JP3839866B2 - 弾性表面波フィルタおよび通過周波数帯域の形成方法 - Google Patents
弾性表面波フィルタおよび通過周波数帯域の形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3839866B2 JP3839866B2 JP10242696A JP10242696A JP3839866B2 JP 3839866 B2 JP3839866 B2 JP 3839866B2 JP 10242696 A JP10242696 A JP 10242696A JP 10242696 A JP10242696 A JP 10242696A JP 3839866 B2 JP3839866 B2 JP 3839866B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic wave
- surface acoustic
- wave resonator
- frequency
- resonance frequencies
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は弾性表面波装置に関し、特に弾性表面波フィルタに関する。また、本発明は弾性表面波フィルタの通過周波数帯域の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波フィルタは情報通信機器をはじめとして幅広く用いられている。
【０００３】
自動車用電話などの移動体通信に用いられる弾性表面波フィルタは、弾性表面波共振子を梯子状に接続したラダー型、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｓｅｒ）を複数並べたＩＩＤＴ型、ＩＤＴを両側から反射器で挟み込んだ共振子型などが用いられてきた。帯域外減衰量を重視した場合、２ポート共振子型フィルタ構成を採用することが多い。
【０００４】
図２１は２ポート弾性表面波共振子型フィルタの構造を概略的に示した図である。
この２ポート共振子型フィルタでは、帯域外減衰量を向上させるために鏡面対称的に２つの共振子型フィルタを接続したものになっている。
パッド１４０１は入力信号端子に接続され、パッド１４０２、１４０３は入力側ＧＮＤ（基準電位）に接続されている。そして、パッド１４０１、パッド１４０３によりＩＤＴ１４０４に電気信号が入力されると圧電基板上に弾性表面波が発生する、この弾性表面波はＩＤＴ１４０５、ＩＤＴ１４０６によって受信され再度電気信号に変換される。
この電気信号はＩＤＴ１４０７、ＩＤＴ１４０８によって再び弾性表面波が発生し、最後にＩＤＴ１４０９により受信されて電気信号に変換された後パッド１４１０を介して出力信号端子へ出力される。パッド１４１１、パッド１４１２は出力側ＧＮＤへ接続されており、入出力ＧＮＤは互いに接続されて共通の電位になっている。
【０００５】
図２２は図２１に例示した弾性表面波共振子型フィルタの周波数特性を示す図である。
このような弾性表面波フィルタは受信用、送信用ともに用いられており、それぞれ通過帯域近傍に抑止帯があり、ここでの周波数特性として高減衰量が要求される。特に自動車電話などの移動体通信用フィルタなどの用途では、システム自身の小型化、低消費電力化の要求が強いため、低損失なフィルタを実現することが強く要求されてきた。上述の２段接続の共振子フィルタでは帯域外減衰量は良好であるが、挿入損失が大きいという問題がある。
【０００６】
一方、低損失な帯域内特性を実現した弾性表面波フィルタとして、ラダー型に弾性表面波共振子を配設したものが知られている。
図２３はこのようなラダー型の弾性表面波フィルタ１６００の構成を概略的に示す図である。
この弾性表面波フィルタ１６００では入力パッド１６０６と出力パッド１６０７との間の直列椀に弾性表面波共振子１６０２、１６０３、１６０４が形成されている。また、この直列椀の弾性表面波共振子１６０１と弾性表面波共振子１６０２間と、基準電位１６０８との間の並列椀には弾性表面波共振子１６０４が形成されている。さらに、出力パッド１６０７と基準電位１６０９との間の並列椀には弾性表面波共振子１６０５が形成されている。ここで、直列椀の弾性表面波共振子と並列椀の弾性表面波共振子とからなる区間を単位区間としたとき、図２３に例示した弾性表面波フィルタ１６００は第１単位区間（直列椀−並列椀）−第２単位区間（並列椀−直列椀）−第３単位区間（直列椀−並列椀）のように単位区間が３区間接続した構造となっている。また、２つの単位区間にまたがって形成されている弾性表面波共振子１６０４は、第１単位区間に形成されるべき並列椀共振子と、第２単位区間に形成されるべき並列椀共振子との、２つの弾性表面波共振子を合成（開口長または対数を２倍にする）して、１つの弾性表面波共振子１６０４で代用した構造となっている。
このような構造の弾性表面波フィルタの場合、直列椀の弾性表面波共振子の共振周波数と、並列椀の弾性表面波共振子の***振周波数とをこの周波数帯域を形成し、また、直列椀弾性表面波共振子の***振周波数と、並列椀の弾性表面波共振子の共振周波数とに鋭い高減衰領域（ノッチ）をもつ周波数特性を得ることができる。
【０００７】
図２４は、図２３に例示したラダー型の弾性表面波フィルタの周波数特性を示す図である。この周波数特性からもわかるように、ラダー型弾性表面波フィルタでは帯域近傍に鋭い高減衰領域をもたせることは容易であるが、ある程度広い周波数範囲にわたって高減衰領域をもたせることは困難であり、帯域外周波数特性がよくないという欠点がある。また、帯域外特性を向上させるためには並列に配設した共振子にボンディングワイヤーなどによりインダクタンス成分を付加するなどの方法がある。しかし、ボンディングワイヤーによるインダクタンス成分の付加には素子を搭載する外囲器からの制約が大きく、さらに市場で強い要求がある小型化に逆行することになる。
【０００８】
携帯電話システムなどにおいては誘電体フィルタや、ＬＣフィルタも用いられることが多く、このような場合フィルタ入出力に接続されるアンプ等の設計上の理由からフィルタ仕様として非平衡入出力が要求されることが一般的であった。ラダー型フィルタは非平衡入出力で用いられるが、近年ＲＦ帯のＩＣの開発により平衡入出力で用いるフィルタへの要求も多くなっている。
【０００９】
平衡入出力で用いるフィルタとしては対称格子型にインピーダンス素子を配設したラティス型フィルタがある。図２５はこのようなラティス型弾性表面波フィルタの構成の１例を概略的に示す図であり、インピーダンス素子である弾性表面波共振子１８０１、１８０２を対称格子型に接続したものである。
【００１０】
図２６は図２５に例示したラティス型フィルタを構成するインピーダンス素子として用いた弾性表面波共振子の構造の１例を概略的に示す図である。
ラティス型フィルタは帯域外の広い範囲にわたって高減衰量を得ることが可能であり、また帯域内損失の小さいフィルタを実現することができる。
しかしながら、このような弾性表面波共振子を構成要素とした対称格子型フィルタを用いて移動体通信用フィルタを構成する場合、実現可能な通過帯域幅は用いる弾性表面波共振子の共振周波数ｆr と***振周波数ｆarとの差で決まる。したがって、弾性表面波共振子を構成する圧電性基板の電気機械結合係数などに大きく依存し、周波数特性設定の自由度が小さいという問題がある。特に、携帯電話などで用いられるシステムの帯域幅は回線容量の増大に伴い拡大する傾向にあり、また携帯用ということからも消費電力低減のための低損失化が必要となる。ラティス型フィルタにおいてもさまざまな移動体通信用途に対応するため通過帯域の拡大が強く望まれている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものである。すなわち本発明は広い周波数帯域にわたって低損失な帯域特性を有するとともに、帯域外特性も良好な弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は広い周波数帯域にわたって低損失な帯域特性を有するとともに帯域外特性も良好な通過周波数帯域の形成方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波フィルタは、複数の入出力端子間にインピーダンス素子を対称格子型に配設した弾性表面波フィルタであって、第１の入力端子と第１の出力端子との間および第２の入力端子と第２の出力端子との間に間挿され、所定の周波数帯域内に
ｆr 1 ＜ｆar1 ＜ｆr 3 ＜ｆar3
となるような複数の共振周波数ｆr と***振周波数ｆarとを有する弾性表面波共振子を含む第１のインピーダンス素子と、第１の入力端子と第２の出力端子との間および第２の入力端子と第１の出力端子との間に間挿され、前記周波数帯域内に
ｆr 2 ＜ｆar2 ＜ｆr 4 ＜ｆar4
となるとともに、ほぼ
ｆr 2 ＝ｆar1 、ｆr 4 ＝ｆar3
となるような複数の共振周波数ｆr と***振周波数ｆarとを有する弾性表面波共振子を含む第２のインピーダンス素子とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
