JP3425394B2 - 弾性表面波共振子および弾性表面波フィルタ - Google Patents

弾性表面波共振子および弾性表面波フィルタ

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JP3425394B2 JP18999099A JP18999099A JP3425394B2 JP 3425394 B2 JP3425394 B2 JP 3425394B2 JP 18999099 A JP18999099 A JP 18999099A JP 18999099 A JP18999099 A JP 18999099A JP 3425394 B2 JP3425394 B2 JP 3425394B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は弾性表面波共振子お
よび弾性表面波フィルタに係わり、詳細には接続される
素子との整合性を高めた弾性表面波共振子および弾性表
面波フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】近年の移動体通信技術と集積化技術の発
達により、小型化および軽量化を実現した移動体通信端
末機が急速に普及している。この移動体通信端末機にお
ける高周波回路として、弾性表面波(Surface Acoustic
Wave:以下、SAWと略す。)フィルタが用いられて
いる。SAWフィルタは、集積化に適し、かつ急峻なフ
ィルタ特性による優れた周波数選択性を備えることを特
徴としている。SAWフィルタの採用により、端末機の
小型化と高性能化との両立を図ることができる。このよ
うなSAWフィルタは、一般的に集積化が容易な1ポー
トSAW共振子をラダー接続あるいはラチス接続するこ
とによって構成される。
【0003】図4は従来の1ポートSAW共振子を表わ
したものである。同図(a)は、従来の1ポートSAW
共振子の平面構造を模式的に表わしたものである。同図
(b)は、この1ポートSAW共振子を記号で表わした
ものである。同図(a)に示すように、1ポートSAW
共振子は、圧電性を有する平板状の圧電基板10の上面
に、アルミニウム薄膜等で形成され互いに電気的に絶縁
された第1および第2の交叉指状電極(InterDigital T
ransducer:以下、IDTと略す。)11、12が配置
されている。第1および第2のIDT11、12は、そ
れぞれSAWの伝搬方向に対して垂直の方向に複数の細
長い帯状の電極群を有し、これら電極群は一端が電気的
に接続され他端が電気的に絶縁されたすだれ状に配置さ
れている。第1および第2のIDT11、12は、対向
して配置され、すだれ状に有している互いの帯状の電極
が交互に配置されている。
【0004】また、圧電基板10の上面には、アルミニ
ウム薄膜等で形成された入力電極13と出力電極14と
が配置されている。入力電極13は、第1のIDT11
の各帯状の電極群が電気的に接続されている側の電極端
と電気的に接続されている。出力電極14は、第2のI
DT12の各帯状の電極群が電気的に接続されている側
の電極端と電気的に接続されている。入力電極13は、
金線からなるボンディングワイヤを介して、入力端子1
5と電気的に接続されている。出力電極14は、金線か
らなるボンディングワイヤを介して、出力端子16と電
気的に接続されている。
【0005】さらにまた、圧電基板10の上面には、対
向配置された第1および第2のIDT11、12の両側
にSAWの伝搬方向に対して垂直の方向に、それぞれ複
数の帯状の平行電極からなる第1および第2の反射器電
極17、18が配置されている。
【0006】このような構成の1ポートSAW共振子で
は、入力端子15に電気信号を印加すると、出力端子1
6との間の電圧値に応じて、圧電基板10に歪みが生じ
る。この歪みの結果として第1のIDT11により励振
したSAWが、圧電基板10上を伝搬し、第2のIDT
12に到達する。第2のIDT12は、この伝搬してき
たSAWを電気信号に変換する。第1のIDT11によ
り励振したSAWは、圧電基板10上を第2のIDT1
2とは異なる方向にも伝搬するため、対向配置された第
1および第2のIDT11、12の両側に第1および第
2の反射器電極17、18を配置することで、伝搬する
SAWを反射させるようにしている。第1および第2の
反射器電極17、18のそれぞれの帯状の電極は、一定
の反射率で第1のIDT11より励振したSAWを反射
させる。したがって、第1および第2の反射器電極1
7、18は、それぞれ複数の帯状電極を備えることで、
ほぼ100%近く第1のIDT11より励振したSAW
を反射させるようにしている。
【0007】電極が配置される圧電基板の特性、対向し
て互いに交互に配置された各帯状の電極におけるSAW
の伝搬方向に対して垂直の方向の電極の長さである交叉
幅19および対向して交互に配置された各帯状の電極対
数等の種々のパラメータを変更することによって、第1
および第2のIDT11、12間の伝達特性を調整する
ことができる。
【0008】SAWフィルタは、上述した1ポートSA
W共振子を図4(b)に示す記号で表わした場合、次の
