JPH10190394A - 弾性表面波共振子フィルタ - Google Patents

弾性表面波共振子フィルタ

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JPH10190394A
JPH10190394A JP8345477A JP34547796A JPH10190394A JP H10190394 A JPH10190394 A JP H10190394A JP 8345477 A JP8345477 A JP 8345477A JP 34547796 A JP34547796 A JP 34547796A JP H10190394 A JPH10190394 A JP H10190394A
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JP
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electrode
resonator filter
weighting
electrodes
center
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Kazunobu Shimoe
一伸 下江
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H03H9/64Filters using surface acoustic waves
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    • H03H9/6436Coupled resonator filters having one acoustic track only
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    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通過帯域の高域側における大きな不要スプリ
アスを効果的に抑圧することができ、選択度が改善され
た縦結合型SAW共振子フィルタを得る。 【解決手段】 圧電基板2上に第1のID電極3と第
2,第3のID電極4,5とを配置し、それらの設けら
れている領域の両側に反射器8,9を形成してなり、第
1のID電極3と第2の電極4との最も近接し合ってい
る電極指の中心間距離L1 と、第1のID電極3と第3
のID電極5の最も近接し合っている電極指の中心間距
離L2 とを異ならせてなる構造において、ID電極3に
重み付けを施してなる、3電極型の縦結合型SAW共振
子フィルタ1。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インターデジタル
電極が設けられている領域の両側に反射器を形成してな
る縦結合型弾性表面波共振子フィルタに関し、より詳細
には、電極構造の改良により不要スプリアスを抑圧した
構造を有する縦結合型弾性表面波共振子フィルタに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、各種通信機器用の帯域通過型フィ
ルタとして、弾性表面波(以下、SAW)フィルタが用
いられている。帯域通過型フィルタでは、通過帯域幅の
確保及び高選択性を有することが強く求められている。
従って、例えば高周波段に用いられるSAWフィルタに
おいても、目的とする通過帯域幅の確保及び高選択特性
が要求されている。特に、CT−1、CT−1+ 及びC
T−2などの規格のコードレス電話におけるRF段用S
AWフィルタでは、使用する中間周波段フィルタにもよ
るが、中心周波数から±20MHz離れた点及び±40
MHz離れた点における減衰量の確保が重要であるとさ
れており、より選択特性に優れたフィルタが要求されて
いる。
【0003】他方、低損失化、帯域外減衰量の増大及び
小型化を図る上では、SAWフィルタの中でも、共振子
型のものが有利であるとされている。例えば、36°Y
カットX伝搬LiTaO3 などからなる圧電基板上にイ
ンターデジタル(以下、ID)電極を等間隔に3個近接
配置し、ID電極が設けられている領域の両側に反射器
を設けてなる縦結合型SAW共振子フィルタの多段接続
品を用いれば、上述した要求を一応満たすことが可能で
ある。