また本発明の弾性表面波フィルタは、複数の入出力端子間に所定の周波数帯域内に交互に現れる共振周波数と***振周波数とを有するインピーダンス素子を対称格子型に配設した弾性表面波フィルタであって、第１の周波数と第２の周波数とに***振周波数を有する、弾性表面波共振子を含む第１のインピーダンス素子と、第１の周波数と第２の周波数とに共振点を有する弾性表面波共振子を含む第２のインピーダンス素子とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
また本発明の弾性表面波フィルタは、第１の入力端子及び第２の入力端子と、第１の出力端子および第２の出力端子と、第１の入力端子と第１の出力端子との間および第２の入力端子と第２の出力端子との間に間挿され、複数の共振周波数および***振周波数を有する弾性表面波共振子を含む第１のインピーダンス素子と、第１の入力端子と第２の出力端子との間および第２の入力端子と第１の出力端子との間に間挿され、第１のインピーダンス素子の複数の***振周波数と対応して通過周波数帯域を形成する複数の共振周波数を有する弾性表面波共振子を含む第２のインピーダンス素子とを具備したことを特徴とする。
【００１６】
これら本発明の弾性表面波フィルタを構成するインピーダンス素子は、弾性表面波共振子以外に、インダクタンスまたはキャパシタンスによりインピーダンス手を形成するようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子には、複数の共振周波数と***振周波数とを有する複合モード弾性表面波共振子を用いるようにしてもよい。複合モード弾性表面波共振子は横複合モードを用いるようにしてもよいし、縦複合モードを用いるようにしてもよい。
【００１８】
また、横複合モードあるいは縦複合モードの弾性表面波共振子としては例えば弾性表面波伝搬方向に対しほぼ垂直方向に複数段配設した櫛歯状電極を有する弾性表面波共振子を用いるようにしてもよく（横複合モード）、弾性表面波伝搬方向に対しほぼ平行な方向に複数段配設した櫛歯状電極を有する弾性表面波共振子を用いるようにしてもよい（縦複合モード）。
【００１９】
また、開口部の一部領域で部分的に噛合した領域を有する櫛歯状電極対を具備した弾性表面波共振子を用いるようにしてもよく、さらに、弾性表面波の伝搬方向に対しほぼ平行な方向に複数対配設されるとともに少なくとも２対は互いに並列に接続された櫛歯状電極対を有する弾性表面波共振子を用いるようにしてもよい。
【００２０】
本発明の通過周波数帯域の形成方法は、複数の入出力端子間に所定の周波数帯域内に交互に現れる共振周波数と***振周波数とを有するインピーダンス素子を対称格子型に配設した弾性表面波フィルタにおける通過周波数帯域の形成方法であって、複数の共振周波数と***振周波数とを有する弾性表面波共振子を備えた第１のインピーダンス素子の複数の***振周波数と、第１のインピーダンス素子とは異なる複数の共振周波数と***振周波数とを有する弾性表面波共振子を備えた第２のインピーダンス素子の複数の共振周波数とをほぼ一致させることを特徴とする。
【００２１】
すなわち本発明は対称格子型の弾性表面波フィルタにおいて、複数の共振周波数ｆr i と***振周波数ｆari とを有するインピーダンス素子を組み合わせて構成したものである。
【００２２】
図１は本発明の弾性表面波フィルタ１００の構成を模式的に示す図である。
【００２３】
第１の入力端子１０１ａと第１の出力端子１０２ａとの間および第２の入力端子１０１ｂと第２の出力端子１０２ｂとの間に、複数の共振周波数と***振周波数とを有する第１のインピーダンス素子１０３が間挿され、第１の入力端子１０１ａと第２の出力端子１０２ｂとの間および第２の入力端子１０１ｂと第１の出力端子１０２ａとの間に、第１のインピーダンス素子とは異なる複数の共振周波数と***振周波数とを有する第２のインピーダンス素子１０４が間挿され対称格子型の弾性表面波フィルタを構成している。図１に例示した本発明の弾性表面波フィルタの構成は１例であり、インピーダンス素子の配置などの具体的な構成は必要に応じて設計するようにすればよい。図１に例示した弾性表面波フィルタと等価な構成を図２に例示する。
【００２４】
図３は第１のインピーダンス素子１０３の周波数特性を模式的に示した図であり、図４は第２のインピーダンス素子１０４の周波数特性を模式的に示した図である。
第１のインピーダンス素子１０３には、所定の周波数帯域内に複数の共振周波数ｆr と***振周波数ｆarとが交互に現れるような、すなわちｆr1＜ｆar1 ＜ｆr3＜ｆar3 となるようなインピーダンス素子を用いている。
また、第２のインピーダンス素子１０４には、この周波数帯域内に第１のインピーダンス素子とは異なる複数の共振周波数と***振周波数とが交互に現れるような、すなわちｆr2＜ｆar2 ＜ｆr4＜ｆar4 となるようなインピーダンス素子を用いている。
【００２５】
そして、第１のインピーダンス素子１０３と第２のインピーダンス素子１０４の共振周波数と***振周波数との関係は、共振周波数について注目すれば、ｆr1＜ｆr2＜ｆr3＜ｆr4を満たすように調節されている。第２のインピーダンス素子１０４の共振周波数が第１のインピーダンス素子１０３の***振周波数とほぼ一致するようにすることがより好ましい。すなわち、***振周波数ｆar1 と共振周波数ｆr2とが、また***振周波数ｆar3 と共振周波数ｆr4とがほぼ一致するように第１、第２のインピーダンス素子の共振周波数と***振周波数とを調節することが好適である（図５参照）。
【００２６】
なお、ここでは第２のインピーダンス素子１０４の共振周波数と第１のインピーダンス素子１０３の***振周波数とを一致させるようにして説明したが、第１のインピーダンス素子１０３の共振周波数と第２のインピーダンス素子１０４の***振周波数とを一致させるようにしても全く同様である。
【００２７】
このようなインピーダンス素子としては、弾性表面波共振子を用いるようにすればよい、また、弾性表面波共振子に抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、キャパシタンスＣを付加するようにしてもよい（必然的にＲ、Ｌ、Ｃ成分が付随してしまう場合を含む）。
【００２８】
なお、第１のインピーダンス素子、第２のインピーダンス素子の共振周波数、***振周波数は、弾性表面波共振子の共振周波数、***振周波数を用いる他、前述した抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、キャパシタンスＣなどにより形成される共振周波数、***振周波数を用いるようにしてもよい。すなわち本発明の弾性表面波フィルタのインピーダンス素子の共振周波数、***振周波数は、弾性表面波共振子の共振周波数、***振周波数に限定されず、インピーダンス素子として複数の共振周波数、***振周波数を有していればよい。
【００２９】
また、弾性表面波共振子としては、複合モードの弾性表面波共振子を用いるようにすればよい。複合モードは縦複合モードを用いるようにしてもよいし、横複合モードを用いるようにしてもよい。弾性表面波共振子の櫛歯状電極の膜厚、対数、配置、ピッチ等を変えることで、弾性表面波共振子の共振周波数、***振周波数を調節することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図６は本発明の弾性表面波フィルタを構成する複合モード弾性表面波共振子６００の電極パターンの１例を示す図である。この弾性表面波共振子６００は２個の反射器６０１に挟まれた領域内に、互いに対向噛合するように配設された櫛歯型電極（以下ＩＤＴという）６０２が２対形成されている。２対のＩＤＴの両側に配設された反射器により形成されるキャビティー内に閉じ込められた弾性表面波には、対称、半対称の粒子変位分布をもつモードが複数存在する。図７はこのような縦モードの弾性表面波共振子のＡＢ方向の粒子変位分布を低次の２モードを例にとって模式的に示す図である。図７において（ａ）は対称モード（１次）を示し、（ｂ）は反対称モード（２次）になっていることがわかる。
【００３１】
このような弾性表面波共振子では複数の共振点を有するような周波数特性をもたせることができる。そしてＩＤＴの膜厚、対数、開口長、ＩＤＴ間距離、ＩＤＴのピッチ、反射器のピッチなどを変化させて複数の共振周波数を調節するとともに、外部回路のインピーダンスとのマッチングをとっている。
【００３２】
図８、図９はこのような弾性表面波共振子の周波数特性を示した図である。以下、図８の弾性表面波共振子を第１の弾性表面波共振子（第１のインピーダンス素子）として、図９の弾性表面波共振子を第２の弾性表面波共振子（第２のインピーダンス素子）として説明する。
【００３３】
図８に例示した第１の弾性表面波共振子の共振周波数（共振点）ｆr1、８０１と、ｆr3、８０３は図の上辺に▲１▼、▲３▼として示した周波数であり、図９に示した第２のインピーダンス素子の共振周波数（共振点）ｆr2、８０２と、ｆr4、８０４は図の上辺に▲２▼、▲４▼として示した周波数である。第１の弾性表面波共振子と第２の弾性表面波共振子の共振周波数は、図示した周波数帯域内でｆr1＜ｆr2＜ｆr3＜ｆr4を満たしている。また、第１の弾性表面波共振子、第２の弾性表面波共振子ともに、複数の共振周波数と***振周波数とが周波数上に交互に出現している。
