JP3709872B2 - 弾性表面波装置、通信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電極指を有するくし型電極部(インターディジタルトランスデューサ、以下、IDTと記す)を、複数、弾性表面波の伝搬方向に沿って形成した縦結合共振子型弾性表面波フィルタといった弾性表面波装置およびそれを用いた通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話機のRF段のバンドパスフィルタとして、弾性表面波フィルタ(弾性表面波装置)が広く用いられている。バンドパスフィルタに求められる各性能としては低損失、高減衰量、広帯域などが挙げられる。弾性表面波フィルタでも、上記各性能に関する多くの発明がなされている。
【0003】
その中で、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタの広帯域化の方法として、例えば特開平5−267990号公報などのように、隣り合う2つのIDT間を通して電極指が周期的に並ぶ条件、具体的には、隣り合う2つのIDTの隣接する電極指の中心間距離を、電極指のピッチで決まる波長の0.5倍から外すことで、共振モードの配置を最適化するという方法が広く用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の場合には、広帯域化することはできても、挿入損失は悪化してしまうという問題があった。
【0005】
つまり、2つのIDT間の隣り合う電極指間の距離を電極指のピッチで決まる波長の0.5倍から外すと、その部分で弾性表面波の伝搬路の周期的な連続性が悪くなる。特に漏洩弾性表面波(リーキー波)を用いる36°YcutX伝搬LiTaO3 や64°YcutX伝搬LiNbO3 などの圧電基板を用いた弾性表面波フィルタにおいては、バルク波放射による損失が増大してしまい、結果、広帯域化することはできても、挿入損失(伝搬損失)は悪化してしまうという問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置は、上記の問題を解決するために、圧電基板上に、複数の電極指を有するIDTが、弾性表面波の伝搬方向に沿って、複数、形成されている縦結合共振子型の弾性表面波装置であって、不平衡入力端子と、不平衡出力端子とを備え、少なくとも何れかの2つのIDT間にて隣り合う電極指の電極指幅を他の部分の電極指よりも狭くすることで、該2つのIDT間にて隣り合う電極指のデューティー(以下、dutyと記し、また、メタライゼーションレシオともいう)を、他の部分の電極指のdutyよりも小さく設定したことを特徴としている。本発明の他の弾性表面波装置は、上記の課題を解決するために、圧電基板上に、複数の電極指を有するIDTが、弾性表面波の伝搬方向に沿って、複数、形成されている縦結合共振子型の弾性表面波装置であって、少なくとも何れかの2つのIDT間にて隣り合う電極指の電極指中心間隔(電極指ピッチ)を該2つのIDT間にて隣り合う電極指に隣接する電極指とほぼ等しくすると共に、2つのIDT間にて隣り合う電極指のdutyを、他の部分の電極指のdutyよりも小さく設定したことを特徴としている。
【0007】
上記構成によれば、少なくとも何れかの2つのIDT間にて隣り合う電極指のdutyを他の部分の電極指のdutyより小さく設定したことにより、通過帯域が広く、静電破壊の発生を抑制でき、かつ、製造上の加工を容易化できる。
【0008】
本発明の他の弾性表面波装置は、上記の課題を解決するために、圧電基板上に、複数の電極指を有するIDTが、弾性表面波の伝搬方向に沿って、複数、形成されている縦結合共振子型の弾性表面波装置であって、少なくとも何れかの2つのIDT間にて隣り合う電極指の電極指幅を他の部分の電極指よりも狭くすることで、該2つのIDT間にて隣り合う電極指のdutyを、他の部分の電極指のdutyよりも小さく設定し、2つのIDT間にて隣り合う電極指中心間隔を、他の部分の電極指中心間隔(電極指ピッチ)よりも小さく設定したことを特徴としている。
【0009】
本発明のさらに他の弾性表面波装置は、上記の問題を解決するために、圧電基板上に、複数の電極指を有するIDTが、弾性表面波の伝搬方向に沿って、複数、形成されている縦結合共振子型の弾性表面波装置であって、不平衡入力端子と、不平衡出力端子とを備え、少なくとも何れかの2つのIDT間にて隣り合う電極指の電極指間ギャップは、他の電極指間ギャップと同程度またはそれ以上に大きく、2つのIDT間にて隣り合う電極指のdutyを、他の部分の電極指のdutyよりも小さく設定したことを特徴としている。
