JPH077370A - 多段接続弾性表面波多重モードフィルタ - Google Patents

多段接続弾性表面波多重モードフィルタ

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JPH077370A
JPH077370A JP14738493A JP14738493A JPH077370A JP H077370 A JPH077370 A JP H077370A JP 14738493 A JP14738493 A JP 14738493A JP 14738493 A JP14738493 A JP 14738493A JP H077370 A JPH077370 A JP H077370A
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素義 高瀬
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 IDT間の容量結合を小さくして対域外レベ
ルを高減衰量化するとともに、挿入損失の増加も極力抑
える。 【構成】 圧電基板と、この圧電基板上に設けられたI
DTと反射器とからなる第 1および第 2の共振器を近接
配置させ音響結合させた多重モードフィルタを複数個多
段接続し、その多段接続部、入力端子部および出力端子
部にインダクタンスをそれぞれ並列接続してなる多段接
続弾性表面波多重モードフィルタにおいて、前述の第 1
の共振器と第 2の共振器とのIDTが異なった対数を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多段接続弾性表面波多重
モードフィルタに係わり、とくにその帯域外減衰量の改
善に関する。
【0002】
【従来の技術】弾性表面波フィルタは、圧電基板上に形
成されたインターデジタル電極(以下、IDTと略称す
る)に電気信号を印加し、これを弾性表面波に変換して
基板上を伝搬させ、受信用IDTに到達した弾性表面波
を再度電気信号に変換する構成となっている。とくに、
水晶基板上に形成されたIDTの両側に反射器を備えた
弾性表面波多重モードフィルタは、周波数温度特性に優
れ、共振器構造のためエネルギーを内部に閉じ込め、低
損失化を比較的容易に実現できる。
【0003】従来の弾性表面波多重モードフィルタを図
6に示す構成図により説明する。水晶基板1の主面上に
IDT4と、その両側に配置した反射器6からなる共振
器2と、同様にIDT5と、その両側に配置した反射器
7から構成された共振器3とを近接配置させる。さら
に、共振器2および3を共通のアースライン8を介して
接続し多重モードフィルタとする。このとき、共通のア
ースライン8に対して対称な対称モード(a)と反対称
な反対称モード(b)とが励振される。この2つの導波
路モードは励振周波数が異なっているため、音響的に結
合させることにより、 2つのモードの励振周波数間を通
過域とするバンドパスフィルタを形成することができ
る。通常、帯域外減衰量を確保するため、多段接続され
る場合が多く、多重モードフィルタA、Bを接続ライン
9により接続して構成する。ここで、多重モードフィル
タの帯域幅を考えると、 2つのモードの周波数差により
決定され、フィルタの比帯域幅で考えると、BW/fo
=0.06%(ここで、fo は中心周波数、BWは帯域幅を
表す。)が限界である。これ以上のモード間周波数差で
はモードの結合力が弱く、フィルタの通過帯域を形成で
きない。これは共振器の容量比に依存するもので、比帯
域幅0.06%以上を実現するためには共振器の静電容量を
小さくする工夫が必要となる。一つの方法として共振器
の各端子に並列にインダクタンスを接続し、静電容量を
見掛け上、小さくする方法がある。図6の入力端子、出
力端子に10、11の並列インダクタンスを接続し、さ
らに段間接続ライン9にもインダクタンス12を並列接
続した構成とすることにより、通過帯域幅を広げること
ができる。
【0004】多重モードフィルタの等価回路は図2のよ
うに表され、対称モードを決めるLs、Csの共振アー
ムと反対称モードを決めるLa、Caの共振アームを変
整器により結合させる。さらにIDTの静電容量Coが
並列に入る。モード間周波数差が広い場合(比帯域幅0.