ように構成される。
【0009】図5は図4に示す1ポートSAW共振子が
ラダー接続されているSAWフィルタの構成の概要を表
わしたものである。すなわち、ラダー接続されたSAW
フィルタでは、第1のSAW共振子20が第1の入力端
子21と第1の出力端子22との間に挿入され、第2の
SAW共振子23が第1の出力端子22と第2の入力端
子24および第2の出力端子25との間に挿入される。
【0010】このようなラダー接続されているSAWフ
ィルタは、第1のSAW共振子20の低域通過特性と、
第2のSAW共振子23の高域通過特性とを利用して、
急峻な狭帯域通過特性を備える。
【0011】図6は図4に示す1ポートSAW共振子が
ラチス接続されているSAWフィルタの構成の概要を表
わしたものである。すなわち、ラチス接続されたSAW
フィルタでは、第1のSAW共振子26が第1の入力端
子27と第1の出力端子28との間に挿入され、第2の
SAW共振子29が第2の入力端子30と第2の出力端
子31との間に挿入される。さらに、第3のSAW共振
子32が第1の入力端子27と第2の出力端子31との
間に挿入され、第4のSAW共振子33が第2の入力端
子30と第1の出力端子28との間に挿入される。
【0012】このようなラチス接続されているSAWフ
ィルタは、第1のSAW共振子26と第4のSAW共振
子33からなるラダー接続されたSAWフィルタと、第
2のSAW共振子29と第3のSAW共振子32からな
るラダー接続されたSAWフィルタとから構成される合
成フィルタである。ラチス接続されたSAWフィルタ
は、上述したラダー接続されたSAWフィルタと異なる
平行型駆動のため、入力側と出力側のグランドを非共通
とすることができ、グランド共通時にあらわれるノイズ
の伝搬を除去することができる。
【0013】ところで、これまでRF(Radio Frequenc
y)帯のSAWフィルタは、通常特性インピーダンスが
50Ωとなるように入出力端インピーダンスが設計され
ていた。しかしながら、近年の移動体端末通信機では、
多機能かつ高性能の半導体集積回路が内蔵され、また部
品点数の削減により、インピーダンス変換素子を省略す
るため200Ωや450Ωといった特性インピーダンス
の高い入出力端インピーダンスで設計する必要に迫られ
ている。
【0014】一般に、図4に示した1ポートSAW共振
子のアドミタンスGは、すだれ状に設けられた複数の帯
状の電極の長さが等しい、いわゆる正規型IDTの場
合、次式で示すことができる。
【0015】 G ∝ 8×k2×ε0×fc×W×M2 ・・・(1)
【0016】ここで、k2は電気機械結合係数、ε0は誘
電率、fcは中心周波数、Wは交叉幅、Mは電極指対数
を示している。
【0017】そこで高い入出力インピーダンスを有する
SAWフィルタを設計する場合には、図4に示す1ポー
トSAW共振子を複数個直列に接続したり、(1)式よ
り、電極指対数Mを多くしたり、あるいは交叉幅Wを小
さくする等して、高い入出力端インピーダンスを実現し
ていた。
【0018】また例えば特開昭63−13511号公報
「弾性表面波フィルタ」には、圧電性基板上に相対向す
る第1および第2のIDTの電極指の間をぬって蛇行
し、これら電極と対向するミアンダ電極を設け、第1お
よび第2のIDTにそれぞれ並列にインダクタンス素子
を付加接続し、同時にこれら両者の放射コンダクタンス
を等しくしたものをさらに直列接続することで、高いイ
ンピーダンスを実現する技術が開示されている。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図4に示
す従来の1ポートSAW共振子をラダー接続あるいはラ
チス接続することによって構成されたSAWフィルタ
は、例えば特開平01−44111号公報「弾性表面波
フィルタ」や特開平08−65089号公報「弾性表面
波フィルタ」に開示されているようにそれぞれ直列接続
することによってインピーダンスをN倍にする場合、占
有する面積もN倍となってしまうという問題がある。ま
た、電極指対数Mを多くすると、フィルタの通過帯域内
にリップルとして現われる縦モードスプリアスが発生し
やすくなるという特性上の問題がある。さらに、交叉幅
Wを小さくする場合には、この縦モードスプリアスの発
生の他に、回折効果の影響を受けやすくなり、さらに特
性が劣化するという問題がある。さらにまた特開昭63
−13511号公報に開示された技術では、第1および
第2のIDTの間にミアンダ電極を形成する必要がある
ため、第1および第2のIDTやミアンダ電極の形成が
より困難となり、結局は第1および第2のIDTの交叉
幅Wが小さくなって上述した回折効果による影響を免れ
ない。
【0020】そこで本発明の目的は、占有面積の増加と
特性劣化とを回避し、高い入出力端インピーダンスを有
するSAW共振子およびSAW共振器を提供することに
ある。
【0021】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、(イ)平板状の圧電基板と、(ロ)それぞれ一定長
を有し間隔を置いてこれらを互いに平行に配置してなる
複数の平行電極を備え、これら平行電極の一端側を電気