【0010】
上記構成によれば、2つのIDT間に隣接する電極指のdutyを他の電極指のdutyよりも小さく設定したことにより、通過帯域幅が広く、かつ、製造工程において電極形成が容易で、かつ静電破壊が起こり難い縦結合共振子型の弾性表面波装置が得られる。
【0011】
本発明のさらに他の弾性表面波装置は、前記の課題を解決するために、圧電基板上に、複数の電極指を有するIDTが、弾性表面波の伝搬方向に沿って、複数、形成されている縦結合共振子型の弾性表面波装置であって、不平衡入力端子と、不平衡出力端子とを備え、少なくとも何れかの2つのIDT間にて隣り合う電極指の電極指間ギャップは、他の電極指間ギャップと同程度またはそれ以上に大きく、2つのIDT間にて隣り合う電極指のdutyを、他の部分の電極指のdutyよりも小さく設定し、2つのIDT間にて隣り合う電極指中心間隔を、他の部分の電極指中心間隔(電極指ピッチ)よりも小さく設定したことを特徴としている。
【0012】
本発明の通信装置は、前記課題を解決するために、上記の何れかに記載の弾性表面波装置を用いたことを特徴としている。
【0013】
上記構成によれば、フィルタ素子や平衡−不平衡変換の機能を有する弾性表面波装置は、特に100MHz以上のGHz帯域において、小型化を図れるので上記弾性表面波装置を用いた通信装置も小型化でき、また、用いた弾性表面波装置を前述したように低損失にできるので、回路構成を簡素化できて、この点からも小型化が図れる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の各形態について図1ないし図14に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【0015】
〔実施の第一形態〕
図1は、本発明の実施の第一形態に関わる弾性表面波フィルタ(弾性表面波装置)の電極の略図である。以後の実施の第一形態では、EGSM(Extended Global System for Mobile Communications)−Rx(発信部)用の弾性表面波フィルタを例に挙げて説明する。
【0016】
本実施の第一形態のフィルタでは、図1に示すように、40±5°YcutX伝搬LiTaO3 からなる基板30上に弾性表面波フィルタがAl電極により形成されている。弾性表面波フィルタは、フィルタ部1、フィルタ部2を2段縦続接続した構成となっている。
【0017】
各フィルタ部1、2は同じ3IDTタイプの縦結合共振子型フィルタであり、電極設計の詳細も同じである。各フィルタ部1、2は、それらの弾性表面波の伝搬方向が互いにほぼ平行となり、かつ、各フィルタ部1、2の上記伝搬方向と平行な中間線(仮想線)に対し各IDTが互いに対称となるようにそれぞれ配置されている。
【0018】
フィルタ部1では、IDT14の左右(弾性表面波の伝搬方向に沿った両側)にIDT4、5を配置し、これらのIDT3、4、5を左右から挟み込むように各リフレクタ6、7が形成されている。フィルタ部2では、IDT15の左右(弾性表面波の伝搬方向に沿った両側)にIDT16、17を配置し、これらのIDT15、16、17を左右から挟み込むように各リフレクタ18、19が形成されている。IDT3に接続された端子8は入力信号端子、IDT15に接続された端子9は出力信号端子である。
【0019】
図1から明らかなように、IDT3とIDT4の間、およびIDT3とIDT5の間にて、隣り合って対面する部分およびそれに隣り合う数本の電極指のピッチを、IDT3、4、5の他の部分電極指より狭くしている(図1の電極指10と電極指11の箇所)。ちなみに、図1では図を簡潔にするために電極指の本数を少なく示している。
【0020】
また、この電極指10と電極指11の箇所の電極指のdutyはIDT3、4、5の他の部分の電極指のdutyより小さくなるように設定している。
【0021】
縦結合共振子型の弾性表面波フィルタの詳細な設計は、IDT−IDT間のピッチを狭くした電極指(例えば電極10)のピッチで決まる波長をλI2 、その他の狭くしていない電極指のピッチで決まる波長をλI1 としたとき、
交叉幅:35.8λI1
IDT本数(IDT4、IDT3、IDT5の順):25(4)/(4)27(4)/(4)25本(カッコ内はピッチを小さくした電極指の本数)
