JP3291860B2 - 縦型二重モード弾性表面波フィルタ - Google Patents

縦型二重モード弾性表面波フィルタ

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JP3291860B2
JP3291860B2 JP21858693A JP21858693A JP3291860B2 JP 3291860 B2 JP3291860 B2 JP 3291860B2 JP 21858693 A JP21858693 A JP 21858693A JP 21858693 A JP21858693 A JP 21858693A JP 3291860 B2 JP3291860 B2 JP 3291860B2
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    • H03H9/6433—Coupled resonator filters

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  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、縦型二重モード結合を
利用した低損失の弾性表面波フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】表面波の伝搬方向に発生する2つのエネ
ルギー閉じ込め型振動モードを利用した、いわゆる縦型
二重モード弾性表面波フィルタが公知であり、帯域幅の
設計余裕度が大きいため、コードレス電話のRF部等に
おいて採用されている。この縦型二重モード弾性表面波
フィルタは、エネルギー閉じ込め型共振子を1枚の圧電
基板上に複数段形成し、多段縦続接続した構成を有す
る。
【0003】上記縦型二重モード弾性表面波フィルタで
は、使用する圧電基板材料の種類および基板のカット方
位によって、その特性が大きく変化する。従って、使用
する基板材料およびカット方位に適した設計が要求され
る。
【0004】また、充分な広帯域を有する弾性表面波フ
ィルタを得るには、36°Y回転カットX方向伝搬のL
iTaO3 (以下、36°Y−XLT)圧電基板のよう
に、電気機械結合係数の大きな圧電基板を用いることが
望ましい。
【0005】しかしながら、従来の縦型二重モード弾性
表面波フィルタでは、36°Y−XLT圧電基板を用い
て構成した場合、通過帯域内に不要スプリアスが発生す
るという問題があった。
【0006】上記不要スプリアスを抑制し得るものとし
て、特開平4−40705号には、複数のエネルギー閉
じ込め型共振子の接続部に、エネルギー閉じ込め型共振
子のインターデジタルトランスデューサ(以下、IDT
と略す。)と電気的に並列にくし型電極等により構成さ
れる結合容量を接続した構造が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
4−40705号に開示されている縦型二重モード弾性
表面波フィルタでは、上記通過帯域内の不要スプリアス
を抑制し得るものの、通過帯域内における挿入損失が比
較的大きく、挿入損失の低減が要望されている。
【0008】本発明の目的は、36°Y−XLT圧電基
板を用いて構成されており、通過帯域内における不要ス
プリアスを低減し得るだけでなく、挿入損失を著しく低
減することをも可能とする構造を備えた縦型二重モード
弾性表面波フィルタを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の縦型二重モード
弾性表面波フィルタは、Y−XLT圧電基板と、前記圧
電基板上に構成されており、かつ多段縦続接続された複
数のエネルギー閉じ込め型共振子とを備え、前記各エネ
ルギー閉じ込め型共振子が、近接配置された少なくとも
2つのIDTと、該少なくとも2つのIDTの両側に配
置された反射器とを有し、前記複数のエネルギー閉じ込
め型共振子間の接続部に、前記IDTと電気的に並列に
接続されており、かつ表面波伝搬路上以外の圧電基板上
の領域に形成された結合容量構成用くし型電極をさらに
備える。
【0010】さらに、前記IDTの電極指の周期を
λf 、くし型電極の電極指の周期をλcとしたときに、
【0011】
【数2】
【0012】を満たすように、前記λf およびλc が決
定されている。なお、上記周期λf 及びλc とは、間挿
し合っている複数本の電極指の電極指間ピッチの2倍の
長さに相当し、すなわちIDTにおいては励振される表
面波の周期に相当するものである。
【0013】
【作用】本発明では、36°Y−XLT圧電基板を用い
て構成されており、かつ複数のエネルギー閉じ込め型共
振子間の接続部に上記結合容量が接続されているため、
特開平4−40705号に開示されている縦型二重モー
ド弾性表面波フィルタの場合と同様に、通過帯域内のス
プリアスが効果的に抑制される。
【0014】しかも、本願発明者らの実験により確かめ
られ、かつ後述の実施例で示されるように、上記エネル
ギー閉じ込め型共振子におけるIDTの電極指の周期を
λf、上記結合容量帯域用くし型電極の電極指の周期を
