JPS583307A - 弾性表面波多重モ−ドフィルタ - Google Patents
弾性表面波多重モ−ドフィルタInfo
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- JPS583307A JPS583307A JP10214481A JP10214481A JPS583307A JP S583307 A JPS583307 A JP S583307A JP 10214481 A JP10214481 A JP 10214481A JP 10214481 A JP10214481 A JP 10214481A JP S583307 A JPS583307 A JP S583307A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
- H03H9/6423—Means for obtaining a particular transfer characteristic
- H03H9/6433—Coupled resonator filters
- H03H9/644—Coupled resonator filters having two acoustic tracks
- H03H9/6456—Coupled resonator filters having two acoustic tracks being electrically coupled
- H03H9/6459—Coupled resonator filters having two acoustic tracks being electrically coupled via one connecting electrode
- H03H9/6463—Coupled resonator filters having two acoustic tracks being electrically coupled via one connecting electrode the tracks being electrically cascaded
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- H03H9/6433—Coupled resonator filters
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Landscapes
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は弾性表面波共振器によって構成し狭帯域通過特
性を呈する多重モードフィルタKllする。
性を呈する多重モードフィルタKllする。
従来から56MHz以上の帯域通過フィルタとしては一
般にLCフィルタ、スパイラル・フィルタ、弾性表面波
フィルタ或は帯域通過フィルタの基本回路中の共振素子
又はインダクタンスを弾性表面波共振器に置換したフィ
ルタ勢が使用されている。
般にLCフィルタ、スパイラル・フィルタ、弾性表面波
フィルタ或は帯域通過フィルタの基本回路中の共振素子
又はインダクタンスを弾性表面波共振器に置換したフィ
ルタ勢が使用されている。
しかしながら上述の帯域通過フィルタは以下O如き欠点
を有する。
を有する。
即ち、LCフィルタは使用する周波数に制限があり、ス
パイラル・フィルタは大型となるのみならず両者共極め
てQが低いものである。
パイラル・フィルタは大型となるのみならず両者共極め
てQが低いものである。
一方弾性表面波フィルタは比較的広帯域のフィルタであ
るが。、−大損失が大きい上温度特性及び安定度に問題
があるのみならずTTI(三重反射エコー)によって通
過帯域にリップル音生じやすいという欠点がある。
るが。、−大損失が大きい上温度特性及び安定度に問題
があるのみならずTTI(三重反射エコー)によって通
過帯域にリップル音生じやすいという欠点がある。
又、1域通過フィルタ基本回路中の共振素子を弾性表面
波共振器で置換し光フィルタ社比較的低周波数帯(10
0MHg以下)で使用されている。これは所■水晶フィ
ルタと同種のもので6・るがこれ’t100MHg以上
の高周波帯域で使用する場合には、必要とされる高いQ
と狭帯域フィルタ特性を充分高い安定度にて実現するこ
とが極めて困難であった。 ゛ 本発明は上記の如★従来の帯域通過フィルタの欠点を除
去する為になされたものであって、従来のフィルタの如
く個別部品の組み合わせによることなく、弾性表面波共
振器による同一周波数の振動が複数個隣接した場合それ
らの間の前書的結合の結果発生する書数種の振動キード
から発生する異りた共振゛周波数を利用してフィルタを
構成することによって高周波帯域に於いて為いQと高い
安定度を有する帯域通過フィルタt−1供することf@
的とする。
波共振器で置換し光フィルタ社比較的低周波数帯(10
0MHg以下)で使用されている。これは所■水晶フィ
ルタと同種のもので6・るがこれ’t100MHg以上
の高周波帯域で使用する場合には、必要とされる高いQ
と狭帯域フィルタ特性を充分高い安定度にて実現するこ
とが極めて困難であった。 ゛ 本発明は上記の如★従来の帯域通過フィルタの欠点を除
去する為になされたものであって、従来のフィルタの如
く個別部品の組み合わせによることなく、弾性表面波共
振器による同一周波数の振動が複数個隣接した場合それ
らの間の前書的結合の結果発生する書数種の振動キード
から発生する異りた共振゛周波数を利用してフィルタを
構成することによって高周波帯域に於いて為いQと高い
安定度を有する帯域通過フィルタt−1供することf@
