JPH10209806A - 弾性表面波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直列腕、並列腕ともにキャビティ型弾性表面
波共振子を用いて通過帯域内のリップルを低減したラダ
ー型フィルタを備えた弾性表面波装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 本発明は、直列腕共振子と並列腕共振子
からなるラダー接続されたフィルタを備えた弾性表面波
装置に改良を加える。すなわち、本発明による弾性表面
波装置においては、直列腕共振子及び前記並列腕共振子
は、キャビティ型弾性表面波共振子からなり、前記直列
腕共振子における弾性表面波変換器の電極指ピッチＬｔ
と反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）は、
０．９６７ないし１であり、前記並列腕共振子における
弾性表面波変換器の電極指ピッチＬｔと反射器の電極指
ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）は、ほぼ１であることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波装置に
関する。詳細に述べると、本発明は、直列腕共振子と並
列腕共振子からなるラダー接続されたフィルタを備えた
弾性表面波装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車電話より始まった移動体通
信は、携帯電話へ移行し急速に普及しつつある。この携
帯用電話機は、普及にともない小型・軽量・低損失化に
対する要求が大きく、使用される個々の部品に対しても
同様の要求がますます大きくなっている。ところで、携
帯用電話機など移動体通信装置における主要な構成部品
である高周波フィルタには、この要求に答え得るものと
して弾性表面波フィルタが採用されつつある。

【０００３】弾性表面波フィルタは、固体表面を伝搬す
る弾性表面波を利用したフィルタで、その構成法につい
てはこれまで数多く報告されている。移動体通信装置用
の高周波フィルタとして用いられる弾性表面波フィルタ
に好適な構成のひとつとして、ラダー型弾性表面波フィ
ルタがある。例えば、特開昭５２−１９０４４号公報に
は、直列腕として弾性表面波変換器（ＩＤＴ）の両外側
に反射器を配置し共振キャビティが形成されたキャビテ
ィ型弾性表面波共振子、並列腕として多数の電極指対か
らなる多数対弾性表面波変換器型共振子で構成したラダ
ー型弾性表面波フィルタが開示されている。このラダー
型弾性表面波フィルタを設計する重要な因子として、直
列腕共振子の共振周波数Ｆrsと並列腕共振子の反共振周
波数Ｆapを一致させるべきこと、かつ帯域外減衰量を増
大させるため直列腕共振子の等価並列容量Ｃosに比べ並
列腕共振子の等価並列容量Ｃopを大きな値に設定すべき
ことが示されている。

【０００４】しかしながら、直列腕共振子としてキャビ
ティ型弾性表面波共振子、並列腕共振子として多数対型
弾性表面波共振子を採用した構成では、以下のような課
題がある。一般に、弾性表面波共振子の共振は、圧電基
板上に形成された電極ストリップから弾性表面波が反射
することによって起こる。このため電極ストリップの厚
さが厚いほど反射性能が高められ、共振性能を表すＱ値
も向上する。しかしながら、電極を厚くしていくと電極
ストリップエッジでのバルク波へのモード変換による損
失の増大、スプリアスとなる副共振の成長など、主共振
を劣化させる副次的な影響が現れる。従って、共振性能
を高めるには適正な電極膜厚が存在する。この適正電極
膜厚は、キャビティ型弾性表面波共振子と多数対型弾性
表面波共振子とでは異なる値となる。例えば、東洋通信
機技報Ｎｏ．３３ ｐｐ１−１０１９８３年には、適正
膜厚の上限を膜厚を弾性表面波波長で規格化して表す
と、キャビティ型弾性表面波共振子は３％、多数対型弾
性表面波共振子は２％になることが開示されている。と
ころで、ラダー型弾性表面波フィルタは、直列腕共振
子、並列腕共振子ともに同一圧電基板上に同一工程で同
時に形成することが弾性表面波装置の小型化、製造工程
の簡略化などのため好ましい。しかし、前述のように直
列腕、並列腕共振子でその電極膜厚適正値が異なってい
ると弾性表面波装置全体としての性能向上が困難とな
る。また、共振子として多数対型共振子を使用すると、
弾性表面波装置が大型となる。

