JP3341699B2 - 端面反射型表面波装置 - Google Patents

端面反射型表面波装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＨタイプの表面
波を利用した端面反射型の表面波装置及び表面波フィル
タに関し、より詳細にはＳＨタイプの表面波を反射させ
る端面の位置が改良された端面反射型の表面波装置及び
表面波フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＢＧＳ波やラブ波などのＳＨタイ
プの表面波を利用した端面反射型表面波装置が注目され
ている。端面反射型表面波装置では、表面波基板上にＩ
ＤＴが形成されており、ＳＨタイプの表面波が表面波基
板の対向２端面間で反射されるように構成されている。
従って、ＩＤＴの表面波伝搬方向外側に反射器を形成す
る必要がないので、表面波装置の小型化を進めることが
できる。
【０００３】特開平５−２９１８６９号公報には、表面
波基板上にＩＤＴを形成してなる端面反射型表面波装置
であって、ＩＤＴが、複数のＩＤＴ部を有するように分
割されている構造が開示されている。ここでは、ＩＤＴ
が、表面波伝搬方向に沿って複数のＩＤＴ部を有するよ
うに分割されているので、インピーダンスを高めること
ができ、かつ容量を小さくすることができるとされてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−２９１８６９号公報に記載の端面反射型表面波装置
では、ＩＤＴを複数のＩＤＴ部に分割した場合、周波数
特性上に所望でないリップルが生じるおそれがあるた
め、このようなリップルが生じないように、ＩＤＴの電
極指の対数を選択することが必要であった。
【０００５】すなわち、ＩＤＴの電極指の対数に制限が
あり、所望でないリップルを生じさせずに、様々な周波
数特性を実現することは非常に困難であった。本発明の
目的は、ＩＤＴを複数のＩＤＴ部に分割してなる端面反
射型表面波装置において、ＩＤＴの電極指の対数を変化
させて様々な周波数特性を得た場合であっても、周波数
特性上に現れる所望でないリップルを低減することがで
き、良好な共振特性やフィルタ特性を得ることができる
ＳＨタイプの表面波を利用した端面反射型の表面波装置
及び表面波フィルタを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、対
向し合う一対の端面を有する表面波基板と、前記表面波
基板に形成された少なくとも１つのインターデジタルト
ランスデューサとを備え、インターデジタルトランスデ
ューサで励振されたＳＨタイプの表面波が前記一対の端
面間で反射されるように構成されている端面反射型の表
面波装置であって、前記インターデジタルトランスデュ
ーサが、表面波伝搬方向に沿って複数のＩＤＴ部に分割
されており、隣り合うＩＤＴ部間で励振されないよう
に、隣り合うＩＤＴ部の最も近接し合っている電極指同
士が同電位とされており、インターデジタルトランスデ
ューサの表面波伝搬方向最外側の電極指の幅を、残りの
電極指の幅と同じと仮想した場合に、該最外側の電極指
の表面波伝搬方向中心よりも内側に位置するように前記
端面が形成され、前記仮想の最外側の電極指の表面波伝
搬方向の中心位置に対する前記端面の位置をａ、ＳＨタ
イプの表面波の波長λ、ＩＤＴの周波数スペクトルによ
り得られる中心周波数ｆ０、該ＩＤＴの周波数スペクト
ルにおける減衰極の位置ｆ p 、インターデジタルトラン
スデューサの全体の電極指の対数をＮとしたときに、端
面の位置ａが、下記の式（１）を満たす値±０．０３６
λの範囲とされていることを特徴とする。
【０００７】また、本願の第２の発明は、対向し合う一
対の端面を有する表面波基板と、前記表面波基板に形成
された少なくとも１つのインターデジタルトランスデュ
ーサとを備え、該インターデジタルトランスデューサで
励振されたＳＨタイプの表面波が前記一対の端面間で反
射されるように構成されている端面反射型の表面波装置
であって、前記インターデジタルトランスデューサが、
表面波伝搬方向に沿って複数のＩＤＴ部に分割されてお
り、隣り合うＩＤＴ部間において励振されるように、隣
り合うＩＤＴ部の最も近接し合っている電極指が異なる
電位に接続されており、インターデジタルトランスデュ
ーサの表面波伝搬方向最外側の電極指の幅を、残りの電
極指の幅と同じと仮想した場合に、該最外側の電極指の
表面波伝搬方向中心よりも外側に位置するように前記端
面が形成され、前記仮想の最外側の電極指の表面波伝搬
方向の中心位置に対する前記端面の位置をａ、ＳＨタイ
プの表面波の波長λ、ＩＤＴの周波数スペクトルにより
得られる中心周波数ｆ０、該ＩＤＴの周波数スペクトル
における減衰極の位置ｆ p 、インターデジタルトランス
デューサの全体の電極指の対数をＮとしたときに、端面
の位置ａが、下記の式（１）を満たす値±０．０３６λ
の範囲とされていることを特徴とする。
【０００８】
【０００９】なお、端面の位置ａは、仮想の最外側の電
極指の中心位置から端面までの表面波伝搬方向に沿う距
離であり、仮想の最外側の電極指の中心よりも端面が外
側に位置する場合には、ａは正の値となる。
【００１０】
【数３】
【００１１】また、より好ましくは、端面の位置ａが、
上記式（１）を満たす値±０．０１８λの範囲とされ
る。さらに好ましくは、端面の位置ａが、上述した式
（１）を満たす値とされる。
【００１２】第１，第２の発明に係る端面反射型表面波
装置では、好ましくは、表面波伝搬方向最外側の電極指
は、上述のように形成されている端面と、表面波基板の
上面とがなす端縁に至るように形成されている。
【００１３】また、本発明に係る端面反射型表面波フィ
ルタは、第１，第２の発明に係る端面反射型表面波装置
