JPH09121136A - 共振器梯子型弾性表面波フィルタ - Google Patents
共振器梯子型弾性表面波フィルタInfo
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- JPH09121136A JPH09121136A JP8074917A JP7491796A JPH09121136A JP H09121136 A JPH09121136 A JP H09121136A JP 8074917 A JP8074917 A JP 8074917A JP 7491796 A JP7491796 A JP 7491796A JP H09121136 A JPH09121136 A JP H09121136A
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- acoustic wave
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 通過帯域幅が広く、通過帯域内にスプリアス
が無く、通過帯域内が平坦な共振器梯子型弾性表面波フ
ィルタを提供する。 【解決手段】 41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチ
ウム基板1の上に、入力電極部2と、一方が入力電極部
2に接続され、弾性表面波を励振する一対のすだれ状ト
ランスデューサ(IDT)からなる直列腕弾性表面波共
振器5と、直列腕弾性表面波共振器5の他方のIDTに
接続された出力電極部3と、一方が出力電極部3に接続
され、弾性表面波を励振する一対のIDTからなる並列
腕弾性表面波共振器6と、並列腕弾性表面波共振器6の
他方のIDTに接続されたアース電極部4とを形成す
る。IDTをAl又はAlを主成分とするAl合金の金
属膜によって形成し、前記金属膜の膜厚を並列腕弾性表
面波共振器6のIDTの電極周期の2.5%以上7.5
%以下とする。
が無く、通過帯域内が平坦な共振器梯子型弾性表面波フ
ィルタを提供する。 【解決手段】 41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチ
ウム基板1の上に、入力電極部2と、一方が入力電極部
2に接続され、弾性表面波を励振する一対のすだれ状ト
ランスデューサ(IDT)からなる直列腕弾性表面波共
振器5と、直列腕弾性表面波共振器5の他方のIDTに
接続された出力電極部3と、一方が出力電極部3に接続
され、弾性表面波を励振する一対のIDTからなる並列
腕弾性表面波共振器6と、並列腕弾性表面波共振器6の
他方のIDTに接続されたアース電極部4とを形成す
る。IDTをAl又はAlを主成分とするAl合金の金
属膜によって形成し、前記金属膜の膜厚を並列腕弾性表
面波共振器6のIDTの電極周期の2.5%以上7.5
%以下とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電性材料からな
る基板上に弾性表面波を励振させ、所望の周波数帯域を
選択的に取り出すことができる弾性表面波フィルタに関
し、特に移動体通信機器の高周波フィルタに適した共振
器梯子型弾性表面波フィルタに関する。
る基板上に弾性表面波を励振させ、所望の周波数帯域を
選択的に取り出すことができる弾性表面波フィルタに関
し、特に移動体通信機器の高周波フィルタに適した共振
器梯子型弾性表面波フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、移動体通信用の高周波フィルタと
しては、弾性表面波フィルタが広く用いられている。特
に、共振器梯子型弾性表面波フィルタは挿入損失が小さ
く、50Ω整合性が優れているなどの理由から注目され
ている。
しては、弾性表面波フィルタが広く用いられている。特
に、共振器梯子型弾性表面波フィルタは挿入損失が小さ
く、50Ω整合性が優れているなどの理由から注目され
ている。
【0003】以下、従来の共振器梯子型弾性表面波フィ
ルタについて説明する。共振器梯子型弾性表面波フィル
タの原理は、従来のセラミック梯子型フィルタと同一で
あり、共振器部分が弾性表面波共振器に置き換わってい
るだけである。この場合、入出力端子に直列に接続され
た弾性表面波共振器(以下「直列腕弾性表面波共振器」
という。)の共振周波数と入出力端子に並列に接続され
た弾性表面波共振器(以下「並列腕弾性表面波共振器」
という。)の反共振周波数とをほぼ一致させることによ
り、この周波数の近傍を通過帯域とし、直列腕弾性表面
波共振器の反共振周波数よりも高い周波数及び並列腕弾
性表面波共振器の共振周波数よりも低い周波数を阻止域
とするフィルタ特性が得られる。
ルタについて説明する。共振器梯子型弾性表面波フィル
タの原理は、従来のセラミック梯子型フィルタと同一で
あり、共振器部分が弾性表面波共振器に置き換わってい
るだけである。この場合、入出力端子に直列に接続され
た弾性表面波共振器(以下「直列腕弾性表面波共振器」
という。)の共振周波数と入出力端子に並列に接続され
た弾性表面波共振器(以下「並列腕弾性表面波共振器」
という。)の反共振周波数とをほぼ一致させることによ
り、この周波数の近傍を通過帯域とし、直列腕弾性表面
波共振器の反共振周波数よりも高い周波数及び並列腕弾
性表面波共振器の共振周波数よりも低い周波数を阻止域
とするフィルタ特性が得られる。
【0004】共振器梯子型弾性表面波フィルタにおける
通過帯域幅は、圧電性基板の電気機械結合係数と相関が
ある。すなわち、電気機械結合係数が大きいほど弾性表
面波共振器の共振周波数と反共振周波数との差が大きく
なり、通過帯域幅が広くなる。電気機械結合係数が約5
%と比較的大きい36゜回転YカットX伝搬タンタル酸
リチウム基板は、比通過帯域幅(通過帯域幅/中心周波
数)が3%程度であるNTT、AMPS(北米地域
等)、GSM(欧州地域等)などの移動体通信用の80
0MHz帯の規格に適するため、一般に使用され、良好
なフィルタ特性が得られている。
通過帯域幅は、圧電性基板の電気機械結合係数と相関が
ある。すなわち、電気機械結合係数が大きいほど弾性表
面波共振器の共振周波数と反共振周波数との差が大きく
なり、通過帯域幅が広くなる。電気機械結合係数が約5
%と比較的大きい36゜回転YカットX伝搬タンタル酸
リチウム基板は、比通過帯域幅(通過帯域幅/中心周波
数)が3%程度であるNTT、AMPS(北米地域
等)、GSM(欧州地域等)などの移動体通信用の80
0MHz帯の規格に適するため、一般に使用され、良好
なフィルタ特性が得られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、1台の移動体通
信機器で複数の規格を利用できるような、極めて広い通
過帯域幅を有するフィルタが要望されている。例えば、
NTTアナログ規格とNTTデジタル規格とを併せて利
用できるようにするためには、受信フィルタではNTT
デジタル規格の810MHz〜830MHzとNTTア
ナログ規格の860MHz〜885MHzとを含む通過
帯域が必要となる。この場合の比通過帯域幅は約9%と
なり、従来の36゜回転YカットX伝搬タンタル酸リチ
ウム基板では電気機械結合係数が小さいために対応する
ことができない。図17に、NTTアナログ規格の受信
フィルタを従来の36゜回転YカットX伝搬タンタル酸
リチウム基板上に作製したときの周波数特性の一例を示
す。
信機器で複数の規格を利用できるような、極めて広い通
過帯域幅を有するフィルタが要望されている。例えば、
NTTアナログ規格とNTTデジタル規格とを併せて利
用できるようにするためには、受信フィルタではNTT
デジタル規格の810MHz〜830MHzとNTTア
ナログ規格の860MHz〜885MHzとを含む通過
帯域が必要となる。この場合の比通過帯域幅は約9%と
なり、従来の36゜回転YカットX伝搬タンタル酸リチ
ウム基板では電気機械結合係数が小さいために対応する
ことができない。図17に、NTTアナログ規格の受信
フィルタを従来の36゜回転YカットX伝搬タンタル酸
リチウム基板上に作製したときの周波数特性の一例を示
す。
【0006】36゜回転YカットX伝搬タンタル酸リチ
ウム基板よりも電気機械結合係数の大きい圧電性基板と
して、64゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基板
及び41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基板が
知られている。これらの圧電性基板の電気機械結合係数
は、前者で約11%、後者で約17%である。現在知ら
れている基板の中で比通過帯域幅9%程度を実現できる
可能性のある基板は、41゜回転YカットX伝搬ニオブ
酸リチウム基板だけである。
ウム基板よりも電気機械結合係数の大きい圧電性基板と
して、64゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基板
及び41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基板が
知られている。これらの圧電性基板の電気機械結合係数
は、前者で約11%、後者で約17%である。現在知ら
れている基板の中で比通過帯域幅9%程度を実現できる
可能性のある基板は、41゜回転YカットX伝搬ニオブ
酸リチウム基板だけである。
【0007】しかし、電子通信学会論文誌’84/1
Vol.J67−C No.1 第158頁から165
頁に記載されているように、41゜回転YカットX伝搬
ニオブ酸リチウム基板には、すだれ状トランスデューサ
(以下「IDT」という。)の励振によりバルク波と結
合してそのエネルギーを基板内部に放射しながら伝搬す
る疑似弾性表面波(以下「リーキー弾性表面波」とい
う。)が主波として伝搬するが、基板表面にほぼ平行に
放射されるバルク波であるSSBW(Surface
skimming Bulk wave)も伝搬し、か
つ、強い圧電性のためにこれら弾性波の励振特性は複雑
である。41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基
板において表面が電気的に短絡されている金属表面を伝
搬する弾性波の速度は、SSBWで約4790[m/
s]、リーキー弾性表面波で約4370[m/s]であ
る。従って、この基板を用いてIDT及び反射器により
構成される従来の弾性表面波共振器では、図15に示す
ように、リーキー弾性表面波及びSSBWの共振特性が
それぞれ異なる周波数で観察される。このような弾性表
面波共振器を用いて共振器梯子型弾性表面波フィルタを
構成すると、直列腕弾性表面波共振器におけるリーキー
弾性表面波の反共振点に当たるスプリアスがフィルタの
通過帯域の中心となるために通過帯域内にリップルが生
じ、通過帯域幅が狭くなる。この場合、特開平6−29
1600号公報に記載されているように、弾性表面波共
振器を、IDTの弾性表面波伝搬方向に沿った両側に反
射器を設けることなくIDTだけで構成すれば、図16
に示すように、リーキー弾性表面波の伝搬が抑制され、
スプリアスが回避される。
Vol.J67−C No.1 第158頁から165
頁に記載されているように、41゜回転YカットX伝搬
