JP3241293B2 - 弾性表面波素子およびこれを用いた分波器 - Google Patents
弾性表面波素子およびこれを用いた分波器Info
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- JP3241293B2 JP3241293B2 JP10966697A JP10966697A JP3241293B2 JP 3241293 B2 JP3241293 B2 JP 3241293B2 JP 10966697 A JP10966697 A JP 10966697A JP 10966697 A JP10966697 A JP 10966697A JP 3241293 B2 JP3241293 B2 JP 3241293B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、弾性表面波素子
に関し、特に、移動通信端末等のＲＦ部（高周波部）に
用いられる弾性表面波素子に関する。
に関し、特に、移動通信端末等のＲＦ部（高周波部）に
用いられる弾性表面波素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型で軽量な自動車電話，携帯電
話等の移動通信端末の開発が急速に進められている。こ
れに伴い使用される部品の小型，高性能化が求められて
おり、ＲＦ部（高周波部）の小型化に寄与する弾性表面
波（ＳＡＷ：Surface AcousticWave）素子（共振子，段
間フィルタ，アンテナデュプレクサ）の需要も急速に伸
びている。
話等の移動通信端末の開発が急速に進められている。こ
れに伴い使用される部品の小型，高性能化が求められて
おり、ＲＦ部（高周波部）の小型化に寄与する弾性表面
波（ＳＡＷ：Surface AcousticWave）素子（共振子，段
間フィルタ，アンテナデュプレクサ）の需要も急速に伸
びている。
【０００３】この中でアンテナデュプレクサは、ＲＦ部
のフロントエンド部に位置し、高い耐電力性を必要とす
る。これまで弾性表面波素子（以下ＳＡＷフィルタとも
呼ぶ）は耐電力性が十分でなかったため、アンテナデュ
プレクサには、誘電体フィルタが主に用いられてきた。
しかし、誘電体フィルタはその大きさが大きいため、移
動通信端末の小型化を困難なものとしていた。
のフロントエンド部に位置し、高い耐電力性を必要とす
る。これまで弾性表面波素子（以下ＳＡＷフィルタとも
呼ぶ）は耐電力性が十分でなかったため、アンテナデュ
プレクサには、誘電体フィルタが主に用いられてきた。
しかし、誘電体フィルタはその大きさが大きいため、移
動通信端末の小型化を困難なものとしていた。
【０００４】一方では、ＳＡＷフィルタを準マイクロ波
帯（１．８ＧＨz帯）などの高周波帯域で使用する場合
には、電極配線が微細になり、ＳＡＷフィルタの耐電力
性が問題となる。従って、移動通信端末の小型化ととも
に、ＳＡＷフィルタの耐電力性をより一層向上させるニ
ーズは非常に大きい。
帯（１．８ＧＨz帯）などの高周波帯域で使用する場合
には、電極配線が微細になり、ＳＡＷフィルタの耐電力
性が問題となる。従って、移動通信端末の小型化ととも
に、ＳＡＷフィルタの耐電力性をより一層向上させるニ
ーズは非常に大きい。
【０００５】従来、弾性表面波素子の耐電力性を向上さ
せるために、次のような設計面での改善技術が報告され
ている。特開平６−２９７７９号公報には、梯子型のＳ
ＡＷフィルタにおいて、入力側初段の直列共振器の電極
指の対数を、他段の直列共振器の電極指の対数より多く
することにより、あるいは、入力側初段の直列共振器の
開口長を、他段の直列共振器の開口長より狭くすること
により、初段の直列共振器の抵抗を低減し、温度上昇を
抑制し、ＳＡＷフィルタの耐電力性を向上させる技術が
記載されている。また、ＳＡＷフィルタを形成する各共
振器の電極材料を改良することによってＳＡＷフィルタ
の耐電力性を向上させる技術も提案されている。
せるために、次のような設計面での改善技術が報告され
ている。特開平６−２９７７９号公報には、梯子型のＳ
ＡＷフィルタにおいて、入力側初段の直列共振器の電極
指の対数を、他段の直列共振器の電極指の対数より多く
することにより、あるいは、入力側初段の直列共振器の
開口長を、他段の直列共振器の開口長より狭くすること
により、初段の直列共振器の抵抗を低減し、温度上昇を
抑制し、ＳＡＷフィルタの耐電力性を向上させる技術が
記載されている。また、ＳＡＷフィルタを形成する各共
振器の電極材料を改良することによってＳＡＷフィルタ
の耐電力性を向上させる技術も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような工夫によ
って、一定の周波数の信号を連続的に印加しつづける寿
命試験（たとえば、環境温度８５℃、印加周波数１８８
５ＭＨｚ、印加電力０．３ｗ）では、数十時間の寿命が
確保されている。しかし、アンテナデュプレクサにおい
ては、１〜２ｗ程度の電力負荷がかかることもあり、高
周波信号を印加した場合には、十分な耐電力性があると
は言えない。特に、入力側から見て、ＳＡＷフィルタを
構成する後段の共振器の電極には変化が見られなくて
も、初段の直列共振器の電極に溶断が生じる場合が多
い。
って、一定の周波数の信号を連続的に印加しつづける寿
命試験（たとえば、環境温度８５℃、印加周波数１８８
５ＭＨｚ、印加電力０．３ｗ）では、数十時間の寿命が
確保されている。しかし、アンテナデュプレクサにおい
ては、１〜２ｗ程度の電力負荷がかかることもあり、高
周波信号を印加した場合には、十分な耐電力性があると
は言えない。特に、入力側から見て、ＳＡＷフィルタを
構成する後段の共振器の電極には変化が見られなくて
も、初段の直列共振器の電極に溶断が生じる場合が多
い。
【０００７】そこで、この発明は以上のような事情を考
慮してなされたものであり、弾性表面波素子を構成する
共振器の電極周期を変化させることによって、耐電力性
を向上させた弾性表面波素子を提供することを課題とす
る。
慮してなされたものであり、弾性表面波素子を構成する
共振器の電極周期を変化させることによって、耐電力性
を向上させた弾性表面波素子を提供することを課題とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、所定の共振
周波数を有する第１の１端子対弾性表面波共振器を並列
腕に、該第１の１端子対弾性表面波共振器の***振周波
数に略一致する共振周波数を有する第２の１端子対弾性
表面波共振器を直列腕にそれぞれ複数個配列した梯子型
の弾性表面波素子を送信用のフィルタに用いた分波器で
あって、前記第１及び第２の１端子対弾性表面波共振器
が、所定数の電極指を有するくし形電極から構成され、
第２の１端子対弾性表面波共振器のうち、少なくとも１
つの１端子対弾性表面波共振器の電極指の周期λが、次
式、０．９９λav2＜λ＜１．０１λav2（式中、
λav2：第２の１端子対弾性表面波共振器の電極指の周
期の平均値、ただしλ≠λav2）で表されることを特徴
とする弾性表面波素子を送信用のフィルタに用いた分波
器を提供するものである。ここで、さらに第１の１端子
対弾性表面波共振器のうち、少なくとも１つの１端子対
弾性表面波共振器の電極指の周期λが、次式、０．９９
λ av1 ＜λ＜１．０１λ av1 （式中、λ av1 ：第１の１端
子対弾性表面波共振器の電極指の周期の平均値、ただし
λ≠λ av1 ）で表わされるようにしてもよい。
周波数を有する第１の１端子対弾性表面波共振器を並列
腕に、該第１の１端子対弾性表面波共振器の***振周波
数に略一致する共振周波数を有する第２の１端子対弾性
表面波共振器を直列腕にそれぞれ複数個配列した梯子型
の弾性表面波素子を送信用のフィルタに用いた分波器で
あって、前記第１及び第２の１端子対弾性表面波共振器
が、所定数の電極指を有するくし形電極から構成され、
第２の１端子対弾性表面波共振器のうち、少なくとも１
つの１端子対弾性表面波共振器の電極指の周期λが、次
式、０．９９λav2＜λ＜１．０１λav2（式中、
λav2：第２の１端子対弾性表面波共振器の電極指の周
期の平均値、ただしλ≠λav2）で表されることを特徴
とする弾性表面波素子を送信用のフィルタに用いた分波
器を提供するものである。ここで、さらに第１の１端子
対弾性表面波共振器のうち、少なくとも１つの１端子対
弾性表面波共振器の電極指の周期λが、次式、０．９９
λ av1 ＜λ＜１．０１λ av1 （式中、λ av1 ：第１の１端
子対弾性表面波共振器の電極指の周期の平均値、ただし
λ≠λ av1 ）で表わされるようにしてもよい。
【０００９】また、この発明は、所定の共振周波数を有
する第１の１端子対弾性表面波共振器を並列腕に、該第
１の１端子対弾性表面波共振器の***振周波数に略一致
する共振周波数を有する第２の１端子対弾性表面波共振