的に共通して接続すると共に他端側をすべて開放した構
造のすだれ状電極からそれぞれ構成され、圧電基板の一
端あるいは他端側に配置された入力端子あるいは出力端
子と平行電極の一端側を接続し、それぞれのすだれ状電
極の他端側を間隔を置いて互いに向き合わせるように配
置した第1および第2の交叉指状電極と、(ハ)これら
第1および第2の交叉指状電極のすだれ状電極とは異な
る2つのすだれ状電極を平行電極の電気的な共通接続側
同士を短絡電極で電気的に接続した構成の中間構成電極
を第1および第2の交叉指状電極の間に1つあるいは複
数個直列に配置した構造であって、第1および第2の交
叉指状電極のすだれ状電極を含めたそれぞれ対向するす
だれ状電極をこれらを構成する平行電極の長手方向に所
定長だけ交叉させており、これらの交叉幅が、第1およ
び第2の交叉指状電極のみが存在し中間構成電極が存在
しない場合の交叉幅に対して、中間構成電極の配置個数
に数値1を加えた数の逆数を掛けた値に設定した中間電
極とを弾性表面波共振子に具備させる。
【0022】すなわち請求項1記載の発明では、平板状
の圧電基板の第1および第2の交叉指状電極の間に、中
間構成電極を第1および第2の交叉指状電極の間に1つ
あるいは複数個直列に配置した中間電極を配置する。こ
こで、第1および第2の交叉指状電極は、それぞれ一定
長を有し間隔を置いてこれらを互いに平行に配置してな
る複数の平行電極を備えており、これら平行電極の一端
側を電気的に共通して接続すると共に他端側をすべて開
放した構造のすだれ状電極からそれぞれ構成されてい
る。また、これらのすだれ状電極の他端側の開放端側
は、間隔を置いて互いに向き合わせるように配置されて
いる。一方、中間電極を構成する中間構成電極は、第1
および第2の交叉指状電極のすだれ状電極とは異なる2
つのすだれ状電極を平行電極の電気的な共通接続側同士
を短絡電極で電気的に接続した構造となっている。この
ように交叉指状電極も中間構成電極もそれぞれすだれ状
電極を備えており、これらは開放端側を互いに交叉させ
るようにしているが、これらの交叉幅が第1および第2
の交叉指状電極のみが存在し中間構成電極が存在しない
場合の交叉幅に対して、中間構成電極の配置個数に数値
1を加えた数の逆数を掛けた値に設定されている。これ
により、後に説明するように中間構成電極が1つ、すな
わち中間構成電極のすだれ状電極が2個で中間電極を構
成している場合には、中間電極が存在しない場合と比べ
ると22倍という高いインピーダンスを得ることが可能
になる。また、同様にして中間構成電極が2つ、すなわ
ち中間構成電極のすだれ状電極が4個で中間電極を構成
している場合には、中間電極が存在しない場合と比べる
と32倍という高いインピーダンスを得ることが可能に
なる。
【0023】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
弾性表面波共振子で、中間構成電極平行電極の一端側
を電気的に共通して接続する帯状電極を備え、互いに開
放端を反対側に配置した2組の平行電極の帯状電極が共
通の1つの帯状電極として構成されていることを特徴と
している。
【0024】すなわち請求項2記載の発明では、中間構
成電極をそれぞれ構成する互いに開放端を反対側に配置
した2組の平行電極の帯状電極が共通の1つの帯状電極
として構成されている。1組の平行電極に対して本来1
つの帯状電極が必要となるので、請求項2記載の発明は
これに対して占有面積の縮小を図ることができることに
なる。
【0025】請求項3記載の発明では、平板状の圧電基
板と、それぞれ一定長を有し間隔を置いてこれらを互い
に平行に配置してなる複数の平行電極を備え、これら平
行電極の一端側を電気的に共通して接続すると共に他端
側をすべて開放した構造のすだれ状電極からそれぞれ構
成され、圧電基板の一端あるいは他端側に配置された入
力端子あるいは出力端子と平行電極の一端側を接続し、
それぞれのすだれ状電極の他端側を間隔を置いて互いに
向き合わせるように配置した第1および第2の交叉指状
電極と、第1および第2の交叉指状電極のすだれ状電極
とは異なる2つのすだれ状電極を平行電極の電気的な共
通接続側同士を短絡電極で電気的に接続した構成の中間
構成電極を第1および第2の交叉指状電極の間に1つあ
るいは複数個直列に配置した構造であって、第1および
第2の交叉指状電極のすだれ状電極を含めたそれぞれ対
向するすだれ状電極をこれらを構成する平行電極の長手
方向に所定長だけ交叉させており、これらの交叉幅が、
第1および第2の交叉指状電極のみが存在し中間構成電
極が存在しない場合の交叉幅に対して、中間構成電極の
配置個数に数値1を加えた数の逆数を掛けた値に設定し
た中間電極とを有する複数の弾性表面波共振子を弾性表
面波フィルタに備えさせ、複数の弾性表面波共振子がラ
ダー接続されていることを特徴としている。
【0026】すなわち請求項3記載の発明では、請求項
1記載の発明の弾性表面波共振子をラダー接続すること
によって弾性表面波フィルタを構成するようにしたの
で、従来と変わらない占有面積を保ったまま、特性劣化
を抑えて高い入出力端インピーダンスのSAWフィルタ