ニオブ酸リチウム基板には、すだれ状トランスデューサ
(以下「IDT」という。)の励振によりバルク波と結
合してそのエネルギーを基板内部に放射しながら伝搬す
る疑似弾性表面波(以下「リーキー弾性表面波」とい
う。)が主波として伝搬するが、基板表面にほぼ平行に
放射されるバルク波であるSSBW(Surface
skimming Bulk wave)も伝搬し、か
つ、強い圧電性のためにこれら弾性波の励振特性は複雑
である。41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基
板において表面が電気的に短絡されている金属表面を伝
搬する弾性波の速度は、SSBWで約4790[m/
s]、リーキー弾性表面波で約4370[m/s]であ
る。従って、この基板を用いてIDT及び反射器により
構成される従来の弾性表面波共振器では、図15に示す
ように、リーキー弾性表面波及びSSBWの共振特性が
それぞれ異なる周波数で観察される。このような弾性表
面波共振器を用いて共振器梯子型弾性表面波フィルタを
構成すると、直列腕弾性表面波共振器におけるリーキー
弾性表面波の反共振点に当たるスプリアスがフィルタの
通過帯域の中心となるために通過帯域内にリップルが生
じ、通過帯域幅が狭くなる。この場合、特開平6−29
1600号公報に記載されているように、弾性表面波共
振器を、IDTの弾性表面波伝搬方向に沿った両側に反
射器を設けることなくIDTだけで構成すれば、図16
に示すように、リーキー弾性表面波の伝搬が抑制され、
スプリアスが回避される。
【0008】以上のように41゜回転YカットX伝搬ニ
オブ酸リチウム基板を用いた弾性表面波共振器はすでに
提案されているが、41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸
リチウム基板上に共振器梯子型弾性表面波フィルタを作
製した前例はない。また、41゜回転YカットX伝搬ニ
オブ酸リチウム基板を用いた場合には、IDTの電極指
端における弾性表面波の反射係数が大きいため、IDT
内での弾性表面波の内部反射によって共振特性に細かな
スプリアスが多数発生する。
オブ酸リチウム基板を用いた弾性表面波共振器はすでに
提案されているが、41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸
リチウム基板上に共振器梯子型弾性表面波フィルタを作
製した前例はない。また、41゜回転YカットX伝搬ニ
オブ酸リチウム基板を用いた場合には、IDTの電極指
端における弾性表面波の反射係数が大きいため、IDT
内での弾性表面波の内部反射によって共振特性に細かな
スプリアスが多数発生する。
【0009】本発明は、以上の点に鑑みてなされたもの
であり、通過帯域幅が広く、通過帯域内にスプリアスが
存在せず、通過帯域内が平坦で良好な周波数特性を示す
共振器梯子型弾性表面波フィルタを提供することを目的
とする。
であり、通過帯域幅が広く、通過帯域内にスプリアスが
存在せず、通過帯域内が平坦で良好な周波数特性を示す
共振器梯子型弾性表面波フィルタを提供することを目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る共振器梯子型弾性表面波フィルタの第
1の構成は、41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウ
ム基板上に、弾性表面波を励振するすだれ状トランスデ
ューサからなる少なくとも1個の直列腕弾性表面波共振
器と、弾性表面波を励振するすだれ状トランスデューサ
からなる少なくとも1個の並列腕弾性表面波共振器とを
備えた共振器梯子型弾性表面波フィルタであって、前記
すだれ状トランスデューサがAl又はAlを主成分とす
るAl合金の金属膜からなり、前記金属膜の膜厚が前記
並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トランスデューサの
電極周期の2.5%以上7.5%以下であることを特徴
とする。
め、本発明に係る共振器梯子型弾性表面波フィルタの第
1の構成は、41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウ
ム基板上に、弾性表面波を励振するすだれ状トランスデ
ューサからなる少なくとも1個の直列腕弾性表面波共振
器と、弾性表面波を励振するすだれ状トランスデューサ
からなる少なくとも1個の並列腕弾性表面波共振器とを
備えた共振器梯子型弾性表面波フィルタであって、前記
すだれ状トランスデューサがAl又はAlを主成分とす
るAl合金の金属膜からなり、前記金属膜の膜厚が前記
並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トランスデューサの
電極周期の2.5%以上7.5%以下であることを特徴
とする。
【0011】また、前記本発明の第1の構成において
は、金属膜の膜厚が並列腕弾性表面波共振器のすだれ状
トランスデューサの電極周期の4%以上7%以下である
のが好ましい。
は、金属膜の膜厚が並列腕弾性表面波共振器のすだれ状
トランスデューサの電極周期の4%以上7%以下である
のが好ましい。
【0012】また、本発明に係る共振器梯子型弾性表面
波フィルタの第2の構成は、41゜回転YカットX伝搬
ニオブ酸リチウム基板上に、弾性表面波を励振するすだ
れ状トランスデューサからなる少なくとも1個の直列腕
弾性表面波共振器と、弾性表面波を励振するすだれ状ト
ランスデューサからなる少なくとも1個の並列腕弾性表
面波共振器とを備えた共振器梯子型弾性表面波フィルタ
であって、前記すだれ状トランスデューサがAl以外の
任意の電極材料の金属膜からなり、Alの密度をρAl、
前記任意の電極材料の密度をρMeとするとき、金属膜の
膜厚が並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トランスデュ
ーサの電極周期の2.5・ρAl/ρMe%以上7.5・ρ
Al/ρMe%以下であることを特徴とする。
波フィルタの第2の構成は、41゜回転YカットX伝搬
ニオブ酸リチウム基板上に、弾性表面波を励振するすだ
れ状トランスデューサからなる少なくとも1個の直列腕
弾性表面波共振器と、弾性表面波を励振するすだれ状ト
ランスデューサからなる少なくとも1個の並列腕弾性表
面波共振器とを備えた共振器梯子型弾性表面波フィルタ
であって、前記すだれ状トランスデューサがAl以外の
任意の電極材料の金属膜からなり、Alの密度をρAl、
前記任意の電極材料の密度をρMeとするとき、金属膜の
膜厚が並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トランスデュ
ーサの電極周期の2.5・ρAl/ρMe%以上7.5・ρ
Al/ρMe%以下であることを特徴とする。
【0013】また、前記本発明の第2の構成において
は、金属膜の膜厚が並列腕弾性表面波共振器のすだれ状
トランスデューサの電極周期の4・ρAl/ρMe%以上7
・ρAl/ρMe%以下であるのが好ましい。
は、金属膜の膜厚が並列腕弾性表面波共振器のすだれ状
トランスデューサの電極周期の4・ρAl/ρMe%以上7
・ρAl/ρMe%以下であるのが好ましい。
【0014】また、前記本発明の構成においては、並列
腕弾性表面波共振器のすだれ状トランスデューサの弾性
表面波伝搬方向に沿った両側に反射器がさらに備わって
いるのが好ましい。また、この場合には、並列腕弾性表
面波共振器のすだれ状トランスデューサと反射器が互い
に対面する最近接の電極指の中心間距離dをd=(α+
n)・L/2(nは0以上の整数、αは1以下の実数、
Lは前記並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トランスデ
ューサの電極周期)とするとき、αが0.8以上1.0
以下であるのが好ましい。
腕弾性表面波共振器のすだれ状トランスデューサの弾性
表面波伝搬方向に沿った両側に反射器がさらに備わって
いるのが好ましい。また、この場合には、並列腕弾性表
面波共振器のすだれ状トランスデューサと反射器が互い
に対面する最近接の電極指の中心間距離dをd=(α+
n)・L/2(nは0以上の整数、αは1以下の実数、
Lは前記並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トランスデ
ューサの電極周期)とするとき、αが0.8以上1.0
以下であるのが好ましい。
【0015】また、前記本発明の構成においては、直列
腕弾性表面波共振器のすだれ状トランスデューサの弾性
表面波伝搬方向に沿った両側に反射器がさらに備わって
いるのか好ましい。また、この場合には、直列腕弾性表
面波共振器の反射器内の隣合う電極指の中心間距離Pr
をPr=p・Pi(pは実数、Piは前記直列腕弾性表
面波共振器のすだれ状トランスデューサ内の隣合う電極
指の中心間距離)とするとき、pが0.96以上1.0
6以下であるのが好ましい。
腕弾性表面波共振器のすだれ状トランスデューサの弾性
表面波伝搬方向に沿った両側に反射器がさらに備わって
いるのか好ましい。また、この場合には、直列腕弾性表
面波共振器の反射器内の隣合う電極指の中心間距離Pr
をPr=p・Pi(pは実数、Piは前記直列腕弾性表
面波共振器のすだれ状トランスデューサ内の隣合う電極
指の中心間距離)とするとき、pが0.96以上1.0
6以下であるのが好ましい。
【0016】また、前記本発明の構成においては、すだ
れ状トランスデューサ内の向かい合う電極指の対数をN
とするとき、Nが50対以上であるのが好ましい。ま
た、前記本発明の構成においては、すだれ状トランスデ
ューサ内の向かい合う電極指の交差幅WDをすだれ状ト
ランスデューサの電極周期Lで除して規格化した値をW
(=WD/L)とするとき、Wが8以上であるのが好ま
しい。
れ状トランスデューサ内の向かい合う電極指の対数をN
とするとき、Nが50対以上であるのが好ましい。ま
た、前記本発明の構成においては、すだれ状トランスデ
ューサ内の向かい合う電極指の交差幅WDをすだれ状ト
ランスデューサの電極周期Lで除して規格化した値をW
(=WD/L)とするとき、Wが8以上であるのが好ま
しい。
【0017】また、前記本発明の構成においては、すだ
れ状トランスデューサの電極指の幅をLm、電極指の間
隙幅をLgとし、η=Lm/(Lm+Lg)と定義する
とき、ηが0.2以上0.5以下であるのが好ましい。
れ状トランスデューサの電極指の幅をLm、電極指の間
隙幅をLgとし、η=Lm/(Lm+Lg)と定義する
とき、ηが0.2以上0.5以下であるのが好ましい。
【0018】また、前記本発明の構成においては、直列
腕弾性表面波共振器及び並列腕弾性表面波共振器からな
る群から選ばれる少なくとも一方のすだれ状トランスデ
ューサ内の向かい合う電極指に交差幅重み付けが施され
ているのが好ましい。
腕弾性表面波共振器及び並列腕弾性表面波共振器からな
る群から選ばれる少なくとも一方のすだれ状トランスデ
ューサ内の向かい合う電極指に交差幅重み付けが施され
ているのが好ましい。
【0019】尚、本発明においては、バルク波の一種で
あるリーキー弾性表面波及びSSBW(Surface
skimming Bulk wave)を共に弾性
表面波という。
あるリーキー弾性表面波及びSSBW(Surface