器を直列腕にそれぞれ複数個配列した梯子型の弾性表面
波素子を送信用のフィルタに用いた分波器であって、前
記第１及び第２の１端子対弾性表面波共振器が、所定数
の電極指を有するくし形電極から構成され、第１の１端
子対弾性表面波共振器のうち、少なくとも１つの１端子
対弾性表面波共振器の電極指の周期λが、次式、０．９
９λav1＜λ＜１．０１λav1 （式中、λav1：第１の１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期の平均値、ただし、λ≠λ av1 ） で表わされることを特徴とする弾性表面波素子を送信用
のフィルタに用いた分波器を提供するものである。
する第１の１端子対弾性表面波共振器を並列腕に、該第
１の１端子対弾性表面波共振器の***振周波数に略一致
する共振周波数を有する第２の１端子対弾性表面波共振
器を直列腕にそれぞれ複数個配列した梯子型の弾性表面
波素子を送信用のフィルタに用いた分波器であって、前
記第１及び第２の１端子対弾性表面波共振器が、所定数
の電極指を有するくし形電極から構成され、第１の１端
子対弾性表面波共振器のうち、少なくとも１つの１端子
対弾性表面波共振器の電極指の周期λが、次式、０．９
９λav1＜λ＜１．０１λav1 （式中、λav1：第１の１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期の平均値、ただし、λ≠λ av1 ） で表わされることを特徴とする弾性表面波素子を送信用
のフィルタに用いた分波器を提供するものである。
【００１０】さらに、所定の共振周波数を有する第１の
１端子対弾性表面波共振器を並列腕に、該第１の１端子
対弾性表面波共振器の***振周波数に略一致する共振周
波数を有する第２の１端子対弾性表面波共振器を直列腕
にそれぞれ複数個配列した梯子型の弾性表面波素子であ
って、信号入力側から見て初段の第２の１端子対弾性表
面波共振器のみが、直列に接続された複数個の分割弾性
表面波共振器から構成されたことを特徴とする弾性表面
波素子を提供するものである。ここで、信号入力側から
見て初段の第２の１端子対弾性表面波共振器は、１つの
共振器によって構成される場合の静電容量よりも大きな
静電容量を持つ複数個の１端子対弾性表面波共振器に分
割して構成すればよい。このような構成を採用すること
により、耐電力性に優れた弾性表面波素子を提供するこ
とができる。
１端子対弾性表面波共振器を並列腕に、該第１の１端子
対弾性表面波共振器の***振周波数に略一致する共振周
波数を有する第２の１端子対弾性表面波共振器を直列腕
にそれぞれ複数個配列した梯子型の弾性表面波素子であ
って、信号入力側から見て初段の第２の１端子対弾性表
面波共振器のみが、直列に接続された複数個の分割弾性
表面波共振器から構成されたことを特徴とする弾性表面
波素子を提供するものである。ここで、信号入力側から
見て初段の第２の１端子対弾性表面波共振器は、１つの
共振器によって構成される場合の静電容量よりも大きな
静電容量を持つ複数個の１端子対弾性表面波共振器に分
割して構成すればよい。このような構成を採用すること
により、耐電力性に優れた弾性表面波素子を提供するこ
とができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】上記のような構成を有する弾性表
面波素子において、信号入力側から見て初段の第２の１
端子対弾性表面波共振器の電極指の周期が、他の第２の
１端子対弾性表面波共振器の電極指の周期よりも小さく
してもよく、複数個の第２の１端子対弾性表面波共振器
の電極指の周期が、信号入力側から順に等しいか大きく
なるようにしてもよい。また、この発明は、所定の共振
周波数を有する第１の１端子対弾性表面波共振器を並列
腕に、該第１の１端子対弾性表面波共振器の***振周波
数に略一致する共振周波数を有する第２の１端子対弾性
表面波共振器を直列腕にそれぞれ複数個配列した梯子型
の弾性表面波素子であって、前記第１及び第２の１端子
対弾性表面波共振器が、所定数の電極指を有するくし形
電極から構成され、第２の１端子対弾性表面波共振器の
うち、少なくとも１つの１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期λが、次式、０．９９λ av2 ＜λ＜１．０１
λ av2 （式中、λ av2 ：第２の１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期の平均値、ただし、λ≠λ av2 ） で表され、信号入力側から見て初段の第２の１端子対弾
性表面波共振器の電極指の周期が、他の第２の１端子対
弾性表面波共振器の電極指の周期よりも小さいことを特
徴とする弾性表面波素子を提供するものである。 さら
に、この発明は、所定の共振周波数を有する第１の１端
子対弾性表面波共振器を並列腕に、該第１の１端子対弾
性表面波共振器の***振周波数に略一致する共振周波数
を有する第２の１端子対弾性表面波共振器を直列腕にそ
れぞれ複数個配列した梯子型の弾性表面波素子であっ
て、前記第１及び第２の１端子対弾性表面波共振器が、
所定数の電極指を有するくし形電極から構成され、第２
の１端子対弾性表面波共振器のうち、少なくとも１つの
１端子対弾性表面波共振器の電極指の周期λが、次式、
０．９９λ av2 ＜λ＜１．０１λ av2 （式中、λ av2 ：第２の１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期の平均値、ただしλ≠λ av2 ） で表され、複数個の第２の１端子対弾性表面波共振器の
電極指の周期が、信号入 力側から順に等しいか大きいこ
とを特徴とする弾性表面波素子を提供するものである。
面波素子において、信号入力側から見て初段の第２の１
端子対弾性表面波共振器の電極指の周期が、他の第２の
１端子対弾性表面波共振器の電極指の周期よりも小さく
してもよく、複数個の第２の１端子対弾性表面波共振器
の電極指の周期が、信号入力側から順に等しいか大きく
なるようにしてもよい。また、この発明は、所定の共振
周波数を有する第１の１端子対弾性表面波共振器を並列
腕に、該第１の１端子対弾性表面波共振器の***振周波
数に略一致する共振周波数を有する第２の１端子対弾性
表面波共振器を直列腕にそれぞれ複数個配列した梯子型
の弾性表面波素子であって、前記第１及び第２の１端子
対弾性表面波共振器が、所定数の電極指を有するくし形
電極から構成され、第２の１端子対弾性表面波共振器の
うち、少なくとも１つの１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期λが、次式、０．９９λ av2 ＜λ＜１．０１
λ av2 （式中、λ av2 ：第２の１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期の平均値、ただし、λ≠λ av2 ） で表され、信号入力側から見て初段の第２の１端子対弾
性表面波共振器の電極指の周期が、他の第２の１端子対
弾性表面波共振器の電極指の周期よりも小さいことを特
徴とする弾性表面波素子を提供するものである。 さら
に、この発明は、所定の共振周波数を有する第１の１端
子対弾性表面波共振器を並列腕に、該第１の１端子対弾
性表面波共振器の***振周波数に略一致する共振周波数
を有する第２の１端子対弾性表面波共振器を直列腕にそ
れぞれ複数個配列した梯子型の弾性表面波素子であっ
て、前記第１及び第２の１端子対弾性表面波共振器が、
所定数の電極指を有するくし形電極から構成され、第２
の１端子対弾性表面波共振器のうち、少なくとも１つの
１端子対弾性表面波共振器の電極指の周期λが、次式、
０．９９λ av2 ＜λ＜１．０１λ av2 （式中、λ av2 ：第２の１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期の平均値、ただしλ≠λ av2 ） で表され、複数個の第２の１端子対弾性表面波共振器の
電極指の周期が、信号入 力側から順に等しいか大きいこ
とを特徴とする弾性表面波素子を提供するものである。
【００１２】また、信号入力側から見て初段の第１の１
端子対弾性表面波共振器の電極指の周期が、他の第１の
１端子対弾性表面波並列共振器の電極指の周期よりも大
きくしてもよく、複数個の第１の１端子対弾性表面波共
振器の電極指の周期が、信号入力側から順に等しいか小
さくなるようにしてもよい。
端子対弾性表面波共振器の電極指の周期が、他の第１の
１端子対弾性表面波並列共振器の電極指の周期よりも大
きくしてもよく、複数個の第１の１端子対弾性表面波共
振器の電極指の周期が、信号入力側から順に等しいか小
さくなるようにしてもよい。
【００１３】さらに、この発明の弾性表面波素子を受信
用のフィルタに用いた分波器の場合には、信号入力側か
