fingers of the side electrode) from the reflector side of the side electrode adjacent to the reflector. If the pitch of the electrode fingers is changed to Pi2 ′ instead of Pi2, the pitch Pi2 ′ may be configured to satisfy the relationship of 0.985Pi1 ≦ Pi2 ′ ≦ 1.000Pi1 (where Pi2 ′ ≠ Pi2).
Further, a cascade connection type filter according to another invention is characterized in that it is configured by connecting two of the above-described longitudinally coupled surface acoustic wave filters in cascade.
本発明によれば、中央電極と、この中央電極の両側に設けられたサイド電極と、を含むＩＤＴ電極を並べ、中央電極の電極指のピッチＰｉ１と、サイド電極の電極指のピッチＰｉ２とが、０．９８５Ｐｉ１≦Ｐｉ２≦０．９９９Ｐｉ１の関係を満たすことにより、通過帯域近傍における低域側の減衰特性の立ち上がりの急峻性を改善することができる。 According to the present invention, IDT electrodes including a central electrode and side electrodes provided on both sides of the central electrode are arranged, and the pitch Pi1 of the electrode fingers of the central electrode and the pitch Pi2 of the electrode fingers of the side electrode are By satisfying the relationship of 0.985Pi1 ≦ Pi2 ≦ 0.999Pi1, it is possible to improve the steepness of the rise of the attenuation characteristic on the low band side in the vicinity of the pass band.
［第１の実施の形態］
本発明に係わる縦結合型弾性表面波フィルタ（以下、単にフィルタという）の第１の実施の形態について、図１を参照して説明する。このフィルタ１は、例えばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）などからなる圧電基板１０上に形成されている。この例では圧電基板１０は、例えば３６°〜４８°Ｙカット板であり、つまり圧電基板１０をＸ軸方向から見たときに上面（後述のＩＤＴ電極１１の形成される面）とＹ軸とのなす角度（切断角度）θが３６°〜４８°となるように切断した基板（３６°回転Ｙ板ＬｉＴａＯ３）である。この圧電基板１０上では当該圧電基板１０の結晶軸のＸ軸に沿って弾性表面波が伝搬することになる。
[First Embodiment]
A first embodiment of a longitudinally coupled surface acoustic wave filter (hereinafter simply referred to as a filter) according to the present invention will be described with reference to FIG. The
この圧電基板１０上には、弾性表面波の伝搬方向に沿って例えば３つのＩＤＴ電極１１が配置されており、これらのＩＤＴ電極１１を両側から挟むように、弾性表面波の伝搬方向に離間して２つの反射器１２（１２ａ、１２ｂ）が形成されている。
For example, three
これらのＩＤＴ電極１１及び反射器１２は、各々所定の膜厚となっており、例えば圧電基板１０上にアルミニウムなどの金属からなる膜を成膜し、次いでこの金属膜上に積層したマスク層を介してこれらのＩＤＴ電極１１及び反射器１２以外の領域をエッチングするフォトリソグラフィー法により形成される。ＩＤＴ電極１１は、各々弾性表面波の伝搬方向に沿って伸びる一対のバスバー１３ａ、１３ｂと、これらのバスバー１３ａ、１３ｂから相対向するように互い違いに櫛歯状に伸び出す多数本の電極指１４と、を備えている。
Each of the
以下、３つのＩＤＴ電極１１について、図１中、中央のＩＤＴ電極１１を中央電極１１ａ、中央電極１１ａの両側に設けられたＩＤＴ電極１１をサイド電極１１ｂ、１１ｃと呼ぶ。本例のフィルタ１においては、中央電極１１ａが入力側電極、サイド電極１１ｂ、１１ｃが出力側電極を構成している。
Hereinafter, for the three
入力側電極である中央電極１１ａの一方側のバスバー１３ａは入力ポート１５に接続され、他方側のバスバー１３ｂは接地されている。また、出力側電極である２つのサイド電極１１ｂ、１１ｃの一方側のバスバー１３ａは接地され、他方側のバスバー１３ｂは共通の出力ポート１６に接続されている。