を複数備えており、該複数の端面反射型表面波装置がフ
ィルタを構成するように結合されていることを特徴とす
る。
【００１４】本発明に係る端面反射型表面波フィルタ
は、例えば帯域フィルタとして好適に用いられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施例を
挙げることにより、本発明をより詳細に説明する。
【００１６】図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施
例の端面反射型表面波装置を示す平面図及び部分拡大平
面図である。本実施例の端面反射型表面波装置１は、矩
形の表面波基板２を用いて構成されている。表面波基板
２は、圧電基板または絶縁性基板上に圧電薄膜を積層す
ることにより構成されている。圧電基板としては、Ｌｉ
ＮｂＯ3 、ＬｉＴａＯ3 または水晶などの圧電単結晶、
あるいはチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような
圧電セラミックスにより構成し得る。絶縁性基板上に圧
電薄膜を形成する場合には、絶縁性基板として、アルミ
ナなどの絶縁性材料からなる基板を用いることができ、
圧電薄膜としては、ＺｎＯ薄膜やＴａ2 Ｏ5 薄膜などを
用いることができる。
【００１７】なお、表面波基板が圧電セラミックスを用
いて構成されている場合には、表面波基板２は、後述の
ＩＤＴの電極指の延びる方向と平行な方向に分極処理さ
れている。
【００１８】また、表面波基板２を、絶縁性基板上に圧
電薄膜を形成することにより構成した場合には、後述の
ＩＤＴは圧電薄膜の上面及び下面の何れに形成されても
よい。
【００１９】本実施例では、表面波基板２の上面２ａ上
に、ＩＤＴ３が形成されている。ＩＤＴ３は、表面波基
板２上に例えばアルミニウムなどの金属膜を形成し、フ
ォトリソグラフィーなどの適宜の方法によりパターニン
グすることにより形成されている。
【００２０】ＩＤＴ３は、表面波伝搬方向に沿って、２
個のＩＤＴ部４，５に分割されている。ＩＤＴ部４，５
は、それぞれ、一対のくし歯電極４ａ，４ｂ及び５ａ，
５ｂを有する。くし歯電極４ａ，４ｂは、それぞれ、複
数本の電極指６，６ａ，７，７ａを有する。複数本の電
極指６，６ａと、複数本の電極指７，７ａとは、互いに
間挿し合うように配置されている。
【００２１】ＩＤＴ部５もＩＤＴ４と同様に構成されて
おり、くし歯電極５ａ，５ｂが、それぞれ、複数本の電
極指８，８ａ，９，９ａを有する。なお、ＩＤＴ部４，
５間では励振が生じないように、ＩＤＴ部４，５の最も
近接し合っている電極指６ａ，８ａは、バスバー１０に
接続されている。すなわち、電極指６ａ，８ａは同電位
に接続されるように構成されている。
【００２２】他方、ＩＤＴ３の表面波伝搬方向最外側の
電極指は、電極指７ａ及び電極指９ａである。すなわ
ち、表面波基板２は、対向し合う一対の端面２ｂ，２ｃ
を有する。この端面２ｂまたは２ｃと、上面２ａとのな
す端縁に沿うように、最外側の電極指７ａ，９ａが形成
されている。
【００２３】端面反射型表面波装置１では、図１（ａ）
に略図的に示すように、くし歯電極４ｂ，５ｂ間に交流
電圧を印加することにより駆動され、それによってＳＨ
タイプの表面波が励振される。ＳＨタイプの表面波とし
ては、ＢＧＳ波、ラブ波、リーキー波などを例示するこ
とができる。
【００２４】励振されたＳＨタイプの表面波は、ＩＤＴ
３の電極指と直交する方向に伝搬し、端面２ｂ，２ｃ間
で反射されるため、それによってＳＨタイプの表面波に
基づく共振特性を取り出すことができる。
【００２５】従来の端面反射型表面波装置では、励振さ
れるＳＨタイプの表面波の波長をλとしたとき、表面波
伝搬方向最外側の電極指の幅がλ／８とされており、残
りの電極指の幅はλ／４とされており、電極指間のギャ
ップの幅もλ／４とされているのが通常であった。従っ
て、表面波装置の製造に際しては、同じ幅の電極指を形
成した後、最外側の電極指の幅がλ／８となるように表
面波基板を切断することにより対向し合う一対の端面が
形成されていた。
【００２６】これに対して、本実施例の表面波装置１で
は、端面２ｂ，２ｃの位置は、最外側の電極指の幅を、
残りの電極指の幅と同じと仮想した場合に、最外側の電
極指の表面波伝搬方向中心よりも内側に位置するように
端面２ｂ，２ｃの位置が定められている。これを、図１
（ｂ）を参照して説明する。表面波装置１の製造に際し
ては、表面波基板上に、同じ幅の電極指を有するように
ＩＤＴ３を形成し、しかる後、上記のように位置される
ように表面波基板を切断することにより端面２ｂ，２ｃ
が形成される。すなわち、端面２ｂを例をとると、図１
（ｂ）に示すように、最外側の電極指として、他の電極
指６，７と同じ幅の電極指７Ａを形成しておき、電極指
７Ａの表面波伝搬方向中心を示す一点鎖線Ａよりも内側
の一点鎖線Ｂに沿って表面波基板２を切断する。このよ
うにして、端面２ｂが形成されている。端面２ｃについ
ても同様にして形成されている。
【００２７】本実施例の端面反射型表面波装置１では、
ＩＤＴ３が、上記のように２個のＩＤＴ部３，４を有す
るように分割されているので、特開平５−２９１８６９
号公報に記載の先行技術と同様に、インピーダンスを高
めることができ、かつ静電容量を小さくすることができ
る。
【００２８】しかも、特開平５−２９１８６９号公報に
記載の先行技術では、周波数特性上に所望でないリップ
ルが生じる恐れがあったのに対し、本実施例では、端面
２ｂ，２ｃが上記のように位置されているので、周波数
特性上に現れる所望でないリップルを効果的に抑制する
ことができ、良好な共振特性を得ることができる。この
理由を、具体的な実験例に基づき説明する。