06%以上のフィルタ)、入力にLa、出力にLb、また
段間部分にLcのインダクタンスを並列に挿入して 2つ
のモードを結合させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
多重モードフィルタは以下のような問題がある。1つの
多重モードフィルタは、そのフィルタを形成する第 1の
共振器と、第 2の共振器、それぞれのIDT間に水晶基
板を介して静電容量が結合する。この静電容量は図2の
等価回路中で表現するとCm で表される。その結果、段
間部分にインピーダンス調整用Lcのインダクタンスを
並列に挿入すると、段間接続部分にインダクタンスを接
続しない場合の多重モードフィルタの特性に、Cm とL
cによって生じるL−C並列共振特性がかぶさる形にな
る。このような多段接続弾性表面波多重モードフィルタ
の周波数特性の関係を図3に示す。図3において、特性
曲線(III) は段間接続部分にインダクタンスを接続しな
い場合の多重モードフィルタの特性を示し、特性曲線(I
I)は段間接続部分にLcのインダクタンスを並列に挿入
した多重モードフィルタの特性を示す。このようにイン
ダクタンスを挿入することにより、通過帯域幅を広げる
ことができる一方、帯域外減衰量特性が悪くなる。
【0006】L−C並列共振特性に影響するCm はID
T対数に依存しており、IDT対数が多くなるとCm も
大きくなるので、IDT対数が多くなるにつれ帯域外レ
ベルも悪くなってくる。図4、図5はIDT対数を変え
た場合の多重モードフィルタの帯域外減衰量、挿入損失
の変化の様子を実験にて求めた結果である。図4および
図5より、IDT対数を減少させると帯域外減衰量は抑
圧されるが、挿入損失は逆に増加する。挿入損失の増加
はIDT対数を少なくすることにより引き起こされる多
重モードフィルタの高インピーダンス化が一つの要因で
あり、外部回路とのインピーダンス整合がとりにくく、
ミスマッチング量が大きくなるためではないかと考えら
れる。
【0007】このように、IDT対数を少なくすること
により基板内部に介在するIDT間の容量結合を小さく
させ、高減衰量化を図ろうとすると、多重モードフィル
タのインピーダンスが高くなり、外部回路との整合が困
難になる。このことは通過域内の挿入損失を増加させる
要因となり、多重モードフィルタの特性上大きな問題と
なる。
【0008】本発明はこのような課題に対処するために
なされたもので、IDT間の容量結合を小さくして対域
外レベルを高減衰量化するとともに、挿入損失の増加も
極力抑えた多段接続弾性表面波多重モードフィルタを提
供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の多段接続弾性表
面波多重モードフィルタは、圧電基板と、この圧電基板
上に設けられたIDTと反射器とからなる第 1および第
2の共振器を近接配置させ音響結合させた多重モードフ
ィルタを複数個多段接続し、その多段接続部、入力端子
部および出力端子部にインダクタンスをそれぞれ並列接
続してなる多段接続弾性表面波多重モードフィルタにお
いて、前述の第 1の共振器と第 2の共振器とのIDTが
異なった対数を有することを特徴とする。
【0010】本発明に係わる多重モードフィルタを構成
する第 1の共振器と第 2の共振器ととのIDTの対数は
異なるが、その組み合わせは種々の組み合わせをするこ
とができる。とくに、入力側の多重モードフィルタにお
いて、入力側である第 1の共振器(第 1のトラック)の
IDTの対数を、入力側と反対側にある第 2の共振器
(第 2のトラック)のIDTの対数よりも多くすること
が好ましい組み合わせである。また多重モードフィルタ
同士は鏡面対称となるように多段接続することが好まし
い。このような組み合わせ、接続とすることにより挿入
損失をより減らすことができる。なお、多重モードフィ
ルタを構成する反射器の格子状の形は、第1の共振器と
第 2の共振器とにおいて対称であっても非対称であって
もよい。
【0011】多重モードフィルタ同士の多段接続は、 2
段のみならず 3段以上の構成とすることもできる。
【0012】本発明に使用できる圧電性基板は弾性表面
波を利用できるSTカット水晶基板、回転Y板Z伝搬の
水晶のように横波の変位を持つSSBW(Surface Skimm
ingBulk Wave)または基板表面に摂動を与えることによ
って生じるSTW(Surface Transverse Wave) 等を使用
することができる。
【0013】
【作用】対数の多いIDTを有する共振器におけるID
T対数をN1 対、対数の少ないIDTを有する共振器に
おけるIDT対数をN2 対とすると、IDT間の容量結
合は対数の少ないN2 で決定され、帯域外レベルはN2
に対応した特性となる。一方インピーダンスはN2 同士
の場合よりも小さくなり、挿入損失としてはN1のとき
の挿入損失と、N2 同士の挿入損失のほぼ中間程度に抑
えられる。これにより、インピーダンス不整合等によっ
て招かれる挿入損失の増加を極力抑えつつ帯域外抑圧量
が改善され良好な特性を有する多段接続弾性表面波多重
モードフィルタが得られる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。 実施例1 実施例1の多段接続弾性表面波多重モードフィルタを図
1に示す。STカット水晶基板1を用い、中心周波数 f
0 =250MHz 、比帯域幅 0.14%の多段接続弾性表面波多重
モードフィルタを作製する。水晶基板1上に第 1の共振
器2と第 2の共振器3とを近接配置し、多重モードフィ
ルタAを構成する。ここで第 1の共振器2を構成するI
DT対数を 150対、第 2の共振器3を構成するIDT対
数を 100対とした。さらに 2段目の多重モードフィルタ
Bを多重モードフィルタAと同一構造で作製し、多重モ
