JPWO2007007476A1 - 弾性境界波フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

帯域外減衰量の拡大を図り得る弾性境界波フィルタ装置を提供する。圧電基板１０１上に、誘電体膜１０２が形成されており、両者の境界に複数のＩＤＴを有する少なくとも１つの縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０と、少なくとも２個の一端子対弾性境界波共振子１２０，１３０を備え、少なくとも１つの弾性境界波共振子１２０が縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０に直列接続されており、少なくとも１つの残りの一端子対弾性境界波共振子１３０が、縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０に並列に接続されており、直列接続弾性境界波共振子の***振周波数が、弾性境界波フィルタ装置の通過帯域よりも高周波側にあり、並列接続弾性境界波共振子の共振周波数が直列接続弾性境界波共振子の***振周波数以上に位置している、弾性境界波フィルタ装置。

Description

本発明は、圧電基板と誘電体膜との界面を伝搬する弾性境界波を利用した弾性境界波フィルタ装置に関し、より詳細には、縦結合共振子型弾性境界波フィルタに一端子対弾性境界波共振子が接続された回路構成を有する弾性境界波フィルタ装置に関する。

近年、小型であり、フィルタ特性に優れているため、携帯電話機のＲＦ段などにおいて、帯域フィルタとして弾性表面波フィルタ装置が広く用いられている。

例えば、下記の特許文献１には、縦結合共振子型の２重モード弾性表面波フィルタに直列に１ポート型弾性表面波共振子を接続してなる複合弾性表面波フィルタ装置が開示されている。

図５は、この種の複合弾性表面波フィルタ装置の概略構成を示す模式的平面図である。複合弾性表面波フィルタ装置５０１は、圧電基５０２上に、図示の電極構造を形成することにより、構成されている。すなわち、ＩＤＴ５０４〜５０６が弾性表面波伝搬方向に配置されている。ＩＤＴ５０４〜５０６の設けられている領域の表面波伝搬方向両側に反射器５０７，５０８が配置されている。それによって、縦結合共振子型の２重モード弾性表面波フィルタ５０３が構成されている。ＩＤＴ５０５の一端が入力端子５１１に接続されている。両側のＩＤＴ５０４，５０６が共通接続されて、一端子対弾性表面波共振子５０９に接続されている。一端子対弾性表面波共振子５０９は、出力端子５１２に接続されている。

上記弾性表面波フィルタ装置５０１では、縦結合共振子型の２重モード弾性表面波フィルタ５０３に直列に一端子対弾性表面波共振子５０９を直列に接続することにより、帯域外減衰量の拡大が図られている。

また、上記構成だけでは、十分な減衰量を得ることができないことに鑑み、縦結合２重モード弾性表面波フィルタ５０３と、一端子対弾性表面波共振子５０９とを直列に接続している線路に容量５１３が並列に接続されている。すなわち、容量５１３を含む線路をバイパス線路とし、通過帯域よりも高域側の減衰域の信号をアース電位に接続することにより、通過帯域外高域側の減衰量の改善が図られている。

他方、下記の特許文献２には、上記容量５１３に代えて、共振素子を並列に接続した構成が開示されている。共振子を用いた場合には、共振周波数におけるインピーダンス変化を急峻とすることができる。従って、通過帯域外低域側に低インピーダンスのピークを配置したとしても、通過帯域においては、高いインピーダンスを保つことができ、通過帯域に大きな影響を与えることなく、通過帯域外低域側の減衰量を十分な大きさとすることができる。特許文献２では、上記のように、並列に接続された共振子の共振周波数を、フィルタの通過帯域外低域側の減衰域に配置するとともに、直列接続されている共振子の***振周波数を通過帯域よりも高域側に配置している。このような構成により、すなわち、上記容量５１３に代えて用いられている並列接続共振子により、通過帯域外低域側の減衰量が改善されている。
特開２００２−６４３５８号公報 特開平７−１３１２９０号公報

特許文献１に記載の弾性表面波フィルタ装置５０１では、上記のように、縦結合共振子型の２重モード弾性表面波フィルタ５０３に直列に直列接続型の一端子対弾性表面波共振子５０９を接続し、さらに直列線路に並列に容量５１３を接続することにより、帯域外減衰量の拡大、特に通過帯域外高域側の減衰量が図られていた。

