JP4534307B2 - 弾性表面波フィルタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば、無線通信機器における高周波回路などに使用される弾性表面波フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＲＦ段に適する弾性表面波フィルタとしては、縦モード結合共振器型弾性表面波フィルタがよく知られており、回路の簡素化、高性能化のため、選択的に高減衰量を確保できるものが要望されている。
【０００３】
以下、従来の縦モード結合型設計を用いた弾性表面波フィルタについて説明する。
【０００４】
図１２は従来の縦モード結合型弾性表面波フィルタの上面図である。
【０００５】
圧電基板８０上に一点鎖線で囲んだ三電極型櫛電極８１，８２を縦続接続する。三電極型櫛電極８１，８２はそれぞれ点線で囲んだ第１の櫛型電極８１ａ，８２ａ、第２の櫛型電極８１ｂ，８２ｂ、第３の櫛型電極８１ｃ，８２ｃと、それらの両側の反射器電極８１ｄ，８２ｄが表面波伝搬方向に配置されている。
【０００６】
三電極型櫛電極８１の第１の櫛型電極８１ａは、対向する両電極指の一方が出力端子８３に他方がアース端子８５に接続されている。三電極型櫛電極８２の第１の櫛型電極８２ａも、対向する両電極指の一方が出力端子８４に他方がアース端子８６に接続されている。
【０００７】
三電極型櫛電極８１，８２の第１の櫛型電極８１ａ，８２ａに電圧を印加することにより表面波が励起され、反射器電極８１ｄ，８２ｄでエネルギーが閉じ込められることによりフィルタ特性が形成される。
【０００８】
また反射器電極８１ｄ，８２ｄは電極指幅及び電極指間隔を一定にして形成したものであった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
反射器電極特性は反射効率の良い通過周波数範囲とその両側の周期的なスロープ特性で形成される。そのため上記構成においては通過帯域近傍で反射器電極の周期的な特性が波形として現われ、スプリアスが発生することになる。その結果通過周波数帯域近傍での減衰量確保が困難であるという問題点を有していた。
【００１０】
そこで本発明は、通過周波数帯域近傍の減衰量を十分に確保することのできる弾性表面波フィルタを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の弾性表面波フィルタは、圧電基板と、この圧電基板上に設けた第１の櫛型電極と、この第１の櫛型電極のその表面波伝搬方向の両側に設けた第２、第３の櫛型電極と、この第２及び第３の櫛型電極を挟むように設けた第１及び第２の反射器電極とを備え、前記反射器電極は複数本の電極指の反射器電極ピッチ（電極指幅＋電極指間隔幅）が一定となる、複数の反射器電極群に分けられ、それぞれの前記反射器電極群の間で前記反射器電極ピッチが異なり、隣り合う前記反射器電極群の反射器電極ピッチ同士は、０．０５％以上の差を有しているものであり、反射器電極の通過周波数帯域近傍の周期的なスロープ特性を乱すことにより、スプリアスを抑制し、上記目的を達成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、圧電基板と、この圧電基板上に設けた第１の櫛型電極と、この第１の櫛型電極のその表面波伝搬方向の両側に設けた第２、第３の櫛型電極と、この第２及び第３の櫛型電極を挟むように設けた第１及び第２の反射器電極とを備え、前記反射器電極は複数本の電極指の反射器電極ピッチ（電極指幅＋電極指間隔幅）が一定となる、複数の反射器電極群に分けられ、それぞれの前記反射器電極群の間で前記反射器電極ピッチが異なり、隣り合う前記反射器電極群の反射器電極ピッチ同士は、０．０５％以上の差を有している弾性表面波フィルタであり、通過周波数帯域近傍の減衰量を十分に確保することができるものである。
【００１３】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
（参考例１）
図１は本発明の参考例１における弾性表面波フィルタの上面図である。
【００１５】
圧電基板１０上に、第１の櫛型電極１１とその表面波伝搬方向の両側に第２、第３の櫛型電極１２，１３を配置し、それらの両側に第１の反射器電極１４と第２の反射器電極１５を備えている。第１及び第２の反射器電極１４，１５の反射器電極ピッチは、隣り合う第２及び第３の櫛型電極１２，１３から離れるにつれて徐々に小さく変化させてある。
【００１６】
この構成により、第１及び第２の反射器電極１４，１５の特性は図２のようになり、従来よりも通過帯域内近傍の低周波数側の反射効率を下げることができる。
【００１７】
また、第１及び第２の反射器電極１４，１５の反射器電極ピッチを、隣り合う第２、第３の櫛型電極１２，１３側から離れるにつれて大きく変化させると、図３に示すように通過帯域内近傍の高周波数側の反射効率を下げることができる。
【００１８】
すなわち第１、第２の反射器電極１４，１５の反射器電極ピッチを一定でなく、変えることにより反射特性を乱し、スプリアスの発生を抑制することにより、通過帯域近傍の低周波数側あるいは高周波数側の帯域外減衰量を十分に確保することができる。
【００１９】
（参考例２）
図４は本発明の参考例２における弾性表面波フィルタの上面図である。
【００２０】
圧電基板３０上に、第１の櫛型電極３１とその表面波伝搬方向の両側に第２、第３の櫛型電極３２，３３を配置し、それらの両側に第１の反射器電極３４と第２の反射器電極３５を備えている。また、第１、第２の反射器電極３４，３５は、それぞれ反射器電極ピッチが異なる。二つの反射器電極群（図４中点線で囲んでいる）３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂで構成されている。また反射器電極群３４ａ，３５ａの反射器電極ピッチは、反射器電極群３４ｂ，３５ｂの反射器電極ピッチよりも大きくしてある。
【００２１】
図５は図４に示す第１及び第２の反射器電極３４，３５の特性図であり、第１の反射器電極３４，３５を二つの反射器電極群３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂに分割することにより、通過帯域内近傍の低周波数側の反射効率を下げることが可能である。
【００２２】
また、反射器電極群３４ａ，３５ａの反射器電極ピッチを反射器電極群３４ｂ，３５ｂの反射器電極ピッチより小さくすると、図６に示すように通過帯域内近傍の高周波数側の反射効率を下げることが可能である。
【００２３】
すなわち第１及び第２の反射器電極３４，３５を二つ以上の反射器電極群に分割し、それぞれの反射器電極ピッチを変えてそれぞれの周期が異なるようにすることにより、反射特性の山と谷が重なり合い、この部分の反射器特性が平坦になり、スプリアスを抑制し、通過帯域近傍の低周波数側あるいは高周波数側の帯域外減衰量を十分に確保することができるのである。
【００２４】
（実施の形態１）
図７は本発明の実施の形態１における弾性表面波フィルタの上面図である。
【００２５】
圧電基板５０上に、第１の櫛型電極５１とその表面波伝搬方向の両側に第２、第３の櫛型電極５２，５３を配置し、それらの両側に第１の反射器電極５４と第２の反射器電極５５を備えた三電極縦モード結合型櫛電極５６が形成されている。また、第１の反射器電極５４及び第２の反射器電極５５は、反射器電極ピッチが異なる三つの反射器電極群５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５５ａ，５５ｂ，５５ｃで構成されている。反射器電極ピッチは反射器電極群５４ａ，５５ａが一番大きく、次いで反射器電極群５４ｂ，５５ｂが大きく、反射器電極群５４ｃ，５５ｃを最も小さくしている。
【００２６】
さらに、三電極縦モード結合型櫛電極５６にこれと同じ構成の三電極縦モード結合型櫛電極５７が縦続接続されている。
【００２７】
このような構成の弾性表面波フィルタにおいて、反射器電極群５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５５ａ，５５ｂ，５５ｃの構成を（表１）に示すような構成とした時の、第１及び第２の反射器電極５４，５５の特性を図８に示す。また図９は図８の要部拡大図である。
【００２８】
【表１】