IDT波長λI1 :4.19μm、λI2 :3.90μm
リフレクタ波長λR:4.29μm
リフレクタ本数:100本
IDT−IDT間隔:
隣り合う、波長λI1 とλI2 の各電極指に挟まれた箇所の間隔(図1の間隔12):0.25λI1 +0.25λI2
隣り合う、波長λI2 の各電極指に挟まれた箇所の間隔(図1の間隔13):0.50λI2
IDT−リフレクタ間隔:0.50λR
IDTduty:
波長がλI1 のピッチの箇所(図1の電極指14):0.73
波長がλI2 のピッチの箇所(図1の電極指10と電極指11):0.60
リフレクタduty:0.55
電極膜厚:0.08λI1 である。
【0022】
比較として、従来技術で設計した弾性表面波フィルタの構造を図2に第一従来例として示す。第一従来例は本実施の第一形態と同じく、40±5°YcutX伝搬LiTaO3 からなる基板30上に弾性表面波フィルタがAl電極により形成されている。
【0023】
弾性表面波フィルタは、各フィルタ部21、22を2段縦続した構成となっている。各フィルタ部21、22は本実施の第一形態と同じく3IDTタイプの縦結合共振子型の弾性表面波フィルタであり、2つのフィルタ部21、22の電極設計の詳細は互いに同じである。各フィルタ部21、22の詳細な設計は、互いに等しい電極指のピッチで決まる波長をλIとしたとき、
交叉幅:56.7λI
IDT本数(IDT23、IDT24、IDT25の順):23/33/23本
IDT波長λI:4.20μm
リフレクタ波長λR:4.28μm
リフレクタ本数:110本
IDT−IDT間隔:0.31λI
IDT−リフレクタ間隔:0.50λR
IDTduty:0.73
リフレクタduty:0.61
電極膜厚:0.08λIである。
【0024】
本実施の第一形態と第一従来例の周波数特性を図3に示す。本実施の第一形態の周波数特性は、第一従来例と比較して通過帯域内の挿入損失が大幅に改善されていることが分かる。最小挿入損失で見ると第一従来例では約2.2dBであるのに対し、本実施の第一形態では約1.8dBと、およそ0.4dB改善している。
【0025】
また、第一従来例ではスルーレベルから4.0dBの通過帯域幅は約40MHzであるが、本実施の第一形態ではスルーレベルから3.4dBで同じ帯域幅が得られている。つまり、通過帯域内全体で、約0.6dBの挿入損失が改善したことになる。
【0026】
これだけの挿入損失改善が得られた理由について以下に説明する。第一従来例の狭ピッチ電極指を用いない3IDTタイプの縦結合共振子型の弾性表面波フィルタの設計では、通過帯域を広げる場合に、IDT−IDT間隔を0.25λI前後とすることで、図4に示す0次モード、2次モードの他に、IDT−IDT間隔部に弾性表面波の強度分布のピークを持つ共振モードの3つを使って通過帯域を形成していた。
【0027】
しかしながら、この場合には、IDT−IDT間隔を0.25λI前後とすることで弾性表面波の伝搬路中に不連続な部分が発生する事になる。この不連続な部分ではバルク波として放出する成分が多くなってしまうため、伝搬損失が大きくなるという問題が生じていた。
【0028】
一方で、このバルク波として放出する成分を小さくするために、IDT−IDT間隔を0.50λI前後として不連続な部分を無くした場合には、IDT−IDT間隔を0.25λI前後とした時のように3つのモードが使えなくなり、広帯域化できないという問題があった。
【0029】
本実施の第一形態は、この2つの問題を解決するために、3つの共振モードを使って通過帯域を形成できるように設定されていると共に、第一従来例のようなバルク波として放出する成分による損失を低減したものである。
【0030】
つまり、本実施の第一形態では、IDT3と各IDT4、5が隣接する箇所の電極指(例えば電極指10や電極指11)のピッチを他の部分の電極指(例えば電極指14)のピッチよりも部分的に小さくすることで3つの共振モードを使って通過帯域を形成できるようになっている。さらに、本実施の第一形態においては、IDT3と各IDT4、5との間隔(例えば間隔13)をその周りのIDTの電極指のピッチで決まる波長の約0.5倍に設定することで、第一従来例のようなバルク波として放出する成分による損失が低減される。
【0031】