ところで、容量５１３のような容量素子を用いて減衰域における減衰量を改善する場合には、減衰量の周波数信号に対しては、容量素子は低インピーダンスであり、通過帯域の周波数の信号に対しては高インピーダンスとされることが求められる。

しかしながら、単なる容量５１３では、インピーダンスの変化が急峻ではない。そのため、通過帯域近傍における減衰量を十分な大きさにするために、減衰域においてインピーダンスを低くした場合、通過帯域におけるインピーダンスが十分に高くならず、通過帯域の信号の一部が容量５１３側に流れて、通過帯域の特性が悪化するおそれがあった。逆に、通過帯域の信号に対してインピーダンスを十分に高くした場合には、減衰域におけるインピーダンスが十分低くならず、減衰域における減衰量を十分な大きさとするとことができなくなるという問題があった。

他方、特許文献２に開示されている弾性表面波フィルタ装置では、容量５１３に代えて、並列接続弾性表面波共振子が接続されている。この場合には、通過帯域外低域側に低インピーダンスのピークである共振点を配置した場合であっても、通過帯域において高いインピーダンスを確保することができる。従って、通過帯域の特性に大きな影響を与えることなく、通過帯域外低域側の減衰量の拡大を図ることができる。

特許文献２に記載されている構成では、並列接続されている弾性表面波共振子の共振周波数を、フィルタの通過帯域外低域側の減衰域に配置し、直列接続されている弾性表面波共振子の***振点を通過帯域外高域側に配置することにより、並列接続型の弾性表面波共振子により、通過帯域外低域側の減衰量の拡大が図られている。通過帯域外高域側の減衰量の改善を図る場合には、並列接続弾性表面波共振子の共振点をフィルタの通過帯域の高域側に配置すればよい。もっとも、この場合には、並列接続弾性表面波共振子のインピーダンスが通過帯域内において容量性となる。

弾性表面波フィルタにおける電気機械結合係数が大きいほど、弾性表面波フィルタを構成しているＩＤＴは容量性に見えにくくなる。従って、電気機械結合係数が比較的小さければ、上記ＩＤＴは容量性に見え、フィルタ、直列接続弾性表面波共振子及び並列接続弾性表面波共振子の全てが容量性に見え、通過帯域内におけるインピーダンスマッチングを図ることが困難となるという問題があった。

ＩＤＴの電気機械結合係数をＫ²、ＩＤＴの容量比をγとし、γ＝Ｃ０ｍ／Ｃｍ（但し、Ｃ０ｍはＩＤＴを等価回路で表現したときの並列容量であり、Ｃｍは弾性表面波を放射する作用を表現する直列共振回路の中の容量分を示す）、Ｋ²＝１／（１＋γ）であるため、γ＝（１／Ｋ²）−１となる。

すなわち、電気機械結合係数Ｋ²が大きいほど、容量比γが小さくなり、Ｃ０ｍ／Ｃｍは小さくなることになる。言い換えれば、電気機械結合係数Ｋ²が小さければ、弾性表面波を放射する直列回路のアドミタンスに対し、Ｃ０ｍのアドミタンスが大きく見えるため、弾性表面波フィルタのＩＤＴの容量性に見えることになる。逆に、電気機械結合係数Ｋ²が大きければ、ＩＤＴが容量性に見えにくいことになる。

従来、弾性表面波フィルタ装置では、電気機械結合係数が比較的小さいため、弾性表面波フィルタのＩＤＴは容量性に見え、該弾性表面波フィルタに直列接続弾性表面波共振子と並列接続弾性表面波共振子とを接続し、並列接続弾性表面波共振子の共振点をフィルタの通過帯域外高域側に配置した場合、元々インピーダンスが容量性となっている上に容量性の並列接続型の弾性表面波共振子が接続されることにより、通過帯域内におけるインピーダンス整合を図ることができなくなるという問題があった。

よって、従来の弾性表面波フィルタ装置では、通過帯域外高域側の減衰量の改善を図るために、弾性表面波フィルタに並列接続される並列接続弾性表面波共振子を使用することはなかった。

ところで、近年、弾性表面波フィルタ装置に代えて、異なる媒質間の境界を伝搬する弾性境界波フィルタ装置が注目されている。弾性境界波フィルタ装置では、空隙を設ける必要がないため、パッケージ構造の簡略化及び小型化を進めることができる。そして、弾性境界波フィルタ装置においても、弾性表面波フィルタ装置の場合と同様に、帯域外減衰量の改善が強く求められている。