【００３４】
図１０は本発明の対称格子型構成の弾性表面波フィルタ９００の構成を概略的に示す図である。
この弾性表面波フィルタ９００は、図８に例示した周波数特性をもつ第１の弾性表面波共振子９０１と、図９に例示した周波数特性をもつ第２の弾性表面波共振子９０２とを、格子型に接続したものである。
【００３５】
すなわち、第１の入力端子９０３ａと第１の出力端子９０４ａとの間および第２の入力端子９０３ｂと第２の出力端子９０４ｂとの間に第１の弾性表面波共振子９０１が間挿され、第１の入力端子９０３ａと第２の出力端子９０４ｂとの間および第２の入力端子９０３ｂと第１の出力端子９０４ａとの間に第２の弾性表面波共振子９０２が間挿されている。ここでは複数の共振点、***振点を有する２種の弾性表面波共振子を用いているが、第１の弾性表面波共振子９０１と第２の弾性表面波共振子９０２の共振点は周波数上に交互に現れるように設定されている。
【００３６】
図１１は、図１０に例示した弾性表面波フィルタ９００の周波数特性を示す図である。このように、本発明の弾性表面波フィルタにおいては、複合モードの弾性表面波共振子の複数の共振点に対応して広い通過帯域を得ることができる。また、複数の共振周波数、***振周波数を有するインピーダンス素子を組み合わせて格子型弾性表面波フィルタを形成することにより、従来の格子型弾性表面波フィルタよりも通過周波数帯域の形成の自由度が大きくとれ、また、ラダー型の弾性表面波フィルタの問題点であった、帯域外での周波数特性も大きく向上している。さらに挿入損失も小さいので、消費電力が少なく移動体通信などの携帯システムに対応することができる。
【００３７】
図１２は本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの別の１例を示す図である。この弾性表面波共振子１２００は、弾性表面波の伝搬方向とほぼ垂直にＩＤＴ１２０１が２段並設された横モード結合の弾性表面波共振子である。１２０２は反射器である。
図１３はこのような横モード結合の弾性表面波共振子の低次モードでのＣＤ方向の粒子変位分布を模式的に示す図である。図１３において、（ａ）は対称モードを、（ｂ）は反対称モードを示している。すなわち、弾性表面波の伝搬方向とは垂直な方向に対称、反対称のモードが存在している。
前述同様にＩＤＴの膜厚、対数、開口長、ＩＤＴ間距離、ＩＤＴのピッチ、反射器のピッチなどを変化させて複数の共振周波数を調節するとともに、外部回路のインピーダンスとのマッチングをとるようにすればよい。図１３に例示した横モード結合の弾性表面波共振子を用いて図１、図２、図１０に例示したような対称格子型弾性表面波フィルタを構成するようにしてもよい。
【００３８】
図１４から図２０は本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの別の１例を概略的に示す図である。
【００３９】
図１４は本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの別の１例を概略的に示す図である。この弾性表面波共振子１２００ｂは、ＩＤＴ１２０１ｂと、このＩＤＴ１２０１ｂを両側から挟むように配設された反射器１２０２ｂとを有する１ポートの弾性表面波共振子である。そして、前述のように開口長を調節することによりＣＤ方向の粒子変位分布でみると図１５に示すような１次、３次の２つの横モードを結合させることができる。
図１６は、このときの弾性表面波共振子１２０１ｂの周波数特性を示す図であり、ｆr1、ｆr3の２つの共振点が現れていることがわかる。
【００４０】
図１７は本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンのさらに別の１例を概略的に示す図である。この弾性表面波共振子１２００ｃはＩＤＴ１２０１ｃと、このＩＤＴ１２０１ｃを両側から挟むように配設された反射器１２０２ｃとを有する１ポートの弾性表面波共振子である。ＩＤＴ１２０１ｃは、一部の櫛歯状電極は開口長の２分の１の電極長を有している。する部分が弾性表面波の励振部となっている。すなわち、このＩＤＴ１２０１ｃは、その開口部の一部領域で弾性表面波を励振する、部分的に噛合した領域を有している。ＩＤＴ１２０１ｃを構成する電極のうち、対向噛合した部分が弾性表面波を励振する部分であり、この弾性表面波を励振する部分は開口部（１対のＩＤＴのバスバーとバスバーとの間の領域）の一部領域となっている。このようなＩＤＴ１２０１ｃを備えることにより弾性表面波共振子１２００ｃは、ＣＤ方向の粒子変位分布でみると図１８に示すような１次、２次の２つの横モードを結合させることができる。
この場合にも図１６に例示したような２つの共振点を有する周波数特性を得ることができる。したがって、このような弾性表面波共振子を用いても本発明の弾性表面波フィルタを構成することができる。
【００４１】
図１９は本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンのさらに別の１例を概略的に示す図である。この弾性表面波共振子１２００ｄは縦モード結合を用いるものであり、２つのＩＤＴ１２０１ｄと、２つのＩＤＴ１２０１ｄの間及びこれらを両側から挟むように配設された反射器１２０２ｄとを有している。そして、２対のＩＤＴ１２０１ｄは並列に接続されている。ＩＤＴを３対以上備えるようにしてもよく、その場合には少なくとも２対のＩＤＴ１２０１ｄを接続するようにすればよい。また。ＩＤＴの配設位置を調節するようにしてもよい。
【００４２】
図２０は図１９に例示した弾性表面波共振子１２００ｄのＡＢ方向の粒子変位分布を模式的に示す図である。このように１次、３次の２つの縦モードを結合させることにより図１６に例示したような２つの共振点を有する周波数特性を得ることができる。したがって、このような弾性表面波共振子を用いても本発明の弾性表面波フィルタを構成することができる。
【００４３】
図１９の例では反射器をＩＤＴ間に間挿しているが、浮き電極を複数のＩＤＴ間あるいは１つのＩＤＴ内部に形成するようにしてもよい。
【００４４】
以上に本発明の弾性表面波フィルタを構成することができる弾性表面波共振子の例を説明したが、本発明の弾性表面波フィルタは、例えば図６、図１２、図１４、図１７または図１９に例示したような電極パターンを有する弾性表面波共振子以外にも、縦モード、横モード、あるいはこれらを組み合わせモードを用いた弾性表面波共振子を用いて構成するようにしてもよい。
【００４５】
ここでは対称格子型弾性表面波フィルタを構成するインピーダンス素子として弾性表面波共振子のみを使用した例について説明したが、前述のように抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、キャパシタンスＣなどとともに弾性表面波フィルタを構成するようにしてもよい。例えば圧電性基板上での配線の引き回しなどにより実装上抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、キャパシタンスＣなどが付随する場合であっても、各インピーダンス素子において、前述したような複数の共振周波数（共振点）と***振周波数（***振点）とが存在すれば、弾性表面波共振子の共振周波数、***振周波数を調節することによって本発明の弾性表面波フィルタを構成することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の弾性表面波フィルタによれば、複合モードの弾性表面波共振子の複数の共振点に対応して広い通過帯域を得ることができる。すなわち、複数の共振周波数と***振周波数とを有するインピーダンス素子を組み合わせることにより、広い周波数帯域にわたって低損失な帯域特性を得ることができる。また、ラダー型弾性表面波フィルタのように帯域外特性を損ねることなく通過周波数帯域を形成することができる。
【００４７】
さらに挿入損失も小さいので、消費電力が少なく、移動体通信などの携帯システムに対応することができる。したがって、携帯電話などの移動体通信システムなどに適用することにより、通過周波数帯域を拡大し、回線容量を増大させることができる。
【００４８】
また、本発明の通過周波数帯域の形成方法によれば、複数の共振周波数と***振周波数を組み合わせることにより、広い周波数帯域にわたって低損失な帯域特性を有し、帯域外特性も良好な通過周波数帯域を形成することができる。
【００４９】
また、複数の共振周波数、***振周波数を有するインピーダンス素子を組み合わせて格子型弾性表面波フィルタを形成することにより、従来よりも通過周波数帯域の形成の自由度を大きくることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弾性表面波フィルタの構成を模式的に示す図。
【図２】本発明の弾性表面波フィルタの構成を模式的に示す図。
