JPH10163792A - 二重モードｓａｗフィルタの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は１次−３次縦結合二重モードフィル
タの減衰傾度を改善すると共に該フィルタのインピーダ
ンスを最適化し段間のリアクタンスを取り除いて小型化
したフィルタを提供することを目的とする。 【解決手段】 圧電基板上に構成した１次−３次縦結合
二重モードＳＡＷフィルタにおいて、中央のＩＤＴと一
方のＩＤＴとの電極指の中心間間隔Ｇ１を５λ／４とし
た場合、他方のＩＤＴとの電極指の中心間間隔Ｇ２を
（０．６＋ｎ）λ〜（０．７＋ｎ）λあるいは（０．８
＋ｎ）λ〜（１．１５＋ｎ）λに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は共振子型の弾性表面
波フィルタ（以下ＳＡＷフィルタと称す）に関し、特に
減衰傾度を急峻にした１−３次縦結合二重モードＳＡＷ
フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＳＡＷフィルタは小型化、高周波
化、量産性等に優れているため、携帯電話をはじめとす
る無線機に多く利用されている。特に最近のＰＨＳ、コ
ードレス電話等では第一ＩＦフィルタの高周波化と広帯
域化が要求され、この要件を満たすデバイスとしてはＳ
ＡＷフィルタが最適である。共振子型ＳＡＷフィルタの
広帯域化を図る手段として１次と３次のモードを利用し
た１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ（以下、
１次−３次ＤＭＳフィルタと称す）が用いられている。
図５（ａ）はその一例を示す模式的平面図で、矩形状の
圧電性基板１の主面上に表面波の伝搬方向に沿って３個
のインターディジタルトランスジューサ（以下ＩＤＴと
称す）１２、１３、１４を配置し、その両側にグレーテ
ィング型の反射器１５、１５を配置する。 ＩＤＴ１２
〜１４はそれぞれ互いに間挿し合う複数本の電極指を有
する一対のくし形電極により構成されている。ＩＤＴ１
２〜１４の一方のくし型電極はアース電位端子に接続さ
れ、他方のくし形電極は入力端子または出力端子に電気
的に接続されている。

【０００３】図５（ａ）に示す各ＩＤＴは所謂正規型Ｉ
ＤＴであり、各電極指幅及び電極指間のスペースは所望
の中心周波数の波長λの１／４に設定するのが一般的で
ある。１次−３次ＤＭＳフィルタの広帯域化について
は、信学誌論文Ａ、Vol.J76-ANo.2 p227「９００ＭＨｚ
帯広帯域２重モードＳＡＷフィルタ」の図５、６に説明
してあるように、入出力ＩＤＴ間の間隔Ｌを変えること
によって帯域幅を連続的に変化させることができ、最大
の帯域幅が得られるのはＬ＝λ／４の場合であると記述
されている。一般的には相隣るＩＤＴの端部の電極指１
７、１８の中心間間隔Ｌを図５（ｂ）に示すようにＬと
定義するが、前記文献に従ってこのＬをλ／４に設定す
ると、通常、電極指１７、１８の幅は上述したようにλ
／４であるため、相隣る電極指１７、１８同士は接触す
ることになる。そこで、図５（ｃ）に示すように電極指
１７、１８を一体とし電極指１６とする。従って、該電
極指１６の電極指幅はλ／２となる。本明細書では最大
の帯域幅が得られる電極パターンを記述するときに電極
指の中心間間隔Ｌをλ／４と表現するのではなく、図５
（ｃ）に示すように電極指１６を挟んで隣接する電極指
の中心間間隔をとり、５／４λと記述することとした。

【０００４】図５に示す反射器１５、１５はＩＤＴ１
２、１４からの漏洩表面波を反射する機能を有し、ＩＤ
Ｔ１２〜１４で励起される弾性表面波のエネルギーを反
射器１５、１５間に閉じ込めることにより、１次モード
と３次モードのＱ値を高める作用をする。このとき、２
次モードも当然励起されるが、該モードの変位分布は表
面波の伝搬方向にＩＤＴ１２の中心に対し反対称に分布
するため、発生電荷も同様にＩＤＴ１２の中心に対し異
符号の電荷が発生し、入出力ＩＤＴ間で相殺されて実質
上励起されないのに等しく１次モードと３次モードのみ
を利用することが可能となる。また、通過域のカットオ
フ特性を改善し、帯域外の減衰量を増大する手段として
図６に示すように１次−３次ＤＭＳフィルタを二段縦続
接続構成とすることも一般的に行われている。図７の濾
波特性は図６に示した電極構成の二段縦続接続型ＤＭＳ
フィルタの一例であり、圧電基板に３６°Ｙ−Ｘ Ｌｉ
ＴａＯ３を用い、周波数Ｆ₀＝１１０．５９２ＭＨｚ、
通過帯域幅Ｂ＝２ＭＨｚ、中央ＩＤＴを６６．５対、
Ｇ１、Ｇ２を５／４λ、ＩＤＴ３、４をそれぞれ３３．
５対、反射器各３０本とした場合の濾波特性である。

