JPS61285814A - 縦型2重モ−ドsawフイルタ - Google Patents

縦型2重モ−ドsawフイルタ

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JPS61285814A
JPS61285814A JP12758185A JP12758185A JPS61285814A JP S61285814 A JPS61285814 A JP S61285814A JP 12758185 A JP12758185 A JP 12758185A JP 12758185 A JP12758185 A JP 12758185A JP S61285814 A JPS61285814 A JP S61285814A
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idt
saw
filter
electrode
film thickness
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JP12758185A
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Yuzo Nakazawa
中沢 祐三
Kazuo Ono
和男 小野
Masaki Tanaka
田中 昌喜
Takao Morita
孝夫 森田
Takefumi Kurosaki
黒崎 武文
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はVHF或はUHF帯に於いて使用する狭帯域の
帯域通過フィルタに関する。
(従来技術) 従来から圧電基板上に2個のSAW共振器をこれら共振
器が励起するSAWの伝搬方向に沿って縦型に近接配置
し当該SAW共振器内に生起する対称及び反対称の2つ
のモードの振動を利用して通過帯域フィルタを構成せん
とする提案がなされている。
本願発明者も既に特許出願し九発明(特願昭56−10
2144.特開昭58−3307)に於いて相隣接せし
めたSAW共振器のよりTt極対数N?操作することに
よって通過帯域を制御し得ること全開示しているがフィ
ルタを構成する共振器のQを向上する為には800乃至
i、ooo対の電極指を必要とするのでフィルターサイ
ズが長大化するのみならず得られる通過帯域が極めて狭
くなり実用化が困難であるという欠陥があっ九。
(発明の目的) 本発明は上述した如き従来構想の段階に止り実用化が困
難視されていた縦型2重モードSAWフィルタの欠陥を
除去し現実に本型式のフィルタを構成する際に必要な条
件を提示することによって高周波領域にて使用する小型
にして狭帯域のSAWフィルタを提供することを目的と
する。
(発明の概要) 上述の目的を達成する為9本発明に於いては先ず反射器
型SAW共振器を使用することによってフィルタを構成
するSAW共振器Qft低下させることな(IDT対数
を減少せしめると共にフィルタの通過帯域を制御しうる
パラメータ選択することによって所望の通過帯域を得る
ようにしたものである。
(発明の実施例) 以下2本発明を図面に示し念実験の結果と実施例とによ
りて詳細に説明する。
第1図は本発明に係る縦型2重モードSAWフィルタの
構成を示す概念図であって、圧電基板1表面に入力ID
T  2及び出力IDT  3をこれらが励起するSA
Wの伝搬方向に沿って相隣接して縦型に配列すると共に
これらIDT対の両側に適当な本数のグレーティノグを
有する反射器4,4′を配置したものである。
又、前記反射器とIDT間及びIDT相互間の間隙はI
DT電極指ピッチの整数倍に設定し、更に前記反射器の
グレーティノグは夫々が励起した5AW2効果的に反射
せしめ高いQ、延いては低損失のフィルタを実現するよ
うそのピッチはIDTのそれよりも小しく大きく設定す
べきことは既に知られており、このことが縦型2重モー
ドSAWフィルタに再び注目する理由であること前述の
とうりである。
さて斯る構成をとる圧電共振デバイスに於いては前記I
DT対2.3内に対称モード及び反対称モードの変位分
布をもつ2種の定在波が生じ夫々の共振周波数fs及び
faの周波数差Δf=fs−faが通過帯域であるフィ
ルタとなることについては本願発明者が従前出願した特
許願に於いて既に開示したところである。
而して本発明が新たに開示せんとするところは上述の如
き縦型2重モードSAWフィルタを現実に製造する場合
、前記周波数差Δf(即ち、フィルタの通過帯域幅B!