【００２９】
図９を見るとわかるように反射器電極群５４ａ，５５ａの反射効率が第１及び第２の反射器電極５４，５５の反射効率に対して支配的にならない範囲で、反射器電極特性を変化させることにより、通過帯域近傍の低周波数側のスプリアスを抑制し、減衰量を確保することができる。
【００３０】
つまり反射器電極群５４ａ，５５ａの電極指本数を１０本から３０本とすることが望ましいのである。第１及び第２の反射器電極５４，５５の反射効率に大きく寄与するのは第２、第３の櫛型電極５２，５３に最も近い反射器電極群５４ａ，５５ａであることを考慮すると第１及び第２の反射器電極５４，５５を構成する電極指の本数が変化したとしても、反射器電極群５４ａ，５５ａの電極指本数は１０本から３０本とすることが望ましい。
【００３１】
また、反射器電極群５４ａ，５５ａの電極指本数が３０本よりも多くなると（図９の（ｄ））、反射器電極群５４ａ，５５ａの反射効率が支配的となり、第１及び第２の反射器電極５４，５５の特性を変化させて通過帯域近傍のスプリアスを抑制することが困難となる。反対に反射器電極群５４ａ，５５ａの電極指本数が９本以下となると反射効率が不十分となり所望の特性を確保することが難しい。
【００３２】
次に反射器電極群５４ａ，５５ａの反射器電極ピッチをλａ、反射器電極群５４ｂ，５５ｂの反射器電極ピッチをλｂ、反射器電極群５４ｃ，５５ｃの反射器ピッチをλｃとし、（表２）に示すような構成とした場合の第１及び第２の反射器電極５４，５５の特性を図１０に、その要部拡大図を図１１に示す。
【００３３】
【表２】