ら見て初段の第１の１端子対弾性表面波共振器の電極指
の周期が、他の第１の１端子対弾性表面波共振器の電極
指の周期よりも小さくしてもよく、さらに、複数個の第
１の１端子対弾性表面波共振器の電極指の周期が、信号
入力側から順に等しいか大きくなるようにしてもよい。
用のフィルタに用いた分波器の場合には、信号入力側か
ら見て初段の第１の１端子対弾性表面波共振器の電極指
の周期が、他の第１の１端子対弾性表面波共振器の電極
指の周期よりも小さくしてもよく、さらに、複数個の第
１の１端子対弾性表面波共振器の電極指の周期が、信号
入力側から順に等しいか大きくなるようにしてもよい。
【００１４】
【００１５】以下、並列腕として構成される前記第１の
１端子対弾性表面波共振器を「並列共振器」と呼び、直
列腕として構成される前記第２の１端子対弾性表面波共
振器を「直列共振器」と呼ぶ。
１端子対弾性表面波共振器を「並列共振器」と呼び、直
列腕として構成される前記第２の１端子対弾性表面波共
振器を「直列共振器」と呼ぶ。
【００１６】最初に、直列共振器と並列共振器とから構
成される梯子型の弾性表面波共振器の構成及び動作原理
を示す。図１に、梯子型の弾性表面波素子の回路図の一
例を示す。信号入力側の端子をａ1，ａ2，信号出力側の
端子をｂ1，ｂ2とする。梯子型の弾性表面波素子は、一
般に、入力端子と出力端子との間に直列に接続された直
列共振器（Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3，……）と、２つの入力端子
間及び出力端子間から見て並列に接続された並列共振器
（Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，……）とから構成される。
成される梯子型の弾性表面波共振器の構成及び動作原理
を示す。図１に、梯子型の弾性表面波素子の回路図の一
例を示す。信号入力側の端子をａ1，ａ2，信号出力側の
端子をｂ1，ｂ2とする。梯子型の弾性表面波素子は、一
般に、入力端子と出力端子との間に直列に接続された直
列共振器（Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3，……）と、２つの入力端子
間及び出力端子間から見て並列に接続された並列共振器
（Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，……）とから構成される。
【００１７】図２に、直列共振器及び並列共振器の基本
的なパターン構成図を示す。どちらの共振器ともいわゆ
る一端子対弾性表面波共振器であり、くし形形状の電極
指１０が互いに入り組んだ２つの励振電極１，２から構
成されるインタディジタルトランスデューサ部分と、そ
の両側に配置される反射器３，４とから構成される。同
図に示すように、励振電極の電極指１０の繰り返しサイ
クルの長さを電極指の周期λと呼び、上下方向から互い
に入り組んだ電極指が横方向から見て互いに交差してい
る部分の長さを開口長Ｙと呼ぶ。図１の共振器の回路図
記号との関係は図２の右側に示すとおりであり、励振電
極の一方の端子Ａが信号入力側であり、他方の端子Ｂが
信号出力側となる。
的なパターン構成図を示す。どちらの共振器ともいわゆ
る一端子対弾性表面波共振器であり、くし形形状の電極
指１０が互いに入り組んだ２つの励振電極１，２から構
成されるインタディジタルトランスデューサ部分と、そ
の両側に配置される反射器３，４とから構成される。同
図に示すように、励振電極の電極指１０の繰り返しサイ
クルの長さを電極指の周期λと呼び、上下方向から互い
に入り組んだ電極指が横方向から見て互いに交差してい
る部分の長さを開口長Ｙと呼ぶ。図１の共振器の回路図
記号との関係は図２の右側に示すとおりであり、励振電
極の一方の端子Ａが信号入力側であり、他方の端子Ｂが
信号出力側となる。
【００１８】図３に、このような梯子型の弾性表面波素
子の周波数と減衰量との関係、及び周波数と素子の温度
との関係のグラフを示す。ここで、弾性表面波素子の直
列共振器の電極指の周期は２．０６５μｍですべて同じ
であり、並列共振器の電極指の周期は２．１４０μｍで
すべて同じである。アンテナから電気信号が入力される
と、弾性表面波素子は、一定の周波数帯域幅を持つ信号
のみを通過させる帯域通過フィルタとしての役割を果た
す。
子の周波数と減衰量との関係、及び周波数と素子の温度
との関係のグラフを示す。ここで、弾性表面波素子の直
列共振器の電極指の周期は２．０６５μｍですべて同じ
であり、並列共振器の電極指の周期は２．１４０μｍで
すべて同じである。アンテナから電気信号が入力される
と、弾性表面波素子は、一定の周波数帯域幅を持つ信号
のみを通過させる帯域通過フィルタとしての役割を果た
す。
【００１９】同図において、この帯域通過フィルタの２
ケ所のカットオフ周波数付近（Ｆｈ 1，Ｆｈ2）におい
て、素子の温度が最も高くなっていることがわかる。一
般的に、温度が高くなるということは、耐電力性が弱く
なるので、素子の温度が最も高いカットオフ周波数付近
では弾性表面波素子の耐電力性が最も弱い。一方、弾性
表面波素子の低周波側のカットオフ周波数Ｆｈ1は、並
列共振器の共振周波数に近く、高周波側のカットオフ周
波数Ｆｈ2は直列共振器の共振周波数に近いため、各共
振器の共振周波数付近で、最も耐電力性が弱いことにな
る。
ケ所のカットオフ周波数付近（Ｆｈ 1，Ｆｈ2）におい
て、素子の温度が最も高くなっていることがわかる。一
般的に、温度が高くなるということは、耐電力性が弱く
なるので、素子の温度が最も高いカットオフ周波数付近
では弾性表面波素子の耐電力性が最も弱い。一方、弾性
表面波素子の低周波側のカットオフ周波数Ｆｈ1は、並
列共振器の共振周波数に近く、高周波側のカットオフ周
波数Ｆｈ2は直列共振器の共振周波数に近いため、各共
振器の共振周波数付近で、最も耐電力性が弱いことにな
る。
【００２０】図４（ａ）に、直列共振器（Ｓ1等）のイ
ンピーダンス（ＺS＝ｒ＋ｊｘ，ｒ：抵抗分，ｘ：リア
クタンス分）と、並列共振器（Ｐ1等）のアドミタンス
（ＹP＝ｇ＋ｊｂ，ｇ：コンダクタンス分，ｂ：サセプ
タンス分）の周波数特性を示す。図の縦軸がインピーダ
ンス又はアドミタンスを示すが、リアクタンス分ｘ及び
サセプタンス分ｂがゼロとなる位置がそれぞれ直列共振
器及び並列共振器の共振周波数である。
ンピーダンス（ＺS＝ｒ＋ｊｘ，ｒ：抵抗分，ｘ：リア
クタンス分）と、並列共振器（Ｐ1等）のアドミタンス
（ＹP＝ｇ＋ｊｂ，ｇ：コンダクタンス分，ｂ：サセプ
タンス分）の周波数特性を示す。図の縦軸がインピーダ
ンス又はアドミタンスを示すが、リアクタンス分ｘ及び
サセプタンス分ｂがゼロとなる位置がそれぞれ直列共振
器及び並列共振器の共振周波数である。
【００２１】図４（ｂ）は、図４（ａ）の周波数特性に
合わせて描いた弾性表面波素子のフィルタ特性を示して
いる。信号を通過させる仕様帯域では、直列共振器の共
振周波数が含まれ、インピーダンスＺSはほぼゼロであ
るため、ほとんど直接共振器に電流が流れる。また、こ
の直列共振器の共振周波数の近傍では、並列共振器のア
ドミタンスは必ずしもゼロになっていないため、並列共
振器にもわずかではあるが電流が流れる。
合わせて描いた弾性表面波素子のフィルタ特性を示して
いる。信号を通過させる仕様帯域では、直列共振器の共
振周波数が含まれ、インピーダンスＺSはほぼゼロであ
るため、ほとんど直接共振器に電流が流れる。また、こ
の直列共振器の共振周波数の近傍では、並列共振器のア
ドミタンスは必ずしもゼロになっていないため、並列共
振器にもわずかではあるが電流が流れる。
【００２２】図１において、信号入力側の初段の直列共
振器Ｓ1を流れる電流をｉS1、２段目，３段目の直列共
振器Ｓ2，Ｓ3を流れる電流をｉS2，ｉS3とし、信号入力
側の初段の並列共振器Ｐ1を流れる電流をｉP1、２段
目，３段目の並列共振器Ｐ2，Ｐ 3を流れる電流をｉP2，
ｉP3とする。このとき、各共振器の電流のロスも考慮す
ると、各直列共振器に流れる電流は、ｉS1＞ｉS2＞ｉS3
という関係が成立する。すなわち、信号入力側の初段の
直列共振器Ｓ1は最も大きな電流が流れ、最も温度が高
くなるので、初段の直列共振器Ｓ1の耐電力性が最も弱
いことになる。
振器Ｓ1を流れる電流をｉS1、２段目，３段目の直列共
振器Ｓ2，Ｓ3を流れる電流をｉS2，ｉS3とし、信号入力
側の初段の並列共振器Ｐ1を流れる電流をｉP1、２段
目，３段目の並列共振器Ｐ2，Ｐ 3を流れる電流をｉP2，
ｉP3とする。このとき、各共振器の電流のロスも考慮す
ると、各直列共振器に流れる電流は、ｉS1＞ｉS2＞ｉS3
という関係が成立する。すなわち、信号入力側の初段の
直列共振器Ｓ1は最も大きな電流が流れ、最も温度が高
くなるので、初段の直列共振器Ｓ1の耐電力性が最も弱
いことになる。
【００２３】また、図４（ａ）より、並列共振器の共振