また、一般的に伝搬路中を伝搬している弾性表面波の波長に対し電極指の周期が小さい場合、弾性表面波そのものの伝搬損失が小さくなるので、狭ピッチ電極指部分では弾性表面波の損失が低減されるという効果もある。
【0032】
その結果、本実施の第一形態では、図3で示したように、第一従来例の設計よりも広い帯域幅を有し、かつ挿入損失の小さな弾性表面波フィルタが得られることが分かる。
【0033】
また、本実施の第一形態においては、狭ピッチ電極指のdutyを他の電極指のdutyよりも狭くしているため、電極指間のギャップは狭ピッチ電極指間で0.78μm、他の電極指間で0.57μmとなっており、電極指間の最小ギャップは狭ピッチ電極指以外の他の電極指間のギャップとなっている。
【0034】
一般的に弾性表面波フィルタのIDTの耐圧劣化は電極指間の最小ギャップによって決まり、この値が小さいほど、耐圧劣化を引き起こしやすい。そのため、本実施の第一形態においては、狭ピッチ電極指を用いているが、最小電極指間ギャップは狭ピッチ電極指以外の電極指間ギャップとなり、狭ピッチ電極指を用いない場合と同等に耐圧劣化を引き起こし難い弾性表面波フィルタが得られる。
【0035】
また、狭ピッチ電極指の電極指間ギャップが他の電極指の電極指間ギャップよりも大きくなっているため、製造工程においてこの部分での抜け不良が発生し難く、電極形成を容易に、かつ確実に行なえる。
【0036】
一方で、電極指のdutyを小さくしていった場合、LT基板等の圧電性を有する基板30上を伝搬する弾性表面波は、バルク波として放出される成分が増加する。その結果、伝搬損失が大きくなり、挿入損失が増大する。
【0037】
本発明のように、狭ピッチ電極指のdutyのみを小さくした場合にも、この狭ピッチ電極指の部分でバルク波として放出される成分が増加するため、伝搬損失が大きくなることが予想された。
【0038】
そのため、狭ピッチ電極指のdutyを、どの程度まで小さくすることができるかを調査した。調査の方法は、図1の構成で狭ピッチ電極指のdutyを他の部分の電極指のdutyよりも小さくしていき、それに伴う伝搬損失の変化を調べていった。実際には、dutyを変化させたときにインピーダンスが変化する分を、狭ピッチ電極指のピッチを変化させて調整している。
【0039】
図5にdutyを小さくしていったときの伝搬損失の値を示す。ここで伝搬損失とは、通過帯域内の挿入損失からインピーダンスの不整合による損失、電極指の抵抗分によるオーミック損失を差し引いた値である。
【0040】
図5より、dutyを0.4まで小さくすると、伝搬損失は1.7dBまで増大する。第一従来例で同じように伝搬損失を求めると、1.65dBであった。よって、図5より、dutyを略0.45以上としておけば、第一従来例に対して伝搬損失を同等もしくはそれ以下に抑えることができると言える。
【0041】
伝搬損失の大きさは通過帯域内では周波数によらずほぼ一定の値を取る。そのため、dutyを略0.45以上としておけば、通過帯域内において、伝搬損失を従来設計と同等以下に小さくでき、その結果、通過帯域内において挿入損失を小さくできる。
【0042】
また、本実施の第一形態と、第一従来例(本実施の第一形態のように、ピッチを小さくした部分のdutyを他の部分の電極指のdutyより小さくせずに等しくした場合)での各特性を、図6及び図7に示す。図6は、振幅(挿入損失)の周波数特性である。図7は、VSWR(Voltage Standing Wave Ratio 、電圧定在波比)の周波数特性である。本実施の第一形態では、第一従来例に対し、ピッチを小さくした部分のduty、ピッチ、交叉幅を以下のように変えている。
・波長がλI2 のピッチの箇所(図1の電極指10と電極指11):第一従来例より0.13小さくした部分のduty
・ピッチを小さくした部分のピッチ
IDT波長λI2 :第一従来例より0.01μm大
・交叉幅
交叉幅:第一従来例より4.7λI1 小
dutyの他にピッチを小さくした部分のピッチ、交叉幅も変更したのは、インピーダンスの整合を取るためである。
【0043】
図7に示すように、EGSM−Rxの通過帯域内(925MHz〜960MHz)における第一従来例のVSWRは1.73であるのに対して、本実施の第一形態では1.62と約0.11改善され、さらに図6に示すように、最小挿入損失は大きくなっているため、通過帯域での挿入損失の周波数特性が平坦化され、通過帯域内での偏差が小さくなっている。このとき、スルーレベルから4dBでの通過帯域幅は、本実施の第一形態と第一従来例とでほぼ同じであるため、重要特性である通過帯域内での最大挿入損失、及びそれを実現する製造公差は悪化していない。