skimming Bulk wave)を共に弾性
表面波という。
【0020】前記本発明の第1の構成によれば、41゜
回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基板上に、弾性表
面波を励振するすだれ状トランスデューサからなる少な
くとも1個の直列腕弾性表面波共振器と、弾性表面波を
励振するすだれ状トランスデューサからなる少なくとも
1個の並列腕弾性表面波共振器とを備えた共振器梯子型
弾性表面波フィルタであって、前記すだれ状トランスデ
ューサがAl又はAlを主成分とするAl合金の金属膜
からなり、前記金属膜の膜厚が前記並列腕弾性表面波共
振器のすだれ状トランスデューサの電極周期の2.5%
以上7.5%以下であることを特徴とすることにより、
実用上スプリアスが問題とならず、良好な周波数特性が
得られる。
回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基板上に、弾性表
面波を励振するすだれ状トランスデューサからなる少な
くとも1個の直列腕弾性表面波共振器と、弾性表面波を
励振するすだれ状トランスデューサからなる少なくとも
1個の並列腕弾性表面波共振器とを備えた共振器梯子型
弾性表面波フィルタであって、前記すだれ状トランスデ
ューサがAl又はAlを主成分とするAl合金の金属膜
からなり、前記金属膜の膜厚が前記並列腕弾性表面波共
振器のすだれ状トランスデューサの電極周期の2.5%
以上7.5%以下であることを特徴とすることにより、
実用上スプリアスが問題とならず、良好な周波数特性が
得られる。
【0021】また、前記本発明の第1の構成において、
金属膜の膜厚が並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トラ
ンスデューサの電極周期の4%以上7%以下であるとい
う好ましい例によれば、スプリアスを完全に抑えること
ができ、さらに良好な周波数特性が得られる。
金属膜の膜厚が並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トラ
ンスデューサの電極周期の4%以上7%以下であるとい
う好ましい例によれば、スプリアスを完全に抑えること
ができ、さらに良好な周波数特性が得られる。
【0022】また、前記本発明の第2の構成によれば、
41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基板上に、
弾性表面波を励振するすだれ状トランスデューサからな
る少なくとも1個の直列腕弾性表面波共振器と、弾性表
面波を励振するすだれ状トランスデューサからなる少な
くとも1個の並列腕弾性表面波共振器とを備えた共振器
梯子型弾性表面波フィルタであって、前記すだれ状トラ
ンスデューサがAl以外の任意の電極材料の金属膜から
なり、Alの密度をρAl、前記任意の電極材料の密度を
ρMeとするとき、金属膜の膜厚が並列腕弾性表面波共振
器のすだれ状トランスデューサの電極周期の2.5・ρ
Al/ρMe%以上7.5・ρAl/ρMe%以下であることを
特徴とすることにより、実用上スプリアスが問題となら
ず、良好な周波数特性が得られる。
41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基板上に、
弾性表面波を励振するすだれ状トランスデューサからな
る少なくとも1個の直列腕弾性表面波共振器と、弾性表
面波を励振するすだれ状トランスデューサからなる少な
くとも1個の並列腕弾性表面波共振器とを備えた共振器
梯子型弾性表面波フィルタであって、前記すだれ状トラ
ンスデューサがAl以外の任意の電極材料の金属膜から
なり、Alの密度をρAl、前記任意の電極材料の密度を
ρMeとするとき、金属膜の膜厚が並列腕弾性表面波共振
器のすだれ状トランスデューサの電極周期の2.5・ρ
Al/ρMe%以上7.5・ρAl/ρMe%以下であることを
特徴とすることにより、実用上スプリアスが問題となら
ず、良好な周波数特性が得られる。
【0023】また、前記本発明の第2の構成において、
金属膜の膜厚が並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トラ
ンスデューサの電極周期の4・ρAl/ρMe%以上7・ρ
Al/ρMe%以下であるという好ましい例によれば、スプ
リアスを完全に抑えることができ、さらに良好な周波数
特性が得られる。
金属膜の膜厚が並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トラ
ンスデューサの電極周期の4・ρAl/ρMe%以上7・ρ
Al/ρMe%以下であるという好ましい例によれば、スプ
リアスを完全に抑えることができ、さらに良好な周波数
特性が得られる。
【0024】また、前記本発明の構成において、並列腕
弾性表面波共振器のすだれ状トランスデューサの弾性表
面波伝搬方向に沿った両側に反射器がさらに備わってい
るという好ましい例によれば、共振周波数と反共振周波
数との差が大きくなり、通過帯域幅が広くなるので、良
好な周波数特性が得られる。また、この場合、並列腕弾
性表面波共振器のすだれ状トランスデューサと反射器が
互いに対面する最近接の電極指の中心間距離dをd=
(α+n)・L/2(nは0以上の整数、αは1以下の
実数、Lは前記並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トラ
ンスデューサの電極周期)とするとき、αが0.8以上
1.0以下であるという好ましい例によれば、さらに共
振周波数と反共振周波数との差が大きくなり、通過帯域
幅が広くなるので、良好な周波数特性が得られる。
弾性表面波共振器のすだれ状トランスデューサの弾性表
面波伝搬方向に沿った両側に反射器がさらに備わってい
るという好ましい例によれば、共振周波数と反共振周波
数との差が大きくなり、通過帯域幅が広くなるので、良
好な周波数特性が得られる。また、この場合、並列腕弾
性表面波共振器のすだれ状トランスデューサと反射器が
互いに対面する最近接の電極指の中心間距離dをd=
(α+n)・L/2(nは0以上の整数、αは1以下の
実数、Lは前記並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トラ
ンスデューサの電極周期)とするとき、αが0.8以上
1.0以下であるという好ましい例によれば、さらに共
振周波数と反共振周波数との差が大きくなり、通過帯域
幅が広くなるので、良好な周波数特性が得られる。
【0025】また、前記本発明の構成において、直列腕
弾性表面波共振器のすだれ状トランスデューサの弾性表
面波伝搬方向に沿った両側に反射器がさらに備わってい
るという好ましい例によれば、共振周波数と反共振周波
数との差が大きくなり、通過帯域幅が広くなるので、良
好な周波数特性が得られる。また、この場合、直列腕弾
性表面波共振器の反射器内の隣合う電極指の中心間距離
PrをPr=p・Pi(pは実数、Piは前記直列腕弾
性表面波共振器のすだれ状トランスデューサ内の隣合う
電極指の中心間距離)とするとき、pが0.96以上
1.06以下であるという好ましい例によれば、さらに
共振周波数と反共振周波数との差が大きくなり、通過帯
域幅が広くなるので、良好な周波数特性が得られる。
弾性表面波共振器のすだれ状トランスデューサの弾性表
面波伝搬方向に沿った両側に反射器がさらに備わってい
るという好ましい例によれば、共振周波数と反共振周波
数との差が大きくなり、通過帯域幅が広くなるので、良
好な周波数特性が得られる。また、この場合、直列腕弾
性表面波共振器の反射器内の隣合う電極指の中心間距離
PrをPr=p・Pi(pは実数、Piは前記直列腕弾
性表面波共振器のすだれ状トランスデューサ内の隣合う
電極指の中心間距離)とするとき、pが0.96以上
1.06以下であるという好ましい例によれば、さらに
共振周波数と反共振周波数との差が大きくなり、通過帯
域幅が広くなるので、良好な周波数特性が得られる。
【0026】また、前記本発明の構成において、すだれ
状トランスデューサ内の向かい合う電極指の対数をNと
するとき、Nが50対以上であるという好ましい例によ
れば、すだれ状トランスデューサの弾性表面波伝搬方向
に弾性表面波が漏れることはなく、反射器を設けなくて
も損失が抑えられる。
状トランスデューサ内の向かい合う電極指の対数をNと
するとき、Nが50対以上であるという好ましい例によ
れば、すだれ状トランスデューサの弾性表面波伝搬方向
に弾性表面波が漏れることはなく、反射器を設けなくて
も損失が抑えられる。
【0027】また、前記本発明の構成において、すだれ
状トランスデューサ内の向かい合う電極指の交差幅WD
をすだれ状トランスデューサの電極周期Lで除して規格
化した値をW(=WD/L)とするとき、Wが8以上で
あるという好ましい例によれば、通過帯域内にスプリア
スが出現することはなく、通過帯域内が平坦となるの
で、良好な周波数特性が得られる。
状トランスデューサ内の向かい合う電極指の交差幅WD
をすだれ状トランスデューサの電極周期Lで除して規格
化した値をW(=WD/L)とするとき、Wが8以上で
あるという好ましい例によれば、通過帯域内にスプリア
スが出現することはなく、通過帯域内が平坦となるの
で、良好な周波数特性が得られる。
【0028】また、前記本発明の構成において、すだれ
状トランスデューサの電極指の幅をLm、電極指の間隙
幅をLgとし、η=Lm/(Lm+Lg)と定義すると
き、ηが0.2以上0.5以下であるという好ましい例
によれば、通過帯域内のリップルが小さくなり、通過帯
域幅が広くなるので、良好な周波数特性が得られる。
状トランスデューサの電極指の幅をLm、電極指の間隙
幅をLgとし、η=Lm/(Lm+Lg)と定義すると
き、ηが0.2以上0.5以下であるという好ましい例
によれば、通過帯域内のリップルが小さくなり、通過帯
域幅が広くなるので、良好な周波数特性が得られる。
【0029】また、前記本発明の構成において、直列腕
弾性表面波共振器及び並列腕弾性表面波共振器からなる
群から選ばれる少なくとも一方のすだれ状トランスデュ
ーサ内の向かい合う電極指に交差幅重み付けが施されて
いるという好ましい例によれば、すだれ状トランスデュ
ーサ内における弾性表面波の内部反射効率を高めて、共
振器梯子型弾性表面波フィルタの低損失化及び低リップ
ル化を図ることができるので、さらに良好な周波数特性
が得られる。
弾性表面波共振器及び並列腕弾性表面波共振器からなる
群から選ばれる少なくとも一方のすだれ状トランスデュ
ーサ内の向かい合う電極指に交差幅重み付けが施されて
いるという好ましい例によれば、すだれ状トランスデュ
ーサ内における弾性表面波の内部反射効率を高めて、共
振器梯子型弾性表面波フィルタの低損失化及び低リップ
ル化を図ることができるので、さらに良好な周波数特性
が得られる。
【0030】
〈第1の実施の形態〉図1は本発明の第1の実施の形態
における共振器梯子型弾性表面波フィルタを示す模式図
であり、(a)は基板上の構成図、(b)は(a)のI
−I断面図である。
における共振器梯子型弾性表面波フィルタを示す模式図
であり、(a)は基板上の構成図、(b)は(a)のI
−I断面図である。
【0031】図1に示すように、41゜回転YカットX