を実現することができる。
【0027】請求項4記載の発明では、平板状の圧電基
板と、それぞれ一定長を有し間隔を置いてこれらを互い
に平行に配置してなる複数の平行電極を備え、これら平
行電極の一端側を電気的に共通して接続すると共に他端
側をすべて開放した構造のすだれ状電極からそれぞれ構
成され、圧電基板の一端あるいは他端側に配置された入
力端子あるいは出力端子と平行電極の一端側を接続し、
それぞれのすだれ状電極の他端側を間隔を置いて互いに
向き合わせるように配置した第1および第2の交叉指状
電極と、第1および第2の交叉指状電極のすだれ状電極
とは異なる2つのすだれ状電極を平行電極の電気的な共
通接続側同士を短絡電極で電気的に接続した構成の中間
構成電極を第1および第2の交叉指状電極の間に1つあ
るいは複数個直列に配置した構造であって、第1および
第2の交叉指状電極のすだれ状電極を含めたそれぞれ対
向するすだれ状電極をこれらを構成する平行電極の長手
方向に所定長だけ交叉させており、これらの交叉幅が、
第1および第2の交叉指状電極のみが存在し中間構成電
極が存在しない場合の交叉幅に対して、中間構成電極の
配置個数に数値1を加えた数の逆数を掛けた値に設定し
た中間電極とを有する複数の弾性表面波共振子を備え、
これらがラチス接続されていることを特徴としている。
【0028】すなわち請求項4記載の発明では、平板状
の圧電基板と、それぞれ一定長を有し間隔を置いてこれ
らを互いに平行に配置してなる複数の平行電極を備え、
これら平行電極の一端側を電気的に共通して接続すると
共に他端側をすべて開放した構造のすだれ状電極からそ
れぞれ構成され、圧電基板の一端あるいは他端側に配置
された入力端子あるいは出力端子と平行電極の一端側を
接続し、それぞれのすだれ状電極の他端側を間隔を置い
て互いに向き合わせるように配置した第1および第2の
交叉指状電極と、第1および第2の交叉指状電極のすだ
れ状電極とは異なる2つのすだれ状電極を平行電極の電
気的な共通接続側同士を短絡電極で電気的に接続した構
成の中間構成電極を第1および第2の交叉指状電極の間
に1つあるいは複数個直列に配置した構造であって、第
1および第2の交叉指状電極のすだれ状電極を含めたそ
れぞれ対向するすだれ状電極をこれらを構成する平行電
極の長手方向に所定長だけ交叉させており、これらの交
叉幅が、第1および第2の交叉指状電極のみが存在し中
間構成電極が存在しない場合の交叉幅に対して、中間構
成電極の配置個数に数値1を加えた数の逆数を掛けた値
に設定した中間電極とを有する複数の弾性表面波共振子
を弾性表面波フィルタに備えさせ、複数の弾性表面波共
振子がラチス接続されて弾性表面波フィルタを構成する
ようにしたので、従来と変わらない占有面積を保ったま
ま、特性劣化を抑えて高い入出力端インピーダンスの弾
性表面波フィルタを実現することができる。
【0029】請求項5記載の発明では、請求項3または
請求項4記載の弾性表面波フィルタで、中間構成電極
平行電極の一端側を電気的に共通して接続する帯状電極
を備え、互いに開放端を反対側に配置した2組の平行電
極の帯状電極が共通の1つの帯状電極として構成されて
いることを特徴としている。
【0030】すなわち請求項5記載の発明では、中間構
成電極をそれぞれ構成する互いに開放端を反対側に配置
した2組の平行電極の帯状電極が共通の1つの帯状電極
として構成されている。1組の平行電極に対しては本来
1つの帯状電極が必要となるので、請求項5記載の発明
はこれに対して占有面積の縮小を図ることができること
になる。これにより、請求項3または請求項4記載の弾
性表面波フィルタで占有面積の縮小を図ることができる
ことになる。
【0031】
【発明の実施の形態】
【0032】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【0033】図1は本発明の本実施例における1ポート
SAW共振子の平面構造を模式的に表わしたものであ
る。本実施例における1ポートSAW共振子は、圧電性
を有する平板状の圧電基板40の上面に、アルミニウム
薄膜等で形成され互いに電気的に絶縁された第1および
第2のIDT41、42が配置されている。第1および
第2のIDT41、42は、それぞれSAWの伝搬方向
に対して垂直の方向に互いに平行な複数の細長い帯状の
電極群を有し、これら電極群は一端が電気的に接続され
他端が電気的に絶縁されたすだれ状に配置されている。
第1および第2のIDT41、42は対向して配置され
ている。
【0034】本実施例における1ポートSAW共振子
は、第1および第2のIDT41、42のSAWの伝搬
方向に対して垂直の方向の各帯状の電極の交叉幅Wが2
分割され、図4に示す従来の1ポートSAW共振子とは
異なり互いの電極同士が互いに交叉しないように配置さ
れている。さらに本実施例における1ポートSAW共振
子は、アルミニウム薄膜等で形成され、SAWの伝搬方
向に対して垂直方向に互いに平行、かつ電気的に接続さ
れた複数の帯状の電極を有する第3および第4の電極4
3、44を有している。この第3の電極43の複数の帯
状の電極は、一端が電気的に接続され、他端が絶縁され
ており、第1のIDT41のすだれ状の各帯状の電極と
