JPH04354412A - 弾性表面波フィルタ - Google Patents
弾性表面波フィルタInfo
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- JPH04354412A JPH04354412A JP12957991A JP12957991A JPH04354412A JP H04354412 A JPH04354412 A JP H04354412A JP 12957991 A JP12957991 A JP 12957991A JP 12957991 A JP12957991 A JP 12957991A JP H04354412 A JPH04354412 A JP H04354412A
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- surface acoustic
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders or supports
- H03H9/0538—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
- H03H9/0542—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements consisting of a lateral arrangement
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- 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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無線通信装置等に用い
られる弾性表面波フィルタ(Surfaca Acou
stic Wave Filter、以下SAWフィル
タという)に関するものである。
られる弾性表面波フィルタ(Surfaca Acou
stic Wave Filter、以下SAWフィル
タという)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、無線通信装置等に使用されるマイ
クロ波帯域用フィルタとしては、誘電体フィルタやSA
Wフィルタ等が使用されている。無線通信装置等の小形
化と共に、これらの装置に使用されるフィルタ等のデバ
イスは、チップ化が進んでいる。特に、SAWフィルタ
は、小型で、かつ温度や経年変化に対して安定である上
、振幅特性と位相特性とをほとんど独立に任意に設計で
きるという大きな特徴があるため、無線通信装置等の小
形化の要求に対応するフィルタとして、今後ますます使
用されると思われる。その一構成例を図2に示す。
クロ波帯域用フィルタとしては、誘電体フィルタやSA
Wフィルタ等が使用されている。無線通信装置等の小形
化と共に、これらの装置に使用されるフィルタ等のデバ
イスは、チップ化が進んでいる。特に、SAWフィルタ
は、小型で、かつ温度や経年変化に対して安定である上
、振幅特性と位相特性とをほとんど独立に任意に設計で
きるという大きな特徴があるため、無線通信装置等の小
形化の要求に対応するフィルタとして、今後ますます使
用されると思われる。その一構成例を図2に示す。
【0003】図2は、従来におけるSAWフィルタの基
本構造図である。
本構造図である。
【0004】このSAWフィルタは、圧電基板1を有し
、その圧電基板1上には、入力端子2−1,2−2から
入力された電気信号を弾性表面波(SAW)に変換する
入力側櫛形電極(インターディジタルトランスジューサ
)11と、SAWを電気信号に変換して出力端子3−1
,3−2へ出力する出力側櫛形電極12とが、形成され
ている。
、その圧電基板1上には、入力端子2−1,2−2から
入力された電気信号を弾性表面波(SAW)に変換する
入力側櫛形電極(インターディジタルトランスジューサ
)11と、SAWを電気信号に変換して出力端子3−1
,3−2へ出力する出力側櫛形電極12とが、形成され
ている。
【0005】この種のSAWフィルタでは、入力端子2
−1,2−2に高周波電圧Vsを印加すると、入力側櫛
形電極11の電極指間に生じた電界により、SAWが励
振され、該SAWが該電極指と垂直に圧電基板表面を左
右に伝播する。この入力側櫛形電極11の電極幅は、V
t/4f0 にて決定される。Vtは圧電基板上を伝播
するSAWの伝播速度、f0 はこのSAWフィルタの
中心周波数である。
−1,2−2に高周波電圧Vsを印加すると、入力側櫛
形電極11の電極指間に生じた電界により、SAWが励
振され、該SAWが該電極指と垂直に圧電基板表面を左
右に伝播する。この入力側櫛形電極11の電極幅は、V
t/4f0 にて決定される。Vtは圧電基板上を伝播
するSAWの伝播速度、f0 はこのSAWフィルタの
中心周波数である。
【0006】圧電基板表面を伝播したSAWが出力側櫛
形電極12へ到達すると、その櫛形電極12で再び電気
信号に変換され、出力端子3−1,3−2を介して負荷
RL へエネルギーが供給される。
形電極12へ到達すると、その櫛形電極12で再び電気
信号に変換され、出力端子3−1,3−2を介して負荷
RL へエネルギーが供給される。