本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、弾性境界波フィルタに弾性境界波共振子が接続されている回路構成を有し、通過帯域外高域側の減衰量を十分な大きさとすることが可能な弾性境界波フィルタ装置を提供することにある。

本発明によれば、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された誘電体膜と、前記圧電基板と誘電体膜との境界に配置された複数のＩＤＴを有する少なくとも１つの縦結合共振子型弾性境界波フィルタと、前記圧電基板と、前記誘電体膜の境界に形成されたＩＤＴを有する少なくとも２個の一端子対弾性境界波共振子とを備え、少なくとも１つの前記一端子対弾性境界波共振子が、前記縦結合共振子型弾性境界波フィルタに直列に接続されている直列接続弾性境界波共振子とされており、少なくとも１つの残りの前記一端子対弾性境界波共振子が、前記縦結合共振子型弾性境界波フィルタに並列に接続されている並列接続弾性境界波共振子とされており、前記直列接続弾性境界波共振子の***振周波数が、前記縦結合共振子型弾性境界波フィルタの通過帯域よりも高周波側にあり、前記並列接続弾性境界波共振子の共振周波数が、前記直列接続弾性境界波共振子の***振周波数以上に位置していることを特徴としている、弾性境界波フィルタ装置が提供される。

本発明に係る弾性境界波フィルタ装置のある特定の局面では、前記圧電基板が、ＬｉＮｂＯ₃単結晶基板であり、該圧電基板のオイラー角のφ及びθが、−３１°≦φ≦３１°かつ９０°≦θ≦１３０°の範囲内とされている。

本発明に係る弾性境界波フィルタ装置では、好ましくは、上記ＩＤＴは、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ及びＡｕからなる群から選択した１種の金属または該金属を主体とする合金からなる。

本発明に係る弾性境界波フィルタ装置の他の特定の局面では、誘電体膜は、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ、水晶、ＬＢＯ、ランガサイト、ランガナイト及びガラスからなる群から選択した１種の材料により構成される。
（発明の効果）

本発明に係る弾性境界波フィルタ装置は、少なくとも１つの縦結合共振子型弾性境界波フィルタと、少なくとも２つの一端子対弾性境界波共振子とが圧電基板及び誘電体膜を用いて構成されている。従って、弾性表面波フィルタ装置に比べて、パッケージ構造の簡略化及び小型化を図ることができる。

しかも、上記少なくとも２つの一端子対弾性境界波共振子の内、少なくとも１つの弾性境界波共振子が、直列接続弾性境界波共振子であり、残りの少なくとも１つの弾性境界波共振子が、並列接続弾性境界波共振子とされており、直列接続弾性境界波共振子の***振周波数が、縦結合共振子型弾性境界波フィルタの通過帯域よりも高周波側に存在する。従って、直列接続弾性境界波共振子により、フィルタの通過帯域外高域側の減衰量は改善される。さらに弾性境界波フィルタの電気機械結合係数が大きいため、インピーダンスが誘導性となり、フィルタ装置全体の通過帯域におけるインピーダンスの整合が取り易くなる。

また、並列接続弾性境界波共振子の共振周波数が、直列接続弾性境界波共振子の***振周波数以上とされているため、並列接続弾性境界波共振子の共振周波数近傍におけるインピーダンス変化を利用して、通過帯域外高域側の減衰量がさらに効果的に改善される。従って、通過帯域外減衰量の拡大を図ることができる。

圧電基板がＬｉＮｂＯ₃単結晶基板からなり、オイラー角のφ及びθが−３１°≦φ≦３１°かつ９０°≦θ≦１３０°の範囲とされている場合には、弾性境界波フィルタの電気機械結合係数をさらに大きくできるため、弾性境界波フィルタのインピーダンスをより誘導性とすることができ、装置全体の通過帯域におけるインピーダンスの整合状態がより改善される。また、パワーフロー角を小さくすることができ、しかも温度特性を改善することができる。

ＩＤＴが、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ及びＡｕからなる群から選択した１種の金属もしくは該金属を主体とする合金からなる場合には、伝搬損失の小さな弾性境界波フィルタ装置を提供することができる。

誘電体膜が、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ、水晶、ＬＢＯ、ランガサイト、ランガナイト及びガラスからなる群から選択された１種の材料からなる場合には、弾性境界波フィルタ装置の温度による特性の変化を小さくすることが可能となる。