【0004】しかしながら、従来の縦結合型SAW共振
子フィルタでは、通過帯域よりも高周波側に不要スプリ
アスが発生するという問題があった。図3は、従来の縦
結合型SAW共振子フィルタの減衰量周波数特性を示す
図であり、実線Aは、実線Bで示す特性の要部を縦軸の
右側のスケールで拡大した特性を示す。図3に示す減衰
量周波数特性は、通過帯域が864〜868MHzであ
る縦結合型弾性表面波共振子フィルタの特性であるが、
通過帯域よりも高周波数側、すなわち890MHz付近
において矢印Cで示す大きなスプリアスが表れている。
従って、この付近で十分大きな減衰量を得ることができ
なかった。
【0005】上記のようなスプリアスCを抑圧する方法
として、特開平8−191229号公報には、中央のI
D電極と両側のID電極との距離を左右で異ならせる方
法が開示されている。この特開平8−191229号公
報に開示されている縦結合型SAW共振子フィルタを、
図4に平面図で示す。
【0006】縦結合型SAW共振子フィルタ10は、圧
電基板11上にID電極12,13,14を表面波伝搬
方向に沿って並設した構造を有する。すなわち、第1の
ID電極14の両側に第2,第3のID電極12,13
が配置されている。ID電極12〜14の設けられてい
る領域の表面波伝搬方向両側には、反射器15,15が
形成されている。
【0007】ID電極12,13は入力端21に接続さ
れており、ID電極14が出力端22に接続されてい
る。ID電極12,13に電圧を印加することにより、
表面波が励振され、該表面波が反射器15,15間で挟
まれた領域に閉じ込められ、定在波が生じ、該定在波に
基づく出力がID電極14から取り出される。
【0008】縦結合型SAW共振子フィルタ10では、
第1のID電極14と第2のID電極12との距離、す
なわち両者の最も近接し合っている電極指の中心間距離
1と、第1のID電極14と第3のID電極13の最
も近接し合っている電極指の中心間距離L2 とが異なら
されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示した従来の縦結合型SAW共振子フィルタ10を(2
段接続したフィルタを)用いた場合、上記中心間距離L
1 ,L2 を異ならせることにより、通過帯域の高域側に
矢印Fで示す減衰極が形成され、該減衰極付近で大きな
減衰量が得られるが、前述した大きな不要スプリアスC
をある程度は抑圧し得るものの、実際には、その減衰量
周波数特性は図5に示す通りであり、スプリアスCを完
全に抑圧することはできない。図5は、上記縦結合型S
AW共振子フィルタ10の減衰量周波数曲線を示し、実
線Dは、実線Eで示す特性の要部を縦軸の右側のスケー
ルで拡大して示す特性である。矢印Cで示す不要スプリ
アスについては、図3と比較すれば明らかなように、さ
ほど改善されていないことがわかる。
【0010】本発明の目的は、通過帯域の高域側に現れ
る大きなスプリアスをより効果的に抑圧することがで
き、それによって選択特性のより一層の改善が図られた
縦結合型SAW共振子フィルタを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、第1のID電極、第1のID電極の表面波伝搬方向
両側に配置された第2,第3のID電極及び反射器を有
し、最も近接し合っている第1のID電極の電極指と第
2のID電極の電極指との中心間距離L1 と、最も近接
し合っている第1のID電極の電極指と第3のID電極
の電極指との中心間距離L2 とが異ならされている縦結
合型弾性表面波共振子フィルタにおいて、前記第1〜第
3のID電極のうち、少なくとも1つのID電極が重み
付けされていることを特徴とする。
【0012】請求項2に記載の発明では、上記縦結合型
SAW共振子フィルタにおいて、重み付けが、ID電極
の中心に対して非対称に施されている。請求項3に記載
の発明では、上記重み付けが、間引き重み付けにより施
されていることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
に係る弾性表面波共振子フィルタの構造例を説明する。
【0014】図1は、本発明に係る縦結合型SAW共振
子フィルタの一構造例を示す平面図である。縦結合型S
AW共振子フィルタ1は、圧電基板2を用いて構成され
ている。圧電基板2は、例えば、LiTaO3 、LiN
bO3 もしくは水晶などの圧電単結晶、またはチタン酸
