JP3385169B2 - 弾性表面波多重モードフィルタ - Google Patents
弾性表面波多重モードフィルタInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、弾性表面波を励
振するインターディジタルトランスデューサに関する。
また、このインターディジタルトランスデューサを利用
した弾性表面波多重モードフィルタに関する。
振するインターディジタルトランスデューサに関する。
また、このインターディジタルトランスデューサを利用
した弾性表面波多重モードフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に、従来のインターディジタルトラ
ンスデューサ（以下、ＩＤＴという）の構造を示す。こ
のＩＤＴは、弾性表面波を励振する励振部１０１と、電
気信号を入力あるいは出力する信号端子部１０２とから
成る。ここで各領域を伝搬する弾性表面波の伝搬速度を
考えると、励振部１０１を伝搬する速度Ｖｉｄｔの方
が、信号端子部１０２を伝搬する速度Ｖｂｕｓよりも遅
い。この結果、励振された弾性表面波は励振部１０１に
閉じ込められることになる。このときの弾性表面波の振
幅分布は図４に示すように、３つのモード（基本モード
１０４、高次モード（１次）１０５、高次モード（２
次）１０６）からなる。
ンスデューサ（以下、ＩＤＴという）の構造を示す。こ
のＩＤＴは、弾性表面波を励振する励振部１０１と、電
気信号を入力あるいは出力する信号端子部１０２とから
成る。ここで各領域を伝搬する弾性表面波の伝搬速度を
考えると、励振部１０１を伝搬する速度Ｖｉｄｔの方
が、信号端子部１０２を伝搬する速度Ｖｂｕｓよりも遅
い。この結果、励振された弾性表面波は励振部１０１に
閉じ込められることになる。このときの弾性表面波の振
幅分布は図４に示すように、３つのモード（基本モード
１０４、高次モード（１次）１０５、高次モード（２
次）１０６）からなる。
【０００３】次に、励振部１０１の幅Ｗに対する伝搬モ
ードの変化について述べる。励振部１０１の幅Ｗが十分
狭い場合には、図４に示したモードのうち、基本モード
１０４のみが現れる。ここで、励振部１０１の幅Ｗを大
きくしていくと、図４に示した高次モード１０５、１０
６が順に現れ、基本モード１０４と合わせて複数のモー
ドが伝搬するようになる。
ードの変化について述べる。励振部１０１の幅Ｗが十分
狭い場合には、図４に示したモードのうち、基本モード
１０４のみが現れる。ここで、励振部１０１の幅Ｗを大
きくしていくと、図４に示した高次モード１０５、１０
６が順に現れ、基本モード１０４と合わせて複数のモー
ドが伝搬するようになる。
【０００４】この高次伝搬モード１０５、１０６の伝搬
速度は、基本モード１０４の伝搬速度とはわずかに異な
るため、弾性表面波フィルタを作製した場合、通過帯域
近傍に不要なスプリアスが現れることになる。従って、
不要なスプリアスのないフィルタを得るには、ＩＤＴの
励振部１０１の幅Ｗを十分小さくしなければならなかっ
た。しかしながら、励振部１０１の幅Ｗを小さくすると
回折効果により損失が増加するため、スプリアスを抑制
しながら低損失化をするのは非常に困難であった。
速度は、基本モード１０４の伝搬速度とはわずかに異な
るため、弾性表面波フィルタを作製した場合、通過帯域
近傍に不要なスプリアスが現れることになる。従って、
不要なスプリアスのないフィルタを得るには、ＩＤＴの
励振部１０１の幅Ｗを十分小さくしなければならなかっ
た。しかしながら、励振部１０１の幅Ｗを小さくすると
回折効果により損失が増加するため、スプリアスを抑制
しながら低損失化をするのは非常に困難であった。
【０００５】図５、図６に高次伝搬モードの影響が顕著
に現れる弾性表面波多重モードフィルタの構成図を示
す。図５の弾性表面波多重モードフィルタは、弾性表面
波の伝搬方向に対して各弾性表面波共振器のＩＤＴを垂
直方向に配置するので、「横結合型多重モードフィル
タ」と呼ばれる。図６の弾性表面波多重モードフィルタ
は、少なくとも１つの入力用ＩＤＴと少なくとも１つの
出力用ＩＤＴを弾性表面波の伝搬方向と平行な方向に配
置する「縦結合型多重モードフィルタ」である。両フィ
ルタにおいては、回折効果による損失増加の抑制に加え
て、外部回路とのインピーダンス整合状態を良くするた
めに、励振部１０１の幅Ｗは、比較的大きく設計されて
いた。この場合、必然的にスプリアスは存在するという
問題を生じていた。
に現れる弾性表面波多重モードフィルタの構成図を示
す。図５の弾性表面波多重モードフィルタは、弾性表面
波の伝搬方向に対して各弾性表面波共振器のＩＤＴを垂
直方向に配置するので、「横結合型多重モードフィル
タ」と呼ばれる。図６の弾性表面波多重モードフィルタ
は、少なくとも１つの入力用ＩＤＴと少なくとも１つの
出力用ＩＤＴを弾性表面波の伝搬方向と平行な方向に配
置する「縦結合型多重モードフィルタ」である。両フィ
ルタにおいては、回折効果による損失増加の抑制に加え
て、外部回路とのインピーダンス整合状態を良くするた
めに、励振部１０１の幅Ｗは、比較的大きく設計されて
いた。この場合、必然的にスプリアスは存在するという
問題を生じていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、弾性表面波多
重モードフィルタの低損失化と、外部回路とのインピー
ダンス整合状態を良くすることを目的に設計された従来
の弾性表面波多重モードフィルタでは、ＩＤＴの励振部
の幅Ｗを大きくする必要があり、スプリアスを抑制する
ことは困難であった。
重モードフィルタの低損失化と、外部回路とのインピー