【０００５】また、特開平８−１９１２２９号には縦結
合二重モードＳＡＷフィルタにおいて、高域側減衰帯に
現れるスプリアスを抑圧し高域側近傍の減衰量を改善す
る手段が開示されている。図８（ａ）に電極パターンを
示すが、１次モードと３次モードを用いた縦結合二重モ
ードＳＡＷフィルタおいて、中央の入力ＩＤＴ２２と両
側の出力ＩＤＴ２３との対面する最内側電極指の中心間
間隔をＬ１，Ｌ２とするとき、一方をＬ１＝ｎλ／２と
し、他方をＬ２＝（２ｎ−１）λ／４（ｎ＝１、２、３
・・）と構成する場合が、通過域近傍の高域側減衰量の
大きなフィルタを実現できると記述している。図８
（ｂ）はそのときの濾波特性を示す図である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の図
５（ｃ）に示したように１つおいて隣接する電極指間の
間隔を５／４λとし帯域幅が最大となるＩＤＴパターン
においては、３ｄＢ帯域幅（Ｂ３）対３０ｄＢ帯域幅
（Ｂ３０）の比Ｂ３０／Ｂ３、即ち減衰傾度が通過域の
高周波側に生ずるスプリアスにより劣化し、ＰＨＳ、コ
ードレス電話の要求条件に満たないという問題があっ
た。これは図７から得られる減衰傾度即ち、Ｂ３０／Ｂ
３が高周波側のスプリアスにより劣化していることから
も理解されよう。また、上述の図８に示したように中央
ＩＤＴと両側ＩＤＴとの対面する最内側電極指の中心間
間隔を概ね一方をＬ１＝ｎλ／２、他方をＬ２＝（２ｎ
−１）λ／４とした１次―３次ＤＭＳフィルタにおいて
も減衰傾度は要求条件に対し余裕がないため製造上のバ
ラツキにより要求を満たすことができない場面がしばし
ば発生し歩留まりが向上しないという問題があった。本
発明は上記問題を解決するためになされたものであっ
て、急峻な減衰傾度を有する１次−３次ＤＭＳフィルタ
を提供することを目的とする。同図から明らかなように
減衰傾度即ち、３ｄＢ帯域幅（Ｂ３）対３０ｄＢ帯域幅
（Ｂ３０）の比が高周波側のスプリアスにより劣化して
いることが分かる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１記載の発明は、圧電基板上に３個の
ＩＤＴとその両側に反射器を表面波の伝搬方向に配置し
て構成する１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ
において、中央のＩＤＴと隣接する一方のＩＤＴとの電
極指の中心間間隔Ｇ１を５λ／４とした場合、他方のＩ
ＤＴとの電極指の中心間間隔Ｇ２を（０．８４＋ｎ）λ
＜Ｇ２＜（１．０＋ｎ）λとしたことにより中央ＩＤＴ
の中心軸を基準として非対称に構成したこと特徴とする
二重モードＳＡＷフィルタである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は本発明に
係る二重モードＳＡＷフィルタの一実施例を示す模式的
電極パターンであって、圧電基板１の主面上に３個のＩ
ＤＴ２、３、４と、その両側に反射器５、５を表面波の
伝搬方向に沿って配設することにより、表面波の方向に
沿った１次と３次のモードを励起し、該２つのモードを
利用した１次−３次ＤＭＳフィルタを構成する。図１
（ｂ）は同図（ａ）のＩＤＴ部の拡大図を示す図であっ
て、幅がλ／２の電極指３ａを挟んでＩＤＴ２と３との
隣接する電極指の中心間間隔Ｇ１をＧ１＝５／４λと
し、電極指４ａを挟んでＩＤＴ２と４の隣接する電極指
の中心間間隔をＧ２とする。