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
により構成され得る。
【0015】圧電基板2上には、第1のID電極3と、
ID電極3の表面波伝搬方向両側に配置された第2,第
3のID電極4,5とが形成されている。第1〜第3の
ID電極は、それぞれ、間挿し合う少なくとも1本の電
極指を有する一対のくし歯電極により構成されている。
【0016】本構造例では、第2,第3のID電極4,
5が入力側インターデジタルトランスデューサを構成し
ており、ID電極4,5の一方のくし歯電極が入力端子
6に電気的に接続されている。第1のID電極3は、出
力側インターデジタルトランスデューサを構成してお
り、一方のくし歯電極が出力端子7に電気的に接続され
ている。
【0017】ID電極3〜5が設けられている領域の表
面波伝搬方向両側に反射器8,9が形成されている。反
射器8,9は、複数本の電極指を表面波伝搬方向に直交
する方向に配置し、該複数本の電極指を全て短絡した構
造を有する。
【0018】上記ID電極3〜5及び反射器8,9は、
導電性材料をパターニングすることにより形成される
が、この導電性材料については特に限定されるものでは
なく、例えばアルミニウムやアルミニウム合金などの適
宜の金属材料を用いることができる。
【0019】縦結合型SAW共振子フィルタ1の特徴
は、第1のID電極3と、第2のID電極4の最も近接
し合っている電極指間の中心間距離L1 が、第1のID
電極3と第3のID電極5の最も近接し合っている電極
指間の中心間距離L2 とが異ならされており、かつID
電極3が重み付けされていることにある。
【0020】すなわち、SAW共振子フィルタ1では、
上記中心間距離L1 ,L2 を異ならせることにより、図
4に示したSAW共振子フィルタ10と同様に通過帯域
よりも高域側における大きな不要スプリアスの抑圧が図
られている。
【0021】加えて、中心間距離L1 ,L2 を異ならせ
ただけでは、通過帯域よりも高域側における不要スプリ
アスを完全に抑圧することができないことに鑑み、ID
電極3が重み付けされている。ID電極3の重み付け
は、図1から明らかなように、ID電極3の表面波伝搬
方向において非対称に施されている。
【0022】すなわち、ID電極3は、通常の正規型I
D電極であれば、電極指3a,3c,3e,3g,3
i,3k,3m,3oがアース電位に、また、電極指3
b,3d,3f,3h,3j,3l,3nが出力端子7
にそれぞれ接続されるのに対し、図の例では、電極指3
hと3lがアース端子に接続されている。
【0023】一般に、信号端子(入力あるいは出力端
子)に接続される電極指をアース端子への接続に変え
る、あるいは、反対にアース端子に接続される電極指を
信号端子への接続に変えることを電極指を間引くとい
い、これを複数の電極指に対して操作し、ID電極の電
極指の配列構造を変化させることを間引き重み付けとい
う。すなわち、ID電極3では、上記のようにID電極
の表面波伝搬方向中心に対して非対称となるように間引
き重み付けにより重み付けが施されている。
【0024】縦結合型SAW共振子フィルタ1では、上
記のように中心間距離L1 ,L2 を異ならせた構成にお
いて、ID電極3が上記のように重み付けされているた
め、通過帯域よりも高域側において不要スプリアスを効
果的に抑圧することができる。これは、中心間距離
1 ,L2 を異ならせることにより通過帯域よりも高域
側に減衰極を形成し、該高域側における減衰量の拡大を
図り得る構成において、さらに本願発明者が鋭意検討し
た結果、実験的に見出した知見に基づくものである。
【0025】すなわち、従来、SAWフィルタのID電
極に重み付けを施して周波数特性を調整することが試み
られているが、このような重み付けによるスプリアスの
抑圧は、主として、ID電極のサイドローブにおけるス
プリアスの抑圧や横モードスプリアスの低減に利用され
ているものに過ぎない。言い換えれば、ID電極のメイ
ンローブ内にあるスプリアスに対しては、重み付けによ
ってスプリアスを抑圧することはできないと考えられて
いた。
【0026】これに対して、本願発明者は、上記縦結合
型SAW共振子フィルタにおいて中心間距離L1 ,L2
を異ならせた構成において、少なくとも1つのID電極
を重み付けすれば、メインローブ内のスプリアスを抑圧