交互に配置されている。第4の電極44の複数の帯状の
電極は、一端が電気的に接続され、他端が絶縁されてお
り、第2のIDT42のすだれ状の各帯状の電極と交互
に配置されている。これら第3および第4の電極43、
44は、それぞれ各帯状の電極が電気的に接続されてい
る側で、短絡電極45で電気的に接続されている。
【0035】また、圧電基板40の上面には、アルミニ
ウム薄膜等で形成された入力電極46と出力電極47と
が配置されている。入力電極46は、第1のIDT41
の各帯状の電極群が電気的に接続されている側の電極端
と電気的に接続されている。出力電極47は、第2のI
DT42の各帯状の電極群が電気的に接続されている側
の電極端と電気的に接続されている。入力電極46は、
金線からなるボンディングワイヤを介して、入力端子4
8と電気的に接続されている。出力電極47は、金線か
らなるボンディングワイヤを介して、出力端子49と電
気的に接続されている。
【0036】さらにまた、圧電基板40の上面には、対
向配置された第1および第2のIDT41、42の両側
にSAWの伝搬方向に対して垂直の方向に、それぞれ複
数の帯状の平行電極からなる第1および第2の反射器電
極50、51が配置されている。
【0037】このような構成の本実施例における1ポー
トSAW共振子では、入力端子48に電気信号を印加す
ると、出力端子49との間の電圧値に応じて、圧電基板
40に歪みが生じる。この歪みの結果として第1のID
T41により励振したSAWが、圧電基板40上を伝搬
し、一旦第1のIDT41と対向して配置されている第
3の電極43に到達する。第3の電極43では、到達し
たSAWを電気信号に変換する。そして、短絡電極45
を介して電気的に接続される第4の電極44の第2のI
DT42と対向する部分から、SAWを励振する。この
SAWは、第2のIDT42に到達する。第2のIDT
42は、この伝搬してきたSAWを電気信号に変換す
る。
【0038】第1のIDT41により励振したSAW
は、圧電基板40上を第3および第4の電極43、44
および第2のIDT42とは異なる方向にも伝搬するた
め、対向配置された第1および第2のIDT41、42
の両側に第1および第2の反射器電極50、51を配置
することで、伝搬するSAWを反射させるようにしてい
る。第1および第2の反射器電極50、51のそれぞれ
の帯状の電極は、一定の反射率で第1のIDT41より
励振したSAWを反射させる。したがって、第1および
第2の反射器電極50、51は、それぞれ複数の帯状電
極を備えることで、ほぼ100%近く第1のIDT41
より励振したSAWを反射させるようにしている。
【0039】本実施例における1ポートSAW共振子
は、いわゆる正規型IDTとして、そのアドミタンスG
は、上述した(1)式のように示すことができる。そこ
で、本来特性インピーダンスがZ0で設計される1ポー
トSAW共振子について考えると、図1に示すように交
叉幅Wを2分割してインピーダンスを2倍にし、かつこ
れらを直列接続してさらにインピーダンスを2倍にする
ことで、本実施例における特性インピーダンスが“4×
0”になる。すなわち、図1に示すように占有面積を
大きくすることなく、22倍という高いインピーダンス
を実現することができる。
【0040】また従来から交叉幅Wを2分割するだけで
インピーダンスを2倍にすることができるが、上述した
ように回折効果の影響で特性劣化を免れることができな
い。しかしながら、本実施例における1ポートSAW共
振子で同じ2倍のインピーダンスを得ようとした場合、
インピーダンスを22倍で変更することができるので、
交叉幅Wの分割数を小さくすることができるので、従来
より回折効果の影響による特性劣化を軽減することがで
きるようになる。
【0041】このように本実施例における1ポートSA
W共振子は、入力端子および出力端子に接続された第1
および第2のIDTの交叉幅Wを2分割し、これら第1
および第2のIDTの間に電極を介して直列接続するこ
とによって、占有面積を大きくすることなく、特性劣化
を回避し、高いインピーダンスを実現する。
【0042】さらに、例えば図5で示したように本実施
例における1ポートSAW共振子を用いてラダー接続す
ることによって、それぞれの低域通過特性と高域通過特
性とを利用して、急峻な狭帯域通過特性を備え、かつ高
いインピーダンスで終端可能なSAWフィルタを実現す
ることができる。
【0043】また、例えば図6で示したように本実施例
における1ポートSAW共振子を用いてラチス接続する
ことによって、平行型駆動により、入力側と出力側のグ
ランドを非共通とすることができ、グランド共通時にあ
らわれるノイズの伝搬を除去することができる。
【0044】いずれにしろ、このようにインピーダンス
を高めた1ポートSAW共振子により、図5または図6
に示すようにラダー接続あるいはラチス接続を行うこと
によって、高いインピーダンスでの終端が可能となり、
高い入出力端インピーダンスを有するSAWフィルタを
提供することができる。
【0045】第1の変形例
【0046】本実施例における1ポートSAW共振子で
は、入力端子および出力端子に接続された第1および第