伝搬ニオブ酸リチウム基板1の上には、入力電極部2
と、一方が入力電極部2に接続され、弾性表面波を励振
する一対のすだれ状トランスデューサ(以下「IDT」
という。)からなる直列腕弾性表面波共振器5と、直列
腕弾性表面波共振器5の他方のIDTに接続された出力
電極部3と、一方が出力電極部3に接続され、弾性表面
波を励振する一対のIDTからなる並列腕弾性表面波共
振器6と、並列腕弾性表面波共振器6の他方のIDTに
接続されたアース電極部4とが形成されている。以上に
より、共振器梯子型弾性表面波フィルタが構成されてい
る。尚、直列腕弾性表面波共振器5及び並列腕弾性表面
波共振器6には、IDTの弾性表面波伝搬方向に沿った
両側に反射器は設けられていない。図1(b)に示す電
極膜厚(IDTの金属膜厚)Hは、共振器の特性を決定
する重要な変数である。共振器にはスプリアスの無い良
好な周波数特性が要求される。そこで、電極膜厚Hとし
てどのような値が最適であるか検討を行った。
伝搬ニオブ酸リチウム基板1の上には、入力電極部2
と、一方が入力電極部2に接続され、弾性表面波を励振
する一対のすだれ状トランスデューサ(以下「IDT」
という。)からなる直列腕弾性表面波共振器5と、直列
腕弾性表面波共振器5の他方のIDTに接続された出力
電極部3と、一方が出力電極部3に接続され、弾性表面
波を励振する一対のIDTからなる並列腕弾性表面波共
振器6と、並列腕弾性表面波共振器6の他方のIDTに
接続されたアース電極部4とが形成されている。以上に
より、共振器梯子型弾性表面波フィルタが構成されてい
る。尚、直列腕弾性表面波共振器5及び並列腕弾性表面
波共振器6には、IDTの弾性表面波伝搬方向に沿った
両側に反射器は設けられていない。図1(b)に示す電
極膜厚(IDTの金属膜厚)Hは、共振器の特性を決定
する重要な変数である。共振器にはスプリアスの無い良
好な周波数特性が要求される。そこで、電極膜厚Hとし
てどのような値が最適であるか検討を行った。
【0032】図2に、弾性表面波共振器において電極膜
厚を変数としたインピーダンスの虚数部の周波数特性を
示す。弾性表面波共振器の構成は、次のとおりである。
すなわち、電極材料はAlであり、IDTの電極指の対
数は100対、IDT内の向かい合う電極指の交差幅W
D(図1(a)参照)はIDTの電極周期L(図1
(b)参照;実質的に励振される弾性表面波の波長に等
しい)の15倍である。ここで、電極膜厚は、実際の電
極膜厚HをIDTの電極周期Lで除して規格化されてい
る。図2に示すように、電極膜厚(H/L)が2%程度
と薄いときは共振器は十分に共振せず、スプリアスAが
出現するが、電極膜厚(H/L)が厚くなるに従い、こ
のスプリアスAは徐々に小さくなって消滅する。しか
し、電極膜厚(H/L)が8%程度まで大きくなると、
SSBW以外のバルク波等の影響によってスプリアスB
が出現する。電極膜厚(H/L)が2%から8%までの
間で弾性表面波共振器の共振特性をさらに詳しく調べた
ところ、実用上スプリアスが問題とならない電極膜厚
(H/L)の範囲は2.5%以上7.5%以下であり、
スプリアスが完全に抑えられ最も良好な周波数特性が得
られる電極膜厚(H/L)の範囲は4%以上7%以下で
あった。
厚を変数としたインピーダンスの虚数部の周波数特性を
示す。弾性表面波共振器の構成は、次のとおりである。
すなわち、電極材料はAlであり、IDTの電極指の対
数は100対、IDT内の向かい合う電極指の交差幅W
D(図1(a)参照)はIDTの電極周期L(図1
(b)参照;実質的に励振される弾性表面波の波長に等
しい)の15倍である。ここで、電極膜厚は、実際の電
極膜厚HをIDTの電極周期Lで除して規格化されてい
る。図2に示すように、電極膜厚(H/L)が2%程度
と薄いときは共振器は十分に共振せず、スプリアスAが
出現するが、電極膜厚(H/L)が厚くなるに従い、こ
のスプリアスAは徐々に小さくなって消滅する。しか
し、電極膜厚(H/L)が8%程度まで大きくなると、
SSBW以外のバルク波等の影響によってスプリアスB
が出現する。電極膜厚(H/L)が2%から8%までの
間で弾性表面波共振器の共振特性をさらに詳しく調べた
ところ、実用上スプリアスが問題とならない電極膜厚
(H/L)の範囲は2.5%以上7.5%以下であり、
スプリアスが完全に抑えられ最も良好な周波数特性が得
られる電極膜厚(H/L)の範囲は4%以上7%以下で
あった。
【0033】尚、本実施例においては、電極材料として
Alを用いているが、耐電力特性を向上させる等のため
にAlにCu、Ti、Si、Sc等の異種金属を数重量
%混入させたAl合金からなる金属膜や前記複数のAl
合金製金属膜を層状構造とした積層膜を用いても、好ま
しい電極膜厚の範囲は本実施の形態の場合と殆ど変わら
なかった。この場合、Al合金に含まれるAlの割合は
70%以上であるのが好ましい。
Alを用いているが、耐電力特性を向上させる等のため
にAlにCu、Ti、Si、Sc等の異種金属を数重量
%混入させたAl合金からなる金属膜や前記複数のAl
合金製金属膜を層状構造とした積層膜を用いても、好ま
しい電極膜厚の範囲は本実施の形態の場合と殆ど変わら
なかった。この場合、Al合金に含まれるAlの割合は
70%以上であるのが好ましい。
【0034】また、弾性表面波共振器の電極膜厚による
周波数特性は、金属膜の質量に依存している。すなわ
ち、電極材料がAl以外のときの最適電極膜厚を得るに
は、前記した電極膜厚にAlの密度とAl以外の電極材
料の密度との比を剰ずればよい。従って、Alの密度を
ρAl、任意の電極材料の密度をρMeとすれば、実用上ス
プリアスが問題とならない電極膜厚の範囲は2.5・ρ
Al/ρMe%以上7.5・ρAl/ρMe%以下であり、スプ
リアスが完全に抑えられ最も良好な周波数特性が得られ
る電極膜厚の範囲は4・ρAl/ρMe%以上7・ρAl/ρ
Me%以下となる。例えば、電極材料がAuの場合、ρAu
は18.9、ρAlは2.7であるので、実用上スプリア
スが問題とならない電極膜厚の範囲は0.36%以上
1.07%以下であり、スプリアスが完全に抑えられ最
も良好な周波数特性が得られる電極膜厚の範囲は0.5
7%以上1.0%以下である。
周波数特性は、金属膜の質量に依存している。すなわ
ち、電極材料がAl以外のときの最適電極膜厚を得るに
は、前記した電極膜厚にAlの密度とAl以外の電極材
料の密度との比を剰ずればよい。従って、Alの密度を
ρAl、任意の電極材料の密度をρMeとすれば、実用上ス
プリアスが問題とならない電極膜厚の範囲は2.5・ρ
Al/ρMe%以上7.5・ρAl/ρMe%以下であり、スプ
リアスが完全に抑えられ最も良好な周波数特性が得られ
る電極膜厚の範囲は4・ρAl/ρMe%以上7・ρAl/ρ
Me%以下となる。例えば、電極材料がAuの場合、ρAu
は18.9、ρAlは2.7であるので、実用上スプリア
スが問題とならない電極膜厚の範囲は0.36%以上
1.07%以下であり、スプリアスが完全に抑えられ最
も良好な周波数特性が得られる電極膜厚の範囲は0.5
7%以上1.0%以下である。
【0035】図3に、電極膜厚が並列腕弾性表面波共振
器のIDTの電極周期の6%であるAl製共振器梯子型
弾性表面波フィルタの周波数特性を示す。この共振器梯
子型弾性表面波フィルタは、図4に示すようなT型2段
構成を有している。すなわち、この共振器梯子型弾性表
面波フィルタは、入力電極端子11と出力電器端子12
との間に直列に配置された4個の直列腕弾性表面波共振
器14a、14b、14c、14dと、入力電極端子1
1に接続された直列腕弾性表面波共振器14aとこの直
列腕弾性表面波共振器14aに隣接する直列腕弾性表面
波共振器14bとを接続する接続線とアース電極端子1
3との間に配置された並列腕弾性表面波共振器15a
と、出力電極端子12に接続された直列腕弾性表面波共
振器14dとこの直列腕弾性表面波共振器14dに隣接
する直列腕弾性表面波共振器14cとを接続する接続線
とアース電極端子13との間に配置された並列腕弾性表
面波共振器15bとにより構成されている。ここで、直
列腕弾性表面波共振器14a、14b、14c、14d
は、IDTの電極指の幅が1.190μm、IDTの電
極周期が4.760μm、IDT内の向かい合う電極指
の対数が120.5対、IDT内の向かい合う電極指の
交差幅が40μmである。また、並列腕弾性表面波共振
器15a、15bは、IDTの電極指の幅が1.340
μm、IDTの電極周期が5.360μm、IDT内の
向かい合う電極指の対数が150.5対、IDT内の向
かい合う電極指の交差幅が70μmである。図3に示す
ように、この共振器梯子型弾性表面波フィルタは、スプ
リアスが存在せず周波数特性が良好な直列腕弾性表面波
共振器及び並列腕弾性表面波共振器によって構成されて
いるので、通過帯域内にスプリアスが存在せず、リップ
ルが小さく(1.5dB)、広帯域(最小挿入損失から
1.5dB下がったところの通過帯域幅が85MHz)
の優れた周波数特性が得られる。
器のIDTの電極周期の6%であるAl製共振器梯子型
弾性表面波フィルタの周波数特性を示す。この共振器梯
子型弾性表面波フィルタは、図4に示すようなT型2段
構成を有している。すなわち、この共振器梯子型弾性表
面波フィルタは、入力電極端子11と出力電器端子12
との間に直列に配置された4個の直列腕弾性表面波共振
器14a、14b、14c、14dと、入力電極端子1
1に接続された直列腕弾性表面波共振器14aとこの直
列腕弾性表面波共振器14aに隣接する直列腕弾性表面
波共振器14bとを接続する接続線とアース電極端子1
3との間に配置された並列腕弾性表面波共振器15a
と、出力電極端子12に接続された直列腕弾性表面波共
振器14dとこの直列腕弾性表面波共振器14dに隣接
する直列腕弾性表面波共振器14cとを接続する接続線
とアース電極端子13との間に配置された並列腕弾性表
面波共振器15bとにより構成されている。ここで、直
列腕弾性表面波共振器14a、14b、14c、14d
は、IDTの電極指の幅が1.190μm、IDTの電
極周期が4.760μm、IDT内の向かい合う電極指
の対数が120.5対、IDT内の向かい合う電極指の
交差幅が40μmである。また、並列腕弾性表面波共振
器15a、15bは、IDTの電極指の幅が1.340
μm、IDTの電極周期が5.360μm、IDT内の
向かい合う電極指の対数が150.5対、IDT内の向
かい合う電極指の交差幅が70μmである。図3に示す
ように、この共振器梯子型弾性表面波フィルタは、スプ
リアスが存在せず周波数特性が良好な直列腕弾性表面波
共振器及び並列腕弾性表面波共振器によって構成されて
いるので、通過帯域内にスプリアスが存在せず、リップ
ルが小さく(1.5dB)、広帯域(最小挿入損失から
1.5dB下がったところの通過帯域幅が85MHz)
の優れた周波数特性が得られる。
【0036】以下、IDTの電極指の対数、IDT内の
向かい合う電極指の交差幅及びIDTメタライゼーショ
ン比が共振器梯子型弾性表面波フィルタの周波数特性に
及ぼす影響について説明する。これらの影響は、IDT
の電極指の対数をN、IDT内の向かい合う電極指の交
差幅WDをIDTの電極周期Lで除して規格化した値を
W(=WD/L)としたとき、N・W=150となるよ
うにした弾性表面波共振器を直列腕及び並列腕に用い、