周波数の近傍では、信号減衰量が大きくなり、ほとんど
並列共振器に電流が流れることになる。しかし、この並
列共振器の共振周波数近傍において、直列共振器のイン
ピーダンスは無限大とはなっていないため、直列共振器
にもわずかではあるが電流が流れる。したがって、並列
共振器の共振周波数近傍の周波数の信号が入力されると
き、各並列共振器に流れる電流は、ｉP1＞ｉP2＞ｉP3と
いう関係が成立する。すなわち、信号入力側の初段の並
列共振器Ｐ1は、最も大きな電流が流れるので、最も耐
電力性が低いことになる。以上の説明により、弾性表面
波素子の耐電力性を向上させるためには、信号入力側か
ら見て初段の直列共振器又は並列共振器の耐電力性を改
善する必要があることがわかる。
周波数の近傍では、信号減衰量が大きくなり、ほとんど
並列共振器に電流が流れることになる。しかし、この並
列共振器の共振周波数近傍において、直列共振器のイン
ピーダンスは無限大とはなっていないため、直列共振器
にもわずかではあるが電流が流れる。したがって、並列
共振器の共振周波数近傍の周波数の信号が入力されると
き、各並列共振器に流れる電流は、ｉP1＞ｉP2＞ｉP3と
いう関係が成立する。すなわち、信号入力側の初段の並
列共振器Ｐ1は、最も大きな電流が流れるので、最も耐
電力性が低いことになる。以上の説明により、弾性表面
波素子の耐電力性を向上させるためには、信号入力側か
ら見て初段の直列共振器又は並列共振器の耐電力性を改
善する必要があることがわかる。
【００２４】ところで、送信用のフィルタでは、仕様帯
域内に電力が印加される。また、図３，図４（ｂ）か
ら、伝送される信号が仕様帯域の高周波側に近づけば近
づくほど、直列共振器の共振周波数に近づくため、信号
入力側から見て耐電力性の最も弱い初段の直列共振器が
劣化しやすくなる。一般に、共振器の共振周波数ｆと、
共振器の電極指の周期λとは反比例の関係（ｖ＝ｆλ，
ｖは伝搬速度）があることが知られている。そこで、直
列共振器の電極指の周期λを小さくすれば、直接共振器
の共振周波数ｆは大きくなるので、耐電力性が最も弱く
なる共振周波数を仕様帯域外方向にシフトさせることが
でき、仕様帯域内での耐電力性が向上できる。
域内に電力が印加される。また、図３，図４（ｂ）か
ら、伝送される信号が仕様帯域の高周波側に近づけば近
づくほど、直列共振器の共振周波数に近づくため、信号
入力側から見て耐電力性の最も弱い初段の直列共振器が
劣化しやすくなる。一般に、共振器の共振周波数ｆと、
共振器の電極指の周期λとは反比例の関係（ｖ＝ｆλ，
ｖは伝搬速度）があることが知られている。そこで、直
列共振器の電極指の周期λを小さくすれば、直接共振器
の共振周波数ｆは大きくなるので、耐電力性が最も弱く
なる共振周波数を仕様帯域外方向にシフトさせることが
でき、仕様帯域内での耐電力性が向上できる。
【００２５】すなわち、この発明では、仕様帯域内での
信号の周波数特性に影響を与えない範囲内で、信号入力
側の初段の直列共振器の電極指の周期λS1を他段の直列
共振器の電極指の周期よりも小さくする。具体的には、
入力側初段の直列共振器の電極指の周期λS1を、直列共
振器全体の電極指の周期の平均値λSavよりも１％以内
だけ小さくする。すなわち、０．９９λSav≦λS1＜λ
Savとする。これにより、入力側初段の直列共振器の共
振周波数は、他段の直列共振器の共振周波数より高周波
側にシフトするため、入力側初段の直列共振器は劣化し
にくくなり、その結果、弾性表面波素子の耐電力性が向
上できる。
信号の周波数特性に影響を与えない範囲内で、信号入力
側の初段の直列共振器の電極指の周期λS1を他段の直列
共振器の電極指の周期よりも小さくする。具体的には、
入力側初段の直列共振器の電極指の周期λS1を、直列共
振器全体の電極指の周期の平均値λSavよりも１％以内
だけ小さくする。すなわち、０．９９λSav≦λS1＜λ
Savとする。これにより、入力側初段の直列共振器の共
振周波数は、他段の直列共振器の共振周波数より高周波
側にシフトするため、入力側初段の直列共振器は劣化し
にくくなり、その結果、弾性表面波素子の耐電力性が向
上できる。
【００２６】また、図３，図４（ｂ）から、伝送される
信号が仕様帯域の低周波側に近づけば近づくほど、並列
共振器の共振周波数に近づくため、信号入力側から見て
耐電力性の最も弱い初段の並列共振器が劣化しやすくな
る。そこで、並列共振器の電極指の周期λを大きくすれ
ば、並列共振器の共振周波数ｆは小さくなるので、耐電
力性の最も弱くなる共振周波数を仕様帯域外方向にシフ
トさせることができ、仕様帯域内での耐電力性が向上で
きる。
信号が仕様帯域の低周波側に近づけば近づくほど、並列
共振器の共振周波数に近づくため、信号入力側から見て
耐電力性の最も弱い初段の並列共振器が劣化しやすくな
る。そこで、並列共振器の電極指の周期λを大きくすれ
ば、並列共振器の共振周波数ｆは小さくなるので、耐電
力性の最も弱くなる共振周波数を仕様帯域外方向にシフ
トさせることができ、仕様帯域内での耐電力性が向上で
きる。
【００２７】すなわち、この発明において、弾性表面波
素子の耐電力性を向上させる第２の方法として、仕様帯
域内での信号の周波数特性に影響を与えない範囲内で、
信号入力側の初段の並列共振器の電極指の周期λP1を他
段の並列共振器の電極指の周期よりも大きくする。具体
的には、入力側初段の並列共振器の電極指の周期λ
P1を、並列共振器全体の電極指の周期の平均値λPavよ
りも１％以内だけ大きくする。すなわちλPav＜λP1≦
１．０１λPavとする。これにより入力側初段の並列共
振器の共振周波数は、他段の並列共振器の共振周波数よ
り低周波側にシフトするため、入力側初段の並列共振器
は劣化しにくくなり、その結果、弾性表面波素子の耐電
力性が向上できる。また、前記した入力側初段の直列共
振器の周期の減少と、この入力側初段の並列共振器の周
期の増加とを組合せて弾性表面波素子を構成してもよ
い。
素子の耐電力性を向上させる第２の方法として、仕様帯
域内での信号の周波数特性に影響を与えない範囲内で、
信号入力側の初段の並列共振器の電極指の周期λP1を他
段の並列共振器の電極指の周期よりも大きくする。具体
的には、入力側初段の並列共振器の電極指の周期λ
P1を、並列共振器全体の電極指の周期の平均値λPavよ
りも１％以内だけ大きくする。すなわちλPav＜λP1≦
１．０１λPavとする。これにより入力側初段の並列共
振器の共振周波数は、他段の並列共振器の共振周波数よ
り低周波側にシフトするため、入力側初段の並列共振器
は劣化しにくくなり、その結果、弾性表面波素子の耐電
力性が向上できる。また、前記した入力側初段の直列共
振器の周期の減少と、この入力側初段の並列共振器の周
期の増加とを組合せて弾性表面波素子を構成してもよ
い。
【００２８】次に、通過帯域が送信用フィルタの通過帯
域よりも高周波数側にある受信用フィルタを構成する場
合の耐電力性について説明する。ここで、一般に弾性表
面波素子を用いた分波器は、図５のような構成を持つ。
アンテナ部に対して、共通信号端子ＴOを介して、送信
用フィルタＴX（Ｆ２）と受信用フィルタＲX（Ｆ１）と
が接続されている。ここで、図６に示すように、受信用
フィルタＲXの通過帯域（中心周波数ｆ1）が、送信用フ
ィルタＴXの通過帯域（中心周波数ｆ2）よりも高周波側
にある場合を考えると、受信用フィルタＲXの低周波側
の抑圧域に送信用フィルタＴXからの漏れ電力が印加さ
れて受信用フィルタＲXが劣化する場合がある。
域よりも高周波数側にある受信用フィルタを構成する場
合の耐電力性について説明する。ここで、一般に弾性表
面波素子を用いた分波器は、図５のような構成を持つ。
アンテナ部に対して、共通信号端子ＴOを介して、送信
用フィルタＴX（Ｆ２）と受信用フィルタＲX（Ｆ１）と
が接続されている。ここで、図６に示すように、受信用
フィルタＲXの通過帯域（中心周波数ｆ1）が、送信用フ
ィルタＴXの通過帯域（中心周波数ｆ2）よりも高周波側
にある場合を考えると、受信用フィルタＲXの低周波側
の抑圧域に送信用フィルタＴXからの漏れ電力が印加さ
れて受信用フィルタＲXが劣化する場合がある。
【００２９】すなわち、送信用フィルタＴXの漏れ電力
は、受信側フィルタＲXの通過帯域の低周波側の近傍付
近に印加されるため、受信側フィルタＲXの低周波側の
最弱部分である信号入力側の初段の並列共振器が劣化す
る。
は、受信側フィルタＲXの通過帯域の低周波側の近傍付
近に印加されるため、受信側フィルタＲXの低周波側の
最弱部分である信号入力側の初段の並列共振器が劣化す
る。
【００３０】そこで、このような受信用フィルタにおい
ては、入力側初段の並列共振器の電極指の周期λP1を、
他段の並列共振器の電極指の周期よりも小さくする。具
体的には、入力側初段の並列共振器の電極指の周期λP1
を並列共振器全体の電極指の周期の平均値λPavより
も、１％以内だけ小さくする。すなわち、０．９９λ