2のIDTの交叉幅を分割し、挿入した第3および第4
の電極43、44を、短絡電極45で電気的に接続する
ようにしたが、これに限定されるものではない。
【0047】図2は本発明の第1の変形例における1ポ
ートSAW共振子の平面構造を模式的に表わしたもので
ある。ただし、図1に示す本実施例における1ポートS
AW共振子と同一部分には同一符号を付し、説明を省略
する。第1の変形例における1ポートSAW共振子は、
第1および第2のIDT41、42のSAWの伝搬方向
に対して垂直の方向の各帯状の電極の交叉幅Wが2分割
され、図4に示す従来の1ポートSAW共振子とは異な
り互いの電極同士が互いに交叉しないように配置されて
いる。さらに第1の変形例における1ポートSAW共振
子は、アルミニウム薄膜等で形成され、SAWの伝搬方
向に対して垂直方向に互いに電気的に接続された複数の
帯状の電極を有する第3の電極52を有している。この
第3の電極52は、複数の帯状の電極同士をその中間部
分において、SAWの伝搬方向に対して平行に配置され
た帯状の電極を介して電気的に接続されている。この第
3の電極52の各帯状の電極は、第1および第2のID
T41、42それぞれのすだれ状に有している各帯状の
電極と交互に配置されている。
【0048】このような構成の第1の変形例における1
ポートSAW共振子では、入力端子48に電気信号を印
加すると、出力端子49との間の電圧値に応じて、圧電
基板40に歪みが生じる。この歪みの結果として第1の
IDT41により励振したSAWが、圧電基板40上を
伝搬し、一旦第1のIDT41と対向して配置されてい
る第3の電極52に到達する。第3の電極52では、到
達したSAWを電気信号に変換する。そして再び、第3
の電極52の第2のIDT42と対向する部分から、S
AWを励振する。このSAWは、第2のIDT42に到
達する。第2のIDT42は、この伝搬してきたSAW
を電気信号に変換する。
【0049】このように第1の変形例における1ポート
SAW共振子は、本実施例における1ポートSAW共振
子による効果に加えて、第1および第2のIDT41、
42を直列接続するための第3の電極52の占有面積を
さらに小さくすることができるので、例えば移動体通信
端末機の小型化に貢献することができる。
【0050】第2の変形例
【0051】本実施例および第1の変形例における1ポ
ートSAW共振子は、交叉幅Wを2分割するものとして
説明したが、この分割数に限定されるものではない。例
えば交叉幅WをN分割(Nは2以上の自然数)した場
合、インピーダンスをN2倍にすることができる。すな
わち、図1あるいは図2に示すように占有面積を大きく
することなく、N2倍という高いインピーダンスを実現
することができる。
【0052】図3は第2の変形例における分割数が3の
ときの1ポートSAW共振子の平面構造を模式的に表わ
したものである。ただし、図2に示す第1の変形例にお
ける1ポートSAW共振子と同一部分には同一符号を付
し、説明を省略する。第2の変形例における1ポートS
AW共振子は、圧電基板40の上面に、アルミニウム薄
膜等で形成され互いに電気的に絶縁された第1および第
2のIDT53、54が配置されている。第1および第
2のIDT53、54は、それぞれSAWの伝搬方向に
対して垂直の方向に複数の細長い帯状の電極群を有し、
これら電極群は一端が電気的に接続され他端が電気的に
絶縁されたすだれ状に配置されている。第1および第2
のIDT53、54は対向して配置されている。
【0053】第2の変形例における1ポートSAW共振
子は、第1および第2のIDT53、54のSAWの伝
搬方向に対して垂直の方向の各帯状の電極の交叉幅Wが
3分割され、図4に示す従来の1ポートSAW共振子と
は異なり互いの電極同士が互いに交叉しないように配置
されている。第2の変形例における1ポートSAW共振
子は、アルミニウム薄膜等で形成され、SAWの伝搬方
向に対して垂直方向に互いに電気的に接続された複数の
帯状の電極を有する第3および第4の電極55、56を
有している。
【0054】第3の電極55は、複数の帯状の電極同士
をその中間部分において、SAWの伝搬方向に対して平
行に配置された帯状の電極を介して電気的に接続されて
いる。第4の電極56は、複数の帯状の電極同士をその
中間部分において、SAWの伝搬方向に対して平行に配
置された帯状の電極を介して電気的に接続されている。
第3の電極55の各帯状の電極は、第1のIDT53お
よび第4の電極56それぞれのすだれ状に有している各
帯状の電極と交互に配置されている。第4の電極56の
各帯状の電極は、第2のIDT54および第3の電極5
5それぞれのすだれ状に有している各帯状の電極と交互
に配置されている。
【0055】第2の変形例における1ポートSAW共振
子は、(1)式に示すように、交叉幅Wを3分割してイ
ンピーダンスを3倍にし、かつこれらを直列接続してさ
らにインピーダンスを3倍にすることで、特性インピー
ダンスが“9×Z0”の1ポートSAW共振子を実現す
ることができる。すなわち、図3に示すように占有面積
を大きくすることなく、32倍という高いインピーダン