図4のT型2段構成の共振器梯子型弾性表面波フィルタ
を作製して検討した。直列腕弾性表面波共振器14a、
14b、14c、14d及び並列腕弾性表面波共振器1
5a、15bのIDTの電極周期は、図3の共振器梯子
型弾性表面波フィルタと同一である。すなわち、直列腕
弾性表面波共振器14a、14b、14c、14dのI
DTの電極周期は4.760μm、並列腕弾性表面波共
振器15a、15bのIDTの電極周期は5.360μ
mである。また、電極膜厚(Al製)は並列腕弾性表面
波共振器15a、15bのIDTの電極周期の6%であ
る。
向かい合う電極指の交差幅及びIDTメタライゼーショ
ン比が共振器梯子型弾性表面波フィルタの周波数特性に
及ぼす影響について説明する。これらの影響は、IDT
の電極指の対数をN、IDT内の向かい合う電極指の交
差幅WDをIDTの電極周期Lで除して規格化した値を
W(=WD/L)としたとき、N・W=150となるよ
うにした弾性表面波共振器を直列腕及び並列腕に用い、
図4のT型2段構成の共振器梯子型弾性表面波フィルタ
を作製して検討した。直列腕弾性表面波共振器14a、
14b、14c、14d及び並列腕弾性表面波共振器1
5a、15bのIDTの電極周期は、図3の共振器梯子
型弾性表面波フィルタと同一である。すなわち、直列腕
弾性表面波共振器14a、14b、14c、14dのI
DTの電極周期は4.760μm、並列腕弾性表面波共
振器15a、15bのIDTの電極周期は5.360μ
mである。また、電極膜厚(Al製)は並列腕弾性表面
波共振器15a、15bのIDTの電極周期の6%であ
る。
【0037】まず、IDTの電極指の対数が共振器梯子
型弾性表面波フィルタの周波数特性に及ぼす影響につい
て説明する。ここで用いた弾性表面波共振器は反射器を
備えていないため、IDTの弾性表面波伝搬方向に弾性
表面波が幾分か洩れ、反射器を備えている場合と比較し
て損失が大きくなる。しかし、IDTの電極指の対数を
多くすれば、この問題は解決される。図5に、N・W=
150のときのIDTの電極指の対数Nと最小挿入損失
との関係を示す。図5に示すように、IDTの電極指の
対数Nが50対よりも小さくなると、共振器梯子型弾性
表面波フィルタの最小挿入損失が急激に増加する。従っ
て、IDTの電極指の対数Nが50対以上であれば、弾
性表面波の洩れは問題とならない。
型弾性表面波フィルタの周波数特性に及ぼす影響につい
て説明する。ここで用いた弾性表面波共振器は反射器を
備えていないため、IDTの弾性表面波伝搬方向に弾性
表面波が幾分か洩れ、反射器を備えている場合と比較し
て損失が大きくなる。しかし、IDTの電極指の対数を
多くすれば、この問題は解決される。図5に、N・W=
150のときのIDTの電極指の対数Nと最小挿入損失
との関係を示す。図5に示すように、IDTの電極指の
対数Nが50対よりも小さくなると、共振器梯子型弾性
表面波フィルタの最小挿入損失が急激に増加する。従っ
て、IDTの電極指の対数Nが50対以上であれば、弾
性表面波の洩れは問題とならない。
【0038】次に、IDT内の向かい合う電極指の交差
幅が共振器梯子型弾性表面波フィルタの周波数特性に及
ぼす影響について説明する。図6に、N・W=150の
ときの規格化された電極指交差幅Wと通過帯域内のスプ
リアス数との関係を示す。図6に示すように、電極指交
差幅Wが10以上では通過帯域内にスプリアスは存在し
ないが、電極指交差幅Wが10よりも小さくなると通過
帯域内にスプリアスが出現する。これは、IDT内の向
かい合う電極指の交差幅が小さくなると、IDTの先端
部における弾性表面波の回折が無視できなくなって共振
周波数がずれてくることに起因する。尚、通過帯域内の
スプリアス数の許容数を2個とした場合には、電極指交
差幅Wは8以上であれば十分である。
幅が共振器梯子型弾性表面波フィルタの周波数特性に及
ぼす影響について説明する。図6に、N・W=150の
ときの規格化された電極指交差幅Wと通過帯域内のスプ
リアス数との関係を示す。図6に示すように、電極指交
差幅Wが10以上では通過帯域内にスプリアスは存在し
ないが、電極指交差幅Wが10よりも小さくなると通過
帯域内にスプリアスが出現する。これは、IDT内の向
かい合う電極指の交差幅が小さくなると、IDTの先端
部における弾性表面波の回折が無視できなくなって共振
周波数がずれてくることに起因する。尚、通過帯域内の
スプリアス数の許容数を2個とした場合には、電極指交
差幅Wは8以上であれば十分である。
【0039】最後に、IDTメタライゼーション比が共
振器梯子型弾性表面波フィルタの周波数特性に及ぼす影
響について説明する。ここで、IDTの電極指の幅をL
m、IDTの電極指の間隙幅をLgとし(図1(b)参
照)、η=Lm/(Lm+Lg)と定義する。図7に、
ηと通過帯域内リップル(リップルは最小挿入損失と通
過帯域幅85MHzを確保できる挿入損失との差;図3
参照)との関係を示す。図7に示すように、ηが0.5
よりも大きくなると通過帯域内リップルは大きくなり、
ηが0.5よりも小さくなると通過帯域内リップルは小
さくなる。しかし、ηが0.3付近よりもさらに小さく
なると、IDTの電極抵抗が大きくなり、その結果、挿
入損失が急増すると共に、フィルタの周波数特性が緩慢
になるので、通過帯域内リップルは急激に大きくなる。
従って、η=0.5の通過帯域内リップルの値を基準と
して通過帯域内リップルをこの値よりも小さくするに
は、ηを0.2以上0.5以下に設定することが必要で
ある。このようにηが0.2以上0.5以下であれば、
通過帯域内リップルが小さくなり、通過帯域幅が広くな
るので、良好な周波数特性が得られる。
振器梯子型弾性表面波フィルタの周波数特性に及ぼす影
響について説明する。ここで、IDTの電極指の幅をL
m、IDTの電極指の間隙幅をLgとし(図1(b)参
照)、η=Lm/(Lm+Lg)と定義する。図7に、
ηと通過帯域内リップル(リップルは最小挿入損失と通
過帯域幅85MHzを確保できる挿入損失との差;図3
参照)との関係を示す。図7に示すように、ηが0.5
よりも大きくなると通過帯域内リップルは大きくなり、
ηが0.5よりも小さくなると通過帯域内リップルは小
さくなる。しかし、ηが0.3付近よりもさらに小さく
なると、IDTの電極抵抗が大きくなり、その結果、挿
入損失が急増すると共に、フィルタの周波数特性が緩慢
になるので、通過帯域内リップルは急激に大きくなる。
従って、η=0.5の通過帯域内リップルの値を基準と
して通過帯域内リップルをこの値よりも小さくするに
は、ηを0.2以上0.5以下に設定することが必要で
ある。このようにηが0.2以上0.5以下であれば、
通過帯域内リップルが小さくなり、通過帯域幅が広くな
るので、良好な周波数特性が得られる。
【0040】尚、直列腕弾性表面波共振器5又は並列腕
弾性表面波共振器6のIDT内の向かい合う電極指に、
図8に一例を示すような交差幅重み付けを少なくとも一
箇所施せば、IDT内における弾性表面波の内部反射効
率を高めて、共振器梯子型弾性表面波フィルタの低損失
化及び低リップル化を図ることができるので、さらに良
好な周波数特性が得られる。
弾性表面波共振器6のIDT内の向かい合う電極指に、
図8に一例を示すような交差幅重み付けを少なくとも一
箇所施せば、IDT内における弾性表面波の内部反射効
率を高めて、共振器梯子型弾性表面波フィルタの低損失
化及び低リップル化を図ることができるので、さらに良
好な周波数特性が得られる。
【0041】以上のように、本実施の形態の共振器梯子
型弾性表面波フィルタによれば、従来の共振器梯子型弾
性表面波フィルタと比較して、通過帯域内にスプリアス
が存在せず、通過帯域が広く、通過帯域内リップルの小
さい良好な周波数特性が得られる。
型弾性表面波フィルタによれば、従来の共振器梯子型弾
性表面波フィルタと比較して、通過帯域内にスプリアス
が存在せず、通過帯域が広く、通過帯域内リップルの小
さい良好な周波数特性が得られる。
【0042】〈第2の実施の形態〉図9は本発明の第2
の実施の形態における共振器梯子型弾性表面波フィルタ
を示す模式図である。図9に示すように、41゜回転Y
カットX伝搬ニオブ酸リチウム基板1の上には、入力電
極部2と、一方が入力電極部2に接続され、弾性表面波
を励振する一対のIDTからなる直列腕弾性表面波共振
器5と、直列腕弾性表面波共振器5の他方のIDTに接
続された出力電極部3と、一方が出力電極部3に接続さ
れ、弾性表面波を励振する一対のIDTからなる並列腕
弾性表面波共振器6と、並列腕弾性表面波共振器6の他
方のIDTに接続されたアース電極部4とが形成されて
いる。また、41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウ
ム基板1の上には、並列腕弾性表面波共振器6のIDT
の弾性表面波の伝搬方向に沿った両側に反射器7が形成
されている。以上により、共振器梯子型弾性表面波フィ
ルタが構成されている。このように並列腕弾性表面波共
振器6に反射器7が備わっていると、図15に示すよう
に、周波数特性にリーキー弾性表面波によるスプリアス
が出現するが、共振周波数と反共振周波数との差が大き
くなるので、フィルタ構成としたときに通過帯域幅が広
くなる。その結果、良好な周波数特性が得られる。
の実施の形態における共振器梯子型弾性表面波フィルタ
を示す模式図である。図9に示すように、41゜回転Y
カットX伝搬ニオブ酸リチウム基板1の上には、入力電
極部2と、一方が入力電極部2に接続され、弾性表面波
を励振する一対のIDTからなる直列腕弾性表面波共振
器5と、直列腕弾性表面波共振器5の他方のIDTに接
続された出力電極部3と、一方が出力電極部3に接続さ
れ、弾性表面波を励振する一対のIDTからなる並列腕
弾性表面波共振器6と、並列腕弾性表面波共振器6の他
方のIDTに接続されたアース電極部4とが形成されて
いる。また、41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウ
ム基板1の上には、並列腕弾性表面波共振器6のIDT
の弾性表面波の伝搬方向に沿った両側に反射器7が形成
されている。以上により、共振器梯子型弾性表面波フィ
ルタが構成されている。このように並列腕弾性表面波共
振器6に反射器7が備わっていると、図15に示すよう
に、周波数特性にリーキー弾性表面波によるスプリアス
が出現するが、共振周波数と反共振周波数との差が大き
くなるので、フィルタ構成としたときに通過帯域幅が広
くなる。その結果、良好な周波数特性が得られる。
【0043】図10に、並列腕弾性表面波共振器のID
Tの弾性表面波伝搬方向に沿った両側に反射器を設けた
共振器梯子型弾性表面波フィルタ(図9)の周波数特性
を示す。この共振器梯子型弾性表面波フィルタは、図4
に示すようなT型2段構成を有している。尚、図10中
の破線は図3の共振器梯子型弾性表面波フィルタの周波
数特性を示している。ここで、直列腕弾性表面波共振器
14a、14b、14c、14d(図4参照)は、ID
Tの電極指の幅が1.190μm、IDTの電極周期が
4.760μm、IDT内の向かい合う電極指の対数が
120.5対、IDT内の向かい合う電極指の交差幅が
40μmである。また、並列腕弾性表面波共振器15
a、15b(図4参照)は、IDTの電極指の幅が1.