【図３】第１のインピーダンス素子の周波数特性を模式的に示す図。
【図４】第２のインピーダンス素子の周波数特性を模式的に示す図。
【図５】第１、第２のインピーダンス素子の周波数特性の関係を模式的に示す図。
【図６】本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの１例を示す図。
【図７】縦モードの弾性表面波共振子のＡＢ方向の粒子変位分布を模式的に示す図。
【図８】第１の弾性表面波共振子の周波数特性を示す図。
【図９】第２の弾性表面波共振子の周波数特性を示す図。
【図１０】本発明の対称格子型構成の弾性表面波フィルタの構成を概略的に示す図。
【図１１】本発明の弾性表面波フィルタの周波数特性を示す図。
【図１２】本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの別の１例を示す図。
【図１３】横モードの弾性表面波共振子のＣＤ方向の粒子変位分布を模式的に示す図。
【図１４】本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの別の１例を概略的に示す図。
【図１５】図１４の弾性表面波共振子のＣＤ方向の粒子変位分布を模式的に示す図。
【図１６】本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の周波数特性を模式的に示す図。
【図１７】本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンのさらに別の１例を概略的に示す図。
【図１８】図１７の弾性表面波共振子のＣＤ方向の粒子変位分布を模式的に示す図。
【図１９】本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの別の１例を概略的に示す図。
【図２０】図１９の弾性表面波共振子のＡＢ方向の粒子変位分布を模式的に示す図。
【図２１】２ポート弾性表面波共振子型フィルタの２フィルタが継続接続された構造の１例を概略的に示す図。
【図２２】図２１に例示した弾性表面波共振子型フィルタの周波数特性を示す図。
【図２３】ラダー型弾性表面波フィルタの構成を概略的に示す図。
【図２４】図２３に例示したラダー型弾性表面波フィルタの周波数特性を示す図。
【図２５】ラティス型弾性表面波フィルタの構成の１例を概略的に示す図。
【図２６】図２５に例示したラティス型弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の構造の１例を概略的に示す図。
【符号の説明】
１００……弾性表面波フィルタ、１０１ａ……第１の入力端子
１０１ｂ……第２の入力端子、１０２ａ……第１の出力端子
１０２ｂ……第２の出力端子、１０３……第１のインピーダンス素子
１０４……第２のインピーダンス素子
６００……複合モード弾性表面波共振子、６０１……反射器
６０２……ＩＤＴ
８０１……共振周波数ｆr1、８０２……共振周波数ｆr2
８０３……共振周波数ｆr3、８０４……共振周波数ｆr4
９００……弾性表面波フィルタ、９０１……第１の弾性表面波共振子
９０２……第２の弾性表面波共振子、９０３ａ……第１の入力端子
９０３ｂ……第２の入力端子、９０４ａ……第１の出力端子
９０４ｂ……第２の出力端子
１２００……複合モード弾性表面波共振子、１２０１……ＩＤＴ
１２０２……反射器
１２００ｂ、１２００ｃ、１２００ｄ……複合モード弾性表面波共振子
１２０１ｂ、１２０１ｃ、１２０１ｄ……ＩＤＴ
１２０２ｂ、１２０２ｃ、１２０２ｄ……反射器
【発明の属する技術分野】
本発明は弾性表面波装置に関し、特に弾性表面波フィルタに関する。また、本発明は弾性表面波フィルタの通過周波数帯域の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波フィルタは情報通信機器をはじめとして幅広く用いられている。
【０００３】
自動車用電話などの移動体通信に用いられる弾性表面波フィルタは、弾性表面波共振子を梯子状に接続したラダー型、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｓｅｒ）を複数並べたＩＩＤＴ型、ＩＤＴを両側から反射器で挟み込んだ共振子型などが用いられてきた。帯域外減衰量を重視した場合、２ポート共振子型フィルタ構成を採用することが多い。
【０００４】
図２１は２ポート弾性表面波共振子型フィルタの構造を概略的に示した図である。
この２ポート共振子型フィルタでは、帯域外減衰量を向上させるために鏡面対称的に２つの共振子型フィルタを接続したものになっている。
パッド１４０１は入力信号端子に接続され、パッド１４０２、１４０３は入力側ＧＮＤ（基準電位）に接続されている。そして、パッド１４０１、パッド１４０３によりＩＤＴ１４０４に電気信号が入力されると圧電基板上に弾性表面波が発生する、この弾性表面波はＩＤＴ１４０５、ＩＤＴ１４０６によって受信され再度電気信号に変換される。
この電気信号はＩＤＴ１４０７、ＩＤＴ１４０８によって再び弾性表面波が発生し、最後にＩＤＴ１４０９により受信されて電気信号に変換された後パッド１４１０を介して出力信号端子へ出力される。パッド１４１１、パッド１４１２は出力側ＧＮＤへ接続されており、入出力ＧＮＤは互いに接続されて共通の電位になっている。
【０００５】
図２２は図２１に例示した弾性表面波共振子型フィルタの周波数特性を示す図である。
このような弾性表面波フィルタは受信用、送信用ともに用いられており、それぞれ通過帯域近傍に抑止帯があり、ここでの周波数特性として高減衰量が要求される。特に自動車電話などの移動体通信用フィルタなどの用途では、システム自身の小型化、低消費電力化の要求が強いため、低損失なフィルタを実現することが強く要求されてきた。上述の２段接続の共振子フィルタでは帯域外減衰量は良好であるが、挿入損失が大きいという問題がある。
【０００６】
一方、低損失な帯域内特性を実現した弾性表面波フィルタとして、ラダー型に弾性表面波共振子を配設したものが知られている。
図２３はこのようなラダー型の弾性表面波フィルタ１６００の構成を概略的に示す図である。
この弾性表面波フィルタ１６００では入力パッド１６０６と出力パッド１６０７との間の直列椀に弾性表面波共振子１６０２、１６０３、１６０４が形成されている。また、この直列椀の弾性表面波共振子１６０１と弾性表面波共振子１６０２間と、基準電位１６０８との間の並列椀には弾性表面波共振子１６０４が形成されている。さらに、出力パッド１６０７と基準電位１６０９との間の並列椀には弾性表面波共振子１６０５が形成されている。ここで、直列椀の弾性表面波共振子と並列椀の弾性表面波共振子とからなる区間を単位区間としたとき、図２３に例示した弾性表面波フィルタ１６００は第１単位区間（直列椀−並列椀）−第２単位区間（並列椀−直列椀）−第３単位区間（直列椀−並列椀）のように単位区間が３区間接続した構造となっている。また、２つの単位区間にまたがって形成されている弾性表面波共振子１６０４は、第１単位区間に形成されるべき並列椀共振子と、第２単位区間に形成されるべき並列椀共振子との、２つの弾性表面波共振子を合成（開口長または対数を２倍にする）して、１つの弾性表面波共振子１６０４で代用した構造となっている。
このような構造の弾性表面波フィルタの場合、直列椀の弾性表面波共振子の共振周波数と、並列椀の弾性表面波共振子の***振周波数とをこの周波数帯域を形成し、また、直列椀弾性表面波共振子の***振周波数と、並列椀の弾性表面波共振子の共振周波数とに鋭い高減衰領域（ノッチ）をもつ周波数特性を得ることができる。
【０００７】
図２４は、図２３に例示したラダー型の弾性表面波フィルタの周波数特性を示す図である。この周波数特性からもわかるように、ラダー型弾性表面波フィルタでは帯域近傍に鋭い高減衰領域をもたせることは容易であるが、ある程度広い周波数範囲にわたって高減衰領域をもたせることは困難であり、帯域外周波数特性がよくないという欠点がある。また、帯域外特性を向上させるためには並列に配設した共振子にボンディングワイヤーなどによりインダクタンス成分を付加するなどの方法がある。しかし、ボンディングワイヤーによるインダクタンス成分の付加には素子を搭載する外囲器からの制約が大きく、さらに市場で強い要求がある小型化に逆行することになる。
【０００８】
携帯電話システムなどにおいては誘電体フィルタや、ＬＣフィルタも用いられることが多く、このような場合フィルタ入出力に接続されるアンプ等の設計上の理由からフィルタ仕様として非平衡入出力が要求されることが一般的であった。ラダー型フィルタは非平衡入出力で用いられるが、近年ＲＦ帯のＩＣの開発により平衡入出力で用いるフィルタへの要求も多くなっている。
【０００９】
平衡入出力で用いるフィルタとしては対称格子型にインピーダンス素子を配設したラティス型フィルタがある。図２５はこのようなラティス型弾性表面波フィルタの構成の１例を概略的に示す図であり、インピーダンス素子である弾性表面波共振子１８０１、１８０２を対称格子型に接続したものである。
【００１０】