図１は本発明の一実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の電極構造を模式的に示す平面図である。 図２は本発明の一実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の要部を示す模式的正面断面図である。 図３は本発明の一実施形態の弾性境界波フィルタ装置で用いられている並列接続弾性境界波共振子及び直列接続弾性境界波共振子のインピーダンス特性を示す図である。 図４は本発明の一実施形態の弾性境界波フィルタ装置及び比較のために用意した従来の弾性境界波フィルタ装置のフィルタ特性を示す図である。 図５は従来の弾性表面波フィルタ装置の電極構造の一例を示す模式的平面図である。

符号の説明

１００…弾性境界波フィルタ装置
１０１…ＬｉＮｂＯ₃基板
１０２…電極パターン
１０３…ＳｉＯ₂膜
１０４ａ，１０４ｂ…端子
１１０…縦結合共振子型弾性境界波フィルタ
１１１，１１２…反射器
１１３〜１１５…ＩＤＴ
１２０…弾性境界波共振子
１３０…弾性境界波共振子
１４１…配線

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１は、本発明の一実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図であり、図２は該弾性境界波フィルタ装置の要部を説明するための模式的正面断面図である。

図２に示すように、本実施形態の弾性境界波フィルタ装置１００は、圧電基板として、ＬｉＮｂＯ₃単結晶からなるＬｉＮｂＯ₃基板１０１を有する。ＬｉＮｂＯ₃基板１０１上には、誘電体膜としてＳｉＯ₂膜１０３が積層されている。本実施形態の弾性境界波フィルタ装置１００は、上記ＬｉＮｂＯ₃基板１０１と、ＳｉＯ₂膜１０３の境界面を伝搬するＳＨ型の弾性境界波を利用している。

図２においては、上記弾性境界波を受励振するための電極パターン１０２が略図的に示されている。この電極パターン１０２は、より具体的には図１に模式的平面図で示す電極構造に相当する。

なお、ＳｉＯ₂膜１０３には、誘電体膜開口部１０３ａ，１０３ｂが形成されている。誘電体膜開口部１０３ａ，１０３ｂにおいて、電極パターン１０２の一部がそれぞれ露出している。誘電体膜１０３上に、接続導電部１０５ａ，１０５ｂが形成されている。接続導電部１０５ａ，１０５ｂは、誘電体膜開口部１０３ａ，１０３ｂ内に至っており、電極パターン１０２の一部に電気的に接続されている。

また、誘電体膜１０３の上面に、端子１０４ａ，１０４ｂが形成されており、端子１０４ａ，１０４ｂが、それぞれ、上記接続導電部１０５ａ，１０５ｂに電気的に接続されている。

上記接続導電部１０５ａ，１０５ｂは、ＡｌまたはＣｕなどの適宜の金属もしくは合金により形成することができる。同様に、端子１０４ａ，１０４ｂについても、ＡｌまたはＣｕなどの適宜の金属もしくは合金により形成され得る。

図１に示すように、上記ＬｉＮｂＯ₃基板１０１上に形成された電極パターン１０２は、厚み０．０５λの金の薄膜により形成されている。なお、λは、弾性境界波フィルタ装置１００の通過帯域における弾性境界波の中心周波数に相当する波長である。

また、ＬｉＮｂＯ₃基板１０１のオイラー角のφは０°、θは１０５°とした。なお、図１においては、後述するＩＤＴの電極指の本数及び反射器のグレーティングの本数は実際よりも少なく略図的に示されている。

なお、上記オイラー角（φ，θ，ψ）については、公知の右手系オイラー角を用いることとする。すなわち、ＬｉＮｂＯ₃単結晶の結晶軸Ｘ，Ｙ，Ｚに対し、Ｚ軸を中心軸とし、Ｘ軸を反時計回りにφ回転し、Ｘａ軸を得る。次に、Ｘａ軸を中心軸とし、Ｚ軸を反時計回りにθ回転し、Ｚ’軸を得る。Ｘａ軸を含み、Ｚ’軸を法線とする面を基板の切断面にする。Ｚ’軸を軸として、Ｘａ軸を反時計回りにψ回転した方向を弾性境界波伝搬方向とする。

また、オイラー角の初期値として与えられるＬｉＮｂＯ₃単結晶の結晶軸Ｘ，Ｙ，Ｚは、Ｚ軸をｃ軸と平行としＸ軸を等価な３方向のａ軸の内の任意の１つと平行とし、Ｙ軸はＸ軸及びＺ軸を含む面の法線方向とする。