【０００９】図２は図１（ｂ）に示したように電極指中
心間間隔Ｇ１を一定値５／４λとし、電極指中心間間隔
Ｇ２をパラメータとして１次−３次ＤＭＳフィルタの減
衰傾度Ｓ３０（＝Ｂ３０／Ｂ３）をシュミレーションに
よって求めた結果の一例である。この図から明らかなよ
うに減衰傾度は電極指中心間間隔Ｇ２に対し複雑な変化
をしながら周期性を示すことがわかる。特開平８−１９
１２２９号において開示された最内側の電極指中心間間
隔Ｌ２＝λ／４は本明細書の記述ではＧ１＝５λ／４に
相当し、Ｌ１＝λ／２はＧ２＝λに相当し、図２中に矢
印で示してある。前記公開公報に開示されたＧ２＝λの
値（Ｌ１＝λ／２）より減衰傾度が改善されるＧ２の値
が存在する。即ち、 Ｇ２の値が（０．８４＋ｎ）λ〜
（１＋ｎ）λの範囲で、破線Ｂより減衰傾度Ｓ３０の値
が小さくなることが図２より明らかである。また、図３
はＧ２をパラメータとしたときの減衰傾度Ｓ４０（＝Ｂ
４０／Ｂ３）の変化を示す図であり、Ｓ３０の場合とほ
ぼ同様の傾向を呈する。

【００１０】図４は圧電基板に３６°Ｙ−Ｘ ＬｉＴａ
Ｏ３を用い、周波数Ｆ₀＝１１０．５９２ＭＨｚ、通過
帯域幅Ｂ＝２ＭＨｚ、中央ＩＤＴを４２．５対、 Ｇ１
＝５／４λ、Ｇ２＝９／１０λ、ＩＤＴ３、４をそれぞ
れ２３．５対、反射器各３０本とした場合の濾波特性で
ある。従来の設計に基づいた図８（ｂ）の濾波特性と中
心周波数、帯域幅、電極対数、反射器本数等異なるが、
両濾波特性の減衰傾度比べると上記シュミレーション結
果が示すように減衰傾度が改善されていることが分か
る。

【００１１】上記では圧電基板にＬｉＴａＯ３を用いた
場合を説明したが、本発明は他の圧電物質、例えば水
晶、ＬｉＮｂＯ３、ＬＢＯ等に適用できることは言うま
でもない。

【００１２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、１次−３次ＤＭＳフィルタの両側のＩＤＴのと中
央のＩＤＴの隣接する電極指間間隔を上述のように設定
することにより減衰傾度を改善することが可能であり携
帯電話等に用いる場合に優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る１次−３次ＤＭＳフィル
タの電極パターンの実施の一形態例を示す図、（ｂ）は
そのＩＤＴの拡大図である。

【図２】電極指中心間間隔Ｇ２と減衰傾度Ｓ３０との関
連を示す図である。

【図３】電極指中心間間隔Ｇ２と減衰傾度Ｓ４０との関
連を示す図である。

【図４】本発明になるＩＤＴパターンを用いた濾波特性
図である。

【図５】（ａ）は従来の１次−３次ＤＭＳフィルタの電
極パターンを示す図、（ｂ）、（ｃ）はその拡大図であ
る。

【図６】従来の１次−３次ＤＭＳフィルタの２段縦続接
続ＤＭＳフィルタである。

【図７】図６の構成の濾波特性図である。

【図８】（ａ）は特開平８−１９１２２９号の電極パタ
ーン図、（ｂ）はその濾波特性図である。

【符号の説明】

１・・圧電基板 ２、 ３、４・・ＩＤＴ ３ａ、４ａ・・電極指 ５・・反射器 Ｇ１、Ｇ２・・電極指中心間間隔 Ｓ３０、Ｓ４０・・減衰傾度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板上に３個のＩＤＴとその両側に
   反射器を表面波の伝搬方向に配置して構成する１次−３
   次縦結合二重モードＳＡＷフィルタにおいて、中央のＩ
   ＤＴと隣接する一方のＩＤＴとの電極指の中心間間隔Ｇ
   １を５λ／４とした場合、他方のＩＤＴとの電極指の中
   心間間隔Ｇ２を（０．８４＋ｎ）λ＜Ｇ２＜（１．０＋
   ｎ）λとしたことにより中央ＩＤＴの中心軸を基準とし
   て左右非対称に構成したこと特徴とする二重モードＳＡ
   Ｗフィルタの構造。