的とする。
以下本発明の基礎となった実験結果及び理論1−*脱す
ると共に、本発明全各種の実施例の図面に基づいて詳細
に説明する。
ると共に、本発明全各種の実施例の図面に基づいて詳細
に説明する。
第1園社本発明に於いて使用する多対のインタディジタ
ル・トランスジューサ電極を有する弾性表面波共振器の
一般的構成を示すものであ侮る。
ル・トランスジューサ電極を有する弾性表面波共振器の
一般的構成を示すものであ侮る。
即ち、水晶等の圧電基板lの主表面上に適当なライン・
スペース比(通常Fi1:1であることが多い)を以り
て配列する電極指2,2.及・び2#、2J、・・・・
・・・・・を夫々バスバー電極3,4から交互に延長交
叉する如く配置し、前記バスバー電極3,4に夫々端子
5,6t−設けて二端子共振器を形成する。
スペース比(通常Fi1:1であることが多い)を以り
て配列する電極指2,2.及・び2#、2J、・・・・
・・・・・を夫々バスバー電極3,4から交互に延長交
叉する如く配置し、前記バスバー電極3,4に夫々端子
5,6t−設けて二端子共振器を形成する。
伝搬速度がVex波長がλである場合、共揚馬波数をf
、とすれば f、=v、/λ=v、/4d で決定される。
、とすれば f、=v、/λ=v、/4d で決定される。
又電極対数をNとすると、電極長りは
、[、=ljJ・λ
で与えられ、共振器のサイズを決定するものである。
更Kwは前記電極2,2.・・・・・・及び2’ 、2
’、・・・・・・の交叉長であって、波の励起されるt
14f決定すると共に共振器のインピーダンス・レベル
に影養會与えるものである。
’、・・・・・・の交叉長であって、波の励起されるt
14f決定すると共に共振器のインピーダンス・レベル
に影養會与えるものである。
上述の如く多対のインタディジタル・トランスジューサ
電極を有する弾性表面波共振器は急峻なインピーダンス
特性管示すが、これは表面波が前記電極2,2.・・・
・・・及び2#、2′、*+・・・・の関で周期的摂動
による反射を生起し、この為表面波の振動エネルギが前
記電極2,2.・・・・・・2#、2−1・・、・・・
の間に閉じ込められることによシ高hQ管°有する共振
S管形成するからである。
電極を有する弾性表面波共振器は急峻なインピーダンス
特性管示すが、これは表面波が前記電極2,2.・・・
・・・及び2#、2′、*+・・・・の関で周期的摂動
による反射を生起し、この為表面波の振動エネルギが前
記電極2,2.・・・・・・2#、2−1・・、・・・
の間に閉じ込められることによシ高hQ管°有する共振
S管形成するからである。
第2図はその振動o1111を模式的に説明するもので
振動エネルギが前記電極の中央部に集中していることを
示す実験結果である。
振動エネルギが前記電極の中央部に集中していることを
示す実験結果である。
即ち、8Tカツトの水1基板1を用いるならd1X軸方
向に表面波を伝搬する弾性表面波共振器とな9、該共振
器に於いては、X軸及び2軸方向の振動変位を夫々Ux
及びU、とすると、両方向共変位の最大値は中央部にあ
り、夫々の両端近傍に於いて指数関数的に急減衰するの
で電極周辺部は殆んど振動せず、前述のエネルて説明す
る。
向に表面波を伝搬する弾性表面波共振器とな9、該共振
器に於いては、X軸及び2軸方向の振動変位を夫々Ux
及びU、とすると、両方向共変位の最大値は中央部にあ
り、夫々の両端近傍に於いて指数関数的に急減衰するの
で電極周辺部は殆んど振動せず、前述のエネルて説明す
る。
従来、弾性表面波共振器について高いQを得る為圧電基
板中央に対数Nの小なる電極管設け、その両側に比較的
多対の反射器を配して振動エネルギをこの反射器内に閉
じ込めようとする試みがなされている。
板中央に対数Nの小なる電極管設け、その両側に比較的
多対の反射器を配して振動エネルギをこの反射器内に閉
じ込めようとする試みがなされている。
しかしながら斯る形式の共振器轢反射器と励振電極とo
tw的結合によって共振特性の乱れや複雑な反射を伴い
、副共振も多いという欠点があった。
tw的結合によって共振特性の乱れや複雑な反射を伴い
、副共振も多いという欠点があった。
一方、本発明に於いて使用する最も単純な形式の多対イ
ンタディジタル@)ランスジ為−サ電極のみからなる共
振器は―」共振も少なくインピーダンス・レベル4低く
しうる勢の利点はあるが高いQを得んとすれば極めて多
数の電極対数管要しそのサイズが長大になるという欠点
がめるとされていた。
ンタディジタル@)ランスジ為−サ電極のみからなる共
振器は―」共振も少なくインピーダンス・レベル4低く
しうる勢の利点はあるが高いQを得んとすれば極めて多
数の電極対数管要しそのサイズが長大になるという欠点
がめるとされていた。
然るに本願発明者等は既に特願昭56−56710に於
いて比較的少数の電極対数Nによって高いQ含有する共
振器が得られること1明らかにした。
いて比較的少数の電極対数Nによって高いQ含有する共
振器が得られること1明らかにした。
本発明は上記の共振器全利用してフィルタを構成するも
のであるが、この共振器のtwist以下に列挙する。
のであるが、この共振器のtwist以下に列挙する。
(a) 電極材質Fihノの場合最良の特性を示し、
m1ll共振が少なく高いQt−得られる。
m1ll共振が少なく高いQt−得られる。
(b) 電極膜厚Hの値を大きく(例えばST力。
ト水晶基板の場合であれば嵌面波々長λの1.5慢以上
)設定すればする1!Qの最大値も大きくなるが、副共
振レベルも上昇する。
)設定すればする1!Qの最大値も大きくなるが、副共