Pav≦λP1＜λPavとする。これにより、入力側初段の並
列共振器の共振周波数は、他段の並列共振器の共振周波
数より高周波側にシフトするため、入力側初段の並列共
振器は劣化しにくくなり、その結果、受信用の弾性表面
波素子の耐電力性が向上できる。
ては、入力側初段の並列共振器の電極指の周期λP1を、
他段の並列共振器の電極指の周期よりも小さくする。具
体的には、入力側初段の並列共振器の電極指の周期λP1
を並列共振器全体の電極指の周期の平均値λPavより
も、１％以内だけ小さくする。すなわち、０．９９λ
Pav≦λP1＜λPavとする。これにより、入力側初段の並
列共振器の共振周波数は、他段の並列共振器の共振周波
数より高周波側にシフトするため、入力側初段の並列共
振器は劣化しにくくなり、その結果、受信用の弾性表面
波素子の耐電力性が向上できる。
【００３１】また、１つの弾性表面波共振器は、その静
電容量Ｃが大きいほど耐電力性に優れていることが知ら
れている。したがって、弾性表面波素子の直列共振器に
ついて、より静電容量の大きな共振器に分割して構成す
れば、耐電力性に優れた共振器とすることができる。た
とえば、静電容量Ｃを持つ直列腕の弾性表面波共振器
は、静電容量がＣであるただ１つの共振器によって構成
するよりも、共振器を２つに分割し、静電容量が２Ｃで
ある２つの共振器を直列に接続することによって構成し
た方が耐電力性が高くなる。あるいは、静電容量が１つ
の共振器の静電容量よりも大きい３個以上の共振器に分
割して、これらの３個以上の共振器を直列に接続して、
１つの直列腕の弾性表面波共振器を構成してもよい。
電容量Ｃが大きいほど耐電力性に優れていることが知ら
れている。したがって、弾性表面波素子の直列共振器に
ついて、より静電容量の大きな共振器に分割して構成す
れば、耐電力性に優れた共振器とすることができる。た
とえば、静電容量Ｃを持つ直列腕の弾性表面波共振器
は、静電容量がＣであるただ１つの共振器によって構成
するよりも、共振器を２つに分割し、静電容量が２Ｃで
ある２つの共振器を直列に接続することによって構成し
た方が耐電力性が高くなる。あるいは、静電容量が１つ
の共振器の静電容量よりも大きい３個以上の共振器に分
割して、これらの３個以上の共振器を直列に接続して、
１つの直列腕の弾性表面波共振器を構成してもよい。
【００３２】以上、この発明について、主として４つの
実施の形態を示したが、それぞれの形態についての実施
例を次に示す。なお、これらの実施例によって、この発
明が限定されるものではない。
実施の形態を示したが、それぞれの形態についての実施
例を次に示す。なお、これらの実施例によって、この発
明が限定されるものではない。
実施例１：直列共振器の電極指の周期の変化 この実施例では、１．８ＧＨｚ帯の送信用フィルタ（送
信帯域；１８５０〜１８８５ＭＨｚ）を対象とした。図
７に示すように、正規型の一端子対弾性表面波共振器を
直列腕に４個（直列共振器：Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3，Ｓ4）、並
列腕に２個（並列共振器：Ｐ1，Ｐ2）接続した梯子型の
送信用フィルタ（弾性表面波素子）を作製した。単結晶
圧電基板にＬｉＴａＯ3３６°Ｙｃｕｔ−Ｘ伝播の基板
を使用し、励振電極、反射器の電極膜はＤＣスパッタ法
により成膜したＡ１（７００Å）／Ｃｕ（１５０Å）／
Ａ１（７００Å）３層膜とした。ここで、Ｓ1が入力側
から見て初段の直列共振器、Ｐ1が入力側から見て初段
の並列共振器とする。
信帯域；１８５０〜１８８５ＭＨｚ）を対象とした。図
７に示すように、正規型の一端子対弾性表面波共振器を
直列腕に４個（直列共振器：Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3，Ｓ4）、並
列腕に２個（並列共振器：Ｐ1，Ｐ2）接続した梯子型の
送信用フィルタ（弾性表面波素子）を作製した。単結晶
圧電基板にＬｉＴａＯ3３６°Ｙｃｕｔ−Ｘ伝播の基板
を使用し、励振電極、反射器の電極膜はＤＣスパッタ法
により成膜したＡ１（７００Å）／Ｃｕ（１５０Å）／
Ａ１（７００Å）３層膜とした。ここで、Ｓ1が入力側
から見て初段の直列共振器、Ｐ1が入力側から見て初段
の並列共振器とする。
【００３３】直列共振器の周期を変えた３種類のサンプ
ルＡ，Ｂ，Ｃを作成して、耐電力性の試験を行った。各
サンプルの共振器の設計内容を次に示す。開口長，電極
指の対数は各サンプルとも共通であり、直列共振器につ
いては、開口長：３０μｎ，対数：１５５対，反射器：
８０対とし、並列共振器は、開口長：６０μｍ，対数：
９０対，反射器：１００対とした。
ルＡ，Ｂ，Ｃを作成して、耐電力性の試験を行った。各
サンプルの共振器の設計内容を次に示す。開口長，電極
指の対数は各サンプルとも共通であり、直列共振器につ
いては、開口長：３０μｎ，対数：１５５対，反射器：
８０対とし、並列共振器は、開口長：６０μｍ，対数：
９０対，反射器：１００対とした。
【００３４】電極指の周期については、並列共振器は各
サンプルとも共通であり、２．１４０μｍとした。直列
共振器に関しては、サンプルＡは、Ｓ1〜Ｓ4まですべて
共通であり２．０６５μｍ、サンプルＢはＳ1が２．０
６０μｍ、Ｓ2〜Ｓ4が２．０６５μｍ、サンプルＣは、
Ｓ1が２．０５５μｍ、Ｓ2とＳ3が２．０６０μｍ、Ｓ4
が２．０６５μｍである。この時、サンプルＢでは、Ｓ
1の周期が各直列共振器の周期の平均値の−０．１８％
だけ変えられており、サンプルＣでは、Ｓ1の周期が−
０．２４％、Ｓ4の周期が＋０．２４％だけ変えられて
いる。
サンプルとも共通であり、２．１４０μｍとした。直列
共振器に関しては、サンプルＡは、Ｓ1〜Ｓ4まですべて
共通であり２．０６５μｍ、サンプルＢはＳ1が２．０
６０μｍ、Ｓ2〜Ｓ4が２．０６５μｍ、サンプルＣは、
Ｓ1が２．０５５μｍ、Ｓ2とＳ3が２．０６０μｍ、Ｓ4
が２．０６５μｍである。この時、サンプルＢでは、Ｓ
1の周期が各直列共振器の周期の平均値の−０．１８％
だけ変えられており、サンプルＣでは、Ｓ1の周期が−
０．２４％、Ｓ4の周期が＋０．２４％だけ変えられて
いる。
【００３５】上記の各サンプルについて耐電力評価を寿
命試験で行った。試験の条件は、環境温度８５℃、印加
周波数は仕様帯域内で最も弱い周波数の１８８５ＭＨｚ
である。評価結果を図８に示す。ここで縦軸の寿命（時
間：ｈｒ）とは、送信用フィルタの仕様帯域幅が５％以
上小さくなるまでの時間である。０．３Ｗ印加時の寿命
は、サンプルＡ，Ｂ，Ｃの順に、８０ｈｒ，１６５ｈ
ｒ，２７０ｈｒであった。
命試験で行った。試験の条件は、環境温度８５℃、印加
周波数は仕様帯域内で最も弱い周波数の１８８５ＭＨｚ
である。評価結果を図８に示す。ここで縦軸の寿命（時
間：ｈｒ）とは、送信用フィルタの仕様帯域幅が５％以
上小さくなるまでの時間である。０．３Ｗ印加時の寿命
は、サンプルＡ，Ｂ，Ｃの順に、８０ｈｒ，１６５ｈ
ｒ，２７０ｈｒであった。
【００３６】このように、各直列共振器の電極指の周期
を変えることにより、サンプルＡに対し、サンプルＢの
場合約２倍，サンプルＣの場合約３．５倍に、寿命すな
わち耐電力性が改善した。特に、入力側初段の直列共振
器の周期を小さくすることは有効である。また、サンプ
ルＣのように、信号入力側から見て、直列共振器の電極
指の周期を順に大きくするか、又は、途中の一部分の周
期を等しくしてもよい。
を変えることにより、サンプルＡに対し、サンプルＢの
場合約２倍，サンプルＣの場合約３．５倍に、寿命すな
わち耐電力性が改善した。特に、入力側初段の直列共振
器の周期を小さくすることは有効である。また、サンプ
ルＣのように、信号入力側から見て、直列共振器の電極
指の周期を順に大きくするか、又は、途中の一部分の周
期を等しくしてもよい。
【００３７】実施例２：並列共振器の電極指の変化 実施例１と同様な構成の梯子型の送信用フィルタを用意
した。しかし、ここでは、各直列共振器の周期をすべて
一定とし、各並列共振器の周期のみを変化させた。サン
プルは２種類用意し、サンプルＡは、実施例１と全く同
じものを用い、サンプルＤは、並列共振器Ｐ2の周期を
２．１４０μｍ，Ｐ1の周期を２．１４５μｍとした。
この時、サンプルＤのＰ1の周期は、各並列共振器の周
期の平均値の＋０．１２％だけ変えられている。すなわ
ち、入力側から見て初段の並列共振器Ｐ1の電極指の周
期を大きくしている。
した。しかし、ここでは、各直列共振器の周期をすべて
一定とし、各並列共振器の周期のみを変化させた。サン
プルは２種類用意し、サンプルＡは、実施例１と全く同
じものを用い、サンプルＤは、並列共振器Ｐ2の周期を
２．１４０μｍ，Ｐ1の周期を２．１４５μｍとした。
この時、サンプルＤのＰ1の周期は、各並列共振器の周
期の平均値の＋０．１２％だけ変えられている。すなわ
ち、入力側から見て初段の並列共振器Ｐ1の電極指の周