【0007】このSAWフィルタの周波数特性は、次式
(1)の伝達関数H(ω)にて表わせる。
(1)の伝達関数H(ω)にて表わせる。
【0008】
【数1】
【0009】但し、ω0 ;フィルタ中心周波波f0
の角周波数 N ;電極指の対数 図2の櫛形電極1個の周波数特性図を図3に示す。
の角周波数 N ;電極指の対数 図2の櫛形電極1個の周波数特性図を図3に示す。
【0010】櫛形電極1個の周波数特性は、図2に示す
電極構造の場合、その櫛形電極の各隙間で励起される表
面波出力に一致する周波数f0 で最大出力が得られ、
逆に不一致の時に出力が最小となり、トラップとして利
用ができる。従って、櫛形電極1個の場合、図3に示す
周波数の特性が得られることになる。
電極構造の場合、その櫛形電極の各隙間で励起される表
面波出力に一致する周波数f0 で最大出力が得られ、
逆に不一致の時に出力が最小となり、トラップとして利
用ができる。従って、櫛形電極1個の場合、図3に示す
周波数の特性が得られることになる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
SAWフィルタでは、次のような課題があった。
SAWフィルタでは、次のような課題があった。
【0012】図4(a),(b)は、図2の問題点を示
すSAWフィルタの構造図である。図4(a)に示すよ
うに、従来のSAWフィルタでは、圧電基板1の表面に
櫛形電極11,12を設けているため、入力端子2−1
,2−2及び出力端子3−1,3−2にそれぞれ制動容
量C0 が入ることになる。そのため、SAWフィルタ
を所望の特性で動作させるためには、入出力に挿入され
ている制動容量C0 を打消す(キャンセルする)こと
が望ましい。
すSAWフィルタの構造図である。図4(a)に示すよ
うに、従来のSAWフィルタでは、圧電基板1の表面に
櫛形電極11,12を設けているため、入力端子2−1
,2−2及び出力端子3−1,3−2にそれぞれ制動容
量C0 が入ることになる。そのため、SAWフィルタ
を所望の特性で動作させるためには、入出力に挿入され
ている制動容量C0 を打消す(キャンセルする)こと
が望ましい。
【0013】従来は、制動容量C0 をキャンセルする
ため、例えば図4(b)に示すように、このSAWフィ
ルタが使用される無線通信装置等の基板に設けられたS
AWフィルタ用入出力端子に、インダクタLをそれぞれ
並列に挿入し、該SAWフィルタの中心周波数f0 で
制動容量C0 が見掛け上キャンセルするような該イン
ダクタLの値を実現させていた。しかし、このようなキ
ャンセル方法では、インダクタLが外付けのため、SA
Wフィルタ単体の性能を評価することが難しいという問
題があった。
ため、例えば図4(b)に示すように、このSAWフィ
ルタが使用される無線通信装置等の基板に設けられたS
AWフィルタ用入出力端子に、インダクタLをそれぞれ
並列に挿入し、該SAWフィルタの中心周波数f0 で
制動容量C0 が見掛け上キャンセルするような該イン
ダクタLの値を実現させていた。しかし、このようなキ
ャンセル方法では、インダクタLが外付けのため、SA
Wフィルタ単体の性能を評価することが難しいという問
題があった。
【0014】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
として、SAWフィルタの入出力端子に存在する制動容
量C0 のために該SAWフィルタ単体の性能を評価す
ることが難しいという点について解決したSAWフィル
タを提供するものである。
として、SAWフィルタの入出力端子に存在する制動容
量C0 のために該SAWフィルタ単体の性能を評価す
ることが難しいという点について解決したSAWフィル
タを提供するものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、入力端子から入力された電気信号を弾性表
面波に変換する入力側櫛形電極と、前記弾性表面波を電
気信号に変換して出力端子へ出力する出力側櫛形電極と
が、圧電基板上に形成されたSAWフィルタにおいて、
前記圧電基板の誘電率に応じた線路長のストリップライ
ンからなる制動容量キャンセル用のインダクタを、前記
圧電基板上に形成して前記入力端子及び出力端子にそれ
ぞれ並列接続したものである。
するために、入力端子から入力された電気信号を弾性表
面波に変換する入力側櫛形電極と、前記弾性表面波を電
気信号に変換して出力端子へ出力する出力側櫛形電極と
が、圧電基板上に形成されたSAWフィルタにおいて、
前記圧電基板の誘電率に応じた線路長のストリップライ
ンからなる制動容量キャンセル用のインダクタを、前記
圧電基板上に形成して前記入力端子及び出力端子にそれ
ぞれ並列接続したものである。
【0016】
【作用】本発明によれば、以上のようにSAWフィルタ
を構成したので、入力端子及び出力端子にそれぞれ並列
接続されたインダクタは、該入力端子及び出力端子に存
在する制動容量を、例えば該SAWフィルタの動作する
中心周波数で見掛け上キャンセルするように働く。これ
により、低挿入損失からなるSAWフィルタ単体の周波
数特性等の性能を、同一チップ上で実現しうる。従って
、前記課題を解決できるのである。
を構成したので、入力端子及び出力端子にそれぞれ並列
接続されたインダクタは、該入力端子及び出力端子に存