【００２９】本願発明者らは、複数のＩＤＴ部を有する
ように分割されたＩＤＴが形成されている端面反射型表
面波装置１において、端面２ｂ，２ｃの位置を種々異な
らせて、伝送特性における挿入損失−周波数特性を測定
した。結果を図２〜図８に示す。なお、図２〜図８に示
す特性は、励振されるＢＧＳ波の波長がλ＝５３．０８
μｍであり、ＩＤＴ３の全体の電極指の対数を２１．５
対、電極指交差幅を６．０λとした端面反射型表面波装
置の特性である。
【００３０】端面２ｂ，２ｃの位置については、図１
（ｂ）の一点鎖線Ａと一点鎖線Ｂとの間の距離ａを種々
異ならせることにより異ならせた。すなわち、一点鎖線
Ａは、前述したように最外側の電極指の幅を残りの電極
指の幅と同じとした場合の最外側の電極指の表面波伝搬
方向中心位置に相当し、一点鎖線Ｂは端面が切り出され
る位置を示す。従って、距離ａは、従来の端面反射型表
面波装置における端面から、実際に形成されている端面
２ｂ，２ｃの位置までの長さ、すなわち端面の位置を示
すこととなる。
【００３１】図２に示す特性は、先行技術と同様に、端
面の位置ａ＝０とした場合を示し、図３に示す特性はａ
＝−１．２μｍ（−０．０２３λ）の場合を、図４に示
す特性はａ＝−１．５μｍ（−０．０２８λ）、図５に
示す特性は、ａ＝−２．０μｍ（−０．０３８λ）、図
６に示す特性はａ＝−２．７μｍ（−０．０５１λ）、
図７に示す特性はａ＝−３．４μｍ（−０．０６４
λ）、並びに図８に示す特性はａ＝−３．９μｍ（−
０．０７３λ）の場合の結果である。
【００３２】図２に示すように、共振周波数４７．６５
ＭＨｚの端面反射型表面波装置では、矢印Ｃで示す大き
なリップルが、４５．９ＭＨｚ付近に現れている。これ
に対して、図３〜図８に示す特性では、共振周波数に近
い位置に現れる上記リップルＣ1 〜Ｃ4 が小さくなって
いることがわかる。従って、端面反射型表面波装置１に
おいては、端面２ｂ，２ｃの位置を、最外側の電極指の
幅を残りの電極指の幅と同じとした場合の幅方向中心よ
りも内側に位置することにより、良好な共振特性の得ら
れることがわかる。
【００３３】そこで、本願発明者らは、端面反射型表面
波装置１に代えて、ＩＤＴの分割数及び分割の態様を種
々異ならせ、図９〜図１３に示す端面反射型表面波装置
を作製し、これらの端面反射型表面波装置においても端
面の位置と共振特性との関係を調べた。
【００３４】端面反射型表面波装置１では、２個のＩＤ
Ｔ部４，５を有するように、かつ隣り合うＩＤＴ部４，
５の最も近接し合っている電極指が同電位に接続される
ように構成されていた。以下、説明を簡略化するため
に、端面反射型表面波装置１の分割の態様を、２分割０
励振型とする。
【００３５】図９に示す端面反射型表面波装置２１で
は、表面波基板２上にＩＤＴ２３が形成されているが、
このＩＤＴ２３は、表面波伝搬方向に沿って３個のＩＤ
Ｔ部２４〜２６を有するように３分割されている。ま
た、ＩＤＴ部２４，２５間の最も近接し合っている電極
指２４ａ，２５ａは、何れもバスバー２７に接続されて
いる。従って、電極指２４ａ，２５ａ間では表面波は励
振されない。同様に、ＩＤＴ２５，２６の最も近接し合
っている電極指２５ｂ，２６ａもバスバー２８に接続さ
れており、すなわち同電位に接続されている。従って、
電極指２５ｂ，２６ａ間でも表面波は励振されない。よ
って、端面反射型表面波装置２１におけるＩＤＴ２３の
分割の態様は、３分割０励振型である。
【００３６】図１０に示す端面反射型表面波装置３１
は、ＩＤＴ３３が４個のＩＤＴ部３４〜３７を有するよ
うに分割されている。ここでも、隣り合うＩＤＴ部の近
接し合っている電極指が同電位に接続されており、従っ
てＩＤＴ３３は４分割０励振型とされている。
【００３７】図１１に示す端面反射型表面波装置４１で
は、表面波基板２上において、ＩＤＴ４３が形成されて
おり、ＩＤＴ４３は、表面波伝搬方向に沿って２個のＩ
ＤＴ部４４，４５を有する。従って、表面波装置１と同
様にＩＤＴ４３は２分割型とされている。しかしなが
ら、ＩＤＴ部４４，４５の近接し合っている電極指４４
ａ，４５ａは、異なる電位に接続されている。すなわ
ち、電極指４４ａは、バスバー４６に接続されており、
電極指４５ａはバスバー４７に接続されている。バスバ
ー４６，４７は、略図的に示されているように、端面反
射型表面波装置４１を駆動するための交流電圧が印加さ
れる部分である。
【００３８】また、バスバー４６，４７と反対側の端縁
に沿うように共通バスバー４８が形成されている。従っ
て、電極指４４ａ，４５ａ間に加わる電圧は、他の隣り
合う電極指間に加わる電圧の２倍とされている。このよ
うな分割構造を、２倍励振型とする。従って、図１１に
示す端面反射型表面波装置４１におけるＩＤＴ４３の分
割態様は２分割２倍励振型である。
【００３９】図１２に示す端面反射型表面波装置５１
は、ＩＤＴ部５４〜５６を有するようにＩＤＴ５３が３
分割されている。ここでも、隣り合うＩＤＴ部間におけ
る最も近接し合っている電極指には、残りの電極指間に
比べて２倍の電圧が印加されるので、端面反射型表面波
装置５１は、３分割２倍励振型の分割構造を有する。
【００４０】図１３に示す端面反射型表面波装置６１
は、４分割２倍励振型の分割構造を有するＩＤＴ６３を
有する。すなわち、ＩＤＴ６３は、ＩＤＴ部６４〜６７
を有するように４分割されている。また、図１１に示し
た２分割２倍励振型と同様に、隣り合うＩＤＴ部間の最
も近接し合っている電極指間に、残りの電極指間の電圧
の２倍の電圧が印加されるように構成されている。
【００４１】なお、図１１〜図１３においては、表面波
基板２の端面２ｂ，２ｃは最外側の電極指の外側端縁よ
りも外側に位置しているが、最外側の電極指は、端面２
ｂ，２ｃと上面２ａとのなす端縁に至っていてもよい。