期を大きくしている。
【００３８】上記の２種類のサンプルの耐電力評価を寿
命試験で行った。試験の条件は、環境温度８５℃，印加
周波数は通過帯域内の左端の周波数の１８５０ＭＨｚで
ある。評価結果を図９に示す。０．３Ｗ印加時の寿命
は、サンプルＡ，Ｄの順に３２５ｈｒ，７８０ｈｒであ
った。このように、各並列共振器の周期を変えることに
より、サンプルＡに対し、Ｄの場合約２．４倍に寿命す
なわち耐電力性が改善した。また、３つ以上の並列共振
器からなる場合は、信号入力側から見て、並列共振器の
電極指の周期を順に小さくするか、又は途中の一部分の
周期を等しくしてもよい。
命試験で行った。試験の条件は、環境温度８５℃，印加
周波数は通過帯域内の左端の周波数の１８５０ＭＨｚで
ある。評価結果を図９に示す。０．３Ｗ印加時の寿命
は、サンプルＡ，Ｄの順に３２５ｈｒ，７８０ｈｒであ
った。このように、各並列共振器の周期を変えることに
より、サンプルＡに対し、Ｄの場合約２．４倍に寿命す
なわち耐電力性が改善した。また、３つ以上の並列共振
器からなる場合は、信号入力側から見て、並列共振器の
電極指の周期を順に小さくするか、又は途中の一部分の
周期を等しくしてもよい。
【００３９】実施例３：受信用フィルタの並列共振器の
電極指の変化 この実施例では、１．８ＧＨｚ帯の受信用フィルタ（受
信帯域；１９３０〜１９６５ＭＨｚ）を対象とした。図
１０に示すように、正規型の一端子弾性表面波共振器を
直列腕に４個（直列共振器：Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3，Ｓ4）、並
列腕に３個（並列共振器：Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3）接続した梯
子型の受信用フィルタを作製した。単結晶圧電基板にＬ
ｉＴａＯ3３６°Ｙｃｕｔ−Ｘ伝播の基板を使用し、電
極膜はＤＣスパッタ法により成膜したＡ１（７００Å）
／Ｃｕ（１５０Å）／Ａ１（７００Å）３層膜とした。
電極指の変化 この実施例では、１．８ＧＨｚ帯の受信用フィルタ（受
信帯域；１９３０〜１９６５ＭＨｚ）を対象とした。図
１０に示すように、正規型の一端子弾性表面波共振器を
直列腕に４個（直列共振器：Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3，Ｓ4）、並
列腕に３個（並列共振器：Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3）接続した梯
子型の受信用フィルタを作製した。単結晶圧電基板にＬ
ｉＴａＯ3３６°Ｙｃｕｔ−Ｘ伝播の基板を使用し、電
極膜はＤＣスパッタ法により成膜したＡ１（７００Å）
／Ｃｕ（１５０Å）／Ａ１（７００Å）３層膜とした。
【００４０】並列共振器の周期を変えた３種類のサンプ
ルをＥ，Ｆ，Ｇを作成して、耐電力性の試験を行った。
各サンプルの共振器の設計内容を次に示す。開口長，電
極指の対数は各サンプルとも共通であり、直列共振器に
ついては、開口長：３０μｍ，対数：１５０対，反射
器：８０対とし、並列共振器は、開口長：６０μｍ，対
数：９０対，反射器：１００対とした。
ルをＥ，Ｆ，Ｇを作成して、耐電力性の試験を行った。
各サンプルの共振器の設計内容を次に示す。開口長，電
極指の対数は各サンプルとも共通であり、直列共振器に
ついては、開口長：３０μｍ，対数：１５０対，反射
器：８０対とし、並列共振器は、開口長：６０μｍ，対
数：９０対，反射器：１００対とした。
【００４１】電極指の周期については、直列共振器は各
サンプルとも共通であり、２．０４０μｍ、並列共振器
に関して、サンプルＥは、Ｐ1〜Ｐ3まですべて共通であ
り２．１１０μｍ、サンプルＦは、Ｐ1が２．１０５μ
ｍ、Ｐ2，Ｐ3が２．１１０μｍ、サンプルＧは、Ｐ1が
２．１０５μｍ、Ｐ2が２．１１０μｍ、Ｐ3が２．１１
５μｍである。この時、サンプルＦでは、Ｐ1の周期が
各並列共振器の周期の平均値の−０．１６％だけ変えら
れており、サンプルＧでは、Ｐ1の周期が−０．２４
％、Ｐ3の周期が＋０．２４％だけ変えられている。
サンプルとも共通であり、２．０４０μｍ、並列共振器
に関して、サンプルＥは、Ｐ1〜Ｐ3まですべて共通であ
り２．１１０μｍ、サンプルＦは、Ｐ1が２．１０５μ
ｍ、Ｐ2，Ｐ3が２．１１０μｍ、サンプルＧは、Ｐ1が
２．１０５μｍ、Ｐ2が２．１１０μｍ、Ｐ3が２．１１
５μｍである。この時、サンプルＦでは、Ｐ1の周期が
各並列共振器の周期の平均値の−０．１６％だけ変えら
れており、サンプルＧでは、Ｐ1の周期が−０．２４
％、Ｐ3の周期が＋０．２４％だけ変えられている。
【００４２】上記の各サンプルの耐電力評価を寿命試験
で行った。ところで、アンテナデュプレクサにおいて
は、送信用フィルタよりも高周波側にある受信用フィル
タの場合、送信用フィルタからの漏れ電力が、受信用フ
ィルタの低周波側の減衰域に印加される。試験の条件
は、環境温度８５℃，印加周波数は送信フィルタの帯域
内で最も受信フィルタの耐電力性が弱い周波数の１８８
５ＭＨｚである。
で行った。ところで、アンテナデュプレクサにおいて
は、送信用フィルタよりも高周波側にある受信用フィル
タの場合、送信用フィルタからの漏れ電力が、受信用フ
ィルタの低周波側の減衰域に印加される。試験の条件
は、環境温度８５℃，印加周波数は送信フィルタの帯域
内で最も受信フィルタの耐電力性が弱い周波数の１８８
５ＭＨｚである。
【００４３】評価結果を図１１に示す。８０ｍＷ印加時
の寿命は、サンプルＥ，Ｆ，Ｇの順に、４０ｈｒ，１４
５ｈｒ，１７０ｈｒであった。このように、各並列共振
器の周期を変えることにより、サンプルＥに対し、サン
プルＦの場合約３．６倍，サンプルＧの場合約４．３倍
に、寿命すなわち耐電力性が改善した。特に、信号入力
側初段の並列共振器の周期を小さくすることは有効であ
る。
の寿命は、サンプルＥ，Ｆ，Ｇの順に、４０ｈｒ，１４
５ｈｒ，１７０ｈｒであった。このように、各並列共振
器の周期を変えることにより、サンプルＥに対し、サン
プルＦの場合約３．６倍，サンプルＧの場合約４．３倍
に、寿命すなわち耐電力性が改善した。特に、信号入力
側初段の並列共振器の周期を小さくすることは有効であ
る。
【００４４】実施例４：直列共振器の分割構成 この実施例では、１．８ＧＨｚ帯の送信用フィルタ（送
信帯域；１８５０〜１８８５ＭＨｚ）を対象とした。単
結晶圧電基板にＬｉＴａＯ3３６°Ｙｃｕｔ−Ｘ伝播の
基板を使用し、電極膜はＤＣスパッタ法により成膜した
Ａ１（７００Å）／Ｃｕ（１５０Å）／Ａ１（７００
Å）３層膜である。図４に示すような正規型一端子対弾
性表面波共振器を直列腕に４個（Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3，
Ｓ4）、並列腕に２個（Ｐ1，Ｐ2）接続した梯子型の送
信用フィルタ（サンプルＡ）と、図１２に示すようなＳ
1共振器を２つに分割した送信用フィルタ（サンプル
Ｈ）の耐電力性を比較評価した。
信帯域；１８５０〜１８８５ＭＨｚ）を対象とした。単
結晶圧電基板にＬｉＴａＯ3３６°Ｙｃｕｔ−Ｘ伝播の
基板を使用し、電極膜はＤＣスパッタ法により成膜した
Ａ１（７００Å）／Ｃｕ（１５０Å）／Ａ１（７００
Å）３層膜である。図４に示すような正規型一端子対弾
性表面波共振器を直列腕に４個（Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3，
Ｓ4）、並列腕に２個（Ｐ1，Ｐ2）接続した梯子型の送
信用フィルタ（サンプルＡ）と、図１２に示すようなＳ
1共振器を２つに分割した送信用フィルタ（サンプル
Ｈ）の耐電力性を比較評価した。
【００４５】この際、サンプルＡのＳ1共振器１個の容
量と、サンプルＨの２個の共振器Ｓ1 1，Ｓ12の容量の和
が同じになるようにした。２つの共振器Ｓ11，Ｓ12は、
直列に接続され、どちらもサンプルＡのＳ1共振器の容
量の２倍である。たとえば、Ｓ1共振器１個の静電容量
を、開口長１００μｍ，１対当り４×１０-2ｐＦ程度と
するとき、Ｓ11，Ｓ12の静電容量は、開口長１００μ
ｍ，１対当り８×１０-2ｐＦとする。
量と、サンプルＨの２個の共振器Ｓ1 1，Ｓ12の容量の和
が同じになるようにした。２つの共振器Ｓ11，Ｓ12は、
直列に接続され、どちらもサンプルＡのＳ1共振器の容
量の２倍である。たとえば、Ｓ1共振器１個の静電容量
を、開口長１００μｍ，１対当り４×１０-2ｐＦ程度と
するとき、Ｓ11，Ｓ12の静電容量は、開口長１００μ
ｍ，１対当り８×１０-2ｐＦとする。
【００４６】各サンプルの共振器の設計内容を次に示
す。サンプルＡは、実施例１で用いたものと同じサンプ
ルである。また、サンプルＨの２個の共振器Ｓ11，Ｓ12
は同じ構成を有し、開口長：６０μｍ，対数：１５５
対，反射器：８０対である。電極指の周期は、直列共振