図２６は図２５に例示したラティス型フィルタを構成するインピーダンス素子として用いた弾性表面波共振子の構造の１例を概略的に示す図である。
ラティス型フィルタは帯域外の広い範囲にわたって高減衰量を得ることが可能であり、また帯域内損失の小さいフィルタを実現することができる。
しかしながら、このような弾性表面波共振子を構成要素とした対称格子型フィルタを用いて移動体通信用フィルタを構成する場合、実現可能な通過帯域幅は用いる弾性表面波共振子の共振周波数ｆr と***振周波数ｆarとの差で決まる。したがって、弾性表面波共振子を構成する圧電性基板の電気機械結合係数などに大きく依存し、周波数特性設定の自由度が小さいという問題がある。特に、携帯電話などで用いられるシステムの帯域幅は回線容量の増大に伴い拡大する傾向にあり、また携帯用ということからも消費電力低減のための低損失化が必要となる。ラティス型フィルタにおいてもさまざまな移動体通信用途に対応するため通過帯域の拡大が強く望まれている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものである。すなわち本発明は広い周波数帯域にわたって低損失な帯域特性を有するとともに、帯域外特性も良好な弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は広い周波数帯域にわたって低損失な帯域特性を有するとともに帯域外特性も良好な通過周波数帯域の形成方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波フィルタは、複数の入出力端子間にインピーダンス素子を対称格子型に配設した弾性表面波フィルタであって、第１の入力端子と第１の出力端子との間および第２の入力端子と第２の出力端子との間に間挿され、所定の周波数帯域内に
ｆr 1 ＜ｆar1 ＜ｆr 3 ＜ｆar3
となるような複数の共振周波数ｆr と***振周波数ｆarとを有する弾性表面波共振子を含む第１のインピーダンス素子と、第１の入力端子と第２の出力端子との間および第２の入力端子と第１の出力端子との間に間挿され、前記周波数帯域内に
ｆr 2 ＜ｆar2 ＜ｆr 4 ＜ｆar4
となるとともに、ほぼ
ｆr 2 ＝ｆar1 、ｆr 4 ＝ｆar3
となるような複数の共振周波数ｆr と***振周波数ｆarとを有する弾性表面波共振子を含む第２のインピーダンス素子とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
また本発明の弾性表面波フィルタは、複数の入出力端子間に所定の周波数帯域内に交互に現れる共振周波数と***振周波数とを有するインピーダンス素子を対称格子型に配設した弾性表面波フィルタであって、第１の周波数と第２の周波数とに***振周波数を有する、弾性表面波共振子を含む第１のインピーダンス素子と、第１の周波数と第２の周波数とに共振点を有する弾性表面波共振子を含む第２のインピーダンス素子とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
また本発明の弾性表面波フィルタは、第１の入力端子及び第２の入力端子と、第１の出力端子および第２の出力端子と、第１の入力端子と第１の出力端子との間および第２の入力端子と第２の出力端子との間に間挿され、複数の共振周波数および***振周波数を有する弾性表面波共振子を含む第１のインピーダンス素子と、第１の入力端子と第２の出力端子との間および第２の入力端子と第１の出力端子との間に間挿され、第１のインピーダンス素子の複数の***振周波数と対応して通過周波数帯域を形成する複数の共振周波数を有する弾性表面波共振子を含む第２のインピーダンス素子とを具備したことを特徴とする。
【００１６】
これら本発明の弾性表面波フィルタを構成するインピーダンス素子は、弾性表面波共振子以外に、インダクタンスまたはキャパシタンスによりインピーダンス手を形成するようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子には、複数の共振周波数と***振周波数とを有する複合モード弾性表面波共振子を用いるようにしてもよい。複合モード弾性表面波共振子は横複合モードを用いるようにしてもよいし、縦複合モードを用いるようにしてもよい。
【００１８】
また、横複合モードあるいは縦複合モードの弾性表面波共振子としては例えば弾性表面波伝搬方向に対しほぼ垂直方向に複数段配設した櫛歯状電極を有する弾性表面波共振子を用いるようにしてもよく（横複合モード）、弾性表面波伝搬方向に対しほぼ平行な方向に複数段配設した櫛歯状電極を有する弾性表面波共振子を用いるようにしてもよい（縦複合モード）。
【００１９】
また、開口部の一部領域で部分的に噛合した領域を有する櫛歯状電極対を具備した弾性表面波共振子を用いるようにしてもよく、さらに、弾性表面波の伝搬方向に対しほぼ平行な方向に複数対配設されるとともに少なくとも２対は互いに並列に接続された櫛歯状電極対を有する弾性表面波共振子を用いるようにしてもよい。
【００２０】
本発明の通過周波数帯域の形成方法は、複数の入出力端子間に所定の周波数帯域内に交互に現れる共振周波数と***振周波数とを有するインピーダンス素子を対称格子型に配設した弾性表面波フィルタにおける通過周波数帯域の形成方法であって、複数の共振周波数と***振周波数とを有する弾性表面波共振子を備えた第１のインピーダンス素子の複数の***振周波数と、第１のインピーダンス素子とは異なる複数の共振周波数と***振周波数とを有する弾性表面波共振子を備えた第２のインピーダンス素子の複数の共振周波数とをほぼ一致させることを特徴とする。
【００２１】
すなわち本発明は対称格子型の弾性表面波フィルタにおいて、複数の共振周波数ｆr i と***振周波数ｆari とを有するインピーダンス素子を組み合わせて構成したものである。
【００２２】
図１は本発明の弾性表面波フィルタ１００の構成を模式的に示す図である。
【００２３】
第１の入力端子１０１ａと第１の出力端子１０２ａとの間および第２の入力端子１０１ｂと第２の出力端子１０２ｂとの間に、複数の共振周波数と***振周波数とを有する第１のインピーダンス素子１０３が間挿され、第１の入力端子１０１ａと第２の出力端子１０２ｂとの間および第２の入力端子１０１ｂと第１の出力端子１０２ａとの間に、第１のインピーダンス素子とは異なる複数の共振周波数と***振周波数とを有する第２のインピーダンス素子１０４が間挿され対称格子型の弾性表面波フィルタを構成している。図１に例示した本発明の弾性表面波フィルタの構成は１例であり、インピーダンス素子の配置などの具体的な構成は必要に応じて設計するようにすればよい。図１に例示した弾性表面波フィルタと等価な構成を図２に例示する。
【００２４】
図３は第１のインピーダンス素子１０３の周波数特性を模式的に示した図であり、図４は第２のインピーダンス素子１０４の周波数特性を模式的に示した図である。
第１のインピーダンス素子１０３には、所定の周波数帯域内に複数の共振周波数ｆr と***振周波数ｆarとが交互に現れるような、すなわちｆr1＜ｆar1 ＜ｆr3＜ｆar3 となるようなインピーダンス素子を用いている。
また、第２のインピーダンス素子１０４には、この周波数帯域内に第１のインピーダンス素子とは異なる複数の共振周波数と***振周波数とが交互に現れるような、すなわちｆr2＜ｆar2 ＜ｆr4＜ｆar4 となるようなインピーダンス素子を用いている。
【００２５】
そして、第１のインピーダンス素子１０３と第２のインピーダンス素子１０４の共振周波数と***振周波数との関係は、共振周波数について注目すれば、ｆr1＜ｆr2＜ｆr3＜ｆr4を満たすように調節されている。第２のインピーダンス素子１０４の共振周波数が第１のインピーダンス素子１０３の***振周波数とほぼ一致するようにすることがより好ましい。すなわち、***振周波数ｆar1 と共振周波数ｆr2とが、また***振周波数ｆar3 と共振周波数ｆr4とがほぼ一致するように第１、第２のインピーダンス素子の共振周波数と***振周波数とを調節することが好適である（図５参照）。
【００２６】
なお、ここでは第２のインピーダンス素子１０４の共振周波数と第１のインピーダンス素子１０３の***振周波数とを一致させるようにして説明したが、第１のインピーダンス素子１０３の共振周波数と第２のインピーダンス素子１０４の***振周波数とを一致させるようにしても全く同様である。
【００２７】
このようなインピーダンス素子としては、弾性表面波共振子を用いるようにすればよい、また、弾性表面波共振子に抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、キャパシタンスＣを付加するようにしてもよい（必然的にＲ、Ｌ、Ｃ成分が付随してしまう場合を含む）。
【００２８】
なお、第１のインピーダンス素子、第２のインピーダンス素子の共振周波数、***振周波数は、弾性表面波共振子の共振周波数、***振周波数を用いる他、前述した抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、キャパシタンスＣなどにより形成される共振周波数、***振周波数を用いるようにしてもよい。すなわち本発明の弾性表面波フィルタのインピーダンス素子の共振周波数、***振周波数は、弾性表面波共振子の共振周波数、***振周波数に限定されず、インピーダンス素子として複数の共振周波数、***振周波数を有していればよい。