【0044】
以上のように,本発明では3つ以上のIDTを有する縦結合共振子型の弾性表面波フィルタにおいて、2つのIDTが隣接している端からの一部分の電極指のピッチを、そのIDTの他の部分の電極指のピッチよりも狭くして、さらにピッチを狭くした電極指のdutyを他のピッチの電極指のdutyよりも小さくすることで、通過帯域幅が広く、かつ、挿入損失及びVSWRが小さく、かつ、電極形成が容易で、かつ、耐圧劣化を引き起こしにくい縦結合共振子型弾性表面波フィルタが得られる。
【0045】
〔実施の第二形態〕
本発明の実施の第二形態に係る弾性表面波フィルタについて、図8、図9に基づいて以下に説明する。図8、図9は、上記の各IDTの概略構成図であり、図8は弾性表面波フィルタ全体の概略構成図、図9は各IDTが隣り合う部分の拡大図である。
【0046】
本実施の第二形態では、基板30上に弾性表面波フィルタがAl電極により形成されている。図8において、IDT41の左右(弾性表面波の伝搬方向に沿うように)に各IDT42、43を配置し、これらのIDT41、42、43を挟み込むように各リフレクタ44、45が形成されている。各IDT42、43に接続された端子46は不平衡入力信号端子である。IDT41の互いに交叉している各電極指部にそれぞれ接続された、各端子47、48は平衡出力信号端子である。
【0047】
図8において、IDT41とIDT42、IDT41とIDT43のそれぞれの隣接する最外の電極指49、電極指50、電極指51、電極指52のそれぞれの中心間隔は、広帯域化のためIDTの電極指のピッチで決まる波長の0.5倍よりも小さくなっているが、最外の電極指はいずれもその中心座標は変えない(維持した)まま電極指幅のみが小さくなっている。
【0048】
したがって、例えば図9に示す様に、各IDT41、43が隣り合う部分の電極指51と電極指52の電極指間ギャップ53は他の電極指間ギャップ60と同程度もしくはそれ以上に大きく、電極指51と電極指54の電極指間ギャップ55、電極指52と電極指54の電極指間ギャップ56は他の電極指間ギャップ60よりも大きくなっている。
【0049】
比較として、図10に、第二従来例としての弾性表面波フィルタのIDTが隣り合う部分の拡大図を示す。IDT−IDT間以外の構成は本実施の第二形態と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。図10において、IDTが隣り合う部分の最外の各電極指61のdutyは他の電極指62のdutyと同じになっており、そのため、最外の電極指間ギャップ63はその他の電極指間ギャップ64と比較して小さくなっている。
【0050】
本実施の第二形態では、図10のように、異なる方向からの電極指(フィンガー)61が対向する場合を比較のための第二従来例として挙げたが、図11のように、同じ方向からの電極指が対向する場合においても、同様である。
【0051】
本実施の第二形態の構造によれば、IDT−IDT間にて隣り合う最外の電極指間ギャップが他の電極指間ギャップと同程度もしくはそれ以上に広くなるので、製造工程のエッチング工程において、この部分でAlエッチング不良の発生することが第二従来例と比較して防止される。
【0052】
これにより、本実施の第二形態では、IDT−IDT間にて隣り合う最外の電極指間ギャップの部分で表面波の音響的不連続部分が発生せず、損失増加などによる特性劣化が回避され、また、信号端子間、もしくは信号端子−アース端子間の短絡による動作不良の発生が防止され、かつ製造工程における電極形成を容易に確実に行うことができる。また、IDT−IDT間にて隣り合う最外の電極指間ギャップの部分での静電破壊が発生し難い。
【0053】
本実施の第二形態においては、IDT−IDTギャップが電極指のピッチで決まる波長の0.5倍以下としているが、0.5倍以上の場合にも、IDT−IDT間にて隣り合う最外の電極指間ギャップがその他の電極指のギャップより大きくなる。
【0054】
そのため、IDT−IDT間にて隣り合う電極指の中心間距離IDT−IDTギャップが電極指のピッチで決まる波長の0.5倍以上の場合においても、この部分で表面波の音響的不連続部分が発生せず、損失増加などによる特性劣化が起こらず、また、信号端子間の短絡による動作不良が発生せず、かつ製造工程における電極形成を容易に行うことができる。また、この部分での静電破壊が発生し難い。