−=2Δf)をこのデバイスのいかなるパラメータをど
のような範囲に亘って操作することによりて制御すべき
かという点にある。
そこで先ず電極指対数NなるIDTy有するSAW共掻
器について対称モードの波動の共振周波数fsと反対称
モードのそれfaとがNによってどのように変化するか
について考察すると概ね第2図に示す如くなることが知
られている。
本図からも明らかな如く電極指対数Nを増大すると周波
数差Δf、即ちフィルタの通過帯域幅は減少する。そこ
でフィルタのバ/ドを制御するパラメーターたるNには
一定の上限が存在することが予想される。
第3図及び第4図は夫々リチウムタンタレート(以下L
Tと略称する)とSTカット水晶(以下8Tと略称する
)について電極膜厚Hiパラメータとして電極指線対数
Nと周波数差Δfとの関係を実験によって詳細に調べた
結果を示す図である。
本実験に於いてはいずれもIDT内にSAWの振動エネ
ルギが充分閉じ込められるように反射器のグレーティフ
グ本敷金設定した上でIDT電極指総対数Nを変化せし
めたものである。
本実験の結果を考察するに、wJs図より圧電基板f:
LTに選んだ場合には汎用電子部品の環境条件として温
度変動30℃に対するLTの周波数変動幅Δf/fO≦
6×10 t−勘案して現実の製品として採用しうるい
ずれの電極膜厚(SAW波長λの1乃至4チ)を選択し
たとしてもNを概ね400対以下に設定すれば中心周波
数fOに対して概ね0.1%乃至0.5%バンドを得ら
れることが理解されよう。
伺9通過帯域幅Bは前述した如くは%i2Δfに等しい
がこの値はいかなる挿入損失に於いて規定するかによっ
て変化するものであるから以下に使用する「通過帯域幅
」なる文言及びその値は厳密なものではないことに留意
されたい。
同様に第4図から8Tを圧電基板とした場合には、この
基板の温度−周波数特性はLTに比べれば格段に良好で
あるので環境条件から電極指線対数Nの上限を決定すれ
ば当該上限近傍ではバンドが殆んどとれないことになる
と共に極めて長大なデバイスとなって実用的ではないか
らむしろ必要にして充分なQの値を考慮する。即ち―S
AW共振器のQは高々30,000程度であること及び
一般にフィルタの挿入損失、肩特性等を良好なものとす
る為にはフィルタの通過帯域幅Bとフィルタを構成する
共振回路のQとの間にはB / f o≧5/Q〜10
/Qなる関係があることが望ましいとされていることを
勘案してΔf/foが10/Q=10/30,000=
1/3,000以上テあるIDT電極指総対数NQその
上限とすればよく、その値は概ね600対ということに
なる。
従って圧電基板としてSTカット水晶を用いる場合には
N≦600であれば実用上使用しうる電極膜厚Hについ
て中心周波数foに対し概ね0.03乃至0.3%のバ
ンドを得ることができる。
尚、電極指線対数Nの下限については、LT、8T夫々
につきNが50対及び100対以下の部分については実
験を行っていないのでwc3図及び4図のカーブ(点線
)は想像であるがいずれにせよデバイスのインピーダン
スが高くなり実用上不都合が多いことは自明であるから
格別数値限定をするまでもなくフィルタのスペックによ
って自動的に決まるものである。
次にフィルタのバンドを制御する他のパラメータとして
本願発明者の従前の特許出願当時には判明していなかっ
たIDTの電極指交叉幅Wのバンドに及ぼす影響につい
て実験結果に基づき説明する。
@5図及び第6図は夫々LT及びSTY基板とするデバ
イスについてIDT電極指交叉幅Wのバンドに対する影
響を電極指線対数N及び電極膜厚Hをパラメータとして
実験し念結果を示す図である。
第5図から明らかな如(LTを基板として用いた場合で
あってデバイスのサイズ或はQに対する要求から電極指
線対数Nが決定した場合に於いて、電極指交叉幅W/λ
?20乃至4oの間で操作してやればバンドを制御する
ことが可能であると共に電極指交叉幅Wを増大すればデ
バイスのインピーダンスが低下することは周知であるか
らデバイスのインピーダンスを要求に合致せることも可
能であることが理解されよう。
又、前記W/λ’t20より小さくするとΔf/foが
減少すると共に、更に小さくすると共振器のQの劣化が
生じる。
従ってW/λの値はW/λ≧20の範囲で選択すると共
にデバイスのインピーダンスに対する要求を勘案して決
定すればよい。
一方、第6図から明らかな如く基板tSTカット水晶と
した場合には前記W/λが10以上であればΔf/fO
はN及びH/λにより決定される。またW/λが10よ
り小さくなると共機器のQが低下し、殊にW/λが5以
下ではQの減少によりフィルタの損失が急増するので実
用に供し得るフィルタ金実現することは困僑である。
従って8T2基板とする場合には所望のインピーダンス
を与えるようW/λ全5以上に選択すればよい。
換言すればW/λを操作することによりでバンド全制御
することはLTの場合に比して困難であると考えられる