図１において、ＬｉＮｂＯ₃基板１０１の結晶Ｚ軸を、結晶Ｘ軸を中心軸として反時計回りに１０５°回転した方向が紙面に対する法線方向となる。また、図１においては、紙面の左右に延びる方向をＬｉＮｂＯ₃結晶基板１０１結晶Ｘ軸方向とする。従って、図１では、紙面の左右方向に伝搬するオイラー角はψ＝０°となり、紙面の上下方向に伝搬する弾性境界波のオイラー角はψ＝９０°となる。

上記電極パターン１０２は、図１に示すように、縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０と、縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０に直列に接続されている一端子対弾性境界波共振子１２０と、弾性境界波フィルタ１１０に並列に接続されている一端子対弾性境界波共振子１３０とを有する。直列接続されている一端子対弾性境界波共振子１２０を、直列接続弾性境界波共振子１２０と略し、弾性境界波フィルタ１１０に並列に接続されている一端子対弾性境界波共振子１３０を、並列接続弾性境界波共振子１３０と略すこととする。

弾性境界波フィルタ１１０は、弾性境界波伝搬方向に沿って配置されたＩＤＴ１１３〜１１５と、ＩＤＴ１１３〜１１５が設けられている領域の弾性境界波伝搬方向両側に配置された反射器１１１，１１２とを有する。

ＩＤＴ１１４の一端が端子１０４ａに電気的に接続されている。ＩＤＴ１１３，１１５の一端が共通接続され、直列接続弾性境界波共振子１２０を介して出力端子１０４ｂに電気的に接続されている。また、並列接続弾性境界波共振子１３０は、ＩＤＴ１１３，１１５の上記一端が共通接続されている部分と、アース電位との間に接続されている。

図１に示す電極構造は、上述したＬｉＮｂＯ₃基板１０１と、ＳｉＯ₂膜１０３との境界に形成されている。

本実施形態では、上記弾性境界波フィルタ装置１００は、８６９〜８９４ＭＨｚの帯域の信号を選択的に通過させるバンドパスフィルタとして設計されている。上記弾性境界波フィルタ１１０、この通過帯域を有するように構成されており、すなわちＩＤＴ１１３〜１１５の電極指ピッチ、電極指の対数、交差幅、並びに反射器１１１，１１２の電極指ピッチ、本数、及びＩＤＴ−ＩＤＴ間隔並びにＩＤＴ−反射器間隔を調整することにより、弾性境界波フィルタ１１０は、８６９〜８９４ＭＨｚの信号を選択的に通過させるように設計されている。

他方、弾性境界波共振子１２０は、弾性境界波フィルタ装置１００の通過帯域内である８８６ＭＨｚに共振点を有し、弾性境界波フィルタ装置１００の通過帯域よりも高域側の減衰域にある９１３ＭＨｚに***振点を有するように設計されている。弾性境界波フィルタ装置１００の通過帯域である８６９〜８９４ＭＨｚでは、弾性境界波共振子１２０のインピーダンスは、４０Ω以下になるように設計されている。

他方、弾性境界波フィルタ装置１００の高域側の減衰域における９１３ＭＨｚでの弾性境界波共振子１２０のインピーダンスは２０００Ωとなるように設計されており、この付近の周波数では、弾性境界波共振子１２０が高いインピーダンスを有している。

また、弾性境界波共振子１３０は、上記弾性境界波フィルタ装置１００の通過帯域よりも高域側の減衰域内の９７２ＭＨｚに共振点を有するように設計されており、９０５〜９７５ＭＨｚにおいては、弾性境界波共振子１２０よりも低いインピーダンスを有する。他方、８６９〜８９４ＭＨｚの通過帯域内においては、弾性境界波共振子１３０のインピーダンスは１５０Ω以上となるように設計されており、この周波数領域においては、弾性境界波共振子１２０のインピーダンスの３．７倍以上のインピーダンスを有するように構成されている。

なお、本実施形態では、上記電極構造は、上述したように、厚み０．０５λの金の薄膜により構成されており、ＳｉＯ₂膜１０３は厚み１０μｍの厚みとされている。

図３は、弾性境界波共振子１２０と、弾性境界波共振子１３０のインピーダンス−周波数特性をそれぞれ示す。実線が弾性境界波共振子１２０のインピーダンス特性を、破線が弾性境界波共振子１３０のインピーダンス特性を示す。