【0055】
以上のように,本発明では3つ以上のIDTを有する縦結合共振子型の弾性表面波フィルタにおいて、2つのIDT間に隣接する電極指のdutyを他の電極指のdutyよりも小さくすることにより、通過帯域幅が広く、かつ、製造工程において電極形成が容易で、かつ静電破壊が起こり難い縦結合共振子型の弾性表面波フィルタが得られる。
【0056】
ところで、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタの広帯域化の方法として、例えば特開平5−267990号公報に開示されているように、隣り合う2つのIDT間を通して電極指が周期的に並ぶ条件、具体的には、隣り合う2つのIDTの隣接する電極指の中心間距離(IDT−IDT間隔)を、IDTの電極指のピッチで決まる波長(λI)の0.5倍から外すことで、図4に示す共振モードの配置を最適化するという方法が広く用いられており、特に0.5倍よりも小さくすることで広帯域な弾性表面波フィルタとなることが知られている。
【0057】
図12に、中心周波数が1960MHzのPCS−Rx用縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおいて、IDT−IDT間隔を0.5λIよりも小さくしていった時の図4に示すBとCのモードの周波数間隔を実験により求めた値を示す。
【0058】
IDT−IDT間隔を0.5λIよりも小さくすることで、図4に示すBとCの表面波の共振モードの間隔が広がり、その結果、より広い通過帯域幅を得ることができる。
【0059】
図13に、このIDT−IDT間隔を0.5λIよりも小さくしたときのIDT−IDT間の周辺の電極構成を示す。2つのIDT34、35間に隣り合う電極指34a、35a間の中心間隔31が0.5λIよりも小さくなっているため、この部分での電極指間ギャップ32のみが他の部分での電極指間ギャップ33に比べて狭くなっている。
【0060】
しかしながら、この2つのIDT34、35間にて隣り合う電極指の間隔を電極指のピッチで決まる波長の0.5倍より小さくした場合には、この部分の電極指間ギャップのみが他の部分の電極指間ギャップよりも小さくなり、この部分において製造工程においてAlエッチング不良が発生しやすいという問題を有していた。
【0061】
このギャップ部のAlエッチング不良は、弾性表面波の音響的不連続部分が発生することによる損失増加等によりフィルタの特性劣化につながるという問題があった。
【0062】
また、この隣り合う各電極指34a、35aの一方がシグナル電極で、もう一方がアース電極の場合、もしくは一方がシグナル電極でもう一方もシグナル電極の場合には、Alエッチング不良によって信号端子間が短絡され、弾性表面波フィルタが動作しないという問題、また、ギャップが小さいために、この部分で静電破壊を引き起こしやすいという問題があった。
【0063】
しかしながら、本実施の第二形態では、3つ以上のIDTを備えた縦結合共振子型の弾性表面波フィルタにおいて、IDTが隣接する部分の最外の電極指のdutyを他の電極指のdutyよりも小さくすることで、通過帯域が広く、静電破壊を引き起こし難く、かつ、製造上の加工を容易化できる。
【0064】
続いて、図14を参照しながら、本実施の第一および第二形態に記載の弾性表面波装置を搭載した通信装置100について説明する。
【0065】
上記通信装置100は、受信を行うレシーバ側(Rx側)として、アンテナ101、アンテナ共用部/RFTopフィルタ102、アンプ103、Rx段間フィルタ104、ミキサ105、1stIFフィルタ106、ミキサ107、2ndIFフィルタ108、1st+2ndローカルシンセサイザ111、TCXO(temperature compensated crystal oscillator(温度補償型水晶発振器))112、デバイダ113、ローカルフィルタ114を備えて構成されている。Rx段間フィルタ104からミキサ105へは、図14に二本線で示したように、バランス性を確保するために各平衡信号にて送信することが好ましい。
【0066】
また、上記通信装置100は、送信を行うトランシーバ側(Tx側)として、上記アンテナ101および上記アンテナ共用部/RFTopフィルタ102を共用するとともに、TxIFフィルタ121、ミキサ122、Tx段間フィルタ123、アンプ124、カプラ125、アイソレータ126、APC(automatic power control (自動出力制御))127を備えて構成されている。