ダンス整合状態を良くすることを目的に設計された従来
の弾性表面波多重モードフィルタでは、ＩＤＴの励振部
の幅Ｗを大きくする必要があり、スプリアスを抑制する
ことは困難であった。
【０００７】この発明は、以上のような事情を考慮して
なされたものであり、励振部の幅を小さくせずに高次伝
搬モードを抑制できるインターディジタルトランスデュ
ーサ（ＩＤＴ）を提供することを課題とする。また、こ
のインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）を用
いて、スプリアスの抑制された横結合型多重モードフィ
ルタおよび縦結合型多重モードフィルタを提供すること
を課題とする。
なされたものであり、励振部の幅を小さくせずに高次伝
搬モードを抑制できるインターディジタルトランスデュ
ーサ（ＩＤＴ）を提供することを課題とする。また、こ
のインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）を用
いて、スプリアスの抑制された横結合型多重モードフィ
ルタおよび縦結合型多重モードフィルタを提供すること
を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、圧電基板上
に形成される、弾性表面波を励振する励振部と電気信号
を入力する信号端子部とからなるインターディジタルト
ランスデューサと、弾性表面波の伝搬方向と平行であっ
てインターディジタルトランスデューサの両側に近接し
て配置された反射器とからなる弾性表面波共振器を、弾
性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向に２つ近接配置
し、結合部によって２つの弾性表面波共振器を音響的に
結合させる横結合型の弾性表面波多重モードフィルタで
あって、前記２つの弾性表面波共振器のうち少なくとも
どちらか一方のインターディジタルトランスデューサ
が、前記信号端子部が金属電極膜から形成され、その金
属電極膜の少なくとも一部に弾性表面波の伝搬方向に並
んだ複数個のスリットを有し、前記信号端子部を伝搬す
る弾性表面波の速度が、前記励振部を伝搬する弾性表面
波の速度よりもわずかに速いインターディジタルトラン
スデューサであることを特徴とする横結合型の弾性表面
波多重モードフィルタを提供するものである。
に形成される、弾性表面波を励振する励振部と電気信号
を入力する信号端子部とからなるインターディジタルト
ランスデューサと、弾性表面波の伝搬方向と平行であっ
てインターディジタルトランスデューサの両側に近接し
て配置された反射器とからなる弾性表面波共振器を、弾
性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向に２つ近接配置
し、結合部によって２つの弾性表面波共振器を音響的に
結合させる横結合型の弾性表面波多重モードフィルタで
あって、前記２つの弾性表面波共振器のうち少なくとも
どちらか一方のインターディジタルトランスデューサ
が、前記信号端子部が金属電極膜から形成され、その金
属電極膜の少なくとも一部に弾性表面波の伝搬方向に並
んだ複数個のスリットを有し、前記信号端子部を伝搬す
る弾性表面波の速度が、前記励振部を伝搬する弾性表面
波の速度よりもわずかに速いインターディジタルトラン
スデューサであることを特徴とする横結合型の弾性表面
波多重モードフィルタを提供するものである。
【０００９】さらに前記励振部が、一定間隔で配置され
た複数個の電極指から構成され、前記信号端子部は、各
スリットの間隔ａとスリットの幅ｂとの比ａ／ｂが、励
振部の電極指の幅ｃと間隔ｄとの比ｃ／ｄよりも小さく
してもよい。
た複数個の電極指から構成され、前記信号端子部は、各
スリットの間隔ａとスリットの幅ｂとの比ａ／ｂが、励
振部の電極指の幅ｃと間隔ｄとの比ｃ／ｄよりも小さく
してもよい。
【００１０】また、この発明は、前記結合部、信号端子
部及び励振部を伝搬する弾性表面波が、次式 Ｖｇａｐ＞Ｖｂｕｓ＞Ｖｉｄｔ （式中、Ｖｇａｐ：結合部を伝搬する伝搬速度、 Ｖｂｕｓ：信号端子部を伝搬する伝搬速度、 Ｖｉｄｔ：励振部を伝搬する伝搬速度） の関係を満たす伝搬速度を有することを特徴とする横結
合型の弾性表面波多重モードフィルタを提供するもので
ある。
部及び励振部を伝搬する弾性表面波が、次式 Ｖｇａｐ＞Ｖｂｕｓ＞Ｖｉｄｔ （式中、Ｖｇａｐ：結合部を伝搬する伝搬速度、 Ｖｂｕｓ：信号端子部を伝搬する伝搬速度、 Ｖｉｄｔ：励振部を伝搬する伝搬速度） の関係を満たす伝搬速度を有することを特徴とする横結
合型の弾性表面波多重モードフィルタを提供するもので
ある。
【００１１】さらに少なくとも１つの入力用インターデ
ィジタルトランスデューサと、少なくとも１つの出力用
インターディジタルトランスデューサとを弾性表面波の
伝搬方向に平行に配置し、かつその両側に反射器を配置
して構成される縦モード結合型の弾性表面波多重モード
フィルタであって、前記インターディジタルトランスデ
ューサは、圧電基板上に形成される、弾性表面波を励振
する励振部と電気信号を入力する信号端子部とからな
り、前記入力用あるいは出力用インターディジタルトラ
ンスデューサの少なくとも１つが、前記信号端子部が金
属電極膜から形成され、その金属電極膜の少なくとも一
部に弾性表面波の伝搬方向に並んだ複数個のスリットを
有し、前記信号端子部を伝搬する弾性表面波の速度が、
前記励振部を伝搬する弾性表面波の速度よりもわずかに
速いインターディジタルトランスデューサであることを
特徴とする縦結合型の弾性表面波多重モードフィルタを
提供するものである。