【００２９】
また、弾性表面波共振子としては、複合モードの弾性表面波共振子を用いるようにすればよい。複合モードは縦複合モードを用いるようにしてもよいし、横複合モードを用いるようにしてもよい。弾性表面波共振子の櫛歯状電極の膜厚、対数、配置、ピッチ等を変えることで、弾性表面波共振子の共振周波数、***振周波数を調節することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図６は本発明の弾性表面波フィルタを構成する複合モード弾性表面波共振子６００の電極パターンの１例を示す図である。この弾性表面波共振子６００は２個の反射器６０１に挟まれた領域内に、互いに対向噛合するように配設された櫛歯型電極（以下ＩＤＴという）６０２が２対形成されている。２対のＩＤＴの両側に配設された反射器により形成されるキャビティー内に閉じ込められた弾性表面波には、対称、半対称の粒子変位分布をもつモードが複数存在する。図７はこのような縦モードの弾性表面波共振子のＡＢ方向の粒子変位分布を低次の２モードを例にとって模式的に示す図である。図７において（ａ）は対称モード（１次）を示し、（ｂ）は反対称モード（２次）になっていることがわかる。
【００３１】
このような弾性表面波共振子では複数の共振点を有するような周波数特性をもたせることができる。そしてＩＤＴの膜厚、対数、開口長、ＩＤＴ間距離、ＩＤＴのピッチ、反射器のピッチなどを変化させて複数の共振周波数を調節するとともに、外部回路のインピーダンスとのマッチングをとっている。
【００３２】
図８、図９はこのような弾性表面波共振子の周波数特性を示した図である。以下、図８の弾性表面波共振子を第１の弾性表面波共振子（第１のインピーダンス素子）として、図９の弾性表面波共振子を第２の弾性表面波共振子（第２のインピーダンス素子）として説明する。
【００３３】
図８に例示した第１の弾性表面波共振子の共振周波数（共振点）ｆr1、８０１と、ｆr3、８０３は図の上辺に▲１▼、▲３▼として示した周波数であり、図９に示した第２のインピーダンス素子の共振周波数（共振点）ｆr2、８０２と、ｆr4、８０４は図の上辺に▲２▼、▲４▼として示した周波数である。第１の弾性表面波共振子と第２の弾性表面波共振子の共振周波数は、図示した周波数帯域内でｆr1＜ｆr2＜ｆr3＜ｆr4を満たしている。また、第１の弾性表面波共振子、第２の弾性表面波共振子ともに、複数の共振周波数と***振周波数とが周波数上に交互に出現している。
【００３４】
図１０は本発明の対称格子型構成の弾性表面波フィルタ９００の構成を概略的に示す図である。
この弾性表面波フィルタ９００は、図８に例示した周波数特性をもつ第１の弾性表面波共振子９０１と、図９に例示した周波数特性をもつ第２の弾性表面波共振子９０２とを、格子型に接続したものである。
【００３５】
すなわち、第１の入力端子９０３ａと第１の出力端子９０４ａとの間および第２の入力端子９０３ｂと第２の出力端子９０４ｂとの間に第１の弾性表面波共振子９０１が間挿され、第１の入力端子９０３ａと第２の出力端子９０４ｂとの間および第２の入力端子９０３ｂと第１の出力端子９０４ａとの間に第２の弾性表面波共振子９０２が間挿されている。ここでは複数の共振点、***振点を有する２種の弾性表面波共振子を用いているが、第１の弾性表面波共振子９０１と第２の弾性表面波共振子９０２の共振点は周波数上に交互に現れるように設定されている。
【００３６】
図１１は、図１０に例示した弾性表面波フィルタ９００の周波数特性を示す図である。このように、本発明の弾性表面波フィルタにおいては、複合モードの弾性表面波共振子の複数の共振点に対応して広い通過帯域を得ることができる。また、複数の共振周波数、***振周波数を有するインピーダンス素子を組み合わせて格子型弾性表面波フィルタを形成することにより、従来の格子型弾性表面波フィルタよりも通過周波数帯域の形成の自由度が大きくとれ、また、ラダー型の弾性表面波フィルタの問題点であった、帯域外での周波数特性も大きく向上している。さらに挿入損失も小さいので、消費電力が少なく移動体通信などの携帯システムに対応することができる。
【００３７】
図１２は本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの別の１例を示す図である。この弾性表面波共振子１２００は、弾性表面波の伝搬方向とほぼ垂直にＩＤＴ１２０１が２段並設された横モード結合の弾性表面波共振子である。１２０２は反射器である。
図１３はこのような横モード結合の弾性表面波共振子の低次モードでのＣＤ方向の粒子変位分布を模式的に示す図である。図１３において、（ａ）は対称モードを、（ｂ）は反対称モードを示している。すなわち、弾性表面波の伝搬方向とは垂直な方向に対称、反対称のモードが存在している。
前述同様にＩＤＴの膜厚、対数、開口長、ＩＤＴ間距離、ＩＤＴのピッチ、反射器のピッチなどを変化させて複数の共振周波数を調節するとともに、外部回路のインピーダンスとのマッチングをとるようにすればよい。図１３に例示した横モード結合の弾性表面波共振子を用いて図１、図２、図１０に例示したような対称格子型弾性表面波フィルタを構成するようにしてもよい。
【００３８】
図１４から図２０は本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの別の１例を概略的に示す図である。
【００３９】
図１４は本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの別の１例を概略的に示す図である。この弾性表面波共振子１２００ｂは、ＩＤＴ１２０１ｂと、このＩＤＴ１２０１ｂを両側から挟むように配設された反射器１２０２ｂとを有する１ポートの弾性表面波共振子である。そして、前述のように開口長を調節することによりＣＤ方向の粒子変位分布でみると図１５に示すような１次、３次の２つの横モードを結合させることができる。
図１６は、このときの弾性表面波共振子１２０１ｂの周波数特性を示す図であり、ｆr1、ｆr3の２つの共振点が現れていることがわかる。
【００４０】
図１７は本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンのさらに別の１例を概略的に示す図である。この弾性表面波共振子１２００ｃはＩＤＴ１２０１ｃと、このＩＤＴ１２０１ｃを両側から挟むように配設された反射器１２０２ｃとを有する１ポートの弾性表面波共振子である。ＩＤＴ１２０１ｃは、一部の櫛歯状電極は開口長の２分の１の電極長を有している。する部分が弾性表面波の励振部となっている。すなわち、このＩＤＴ１２０１ｃは、その開口部の一部領域で弾性表面波を励振する、部分的に噛合した領域を有している。ＩＤＴ１２０１ｃを構成する電極のうち、対向噛合した部分が弾性表面波を励振する部分であり、この弾性表面波を励振する部分は開口部（１対のＩＤＴのバスバーとバスバーとの間の領域）の一部領域となっている。このようなＩＤＴ１２０１ｃを備えることにより弾性表面波共振子１２００ｃは、ＣＤ方向の粒子変位分布でみると図１８に示すような１次、２次の２つの横モードを結合させることができる。
この場合にも図１６に例示したような２つの共振点を有する周波数特性を得ることができる。したがって、このような弾性表面波共振子を用いても本発明の弾性表面波フィルタを構成することができる。
【００４１】
図１９は本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンのさらに別の１例を概略的に示す図である。この弾性表面波共振子１２００ｄは縦モード結合を用いるものであり、２つのＩＤＴ１２０１ｄと、２つのＩＤＴ１２０１ｄの間及びこれらを両側から挟むように配設された反射器１２０２ｄとを有している。そして、２対のＩＤＴ１２０１ｄは並列に接続されている。ＩＤＴを３対以上備えるようにしてもよく、その場合には少なくとも２対のＩＤＴ１２０１ｄを接続するようにすればよい。また。ＩＤＴの配設位置を調節するようにしてもよい。
【００４２】
図２０は図１９に例示した弾性表面波共振子１２００ｄのＡＢ方向の粒子変位分布を模式的に示す図である。このように１次、３次の２つの縦モードを結合させることにより図１６に例示したような２つの共振点を有する周波数特性を得ることができる。したがって、このような弾性表面波共振子を用いても本発明の弾性表面波フィルタを構成することができる。
【００４３】
図１９の例では反射器をＩＤＴ間に間挿しているが、浮き電極を複数のＩＤＴ間あるいは１つのＩＤＴ内部に形成するようにしてもよい。
【００４４】
以上に本発明の弾性表面波フィルタを構成することができる弾性表面波共振子の例を説明したが、本発明の弾性表面波フィルタは、例えば図６、図１２、図１４、図１７または図１９に例示したような電極パターンを有する弾性表面波共振子以外にも、縦モード、横モード、あるいはこれらを組み合わせモードを用いた弾性表面波共振子を用いて構成するようにしてもよい。