在する制動容量を、例えば該SAWフィルタの動作する
中心周波数で見掛け上キャンセルするように働く。これ
により、低挿入損失からなるSAWフィルタ単体の周波
数特性等の性能を、同一チップ上で実現しうる。従って
、前記課題を解決できるのである。
【0017】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示すSAWフィ
ルタの構造図である。
ルタの構造図である。
【0018】このSAWフィルタは、所定の誘電率を有
する圧電機板21を有している。圧電基板21上には、
入力端子22−1,22−2から入力された電気信号を
弾性表面波に変換する入力側櫛形電極31と、弾性表面
波を電気信号に変換して出力端子23−1,23−2へ
出力する出力側櫛形電極32とが、形成されている。S
AWフィルタの入力端子22−1,22−2及び出力端
子23−1,23−2には、それぞれ制動容量C0 が
存在する。この制動容量C0 をキャンセルするために
、圧電基板21上には、該圧電基板21の誘電率に応じ
た線路長のストリップラインからなるインダクタ41,
42が形成され、そのインダクタ41,42が入力端子
22−1,22−2及び出力端子23−1,23−2に
それぞれ並列接続されている。
する圧電機板21を有している。圧電基板21上には、
入力端子22−1,22−2から入力された電気信号を
弾性表面波に変換する入力側櫛形電極31と、弾性表面
波を電気信号に変換して出力端子23−1,23−2へ
出力する出力側櫛形電極32とが、形成されている。S
AWフィルタの入力端子22−1,22−2及び出力端
子23−1,23−2には、それぞれ制動容量C0 が
存在する。この制動容量C0 をキャンセルするために
、圧電基板21上には、該圧電基板21の誘電率に応じ
た線路長のストリップラインからなるインダクタ41,
42が形成され、そのインダクタ41,42が入力端子
22−1,22−2及び出力端子23−1,23−2に
それぞれ並列接続されている。
【0019】なお、図1中のVsは入力端子22−1,
22−2に印加する高周波電圧、RL は出力端子23
−1,23−2に接続される負荷である。
22−2に印加する高周波電圧、RL は出力端子23
−1,23−2に接続される負荷である。
【0020】次に、このSAWフィルタの動作を説明す
る。
る。
【0021】高周波電圧Vsが入力端子22−1,22
−2に印加されると、該高周波電圧Vsは入力側櫛形電
極31により、SAWに変換される。この櫛形電極31
の電極幅はVt/4f0 であり、マイクロ波帯(80
0MHz帯)では、圧電基板21を例えば温度特性の優
れたリチューム・タンタレート基板(LiTaO3 )
を用いて構成すると、約1.2μmの幅になる。
−2に印加されると、該高周波電圧Vsは入力側櫛形電
極31により、SAWに変換される。この櫛形電極31
の電極幅はVt/4f0 であり、マイクロ波帯(80
0MHz帯)では、圧電基板21を例えば温度特性の優
れたリチューム・タンタレート基板(LiTaO3 )
を用いて構成すると、約1.2μmの幅になる。
【0022】入力側櫛形電極31で変換されたSAWは
、圧電基板21の表面を伝播し、出力側櫛形電極32へ
到達する。この出力側櫛形電極32で再び電気信号に変
換され、出力端子23−1,23−2を介して負荷RL
へエネルギーが供給される。このSAWフィルタでは
、圧電基板21上に設けられた櫛形電極31,32の櫛
形の対数Nにより、入力端子22−1,22−2及び出
力端子23−1,23−2に、次式(2)の制動容量C
0 が生じる。
、圧電基板21の表面を伝播し、出力側櫛形電極32へ
到達する。この出力側櫛形電極32で再び電気信号に変
換され、出力端子23−1,23−2を介して負荷RL
へエネルギーが供給される。このSAWフィルタでは
、圧電基板21上に設けられた櫛形電極31,32の櫛
形の対数Nにより、入力端子22−1,22−2及び出
力端子23−1,23−2に、次式(2)の制動容量C
0 が生じる。
【0023】
【数2】
【0024】但し、ω ;角周波数
K ;第1種完全楕円積分
ε0 ;真空中の誘電率
εs ;誘電率
L0 ;真空中のインダクタンス
Ls ;インダクタンス
この制動容量C0 をキャンセルするためには、次式(
3)を満足する必要がある。
3)を満足する必要がある。
【0025】
【数3】
【0026】但し、ω0 ;フィルタ中心周波数f0
の角周波数 このインダクタンスLを実現するには、誘電体からなる
圧電基板21上に、ストリップラインからなるインダク
タ41,42を入力端子22−1,22−2及び出力端
子23−1,23−2に接続することにより、可能であ
る。
の角周波数 このインダクタンスLを実現するには、誘電体からなる
圧電基板21上に、ストリップラインからなるインダク
タ41,42を入力端子22−1,22−2及び出力端
子23−1,23−2に接続することにより、可能であ
る。
【0027】図5(a),(b)はインダクタ41,4
2の説明図であり、同図(a)は線路長Dのストリップ
ラインを示す図、及び同図(b)はその集中定数回路図
である。図中、Zo は特性インピーダンス、Yo は
アドミタンス、B/2は容量リアクタンス、Xは誘導リ
アクタンスである。
2の説明図であり、同図(a)は線路長Dのストリップ