ィジタルトランスデューサと、少なくとも１つの出力用
インターディジタルトランスデューサとを弾性表面波の
伝搬方向に平行に配置し、かつその両側に反射器を配置
して構成される縦モード結合型の弾性表面波多重モード
フィルタであって、前記インターディジタルトランスデ
ューサは、圧電基板上に形成される、弾性表面波を励振
する励振部と電気信号を入力する信号端子部とからな
り、前記入力用あるいは出力用インターディジタルトラ
ンスデューサの少なくとも１つが、前記信号端子部が金
属電極膜から形成され、その金属電極膜の少なくとも一
部に弾性表面波の伝搬方向に並んだ複数個のスリットを
有し、前記信号端子部を伝搬する弾性表面波の速度が、
前記励振部を伝搬する弾性表面波の速度よりもわずかに
速いインターディジタルトランスデューサであることを
特徴とする縦結合型の弾性表面波多重モードフィルタを
提供するものである。
【００１２】図１にこの発明に関するインターディジタ
ルトランスデューサ（ＩＤＴ）の構成図を示す。図中１
は圧電基板であり、２が弾性表面波を励振する電極指、
３が信号端子部である。ここで、信号端子部３の一部が
伝搬方向に複数のスリットを有するグレーティング構造
となっている。このように信号端子部３をグレーティン
グ構造にすると、均一な金属膜の場合より弾性表面波の
伝搬速度が遅くなる。即ち、励振部４と信号端子部３を
伝搬する弾性表面波の速度差が小さくなり、伝搬モード
が閉じ込められにくくなる。従って、高次モードの発生
が抑制されることになる。高次モードが存在するには十
分に励振部４の幅を大きくする必要がある。
ルトランスデューサ（ＩＤＴ）の構成図を示す。図中１
は圧電基板であり、２が弾性表面波を励振する電極指、
３が信号端子部である。ここで、信号端子部３の一部が
伝搬方向に複数のスリットを有するグレーティング構造
となっている。このように信号端子部３をグレーティン
グ構造にすると、均一な金属膜の場合より弾性表面波の
伝搬速度が遅くなる。即ち、励振部４と信号端子部３を
伝搬する弾性表面波の速度差が小さくなり、伝搬モード
が閉じ込められにくくなる。従って、高次モードの発生
が抑制されることになる。高次モードが存在するには十
分に励振部４の幅を大きくする必要がある。
【００１３】また、図２、図３はそれぞれこのＩＤＴを
用いて構成された「横結合型多重モードフィルタ」およ
び「縦結合型多重モードフィルタ」の構成図を示してい
る。このような構成の弾性表面波多重モードフィルタに
よれば、高次モードによるスプリアスが抑制されたフィ
ルタ特性が得られる。
用いて構成された「横結合型多重モードフィルタ」およ
び「縦結合型多重モードフィルタ」の構成図を示してい
る。このような構成の弾性表面波多重モードフィルタに
よれば、高次モードによるスプリアスが抑制されたフィ
ルタ特性が得られる。
【００１４】励振部４及び信号端子部３は、アルミニウ
ムＡｌ、金Ａｕ、銅Ｃｕ、チタンＴｉなどの金属材料を
用いることができる。ＩＤＴの励振部４は、通常用いら
れるＩＤＴと同様に一定間隔で配置された複数個の電極
指２から構成される。電極指２は、信号端子部３に電気
的に接続されたすだれ状の電極であって、図１のように
これらのすだれ状の電極が交互に一定間隔で配置される
ことによって表面弾性波を励振する励振部４が構成され
る。
ムＡｌ、金Ａｕ、銅Ｃｕ、チタンＴｉなどの金属材料を
用いることができる。ＩＤＴの励振部４は、通常用いら
れるＩＤＴと同様に一定間隔で配置された複数個の電極
指２から構成される。電極指２は、信号端子部３に電気
的に接続されたすだれ状の電極であって、図１のように
これらのすだれ状の電極が交互に一定間隔で配置される
ことによって表面弾性波を励振する励振部４が構成され
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発
明が限定されるものではない。まず、図４に示した従来
のＩＤＴにおける弾性表面波の伝搬モードについて考え
る。励振部１０１の弾性表面波の伝搬速度が信号端子部
１０２の伝搬速度よりも遅くなっているとき、弾性表面
波のエネルギーは励振部１０１に閉じ込められる。この
とき励振部１０１に閉じ込められた弾性表面波の振動エ
ネルギーのモードをスカラーポテンシャルφで近似する
と、φは次式を満足する。
づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発
明が限定されるものではない。まず、図４に示した従来
のＩＤＴにおける弾性表面波の伝搬モードについて考え
る。励振部１０１の弾性表面波の伝搬速度が信号端子部
１０２の伝搬速度よりも遅くなっているとき、弾性表面
波のエネルギーは励振部１０１に閉じ込められる。この
とき励振部１０１に閉じ込められた弾性表面波の振動エ
ネルギーのモードをスカラーポテンシャルφで近似する
と、φは次式を満足する。
【００１６】
【数１】
【００１７】ここでスカラーポテンシャルφで表わされ
る伝搬モードの伝搬速度をＶｍｏｄｅとすると、Ｖｍｏ
ｄｅは次式を満足する値をとる。
る伝搬モードの伝搬速度をＶｍｏｄｅとすると、Ｖｍｏ
ｄｅは次式を満足する値をとる。
【００１８】
【数２】
【００１９】上式を用いて、励振部の速度Ｖｉｄｔ＝３
１４４ｍ／ｓ，信号端子部の速度Ｖｂｕｓ＝３１５６ｍ
／ｓ，ＩＤＴの周期λ＝１２．８μｍとしたときの励振
部１０１の幅に対する伝搬モードの速度の変化を計算し
た結果を図７に示す。図７では、基本モードと１次と２
次の高次モードに対する計算結果を示している。励振部
１０１の幅が図７中ａで示された十分小さい範囲では、
基本モードしか存在し得ないが、励振部の幅を大きくす