λc としたときに、比λf /λc が上記特定の関係を満
たすように決定されているので、挿入損失が低減され
る。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、広帯域化に適した電気
機械結合係数の大きい36°Y−XLT圧電基板を用い
て構成された縦型二重モード弾性表面波フィルタにおい
て、上記結合容量構成用くし型電極の作用により通過帯
域内の不要スプリアスを抑制し得るだけでなく、上記I
DTおよびくし型電極の周期が、上記特定の関係を満た
すように決定されているため、通過帯域内における挿入
損失を効果的に低減することができる。
【0016】よって、高周波域において使用するのに適
しており、広帯域化を容易に計ることができ、フィルタ
としての周波数特性に優れており、さらに低損失の縦型
二重モード弾性表面波フィルタを提供することが可能と
なる。
【0017】
【実施例の説明】以下、図面を参照しつつ本発明の非限
定的な実施例を説明することにより、本発明を明らかに
する。
【0018】図1は、本発明の一実施例が適用される縦
型二重モード弾性表面波フィルタを説明するための模式
的平面図である。縦型二重モード弾性表面波フィルタ1
は、36°Y−XLTよりなる矩形の圧電基板2を用い
て構成されている。圧電基板2上には、以下の電極構造
を形成することにより、第1,第2のエネルギー閉じ込
め型共振子が構成されている。
【0019】すなわち、第1のエネルギー閉じ込め型共
振子は、IDT3,4と、IDT3,4の両側に配置さ
れた反射器5,6とを有する。IDT3,4は、それぞ
れ、互いの電極指が間挿し合う一対のくし歯電極3a,
3bおよび4a,4bにより構成されており、図示のよ
うに近接配置されている。また、反射器5,6は、ID
T3,4の電極指と平行に延びる複数本の直線状の電極
の両端を表面波伝搬方向に平行に延びる電極により接続
した構造を有する。
【0020】第2のエネルギー閉じ込め型共振子は、第
1のエネルギー閉じ込め型共振子と同様に構成されてお
り、中央に近接配置されたIDT7,8を有し、IDT
7,8の両側に反射器9,10を有する。
【0021】第1のエネルギー閉じ込め型共振子におけ
るIDT3のくし歯電極3aが入力端に接続され、くし
歯電極3bは基準電位に接続される。また、IDT4の
一方のくし歯電極4aが基準電位に接続され、他方のく
し歯電極4bが、第2エネルギー閉じ込め型共振子のI
DT7の一方のくし歯電極7aに電気的に接続されてい
る。くし歯電極4bと、くし歯電極7aとを電気的に接
続することにより、第1,第2のエネルギー閉じ込め型
共振子が縦続接続されている。
【0022】また、上記第1,第2のエネルギー閉じ込
め型共振子間の接続部には、くし型電極11が電気的に
接続されている。くし型電極11は、互いに間挿し合う
電極指を有する一対のくし歯電極11a,11bにより
構成されている。
【0023】くし型電極11の一方のくし歯電極11a
は、上記接続部に電気的に接続されている。なお、他方
のくし歯電極11bは基準電位に接続されている。くし
型電極11は、第1,第2のエネルギー閉じ込め型共振
子間の接続部において、上記IDT4,7に並列に結合
容量を構成するために設けられているものであり、それ
によって特開平4−40705号に開示されている弾性
表面波フィルタの場合と同様に、通過帯域内におけるス
プリアスが抑制される。
【0024】第2のエネルギー閉じ込め型共振子におい
ては、上記IDT7の他方のくし歯電極7bは基準電位
に接続されている。また、IDT8の一方のくし歯電極
8aが基準電位に接続されており、他方のくし歯電極8
bが出力端とされる。
【0025】以上のように、図1に示した縦型二重モー
ド弾性表面波フィルタ1は、特開平4−40705号に
開示されている縦型二重モード弾性表面波フィルタと構
造的にはほぼ同様である。もっとも、本実施例では、上
記IDT3,4,7,8における電極指の周期をλf と
し、くし型電極11の電極指の周期をλc としたとき
に、比λf /λc が1.0とされている。
【0026】本実施例の縦型二重モード弾性表面波フィ
ルタの第1の挿入損失−周波数特性を、図2に実線A
で、及びその要部を拡大して一点鎖線Bで示す。なお、
一点鎖線Bで示す挿入損失−周波数特性は、実線Aで示
す挿入損失−周波数特性曲線を拡大したものであり、図
2の挿入損失についての1目盛りを2dBとして図示し
たものである。
【0027】比較のために、上記比λf /λc =3.0
としたことを除いては上記実施例と全く同様に構成され
た縦型二重モード弾性表面波フィルタの挿入損失−周波
数特性を、図2に実線Cで、及びその要部を拡大して一
点鎖線Dで示す。
【0028】上記実線Aおよび一点鎖線Bで示す特性
と、実線Cおよび一点鎖線Dで示す特性とを比較すれば
明らかなように、本実施例の縦型二重モード弾性表面波
フィルタでは、λf /λc =3.0の縦型二重モード弾
性表面波フィルタに比べて挿入損失が効果的に低減され
得ることがわかる。
【0029】このように、比λf /λc を選択すること