振レベルも上昇する。
(cl 共振器のQは電極対数Nが100〜4000
間ではへの2〜3乗に比例し、400〜800でNに比
例し、更Kl、000を越えると漸増する。
間ではへの2〜3乗に比例し、400〜800でNに比
例し、更Kl、000を越えると漸増する。
(d) 等価インダクタンスはNの逆数の2乗には譬
比例し等価容量社Nが800前后で最小、その両側では
漸増する。−1副共振レベルはNが400までは小さく
900を越えると悪化する。
比例し等価容量社Nが800前后で最小、その両側では
漸増する。−1副共振レベルはNが400までは小さく
900を越えると悪化する。
(el 交叉長Wでは変化が緩慢ではあるがQの最大
′値を示す値が存在し、Wが大となるに従って等価イン
ダクタンスは小さくなりはソWの1.5乗に反比例する
。
′値を示す値が存在し、Wが大となるに従って等価イン
ダクタンスは小さくなりはソWの1.5乗に反比例する
。
げ)共振周波数f、は前述の如くインタディジタル・ト
ランスジューサ電極間隔2dKよって決るが、電極膜厚
Hi大きくするとその質量効果によって低下する。又、
対数Nl減少して本若干低下する。
ランスジューサ電極間隔2dKよって決るが、電極膜厚
Hi大きくするとその質量効果によって低下する。又、
対数Nl減少して本若干低下する。
本願発明者等が既に手中のものとしている弾性表面波共
振器は上記の如き%徴を有する屯のでめる〆ところから
、これ全率−の圧電基板上で青畳的に結合することによ
って極めて小型な高周波帯域での使用に好適な帯線通過
フィルタが得られ、しかもその通過帯域幅は電極対数N
、電極膜厚H%を変化することによりかなりの自由度を
以って制御しうることが予御jされる。
振器は上記の如き%徴を有する屯のでめる〆ところから
、これ全率−の圧電基板上で青畳的に結合することによ
って極めて小型な高周波帯域での使用に好適な帯線通過
フィルタが得られ、しかもその通過帯域幅は電極対数N
、電極膜厚H%を変化することによりかなりの自由度を
以って制御しうることが予御jされる。
上記の予111に基づいて本願発明者等の行った基本実
験の結果を詳述し、これ全応用1尭展させ喪実施例も併
せて説明する。
験の結果を詳述し、これ全応用1尭展させ喪実施例も併
せて説明する。
It!3図は実験に使用したフィルタO構造を示す図で
あって圧電基1i11Kt!温度特性等を考慮して8T
カツトの水晶′管用いる。骸水晶基板11の主表面はボ
リッシ1研l#を施した上、該表面上のX軸方向(11
面波の伝播方向)に沿って2個の多対インタディジタル
・トランスジ。
あって圧電基1i11Kt!温度特性等を考慮して8T
カツトの水晶′管用いる。骸水晶基板11の主表面はボ
リッシ1研l#を施した上、該表面上のX軸方向(11
面波の伝播方向)に沿って2個の多対インタディジタル
・トランスジ。
−サ電極12及び13を直列に隣接配置し2個の共振器
とする。
とする。
前記両電極12及び13の電極対数NtS及びNllは
必ずしも同数である必要はないが実験の単純化の為同数
とし、両電極の間隙fB両共振器によって励起される表
面波の位相t−あわせるべく表面波の波長λに対しくn
+”)λ、(n=0,1,2.・・・・・・)とする。
必ずしも同数である必要はないが実験の単純化の為同数
とし、両電極の間隙fB両共振器によって励起される表
面波の位相t−あわせるべく表面波の波長λに対しくn
+”)λ、(n=0,1,2.・・・・・・)とする。
閘、前記間11fFijll!3図(b)に拡大図示す
る如く両共asst*成する端部電極指の中心間距離に
て表すものとする。
る如く両共asst*成する端部電極指の中心間距離に
て表すものとする。
第3図の如く構成する共振器を”共振させた場合二つの
振動モードが発生するがその一つは第4図(atの如く
前記両電極12及び13が一個の共振器として励振され
、X軸上で前記両電極12及び13の間隙に関して対称
となる振動モートチする。これ【対称モード或は5−s
c−ドと名付け、該振動モードの共振周波数?/、とす
る。
振動モードが発生するがその一つは第4図(atの如く
前記両電極12及び13が一個の共振器として励振され
、X軸上で前記両電極12及び13の間隙に関して対称
となる振動モートチする。これ【対称モード或は5−s
c−ドと名付け、該振動モードの共振周波数?/、とす
る。
他の振動モードは第4図(bl K示す如く前記両電極
12及び130間隙に関して反対称となる振動モードで
あって、これ1反対称モード或は1−モードと名付け、
該振動モードの共振周波数f、とする。
12及び130間隙に関して反対称となる振動モードで
あって、これ1反対称モード或は1−モードと名付け、
該振動モードの共振周波数f、とする。
この反対称モードの振動hiたかも2つの共振器が各々
独立に存在し、かつ両者が逆位相の関係でX軸方向に2
つの波が乗っている如き状態となる。
独立に存在し、かつ両者が逆位相の関係でX軸方向に2
つの波が乗っている如き状態となる。
上記2つの振動モードを考慮して前記電極12を入力側
、同じく13會出力資の共振器として前記両電極12及
び13に夫々入力端子14、出力端子1st−設けて四
端子構成とすればその等価回路は第55illの如く書
くことができる。
、同じく13會出力資の共振器として前記両電極12及
び13に夫々入力端子14、出力端子1st−設けて四
端子構成とすればその等価回路は第55illの如く書
くことができる。
第5図に於いてり、、C,Fi夫々対称モード(8−モ
ード)の振動によって生ずる共振周波数f、に対する等
価インダクタンス及び等価容量、L、、C,は夫々反対