るにつれて高次モードが現れてくるのがわかる。例え
ば、図７中のｂの範囲では１次の高次モードが伝搬可能
になり、合計２つの伝搬モードが存在することになる。
１４４ｍ／ｓ，信号端子部の速度Ｖｂｕｓ＝３１５６ｍ
／ｓ，ＩＤＴの周期λ＝１２．８μｍとしたときの励振
部１０１の幅に対する伝搬モードの速度の変化を計算し
た結果を図７に示す。図７では、基本モードと１次と２
次の高次モードに対する計算結果を示している。励振部
１０１の幅が図７中ａで示された十分小さい範囲では、
基本モードしか存在し得ないが、励振部の幅を大きくす
るにつれて高次モードが現れてくるのがわかる。例え
ば、図７中のｂの範囲では１次の高次モードが伝搬可能
になり、合計２つの伝搬モードが存在することになる。
【００２０】次に、信号端子部１０２の弾性表面波伝搬
速度を変えたときの最初の高次モード（１次モード）が
現れる励振部１０１の幅の変化を図８に示す。信号端子
部１０２の弾性表面波を遅くすることで、１次モードの
現れる励振部１０１の幅が大きくなっているのがわか
る。この結果、信号端子部１０２の弾性表面波の伝搬速
度を遅くして励振部１０１の伝搬速度に近づけること
で、高次モードが抑制されることになる。
速度を変えたときの最初の高次モード（１次モード）が
現れる励振部１０１の幅の変化を図８に示す。信号端子
部１０２の弾性表面波を遅くすることで、１次モードの
現れる励振部１０１の幅が大きくなっているのがわか
る。この結果、信号端子部１０２の弾性表面波の伝搬速
度を遅くして励振部１０１の伝搬速度に近づけること
で、高次モードが抑制されることになる。
【００２１】次に、図１の本発明のように信号端子部３
をグレーティング構造にした場合を考える。一般に、金
属電極で構成されたグレーティング構造部分を伝搬する
弾性表面波の速度は、均一な金属膜部を伝搬する弾性表
面波の速度よりも遅い。したがって、信号端子部３にグ
レーティング構造を用いることによって信号端子部を伝
搬する弾性表面波の速度を遅くすれば、高次モードが現
れる励振部４の幅が大きくなり、高次モードは抑制され
ることになる。
をグレーティング構造にした場合を考える。一般に、金
属電極で構成されたグレーティング構造部分を伝搬する
弾性表面波の速度は、均一な金属膜部を伝搬する弾性表
面波の速度よりも遅い。したがって、信号端子部３にグ
レーティング構造を用いることによって信号端子部を伝
搬する弾性表面波の速度を遅くすれば、高次モードが現
れる励振部４の幅が大きくなり、高次モードは抑制され
ることになる。
【００２２】すなわち、信号端子部３を伝搬する弾性表
面波の速度を、励振部４を伝搬する弾性表面波の速度よ
りもわずかに速くすれば、ＩＤＴにおいて高次モードの
弾性表面波の発生を抑えることができる。
面波の速度を、励振部４を伝搬する弾性表面波の速度よ
りもわずかに速くすれば、ＩＤＴにおいて高次モードの
弾性表面波の発生を抑えることができる。
【００２３】ところで、励振された弾性表面波が励振部
４に閉じ込められるためには、励振部４を伝搬する弾性
表面波の速度が信号端子部３を伝搬する弾性表面波の速
度よりも遅いことが必要である。いま、ＩＤＴの信号端
子部３をグレーティング構造にし、かつ信号端子部３の
金属材料と膜厚を励振部４の材料、膜厚と同じにした場
合、弾性表面波を励振部４に閉じ込めるには、信号端子
部３のグレーティング構造のスリットの間隔ａと幅ｂと
の比（ａ／ｂ）を、励振部の電極指の幅ｃと間隔ｄとの
比（ｃ／ｄ）小さくしなければならない。なぜなら、信
号端子部３のグレーティング構造を伝搬する弾性表面波
の速度は、スリットの幅ｂを大きくするほど速くなるか
らである。
４に閉じ込められるためには、励振部４を伝搬する弾性
表面波の速度が信号端子部３を伝搬する弾性表面波の速
度よりも遅いことが必要である。いま、ＩＤＴの信号端
子部３をグレーティング構造にし、かつ信号端子部３の
金属材料と膜厚を励振部４の材料、膜厚と同じにした場
合、弾性表面波を励振部４に閉じ込めるには、信号端子
部３のグレーティング構造のスリットの間隔ａと幅ｂと
の比（ａ／ｂ）を、励振部の電極指の幅ｃと間隔ｄとの
比（ｃ／ｄ）小さくしなければならない。なぜなら、信
号端子部３のグレーティング構造を伝搬する弾性表面波
の速度は、スリットの幅ｂを大きくするほど速くなるか
らである。
【００２４】このような構造を持つインターディジタル
トランスデューサを用いて、横結合型多重モードフィル
タおよび縦結合型多重モードフィルタを作製すれば、高
次モードの弾性表面波の発生が抑えられるため、スプリ
アスの抑制された弾性表面波多重モードフィルタが得ら
れる。以下に、弾性表面波多重モードフィルタの実施例
を示す。
トランスデューサを用いて、横結合型多重モードフィル
タおよび縦結合型多重モードフィルタを作製すれば、高
次モードの弾性表面波の発生が抑えられるため、スプリ
アスの抑制された弾性表面波多重モードフィルタが得ら
れる。以下に、弾性表面波多重モードフィルタの実施例
を示す。
【００２５】
実施例１
図９に、ＳＴカット水晶基板上に信号端子部３をグレー
ティング構造にしたインターディジタルトランスデュー
サ（ＩＤＴ）１１を用いて作製した「横結合型多重モー
ドフィルタ」の例を示す。このフィルタは２つの弾性表
面波共振器からなる。 ＩＤＴ１１の電極周期λ：＝２４μｍ、 励振部４の電極指線幅：ｃ＝６μｍ、 励振部４の電極指線間隔：ｄ＝６μｍ、 電極膜厚：０．７６μｍ、 ＩＤＴの電極対数：１５０対、 反射器の電極数：１２０本、 結合部の幅：０．３λ、 ＩＤＴの励振部の幅：８．５λ、 信号端子部３の一部と反射器１２の信号端子部をもグレ