【００４２】図１４及び図１５は、端面反射型表面波装
置１において、端面の位置ａを異ならせた場合の共振周
波数の変化を示し、図１５は、端面の位置を異ならせた
場合の共振周波数に最も近い大きなリップルの現れる周
波数位置の変化を示す図である。図１４及び図１５から
明らかなように、端面反射型表面波装置１において、端
面位置ａをマイナス方向にずらすほど、共振周波数が高
くなり、かつリップルの現れる周波数位置も高くなるこ
とがわかる。これは、端面位置ａをマイナス方向にずら
すほど、端面２ｂ，２ｃ間の距離が短くなり、それによ
って共振周波数が高められるためであり、該共振周波数
の上昇に伴って共振周波数の低域側近傍に現れるリップ
ルの位置もより高い周波数位置にシフトしているものと
考えられる。
【００４３】他方、前述したように、端面反射型表面波
装置１では、端面の位置を、図１（ｂ）に示した一点鎖
線Ａで示す位置よりも内側に設定した場合、共振周波数
の低域側近傍の大きなリップルを抑圧し得ることがわか
ったため、この理由を検討した。
【００４４】従来の分割されていないＩＤＴを有する端
面反射型表面波装置７１（図１７）では、上記のような
共振周波数近傍に大きなリップルは現れていなかった。
これは、ＩＤＴの周波数スペクトルにおけるメインロー
ブに最も近い減衰極の周波数位置が、表面波基板の対向
２端面間の距離により決定されるモードの共振周波数と
ほぼ一致しているため、基板の対向２端面間の距離によ
り決定されるモードがリップルとして現れていないため
と考えられる。
【００４５】図１６は、ＩＤＴが分割されていない場
合、図１に示した端面反射型表面波装置、すなわちＩＤ
Ｔ３が２分割０励振型の場合、並びに図９〜図１３に示
した各端面反射型表面波装置の場合のＩＤＴの周波数ス
ペクトル（いずれも中心周波数５０ＭＨｚ、１１．５
対）を示す図である。図１６において、実線Ｄは、ＩＤ
Ｔが分割されていない端面反射型表面波装置７１のＩＤ
Ｔ自体の周波数スペクトルを示す。また、破線Ｅは、２
分割０励振型の場合、すなわち図１に示した端面反射型
表面波装置１におけるＩＤＴの周波数スペクトルを示
す。２点鎖線Ｆは、３分割０励振型の場合、すなわち図
９に示した端面反射型表面波装置２１の場合のＩＤＴの
周波数スペクトルを示す。３点鎖線Ｇは、図１０に示し
た４分割０励振型のＩＤＴを有する端面反射型表面波装
置３１におけるＩＤＴの周波数スペクトルを示す。
【００４６】他方、破線Ｈは、２分割２倍励振型のＩＤ
Ｔ（図１１）の周波数スペクトルを示す。一点鎖線Ｉは
３分割２倍励振型ＩＤＴ（図１２）の周波数スペクトル
を示す。さらに、破線Ｊは４分割２倍励振型のＩＤＴ６
３（図１３）の周波数スペクトルを示す。
【００４７】また、図１６において、円Ｋで囲んだ部分
が、メインローブの低域側においてメインローブに最も
近い減衰極を示す。図１６から明らかなように、分割数
の如何に関わらず、０励振型のＩＤＴでは、メインロー
ブに最も近い低域側の減衰極は、分割により、分割しな
い場合に比べて高周波数側にシフトしていることがわか
る。他方、分割数の如何に関わらず、２倍励振型のＩＤ
Ｔを構成した場合には、分割していない場合に比べて、
上記減衰極の位置が低周波数側にずれていることがわか
る。
【００４８】すなわち、対向２端面間の距離を、分割し
ていない場合と同じとした場合には、上記のように分割
によりＩＤＴの周波数スペクトル上における上記減衰極
のずれにより、対向２端面間の距離で決定されるモード
の振動が前述したリップルＣとして現れているものと考
えられる。
【００４９】これに対して、端面反射型表面波装置１の
ように、２分割０励振型のＩＤＴ３を有する場合、端面
２ｂ，２ｃの位置を、図１（ａ）に示した一点鎖線Ａで
示す位置から一点鎖線Ｂで示す位置まで内側にずらした
場合には、対向２端面間の距離で決定されるモードの周
波数が高域側にシフトされ、それによってＩＤＴの周波
数スペクトル上の減衰極に、対向２端面間の距離で決定
されるモードの周波数が一致もしくは近接され、それに
よって上記リップルＣの低減が果たされると考えられ
る。
【００５０】逆に、分割数の如何に関わらず、２倍励振
型の分割構造を有するＩＤＴの場合には、ＩＤＴの周波
数スペクトルにおける上記減衰極が分割していない場合
に比べて低周波数側にシフトされているので、対向２端
面間の距離を大きくするように端面の位置を決定すれ
ば、上記と同様に対向２端面間の距離で決定されるモー
ドの共振周波数をＩＤＴの共振周波数スペクトル上の減
衰極と一致もしくは近接させることができ、それによっ
て上記のようなリップルを抑制し得ると考えられる。
【００５１】そこで、本願発明者らは、２分割０励振
型、３分割０励振型、４分割０励振型及び２分割２倍励
振型、３分割２倍励振型、４分割２倍励振型の各ＩＤＴ
を有する端面反射型表面波装置を種々作製し、端面の位
置を、上記の考えのもとに種々変更し、共振特性を測定
した。その結果、０励振型のＩＤＴを有する場合には、
端面の位置をＩＤＴを分割していない場合に比べて内側
に位置させることにより、２倍励振型のＩＤＴを有する
場合には、対向２端面の位置を分割していない場合に比
べて外側とすることにより、上述したリップルＣの抑圧
を果たし得ることを確認した。
【００５２】また、本願発明者らは、上述した種々の態
様で分割されたＩＤＴを有する端面反射型表面波装置に
おいて、電極指の対数により、上述したリップルの大き
さがどのように変化するかを調べた。結果を、図１８〜
図２７を参照して説明する。
【００５３】図１８は、上述した各種端面反射型表面波
装置におけるリップルＣを抑制し得る端面の位置と、電
極指の対数との関係を示す図である。図１８において、
実線Ｋは、２分割０励振型、３分割０励振型及び４分割
０励振型の場合の結果を示す。すなわち、０励振型の分