により、挿入損失が低減されるのは、スプリアス抑制用
結合容量が、容量成分だけを有することが理想であるに
も関わらず、実際にはコンダクタンス成分をも有し、該
コンダクタンス成分が大きい場合に挿入損失が増加する
ことに起因するものと考えられる。
【0030】そこで、くし型電極11における容量とコ
ンダクタンスが、比λf /λc を変化させた時に、どの
ように変化するかを測定した(電極指の対数は10対、
交差幅は600μmとした。)。結果を図3に示す。図
3から明らかなように、比λ f /λc が、
【0031】
【数3】
【0032】を満たす範囲において、コンダクタンス部
分が小さくなることがわかった。そこで、このような範
囲の結合容量をくし型電極11により構成し、種々の縦
型二重モード弾性表面波フィルタを作成し、その挿入損
失と、λf /λc との関係を調べた。結果を図4に示
す。
【0033】図4から明らかなように、比λf /λc が
上記特定の関係を満たすようにくし型電極11を構成す
ることにより、挿入損失を上記実施例と同様に低減し得
ることがわかる。従って、本発明では、比λf /λ
c を、上記特定の関係を満たすように決定することが必
要である。
【0034】なお、上述した実施例では、第1,第2の
エネルギー閉じ込め型共振子が圧電基板2上に構成され
ていたが、本発明は、3段以上のエネルギー閉じ込め型
共振子が縦続接続されている縦型二重モード弾性表面波
フィルタにも適用することができる。
【0035】さらに、上記実施例では、各エネルギー閉
じ込め型共振子が2個のIDTを有するように構成され
ていたが、例えば図5に示す縦型二重モード弾性表面波
フィルタ21のように圧電基板22上において、各エネ
ルギー閉じ込め型共振子が3個のIDT23〜25,2
8〜30を有するものであってもよい。なお、図5にお
いて26,27,31,32は反射器を示す。
【0036】また、第2の実施例の縦型二重モード弾性
表面波フィルタ21では第1,第2のエネルギー閉じ込
め型共振子の接続は、第1のエネルギー閉じ込め型共振
子のIDT23,25の一方のくし歯電極23a,25
aと、第2のエネルギー閉じ込め型共振子のIDT2
8,30の一方のくし歯電極28a,30aとを接続す
ることにより行われ、該接続部にくし型電極33が電気
的に接続されている。なお、IDT23,25,28,
30の他方のくし歯電極23b,25b,28b,30
bは図示のように基準電位に接続されており、さらにI
DT24,29の一方のくし歯電極24a,29aも基
準電位に接続されている。そして、IDT24の他方の
くし歯電極24bが入力端に、IDT29の他方のくし
歯電極29bが出力端に接続される。
【0037】第2の実施例の縦型二重モード弾性表面波
フィルタ21においても、くし型電極33より付加され
る結合容量に加えて、上記比λf /λc を上記特定の範
囲となるように選択することにより第1の実施例と同様
に挿入損失の低減を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の縦型二重モード弾性表面波フィ
ルタを示す模式的平面図。
【図2】実施例および比較のために用意した縦型二重モ
ード弾性表面波フィルタの挿入損失−周波数特性を示す
図。
【図3】縦型二重モード弾性表面波フィルタにおけるコ
ンダクタンスおよび容量の比λ f /λc に対する依存性
を示す図。
【図4】挿入損失と比λf /λc との関係を示す図。
【図5】第2の実施例の縦型二重モード弾性表面波フィ
ルタを示す模式的平面図。
【符号の説明】
1…縦型二重モード弾性表面波フィルタ 2…圧電基板 3,4,7,8,…IDT 5,6,9,10…反射器 11…結合容量構成用くし型電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 9/64 H03H 9/145 H03H 9/25

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Y回転カットX方向伝搬のLiTaO3
    圧電基板と、 前記圧電基板上に構成されており、かつ多段縦続接続さ
    れた複数のエネルギー閉じ込め型共振子とを備え、 前記各エネルギー閉じ込め型共振子が、近接配置された
    少なくとも2つのインターデジタルトランスデューサ
    と、該少なくとも2つのインターデジタルトランスデュ
    ーサの両側に配置された反射器とを有し、 前記複数のエネルギー閉じ込め型共振子間の接続部に、
    前記インターデジタルトランスデューサと電気的に並列
    に接続されており、かつ表面波伝搬路上以外の圧電基板
    上の領域に形成された結合容量構成用くし型電極をさら
    に備え、 前記インターデジタルトランスデューサの電極指の周期
    をλf、くし型電極の電極指の周期をλcとしたときに、 【数1】 を満たすように、前記λfおよびλcが決定されている縦
    型二重モード弾性表面波フィルタ。
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