ーティング構造とし、スリットの間隔（ａ）／幅（ｂ）
をそれぞれ３．６μｍ／８．４μｍとする。
ティング構造にしたインターディジタルトランスデュー
サ（ＩＤＴ）１１を用いて作製した「横結合型多重モー
ドフィルタ」の例を示す。このフィルタは２つの弾性表
面波共振器からなる。 ＩＤＴ１１の電極周期λ：＝２４μｍ、 励振部４の電極指線幅：ｃ＝６μｍ、 励振部４の電極指線間隔：ｄ＝６μｍ、 電極膜厚：０．７６μｍ、 ＩＤＴの電極対数：１５０対、 反射器の電極数：１２０本、 結合部の幅：０．３λ、 ＩＤＴの励振部の幅：８．５λ、 信号端子部３の一部と反射器１２の信号端子部をもグレ
ーティング構造とし、スリットの間隔（ａ）／幅（ｂ）
をそれぞれ３．６μｍ／８．４μｍとする。
【００２６】このような弾性表面波共振器を結合部５で
２段にカスケード接続して中心周波数約１３０ＭＨｚの
フィルタを作製した。ここで、励振部４の電極指間隔ｄ
よりスリットの幅ｂを大きくすることによって、弾性表
面波が励振部４に閉じ込められるようにしている。この
実施例１の横結合型多重モードフィルタの通過特性を、
図１０（ａ）に示す。比較のために、励振部４の幅を同
じ８．５λとして、信号端子部３を均一な金属膜で作製
したときの特性を、図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）
で丸く囲んだスプリアスが、図１０（ａ）では抑制され
ているのが確認できる。
２段にカスケード接続して中心周波数約１３０ＭＨｚの
フィルタを作製した。ここで、励振部４の電極指間隔ｄ
よりスリットの幅ｂを大きくすることによって、弾性表
面波が励振部４に閉じ込められるようにしている。この
実施例１の横結合型多重モードフィルタの通過特性を、
図１０（ａ）に示す。比較のために、励振部４の幅を同
じ８．５λとして、信号端子部３を均一な金属膜で作製
したときの特性を、図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）
で丸く囲んだスプリアスが、図１０（ａ）では抑制され
ているのが確認できる。
【００２７】ところで、図９において、ＩＤＴの結合部
５は、均一な金属の「べた膜部分」と、「べた膜部分」
の近傍の電極指が交差していない部分から構成される。
図９において、金属の「べた膜」を伝搬する弾性表面波
の速度（Ｖｍｅｔａｌ）は３１４７ｍ／ｓ、励振部４を
伝搬する弾性表面波の速度（Ｖｉｄｔ）は３０８２ｍ／
ｓ、信号端子部３を伝搬する弾性表面波の速度（Ｖｂｕ
ｓ）は３０９１ｍ／ｓである。また、べた膜部分と電極
指が交差していない部分からなる結合部５の弾性表面波
の平均的な速度（Ｖｇａｐ）は３１１４ｍ／ｓである。
５は、均一な金属の「べた膜部分」と、「べた膜部分」
の近傍の電極指が交差していない部分から構成される。
図９において、金属の「べた膜」を伝搬する弾性表面波
の速度（Ｖｍｅｔａｌ）は３１４７ｍ／ｓ、励振部４を
伝搬する弾性表面波の速度（Ｖｉｄｔ）は３０８２ｍ／
ｓ、信号端子部３を伝搬する弾性表面波の速度（Ｖｂｕ
ｓ）は３０９１ｍ／ｓである。また、べた膜部分と電極
指が交差していない部分からなる結合部５の弾性表面波
の平均的な速度（Ｖｇａｐ）は３１１４ｍ／ｓである。
【００２８】したがって、図９の実施例では、Ｖｍｅｔ
ａｌ＞Ｖｇａｐ＞Ｖｂｕｓ＞Ｖｉｄｔという関係が成立
する。すなわち、このような速度関係が成立する場合に
は、前記したようなスプリアスを抑制することが可能で
ある。
ａｌ＞Ｖｇａｐ＞Ｖｂｕｓ＞Ｖｉｄｔという関係が成立
する。すなわち、このような速度関係が成立する場合に
は、前記したようなスプリアスを抑制することが可能で
ある。
【００２９】また、図１１に示すように、結合部５を電
気的に分離した構成とし、図のように櫛電極部５１、べ
た膜部５２、及び自由表面５３からなるようにしても、
スプリアス抑制の効果が得られる。自由表面とは、金属
膜がなく圧電基板がむき出しとなっている表面である。
ここで、櫛電極部５１の幅２μｍ、べた膜部５２の幅２
μｍ、自由表面５３の幅２０μｍとする。
気的に分離した構成とし、図のように櫛電極部５１、べ
た膜部５２、及び自由表面５３からなるようにしても、
スプリアス抑制の効果が得られる。自由表面とは、金属
膜がなく圧電基板がむき出しとなっている表面である。
ここで、櫛電極部５１の幅２μｍ、べた膜部５２の幅２
μｍ、自由表面５３の幅２０μｍとする。
【００３０】このとき、Ｖｉｄｔ（＝３０８２ｍ／
ｓ）、Ｖｂｕｓ（＝３０９１ｍ／ｓ）、Ｖｍｅｔａｌ
（＝３１４７ｍ／ｓ）は変化はないが、上記のような３
つの部分（５１、５２、５３）からなる結合部５の弾性
表面波の速度Ｖｇａｐは３１４８ｍ／ｓとなる。したが
って、Ｖｇａｐ＞Ｖｍｅｔａｌ＞Ｖｂｕｓ＞Ｖｉｄｔと
いう関係が成立するが、図１０（ａ）と同様な特性が得
られるので、この場合にもスプリアスを抑制することが
できる。
ｓ）、Ｖｂｕｓ（＝３０９１ｍ／ｓ）、Ｖｍｅｔａｌ
（＝３１４７ｍ／ｓ）は変化はないが、上記のような３
つの部分（５１、５２、５３）からなる結合部５の弾性
表面波の速度Ｖｇａｐは３１４８ｍ／ｓとなる。したが
って、Ｖｇａｐ＞Ｖｍｅｔａｌ＞Ｖｂｕｓ＞Ｖｉｄｔと
いう関係が成立するが、図１０（ａ）と同様な特性が得
られるので、この場合にもスプリアスを抑制することが
できる。
【００３１】実施例２
図１２に、ＳＴカット水晶基板上に、信号端子部３をグ
レーティング構造にしたインターディジタルトランスデ
ューサを用いて、「縦結合型多重モードフィルタ」を作
製した例を示す。フィルタ構成は、２入力１出力型の縦
結合型多重モードフィルタである。 ＩＤＴの電極周期λ：１２．６μｍ、 入力用の第１ＩＤＴ２１の電極対数：それぞれ１００