【0067】
そして、上記のRx段間フィルタ104、1stIFフィルタ106、TxIFフィルタ121、Tx段間フィルタ123には、上述した本実施の第一および第二形態に記載の弾性表面波装置が好適に利用できる。
【0068】
よって、上記通信装置は、用いた弾性表面波装置が、従来と同等以上の帯域幅を有し、挿入損失及びVSWRが小さく、耐圧劣化を引き起こし難く、かつ、電極形成を容易化できるものであるので、小型化や高性能化や低コスト化、特にGHz帯域以上の通過帯域を備えた通信装置において小型化、高性能化および低コスト化を図れるものとなっている。
【0069】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波装置は、以上のように、圧電基板上に、複数の電極指を有するIDTが、弾性表面波の伝搬方向に沿って、複数、形成されている縦結合共振子型の弾性表面波装置であって、少なくとも何れかの2つのIDT間にて隣り合う電極指のdutyを他の部分の電極指のdutyより小さく設定した構成である。
【0070】
それゆえ、上記構成は、少なくとも何れかの2つのIDT間にて隣り合う電極指のdutyを他の部分の電極指のdutyより小さく設定したことにより、通過帯域が広く、静電破壊の発生を抑制でき、かつ、製造上の加工を容易化できるという効果を奏する。
【0071】
本発明の他の弾性表面波装置は、上記の問題を解決するために、圧電基板上に、複数の電極指を有するIDTが、弾性表面波の伝搬方向に沿って、複数、形成されている縦結合共振子型の弾性表面波装置であって、少なくとも何れかの2つのIDT間にて隣り合う電極指の電極指間ギャップは、他の電極指間ギャップと同程度またはそれ以上に大きく、2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指のdutyを、他の部分の電極指のdutyよりも小さく設定した構成である。
【0072】
それゆえ、上記構成は、2つのIDT間に隣接する電極指のdutyを他の電極指のdutyよりも小さく設定したことにより、通過帯域幅が広く、かつ、製造工程において電極形成が容易で、かつ静電破壊が起こり難い縦結合共振子型の弾性表面波装置を得られるという効果を奏する。
【0073】
本発明の通信装置は、以上のように、上記弾性表面波装置を用いた構成である。それゆえ、上記構成は、従来と同等以上の帯域幅を有し、挿入損失及びVSWRが小さく、耐圧劣化を引き起こし難く、かつ、電極形成を容易化できる弾性表面波装置を用いたので、高性能化や低コスト化を図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第一形態に係る弾性表面波フィルタの概略構成図である。
【図2】比較のための第一従来例に係る弾性表面波フィルタの概略構成図である。
【図3】本実施の第一形態と第一従来例とに係る各弾性表面波フィルタの挿入損失および通過帯域をそれぞれ示すグラフである。
【図4】本発明の弾性表面波フィルタにおける共振モードの周波数関係を示す説明図であって、(a)は3つの各共振モードによる広帯域化を示すグラフであり、(b)はそれら各共振モードを生じるための弾性表面波フィルタの概略構成図であり、(c)は上記3つの各共振モードをそれぞれ示すための有効電流分布を示す説明図である。
【図5】本実施の第一形態における、狭ピッチ電極指のdutyを変化させたときの伝搬損失を示すグラフである。
【図6】本実施の第一形態と、第一従来例とにおける、振幅(挿入損失)の周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図7】本実施の第一形態と、第一従来例とにおける、VSWRの周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図8】本発明の実施の第二形態に係る弾性表面波フィルタの概略構成図である。
【図9】上記弾性表面波フィルタの要部拡大図である。
【図10】比較として、第二従来例の弾性表面波フィルタの概略構成図である。
【図11】上記第二従来例の弾性表面波フィルタの他の例を示す概略構成図である。
【図12】図4にて示した各共振モードの周波数と、IDT−IDT間隔との関係を示すグラフである。