称モード(A−モード)の振動によって生ずる共振周波
数f、に対する等価インダクタンス及び等価容量でTo
シ、C0は前記両端子14及び15から見た制動容量で
ある。又本回路中に変成器16が挿入されこれが1ニー
lとなっているのは反対称モードの表面波の位相が反転
していることを意味しており、二つの共振器が表面波の
伝播方向く直列に結合する構造に於いては対称モードで
は表面波は同相、反対称モードでは逆相となシ、夫々の
モードの共振周波数f、とf、との関係はf、>f、と
なることが判り九。
ード)の振動によって生ずる共振周波数f、に対する等
価インダクタンス及び等価容量、L、、C,は夫々反対
称モード(A−モード)の振動によって生ずる共振周波
数f、に対する等価インダクタンス及び等価容量でTo
シ、C0は前記両端子14及び15から見た制動容量で
ある。又本回路中に変成器16が挿入されこれが1ニー
lとなっているのは反対称モードの表面波の位相が反転
していることを意味しており、二つの共振器が表面波の
伝播方向く直列に結合する構造に於いては対称モードで
は表面波は同相、反対称モードでは逆相となシ、夫々の
モードの共振周波数f、とf、との関係はf、>f、と
なることが判り九。
そこで前記両モードの共振周波数f、及びf。
を利用してフィルタを構成するならば、前記両共振周波
数f、とf、との差はフィルタの帯域幅のはソ半輻値を
与えることになるはずである。
数f、とf、との差はフィルタの帯域幅のはソ半輻値を
与えることになるはずである。
以上、2個の弾性表面波共振器をその表面波伝搬方向に
直列に配し貴書的に結合した場合の振動の一般的挙動に
ついて説明したが、以下2個の共振器管構成する電極の
インタディジタル・トランスジ^−サ電極対数N1電極
間隙を等を変化させたときに発生する現象につき実験し
極膜厚H1−表面波々長の1.511 K設電した場合
対称モード及び反対称モードの共振周波数差l(Δ=f
、−f、)と前記両電極12.13の電極対数の総和N
との関係を示すものでlは#1ソNの1.5乗に逆比例
することが判明した。
直列に配し貴書的に結合した場合の振動の一般的挙動に
ついて説明したが、以下2個の共振器管構成する電極の
インタディジタル・トランスジ^−サ電極対数N1電極
間隙を等を変化させたときに発生する現象につき実験し
極膜厚H1−表面波々長の1.511 K設電した場合
対称モード及び反対称モードの共振周波数差l(Δ=f
、−f、)と前記両電極12.13の電極対数の総和N
との関係を示すものでlは#1ソNの1.5乗に逆比例
することが判明した。
即ち、電極対数Nを増加すればノが小となるから狭帯域
のフィルタを又Nt減少すれば広帯域のフィルタを作る
ことが可能となるものである。
のフィルタを又Nt減少すれば広帯域のフィルタを作る
ことが可能となるものである。
更に第7図は総電極対数Nを400対とし電極膜厚H管
表面波身長の1.5−とした場合前記両弁振器電極12
.13の間IFとノとの関係を示すもので、関lItを
両共振器の全長りの比をとり、t/L1に用いて、et
大とすると、即ち前記両電極12,13の音響的結合管
弱くするとΔも小となりフィルタは狭帯域化し、逆にt
/Lを小とし結合1強めると広帯域フィルタとなること
が判る。
表面波身長の1.5−とした場合前記両弁振器電極12
.13の間IFとノとの関係を示すもので、関lItを
両共振器の全長りの比をとり、t/L1に用いて、et
大とすると、即ち前記両電極12,13の音響的結合管
弱くするとΔも小となりフィルタは狭帯域化し、逆にt
/Lを小とし結合1強めると広帯域フィルタとなること
が判る。
一方、1pc8図は電極膜厚HとΔとの関係管示したも
ので、懺面波々長λで規準化したH/λることが判った
。これは電極膜厚Hを大きくすることにより振動エネル
ギO閉じ込め効果が増大するという本願発明者等の従来
の知見とも一致するが、電極膜厚Hのlに対する影響は
意外に小さいもので前記間11fKよる影響とは比べも
のにならぬことが判明した。
ので、懺面波々長λで規準化したH/λることが判った
。これは電極膜厚Hを大きくすることにより振動エネル
ギO閉じ込め効果が増大するという本願発明者等の従来
の知見とも一致するが、電極膜厚Hのlに対する影響は
意外に小さいもので前記間11fKよる影響とは比べも
のにならぬことが判明した。
歯、以上の実験は前記f m C=f # ) 196
MHzにて行った屯のである。
MHzにて行った屯のである。
斯くして2個の弾性表面波共振器を表面波の伝搬方向に
ついて青畳的に結合することによってフィルタtIl成
しうろこと、そして該フィルタの等価回路はラチス回路
又はヤーマン回路或扛その変形としてラダー回路で表現
できることが立証され、しかもその帯域幅を自由に設計
しうることが1j1−らかとなった。
ついて青畳的に結合することによってフィルタtIl成
しうろこと、そして該フィルタの等価回路はラチス回路
又はヤーマン回路或扛その変形としてラダー回路で表現
できることが立証され、しかもその帯域幅を自由に設計
しうることが1j1−らかとなった。
冑、斯る形式のフィルタの特性は第9内に示す如きもの
であり、入出力端に所要のインピーダンスで終端した場
合の挿入損失で表すと、中心周波数f、は前記f、に低
域−カットオフ周波数f−1は、f、に、又高域側カッ
トオフ周波数f+1はf、からΔ<=1.−t、>
だけ高い周波数に相応し、前記カットオフ周波数f−1
+f+>の点で挿入損失は約6dBである。
であり、入出力端に所要のインピーダンスで終端した場
合の挿入損失で表すと、中心周波数f、は前記f、に低