対、 出力用の第２ＩＤＴ２２の電極対数：１６０対、 反射器２３の電極数：１２０本、 入出力ＩＤＴの電極間の距離ｍ：０．２５λ、 開口長ｎ：７００μｍ、 ＩＤＴの信号端子部３のスリット幅：４．４１μｍ、 ＩＤＴの信号端子部３のスリット間隔：１．８９μｍ ＩＤＴの励振部４の電極指の幅：３．２μｍ、 ＩＤＴの励振部４の電極指の間隔：３．２μｍ、 反射器の励振部４の電極指の幅：３．２μｍ、 反射器の励振部４の電極指の間隔：３．２μｍとする。
レーティング構造にしたインターディジタルトランスデ
ューサを用いて、「縦結合型多重モードフィルタ」を作
製した例を示す。フィルタ構成は、２入力１出力型の縦
結合型多重モードフィルタである。 ＩＤＴの電極周期λ：１２．６μｍ、 入力用の第１ＩＤＴ２１の電極対数：それぞれ１００
対、 出力用の第２ＩＤＴ２２の電極対数：１６０対、 反射器２３の電極数：１２０本、 入出力ＩＤＴの電極間の距離ｍ：０．２５λ、 開口長ｎ：７００μｍ、 ＩＤＴの信号端子部３のスリット幅：４．４１μｍ、 ＩＤＴの信号端子部３のスリット間隔：１．８９μｍ ＩＤＴの励振部４の電極指の幅：３．２μｍ、 ＩＤＴの励振部４の電極指の間隔：３．２μｍ、 反射器の励振部４の電極指の幅：３．２μｍ、 反射器の励振部４の電極指の間隔：３．２μｍとする。
【００３２】このときの縦結合型多重モードフィルタの
通過特性を、図１３（ａ）に示す。また、比較のため
に、ＩＤＴの信号端子部３を均一な金属膜で作製したと
きの特性を、図１３（ｂ）に示す。図１３（ｂ）中の丸
で囲んだ部分のスプリアスが、図１３（ａ）では抑圧さ
れているのがわかる。
通過特性を、図１３（ａ）に示す。また、比較のため
に、ＩＤＴの信号端子部３を均一な金属膜で作製したと
きの特性を、図１３（ｂ）に示す。図１３（ｂ）中の丸
で囲んだ部分のスプリアスが、図１３（ａ）では抑圧さ
れているのがわかる。
【００３３】以上の実施例１及び２では、ＳＴ水晶基板
を用いた例のみを示したが、基板材料に関係なく、イン
ターディジタルトランスデューサの信号端子部と励振部
との速度差を小さくすれば、高次伝搬モードが出現しに
くくなる。このため、ＳＴカット水晶基板以外の水晶基
板や、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３基板を用いても同様
の効果が得られる。また、信号端子部の弾性表面波伝搬
速度を励振部の弾性表面波の伝搬速度に近づける手段と
しては、必ずしもグレーテイング構造を使う必要はな
く、信号端子部の膜厚を厚くしたり、信号端子部上に絶
縁膜を層荷してもよい。
を用いた例のみを示したが、基板材料に関係なく、イン
ターディジタルトランスデューサの信号端子部と励振部
との速度差を小さくすれば、高次伝搬モードが出現しに
くくなる。このため、ＳＴカット水晶基板以外の水晶基
板や、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３基板を用いても同様
の効果が得られる。また、信号端子部の弾性表面波伝搬
速度を励振部の弾性表面波の伝搬速度に近づける手段と
しては、必ずしもグレーテイング構造を使う必要はな
く、信号端子部の膜厚を厚くしたり、信号端子部上に絶
縁膜を層荷してもよい。
【００３４】
【発明の効果】この発明によれば、励振部の幅を十分小
さくせずに、高次モードを抑制したインターディジタル
トランスデューサが得られる。また、このインターディ
ジタルトランスデューサを用いれば、通過帯域近傍のス
プリアスが抑制された横結合型多重モードフィルタ、あ
るいは縦結合型多重モードフィルタが作製できる。
さくせずに、高次モードを抑制したインターディジタル
トランスデューサが得られる。また、このインターディ
ジタルトランスデューサを用いれば、通過帯域近傍のス
プリアスが抑制された横結合型多重モードフィルタ、あ
るいは縦結合型多重モードフィルタが作製できる。
【図１】この発明のインターディジタルトランスデュー
サ（ＩＤＴ）の構成図である。
サ（ＩＤＴ）の構成図である。
【図２】この発明のＩＤＴを利用した横結合型の弾性表
面波多重モードフィルタの構成図である。
面波多重モードフィルタの構成図である。
【図３】この発明のＩＤＴを利用した縦結合型の弾性表
面波多重モードフィルタの構成図である。
面波多重モードフィルタの構成図である。
【図４】従来のＩＤＴの構成図である。
【図５】従来の横結合型の弾性表面波多重モードフィル
タの構成図である。
タの構成図である。
【図６】従来の縦結合型の弾性表面波多重モードフィル
タの構成図である。
タの構成図である。
【図７】励振部の幅に対する伝搬モードの速度の変化を
示したグラフである。
示したグラフである。
【図８】１次モードの弾性表面波が出現する励振部の幅
の変化を示したグラフである。
の変化を示したグラフである。
【図９】この発明の実施例１における横結合型の弾性表
面波多重モードフィルタの構成図である。
面波多重モードフィルタの構成図である。
【図１０】図９に示したフィルタの帯域通過特性図であ
る。
る。
【図１１】この発明の実施例１における結合部を電気的
に分離した場合の構成図である。
に分離した場合の構成図である。
【図１２】この発明の実施例２における縦結合型の弾性
表面波多重モードフィルタの構成図である。
表面波多重モードフィルタの構成図である。
【図１３】図１２に示したフィルタの帯域通過特性図で
ある。
ある。
１ 圧電基板
２ 電極指
３ 信号端子部
４ 励振部
５ 結合部
１１ ＩＤＴ
１２ 反射器
１３ 第１弾性表面波共振器
１４ 第２弾性表面波共振器