The
反射器１２ａ、１２ｂは、ＩＤＴ電極１１の電極指１４と平行に並ぶ多数本のグレーティング電極１７が、弾性表面波の伝搬方向に沿って設けられ、これら多数本のグレーティング電極１７は、その一端側及び他端側にて互いに短絡されている。なお、図１〜図３においては電極指１４及びグレーティング電極１７の本数を省略して描画している。また、これらの図ではＩＤＴ電極１１及び反射器１２について、圧電基板１０上の領域と判別しやすいように、グレーに塗りつぶしてある。
In the
ここで、図１に示すように、中央電極１１ａにおいて、一方側のバスバー１３（バスバー１３ａまたはバスバー１３ｂ）から互いに隣接して伸びる２本の電極指１４、１４同士の中心間の距離であるピッチ（配列間隔）の長さ寸法をＰｉ１とする。また、サイド電極１１ｂ、１１ｃにおいて、一方側のバスバー１３（バスバー１３ａまたはバスバー１３ｂ）から互いに隣接して伸びる２本の電極指１４、１４同士のピッチの長さ寸法をＰｉ２とする。なお同図中に示すＰｒ１は、各反射器１２ａ、１２ｂにおける１波長分のグレーティング電極１７、１７同士の中心間の寸法（ピッチ）である。
Here, as shown in FIG. 1, in the
従来の縦結合型弾性表面波フィルタにおいては、中央電極１１ａの電極指１４のピッチＰｉ１と、両サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２とは互いに等しく、Ｐｉ１＝Ｐｉ２となるように各ＩＤＴ電極１１（中央電極１１ａ、サイド電極１１ｂ、１１ｃ）が形成された。
これに対して、本実施の形態のフィルタ１は、図１に示すように、両サイド電極１１ｂ、１１ｃにおける電極指１４のピッチＰｉ２が、０．９８５Ｐｉ１≦Ｐｉ２≦０．９９９Ｐｉ１の範囲内の値となるように設定されている。
In the conventional longitudinally coupled surface acoustic wave filter, the pitch Pi1 of the
On the other hand, as shown in FIG. 1, in the
次に、上記のようにサイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２を中央電極１１ａのピッチＰｉ１よりも小さくした理由について、後述のシミュレーション結果に基づいて説明する。
中央ＩＤＴ電極１１ａと、その両側に設けられたサイド電極１１ｂ、１１ｃとを備えた３ＩＤＴ型のフィルタ１では、入力ポート１５から周波数信号を入力すると、中央電極１１ａにて電気信号が機械信号に変換されて弾性表面波が発生し、右側方向及び左側方向に向かって伝搬していく。左右に向かって伝搬する弾性表面波は、各々サイド電極１１ｂ、１１ｃを介して反射器１２ａ、１２ｂに到達し、各反射器１２ａ、１２ｂにて反射された後、再び各サイド電極１１ｂ、１１ｃを介して中央電極１１ａへと戻る。
Next, the reason why the pitch Pi2 of the
In the
このようにして、反射器１２ａ、１２ｂの間を反射しながら中央電極１１ａ及びサイド電極１１ｂ、１１ｃが設けられた領域を伝搬する弾性表面波は、入力ポート１５に入力される周波数信号が所定の周波数となったときに共振して０次の共振モード（０次モード）が励起される。そして、入力される周波数信号の周波数をさらに大きくしていくと、高次、例えば２次の共振モード（２次モード）が励起され、これらのモード間に通過帯域が設定される。
In this way, the surface acoustic wave propagating through the region where the
図４には、サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２をＰｉ２＝０．９９６Ｐｉ１としたときのフィルタ１の周波数特性を実線で示し（実施例１−１）、Ｐｉ２＝Ｐｉ１としたときの従来のフィルタの周波数特性を細い線で示してある（参照例：図５〜７、図９〜図１２において同じ）。なお、後述するように参照例のフィルタは、サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２が中央電極１１ａのピッチＰｉ１に等しい点以外は、図１のフィルタ１と同様に構成されている。
In FIG. 4, the frequency characteristic of the
図４に示した結果によれば、実施例１−１のフィルタ１の周波数特性は、参照例のフィルタと通過帯域がほぼ一致している一方で、低周波数側の減衰帯域から通過帯域への減衰特性の立ち上がりが急峻になっている。この結果、低周波数側の遷移帯域の幅（例えば、減衰量が−２．５ｄＢから−１５ｄＢまで変化する周波数範囲。以下、ガードバンド幅と呼ぶ）が狭くなった。
According to the results shown in FIG. 4, the frequency characteristics of the