割構造を有する場合には、分割数の如何に関わらず、リ
ップルＣを抑圧し得る電極指の対数と端面位置との関係
は同様であった。
【００５４】他方、２倍励振型の分割構造を有する場合
には分割数によって異なり、２分割２倍励振型の場合に
は、破線Ｌで示す結果となり、３分割２倍励振型の場合
には破線Ｍで示す結果となり、４分割２倍励振型の場合
には破線Ｎで示す結果となった。
【００５５】もっとも、２倍励振型の場合には、分割数
の如何に関わらず、電極指の対数が増加するにつれてリ
ップルを抑圧し得る端面位置は、分割しない場合に比べ
て近づき、言い換えれば、電極指の対数が少なくなる
程、端面の位置は、分割しない場合に比べてより外側と
することが必要であることがわかる。
【００５６】逆に、０励振型の場合には、分割数の如何
に関わらず、電極指の対数が少なくなるにつれて、端面
２ｂ，２ｃの位置をより内側に位置させることが必要で
あることがわかる。
【００５７】なお、図１８におけるリップルを抑圧し得
る位置とは、図１９〜図２４に示す結果等により求めら
れたものである。すなわち、図１９は、２分割０励振型
の端面反射型表面波装置１おいて、電極指の対数を９．
５とした場合の端面の位置とリップルとの大きさとの関
係を示す図である。ここでは、端面の位置がａ＝−０．
０３λ付近の場合、リップルが最も小さくなっているこ
とがわかる。すなわち、図１８における実線Ｋにおい
て、電極指の対数が９．５付近では、リップルを効果的
に抑圧し得るには、端面の位置を−０．０３λ付近とす
れば良いことが、図１９よりわかる。
【００５８】また、図２０は、２分割２倍励振型の端面
反射型表面波装置４１において、電極指の対数を９．５
対とした場合の端面の位置とリップルとの大きさとの関
係を示す。図２０から、端面の位置を０．０３λ付近と
すればリップルを効果的に抑圧し得ることがわかる。
【００５９】さらに、図２１は、２分割０励振型の端面
反射型表面波装置１において、電極指の対数を１５．５
対とした場合の結果を示し、図２２は、２分割２倍励振
型のＩＤＴを有する端面反射型表面波装置４１におい
て、電極指の対数を１５．５対とした場合の結果を示
す。また、図２３は、２分割０励振型のＩＤＴを有する
端面反射型表面波装置１において、電極指の対数を２
１．５対とした場合の結果を示し、図２４は、２分割２
倍励振型のＩＤＴを有する端面反射型表面波装置４１に
おいて、電極指の対数を２１．５とした場合の結果を示
す。
【００６０】また、図１９〜図２４では、リップルの大
きさは反射特性における位相周波数特性で表されている
が、図２５に示すように、位相周波数特性上に現れるリ
ップルの大きさと、伝送特性における挿入損失−周波数
特性上に現れるリップルの大きさとは相関関係がある。
【００６１】従って、上記のように、位相周波数特性上
に現れるリップルの大きさを抑圧し得る端面位置によ
り、図２に示したような挿入損失周波数特性上のリップ
ルＣを同様に抑制し得ることがわかる。
【００６２】また、本願発明者らは、図１８に示す結果
をもとに、さらに、挿入損失−周波数特性上において、
リップルの大きさが０．５ｄＢ以下となる範囲を求め
た。同様に、リップルＣの大きさが０．２ｄＢ以下とな
る範囲を求めた。結果を図２６及び図２７に示す。
【００６３】図２６は、２分割０励振型のＩＤＴを有す
る端面反射型表面波装置１において、電極指の対数を変
化させた場合、リップルＣの大きさが０．５ｄＢ以下の
範囲及び０．２ｄＢ以下の範囲とするための端面位置を
表す図である。
【００６４】すなわち、図２６において、破線Ｏ，Ｐ間
で挟まれた領域となるように端面の位置を決定すれば、
リップルＣの大きさを０．５ｄＢ以下とすることがで
き、破線Ｑ，Ｒで挟まれた領域に位置させれば、リップ
ルの大きさを０．２ｄＢ以下とすることができる。
【００６５】よって、好ましくは、２分割０励振型のＩ
ＤＴを有する端面反射型表面波装置の場合には、好まし
くは、図２６の破線Ｏ，Ｐ間の位置、より好ましくは破
線Ｑ，Ｒ間の位置とすれば、上記リップルを効果的に抑
圧し得ることがわかる。
【００６６】なお、図２６は２分割０励振型のＩＤＴを
有する場合を説明したが、３分割０励振型及び４分割０
励振型のＩＤＴを有する場合も同様である。図２６の破
線Ｏ，Ｐで囲まれた範囲及び破線Ｑ，Ｒで囲まれた範囲
は、上述した式（１）に基づいて表すことができる。
【００６７】すなわち、分割されていないＩＤＴの周波
数スペクトルＳ（ｆ）はデルタ関数モデルを用いると、
下記の式（２）により求められる。
【００６８】
【数４】
【００６９】但し、ｆ0 ＝ν／λ0 であり、ν＝基板の
音速、λ0 ＝ＩＤＴにより定まる波長、Ａ（ｉ）＝ｃｏ
ｓ（ｉπ）、Ｎ＝電極指の対数である。他方、基板の対
向２端面間の距離により現れる２Ｎモードの周波数は次
の式（３）で定まる。
【００７０】
【数５】
【００７１】但し、（３）において、λ2N＝２Ｎモード
の波長を示し、Ｌ＝対向２端面間の距離である。従っ
て、リップルとなる２Ｎ−２モードの周波数は、下記の
式（４）で表され、分割されていないＩＤＴのスペクト
ルの減衰極の周波数ｆp と一致する。
【００７２】
【数６】
【００７３】しかしながら、ＩＤＴを分割した場合に
は、式（２）がｃｏｓ（ｉπ）と等しくならないため、
ＩＤＴのスペクトルが変化する。従って、前述したよう
に、２Ｎ−２のモードの周波数が減衰極の周波数ｆp と
一致しなくなり、リップルとなって現れる。このリップ
ルを抑圧するには、前述したように対向２端面間の距離
を変化させ、２Ｎ−２モードの周波数を減衰極の周波数
ｆp と一致すれば良いと考えられる。前述した基板端面
をずらす量、すなわち図１（ｂ）の一点鎖線Ａ，Ｂ間の
距離をａとした場合、基板端面間の距離は、Ｌ＋２ａと
なる。