２１ ＩＤＴ（入力用）
２２ ＩＤＴ（出力用）
２３ 反射器
５１ 櫛電極部
５２ べた膜部
５３ 自由表面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 遠藤 剛
神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１
番１号 富士通株式会社内
(72)発明者 上田 政則
神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１
番１号 富士通株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−164297（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−81511（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−197908（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−47206（ＪＰ，Ａ)
米国特許4999535（ＵＳ，Ａ)
Ｍ．Ｔａｎａｋａ，Ｔ．ｍｏｒｉｔ
ａ，Ｋ．ｏｎｏ，Ｙ．Ｎａｋａｚａｗ
ａ，ＮＡＲＲＯＷ ＢＡＮＤＰＡＳＳ
ＦＩＬＴＥＲ ＵＳＩＮＧ ＤＯＵＢＬ
Ｅ−ＭＯＤＥ ＳＡＷ ＲＥＳＯＮＡＴ
ＯＲＳ ＯＮ ＱＵＡＲＴＺ，1984 ｆ
ＲＥＱＵＥＮＣＹ ＣＯＮＹＲＯＬ Ｓ
ＹＭＰＯＳＩＵＭ，ＩＥＥＥ，1984年,
Ｐ．286−293
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03H 9/145
H03H 9/64
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電基板上に形成される、弾性表面波を
励振する励振部と電気信号を入力する信号端子部とから
なるインターディジタルトランスデューサと、弾性表面
波の伝搬方向と平行であってインターディジタルトラン
スデューサの両側に近接して配置された反射器とからな
る弾性表面波共振器を、弾性表面波の伝搬方向に対して
垂直な方向に２つ近接配置し、結合部によって２つの弾
性表面波共振器を音響的に結合させる横結合型の弾性表
面波多重モードフィルタであって、前記２つの弾性表面
波共振器のうち少なくともどちらか一方のインターディ
ジタルトランスデューサが、前記信号端子部が金属電極
膜から形成され、その金属電極膜の少なくとも一部に弾
性表面波の伝搬方向に並んだ複数個のスリットを有し、
前記信号端子部を伝搬する弾性表面波の速度が、前記励
振部を伝搬する弾性表面波の速度よりもわずかに速いイ
ンターディジタルトランスデューサであることを特徴と
する横結合型の弾性表面波多重モードフィルタ。 - 【請求項２】 前記結合部、信号端子部及び励振部を伝
搬する弾性表面波が、次式 Ｖｇａｐ＞Ｖｂｕｓ＞Ｖｉｄｔ （式中、Ｖｇａｐ：結合部を伝搬する伝搬速度、 Ｖｂｕｓ：信号端子部を伝搬する伝搬速度、 Ｖｉｄｔ：励振部を伝搬する伝搬速度） の関係を満たす伝搬速度を有することを特徴とする請求
項１記載の横結合型の弾性表面波多重モードフィルタ。 - 【請求項３】 少なくとも１つの入力用インターディジ
タルトランスデューサと、少なくとも１つの出力用イン
ターディジタルトランスデューサとを弾性表面波の伝搬
方向に平行に配置し、かつその両側に反射器を配置して
構成される縦モード結合型の弾性表面波多重モードフィ
ルタであって、前記インターディジタルトランスデュー
サは、圧電基板上に形成される、弾性表面波を励振する
励振部と電気信号を入力する信号端子部とからなり、前
記入力用あるいは出力用インターディジタルトランスデ
ューサの少なくとも１つが、前記信号端子部が金属電極
膜から形成され、その金属電極膜の少なくとも一部に弾
性表面波の伝搬方向に並 んだ複数個のスリットを有し、
前記信号端子部を伝搬する弾性表面波の速度が、前記励
振部を伝搬する弾性表面波の速度よりもわずかに速いイ
ンターディジタルトランスデューサであることを特徴と
する縦結合型の弾性表面波多重モードフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29839496A JP3385169B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 弾性表面波多重モードフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29839496A JP3385169B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 弾性表面波多重モードフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10145173A JPH10145173A (ja) | 1998-05-29 |
| JP3385169B2 true JP3385169B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=17859140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29839496A Expired - Lifetime JP3385169B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 弾性表面波多重モードフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3385169B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5946128A (en) * | 1997-08-15 | 1999-08-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Grating assisted acousto-optic tunable filter and method |