このように、中央電極１１ａの電極指１４のピッチＰｉ１に対してサイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２を小さくすることにより、ガードバンド幅が狭くなる理由は明らかでないが、この傾向は、サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２を小さくするに従って顕著になる。図５、図６には、各々Ｐｉ２をＰｉ２＝０．９９４Ｐｉ１、０．９９２Ｐｉ１としたときのフィルタ１の周波数特性を実線で示している（実施例１−２、１−３）。これらの実施例においても細い線で示した参照例に比べて低周波数側のガードバンド幅が狭くなっており、Ｐｉ１に対してＰｉ２を小さくすることが減衰帯域から通過帯域への減衰特性の立ち上がりを急峻にする有効な手法であることが確認できる。
Thus, it is not clear why the guard band width is narrowed by reducing the pitch Pi2 of the
また、参照例との比較から明らかなように、実施例１−１〜１−３にてＰｉ２の値が０．９９６Ｐｉ１→０．９９４Ｐｉ１→０．９９２Ｐｉ１と、小さくなるに連れて、ガードバンド幅は次第に狭くなり、この領域の急峻度が改善していることを確認できる。 Further, as is clear from the comparison with the reference example, as the value of Pi2 in Examples 1-1 to 1-3 decreases from 0.996 Pi1 → 0.994 Pi1 → 0.992 Pi1, the guard band width is increased. Becomes gradually narrower, and it can be confirmed that the steepness of this region is improved.
図８は、Ｐｉ２／Ｐｉ１の値に対して、ガードバンド幅［ＭＨｚ］をプロットした結果である。実施例１−１〜１−３の結果は、黒塗りのひし形でプロットしてある。また、白抜きの丸のプロットは、参照例を示している。サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２が小さくなるにつれてガードバンド幅を狭くできることが確認できる。またサイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２を小さくすることにより、ガードバンド幅を狭くする効果は、Ｐｉ２の減少と共に逓減していることも分かる。
FIG. 8 shows the result of plotting the guard bandwidth [MHz] against the value of Pi2 / Pi1. The results of Examples 1-1 to 1-3 are plotted with black diamonds. A white circle plot indicates a reference example. It can be confirmed that the guard band width can be narrowed as the pitch Pi2 of the
そこで、サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチをさらに小さくし、Ｐｉ２＝０．９８０Ｐｉ１とした結果が図７である（比較例１−１）。このように、Ｐｉ２の値がＰｉ１よりも２％も小さくなると、ガードバンド幅はさらに狭くなることが確認できた。しかしながら、図７の周波数特性を見ると、比較例１−１においては、通過帯域における低周波数領域の減衰量が増加し、通過特性が劣化している。これは、中央電極１１ａからサイド電極１１ｂ、１１ｃに亘る領域で共振モードを励起することにより通過帯域が形成される縦結合型の弾性表面波フィルタ１では、Ｐｉ２の値が小さくなりすぎると、共振モードの状態が変化してしまうためではないかと推測される。
Therefore, FIG. 7 shows the result of further reducing the pitch of the
このように、Ｐｉ２の減少と共にガードバンド幅を狭くする効果が逓減する傾向や、Ｐｉ２が小さくなりすぎるとフィルタ１の通過特性が劣化する現象から、Ｐｉの好適な範囲は０．９８５Ｐｉ１≦Ｐｉ２≦０．９９９Ｐｉ１の範囲、より好適には０．９９０Ｐｉ１≦Ｐｉ２≦０．９９９Ｐｉ１の範囲であれば、実用上問題のないフィルタ１の通過特性を維持しつつ、減衰帯域から通過帯域への減衰特性の立ち上がりを急峻にすることが可能であることを確認している。
Thus, the preferred range of Pi is 0.985 Pi1 ≦ Pi2 ≦ from the tendency that the effect of narrowing the guard band width decreases with the decrease of Pi2 and the phenomenon that the pass characteristic of the