から前記W/λの操作はデバイスのインピーダンス制御
を主眼とするものとなろう。
以上、実験結果を総合的に勘案すると。
圧電基板     LT     ST電極指総対数N
N≦400   N≦600電極指交叉幅W   W/
λ≧20 W/λ≧5なる範囲にてN及びWt?選択す
ることにより100乃至数100MHzの周波数帯域に
於いて比帯域Δf/fOが0.03乃至0.41の狭帯
域2重モードSAWフィルタを得ることが出来る。
伺、所要のパラメータ全上述した如き範囲に設定する本
発明の縦型2重モードSAWフィルタを実際に製造する
場合には例えば第7図に示す如く入出力IDT2,3間
に適当な幅員を有するシールドを極5を設けこれを接地
することによって入出カIDT間の直達波を阻止するよ
う構成することが望ましいことはいうまでもない。
又1以上説明した如き縦型2重モードSAWフィルタを
第8図に示すように多段縦続接続すれば保証減衰量を充
分大きくし得ることも自明であろう。
(発明の効果) 本発明は以上説明した如く構成するので従来構想の段階
に止まり実用化が困難視されていた縦型2重モードSA
Wフィルタを小型化し得ると共にその通過帯域を自由に
制御することが可能となるのみならずそのインピーダン
スを回路側のそれに整合せしめる上で著しい効果を発揮
する。
従って9本発明に係るフィルタを用いれば例えば高周波
化の著しい無線通信機等の中間周波段の一部をこれに関
達す石屑部発振器等を含めて除去することが可能となる
から装置の小型化に極めて効果的である。
【図面の簡単な説明】
@1図は本発明に係る縦型2重モードSAWフィルタの
基本構成を示す概念図、第2図は本発明に係る縦型2重
モードSAWフィルタの構成要素たるSAW共娠共振於
けるIDT電極指対数Nと発生する二つの変位モードの
周波数差Δfとの関係を定性的に示す図、第3図及び第
4図は夫々リチウムタンタレート(LT)及びSTカッ
ト水晶CST )”k基板とした場合のIDT電極指総
対数Nと周波数差Δf/fQとの関係を示す実験結果の
図、第5図及び第6図は夫々LT及びSTi基板とした
場合に於けるIDT電極指交叉幅W/λと周波数差Δf
/foとの関係全示す実験結果の図、第7図は本発明に
係る縦型2重モードSAW共搬器の一実施例を示す構成
図、第8図は本発明に係る縦型2重モードSAWフィル
タの他の実施例を示す構成図である。 1・・・・・・・・・圧電基板、  2,3・・・・・
・・・・SAW共振器、  4,4′・・・・・・・・
・反射器。 特許出願人  東洋通信機株式会社 茶22 9 ′″  2aa)aaa、釘ネ、 第  3IX1 7g  4L a

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)同一の電極指周期を有するインタディジタル・ト
    ランスジューサ(以下IDTと略称する)電極を圧電基
    板上でSAW伝搬方向に沿って直列に近接配置すると共
    に前記2組のIDT電極両側に反射器を備え、前記2組
    のIDT電極内に閉じ込められた対称及び反対称モード
    の振動の周波数差によって通過帯域を得る型式のSAW
    フィルタに於いて、前記IDTの電極指総対数をN、電
    極指交叉幅をW、IDT電極膜厚をH、励起するSAW
    の波長をλとした場合前記共振器のIDT電極指総対数
    N、W/λ及びH/λを適切に選択することによって通
    過帯域を制御することを特徴とする縦型2重モードSA
    Wフィルタ。
  2. (2)前記圧電基板としてリチウムタンタレートを選択
    する場合には前記IDT電極膜厚H/λを製造容易な任
    意の値に設定すると共に前記IDT電極指総対数N及び
    電極指交叉幅W/λを夫々N≦400及びW/λ≧20
    としたことを特徴とする特許請求の範囲(1)記載の縦
    型2重モードSAWフィルタ。
  3. (3)前記圧電基板としてSTカット水晶を選択する場
    合には前記IDT電極膜厚H/λを製造容易な任意の値
    に設定すると共に前記IDT電極指総対数N及び電極指
    交叉幅W/λを夫々N≦600及びW/L≧5としたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲(1)記載の縦型2重モ
    ードSAWフィルタ。
  4. (4)前記一組のSAWフィルタを一セクションとして
    これを多段縦続接続することによって大なる保証減衰量
    を得ることを特徴とする特許請求の範囲(1)、(2)
    又は(3)記載の縦型2重モードSAWフィルタ。
JP12758185A 1985-06-12 1985-06-12 縦型2重モ−ドsawフイルタ Granted JPS61285814A (ja)

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