| DE19744948C2 (de) * | 1997-10-10 | 1999-12-09 | Siemens Ag | Akustisches Filter, insbesondere Oberflächenwellen-Filter |
| JP4821079B2 (ja) * | 2001-07-04 | 2011-11-24 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波用のくし型電極部、弾性表面波装置、通信装置 |
| DE10331323B4 (de) * | 2003-07-10 | 2013-09-05 | Epcos Ag | Mit akustischen Wellen arbeitender Wandler mit Unterdrückung transversaler Moden |
| JP4504717B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-07-14 | 株式会社日立メディアエレクトロニクス | 弾性表面波フィルタ素子、弾性表面波共振器、弾性表面波フィルタ、通信用フィルタ及び携帯電話機 |
| JP4557691B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2010-10-06 | 京セラ株式会社 | 弾性表面波装置 |
| DE102005061800A1 (de) * | 2005-12-23 | 2007-06-28 | Epcos Ag | Mit akustischen Wellen arbeitender Wandler und Filter mit dem Wandler |
| JP5045063B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2012-10-10 | パナソニック株式会社 | 弾性表面波共振子 |
| EP3007358B1 (en) * | 2013-05-29 | 2019-10-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Elastic wave filter device |
| JP6179594B2 (ja) * | 2013-05-29 | 2017-08-16 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| WO2016084526A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| WO2020261763A1 (ja) * | 2019-06-24 | 2020-12-30 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| CN114839261A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-08-02 | 南昌航空大学 | 一种声表面波气体传感器的镀膜方法 |
| CN119137864A (zh) * | 2022-05-19 | 2024-12-13 | 株式会社村田制作所 | 弹性波装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4999535A (en) | 1989-09-25 | 1991-03-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Saw transducer with improved bus-bar design |
-
1996
- 1996-11-11 JP JP29839496A patent/JP3385169B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4999535A (en) | 1989-09-25 | 1991-03-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Saw transducer with improved bus-bar design |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｍ．Ｔａｎａｋａ，Ｔ．ｍｏｒｉｔａ，Ｋ．ｏｎｏ，Ｙ．Ｎａｋａｚａｗａ，ＮＡＲＲＯＷ ＢＡＮＤＰＡＳＳ ＦＩＬＴＥＲ ＵＳＩＮＧ ＤＯＵＢＬＥ−ＭＯＤＥ ＳＡＷ ＲＥＳＯＮＡＴＯＲＳ ＯＮ ＱＵＡＲＴＺ，１９８４ ｆＲＥＱＵＥＮＣＹ ＣＯＮＹＲＯＬ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ，ＩＥＥＥ，１９８４年，Ｐ．２８６−２９３ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10145173A (ja) | 1998-05-29 |
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