域−カットオフ周波数f−1は、f、に、又高域側カッ
トオフ周波数f+1はf、からΔ<=1.−t、>
だけ高い周波数に相応し、前記カットオフ周波数f−1
+f+>の点で挿入損失は約6dBである。
通過帯域幅8社
B=2Cfm−f*)=21
でToゐことは前述のとうりであ′るがここで第5図の
等価回路に示さ、、れ九制動容量C0並びに最大帯域幅
13maxに対する制約条件に/)き簡単に言及する。
等価回路に示さ、、れ九制動容量C0並びに最大帯域幅
13maxに対する制約条件に/)き簡単に言及する。
前述の如く対称及び反対称両モードの共振周波数差Δは
かなり大幅な自由度を以って任意に選ぶことができるが
、その最大値、換言すれに最大帯域幅BmaXは前記C
0によって制限をうける。
かなり大幅な自由度を以って任意に選ぶことができるが
、その最大値、換言すれに最大帯域幅BmaXは前記C
0によって制限をうける。
即ち、前記両共振器の入出力端子14.15にインダク
タンスを挿入しないものとすればその帯域幅Bは である。ここで容量比rFi圧電基板の材質及びカット
、電極設計等によシー義的に決定してしまうのでrが与
えられればB m a Xも決まってしまうことになる
。
タンスを挿入しないものとすればその帯域幅Bは である。ここで容量比rFi圧電基板の材質及びカット
、電極設計等によシー義的に決定してしまうのでrが与
えられればB m a Xも決まってしまうことになる
。
従って帯域11Bmaxの決定しているフィルタに対し
更にわずかな設計変更で帯域幅Bl変えたい場合、例え
ば更に狭帯域にしたい場合Ka圧電基板上の適所にイン
タディジタル電極型の容量tパター/で作成することに
より個別部品を使用せず容易に目的を達することが可能
となるtのである。
更にわずかな設計変更で帯域幅Bl変えたい場合、例え
ば更に狭帯域にしたい場合Ka圧電基板上の適所にイン
タディジタル電極型の容量tパター/で作成することに
より個別部品を使用せず容易に目的を達することが可能
となるtのである。
次に実際にフィルタを構成する場合の二共振器の電気的
接続法及び振動の位相関係について説明する。
接続法及び振動の位相関係について説明する。
本発明のフィルタに於ては、表面波の伝搬方向に直列に
隣接し青畳的に結合した二つの共振器が両者同相の状態
と逆相の状態との二つの状1Iltとることができる。
隣接し青畳的に結合した二つの共振器が両者同相の状態
と逆相の状態との二つの状1Iltとることができる。
電極12.13のパスパー電極の一方21及び22會電
気的に接続して接地し他のバスパー電極23及び24に
夫々入力及び出力端子を設ければ同相の状態となりその
等価回路は同図(b)にて表わすことができる。又その
フィルタ特性は同@(C)の如くなる。狗、図上C9扛
浮遊容量!あってこれが入ることにより同図(C)のフ
ィルタ特性は実92Bから点l526の如(劣化し実効
減衰量は低下するが位相特性は向上する。
気的に接続して接地し他のバスパー電極23及び24に
夫々入力及び出力端子を設ければ同相の状態となりその
等価回路は同図(b)にて表わすことができる。又その
フィルタ特性は同@(C)の如くなる。狗、図上C9扛
浮遊容量!あってこれが入ることにより同図(C)のフ
ィルタ特性は実92Bから点l526の如(劣化し実効
減衰量は低下するが位相特性は向上する。
他方、第11図(a)の如く両共振器電極12,130
パスバー電極の接続を変えてバスバー電極21と24と
t接続すると逆相状態とな夛、この勢価回路は同1−で
表わされる。ここで更に入出力両端子間に浮遊容量C9
或#i特定O容量を挿入すればフィルタ特性は同図00
如くな夛減衰極27及び28が周波数f−,及びfly
の位置に発生する。前記減衰極27及び28は前記C2
が大となれば中心周波数f0に近接し、カットオフ特性
は急峻となるが保証減衰量は小さくなる。
パスバー電極の接続を変えてバスバー電極21と24と
t接続すると逆相状態とな夛、この勢価回路は同1−で
表わされる。ここで更に入出力両端子間に浮遊容量C9
或#i特定O容量を挿入すればフィルタ特性は同図00
如くな夛減衰極27及び28が周波数f−,及びfly
の位置に発生する。前記減衰極27及び28は前記C2
が大となれば中心周波数f0に近接し、カットオフ特性
は急峻となるが保証減衰量は小さくなる。
このような減衰極を有する有極特性のフィルタは急峻な
減衰?要求される場合には極めて有効である。
減衰?要求される場合には極めて有効である。
冑、逆相の状mt得るには必ずしも第11図の如き電気
的IIaによる必!!はなく、前記両電極間の間@ft
nλ(但し、n = 1 、2 、−)とするととによ
りても可能である。
的IIaによる必!!はなく、前記両電極間の間@ft
nλ(但し、n = 1 、2 、−)とするととによ
りても可能である。
以上本発明のフィルタ6基本的構成について説明したが
、この基本的構成を基礎にしてj!に以下の如く′変形
発展させることが考えられる。
、この基本的構成を基礎にしてj!に以下の如く′変形
発展させることが考えられる。
即ち、第1211に示す如く本発明の基本的構造たる二
つの共振器の組を一つのセクタ1ンとして、これを多数
電気的に縦続接続することによって大きな保証減衰量を
得ることができる。
つの共振器の組を一つのセクタ1ンとして、これを多数
電気的に縦続接続することによって大きな保証減衰量を
得ることができる。
これを実行する方法としては前記基本構造九する1セク
シ曹ンを多数製作し外部で電気的EII続してもよいが
、一枚の基板31上に所要数のセクシ冒ン32.33.