器はすべて２．０６５μｍ、並列共振器はすべて２．１
４０μｍである。
す。サンプルＡは、実施例１で用いたものと同じサンプ
ルである。また、サンプルＨの２個の共振器Ｓ11，Ｓ12
は同じ構成を有し、開口長：６０μｍ，対数：１５５
対，反射器：８０対である。電極指の周期は、直列共振
器はすべて２．０６５μｍ、並列共振器はすべて２．１
４０μｍである。
【００４７】上記の各サンプルの耐電力評価を寿命試験
で行った。試験の条件は、環境温度８５℃、印加周波数
は通過帯域内で最も弱い周波数の１８８５ＭＨｚであ
る。評価結果を図１３に示す。０．３Ｗ印加時の寿命
は、サンプルＡ，Ｈそれぞれ、８０ｈｒ，４６０ｈｒで
あった。上記のように、直列共振器の全体の容量を変え
ずに、直列共振器を分割して構成することにより、サン
プルＡに対し、Ｈの寿命は５．８倍改善した。なお、こ
の実施例では直列共振器を２つに分割したものを示した
が、３個以上に分割して構成してもよい。
で行った。試験の条件は、環境温度８５℃、印加周波数
は通過帯域内で最も弱い周波数の１８８５ＭＨｚであ
る。評価結果を図１３に示す。０．３Ｗ印加時の寿命
は、サンプルＡ，Ｈそれぞれ、８０ｈｒ，４６０ｈｒで
あった。上記のように、直列共振器の全体の容量を変え
ずに、直列共振器を分割して構成することにより、サン
プルＡに対し、Ｈの寿命は５．８倍改善した。なお、こ
の実施例では直列共振器を２つに分割したものを示した
が、３個以上に分割して構成してもよい。
【００４８】また、以上の４つの実施例に示した弾性表
面波共振器の構成は、分波器等を構成する場合に、必要
に応じて、適当に組み合わせて用いてもよい。この場合
でも送信用あるいは受信用フィルタの帯域特性に影響を
与えないで、耐電力性を向上させることができる。
面波共振器の構成は、分波器等を構成する場合に、必要
に応じて、適当に組み合わせて用いてもよい。この場合
でも送信用あるいは受信用フィルタの帯域特性に影響を
与えないで、耐電力性を向上させることができる。
【００４９】
【発明の効果】この発明によれば、各直列共振器あるい
は並列共振器の電極指の周期を異ならせた構成、あるい
は、１つの直列共振器の容量が増えるようにその直列共
振器を複数個に分割した構成を採用するため、弾性表面
波素子の耐電力性を向上させることができる。よって、
この発明は、弾性表面波素子を用いたアンテナデュプレ
クサの実用化に寄与するばかりでなく、電極指の線幅を
微細化する必要のある準マイクロ波帯弾性表面波素子の
信頼性向上にも大きく寄与し得る。
は並列共振器の電極指の周期を異ならせた構成、あるい
は、１つの直列共振器の容量が増えるようにその直列共
振器を複数個に分割した構成を採用するため、弾性表面
波素子の耐電力性を向上させることができる。よって、
この発明は、弾性表面波素子を用いたアンテナデュプレ
クサの実用化に寄与するばかりでなく、電極指の線幅を
微細化する必要のある準マイクロ波帯弾性表面波素子の
信頼性向上にも大きく寄与し得る。
【図１】この発明の梯子型の弾性表面波素子の一実施例
の回路図である。
の回路図である。
【図２】この発明の１端子対弾性表面波共振器の一実施
例のパターン構成図である。
例のパターン構成図である。
【図３】この発明の弾性表面波素子の減衰量及び温度の
周波数特性を示した図である。
周波数特性を示した図である。
【図４】この発明の弾性表面波素子の共振器の周波数特
性の説明図である。
性の説明図である。
【図５】この発明の弾性表面波素子を利用した分波器の
基本構成図である。
基本構成図である。
【図６】図５の分波器における各フィルタの周波数特性
図である。
図である。
【図７】この発明の実施例１における弾性表面波素子の
回路図である。
回路図である。
【図８】この発明の実施例１における寿命試験結果のグ
ラフである。
ラフである。
【図９】この発明の実施例２における寿命試験結果のグ
ラフである。
ラフである。
【図１０】この発明の実施例３における弾性表面波素子
の回路図である。
の回路図である。
【図１１】この発明の実施例３における寿命試験結果の
グラフである。
グラフである。
【図１２】この発明の実施例４における弾性表面波素子
の回路図である。
の回路図である。
【図１３】この発明の実施例４における寿命試験結果の
グラフである。
グラフである。
１ 励振電極 ２ 励振電極 ３ 反射器 ４ 反射器 １０ 電極指 λ 電極指の周期 Ｙ 開口長 Ｓ1 直列共振器 Ｓ2 直列共振器 Ｓ3 直列共振器 Ｓ4 直列共振器 Ｐ1 並列共振器 Ｐ2 並列共振器 Ｆ１ 受信用フィルタ（ＲX） Ｆ２ 送信用フィルタ（ＴX）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−55640（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−183380（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−209807（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−116380（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 9/64 H03H 9/145 H03H 9/25
Claims (12)
- 【請求項１】 所定の共振周波数を有する第１の１端子
対弾性表面波共振器を並列腕に、該第１の１端子対弾性
表面波共振器の***振周波数に略一致する共振周波数を
有する第２の１端子対弾性表面波共振器を直列腕にそれ
ぞれ複数個配列した梯子型の弾性表面波素子を送信用の
フィルタに用いた分波器であって、前記第１及び第２の
１端子対弾性表面波共振器が、所定数の電極指を有する
くし形電極から構成され、第２の１端子対弾性表面波共
振器のうち、少なくとも１つの１端子対弾性表面波共振
器の電極指の周期λが、次式、０．９９λav2＜λ＜
１．０１λav2（式中、λav2：第２の１端子対弾性表面
波共振器の電極指の周期の平均値、ただしλ≠λ av2 ）
で表されることを特徴とする弾性表面波素子を送信用の
フィルタに用いた分波器。 - 【請求項２】 さらに第１の１端子対弾性表面波共振器
のうち、少なくとも１つの１端子対弾性表面波共振器の
電極指の周期λが、次式、０．９９λav1＜λ＜１．０
１λav1（式中、λ av1 ：第１の１端子対弾性表面波共振
器の電極指の周期の平均値、ただしλ≠λ av1 ）で表わ
されることを特徴とする請求項１記載の分波器。 - 【請求項３】 所定の共振周波数を有する第１の１端子
対弾性表面波共振器を並列腕に、該第１の１端子対弾性
表面波共振器の***振周波数に略一致する共振周波数を
有する第２の１端子対弾性表面波共振器を直列腕にそれ
ぞれ複数個配列した梯子型の弾性表面波素子であって、
前記第１及び第２の１端子対弾性表面波共振器が、所定
数の電極指を有するくし形電極から構成され、第２の１
端子対弾性表面波共振器のうち、少なくとも１つの１端
子対弾性表面波共振器の電極指の周期λが、次式、０．
９９λ av2 ＜λ＜１．０１λ av2 （式中、λ av2 ：第２の１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期の平均値、ただし、λ≠λ av2 ） で表され、 信号入力側から見て初段の第２の１端子対弾
性表面波共振器の電極指の周期が、他の第２の１端子対
弾性表面波共振器の電極指の周期よりも小さいことを特
徴とする弾性表面波素子。 - 【請求項４】 所定の共振周波数を有する第１の１端子
対弾性表面波共振器 を並列腕に、該第１の１端子対弾性
表面波共振器の***振周波数に略一致する共振周波数を
有する第２の１端子対弾性表面波共振器を直列腕にそれ
ぞれ複数個配列した梯子型の弾性表面波素子であって、
前記第１及び第２の１端子対弾性表面波共振器が、所定
数の電極指を有するくし形電極から構成され、第２の１
端子対弾性表面波共振器のうち、少なくとも１つの１端
子対弾性表面波共振器の電極指の周期λが、次式、０．
９９λ av2 ＜λ＜１．０１λ av2 （式中、λ av2 ：第２の１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期の平均値、ただしλ≠λ av2 ） で表され、 複数個の第２の１端子対弾性表面波共振器の
電極指の周期が、信号入力側から順に等しいか大きいこ
とを特徴とする弾性表面波素子。 - 【請求項５】 所定の共振周波数を有する第１の１端子
対弾性表面波共振器を並列腕に、該第１の１端子対弾性
表面波共振器の***振周波数に略一致する共振周波数を
有する第２の１端子対弾性表面波共振器を直列腕にそれ
ぞれ複数個配列した梯子型の弾性表面波素子を送信用の
フィルタに用いた分波器であって、前記第１及び第２の
１端子対弾性表面波共振器が、所定数の電極指を有する