【００７４】従って、式（４）において、Ｌ′＝Ｌ＋２
ａとし、ｆ2N-2＝ｆp としてａについて式（３）を解く
と、
【００７５】
【数７】
【００７６】となる。従って、式（５）の結果を、ＩＤ
Ｔの波長λ0 で規格化すると、下記のように式（１）が
得られる。
【００７７】
【数８】
【００７８】式（１）において、端面の位置の変化量
は、ＩＤＴの対数Ｎと、ｆ0 ／ｆp の関数となる。式
（２）において、ＩＤＴのスペクトルＳ（ｆ）はｆの関
数であり、ｆ／ｆ0の関数でもある。すなわち、分割方
法及び電極指の対数が一定の場合には、ＩＤＴのスペク
トルの周波数軸をｆ0 で規格化することができ、ｆ0 と
ｆp の比ｆ0／ｆp が一定となる。よって、式（１）
は、電極指の対数Ｎが一定の場合には定数となることが
わかる。
【００７９】よって、式（１）で求められた値だけ基板
端面間の距離を変化させれば、すなわち前述した端面の
位置ａを変化させれば、２Ｎ−２モードのリップルを抑
圧し得ることがわかる。
【００８０】すなわち、図２６に示す実線Ｗが式（１）
を満たすことになるので、図２６より、好ましくは、式
（１）で表される値±０．０３６λの範囲とすれば、メ
インローブよりも低域側において大きく現れるリップル
を０．５ｄＢ以下とすることができ、より好ましくは、
式（１）で表される値±０．０１８λとすれば、リップ
ルの大きさを０．２ｄＢ以下とすることができ、それに
よってより一層良好な共振特性の得られることがわか
る。
【００８１】図２７は、２分割２倍励振型のＩＤＴを有
する端面反射型表面波装置において、リップルを抑圧し
得る電極指の対数と端面位置との関係を示す。破線Ｓ，
Ｔで挟まれた範囲が、リップルの大きさが０．５ｄＢ以
下の領域であり、破線Ｕ，Ｖで挟まれた領域がリップル
の大きさが０．２ｄＢ以下の領域である。この場合に
も、実線Ｘが式（１）を満たすため、０励振型のＩＤＴ
を有する場合と同様に、式（１）±０．０３６λ、より
好ましくは、式（１）を満たす値±０．０１８λとなる
ように端面の位置を決定すれば、同様に、良好な共振特
性を得ることができる。
【００８２】なお、式（１）の値は、分割数に依存しな
いため、３分割２倍励振型及び４分割２倍励振型のＩＤ
Ｔを構成した場合にも、式（１）を満たす値を中心と
し、±０．０３６λの範囲内、好ましくは、式（１）を
満たす値±０．０１８λの範囲内とすることにより、よ
り一層良好な共振特性を得ることができる。
【００８３】また、本発明に係る端面反射型表面波装置
は、上述した表面波共振子だけでなく、表面波フィルタ
にも適用することができる。すなわち、例えば図２８に
回路図で示すラダー型フィルタを構成するにあたり、本
発明に係る端面反射型表面波装置を用いて直列腕共振子
Ｓ１〜Ｓ３及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３を構成すること
ができる。この場合、直列腕共振子と並列腕共振子とで
は、静電容量を異ならせることが必要であるが、本発明
によれば、ＩＤＴの分割数を異ならせることにより静電
容量を容易に異ならせることができる。
【００８４】また、本発明に係る端面反射型表面波フィ
ルタとしては、同一の表面波基板上において複数の端面
反射型表面波共振子を構成し、複数の端面反射型表面波
共振子を縦結合または横結合させることにより表面波フ
ィルタを構成してもよい。このような表面波フィルタの
一例を、図２９に示す。
【００８５】図２９に示す端面反射型表面波フィルタ８
１では、表面波基板８２上において、端面反射型表面波
共振子８３，８４が形成されている。端面反射型表面波
共振子８３，８４は、表面波伝搬方向と直交する方向に
おいて近接されており、それによって横結合型の端面反
射型表面波フィルタが構成されている。
【００８６】このような端面反射型表面波フィルタ８１
においても、本発明に従って対向２端面８２ｂ，８２ｃ
の位置を決定することにより、リップルの少ない良好な
フィルタ特性を得ることができる。
【００８７】また、上記実施例では、ＩＤＴが均等に分
割された例のみを示したが、これに限定されるものでは
なく、分割された各ＩＤＴ部の対数が異なっていてもよ
い。
【００８８】
【発明の効果】本願の第１の発明に係る端面反射型表面
波装置では、ＩＤＴが複数のＩＤＴ部に分割されてお
り、隣り合うＩＤＴ部間の最も近接し合っている電極指
同士が同電位とされて、該電極指間では励振されないよ
うに構成されており、ＩＤＴの表面波伝搬方向の最外側
の幅を残りの電極指の幅と同じと仮想した場合に、該最
外側の電極指の表面波伝搬方向中心よりも内側に位置す
るように表面波基板の対向２端面が形成されているの
で、ＩＤＴを分割したことによるＩＤＴの周波数スペク
トル上の２Ｎ−２モードの周波数が、対向２端面間の距
離で決定されるモードの周波数と近接され、それによっ
て不要リップルを効果的に抑圧することができる。
【００８９】よって、ＩＤＴを分割し、インピーダンス
や静電容量を高めることができるだけでなく、電極指の
対数の制限をあまり受けることなく、良好な共振特性を
有する端面反射型表面波装置を提供することが可能とな
る。
【００９０】本願の第２の発明に係る端面反射型表面波
装置では、ＩＤＴが複数のＩＤＴ部に分割されており、
隣り合うＩＤＴ部間の最も近接し合っている電極指同士
が異なる電位に接続されて該電極間では２倍励振される
ように構成されており、ＩＤＴの表面波伝搬方向の最外
側の幅を残りの電極指の幅と同じと仮想した場合に、該
最外側の電極指の表面波伝搬方向中心よりも外側に位置
するように表面波基板の対向２端面が形成されているの
で、ＩＤＴを分割したことによるＩＤＴの周波数スペク
トル上の２Ｎ−２モードの周波数が、対向２端面間の距
離で決定されるモードの周波数と近接され、それによっ