【図13】上記IDT−IDT間隔を電極指のピッチで決まる波長の0.5倍以下としたときの上記IDT−IDTの要部拡大図である。
【図14】本発明の通信装置の要部ブロック図である。
【符号の説明】
3 IDT(くし型電極部)
4 IDT(くし型電極部)
5 IDT(くし型電極部)
10 電極指
11 電極指
30 基板(圧電基板)
41 IDT(くし型電極部)
42 IDT(くし型電極部)
43 IDT(くし型電極部)
49 電極指
50 電極指
51 電極指
52 電極指
Claims (6)
- 圧電基板上に、複数の電極指を有するくし型電極部が、弾性表面波の伝搬方向に沿って、複数、形成されている縦結合共振子型の弾性表面波装置であって、
不平衡入力端子と、不平衡出力端子とを備え、
少なくとも何れかの2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指の電極指幅を他の部分の電極指よりも狭くすることで、該2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指のデューティーを、他の部分の電極指のデューティーよりも小さく設定したことを特徴とする弾性表面波装置。 - 圧電基板上に、複数の電極指を有するくし型電極部が、弾性表面波の伝搬方向に沿って、複数、形成されている縦結合共振子型の弾性表面波装置であって、
少なくとも何れかの2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指の電極指中心間隔(電極指ピッチ)を該2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指に隣接する電極指とほぼ等しくすると共に、2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指のデューティーを、他の部分の電極指のデューティーよりも小さく設定したことを特徴とする弾性表面波装置。 - 圧電基板上に、複数の電極指を有するくし型電極部が、弾性表面波の伝搬方向に沿って、複数、形成されている縦結合共振子型の弾性表面波装置であって、
少なくとも何れかの2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指の電極指幅を他の部分の電極指よりも狭くすることで、該2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指のデューティーを、他の部分の電極指のデューティーよりも小さく設定し、
2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指中心間隔を、他の部分の電極指中心間隔(電極指ピッチ)よりも小さく設定したことを特徴とする弾性表面波装置。 - 圧電基板上に、複数の電極指を有するくし型電極部が、弾性表面波の伝搬方向に沿って、複数、形成されている縦結合共振子型の弾性表面波装置であって、
不平衡入力端子と、不平衡出力端子とを備え、
少なくとも何れかの2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指の電極指間ギャップは、他の電極指間ギャップと同程度またはそれ以上に大きく、
2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指のデューティーを、他の部分の電極指のデューティーよりも小さく設定したことを特徴とする弾性表面波装置。 - 圧電基板上に、複数の電極指を有するくし型電極部が、弾性表面波の伝搬方向に沿って、複数、形成されている縦結合共振子型の弾性表面波装置であって、
少なくとも何れかの2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指の電極指間ギャップは、他の電極指間ギャップと同程度またはそれ以上に大きく、
2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指のデューティーを、他の部分の電極指のデューティーよりも小さく設定し、
2つのくし型電極部間にて隣り合う電極指中心間隔を、他の部分の電極指中心間隔(電極指ピッチ)よりも小さく設定したことを特徴とする弾性表面波装置。 - 請求項1ないし5の何れかに記載の弾性表面波装置を用いたことを特徴とする通信装置。
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