・・・・・・を適宜配置するよう製作すると共に各セフ
シロン間の電気的接続′もパターン34で同時に作成す
るのが最も効率的であろう。
シ曹ンを多数製作し外部で電気的EII続してもよいが
、一枚の基板31上に所要数のセクシ冒ン32.33.
・・・・・・を適宜配置するよう製作すると共に各セフ
シロン間の電気的接続′もパターン34で同時に作成す
るのが最も効率的であろう。
斯くすることによって高次の減衰階級を有するフィルタ
tIIIII成することができる。
tIIIII成することができる。
又、高次の減衰階級を有するフィルタの他の構成法とし
て第13図(1)の如く圧電基板41の表面波伝搬方向
に直列に多数の共振器電極42.43.・・・・・・を
並ぺ各々の閣で音響的結合を生ぜしめ複数の振動モード
(本図の場合は4七−ド)の共at作りこれを利用して
もよい。
て第13図(1)の如く圧電基板41の表面波伝搬方向
に直列に多数の共振器電極42.43.・・・・・・を
並ぺ各々の閣で音響的結合を生ぜしめ複数の振動モード
(本図の場合は4七−ド)の共at作りこれを利用して
もよい。
複数の振動モードとは第13図(blの様KIl数の対
称及び複数の屓対称モードの波が乗っているものである
。
称及び複数の屓対称モードの波が乗っているものである
。
斯くの如き多重モード・フィルタを多段縦続接続すれば
前記第1211に示した偶数次のみならず奇数次の減衰
階級を有するフィルタ管構成することも可能である。
前記第1211に示した偶数次のみならず奇数次の減衰
階級を有するフィルタ管構成することも可能である。
以上説明しえ如き多セクシ冒ン・フィルタの設計は一般
に動作パラメータ法を適用し1、無極チェビシェフ41
性より等価変換を行い各共振器の等価定数に置換してゆ
く方法を用いる@又多セクタ曹ンのフィルタに対し減衰
極管挿入したい場合には任意のセフシロン間に容量tI
I続すればよく、その為KU前述の如くインタディジタ
ル電極状の容量を基板上にパターンで作成できるから個
別部品の接続尋は不要である。
に動作パラメータ法を適用し1、無極チェビシェフ41
性より等価変換を行い各共振器の等価定数に置換してゆ
く方法を用いる@又多セクタ曹ンのフィルタに対し減衰
極管挿入したい場合には任意のセフシロン間に容量tI
I続すればよく、その為KU前述の如くインタディジタ
ル電極状の容量を基板上にパターンで作成できるから個
別部品の接続尋は不要である。
岡、圧電基板の材料として社温度特性、I!都変化の点
で優れ、バラツキの少ない8Tカツト水晶基板が現状で
は最適であろう。本発明のフィルタは本質的に高−波帯
域で使用する狭帯域フィルタである為、長期的安定性及
び環境条件に対する高い安定性が要求されるからである
。
で優れ、バラツキの少ない8Tカツト水晶基板が現状で
は最適であろう。本発明のフィルタは本質的に高−波帯
域で使用する狭帯域フィルタである為、長期的安定性及
び環境条件に対する高い安定性が要求されるからである
。
しかしながら本発明の原理はすべての圧電材料、又はガ
ラス等に圧電物質を付着し九基板勢にも適用可能である
ことは言うまでもない。
ラス等に圧電物質を付着し九基板勢にも適用可能である
ことは言うまでもない。
又、以上の説明に於いては弾性表面波を用いることにつ
いてのみ説明してきたが必ずしもこれに限定する必要は
なく、例えば基板表面直下を伝搬するすベシ波、ラブ波
、88BW、8H波或はブルースタインーグーリエー清
水波尋に関しても全く同様に適用可能である。
いてのみ説明してきたが必ずしもこれに限定する必要は
なく、例えば基板表面直下を伝搬するすベシ波、ラブ波
、88BW、8H波或はブルースタインーグーリエー清
水波尋に関しても全く同様に適用可能である。
即ち、インタディジタル・トランスジューサ電極を有す
る共龜器は上記6波tも励起することが既に立証されて
おC1tk下の振動エネルギを閉じ込めることができる
と共に多重モードの振動を発生する条件が存在するから
である。
る共龜器は上記6波tも励起することが既に立証されて
おC1tk下の振動エネルギを閉じ込めることができる
と共に多重モードの振動を発生する条件が存在するから
である。
本発明は以上説明した如く構成するので100〜数10
0MHzの高周波帯に於いて使用するに適した高いQと
高い安定度を有するフィルタを極めて小型かつ安価に提
供することができ、しかもその通過帯域幅はかなシの自
由度を以って設計することが可能である為、例えば高周
波化している無線通信機等の中間r波設をそれKll連
する局部発振器等を含めて除去しうるものであり、各種
電子機器の小皺化に著しい効果を発揮するものである。
0MHzの高周波帯に於いて使用するに適した高いQと
高い安定度を有するフィルタを極めて小型かつ安価に提
供することができ、しかもその通過帯域幅はかなシの自
由度を以って設計することが可能である為、例えば高周
波化している無線通信機等の中間r波設をそれKll連
する局部発振器等を含めて除去しうるものであり、各種
電子機器の小皺化に著しい効果を発揮するものである。
第11社本発明の基礎となる多対インタディジタル・ト
ランスジ、−サ電極を有する弾性表面波共振器の構成を
示す図、第2図は弾性表面波共振器の振動エネルギの分
布を示す図、第3図(mlは本発明のフィルタの基本構
成を示す図、第3図(b)は隣接する共振器の間1if
t一定義する拡大図、第4図は本発明のフィルタの二つ
の振動モード管示す図で(al)はS−モード、(b)
は1−モードを示す図、第SSOは本発明のフィルタの
基本構成の等価回路を示す図、第6図は8−モードと5
1−4−ドの二つの周波数差lと電極゛対数Nとの関係