図３から明らかなように、弾性境界波フィルタ装置１００の高域側の減衰域内にある９１３ＭＨｚ付近において、弾性境界波共振子１２０は、１０００Ω以上の高いインピーダンスを有する。そのため、直列接続弾性境界波共振子１２０は、９１３ＭＨｚ付近の信号を遮断し、この付近の周波数の信号の減衰量を拡大させる。

また、８６９〜８９４ＭＨｚの通過帯域内における直列接続弾性境界波共振子１２０のインピーダンスは４０Ω以下と小さい。従って、弾性境界波共振子１２０を接続したことによる通過帯域内挿入損失への影響は小さい。

他方、並列接続弾性境界波共振子１３０は、弾性境界波フィルタ装置１００の通過帯域よりも高域側の減衰域である９０５〜９７５ＭＨｚにおいて、弾性境界波共振子１２０よりも小さなインピーダンスを有する。すなわち、９０５〜９７５ＭＨｚ付近では、直列接続弾性境界波共振子１２０を通り、端子１０４ｂに至る信号経路のインピーダンスよりも、並列接続弾性境界波共振子１３０を通り、アース電位に至る信号経路のインピーダンスの方が小さくなる。そのため、９０５〜９７５ＭＨｚでは、大部分の信号電流が、並列接続弾性境界波共振子１３０を介してアース電位に流出し、減衰量の増大を図ることができる。

他方、８６９〜８９４ＭＨｚの通過帯域内における並列接続弾性境界波共振子１３０のインピーダンスは、直列接続弾性境界波共振子１１０の３．７倍以上である。そのため、通過帯域内では、並列接続弾性境界波共振子１３０を介してアース電位に流出する信号電流は、直列接続弾性境界波共振子１２０を通り、出力端子１０４ｂに到達する信号電流の１／３．７以下となる。すなわち、並列接続弾性境界波共振子１３０を接続したとしても、通過帯域内における挿入損失への影響は小さい。従って、本実施形態では、弾性境界波共振子１３０は、通過帯域内の挿入損失にさほど大きな影響を与えることなく、通過帯域よりも高域側の減衰域、すなわち９０５〜９７５ＭＨｚ付近における減衰量を大きくすることが可能となる。

図４は、本実施形態の弾性境界波フィルタ装置のフィルタ特性と、比較のために用意した従来の弾性境界波フィルタ装置のフィルタ特性との比較を示す図である。実線が、上記実施形態のフィルタ特性を、破線が、弾性境界波共振子１３０が接続されていないことを除いては上記実施形態と同様にして構成された弾性境界波装置のフィルタ特性を示す。

図４から明らかなように、本実施形態によれば、並列接続弾性境界波共振子１３０の接続により、通過帯域外高域側の減衰量を大幅に改善することが可能となることがわかる。

すなわち、弾性境界波共振子１３０の共振点である９７２ＭＨｚ付近において、弾性境界波共振子１３０のインピーダンスが極端に小さくなり、大量の信号電流がアース電位に流出されるので、一端子対弾性境界波共振子１３０の共振点付近の周波数において減衰量を大きくすることが可能となる。

なお、上述したように、弾性境界波共振子１３０を接続したとしても、通過帯域内への影響は小さい。もっとも、弾性境界波共振子１３０が有する容量性インピーダンス、すなわち虚部が負のインピーダンスは、弾性境界波フィルタ装置１００の終端インピーダンスを容量性にする働きを有する。弾性境界波フィルタ１１０は比較的大きな電気機械結合係数を有するため、フィルタ装置の通過帯域における弾性境界波フィルタ１１０の終端インピーダンスを誘導性とすることができる。さらに本実施形態では、オイラー角のφ＝０°かつθ＝１０５°のＬｉＮｂＯ₃基板１０１と、ＳｉＯ₂膜の１０２との境界を伝搬するＳＨ型の弾性境界波を用いた縦結合共振子型の弾性境界波フィルタ１１０が用いられている。この形式の弾性境界波フィルタでは、電気機械結合係数Ｋ²を１６％程度まで大きくすることができるので、縦結合共振子型フィルタ１１０の終端インピーダンスをさらに誘導性に設計することができる。