スを実現することができる。
【0056】また従来から交叉幅WをN分割するだけで
インピーダンスをN倍にすることができるが、上述した
ように回折効果の影響で特性劣化を免れることができな
い。しかしながら、本実施例における1ポートSAW共
振子で同じN倍のインピーダンスを得ようとした場合、
本実施例の場合N2倍でインピーダンスを高めることが
できるため、従来より交叉幅Wの分割数を小さくするこ
とができるので、従来より回折効果の影響による特性劣
化を軽減することができるようになる。
【0057】なお本実施例および第1および第2の変形
例では、すだれ状に設けられた複数の帯状の電極の長さ
が等しい、いわゆる正規型IDTについて説明したが、
これに限定されるものではない。各帯状の電極が等しく
なくとも、これまで説明したのと同様の傾向の効果を得
ることが期待できる。すなわち、対向するIDTの交叉
幅を分割し、所定の間隔を置いた電極により直列接続す
ることによって、占有面積の増加と特性劣化の回避と、
高いインピーダンスの実現とを両立するSAW共振子と
SAWフィルタを実現することができる。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、第1および第2の交叉指状電極における交差
幅を分割し、これらの間にそれぞれ所定の間隔を置いて
互いに対向して配置されるすだれ状電極を有する1また
は複数の中間構成電極を配置し、少なくとも第1および
第2の交叉指状電極のすだれ状電極と所定の間隔を置い
て対向して配置するようにしたので、従来と変わらない
占有面積で、インピーダンスを交叉幅の分割数倍の2乗
倍にすることができるようになる。したがって、従来と
同じインピーダンスを実現する場合でも分割数を小さく
することができるので、従来に比べて回折効果の影響に
よる特性の劣化を軽減することができる。
【0059】また請求項2記載の発明によれば、中間構
成電極をそれぞれ構成する互いに開放端を反対側に配置
した2組の平行電極の帯状電極が共通の1つの帯状電極
として構成されるので、占有面積の縮小を図ることがで
きる
【0060】さらに請求項3記載の発明によれば、請求
項1記載の発明の弾性表面波共振子をラダー接続するこ
とによって弾性表面波フィルタを構成するようにしたの
で、従来と変わらない占有面積を保ったまま、特性劣化
を抑えて高い入出力端インピーダンスのSAWフィルタ
を実現することができる。
【0061】さらにまた請求項4記載の発明によれば、
入出力側のグランドを分離することによってノイズの影
響を除去する平行駆動型のフィルタとして適用すること
ができる。
【0062】さらに請求項5記載の発明によれば、中間
構成電極をそれぞれ構成する互いに開放端を反対側に配
置した2組の平行電極の帯状電極が共通の1つの帯状電
極として構成したので、請求項3または請求項4記載の
弾性表面波フィルタで占有面積の縮小を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例における1ポートSAW共振子の平面
構造を示す模式図である。
【図2】第1の変形例における1ポートSAW共振子の
平面構造を示す模式図である。
【図3】第2の変形例における交叉幅が3の場合の1ポ
ートSAW共振子の平面構造を示す模式図である。
【図4】(a)従来の1ポートSAW共振子の平面構造
を示す模式図である。(b)は1ポートSAW共振子を
表わす記号を示す説明図である。
【図5】1ポートSAW共振子がラダー接続されたSA
Wフィルタの構成の概要を示す構成図である。
【図6】1ポートSAW共振子がラチス接続されたSA
Wフィルタの構成の概要を示す構成図である。
【符号の説明】
10、40 圧電基板 11、41、53 第1のIDT 12、42、54 第2のIDT 13、46 入力電極 14、47 出力電極 15、48 入力端子 16、49 出力端子 17、50 第1の反射器電極 18、51 第2の反射器電極 19 交叉幅 20、26 第1のSAW共振子 21、27 第1の入力端子 22、28 第1の出力端子 23、29 第2のSAW共振子 24、30 第2の入力端子 25、31 第2の出力端子 32 第3のSAW共振子 33 第4のSAW共振子 43、52、55 第3の電極 44、56 第4の電極 45 短絡電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−119509(JP,A) 特開 昭49−14093(JP,A) 特開 平9−205343(JP,A) 特開 平7−131157(JP,A) 特開 平7−7370(JP,A) 特開 昭60−94520(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 9/25 H03H 9/145 H03H 9/64

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平板状の圧電基板と、 それぞれ一定長を有し間隔を置いてこれらを互いに平行
    に配置してなる複数の平行電極を備え、これら平行電極
    の一端側を電気的に共通して接続すると共に他端側をす