ードフィルタAと多重モードフィルタBとが接続部分に
対して鏡面対称となるように相互に接続線9により接続
し多段構成とした。このとき、モード間周波数差が広い
場合を考えているので、入力、出力、段間接続部にイン
ピーダンス調整用インダクタンス10、11、12を並
列接続させ実施例1の多段接続弾性表面波多重モードフ
ィルタを得た。
【0015】得られた多段接続弾性表面波多重モードフ
ィルタの挿入損失と帯域外減衰量を測定した。その結果
を表1に示す。また周波数特性の関係を図3に特性曲線
(I)として示す。
【0016】比較例1 第 1の共振器2を構成するIDT対数を 150対、第 2の
共振器3を構成するIDT対数を 150対とする以外は実
施例1と同一の材料、構成により多段接続弾性表面波多
重モードフィルタを得た。得られた多段接続弾性表面波
多重モードフィルタの挿入損失と帯域外減衰量を測定し
た。その結果を表1に示す。
【0017】比較例2 第 1の共振器2を構成するIDT対数を 100対、第 2の
共振器3を構成するIDT対数を 100対とする以外は実
施例1と同一の材料、構成により多段接続弾性表面波多
重モードフィルタを得た。得られた多段接続弾性表面波
多重モードフィルタの挿入損失と帯域外減衰量を測定し
た。その結果を表1に示す。
【0018】
【表1】 表1および図3の結果によると、実施例1のフィルタ構
成では、挿入損失は比較例1および比較例2のほぼ中間
の挿入損失を示すが、帯域外減衰量は比較例2と同一で
あり、通過域内挿入損失が増えることを抑えつつ帯域外
減衰量を大きくすることができ、良好な周波数特性を有
する多段接続弾性表面波多重モードフィルタが得られ
た。
【0019】また、表1の結果は、第 1の共振器のID
Tと第 2の共振器のIDTとの間で生じる水晶板を介し
ての容量結合が、IDT対数の少ない方によって支配さ
れていることを示している。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、インダクタンスにより
各端子をインピーダンス調整した帯域幅の広い多段接続
弾性表面波多重モードフィルタにおいて、圧電基板上に
設けられたIDTと反射器とからなる第 1および第 2の
共振器が異なった対数のIDTを有するので、 2つのI
DT間で生じる圧電基板を介する容量性結合を対数の少
ないIDTに依存させることができる。その結果、通過
域内挿入損失の増加を微量に抑えつつ帯域外減衰量を大
きく改善する多段接続弾性表面波多重モードフィルタが
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の多段接続弾性表面波多重モードフィ
ルタを示す図である。
【図2】多段接続弾性表面波多重モードフィルタの等価
回路を示す図である。
【図3】多段接続弾性表面波多重モードフィルタの周波
数特性を説明する図である。
【図4】IDT対数を変えた場合の多重モードフィルタ
の帯域外減衰量に関する実験結果を示す図である。
【図5】IDT対数を変えた場合の多重モードフィルタ
の挿入損失に関する実験結果を示す図である。
【図6】従来の多段接続弾性表面波多重モードフィルタ
を示す図である。
【符号の説明】
1………水晶基板、2、3………共振器、4、5………
IDT、6、7………反射器、8………アースライン、
9………接続ライン、10………入力端子の並列インダ
クタンス、11………出力端子の並列インダクタンス、
12………段間接続ラインの並列インダクタンス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板と、この圧電基板上に設けられ
    たインターデジタル電極と反射器とからなる第 1および
    第 2の共振器を近接配置させ音響結合させた多重モード
    フィルタを複数個多段接続し、前記多段接続部、入力端
    子部および出力端子部にインダクタンスをそれぞれ並列
    接続してなる多段接続弾性表面波多重モードフィルタに
    おいて、 前記第 1の共振器と第 2の共振器とのインターデジタル
    電極が異なった対数を有することを特徴とする多段接続
    弾性表面波多重モードフィルタ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6172581B1 (en) 1998-05-13 2001-01-09 Sanyo Electric Co., Ltd. Surface acoustic wave filters with cascaded transversely coupled mode resonator filters
US6342824B1 (en) * 1997-06-09 2002-01-29 Epcos Ag Transverse-mode resonator filter with the input and output converters having different impedances
KR100609966B1 (ko) * 2001-04-18 2006-08-04 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성표면파 필터 장치 및 통신 장치
CN1305171C (zh) * 2002-08-08 2007-03-14 松下电器产业株式会社 表面声波滤波器、天线双工器和通信设备

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CN1305171C (zh) * 2002-08-08 2007-03-14 松下电器产业株式会社 表面声波滤波器、天线双工器和通信设备

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