フォトリソグラフィー時のエッチング加工のばらつき等を考慮したとき、中央電極１１ａに対して、サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチが０．９８５〜０．９９９の比になっていることは、例えば各電極指１４のピッチＰｉ１、Ｐｉ２の平均値などから特定することができる。また、フォトリソグラフィーの際に用いられるマスク基板に描画されている電極指のピッチに基づいてエッチング加工後の電極指１４のピッチＰｉ１、Ｐｉ２を特定してもよい。
Taking into account variations in etching processing during photolithography, the pitch of the
第１の実施の形態に係わるフィルタ１によれば以下の効果がある。中央電極１１ａと、この中央電極１１ａの両側に設けられたサイド電極１１ｂ、１１ｃと、を含むＩＤＴ電極１１を並べ、中央電極１１ａの電極指１４のピッチＰｉ１と、サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２とが、０．９８５Ｐｉ１≦Ｐｉ２≦０．９９９Ｐｉ１の関係を満たすことにより、通過帯域近傍における低域側の減衰特性の立ち上がりの急峻性を改善することができる。
The
［第２の実施の形態］
図２に模式的に示すように、第２の実施の形態のフィルタ１では、サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指のピッチＰｉ２のうち、外側からｘ本（各サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４の本数をＸ本としたとき、ｘ＜Ｘである）の電極指１４のピッチをＰｉ２に替えてＰｉ２’（Ｐｉ２’≠Ｐｉ２）としている。図２中、第１の実施の形態と共通の構成要素には、図１に示したものと同じ符号を付してある。
[Second Embodiment]
As schematically shown in FIG. 2, in the
図２に示すように、本フィルタ１ａにおいては、各サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のうち、反射器１２ａ、１２ｂ側からｘ（ｘ：正数であり、サイド電極の電極指の本数Ｘよりも小さい値）本までの電極指１４のピッチをＰｉ２’とすると、このピッチＰｉ２’は、反射器１２ａ側から（ｘ＋１）本以上離れた電極指１４のピッチＰｉ２と異なっている。
As shown in FIG. 2, in this
言い替えると、各サイド電極１１ｂ、１１ｃにおいて、中央電極１１ａから見て端部側（反射器１２側）の電極指１４のピッチＰｉ２’が、中央電極１１ａに近い電極指１４のピッチＰｉ２よりも、各々ｘ本分だけ小さくなる、若しくは大きくなるように設定されている。
In other words, in each of the
例えば図９には、電極指１４の総数がＸ＝２６本（２本を１対として数えた場合は１３対）のサイド電極１１ｂ、１１ｃにおいて、各々反射器１２ａ、１２ｂ側から３本分（ｘ＝３、ピッチ数２）の電極指１４のピッチＰｉ２’を、その他の電極指１４のピッチＰｉ２よりも大きくしたフィルタ１ａの周波数特性を示している（実施例２−１）。具体的には、各ピッチはＰｉ２＝０．９９４Ｐｉ１、Ｐｉ２’＝１．００Ｐｉ１となっている。
For example, in FIG. 9, in the
図９に示した周波数特性によれば、実施例２−１のフィルタ１は、参照例のフィルタと通過帯域がほぼ一致している一方で、低周波数側のガードバンド幅が狭くなり、減衰帯域から通過帯域への減衰特性の立ち上がりが急峻になった。
According to the frequency characteristics shown in FIG. 9, the
次に、Ｐｉ２の値をＰｉ２＝０．９９４Ｐｉ１に固定して、Ｐｉ２’をＰｉ２＝０．９９３Ｐｉ１、０．９８８Ｐｉ１と、Ｐｉ２よりも小さくしたときのフィルタ１ａの周波数特性を各々図１０、図１１に示す（実施例２−２、２−３）。これらのフィルタ１ａにおいても、参照例のフィルタと通過帯域がほぼ一致する一方、低周波数側のガードバンド幅は参照例よりも狭くなるという、実施例２−１とほぼ同様の傾向が見られた。
Next, the value of Pi2 is fixed to Pi2 = 0.994Pi1, and the frequency characteristics of the
図１３は、Ｐｉ２／Ｐｉ１の値に対して、ガードバンド幅［ＭＨｚ］をプロットした結果であり、黒塗りのひし形のプロットは、実施例２−１〜２−３の結果を示している。また、白抜きの丸のプロットは参照例、白抜きのひし形のプロットは実施例１−２（Ｐｉ２’＝Ｐｉ２の場合に相当する）の結果を示している。 FIG. 13 shows the result of plotting the guard bandwidth [MHz] against the value of Pi2 / Pi1, and the black diamond plots show the results of Examples 2-1 to 2-3. A white circle plot shows the result of the reference example, and a white diamond plot shows the result of Example 1-2 (corresponding to Pi2 ′ = Pi2).