ラインを示す図、及び同図(b)はその集中定数回路図
である。図中、Zo は特性インピーダンス、Yo は
アドミタンス、B/2は容量リアクタンス、Xは誘導リ
アクタンスである。
【0028】この集中定数回路より、ストリップライン
のインダクタンスLは、次式(4)により求められる。
のインダクタンスLは、次式(4)により求められる。
【0029】
【数4】
【0030】但し、V;電圧
(4)式の線路長Dは、誘電体からなる圧電基板21が
高誘電率を有する時に、短い線路長で大きな値のインダ
クタ41,42が実現できる。マイクロ波帯(800M
Hz帯)のSAWフィルタで実現するインダクタンスL
は約10nHであり、リチューム・タンタレート基板上
で充分に実現できる値となる。
高誘電率を有する時に、短い線路長で大きな値のインダ
クタ41,42が実現できる。マイクロ波帯(800M
Hz帯)のSAWフィルタで実現するインダクタンスL
は約10nHであり、リチューム・タンタレート基板上
で充分に実現できる値となる。
【0031】以上のように、本実施例では、SAWフィ
ルタの実現において生じる制動容量C0 をキャンセル
するための手段として、櫛形電極31,32が形成され
ている圧電基板21の表面と同一平面に、ストリップラ
インからなるインダクタ41,42を設けたので、SA
Wフィルタ単体の周波数特性の性能を、同一チップ上、
つまりSAWフィルタのパッケージ内で、精度よく実現
できる。そのため、SAWフィルタを利用する無線通信
装置等のメイン基板上に、制動容量キャンセル用のイン
ダクタを設ける必要がなくなる。従って、SAWフィル
タ単体の性能の評価が容易になり、該SAWフィルタを
使用する際の周波数特性の整合等といった複雑な問題を
簡単に解決できる。
ルタの実現において生じる制動容量C0 をキャンセル
するための手段として、櫛形電極31,32が形成され
ている圧電基板21の表面と同一平面に、ストリップラ
インからなるインダクタ41,42を設けたので、SA
Wフィルタ単体の周波数特性の性能を、同一チップ上、
つまりSAWフィルタのパッケージ内で、精度よく実現
できる。そのため、SAWフィルタを利用する無線通信
装置等のメイン基板上に、制動容量キャンセル用のイン
ダクタを設ける必要がなくなる。従って、SAWフィル
タ単体の性能の評価が容易になり、該SAWフィルタを
使用する際の周波数特性の整合等といった複雑な問題を
簡単に解決できる。
【0032】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。
【0033】(1) 圧電基板21は、リチューム・
タンタレート基板以外の基板で構成してもよい。例えば
、Zn O薄膜圧電体をガラス基板に付着させた多層構
造の圧電基板を用いれば、温度特性に優れ、量産性によ
る低コストのSAWフィルタが提供できる。 (2) ストリップラインで形成されるインダクタ4
1,42は、図1に示す配置や形状に限定されず、入力
端子22−1,22−2、出力端子23−1,23−2
、及び櫛形電極31,32等の形成位置や形状等に応じ
て種々の形に変更することが可能である。 (3) 図1に示すSAWフィルタの低損失化を図る
ために、双方向性の櫛形電極31,32を多電極構造に
したり、あるいは該櫛形電極31,32を一方向性構造
にする等の構造の変更や、あるいは他の構成要素を付加
することも可能である。
タンタレート基板以外の基板で構成してもよい。例えば
、Zn O薄膜圧電体をガラス基板に付着させた多層構
造の圧電基板を用いれば、温度特性に優れ、量産性によ
る低コストのSAWフィルタが提供できる。 (2) ストリップラインで形成されるインダクタ4
1,42は、図1に示す配置や形状に限定されず、入力
端子22−1,22−2、出力端子23−1,23−2
、及び櫛形電極31,32等の形成位置や形状等に応じ
て種々の形に変更することが可能である。 (3) 図1に示すSAWフィルタの低損失化を図る
ために、双方向性の櫛形電極31,32を多電極構造に
したり、あるいは該櫛形電極31,32を一方向性構造
にする等の構造の変更や、あるいは他の構成要素を付加
することも可能である。
【0034】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、SAWフィルタの実現において生じる制動容量を
キャンセルするために、櫛形電極が形成されている圧電
基板表面と同一平面に、ストリップラインからなるイン
ダクタを設けたので、SAWフィルタ単体としての周波
数特性等の性能を、低い挿入損失で精度よく、同一チッ
プ上で、つまり該SAWフィルタのパッケージ内で、実
現できる。そのため、SAWフィルタを利用する無線通
信装置等のメイン基板に、制動容量キャンセル用のイン
ダクタを設ける必要がなくなる。従って、SAWフィル
タ単体の性能の評価も容易になり、該SAWフィルタを
使用する際の周波数特性の整合等といった複雑な問題を
簡単に解決できる。
れば、SAWフィルタの実現において生じる制動容量を
キャンセルするために、櫛形電極が形成されている圧電
基板表面と同一平面に、ストリップラインからなるイン
ダクタを設けたので、SAWフィルタ単体としての周波
数特性等の性能を、低い挿入損失で精度よく、同一チッ
プ上で、つまり該SAWフィルタのパッケージ内で、実