【００３４】
図１０を見るとわかるように、通過帯域近傍の低周波数側に減衰量を確保するには、反射器電極ピッチは第２、第３の櫛型電極５２，５３に近いほど大きく、反隣り合う反射器電極群との反射器ピッチは０．０５％以上、好ましくは０．１％以上の差を有するようにし、第２及び第３の櫛型電極５２，５３との距離が長い反射器電極群ほど反射器電極ピッチを小さくすれば良い。
【００３５】
なお、実施の形態１においては、第１及び第２の反射器電極５４，５５をそれぞれ複数の反射器電極群に分割し、第２及び第３の櫛型電極５２，５３からの距離が長い反射器電極群ほど反射器電極ピッチを小さくして通過帯域近傍の低周波数側のスプリアスを抑制し、減衰量を確保した。高周波数側の減衰量を確保したい場合は、第２及び第３の櫛型電極５２，５３からの距離が長い反射器電極群ほど反射器電極ピッチを大きくすれば良い。
【００３６】
また、三電極縦モード結合型櫛電極５６についてのみ説明したが同じ構成の三電極縦モード結合型櫛電極５７についても同様のことがいえる。
【００３７】
さらに実施の形態３においては二つの三電極縦モード結合型櫛電極５６，５７を複数縦続接続した弾性表面波フィルタについて説明したが、図１、図２に示すように一つあるいは三つ以上の三電極縦モード結合型櫛電極で構成されている弾性表面波フィルタについても、それぞれの三電極縦モード結合型櫛電極の第１及び第２の反射器電極を実施の形態１のように構成することにより同様の効果が得られるものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上本発明によると、通過周波数帯域近傍のスプリアスを抑制し、帯域外減衰量を十分に有する弾性表面波フィルタを提供することができる。従ってこの弾性表面波フィルタを用いる携帯電話などの無線機器の高性能化及び回路の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考例１における弾性表面波フィルタの上面図
【図２】 図１に示す弾性表面波フィルタの周波数特性曲線図
【図３】 本発明の参考例１における弾性表面波フィルタの周波数特性曲線図
【図４】 本発明の参考例２における弾性表面波フィルタの上面図
【図５】 図４に示す弾性表面波フィルタの周波数特性曲線図
【図６】 本発明の参考例２における弾性表面波フィルタの周波数特性曲線図
【図７】 本発明の実施の形態１における弾性表面波フィルタの上面図
【図８】 本発明の実施の形態１における弾性表面波フィルタの周波数特性曲線図
【図９】 図８の要部拡大図
【図１０】 本発明の実施の形態１における弾性表面波フィルタの周波数特性曲線図
【図１１】 図１０の要部拡大図
【図１２】 従来の弾性表面波フィルタの上面図
【符号の説明】
１０ 圧電基板
１１ 第１の櫛型電極
１２ 第２の櫛型電極
１３ 第３の櫛型電極
１４ 第１の反射器電極
１５ 第２の反射器電極
３０ 圧電基板
３１ 第１の櫛型電極
３２ 第２の櫛型電極
３３ 第３の櫛型電極
３４ 第１の反射器電極
３４ａ 反射器電極群
３４ｂ 反射器電極群
３５ 第２の反射器電極
３５ａ 反射器電極群
３５ｂ 反射器電極群
５０ 圧電基板
５１ 第１の櫛型電極
５２ 第２の櫛型電極
５３ 第３の櫛型電極
５４ 第１の反射器電極
５４ａ 反射器電極群
５４ｂ 反射器電極群
５４ｃ 反射器電極群
５５ 第２の反射器電極
５５ａ 反射器電極群
５５ｂ 反射器電極群
５５ｃ 反射器電極群
５６ 三電極縦モード結合型櫛電極
５７ 三電極縦モード結合型櫛電極

Claims (2)

1. 圧電基板と、この圧電基板上に設けた第１の櫛型電極と、この第１の櫛型電極のその表面波伝搬方向の両側に設けた第２、第３の櫛型電極と、この第２及び第３の櫛型電極を挟むように設けた第１及び第２の反射器電極とを備え、前記反射器電極は複数本の電極指の反射器電極ピッチ（電極指幅＋電極指間隔幅）が一定となる、複数の反射器電極群に分けられ、それぞれの前記反射器電極群の間で前記反射器電極ピッチが異なり、隣り合う前記反射器電極群の反射器電極ピッチ同士は、０．０５％以上の差を有している弾性表面波フィルタ。
2. 前記櫛型電極に隣接する前記反射器電極群の電極指の本数を１０本から３０本で構成した請求項１記載の弾性表面波フィルタ。

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