【０００５】他のラダー型弾性表面波フィルタの従来技
術として、電子情報通信学会論文誌Ａ、Ｖｏｌ．Ｊ７６
−Ａ Ｎｏ．２、ｐｐ２４５−２５２、１９９３年２月
“ＳＡＷ共振器を用いた低損失帯域フィルタ”がある。
この文献には、直列腕、並列腕ともにキャビティ型の弾
性表面波共振子が使用され、特開昭５２−１９０４４号
公報と同様、直列腕共振子の共振周波数Ｆrsと並列腕共
振子の反共振周波数Ｆapとを概ね一致させるべきこと、
直列腕共振子の等価並列容量Ｃosと並列腕共振子の等価
並列容量Ｃopとの比を変えることにより帯域外減衰レベ
ルを制御できることが示されている。直列腕共振子、並
列腕共振子ともにキャビティ型弾性表面波共振子として
いるので両者特性を同時に高性能化できるという点で好
ましい。

【０００６】ところで、ラダー型弾性表面波フィルタを
構成するキャビティ型弾性表面波共振子の構造に関して
は、既に多くの開示例がある。例えば、前記した東洋通
信機技報Ｎｏ．３３ ｐｐ１−１０、１９８３年では、
圧電性基板として水晶を用いた場合の構造が検討されて
いる。弾性表面波変換器の電極指ピッチをＬｔ、反射器
の電極指ピッチをＬｒとしたとき、これらの比をＬｔ／
Ｌｒ＝０．９９４とすることが示されている。すなわ
ち、キャビティ型弾性表面波共振子の高性能化のために
反射器の電極指ピッチＬｒに比べて弾性表面波変換器の
電極指ピッチＬｔを小さく設定することが開示されてい
る。さらに、使用する圧電性基板、弾性表面波共振子の
構造に応じて、電極指ピッチ比Ｌｔ／Ｌｒをどの程度の
値とすればよいか式が示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たキャビティ型弾性表面波共振子の電極指ピッチ比の設
定と、直列腕共振子の共振周波数と並列腕共振子の反共
振周波数とを一致させるだけでラダー型弾性表面波フィ
ルタを構成すると、フィルタの通過帯域内にリップルが
現れ十分な性能が得られないという課題が生ずる。この
帯域内リップルは、実用上１ｄＢ以下とする必要がある
が、従来技術ではこれが達成されない。

【０００８】また、直列腕共振子および並列腕共振子の
並列容量値、共振及び反共振周波数をどう設定するかに
ついては開示されているが、キャビティ型弾性表面波共
振子の主要な設計パラメータである弾性表面波変換器と
反射器との電極指ピッチ比をどう定めるかについては不
明であり、直列腕共振子、並列腕共振子ともに、電極指
ピッチ比Ｌｔ／Ｌｒを１より小さい同一の値と設定され
ている。

【０００９】本発明は、直列腕、並列腕ともにキャビテ
ィ型弾性表面波共振子を用いて、通過帯域内のリップル
を低減したラダー型フィルタを備えた弾性表面波装置を
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】上記課題を解決するた
め、本発明は、直列腕共振子と並列腕共振子からなるラ
ダー接続されたフィルタを備えた弾性表面波装置に改良
を加える。すなわち、本発明による弾性表面波装置にお
いては、直列腕共振子及び前記並列腕共振子は、キャビ
ティ型弾性表面波共振子からなり、前記直列腕共振子に
おける弾性表面波変換器の電極指ピッチＬｔと反射器の
電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）は、０．９６７な
いし１であり、前記並列腕共振子における弾性表面波変
換器の電極指ピッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの
比（Ｌｔ／Ｌｒ）は、ほぼ１であることを特徴とする。

【００１１】本発明による他の態様の弾性表面波装置に
おいては、本発明の好ましい態様によれば、直列腕共振
子及び前記並列腕共振子は、キャビティ型弾性表面波共
振子からなり、前記直列腕共振子における弾性表面波変
換器の電極指ピッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの
比（Ｌｔ／Ｌｒ）は、１であり、前記並列腕共振子にお
ける弾性表面波変換器の電極指ピッチＬｔと反射器の電
極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）は、ほぼ１であるこ
とを特徴とする。