図１３に示した結果によれば、Ｐｉ２’の値が小さくなるにつれてガードバンド幅を狭くできることが確認できる。このとき、実施例２−１〜２−３を結ぶ傾向線は、実施例１−２のプロット（白抜きのひし形）よりもガードバンド幅が狭くなる方向にずれている。従って、反射器１２ａ、１２ｂに近い位置の電極指１４のピッチを変化させることで減衰帯域から通過帯域への減衰特性の立ち上がりを急峻にする効果を得るうえでは、中央電極１１ａ側の電極指１４のピッチよりも反射器１２ａ、１２ｂ側の電極指のピッチＰｉ２’の方がその影響が大きいのではないかと考えられる。
また図１３によれば、反射器１２ａ、１２ｂ側の電極指１４のピッチＰｉ２’を変化させることにより、ガードバンド幅を狭くする効果は、Ｐｉ２’の減少と共に逓減していることも分かる。
According to the result shown in FIG. 13, it can be confirmed that the guard band width can be narrowed as the value of Pi2 ′ decreases. At this time, the trend line connecting Examples 2-1 to 2-3 is shifted in the direction in which the guard band width is narrower than the plot (white diamond) of Example 1-2. Accordingly, by changing the pitch of the
FIG. 13 also shows that the effect of narrowing the guard bandwidth by changing the pitch Pi2 ′ of the
次いで、Ｐｉ２’の値をさらに小さくし、Ｐｉ２’＝０．８８０Ｐｉ１（Ｐｉ２＝０．９９４Ｐｉ１で固定）とした比較例２−１（図１２）では、ガードバンド幅はさらに小さくなったものの、低周波数領域の減衰量が増加し、通過特性は劣化した。Ｐｉ２’を変化させる電極指１４の数が３本であっても、Ｐｉ２’の値がＰｉ２の値よりも１１．５％近くまで小さくなると、共振モードの状態が変化してしまい周波数特性が劣化してしまうのではないかと推測される。
Next, in Comparative Example 2-1 (FIG. 12) in which the value of Pi2 ′ was further reduced and Pi2 ′ = 0.880 Pi1 (fixed at Pi2 = 0.994 Pi1), the guard band width was further reduced, but the low The attenuation in the frequency domain increased and the pass characteristics deteriorated. Even if the number of
このように、Ｐｉ２’の減少と共にガードバンド幅を狭くする効果が逓減する傾向や、Ｐｉ２’が小さくなりすぎるとフィルタ１ａの通過特性が劣化する現象から、Ｐｉ２’の好適な範囲は０．９８５Ｐｉ１≦Ｐｉ２’≦１．０００Ｐｉ１の範囲、より好適には０．９９０Ｐｉ１≦Ｐｉ２’≦１．０００Ｐｉ１の範囲である。この範囲であれば、実用上問題のないフィルタ１ａの通過特性を維持しつつ、減衰帯域から通過帯域への減衰特性の立ち上がりを急峻にすることが可能であることを確認している。
Thus, the preferred range of Pi2 ′ is 0.985 Pi1 because the effect of narrowing the guard band width decreases with the decrease of Pi2 ′, and the pass characteristic of the
また、反射器１２ａ、１２ｂ側の電極指１４のピッチＰｉ２’を変化させることで減衰特性の立ち上がりを急峻にする効果は、ピッチ数として少なくとも１つ（電極指数ｘ＝２）のピッチＰｉ２’を変化させればよい。また、Ｐｉ２’を変化させるピッチ数の上限は、中央電極１１ａ側において、少なくとも１つのピッチＰｉ２を残して、他の電極指１４のピッチＰｉ２’をＰｉ２≠Ｐｉ２’とする場合が含まれる。より好適な例として、サイド電極１１ｂ、１１ｃの中央よりも反射器１２ａ、１２ｂ側（（ｘ／Ｘ）≧０．５）の電極指１４のピッチＰｉ２’をＰｉ２≠Ｐｉ２’とする場合を挙げることができる。
Further, the effect of steepening the rise of the attenuation characteristic by changing the pitch Pi2 ′ of the
第２の実施の形態に係わるフィルタ１ａによれば以下の効果がある。反射器１２ａ、１２ｂに隣接するサイド電極１１ｂ、１１ｃにおける各反射器側１２ａ、１２ｂからｘ（ｘ：正数であり、サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４の本数Ｘよりも小さい値）本までの電極指１４のピッチを前記Ｐｉ２に替えてＰｉ２’としたとき、前記ピッチＰｉ２’が、０．９８５Ｐｉ１≦Ｐｉ２’≦１．０００Ｐｉ１（但しＰｉ２’≠Ｐｉ２）の関係を満たすことにより、通過帯域近傍における低域側の減衰特性の立ち上がりをさらに急峻にすることができる。
The