を示す実験データ、第780 (ml 、 (b)は両
共振器の間隙fとΔとの関係′t−8図は電極膜厚Hと
4との関係を示す実験データ、第98iIIはフィルタ
の特性とカットオフ周波数との関係會示す一般的説明図
、第10図(a)は表面波伝搬位相を同相とした場合の
フィルタの図、(blFiその1111価回路を示す図
、(C)はそのフィルタ特性図、第11図(1)は両共
振器、の表面波伝搬位相を逆相とした場合の図、(b)
はその等価回路を示す図、(C)はそのフィルタ特性1
示す図、第12口拡本発明のフィルタの最も基本的な二
重モード・フィルタを縦続接続したフィルタのIlk成
を示す実施例、第13図(a)は本発明の基本となる弾
性表面波共振器管多数接続して成る多重モード1フイル
タの実施例、(b)はその共振モードを示す図である。 1.11,31.41は圧電基板、211多対。 インタディジタル・トランスジ島−サ電極、12.13
,32,33,42.43,44゜45社弾性表面波共
振器電極、27.28は減衰極、fは隣接する共振器間
隙、C9は浮遊容量又はフィルタに減衰極1与える適i
t容量を示す。 特許出願人 東洋通信機株式会社 J / 層
ランスジ、−サ電極を有する弾性表面波共振器の構成を
示す図、第2図は弾性表面波共振器の振動エネルギの分
布を示す図、第3図(mlは本発明のフィルタの基本構
成を示す図、第3図(b)は隣接する共振器の間1if
t一定義する拡大図、第4図は本発明のフィルタの二つ
の振動モード管示す図で(al)はS−モード、(b)
は1−モードを示す図、第SSOは本発明のフィルタの
基本構成の等価回路を示す図、第6図は8−モードと5
1−4−ドの二つの周波数差lと電極゛対数Nとの関係
を示す実験データ、第780 (ml 、 (b)は両
共振器の間隙fとΔとの関係′t−8図は電極膜厚Hと
4との関係を示す実験データ、第98iIIはフィルタ
の特性とカットオフ周波数との関係會示す一般的説明図
、第10図(a)は表面波伝搬位相を同相とした場合の
フィルタの図、(blFiその1111価回路を示す図
、(C)はそのフィルタ特性図、第11図(1)は両共
振器、の表面波伝搬位相を逆相とした場合の図、(b)
はその等価回路を示す図、(C)はそのフィルタ特性1
示す図、第12口拡本発明のフィルタの最も基本的な二
重モード・フィルタを縦続接続したフィルタのIlk成
を示す実施例、第13図(a)は本発明の基本となる弾
性表面波共振器管多数接続して成る多重モード1フイル
タの実施例、(b)はその共振モードを示す図である。 1.11,31.41は圧電基板、211多対。 インタディジタル・トランスジ島−サ電極、12.13
,32,33,42.43,44゜45社弾性表面波共
振器電極、27.28は減衰極、fは隣接する共振器間
隙、C9は浮遊容量又はフィルタに減衰極1与える適i
t容量を示す。 特許出願人 東洋通信機株式会社 J / 層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 多対のインタディジタル・トランスジ、−サ
電極を備え同一の共振周波数を有する2個の弾性表面波
共振器の電極を圧電基板上で弾性表面波の伝搬方向に直
列に配置して音響的結合を生ぜしむることにより対称モ
ード及び反対称モードの二つの振動モードを発生させ、
前記両モードの振動の周#l数差管通過帯域幅のfig
半一に構成したことt41像とする弾性表面波二重モー
ドフィルタ。 (2)多対のインタディジタル・トランスジューナ電極
を備え同一の共振周波数を有する2個の弾性表面波共振
器の電極を圧電基板上で弾性表面波の伝搬方向に直列に
配置して青畳的結合を生ぜしむることKより対称モード
及び反対称モードの二つの振動モードを発生させ、前記
両モードの振動の周波数差音通過帯域幅のはy半輪に構
臀し九弾性表面波二重モードフィルタtII数個縦続接
続するしとによって保証減衰量を確保することt−特命
とする多段縦続接続二重モードフィルタ。 (31多対のインターディジタル・トランスジ。 方向に直列に複数個隣接配置することによって各共振器
相互の関に音響的結合を生ぜしめ、その結果発生する複
数個の振動モードの共振周波数を利用してフィルタを構
成したことt轡像とする弾性lI!画波多波多重モード
フィルタ4) 多対のインターディジタル・トランス
ジ。 方向に直列KII数個II接配置することによって各共
振器相互の間Kfe的結合を生せしめ、その結果発生す
る複数個の振動モードの共振周波数を利用してフィルタ
を構成した弾性表面波多重モードフィルタを多段縦続接
続することKよって保証減衰量全確保することを特徴と
する弾性表面波多段多重モードフィルタ。 (5) フィルタの構成単位喪る弾性表面波共振器ノ
インタディジタル・トランスジューサ電極ノミ極対数を
変化することによってフィルタの通過帯域Sを制御する
こと1*像とする特許請求の範!I11 、2 、3又
ti4記載のフィルタ。 (6174ルタの構成単位たる弾性表面波共振器相互O
11*lIamtf化させることによって結合11え、
以りてフィルタの通過帯域S音制御することt4I徽と
する特許請求の範囲1.2.3又は4記載のフィルタ。 (ガ 前記1数モードのフィルタt−構成する各共振器
の弾性舅画II@書位相を相互に逆相としかつ相互に弾
性表m淑伝搬位相が逆相となっている共振器の入力端子
と出力端子との間に適当な容量を挿入することによりて
減衰極を有するフィルタ特性を生ぜしむることt−特徴
とする特許請求の範囲1,2.3又は4記載のフィルタ