【００１２】更に、本発明による他の態様の弾性表面波
装置においては、直列腕共振子及び前記並列腕共振子
は、キャビティ型弾性表面波共振子からなり、前記直列
腕共振子における弾性表面波変換器の電極指ピッチＬｔ
と反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）は、
０．９８４ないし１であり、前記並列腕共振子における
弾性表面波変換器の電極指ピッチＬｔと反射器の電極指
ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）は、ほぼ１であることを
特徴とする。

【００１３】本発明の好ましい態様の弾性表面波装置に
おいては、直列腕共振子及び並列腕共振子は、少なくと
も５０本の反射器が設けられ、弾性表面波変換器及び反
射器を形成する電極膜厚ｈを中心周波数における弾性表
面波波長λで規格化した値ｈ／λは、０．０６３（６．
３％）以上である、ことを特徴とする。

【００１４】更に、本発明の好ましい態様の弾性表面波
装置においては、弾性表面波装置の圧電性基板は、３６
°回転ＹカットＸ伝搬のタンタル酸リチウム基板であ
る、ことを特徴とする。

【００１５】上述の構成にすることにより、直列腕に接
続される共振子に対しては共振周波数近傍にリップルの
起こらない構成とし、並列腕に接続される共振子に対し
ては反共振周波数近傍、および高周波側にリップルの起
こらない構成とすることができ、その結果、ラダー接続
構成とした場合にフィルタ通過帯域内のリップルを低減
することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図につい
て説明する。図１は、本発明の実施例を示すラダー型弾
性表面波フィルタ装置の基本的な構成である。先ず、図
１に示すように、圧電性基板として３６°回転Ｙカット
タンタル酸リチウム基板１を用意する。この基板１は、
タンタル酸リチウム単結晶からの切り出しにより形成す
ることができる。この３６°回転Ｙカットタンタル酸リ
チウム基板１上に、弾性表面波の伝搬方向が結晶Ｘ軸方
向となるように直列腕共振子１０ａ、１０ｂ、１０ｃお
よび並列腕共振子２０ａ、２０ｂ、２０ｃを形成する。
これらの直列腕共振子１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび並
列腕共振子２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、ラダー型に接続
された直列腕共振子と並列腕共振子の組を１段としたと
きに、３段構成のラダー型弾性表面波フィルタを構成す
るようにそれぞれ配置されている。直列腕共振子は、弾
性表面波変換器１１ａとその両外側に配置された反射器
１２ａおよび１３ａ、弾性表面波変換器１１ｂとその両
外側に配置された反射器１２ｂおよび１３ｂ、弾性表面
波変換器１１ｃとその両外側に配置された反射器１２ｃ
および１３ｃからなり、並列腕共振子は、弾性表面波変
換器２１ａとその両外側に配置された反射器２２ａおよ
び２３ａ、弾性表面波変換器２１ｂとその両外側に配置
された反射器２２ｂおよび２３ｂ、弾性表面波変換器２
１ｃとその両外側に配置された反射器２２ｃおよび２３
ｃからなる。ここで、直列腕共振子および並列腕共振子
のそれぞれの共振子は、弾性表面波変換器の両外側に反
射器を用いて共振キャビティを形成したキャビティ型弾
性表面波共振子を構成している。このようにして得られ
た弾性表面波フィルタは、３段構成の直列腕共振子の両
外側に位置する端子、すなわち、弾性表面波変換器１１
ａと弾性表面波変換器１１ｃの一方の端子を入出力端子
として使用し、３段構成の直列腕共振子の他方の端子に
並列腕共振子２０ａ、２０ｂ、２０ｃにおける弾性表面
波変換器２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれの一方の端
子が接続され、他方の端子は接地する。このようにして
直列腕共振子と並列腕共振子の組を１段とした３段構成
のラダー型弾性表面波フィルタを形成する。