し得ることを初めて見出し、本発明を成すに至った。
【0027】従って、本発明におけるID電極の重み付
けは、従来より慣用されていた、ID電極のサイドロー
ブにおけるスプリアスの抑圧や横モードスプリアスの低
減に用いられている重み付けから想起されるものではな
い。
【0028】特に、ID電極に非対称に重み付けする方
法は、上記のように中心間距離L1,L2 を異ならせた
場合にのみ効果を発揮するものである。従来の中心間距
離L 1 ,L2 が異ならされていない0次モード及び2次
モードを利用した3電極型縦結合型SAW共振子フィル
タにおいて、ID電極に非対称に重み付けを施すと、フ
ィルタ特性の対称性が崩れ、1次モードが通過帯域内に
大きなスプリアスとして発生する。
【0029】すなわち、本発明におけるID電極の重み
付けは、3電極型縦結合型SAW共振子フィルタにおい
て、上記中心間距離L1 ,L2 を異ならせた構造に限
り、上記スプリアス抑圧効果を発揮するものである。
【0030】本発明に係る縦結合型SAW共振子フィル
タは、従来の縦結合型SAW共振子フィルタにおいてメ
インローブ内のスプリアス抑圧に効果がないと考えられ
ていた重み付け法を、中心間距離L1 ,L2 が異ならさ
れた特定の構造においてあえて利用することにより、通
過帯域よりも高域側に発生する不要スプリアスの抑圧を
果たし、選択特性を向上したことに特徴を有する。
【0031】なお、実施例では、ID電極3に重み付け
を施していたが、ID電極4,5にも重み付けを施して
もよく、ID電極3ではなく、ID電極4及び5の少な
くとも一方にのみ重み付けを施してもよい。また、上記
のように表面波伝搬方向中心に対して非対称に重み付け
を施さず、対称に重み付けを施してもよい。もっとも、
非対称に重み付けすることにより、通過帯域の高域側に
おけるスプリアスをより効果的に抑圧し得るため、非対
称に重み付けすることが好ましい。
【0032】さらに、重み付け方法についても、上述し
た電極間引き法による重み付けに限らず、交差幅重み付
け、傾斜型重み付けなどの他の重み付け手法を採用して
もよい。
【0033】また、圧電基板21に代えて、絶縁基板上
に圧電薄膜を形成してなる圧電性基板を用いてもよく、
その場合には、ID電極3〜5や反射器8,9は、圧電
薄膜の上面及び下面の何れに形成してもよい。
【0034】
【実施例】本発明に係る縦結合型SAW共振子フィルタ
の効果を、具体的な実施例に基づき明らかにする。
【0035】図1に示したSAW共振子フィルタ1とし
て、圧電基板2を36°YカットX伝搬LiTaO3
ID電極3の電極指の本数を71本、ID電極4,5の
電極指の本数を41本、中心間距離L1 =0.35λ、
2 =0.71λ、反射器8,9の電極指の本数をそれ
ぞれ170本、ID電極3〜5及び反射器8,9の電極
膜厚をλの3.6%とし、さらにID電極3について
は、表面波伝搬方向において非対称となるように間引き
法により重み付けした。間引き重み付けの詳細は、ID
電極3において通常の正規型ID電極の電極指の配列構
造から、図1で説明すると、左側より、30、32、3
4、36、38、54、58、62、66、68本目の
電極指をアース端子側に接続するように電極指を間引い
た。λは、反射器の電極ピッチで決まる表面波の波長で
ある。なお、上記ID電極3〜5及び反射器8,9の電
極材料としてはAlを用いた。
【0036】上記のようにして得た縦結合型SAW共振
子フィルタ1を2個用い、二段接続し、中心周波数が8
66MHzであるCT−2規格のコードレス電話用RF
フィルタとして用いた場合の減衰量周波数特性を測定し
た。結果を図2に示す。なお、図2において、実線G
は、実線Hで示す特性の要部を縦軸の挿入損失について
右側のスケールで拡大して示す特性である。
【0037】比較のために、ID電極3が重み付けを施
されていないことを除いては、上記と同様にして構成し
た比較例の縦結合型SAW共振子フィルタ10(図4に
示した構造)を、二段接続し、同様にCT−2規格のコ
ードレス電話用RFフィルタとして用いた場合の減衰量
周波数特性を測定した。この測定結果は、前述した図5
に示す特性曲線D,Eで表される。
【0038】前述した通り、図5に示す特性では、中心
間距離L1 ,L2 を異ならせることにより、減衰極が形
成され矢印Fで示す部分の減衰量が改善され、不要スプ
リアスCのレベルも若干低下したものの完全には消滅せ