図３は、第１、第２の実施の形態に係わるフィルタ１（１ａ）を縦続接続して、縦続接続型フィルタ１ｂを構成した例を示している。圧電基板１０上には、第１、第２の実施の形態にて説明した２つのフィルタ１（１ａ）が前後に配置されており、これらのフィルタ１（１ａ）は、サイド電極１１ｂ、１１ｃの相対向するバスバー１３ｂ、１３ａ同士が接続されている。ここでこれらのサイド電極１１ｂ、１１ｃは、接続線１８によって短絡されている。また、入力ポート１５が接続されている方を前方側のフィルタ１（１ａ）としたとき、既述のようにサイド電極１１ｂ、１１ｃ同士が接続されていることから、後方側のフィルタ１（１ａ）の中央電極１１ａに出力ポート１６が設けられる。
FIG. 3 shows an example in which the filter 1 (1a) according to the first and second embodiments is cascade-connected to form a cascade-connected
次に、上記の各実施の形態で説明したシミュレーションについて、シミュレーション条件やその結果を簡単に説明する。
＜実施例１−１＞（図４）
（シミュレーション条件）
圧電基板１０：３６°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３
中央電極１１ａのピッチＰｉ１：２．０９９［μｍ］
サイド電極１１ｂ、１１ｃのピッチＰｉ２：２．０９１［μｍ］（０．９９６Ｐｉ１）
反射器１２のピッチＰｒ１：２．１３８［μｍ］
中央電極１１ａの電極指１４の対の数（対数）：２２対（電極指数：４４本）
サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４の対数：各１３対（電極指数：各２６本）
電極指１４の交差幅Ｄ：４７［μｍ］
反射器１２のグレーティング電極１７の本数：各１００本
ＩＤＴ電極１１の膜厚：１９０［ｎｍ］
＜参照例＞（図４〜図７、図９〜図１２）
（シミュレーション条件）
サイド電極１１ｂ、１１ｃのピッチＰｉ２がＰｉ２＝Ｐｉ１（２．０９９［μｍ］）となっている点以外は、実施例１−１の条件と同様である。
（シミュレーション結果）
サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２を中央電極１１ａの電極指１４のピッチＰｉ１よりも小さくすることにより、通過周波数帯域における低域側の立ち上がりの急峻性が参照例よりも改善された。また、通過帯域の幅や減衰量は参照例と同程度の周波数特性が得られた。
Next, simulation conditions and results thereof will be briefly described for the simulation described in each of the above embodiments.
<Example 1-1> (FIG. 4)
(Simulation conditions)
Piezoelectric substrate 10: 36 ° Y-cut X propagation LiTaO 3
Number of pairs of
Number of pairs of
Cross width D of electrode fingers 14: 47 [μm]
Number of
Film thickness of IDT electrode 11: 190 [nm]
<Reference Examples> (FIGS. 4-7, 9-12)
(Simulation conditions)
The conditions are the same as in Example 1-1 except that the pitch Pi2 of the
(simulation result)
By making the pitch Pi2 of the
＜実施例１−２＞（図５）
（シミュレーション条件）
サイド電極１１ｂ、１１ｃのピッチＰｉ２がＰｉ２＝０．９９４Ｐｉ１（２．０８６［μｍ］）となっている点以外は、実施例１−１の条件と同様である。
（シミュレーション結果）
サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２を中央電極１１ａの電極指１４のピッチＰｉ１よりも小さくすることにより、通過周波数帯域における低域側の立ち上がりの急峻性が参照例よりも改善された。また、通過帯域の幅や減衰量は参照例と同程度の周波数特性が得られた。
<Example 1-2> (FIG. 5)
(Simulation conditions)
Except that the pitch Pi2 of the
(simulation result)
By making the pitch Pi2 of the
＜実施例１−３＞（図６）
（シミュレーション条件）
サイド電極１１ｂ、１１ｃのピッチＰｉ２がＰｉ２＝０．９９２Ｐｉ１（２．０８３［μｍ］）となっている点以外は、実施例１−１の条件と同様である。
（シミュレーション結果）
サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２を中央電極１１ａの電極指１４のピッチＰｉ１よりも小さくすることにより、通過周波数帯域における低域側の立ち上がりの急峻性が参照例よりも改善された。また、通過帯域の幅や減衰量は参照例と同程度の周波数特性が得られた。
<Example 1-3> (FIG. 6)
(Simulation conditions)
Except that the pitch Pi2 of the