現できる。そのため、SAWフィルタを利用する無線通
信装置等のメイン基板に、制動容量キャンセル用のイン
ダクタを設ける必要がなくなる。従って、SAWフィル
タ単体の性能の評価も容易になり、該SAWフィルタを
使用する際の周波数特性の整合等といった複雑な問題を
簡単に解決できる。
【図1】本発明の実施例を示すSAWフィルタの構造図
である。
である。
【図2】従来のSAWフィルタを示す基本構造図である
。
。
【図3】図2の櫛形電極における周波数特性図である。
【図4】図2の問題点を示す図である。
【図5】図1中のストリップラインで形成されるインダ
クタの説明図である。
クタの説明図である。
21 圧電基板2
2−1,22−2 入力端子 23−1,23−2 出力端子
2−1,22−2 入力端子 23−1,23−2 出力端子
Claims (1)
- 【請求項1】 入力端子から入力された電気信号を弾
性表面波に変換する入力側櫛形電極と、前記弾性表面波
を電気信号に変換して出力端子へ出力する出力側櫛形電
極とが、圧電基板上に形成された弾性表面波フィルタに
おいて、前記圧電基板の誘電率に応じた線路長のストリ
ップラインからなる制動容量打消し用のインダクタを、
前記圧電基板上に形成して前記入力端子及び出力端子に
それぞれ並列接続したことを特徴とする弾性表面波フィ
ルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12957991A JPH04354412A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 弾性表面波フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12957991A JPH04354412A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 弾性表面波フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04354412A true JPH04354412A (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=15012953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12957991A Pending JPH04354412A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 弾性表面波フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04354412A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121859A (en) * | 1998-03-26 | 2000-09-19 | Nec Corporation | Surface acoustic wave filter with stacked impedance matching coils for discharging static electricity |
| EP1137175A3 (en) * | 2000-03-21 | 2004-08-18 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| JP2010010812A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 圧電部品及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP12957991A patent/JPH04354412A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121859A (en) * | 1998-03-26 | 2000-09-19 | Nec Corporation | Surface acoustic wave filter with stacked impedance matching coils for discharging static electricity |
| EP1137175A3 (en) * | 2000-03-21 | 2004-08-18 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| JP2010010812A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 圧電部品及びその製造方法 |
| US8332995B2 (en) | 2008-06-24 | 2012-12-18 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Method of manufacturing a piezoelectric component |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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