て不要リップルを効果的に抑圧することができる。
【００９１】よって、ＩＤＴを分割し、インピーダンス
や静電容量を高めることができるだけでなく、電極指の
対数の制限をあまり受けることなく、良好な共振特性を
有する端面反射型表面波装置を提供することが可能とな
る。また、第１，第２の発明に係る端面反射型表面波装
置では、端面の位置を示すａが、式（１）を満たす値±
０．０３６λの範囲とされているので、不要リップルを
０．５ｄＢ以下とすることができ、より一層良好な共振
特性を得ることができる。
【００９２】さらに、端面の位置ａを、式（１）を満た
す値±０．０１８λの範囲とした場合には、上記リップ
ルの大きさを０．０２ｄＢ以下とすることができ、さら
に良好な共振特性を得ることができる。
【００９３】また、表面波伝搬方向最外側の電極指が、
表面波基板の端面と上面とのなす端縁に至るように形成
されている場合にも、同様の効果が得られる。本発明
は、上記のように、複数のＩＤＴ部を有するように分割
されたＩＤＴが設けられた端面反射型表面波装置である
が、本願発明に係る端面反射型表面波装置を複数用意
し、該複数の端面反射型表面波装置を結合してフィルタ
を構成した場合には、ＩＤＴの分割によりインピーダン
ス及び静電容量を高めることができるので、インピーダ
ンスや容量が異なる端面反射型表面波装置を容易に構成
することができる。従って、例えばラダー型フィルタを
構成した場合には、直列腕共振子及び並列腕共振子とし
て最適な構成を本発明に係る端面反射型表面波装置を用
いて構成することができるので、良好なフィルタ特性を
容易に得ることができる。
【００９４】本発明に係る端面反射型表面波フィルタ
は、帯域フィルタとして用いることができ、その場合、
不要リップルが少ない、良好なフィルタ特性を得ること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例に係る
端面反射型表面波装置を説明するための図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は端面の位置を説明するための
部分切欠平面図。
【図２】端面の位置ａが０μｍ（従来位置）の場合の端
面反射型表面波装置１の挿入損失−周波数特性を示す。
【図３】端面の位置ａが−１．２μｍ（−０．０２３
λ）の場合の端面反射型表面波装置１の挿入損失−周波
数特性を示す。
【図４】端面の位置ａが−１．５μｍ（−０．０２８
λ）の場合の端面反射型表面波装置１の挿入損失−周波
数特性を示す。
【図５】端面の位置ａが−２．０μｍ（−０．０３８
λ）の場合の端面反射型表面波装置１の挿入損失−周波
数特性を示す。
【図６】端面の位置ａが−２．７μｍ（−０．０５１
λ）の場合の端面反射型表面波装置１の挿入損失−周波
数特性を示す。
【図７】端面の位置ａが−３．４μｍ（−０．０６４
λ）の場合の端面反射型表面波装置１の挿入損失−周波
数特性を示す。
【図８】端面の位置ａが−３．９μｍ（−０．０７３
λ）の場合の端面反射型表面波装置１の挿入損失−周波
数特性を示す。
【図９】３分割０励振型ＩＤＴを有する本発明の他の実
施例に係る端面反射型表面波装置を示す平面図。
【図１０】４分割０励振型ＩＤＴを有する本発明のさら
に他の実施例の端面反射型表面波装置を示す平面図。
【図１１】２分割２倍励振型のＩＤＴを有する本発明の
他の実施例に係る端面反射型表面波装置を示す平面図。
【図１２】３分割２倍励振型のＩＤＴを有する本発明の
他の実施例に係る端面反射型表面波装置を示す平面図。
【図１３】４分割２倍励振型のＩＤＴを有する本発明の
他の実施例に係る端面反射型表面波装置を示す平面図。
【図１４】実施例の端面反射型表面波装置における端面
の位置と共振周波数との関係を示す図。
【図１５】実施例の端面反射型表面波装置における端面
の位置とリップルの現れる位置との関係を示す図。
【図１６】分割していないＩＤＴ並びに分割構造を有す
るＩＤＴの周波数スペクトルを示す図。
【図１７】分割されていないＩＤＴを有する従来の端面
反射型表面波装置を説明するための平面図。
【図１８】電極指の対数とリップルを抑圧し得る端面位
置との関係を示す図。
【図１９】２分割０励振型のＩＤＴを有し、電極指の対
数が９．５対の場合の端面位置とリップルの大きさとの
関係を示す図。
【図２０】２分割２倍励振型のＩＤＴを有し、電極指の
対数が９．５対の場合の端面位置とリップルの大きさと
の関係を示す図。
【図２１】２分割０励振型のＩＤＴを有し、電極指の対
数が１５．５対の場合の端面位置とリップルの大きさと
の関係を示す図。
【図２２】２分割２倍励振型のＩＤＴを有し、電極指の
対数が１５．５対の場合の端面位置とリップルの大きさ
との関係を示す図。
【図２３】２分割０励振型のＩＤＴを有し、電極指の対
数が２１．５対の場合の端面位置とリップルの大きさと
の関係を示す図。
【図２４】２分割２倍励振型のＩＤＴを有し、電極指の
対数が２１．５対の場合の端面位置とリップルの大きさ
との関係を示す図。
【図２５】実施例の端面反射型表面波装置における反射
特性の位相特性上に現れたリップルの大きさと、伝送特
性の挿入損失−周波数特性上に現れたリップルの大きさ
との関係を示す図。
【図２６】２分割０励振型のＩＤＴを有する実施例の端
面反射型表面波装置におけるリップルの大きさが０．５
ｄＢ以下及び０．２ｄＢ以下の範囲となる端面位置を説
明するための図。
【図２７】２分割２倍励振型のＩＤＴを有する実施例の
端面反射型表面波装置における、リップルの大きさが
０．５ｄＢ以下及び０．２ｄＢ以下の端面位置を説明す
るための図。
【図２８】本発明が適用される表面波フィルタとしての
ラダー型フィルタを説明するための回路図。
【図２９】本発明の端面反射型表面波フィルタの一実施