(simulation result)
By making the pitch Pi2 of the
＜比較例１−１＞（図７）
（シミュレーション条件）
サイド電極１１ｂ、１１ｃのピッチＰｉ２がＰｉ２＝０．９８０Ｐｉ１（２．０５７［μｍ］）となっている点以外は、実施例１−１の条件と同様である。
（シミュレーション結果）
サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２を中央電極１１ａの電極指１４のピッチＰｉ１よりも大幅に小さくすることによっても通過周波数帯域における低域側の立ち上がりの急峻性は参照例よりも改善された。しかしながら、通過帯域の低周波数側の肩が丸まってしまい、通過特性が劣化した。
<Comparative Example 1-1> (FIG. 7)
(Simulation conditions)
Except that the pitch Pi2 between the
(simulation result)
Also by making the pitch Pi2 of the
＜実施例２−１＞（図９）
（シミュレーション条件）
各サイド電極１１ｂ、１１ｃの反射器１２ａ、１２ｂ側の３本分（対数１．５）の電極指１４のピッチＰｉ２’が１．００Ｐｉ１（２．０９９［μｍ］）となっている点以外は、実施例１−２の条件と同様である。
（シミュレーション結果）
サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２を中央電極１１ａの電極指１４のピッチＰｉ１よりも小さくする一方、反射器１２ａ、１２ｂに隣接する３本分の電極指１４のピッチＰｉ２’を中央部側のピッチＰｉ２よりも大きくする（Ｐｉ２＜Ｐｉ２’＝Ｐｉ１）ことにより、通過周波数帯域における低域側の立ち上がりの急峻性が参照例よりも改善された。また、通過帯域の幅や減衰量は参照例と同程度の周波数特性が得られた。
<Example 2-1> (FIG. 9)
(Simulation conditions)
Except that the pitch Pi2 ′ of the three electrode fingers 14 (logarithm 1.5) on the
(simulation result)
While the pitch Pi2 of the
＜実施例２−２＞（図１０）
（シミュレーション条件）
各サイド電極１１ｂ、１１ｃの反射器１２ａ、１２ｂ側の３本分（対数１．５）の電極指１４のピッチＰｉ２’が０．９９３Ｐｉ１（２．０８４［μｍ］）となっている点以外は、実施例１−２の条件と同様である。
（シミュレーション結果）
サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２を中央電極１１ａの電極指１４のピッチＰｉ１よりも小さくする一方、反射器１２ａ、１２ｂに隣接する３本分の電極指１４のピッチＰｉ２’を中央部側のピッチＰｉ２よりも小さくする（Ｐｉ２＞Ｐｉ２’）ことによっても、通過周波数帯域における低域側の立ち上がりの急峻性が参照例よりも改善された。また、通過帯域の幅や減衰量は参照例と同程度の周波数特性が得られた。
<Example 2-2> (FIG. 10)
(Simulation conditions)
Except that the pitch Pi2 ′ of the three electrode fingers 14 (logarithm 1.5) on the
(simulation result)
While the pitch Pi2 of the
＜実施例２−３＞（図１１）
（シミュレーション条件）
各サイド電極１１ｂ、１１ｃの反射器１２ａ、１２ｂ側の３本分（対数１．５）の電極指１４のピッチＰｉ２’が０．９８８Ｐｉ１（２．０７４［μｍ］）となっている点以外は、実施例１−２の条件と同様である。
（シミュレーション結果）
サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２を中央電極１１ａの電極指１４のピッチＰｉ１よりも小さくする一方、反射器１２ａ、１２ｂに隣接する３本分の電極指１４のピッチＰｉ２’を中央部側のピッチＰｉ２よりも小さくする（Ｐｉ２＞Ｐｉ２’）ことによって、通過周波数帯域における低域側の立ち上がりの急峻性が参照例よりも改善された。また、通過帯域の幅や減衰量は参照例と同程度の周波数特性が得られた。
<Example 2-3> (FIG. 11)
(Simulation conditions)
Except that the pitch Pi2 ′ of the three electrode fingers 14 (logarithm 1.5) on the
(simulation result)
While the pitch Pi2 of the
＜比較例２−１＞（図１２）
（シミュレーション条件）
各サイド電極１１ｂ、１１ｃの反射器１２ａ、１２ｂ側の３本分（対数１．５）の電極指１４のピッチＰｉ２’が０．８８０Ｐｉ１（１．８４７［μｍ］）となっている点以外は、実施例１−２の条件と同様である。
（シミュレーション結果）
サイド電極１１ｂ、１１ｃの電極指１４のピッチＰｉ２を中央電極１１ａの電極指１４のピッチＰｉ１よりも小さくする一方、反射器１２ａ、１２ｂに隣接する３本分の電極指１４のピッチＰｉ２’を中央部側のピッチＰｉ２よりも大幅に小さくする（Ｐｉ２＞Ｐｉ２’）ことによっても通過周波数帯域における低域側の立ち上がりの急峻性は参照例よりも改善された。しかしながら、通過帯域の低周波数側の肩が丸まってしまい、通過特性が劣化した。