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10214481A JPS583307A (ja) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | 弾性表面波多重モ−ドフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10214481A JPS583307A (ja) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | 弾性表面波多重モ−ドフィルタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS583307A true JPS583307A (ja) | 1983-01-10 |
Family
ID=14319551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10214481A Pending JPS583307A (ja) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | 弾性表面波多重モ−ドフィルタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS583307A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61285814A (ja) * | 1985-06-12 | 1986-12-16 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 縦型2重モ−ドsawフイルタ |
JPH01120110A (ja) * | 1987-11-02 | 1989-05-12 | Toyo Commun Equip Co Ltd | ラブ波型表面波共振子 |
JPH01231417A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Kokusai Electric Co Ltd | 弾性表面波フィルタ |
USRE33957E (en) * | 1982-07-26 | 1992-06-09 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | High frequency narrow-band multi-mode filter |
JPH0685605A (ja) * | 1992-07-17 | 1994-03-25 | Nec Corp | 弾性表面波フィルタ |
WO1995014339A1 (de) * | 1993-11-13 | 1995-05-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zur taktrückgewinnung |
US5585684A (en) * | 1993-08-06 | 1996-12-17 | Japan Energy Corporation | Surface acoustic wave device |
-
1981
- 1981-06-29 JP JP10214481A patent/JPS583307A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE33957E (en) * | 1982-07-26 | 1992-06-09 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | High frequency narrow-band multi-mode filter |
JPS61285814A (ja) * | 1985-06-12 | 1986-12-16 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 縦型2重モ−ドsawフイルタ |
JPH0351330B2 (ja) * | 1985-06-12 | 1991-08-06 | Toyo Communication Equip | |
JPH01120110A (ja) * | 1987-11-02 | 1989-05-12 | Toyo Commun Equip Co Ltd | ラブ波型表面波共振子 |
JPH01231417A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Kokusai Electric Co Ltd | 弾性表面波フィルタ |
JPH0685605A (ja) * | 1992-07-17 | 1994-03-25 | Nec Corp | 弾性表面波フィルタ |
US5585684A (en) * | 1993-08-06 | 1996-12-17 | Japan Energy Corporation | Surface acoustic wave device |
WO1995014339A1 (de) * | 1993-11-13 | 1995-05-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zur taktrückgewinnung |
US5703912A (en) * | 1993-11-13 | 1997-12-30 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Clock-recovery device having cascaded resonance amplifiers |
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