例を示す平面図。
【符号の説明】 １…端面反射型表面波装置 ２…表面波基板 ２ａ…上面 ２ｂ，２ｃ…端面 ３…ＩＤＴ ４，５…ＩＤＴ部 ４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ…くし歯電極 ６，６ａ，７，７ａ，８，８ａ，９，９ａ…電極指 ２１…端面反射型表面波装置 ２３…ＩＤＴ ２４〜２６…ＩＤＴ部 ２４ａ，２５ａ，２５ｂ，２６ａ…電極指 ３１…端面反射型表面波装置 ３３…ＩＤＴ ３４〜３７…ＩＤＴ部 ４１…端面反射型表面波装置 ４３…ＩＤＴ ４４，４５…ＩＤＴ部 ４４ａ，４５ａ…電極指 ５１…端面反射型表面波装置 ５３…ＩＤＴ ５４〜５６…ＩＤＴ部 ６１…端面反射型表面波装置 ６３…ＩＤＴ ６４〜６７…ＩＤＴ部 ８１…端面反射型表面波フィルタ ８２…表面波基板 ８２ｂ，８２ｃ…端面 ８３，８４…端面反射型表面波共振子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池浦 守 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 平５−291869（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−131283（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−18270（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 9/25 H03H 9/145

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対向し合う一対の端面を有する表面波基
    板と、 前記表面波基板に形成された少なくとも１つのインター
    デジタルトランスデューサとを備え、インターデジタル
    トランスデューサで励振されたＳＨタイプの表面波が前
    記一対の端面間で反射されるように構成されている端面
    反射型の表面波装置であって、 前記インターデジタルトランスデューサが、表面波伝搬
    方向に沿って複数のＩＤＴ部に分割されており、隣り合
    うＩＤＴ部間で励振されないように、隣り合うＩＤＴ部
    の最も近接し合っている電極指同士が同電位とされてお
    り、 インターデジタルトランスデューサの表面波伝搬方向最
    外側の電極指の幅を、残りの電極指の幅と同じと仮想し
    た場合に、該最外側の電極指の表面波伝搬方向中心より
    も内側に位置するように前記端面が形成され、 前記仮想の最外側の電極指の表面波伝搬方向の中心位置
    に対する前記端面の位置をａ、ＳＨタイプの表面波の波
    長λ、ＩＤＴの周波数スペクトルにより得られる中心周
    波数ｆ０、該ＩＤＴの周波数スペクトルにおける減衰極
    の位置ｆ p 、インターデジタルトランスデューサの全体
    の電極指の対数をＮとしたときに、端面の位置ａが、下
    記の式（１）を満たす値±０．０３６λの範囲とされて
    いることを特徴とする 、端面反射型表面波装置。【数１】
  2. 【請求項２】 対向し合う一対の端面を有する表面波基
    板と、 前記表面波基板に形成された少なくとも１つのインター
    デジタルトランスデューサとを備え、該インターデジタ
    ルトランスデューサで励振されたＳＨタイプの表面波が
    前記一対の端面間で反射されるように構成されている端
    面反射型の表面波装置であって、 前記インターデジタルトランスデューサが、表面波伝搬
    方向に沿って複数のＩＤＴ部に分割されており、隣り合
    うＩＤＴ部間において励振されるように、隣り合うＩＤ
    Ｔ部の最も近接し合っている電極指が異なる電位に接続
    されており、 インターデジタルトランスデューサの表面波伝搬方向最
    外側の電極指の幅を、残りの電極指の幅と同じと仮想し
    た場合に、該最外側の電極指の表面波伝搬方向中心より
    も外側に位置するように前記端面が形成され、 前記仮想の最外側の電極指の表面波伝搬方向の中心位置
    に対する前記端面の位置をａ、ＳＨタイプの表面波の波
    長λ、ＩＤＴの周波数スペクトルにより得られる中心周
    波数ｆ０、該ＩＤＴの周波数スペクトルにおける減衰極
    の位置ｆ p 、インターデジタルトランスデューサの全体
    の電極指の対数をＮとしたときに、端面の位置ａが、下
    記の式（１）を満たす値±０．０３６λの範囲とされて
    いることを特徴とする、請求項１または２に記載の 端面
    反射型表面波装置。【数２】
  3. 【請求項３】 前記端面の位置ａが、式（１）を満たす
    値±０．０１８λの範囲とされている、請求項１または
    ２に記載の端面反射型表面波装置。
  4. 【請求項４】 前記端面の位置ａが、式（１）を満たす
    値とされている、請求項１または２に記載の端面反射型
    表面波装置。
  5. 【請求項５】 前記表面波伝搬方向最外側の電極指が、
    表面波基板の端面と上面とのなす端縁に至るように形成
    されている、請求項１〜４の何れかに記載の端面反射型
    表面波装置。
  6. 【請求項６】 請求項１〜５に記載の端面反射型表面波
    装置を複数備え、該複数の端面反射型表面波装置がフィ
    ルタを構成するように結合されていることを特徴とす
    る、端面反射型表面波フィルタ。
  7. 【請求項７】 帯域フィルタである、請求項６に記載の
    端面反射型表面波フィルタ。
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