340μm、IDTの電極周期が5.360μm、ID
T内の向かい合う電極指の対数が150.5対、IDT
内の向かい合う電極指の交差幅が70μm、反射器の電
極指の幅が1.340μm、反射器の電極周期が4.7
60μm、反射器内の隣合う電極指の本数が50本、反
射器の隣合う電極指の交差幅が45μmである。また、
並列腕弾性表面波共振器15a、15bのIDTと反射
器が互いに対面する最近接の電極指の中心間距離dをd
=(α+n)・L/2としたとき、α=0.9、n=0
である。図10に示すように、本実施の形態の共振器梯
子型弾性表面波フィルタは、図3の共振器梯子型弾性表
面波フィルタと比較して通過帯域への立ち上がりは劣る
ものの、通過帯域幅はより広くなる。すなわち、通過帯
域幅として、最小挿入損失から1.5dB下がったとこ
ろで90MHzが確保される。
Tの弾性表面波伝搬方向に沿った両側に反射器を設けた
共振器梯子型弾性表面波フィルタ(図9)の周波数特性
を示す。この共振器梯子型弾性表面波フィルタは、図4
に示すようなT型2段構成を有している。尚、図10中
の破線は図3の共振器梯子型弾性表面波フィルタの周波
数特性を示している。ここで、直列腕弾性表面波共振器
14a、14b、14c、14d(図4参照)は、ID
Tの電極指の幅が1.190μm、IDTの電極周期が
4.760μm、IDT内の向かい合う電極指の対数が
120.5対、IDT内の向かい合う電極指の交差幅が
40μmである。また、並列腕弾性表面波共振器15
a、15b(図4参照)は、IDTの電極指の幅が1.
340μm、IDTの電極周期が5.360μm、ID
T内の向かい合う電極指の対数が150.5対、IDT
内の向かい合う電極指の交差幅が70μm、反射器の電
極指の幅が1.340μm、反射器の電極周期が4.7
60μm、反射器内の隣合う電極指の本数が50本、反
射器の隣合う電極指の交差幅が45μmである。また、
並列腕弾性表面波共振器15a、15bのIDTと反射
器が互いに対面する最近接の電極指の中心間距離dをd
=(α+n)・L/2としたとき、α=0.9、n=0
である。図10に示すように、本実施の形態の共振器梯
子型弾性表面波フィルタは、図3の共振器梯子型弾性表
面波フィルタと比較して通過帯域への立ち上がりは劣る
ものの、通過帯域幅はより広くなる。すなわち、通過帯
域幅として、最小挿入損失から1.5dB下がったとこ
ろで90MHzが確保される。
【0044】ここで、本実施の形態の共振器梯子型弾性
表面波フィルタにおいて、並列腕弾性表面波共振器のI
DTと反射器が互いに対面する最近接の電極指の中心間
距離d=(α+n)・L/2のα、nをα=0.9、n
=0としたことについて説明する。図15に示したリー
キー弾性表面波によるスプリアスは、並列腕弾性表面波
共振器のIDTの弾性表面波の伝搬方向に沿った両側に
反射器を設けたことによって生じる。そして、並列腕弾
性表面波共振器のIDTと反射器が互いに対面する最近
接の電極指の中心間距離dがIDT内の向かい合う電極
指の中心間距離と等しいとき、このスプリアスは共振器
梯子型弾性表面波フィルタの通過帯域内にあり、リップ
ルの原因となる。このスプリアスは、並列腕弾性表面波
共振器のIDTと反射器が互いに対面する最近接の電極
指の中心間距離dを大きくしていくと低周波数側に移動
し、α=0.5付近で通過帯域外に排除される。また、
α=1でα=0のときと同等になる。すなわち、このス
プリアスは、L/2を周期として移動する。図11に、
αと通過帯域幅との関係を示す。通過帯域幅は最小挿入
損失から1.5dB下がったところで定義した。図11
に示すように、α=0.9のときに通過帯域幅は最大と
なり、α=0.8〜1.0のときにα=0のときよりも
通過帯域幅が広くなる。但し、α=0.2〜0.5付近
では、通過帯域内のスプリアスのために通過帯域内のリ
ップルが1.5dB以上となり、通過帯域幅を決定する
ことはできない。
表面波フィルタにおいて、並列腕弾性表面波共振器のI
DTと反射器が互いに対面する最近接の電極指の中心間
距離d=(α+n)・L/2のα、nをα=0.9、n
=0としたことについて説明する。図15に示したリー
キー弾性表面波によるスプリアスは、並列腕弾性表面波
共振器のIDTの弾性表面波の伝搬方向に沿った両側に
反射器を設けたことによって生じる。そして、並列腕弾
性表面波共振器のIDTと反射器が互いに対面する最近
接の電極指の中心間距離dがIDT内の向かい合う電極
指の中心間距離と等しいとき、このスプリアスは共振器
梯子型弾性表面波フィルタの通過帯域内にあり、リップ
ルの原因となる。このスプリアスは、並列腕弾性表面波
共振器のIDTと反射器が互いに対面する最近接の電極
指の中心間距離dを大きくしていくと低周波数側に移動
し、α=0.5付近で通過帯域外に排除される。また、
α=1でα=0のときと同等になる。すなわち、このス
プリアスは、L/2を周期として移動する。図11に、
αと通過帯域幅との関係を示す。通過帯域幅は最小挿入
損失から1.5dB下がったところで定義した。図11
に示すように、α=0.9のときに通過帯域幅は最大と
なり、α=0.8〜1.0のときにα=0のときよりも
通過帯域幅が広くなる。但し、α=0.2〜0.5付近
では、通過帯域内のスプリアスのために通過帯域内のリ
ップルが1.5dB以上となり、通過帯域幅を決定する
ことはできない。
【0045】尚、IDTの電極指の対数、IDT内の向
かい合う電極指の交差幅及びIDTメタライゼーション
比が共振器梯子型弾性表面波フィルタの周波数特性に及
ぼす影響は、上記第1の実施の形態の場合と同様であ
る。
かい合う電極指の交差幅及びIDTメタライゼーション
比が共振器梯子型弾性表面波フィルタの周波数特性に及
ぼす影響は、上記第1の実施の形態の場合と同様であ
る。
【0046】また、IDTの交差幅重み付けが共振器梯
子型弾性表面波フィルタの周波数特性に及ぼす影響も、
上記第1の実施の形態の場合と同様である。また、本実
施の形態においても、直列腕弾性表面波共振器5又は並
列腕弾性表面波共振器6のIDT内の向かい合う電極指
に、交差幅重み付けを少なくとも一箇所施せば(図8参
照)、IDT内における弾性表面波の内部反射効率を高
めて、共振器梯子型弾性表面波フィルタの低損失化及び
低リップル化を図ることができるので、さらに良好な周
波数特性が得られる。
子型弾性表面波フィルタの周波数特性に及ぼす影響も、
上記第1の実施の形態の場合と同様である。また、本実
施の形態においても、直列腕弾性表面波共振器5又は並
列腕弾性表面波共振器6のIDT内の向かい合う電極指
に、交差幅重み付けを少なくとも一箇所施せば(図8参
照)、IDT内における弾性表面波の内部反射効率を高
めて、共振器梯子型弾性表面波フィルタの低損失化及び
低リップル化を図ることができるので、さらに良好な周
波数特性が得られる。
【0047】以上のように、本実施の形態の共振器梯子
型弾性表面波フィルタによれば、従来の共振器梯子型弾
性表面波フィルタと比較して、通過帯域幅の広い良好な
周波数特性が得られる。
型弾性表面波フィルタによれば、従来の共振器梯子型弾
性表面波フィルタと比較して、通過帯域幅の広い良好な
周波数特性が得られる。
【0048】〈第3の実施の形態〉図12は本発明の第
3の実施の形態における共振器梯子型弾性表面波フィル
タを示す模式図である。図12に示すように、41゜回
転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基板1の上には、入
力電極部2と、一方が入力電極部2に接続され、弾性表
面波を励振する一対のIDTからなる直列腕弾性表面波
共振器5と、直列腕弾性表面波共振器5の他方のIDT
に接続された出力電極部3と、一方が出力電極部3に接
続され、弾性表面波を励振する一対のIDTからなる並
列腕弾性表面波共振器6と、並列腕弾性表面波共振器6
の他方のIDTに接続されたアース電極部4とが形成さ
れている。また、41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リ
チウム基板1の上には、直列腕弾性表面波共振器5のI
DTの弾性表面波の伝搬方向に沿った両側に反射器7が
形成されている。以上により、共振器梯子型弾性表面波
フィルタが構成されている。このように直列腕弾性表面
波共振器5に反射器7が備わっていると、上記第2の実
施の形態と同様、図15に示すように、周波数特性にリ
ーキー弾性表面波によるスプリアスが出現するが、共振
周波数と反共振周波数との差が大きくなり、フィルタ構
成としたときに通過帯域幅が広くなるので、良好な周波
数特性が得られる。但し、直列腕弾性表面波共振器5の
リーキー弾性表面波によるスプリアスがフィルタの通過
帯域の中央付近に位置するために、反射器7の電極指の
本数が多すぎると通過帯域内のリーキー弾性表面波によ
るスプリアスがリップルとなるので、反射器7の電極指
の本数はリップルを許容できる範囲内に止める必要があ
る。この許容範囲はフィルタの要求仕様にも因るが、概
ね50本以下であればよい。
3の実施の形態における共振器梯子型弾性表面波フィル
タを示す模式図である。図12に示すように、41゜回
転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基板1の上には、入
力電極部2と、一方が入力電極部2に接続され、弾性表
面波を励振する一対のIDTからなる直列腕弾性表面波
共振器5と、直列腕弾性表面波共振器5の他方のIDT
に接続された出力電極部3と、一方が出力電極部3に接
続され、弾性表面波を励振する一対のIDTからなる並
列腕弾性表面波共振器6と、並列腕弾性表面波共振器6
の他方のIDTに接続されたアース電極部4とが形成さ
れている。また、41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リ
チウム基板1の上には、直列腕弾性表面波共振器5のI
DTの弾性表面波の伝搬方向に沿った両側に反射器7が
形成されている。以上により、共振器梯子型弾性表面波
フィルタが構成されている。このように直列腕弾性表面
波共振器5に反射器7が備わっていると、上記第2の実
施の形態と同様、図15に示すように、周波数特性にリ
ーキー弾性表面波によるスプリアスが出現するが、共振
周波数と反共振周波数との差が大きくなり、フィルタ構
成としたときに通過帯域幅が広くなるので、良好な周波
数特性が得られる。但し、直列腕弾性表面波共振器5の
リーキー弾性表面波によるスプリアスがフィルタの通過
帯域の中央付近に位置するために、反射器7の電極指の
本数が多すぎると通過帯域内のリーキー弾性表面波によ
るスプリアスがリップルとなるので、反射器7の電極指
の本数はリップルを許容できる範囲内に止める必要があ
る。この許容範囲はフィルタの要求仕様にも因るが、概
ね50本以下であればよい。
【0049】図13に、図3の共振器梯子型弾性表面波
フィルタと同様に電極膜厚が並列腕弾性表面波共振器の
IDTの電極周期の6%であるT型2段構造のAl製共
振器梯子型弾性表面波フィルタの周波数特性を示す。こ
の共振器梯子型弾性表面波フィルタの直列腕弾性表面波
共振器5は、IDTの電極指の幅が1.185μm、I
DTの電極周期が4.740μm、IDT内の向かい合
う電極指の対数が120.5対、IDT内の向かい合う
電極指の交差幅が40μmである。また、反射器7は、