【００４５】
ここでは対称格子型弾性表面波フィルタを構成するインピーダンス素子として弾性表面波共振子のみを使用した例について説明したが、前述のように抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、キャパシタンスＣなどとともに弾性表面波フィルタを構成するようにしてもよい。例えば圧電性基板上での配線の引き回しなどにより実装上抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、キャパシタンスＣなどが付随する場合であっても、各インピーダンス素子において、前述したような複数の共振周波数（共振点）と***振周波数（***振点）とが存在すれば、弾性表面波共振子の共振周波数、***振周波数を調節することによって本発明の弾性表面波フィルタを構成することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の弾性表面波フィルタによれば、複合モードの弾性表面波共振子の複数の共振点に対応して広い通過帯域を得ることができる。すなわち、複数の共振周波数と***振周波数とを有するインピーダンス素子を組み合わせることにより、広い周波数帯域にわたって低損失な帯域特性を得ることができる。また、ラダー型弾性表面波フィルタのように帯域外特性を損ねることなく通過周波数帯域を形成することができる。
【００４７】
さらに挿入損失も小さいので、消費電力が少なく、移動体通信などの携帯システムに対応することができる。したがって、携帯電話などの移動体通信システムなどに適用することにより、通過周波数帯域を拡大し、回線容量を増大させることができる。
【００４８】
また、本発明の通過周波数帯域の形成方法によれば、複数の共振周波数と***振周波数を組み合わせることにより、広い周波数帯域にわたって低損失な帯域特性を有し、帯域外特性も良好な通過周波数帯域を形成することができる。
【００４９】
また、複数の共振周波数、***振周波数を有するインピーダンス素子を組み合わせて格子型弾性表面波フィルタを形成することにより、従来よりも通過周波数帯域の形成の自由度を大きくることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弾性表面波フィルタの構成を模式的に示す図。
【図２】本発明の弾性表面波フィルタの構成を模式的に示す図。
【図３】第１のインピーダンス素子の周波数特性を模式的に示す図。
【図４】第２のインピーダンス素子の周波数特性を模式的に示す図。
【図５】第１、第２のインピーダンス素子の周波数特性の関係を模式的に示す図。
【図６】本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの１例を示す図。
【図７】縦モードの弾性表面波共振子のＡＢ方向の粒子変位分布を模式的に示す図。
【図８】第１の弾性表面波共振子の周波数特性を示す図。
【図９】第２の弾性表面波共振子の周波数特性を示す図。
【図１０】本発明の対称格子型構成の弾性表面波フィルタの構成を概略的に示す図。
【図１１】本発明の弾性表面波フィルタの周波数特性を示す図。
【図１２】本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの別の１例を示す図。
【図１３】横モードの弾性表面波共振子のＣＤ方向の粒子変位分布を模式的に示す図。
【図１４】本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの別の１例を概略的に示す図。
【図１５】図１４の弾性表面波共振子のＣＤ方向の粒子変位分布を模式的に示す図。
【図１６】本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の周波数特性を模式的に示す図。
【図１７】本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンのさらに別の１例を概略的に示す図。
【図１８】図１７の弾性表面波共振子のＣＤ方向の粒子変位分布を模式的に示す図。
【図１９】本発明の弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の電極パターンの別の１例を概略的に示す図。
【図２０】図１９の弾性表面波共振子のＡＢ方向の粒子変位分布を模式的に示す図。
【図２１】２ポート弾性表面波共振子型フィルタの２フィルタが継続接続された構造の１例を概略的に示す図。
【図２２】図２１に例示した弾性表面波共振子型フィルタの周波数特性を示す図。
【図２３】ラダー型弾性表面波フィルタの構成を概略的に示す図。
【図２４】図２３に例示したラダー型弾性表面波フィルタの周波数特性を示す図。
【図２５】ラティス型弾性表面波フィルタの構成の１例を概略的に示す図。
【図２６】図２５に例示したラティス型弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波共振子の構造の１例を概略的に示す図。
【符号の説明】
１００……弾性表面波フィルタ、１０１ａ……第１の入力端子
１０１ｂ……第２の入力端子、１０２ａ……第１の出力端子
１０２ｂ……第２の出力端子、１０３……第１のインピーダンス素子
１０４……第２のインピーダンス素子
６００……複合モード弾性表面波共振子、６０１……反射器
６０２……ＩＤＴ
８０１……共振周波数ｆr1、８０２……共振周波数ｆr2
８０３……共振周波数ｆr3、８０４……共振周波数ｆr4
９００……弾性表面波フィルタ、９０１……第１の弾性表面波共振子
９０２……第２の弾性表面波共振子、９０３ａ……第１の入力端子
９０３ｂ……第２の入力端子、９０４ａ……第１の出力端子
９０４ｂ……第２の出力端子
１２００……複合モード弾性表面波共振子、１２０１……ＩＤＴ
１２０２……反射器
１２００ｂ、１２００ｃ、１２００ｄ……複合モード弾性表面波共振子
１２０１ｂ、１２０１ｃ、１２０１ｄ……ＩＤＴ
１２０２ｂ、１２０２ｃ、１２０２ｄ……反射器
Claims (10)
- 複数の入出力端子間にインピーダンス素子を対称格子型に配設した弾性表面波フィルタであって、
第１の入力端子と第１の出力端子との間および第２の入力端子と第２の出力端子との間に間挿され、所定の周波数帯域内に
ｆr1＜ｆar1 ＜ｆr3＜ｆar3
となるような複数の共振周波数ｆr と***振周波数ｆarとを有する複合モード弾性表面波共振子を含む第１のインピーダンス素子と、
第１の入力端子と第２の出力端子との間および第２の入力端子と第１の出力端子との間に間挿され、前記周波数帯域内に
ｆr2＜ｆar2 ＜ｆr4＜ｆar4
となるとともに、ほぼ
ｆr2＝ｆar1 、ｆr4＝ｆar3
となるような複数の共振周波数ｆr と***振周波数ｆarとを有する複合モード弾性表面波共振子を含む第２のインピーダンス素子とを具備したことを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 複数の入出力端子間に所定の周波数帯域内に交互に現れる共振周波数と***振周波数とを有するインピーダンス素子を対称格子型に配設した弾性表面波フィルタであって、
第１の周波数と第２の周波数とに***振周波数を有する複合モード弾性表面波共振子を含む第１のインピーダンス素子と、
第１の周波数と第２の周波数とに共振点を有する複合モード弾性表面波共振子を含む第２のインピーダンス素子とを具備したことを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 第１の入力端子および第２の入力端子と、
第１の出力端子および第２の出力端子と、第１の入力端子と第１の出力端子との間および第２の入力端子と第２の出力端子との間に間挿され、複数の共振周波数および***振周波数を有する複合モード弾性表面波共振子を含む第１のインピーダンス素子と、
第１の入力端子と第２の出力端子との間および第２の入力端子と第１の出力端子との間に間挿され、第１のインピーダンス素子の複数の***振周波数と対応して通過周波数帯域を形成する複数の共振周波数を有する複合モード弾性表面波共振子を含む第２のインピーダンス素子とを具備したことを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 前記弾性表面波共振子は横複合モードを用いた複合モード弾性表面波共振子であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弾性表面波フィルタ。
- 前記弾性表面波共振子は縦複合モードを用いた複合モード弾性表面波共振子であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弾性表面波フィルタ。
- 前記弾性表面波共振子は弾性表面波伝搬方向に対しほぼ垂直方向に複数対配設した櫛歯状電極を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弾性表面波フィルタ。