    べて開放した構造のすだれ状電極からそれぞれ構成さ
    れ、前記圧電基板の一端あるいは他端側に配置された入
    力端子あるいは出力端子と前記平行電極の前記一端側を
    接続し、それぞれの前記すだれ状電極の前記他端側を間
    隔を置いて互いに向き合わせるように配置した第1およ
    び第2の交叉指状電極と、 これら第1および第2の交叉指状電極のすだれ状電極と
    は異なる2つのすだれ状電極を前記平行電極の電気的な
    共通接続側同士を短絡電極で電気的に接続した構成の中
    間構成電極を第1および第2の交叉指状電極の間に1つ
    あるいは複数個直列に配置した構造であって、第1およ
    び第2の交叉指状電極のすだれ状電極を含めたそれぞれ
    対向するすだれ状電極をこれらを構成する前記平行電極
    の長手方向に所定長だけ交叉させており、これらの交叉
    幅が、前記第1および第2の交叉指状電極のみが存在し
    中間構成電極が存在しない場合の交叉幅に対して、中間
    構成電極の配置個数に数値1を加えた数の逆数を掛けた
    値に設定した中間電極とを具備することを特徴とする弾
    性表面波共振子。
  2. 【請求項2】 前記中間構成電極は前記平行電極の一端
    側を電気的に共通して接続する帯状電極を備え、互いに
    開放端を反対側に配置した2組の平行電極の前記帯状電
    極が共通の1つの帯状電極として構成されていることを
    特徴とする請求項1記載の弾性表面波共振子。
  3. 【請求項3】 平板状の圧電基板と、それぞれ一定長を
    有し間隔を置いてこれらを互いに平行に配置してなる複
    数の平行電極を備え、これら平行電極の一端側を電気的
    に共通して接続すると共に他端側をすべて開放した構造
    のすだれ状電極からそれぞれ構成され、前記圧電基板の
    一端あるいは他端側に配置された入力端子あるいは出力
    端子と前記平行電極の前記一端側を接続し、それぞれの
    前記すだれ状電極の前記他端側を間隔を置いて互いに向
    き合わせるように配置した第1および第2の交叉指状電
    極と、これら第1および第2の交叉指状電極のすだれ状
    電極とは異なる2つのすだれ状電極を前記平行電極の電
    気的な共通接続側同士を 短絡電極で電気的に接続した構
    成の中間構成電極を第1および第2の交叉指状電極の間
    に1つあるいは複数個直列に配置した構造であって、第
    1および第2の交叉指状電極のすだれ状電極を含めたそ
    れぞれ対向するすだれ状電極をこれらを構成する前記平
    行電極の長手方向に所定長だけ交叉させており、これら
    の交叉幅が、前記第1および第2の交叉指状電極のみが
    存在し中間構成電極が存在しない場合の交叉幅に対し
    て、中間構成電極の配置個数に数値1を加えた数の逆数
    を掛けた値に設定した中間電極とを有する複数の弾性表
    面波共振子を備え、前記複数の弾性表面波共振子がラダ
    ー接続されていることを特徴とする弾性表面波フィル
    タ。
  4. 【請求項4】 平板状の圧電基板と、それぞれ一定長を
    有し間隔を置いてこれらを互いに平行に配置してなる複
    数の平行電極を備え、これら平行電極の一端側を電気的
    に共通して接続すると共に他端側をすべて開放した構造
    のすだれ状電極からそれぞれ構成され、前記圧電基板の
    一端あるいは他端側に配置された入力端子あるいは出力
    端子と前記平行電極の前記一端側を接続し、それぞれの
    前記すだれ状電極の前記他端側を間隔を置いて互いに向
    き合わせるように配置した第1および第2の交叉指状電
    極と、これら第1および第2の交叉指状電極のすだれ状
    電極とは異なる2つのすだれ状電極を前記平行電極の電
    気的な共通接続側同士を短絡電極で電気的に接続した構
    成の中間構成電極を第1および第2の交叉指状電極の間
    に1つあるいは複数個直列に配置した構造であって、第
    1および第2の交叉指状電極のすだれ状電極を含めたそ
    れぞれ対向するすだれ状電極をこれらを構成する前記平
    行電極の長手方向に所定長だけ交叉させており、これら
    の交叉幅が、前記第1および第2の交叉指状電極のみが
    存在し中間構成電極が存在しない場合の交叉幅に対し
    て、中間構成電極の配置個数に数値1を加えた数の逆数
    を掛けた値に設定した中間電極とを有する複数の弾性表
    面波共振子を備え、前記複数の弾性表面波共振子がラチ
    ス接続されていることを特徴とする弾性表面波フィル
    タ。
  5. 【請求項5】 前記中間構成電極は平行電極の一端側を
    電気的に共通して接続する帯状電極を備え、互いに開放
    端を反対側に配置した2組の平行電極の帯状電極が共通
    の1つの帯状電極として構成されていることを特徴とす
    る請求項3または請求項4記載の弾性表面波フィルタ。
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