<Comparative Example 2-1> (FIG. 12)
(Simulation conditions)
Except that the pitch Pi2 ′ of the three electrode fingers 14 (logarithm 1.5) on the side of the
(simulation result)
While the pitch Pi2 of the
１、１ａ、１ｂ
フィルタ
１０ 圧電基板
１１ ＩＤＴ電極
１１ａ 中央電極
１１ｂ、１１ｃ
サイド電極
１２、１２ａ、１２ｂ
反射器
1, 1a, 1b
Reflector
Claims (3)
中央電極の電極指のピッチをＰｉ１、サイド電極の電極指のピッチをＰｉ２とすると、
これらのピッチＰｉ１、Ｐｉ２が、０．９８５Ｐｉ１≦Ｐｉ２≦０．９９９Ｐｉ１の関係を満たすことを特徴とする縦結合型弾性表面波フィルタ。 A longitudinally coupled surface acoustic wave formed by arranging IDT electrodes including a central electrode and side electrodes provided on both sides of the central electrode on a piezoelectric substrate and arranging reflectors on both sides of these IDT electrodes. In the filter,
When the pitch of the electrode fingers of the central electrode is Pi1, and the pitch of the electrode fingers of the side electrode is Pi2,
A longitudinally coupled surface acoustic wave filter characterized in that the pitches Pi1 and Pi2 satisfy a relationship of 0.985Pi1 ≦ Pi2 ≦ 0.999Pi1.
前記ピッチＰｉ２’が、０．９８５Ｐｉ１≦Ｐｉ２’≦１．０００Ｐｉ１（但しＰｉ２’≠Ｐｉ２）の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の縦結合型弾性表面波フィルタ。 Pi2 is replaced with Pi2 by changing the pitch of electrode fingers up to x (x: a positive number, which is smaller than the number X of electrode fingers of the side electrode) from the reflector side in the side electrode adjacent to the reflector. 'Then
2. The longitudinally coupled surface acoustic wave filter according to claim 1, wherein the pitch Pi2 ′ satisfies a relationship of 0.985Pi1 ≦ Pi2 ′ ≦ 1.000Pi1 (where Pi2 ′ ≠ Pi2).
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|---|---|---|---|---|
| CN107483027A (en) * | 2016-06-08 | 2017-12-15 | 株式会社村田制作所 | Multiplexer and high frequency front-end module |
| KR20170138953A (en) * | 2016-06-08 | 2017-12-18 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Multiplexer and radio-frequency (rf) front-end module |
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| US10148246B2 (en) | 2016-06-08 | 2018-12-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multiplexer and radio-frequency (RF) front-end module |
| KR101949020B1 (en) * | 2016-06-08 | 2019-02-15 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Multiplexer and radio-frequency (rf) front-end module |
| CN107483027B (en) * | 2016-06-08 | 2020-10-16 | 株式会社村田制作所 | Multiplexer and high-frequency front-end module |
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