くし形電極から構成され、第１の１端子対弾性表面波共
振器のうち、少なくとも１つの１端子対弾性表面波共振
器の電極指の周期λが、次式、０．９９λav1＜λ＜
１．０１λav1 （式中、λav1：第１の１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期の平均値、ただし、λ≠λ av1 ） で表わされることを特徴とする弾性表面波素子を送信用
のフィルタに用いた分波器。 - 【請求項６】 所定の共振周波数を有する第１の１端子
対弾性表面波共振器を並列腕に、該第１の１端子対弾性
表面波共振器の***振周波数に略一致する共振周波数を
有する第２の１端子対弾性表面波共振器を直列腕にそれ
ぞれ複数個配列した梯子型の弾性表面波素子であって、
前記第１及び第２の１端子対弾性表面波共振器が、所定
数の電極指を有するくし形電極から構成され、第２の１
端子対弾性表面波共振器のうち、少なくとも１つの１端
子対弾性表面波共振器の電極指の周期λが、次式、０．
９９λ av2 ＜λ＜１．０１λ av2 （式中、λ av2 ：第２の１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期の平均値、ただし、λ≠λ av2 ） で表わされ、さらに第１の１端子対弾性表面波共振器の
うち、少なくとも１つの１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期λが、次式、０．９９λ av1 ＜λ＜１．０１
λ av1 （式中、λ av1 ：第１の１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期の平均値、ただし、λ≠λ av1 ） で表わされ、 信号入力側から見て初段の第１の１端子対
弾性表面波共振器の電極指の周期が、他の第１の１端子
対弾性表面波並列共振器の電極指の周期よりも大きいこ
とを特徴とする弾性表面波素子。 - 【請求項７】 所定の共振周波数を有する第１の１端子
対弾性表面波共振器を並列腕に、該第１の１端子対弾性
表面波共振器の***振周波数に略一致する共振周波数を
有する第２の１端子対弾性表面波共振器を直列腕にそれ
ぞれ複数個配列した梯子型の弾性表面波素子であって、
前記第１及び第２の１端子対弾性表面波共振器が、所定
数の電極指を有するくし形電極から構成され、第１の１
端子対弾性表面波共振器のうち、少なくとも１つの１端
子対弾性表面波共振器の電極指の周期λが、次式、０．
９９λ av1 ＜λ＜１．０１λ av1 （式中、λ av1 ：第１の１端子対弾性表面波共振器の電
極指の周期の平均値、ただし、λ≠λ av1 ） で表わされ、信号入力側から見て初段の第１の１端子対
弾性表面波共振器の電極指の周期が、他の第１の１端子
対弾性表面波並列共振器の電極指の周期よりも大きいこ
とを特徴とする弾性表面波素子。 - 【請求項８】 複数個の第１の１端子対弾性表面波共振
器の電極指の周期が、信号入力側から順に等しいか小さ
いことを特徴とする請求項２又は５記載の弾性表面波素
子を送信用のフィルタに用いた分波器。 - 【請求項９】 信号入力側から見て初段となり、所定の
共振周波数を有する第１の１端子対弾性表面波共振器を
並列腕に、該第１の１端子対弾性表面波共振器の***振
周波数に略一致する共振周波数を有する第２の１端子対
弾性表面波共振器を直列腕にそれぞれ複数個配列した梯
子型の弾性表面波素子を受信用のフィ ルタに用いた分波
器であって、前記第１及び第２の１端子弾性表面波共振
器が、所定数の電極指を有するくし形電極から構成さ
れ、第１の１端子対弾性表面波共振器のうち、少なくと
も１つの１端子対弾性表面波共振器の電極指の周期λ
が、次式、０．９９λ av1 ＜λ＜１．０１λ av1 （式中、
λ av1 ：第１の１端子対弾性表面波共振器の電極指の周
期の平均値、ただしλ≠λ av1 ）で表され、前記第１の
１端子対弾性表面波共振器の電極指の周期が、他の第１
の１端子対弾性表面波共振器の電極指の周期よりも小さ
いことを特徴とする弾性表面波素子を受信用のフィルタ
に用いた分波器。 - 【請求項１０】 信号入力側から見て初段となり、所定
の共振周波数を有する第１の１端子対弾性表面波共振器
を並列腕に、該第１の１端子対弾性表面波共振器の***
振周波数に略一致する共振周波数を有する第２の１端子
対弾性表面波共振器を直列腕にそれぞれ複数個配列した
梯子型の弾性表面波素子を受信用のフィルタに用いた分
波器であって、前記第１及び第２の１端子弾性表面波共
振器が、所定数の電極指を有するくし形電極から構成さ
れ、第１の１端子対弾性表面波共振器のうち、少なくと
も１つの１端子対弾性表面波共振器の電極指の周期λ
が、次式、０．９９λ av1 ＜λ＜１．０１λ av1 （式中、
λ av1 ：第１の１端子対弾性表面波共振器の電極指の周
期の平均値、ただしλ≠λ av1 ）で表され、複数個の第
１の１端子対弾性表面波共振器の電極指の周期が、信号
入力側から順に等しいか大きいことを特徴とする弾性表
面波素子を受信用のフィルタに用いた分波器。 - 【請求項１１】 所定の共振周波数を有する第１の１端
子対弾性表面波共振器を並列腕に、該第１の１端子対弾
性表面波共振器の***振周波数に略一致する共振周波数
を有する第２の１端子対弾性表面波共振器を直列腕にそ
れぞれ複数個配列した梯子型の弾性表面波素子であっ
て、信号入力側から見て初段の第２の１端子対弾性表面
波共振器のみが、直列に接続された複数個の分割弾性表
面波共振器から構成されたことを特徴とする弾性表面波
素子。 - 【請求項１２】 信号入力側から見て初段となる第２の
１端子対弾性表面波共振器のみが、直列に接続された複
数個の分割弾性表面波共振器から構成されたことを特徴
とする請求項１，２又は５のいずれかに記載した分波
器。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10966697A JP3241293B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 弾性表面波素子およびこれを用いた分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10966697A JP3241293B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 弾性表面波素子およびこれを用いた分波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303698A JPH10303698A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3241293B2 true JP3241293B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=14516093
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10966697A Expired - Lifetime JP3241293B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 弾性表面波素子およびこれを用いた分波器 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4144509B2 (ja) * | 2003-01-16 | 2008-09-03 | 株式会社村田製作所 | ラダー型フィルタ、分波器、通信装置 |
| EP1942576A4 (en) * | 2005-10-27 | 2009-09-30 | Kyocera Corp | DISTRIBUTOR AND COMMUNICATION DEVICE USING THE SAME |
| US8004370B2 (en) | 2006-03-31 | 2011-08-23 | Kyocera Corporation | Surface acoustic wave element, surface acoustic wave apparatus, and communication apparatus |
| JP5332506B2 (ja) * | 2008-10-28 | 2013-11-06 | 株式会社村田製作所 | ラダー型フィルタ及びそれを備えるデュプレクサ |
| JP5679558B2 (ja) * | 2011-01-19 | 2015-03-04 | 太陽誘電株式会社 | 分波器 |
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1997
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