ず、減衰量はおよそ30dBに留まっていた。
【0039】これに対して、図2に示した特性から明ら
かなように、実施例のSAW共振子フィルタでは、通過
帯域の高域側に現れている大きなスプリアスCがより効
果的に抑圧され、減衰量は40dB以上確保され得るこ
とがわかる。また、間引き法により重み付けしていた
が、通過帯域外における挿入損失の悪化や通過帯域幅の
減少も見られなかった。
【0040】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明に
係る縦結合型SAW共振子フィルタでは、第1〜第3の
ID電極が配置されており、上記中心間距離L1 と中心
間距離L2 とが異ならされていることにより、通過帯域
の高域側において減衰極が形成されて通過帯域の高域側
におけるスプリアスの抑制が図られているだけでなく、
さらに、少なくとも1つのID電極が重み付けされてい
るため、通過帯域の高域側に現れる大きなスプリアスを
より効果的に抑圧することが可能となる。
【0041】従って、例えばコードレス電話のRFフィ
ルタとして用いた場合、中心周波数から±20MHz離
れた点及び40MHz離れた点における減衰量を確実に
確保することができ、高選択度のフィルタを提供するこ
とが可能となる。
【0042】請求項2に記載の発明では、上記重み付け
がID電極の中心に対して非対称に施されているため、
通過帯域の高域側における大きなスプリアスをより効果
的に重み付けにより抑圧することができる。
【0043】請求項3に記載の発明では、重み付けが間
引き重み付け法により行われているため、設計及びパタ
ーニングも比較的容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の縦結合型SAW共振子フィルタの一構
造例を示す平面図。
【図2】本発明の縦結合型SAW共振子フィルタの実施
例の減衰量周波数特性を示す図。
【図3】従来の縦結合型SAW共振子フィルタの減衰量
周波数特性を示す図。
【図4】従来の縦結合型SAW共振子フィルタの一例を
示す平面図。
【図5】従来の縦結合型SAW共振子フィルタの減衰量
周波数特性であって、比較例として用意したものの特性
を示す図。
【符号の説明】
1…縦結合型SAW共振子フィルタ 2…圧電基板 3…第1のID電極 4,5…第2,第3のID電極 3a〜3o…電極指 8,9…反射器 L1 ,L2 …中心間距離

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のインターデジタル電極、第1のイ
    ンターデジタル電極の表面波伝搬方向両側に配置された
    第2,第3のインターデジタル電極及び反射器を有し、
    最も近接し合っている第1のインターデジタル電極の電
    極指と第2のインターデジタル電極の電極指との中心間
    距離L1 と、最も近接し合っている第1のインターデジ
    タル電極の電極指と第3のインターデジタル電極の電極
    指との中心間距離L2 とが異ならされている縦結合型弾
    性表面波共振子フィルタにおいて、 前記第1〜第3のインターデジタル電極のうち、少なく
    とも1つのインターデジタル電極が重み付けされている
    ことを特徴とする縦結合型弾性表面波共振子フィルタ。
  2. 【請求項2】 前記重み付けが、インターデジタル電極
    の中心に対して非対称に施されていることを特徴とす
    る、請求項1に記載の縦結合型弾性表面波共振子フィル
    タ。
  3. 【請求項3】 前記重み付けが間引き重み付けにより施
    されている請求項1または2に記載の縦結合型弾性表面
    波共振子フィルタ。
JP8345477A 1996-12-25 1996-12-25 弾性表面波共振子フィルタ Pending JPH10190394A (ja)

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US08/976,798 US5986524A (en) 1996-12-25 1997-11-24 Surface acoustic wave resonator filter with a weighted asymmetrical interdigital electrode
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