本実施形態では、縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０の終端インピーダンスを誘導性に設計することにより、並列接続弾性境界波共振子の有する容量性のインピーダンスを付加することにより、弾性境界波フィルタ装置１００の終端インピーダンスが過剰に容量性になることが抑制されている。

なお、本実施形態では、１つの縦結合共振子型弾性境界波フィルタに、１つの直列接続弾性境界波共振子及び１つの並列接続弾性境界波共振子が接続されていたが、本発明では、縦結合共振子型弾性境界波フィルタは複数設けられていてもよく、すなわち、例えば複数の縦結合共振子型弾性境界波フィルタを従属接続してもよい。

また、直列接続弾性境界波共振子や並列接続弾性境界波共振子は、それぞれ、２以上設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、図１に示されているように、縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０と、弾性境界波共振子１２０，１３０とを接続する配線や、アース電位に接続するための配線を略図的に示したが、これらの配線は、適宜の導電路で構成することができる。また、これらの配線について、導電路以外の電気的パターンを用いたり、通過帯域内において弾性境界波共振子よりも大きなインピーダンスを有し、かつ弾性境界波共振子の***振周波数において、弾性境界波共振子よりも小さなインピーダンスを有するインピーダンス素子を用いてもよい。

また、ＬｉＮｂＯ₃基板を用いた場合、オイラー角φ及びθが、−３１°≦φ≦＋３１°かつ９０°≦θ≦１３０°の範囲にある場合には、積層された誘電体膜との境界を伝搬する弾性境界波において、弾性境界波伝搬方向であるオイラー角のψを０°〜６０°の範囲で変化させることにより、電気機械結合係数Ｋ²を１６％からほぼ０％の範囲で変化させることができる。しかも、この範囲においては、弾性境界波の伝搬損失が発生しない。従って、好ましくは、ＬｉＮｂＯ₃基板のφ及びθを上記範囲とすることにより、低損失の弾性境界波フィルタ装置を提供することができる。

なお、上記実施形態では、誘電体膜としてＳｉＯ₂膜を用いたが、ＳｉＯ₂膜以外に、ＳｉＮ、水晶、ＬＢＯ、ランガサイト、ランガナイトまたはガラスなどを用いてもよい。これらの誘電体材料を用いて誘電体膜を形成した場合、本発明に従って、温度特性に優れた弾性境界波フィルタを得ることができる。

また、ＩＤＴは、上記のように、Ａｌから形成されていたが、Ａｌ以外の金属、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ、ＴａまたはＡｕなどを用いることができる。また、これらの金属を主体とする合金を用いてもよい。これらの金属またはこれらの金属を主体とする合金を用いることにより、弾性境界波の伝搬損失を小さくすることができ、望ましい。

Claims (4)

1. 圧電基板と、
   前記圧電基板上に形成された誘電体膜と、
   前記圧電基板と誘電体膜との境界に配置された複数のＩＤＴを有する少なくとも１つの縦結合共振子型弾性境界波フィルタと、
   前記圧電基板と、前記誘電体膜の境界に形成されたＩＤＴを有する少なくとも２個の一端子対弾性境界波共振子とを備え、
   少なくとも１つの前記一端子対弾性境界波共振子が、前記縦結合共振子型弾性境界波フィルタに直列に接続されている直列接続弾性境界波共振子とされており、
   少なくとも１つの残りの前記一端子対弾性境界波共振子が、前記縦結合共振子型弾性境界波フィルタに並列に接続されている並列接続弾性境界波共振子とされており、
   前記直列接続弾性境界波共振子の***振周波数が、前記縦結合共振子型弾性境界波フィルタの通過帯域よりも高周波側にあり、
   前記並列接続弾性境界波共振子の共振周波数が、前記直列接続弾性境界波共振子の***振周波数以上に位置していることを特徴としている、弾性境界波フィルタ装置。
2. 前記圧電基板が、ＬｉＮｂＯ₃単結晶基板であり、該圧電基板のオイラー角のφ及びθが、−３１°≦φ≦３１°かつ９０°≦θ≦１３０°の範囲にある、請求項１に記載の弾性境界波フィルタ装置。
3. 前記ＩＤＴが、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ及びＡｕからなる群から選択した１種の金属または該金属を主体とする合金からなる、請求項１または２に記載の弾性境界波フィルタ装置。
4. 前記誘電体膜が、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ、水晶、ＬＢＯ、ランガサイト、ランガナイト及びガラスからなる群から選択された１種の材料からなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性境界波フィルタ装置。
   

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