電極指の本数が50本、隣合う電極指の交差幅が45μ
mである。そして、直列腕弾性表面波共振器5の反射器
7内の隣合う電極指の中心間距離Pr(図12参照)を
Pr=p・Pi(pは実数、Piは直列腕弾性表面波共
振器5のIDT内の隣合う電極指の中心間距離(図12
参照))としたとき、p=0.98である。また、並列
腕弾性表面波共振器6は、IDTの電極指の幅が1.3
40μm、IDTの電極周期が5.360μm、IDT
内の向かい合う電極指の対数が150.5対、IDT内
の向かい合う電極指の交差幅が70μmである。ここ
で、本実施の形態の共振器梯子型弾性表面波フィルタに
おいて、直列腕弾性表面波共振器の反射器のpを0.9
8にしたことについて説明する。図14に、本実施の形
態の共振器梯子型弾性表面波フィルタにおいて、直列腕
弾性表面波共振器5の反射器7のpを変化させたとき
の、pとVSWR(電圧定在波比)及び通過帯域幅との
関係を示す。通過帯域幅は最小挿入損失から1.5dB
下がったところで定義している。尚、VSWRは弾性表
面波フィルタの入射波と反射波に関する比であり、1以
上の値をとる。VSWRが1に近いほど反射波が小さく
外部回路との整合性が良好になる。図14に示すよう
に、VSWRは反射器7のpが1のときに極大値とな
り、反射器7のpが1から外れるとVSWRが小さくな
る。しかし、通過帯域幅は、反射器7のpが1のときに
最も広く、反射器7のpが1から外れると通過帯域幅が
狭くなる。従って、許容できる通過帯域幅の減少を0.
5%とした場合、反射器7のpは0.96以上1.06
以下であれば十分である。
フィルタと同様に電極膜厚が並列腕弾性表面波共振器の
IDTの電極周期の6%であるT型2段構造のAl製共
振器梯子型弾性表面波フィルタの周波数特性を示す。こ
の共振器梯子型弾性表面波フィルタの直列腕弾性表面波
共振器5は、IDTの電極指の幅が1.185μm、I
DTの電極周期が4.740μm、IDT内の向かい合
う電極指の対数が120.5対、IDT内の向かい合う
電極指の交差幅が40μmである。また、反射器7は、
電極指の本数が50本、隣合う電極指の交差幅が45μ
mである。そして、直列腕弾性表面波共振器5の反射器
7内の隣合う電極指の中心間距離Pr(図12参照)を
Pr=p・Pi(pは実数、Piは直列腕弾性表面波共
振器5のIDT内の隣合う電極指の中心間距離(図12
参照))としたとき、p=0.98である。また、並列
腕弾性表面波共振器6は、IDTの電極指の幅が1.3
40μm、IDTの電極周期が5.360μm、IDT
内の向かい合う電極指の対数が150.5対、IDT内
の向かい合う電極指の交差幅が70μmである。ここ
で、本実施の形態の共振器梯子型弾性表面波フィルタに
おいて、直列腕弾性表面波共振器の反射器のpを0.9
8にしたことについて説明する。図14に、本実施の形
態の共振器梯子型弾性表面波フィルタにおいて、直列腕
弾性表面波共振器5の反射器7のpを変化させたとき
の、pとVSWR(電圧定在波比)及び通過帯域幅との
関係を示す。通過帯域幅は最小挿入損失から1.5dB
下がったところで定義している。尚、VSWRは弾性表
面波フィルタの入射波と反射波に関する比であり、1以
上の値をとる。VSWRが1に近いほど反射波が小さく
外部回路との整合性が良好になる。図14に示すよう
に、VSWRは反射器7のpが1のときに極大値とな
り、反射器7のpが1から外れるとVSWRが小さくな
る。しかし、通過帯域幅は、反射器7のpが1のときに
最も広く、反射器7のpが1から外れると通過帯域幅が
狭くなる。従って、許容できる通過帯域幅の減少を0.
5%とした場合、反射器7のpは0.96以上1.06
以下であれば十分である。
【0050】また、本実施の形態のように、直列腕弾性
表面波共振器5に反射器7が備わっていると、共振周波
数が低周波数側に移動する。そこで、図3の共振器梯子
型弾性表面波フィルタと同程度の帯域内VSWRを得る
ために、直列腕弾性表面波共振器5のIDTの電極周期
を小さくして共振周波数及び反共振周波数を高周波数側
に移動させ、直列腕弾性表面波共振器5の共振周波数と
並列腕弾性表面波共振器6の反共振周波数との差を図3
の共振器梯子型弾性表面波フィルタと同程度にする。こ
れにより、図3の共振器梯子型弾性表面波フィルタより
も通過帯域幅が広くなり、通過帯域幅として最小挿入損
失から1.5dB下がったところで88MHz確保され
る(図13参照)。
表面波共振器5に反射器7が備わっていると、共振周波
数が低周波数側に移動する。そこで、図3の共振器梯子
型弾性表面波フィルタと同程度の帯域内VSWRを得る
ために、直列腕弾性表面波共振器5のIDTの電極周期
を小さくして共振周波数及び反共振周波数を高周波数側
に移動させ、直列腕弾性表面波共振器5の共振周波数と
並列腕弾性表面波共振器6の反共振周波数との差を図3
の共振器梯子型弾性表面波フィルタと同程度にする。こ
れにより、図3の共振器梯子型弾性表面波フィルタより
も通過帯域幅が広くなり、通過帯域幅として最小挿入損
失から1.5dB下がったところで88MHz確保され
る(図13参照)。
【0051】尚、IDTの電極指の対数、IDT内の向
かい合う電極指の交差幅及びIDTメタライゼーション
比が共振器梯子型弾性表面波フィルタの周波数特性に及
ぼす影響は、上記第1の実施の形態の場合と同様であ
る。
かい合う電極指の交差幅及びIDTメタライゼーション
比が共振器梯子型弾性表面波フィルタの周波数特性に及
ぼす影響は、上記第1の実施の形態の場合と同様であ
る。
【0052】また、IDTの交差幅重み付けが共振器梯
子型弾性表面波フィルタの周波数特性に及ぼす影響も、
上記第1の実施の形態の場合と同様である。また、本実
施の形態においても、直列腕弾性表面波共振器5又は並
列腕弾性表面波共振器6のIDT内の向かい合う電極指
に、交差幅重み付けを少なくとも一箇所施せば(図8参
照)、IDT内における弾性表面波の内部反射効率を高
めて、共振器梯子型弾性表面波フィルタの低損失化及び
低リップル化を図ることができるので、さらに良好な周
波数特性が得られる。
子型弾性表面波フィルタの周波数特性に及ぼす影響も、
上記第1の実施の形態の場合と同様である。また、本実
施の形態においても、直列腕弾性表面波共振器5又は並
列腕弾性表面波共振器6のIDT内の向かい合う電極指
に、交差幅重み付けを少なくとも一箇所施せば(図8参
照)、IDT内における弾性表面波の内部反射効率を高
めて、共振器梯子型弾性表面波フィルタの低損失化及び
低リップル化を図ることができるので、さらに良好な周
波数特性が得られる。
【0053】以上のように、本実施の形態の共振器梯子
型弾性表面波フィルタによれば、従来の共振器梯子型弾
性表面波フィルタと比較して、通過帯域幅の広い良好な
周波数特性が得られる。
型弾性表面波フィルタによれば、従来の共振器梯子型弾
性表面波フィルタと比較して、通過帯域幅の広い良好な
周波数特性が得られる。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の共振器梯
子型弾性表面波フィルタによれば、通過帯域幅が広く、
通過帯域内にスプリアスが存在せず、通過帯域内が平坦
である良好な周波数特性を有する共振器梯子型弾性表面
波フィルタが実現される。
子型弾性表面波フィルタによれば、通過帯域幅が広く、
通過帯域内にスプリアスが存在せず、通過帯域内が平坦
である良好な周波数特性を有する共振器梯子型弾性表面
波フィルタが実現される。
【図1】本発明の第1の実施の形態における共振器梯子
型弾性表面波フィルタを示す模式図であり、(a)は基
板上の構成図、(b)は(a)のI−I断面図である。
型弾性表面波フィルタを示す模式図であり、(a)は基
板上の構成図、(b)は(a)のI−I断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の弾性表面波共振器
において電極膜厚を変数としたインピーダンスの虚数部
の周波数特性図である。
において電極膜厚を変数としたインピーダンスの虚数部
の周波数特性図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態のAl製共振器梯子
型弾性表面波フィルタの周波数特性図である。
型弾性表面波フィルタの周波数特性図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態のT型2段構造を有
する共振器梯子型弾性表面波フィルタの回路構成図であ
る。
する共振器梯子型弾性表面波フィルタの回路構成図であ
る。
【図5】本発明の第1の実施の形態の共振器梯子型弾性
表面波フィルタにおけるIDTの電極指の対数と最小挿
入損失との関係を示す図である。
表面波フィルタにおけるIDTの電極指の対数と最小挿
入損失との関係を示す図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態の共振器梯子型弾性
表面波フィルタにおけるIDT内の向かい合う電極指の
交差幅と通過帯域内のスプリアス数との関係を示す図で
ある。
表面波フィルタにおけるIDT内の向かい合う電極指の
交差幅と通過帯域内のスプリアス数との関係を示す図で
ある。
【図7】本発明の第1の実施の形態の共振器梯子型弾性
表面波フィルタにおけるIDTメタライゼーション比と
通過帯域内リップルとの関係を示す図である。
表面波フィルタにおけるIDTメタライゼーション比と
通過帯域内リップルとの関係を示す図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態の共振器梯子型弾性
表面波フィルタの他の例を示す模式図である。
表面波フィルタの他の例を示す模式図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態における共振器梯子
型弾性表面波フィルタを示す模式図である。
型弾性表面波フィルタを示す模式図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態の共振器梯子型弾
性表面波フィルタの周波数特性図である。
性表面波フィルタの周波数特性図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態の共振器梯子型弾
性表面波フィルタにおけるIDT及び反射器の電極指の
中心間距離と通過帯域幅との関係を示す図である。
性表面波フィルタにおけるIDT及び反射器の電極指の
中心間距離と通過帯域幅との関係を示す図である。
【図12】本発明の第3の実施の形態における共振器梯
子型弾性表面波フィルタを示す模式図である。
子型弾性表面波フィルタを示す模式図である。
【図13】本発明の第3の実施の形態の共振器梯子型弾
性表面波フィルタの周波数特性図である。
性表面波フィルタの周波数特性図である。
【図14】本発明の第3の実施の形態の共振器梯子型弾
性表面波フィルタにおける反射器のpとVSWR及び通
過帯域幅との関係を示す図である。
性表面波フィルタにおける反射器のpとVSWR及び通
過帯域幅との関係を示す図である。
【図15】従来技術における反射器が備わった弾性表面
波共振器の周波数特性図である。
波共振器の周波数特性図である。
【図16】従来技術における反射器が備わっていない弾
性表面波共振器の周波数特性図である。
性表面波共振器の周波数特性図である。