- 前記弾性表面波共振子は弾性表面波伝搬方向に対しほぼ平行な方向に複数対配設した櫛歯状電極を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弾性表面波フィルタ。
- 前記弾性表面波共振子は、開口部の一部領域で部分的に噛合した領域を有する櫛歯状電極対を具備したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弾性表面波フィルタ。
- 前記弾性表面波共振子は、弾性表面波の伝搬方向に対しほぼ平行な方向に複数対配設されるとともに少なくとも２対は互いに並列に接続された櫛歯状電極対を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弾性表面波フィルタ。
- 複数の入出力端子間に、所定の周波数帯域内に交互に現れる共振周波数と***振周波数とを有するインピーダンス素子を対称格子型に配設した弾性表面波フィルタにおける通過周波数帯域の形成方法であって、
複数の共振周波数と***振周波数とを有する複合モード弾性表面波共振子を備えた第１のインピーダンス素子の複数の***振周波数と、第１のインピーダンス素子とは異なる複数の共振周波数と***振周波数とを有する複合モード弾性表面波共振子を備えた第２のインピーダンス素子の複数の共振周波数とをほぼ一致させることを特徴とする通過周波数帯域の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10242696A JP3839866B2 (ja) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | 弾性表面波フィルタおよび通過周波数帯域の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10242696A JP3839866B2 (ja) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | 弾性表面波フィルタおよび通過周波数帯域の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09289435A JPH09289435A (ja) | 1997-11-04 |
| JP3839866B2 true JP3839866B2 (ja) | 2006-11-01 |
Family
ID=14327139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10242696A Expired - Fee Related JP3839866B2 (ja) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | 弾性表面波フィルタおよび通過周波数帯域の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3839866B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6501208B1 (en) * | 1997-07-18 | 2002-12-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Compensated surface acoustic wave filter having a longitudinal mode resonator connected with a second resonator |
| DE10007178A1 (de) * | 2000-02-17 | 2001-08-23 | Epcos Ag | Oberflächenwellenfilter mit Reaktanzelementen |
| JP3873802B2 (ja) * | 2001-06-12 | 2007-01-31 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波フィルタ |
| JP4668178B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2011-04-13 | パナソニック株式会社 | 弾性表面波共振子 |
-
1996
- 1996-04-24 JP JP10242696A patent/JP3839866B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09289435A (ja) | 1997-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3497643B2 (ja) | Ｓａｗフィルタ | |
| US5506552A (en) | Surface acoustic wave filter with multiple ground terminals | |
| JP3227649B2 (ja) | 弾性表面波フィルタ | |
| EP0698965A1 (en) | Surface acoustic wave device | |
| US6034577A (en) | Integrated interdigital electrode saw filter with specified distances between input/output electrodes | |
| JP3849289B2 (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JPH09167937A (ja) | 弾性表面波フィルタ | |
| JP2002300003A (ja) | 弾性波フィルタ | |
| US7515017B2 (en) | Surface acoustic wave device utilizing a terminal routing pattern | |
| US6504454B2 (en) | Longitudinally coupled surface acoustic wave filter | |
| US7489210B2 (en) | Surface acoustic wave filter and transmitter-receiver | |
| JPH11312951A (ja) | 弾性表面波フィルタ | |
| JPH07273597A (ja) | 共振器型弾性表面波フィルタ | |
| US6424239B1 (en) | Differential surface acoustic wave filter | |
| US20050206272A1 (en) | Surface acoustic wave device and branching filter | |
| JP2000059176A (ja) | 弾性表面波素子 | |
| JP3839866B2 (ja) | 弾性表面波フィルタおよび通過周波数帯域の形成方法 | |
| JPWO2003096533A1 (ja) | 弾性表面波素子、弾性表面波装置及び分波器 | |
| JPH07154200A (ja) | 共振器型弾性表面波フィルタ | |
| JP3225702B2 (ja) | 弾性表面波共振子フィルタ | |
| JPH11239035A (ja) | Ｓａｗフィルタ | |
| JP3327433B2 (ja) | 弾性表面波フィルタ | |
| WO1998000914A1 (fr) | Composant a ondes acoustiques de surface | |
| JPH05129872A (ja) | 表面波共振子、表面波フイルタ、分波器および移動無線装置 | |
| JP2000349589A (ja) | 弾性表面波フィルタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050606 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050614 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050811 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060801 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060804 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090811 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100811 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100811 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110811 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |