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Info
- Publication number
- 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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- JP
- Japan
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- idt
- saw
- filter
- electrode
- film thickness
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- 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】
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
@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
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)
- (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)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)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)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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12758185A JPS61285814A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 縦型2重モ−ドsawフイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12758185A JPS61285814A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 縦型2重モ−ドsawフイルタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61285814A true JPS61285814A (ja) | 1986-12-16 |
JPH0351330B2 JPH0351330B2 (ja) | 1991-08-06 |
Family
ID=14963600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12758185A Granted JPS61285814A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 縦型2重モ−ドsawフイルタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61285814A (ja) |
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1985
- 1985-06-12 JP JP12758185A patent/JPS61285814A/ja active Granted
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