【図17】従来技術における共振器梯子型弾性表面波フ
ィルタの周波数特性図である。
ィルタの周波数特性図である。
1 41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチウム基板 2 入力電極部 3 出力電極部 4 アース電極部 5、14a、14b、14c、14d 直列腕弾性表面
波共振器 6、15a、15b 並列腕弾性表面波共振器 7 反射器 11 入力電極端子 12 出力電極端子 13 アース電極端子
波共振器 6、15a、15b 並列腕弾性表面波共振器 7 反射器 11 入力電極端子 12 出力電極端子 13 アース電極端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 慶治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐藤 浩輝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 川崎 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (12)
- 【請求項1】 41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチ
ウム基板上に、弾性表面波を励振するすだれ状トランス
デューサからなる少なくとも1個の直列腕弾性表面波共
振器と、弾性表面波を励振するすだれ状トランスデュー
サからなる少なくとも1個の並列腕弾性表面波共振器と
を備えた共振器梯子型弾性表面波フィルタであって、前
記すだれ状トランスデューサがAl又はAlを主成分と
するAl合金の金属膜からなり、前記金属膜の膜厚が前
記並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トランスデューサ
の電極周期の2.5%以上7.5%以下であることを特
徴とする共振器梯子型弾性表面波フィルタ。 - 【請求項2】 金属膜の膜厚が並列腕弾性表面波共振器
のすだれ状トランスデューサの電極周期の4%以上7%
以下である請求項1に記載の共振器梯子型弾性表面波フ
ィルタ。 - 【請求項3】 41゜回転YカットX伝搬ニオブ酸リチ
ウム基板上に、弾性表面波を励振するすだれ状トランス
デューサからなる少なくとも1個の直列腕弾性表面波共
振器と、弾性表面波を励振するすだれ状トランスデュー
サからなる少なくとも1個の並列腕弾性表面波共振器と
を備えた共振器梯子型弾性表面波フィルタであって、前
記すだれ状トランスデューサがAl以外の任意の電極材
料の金属膜からなり、Alの密度をρAl、前記任意の電
極材料の密度をρMeとするとき、金属膜の膜厚が並列腕
弾性表面波共振器のすだれ状トランスデューサの電極周
期の2.5・ρAl/ρMe%以上7.5・ρAl/ρMe%以
下であることを特徴とする共振器梯子型弾性表面波フィ
ルタ。 - 【請求項4】 金属膜の膜厚が並列腕弾性表面波共振器
のすだれ状トランスデューサの電極周期の4・ρAl/ρ
Me%以上7・ρAl/ρMe%以下である請求項3に記載の
共振器梯子型弾性表面波フィルタ。 - 【請求項5】 並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トラ
ンスデューサの弾性表面波伝搬方向に沿った両側に反射
器がさらに備わった請求項1〜4のいずれかに記載の共
振器梯子型弾性表面波フィルタ。 - 【請求項6】 並列腕弾性表面波共振器のすだれ状トラ
ンスデューサと反射器が互いに対面する最近接の電極指
の中心間距離dをd=(α+n)・L/2(nは0以上
の整数、αは1以下の実数、Lは前記並列腕弾性表面波
共振器のすだれ状トランスデューサの電極周期)とする
とき、αが0.8以上1.0以下である請求項5に記載
の共振器梯子型弾性表面波フィルタ。 - 【請求項7】 直列腕弾性表面波共振器のすだれ状トラ
ンスデューサの弾性表面波伝搬方向に沿った両側に反射
器がさらに備わった請求項1〜4のいずれかに記載の共
振器梯子型弾性表面波フィルタ。 - 【請求項8】 直列腕弾性表面波共振器の反射器内の隣
合う電極指の中心間距離PrをPr=p・Pi(pは実
数、Piは前記直列腕弾性表面波共振器のすだれ状トラ
ンスデューサ内の隣合う電極指の中心間距離)とすると
き、pが0.96以上1.06以下である請求項7に記
載の共振器梯子型弾性表面波フィルタ。 - 【請求項9】 すだれ状トランスデューサ内の向かい合
う電極指の対数をNとするとき、Nが50対以上である
請求項1〜8のいずれかに記載の共振器梯子型弾性表面
波フィルタ。 - 【請求項10】 すだれ状トランスデューサ内の向かい
合う電極指の交差幅WDをすだれ状トランスデューサの
電極周期Lで除して規格化した値をW(=WD/L)と
するとき、Wが8以上である請求項1〜8のいずれかに
記載の共振器梯子型弾性表面波フィルタ。 - 【請求項11】 すだれ状トランスデューサの電極指の
幅をLm、電極指の間隙幅をLgとし、η=Lm/(L
m+Lg)と定義するとき、ηが0.2以上0.5以下
である請求項1〜8のいずれかに記載の共振器梯子型弾
性表面波フィルタ。 - 【請求項12】 直列腕弾性表面波共振器及び並列腕弾
性表面波共振器からなる群から選ばれる少なくとも一方
のすだれ状トランスデューサ内の向かい合う電極指に交
差幅重み付けが施された請求項1〜11のいずれかに記
載の共振器梯子型弾性表面波フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8074917A JPH09121136A (ja) | 1995-04-12 | 1996-03-28 | 共振器梯子型弾性表面波フィルタ |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8684095 | 1995-04-12 | ||
| JP7-211744 | 1995-08-21 | ||
| JP21174495 | 1995-08-21 | ||
| JP7-86840 | 1995-08-21 | ||
| JP8074917A JPH09121136A (ja) | 1995-04-12 | 1996-03-28 | 共振器梯子型弾性表面波フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09121136A true JPH09121136A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=27301654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8074917A Pending JPH09121136A (ja) | 1995-04-12 | 1996-03-28 | 共振器梯子型弾性表面波フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09121136A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100437495B1 (ko) * | 2002-07-04 | 2004-06-25 | 주식회사 케이이씨 | 표면 탄성파 필터 |
| US6903626B2 (en) | 2001-12-14 | 2005-06-07 | Fujitsu Media Devices Limited | Surface acoustic wave element and duplexer having the same |
| WO2007094139A1 (ja) | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Sawフィルタ装置 |
| JP2009027689A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-02-05 | Panasonic Corp | 弾性表面波フィルタと、それを用いたアンテナ共用器 |
| JP2009212567A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Tdk Corp | 弾性表面波デュプレクサ |
| JP2010109417A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Murata Mfg Co Ltd | ラダー型フィルタ及びそれを備えるデュプレクサ |
| WO2014103953A1 (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-03 | 株式会社村田製作所 | ラダー型フィルタ |
| CN115425945A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-12-02 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种声表面波滤波器 |
| WO2023189073A1 (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP8074917A patent/JPH09121136A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6903626B2 (en) | 2001-12-14 | 2005-06-07 | Fujitsu Media Devices Limited | Surface acoustic wave element and duplexer having the same |
| KR100437495B1 (ko) * | 2002-07-04 | 2004-06-25 | 주식회사 케이이씨 | 표면 탄성파 필터 |
| WO2007094139A1 (ja) | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Sawフィルタ装置 |
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| JP2010109417A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Murata Mfg Co Ltd | ラダー型フィルタ及びそれを備えるデュプレクサ |
| WO2014103953A1 (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-03 | 株式会社村田製作所 | ラダー型フィルタ |
| WO2023189073A1 (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| CN115425945A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-12-02 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种声表面波滤波器 |
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