【００１７】図２は、図１に示した直列腕共振子および
並列腕共振子のキャビティ型弾性表面波共振子で、Ｌｔ
は弾性表面波変換器の電極指のピッチ、Ｌｒは反射器の
電極指のピッチを示す。この実施例における３段構成の
ラダー型弾性表面波フィルタの電極膜厚は、Ａｌ−０．
５ｗｔ％Ｃｕ合金０．４μｍ、直列腕共振子の構成は、
弾性表面波変換器の対数が８５．５対、弾性表面波変換
器の電極指ピッチが２．２μｍ（０．５λ、λ：弾性表
面波波長）、交差幅が６０μｍ、弾性表面波変換器と反
射器間の空隙が２．２μｍ、反射器の電極指本数が７５
本とする。並列腕共振子の構成は、弾性表面波変換器の
対数が８５．５対、弾性表面波変換器の電極指ピッチが
２．２９８μｍ（これは、直列腕共振子の共振周波数と
並列腕共振子の反共振周波数とがほぼ一致する値とな
る）、交差幅が１１６μｍ、弾性表面波変換器と反射器
間の空隙が２．２９８μｍ、反射器の電極指本数が７５
本とする。直列腕共振子の共振周波数はフィルタの中心
周波数となるから、この時の弾性表面波波長は、λ＝
２．２×２＝４．４μｍとなり、電極膜厚を規格化膜厚
で表わすと、ｈ／λ＝９．０％となる。

【００１８】図３に、上記実施例の３段構成のラダー型
弾性表面波フィルタの伝送特性（横軸は周波数、中心が
８２５ＭＨｚで、スパン１００ＭＨｚ、すなわち１０Ｍ
Ｈｚ／Ｄｉｖ．、縦軸は入力から出力への電圧伝送特性
Ｓ21、上端が０ｄＢで、スパン５ｄＢ、すなわち０．５
ｄＢ／Ｄｉｖ．）を示す。図３（ａ）は、直列腕共振子
における弾性表面波変換器の電極指ピッチＬｔと反射器
の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）＝１．０００、
並列腕共振子における弾性表面波変換器の電極指ピッチ
Ｌｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）＝
１．０００とした場合の実施例である。通過帯域内リッ
プル（通過帯域内での最大値と最小値との差）は、０．
７ｄＢと小さく抑えられている。図３（ｂ）は、直列腕
共振子における弾性表面波変換器の電極指ピッチＬｔと
反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）＝０．９
８４、並列腕共振子における弾性表面波変換器の電極指
ピッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌ
ｒ）＝１．０００とした場合の実施例である。帯域内リ
ップルは、０．６ｄＢと低く抑えられている。図３
（ｃ）は、直列腕共振子における弾性表面波変換器の電
極指ピッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ
／Ｌｒ）＝０．９６７、並列腕共振子における弾性表面
波変換器の電極指ピッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬ
ｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）＝１．０００とした場合の実施例
である。帯域内リップルは、０．９ｄＢと低く抑えられ
ている。

【００１９】図３（ｄ）は、比較例で、直列腕共振子に
おける弾性表面波変換器の電極指ピッチＬｔと反射器の
電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）＝０．９６７、並
列腕共振子における弾性表面波変換器の電極指ピッチＬ
ｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）＝
０．９６７とした場合で、他の条件は上記と同じであ
る。（並列腕共振子における弾性表面波変換器の電極指
ピッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比が、本発明
の範囲外）帯域内中央に１．０ｄＢを越える大きなリッ
プルが現れている。

【００２０】又、図４に、弾性表面波変換器の電極指の
ピッチＬｔを２．２μｍ、弾性表面波変換器の電極指ピ
ッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌ
ｒ）を１．０００とし、交差幅などの寸法、構造は前述
のものと同一のキャビティ型弾性表面波共振子における
実施例の共振子性能を示す。図４（ａ）は、キャビティ
型弾性表面波共振子のインピーダンスおよび位相の周波
数特性、図４（ｂ）は、反射器の反射係数および共振点
での弾性表面波変換器のコンダクタンスピークを示す。
これらの実施例より、弾性表面波変換器の電極指ピッチ
Ｌｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）が
１．０００では、共振点は反射器ストップバンドの低周
波側端に位置する。従って、共振点から反共振点に向っ
て広いストップバンド帯域が得られ、共振周波数がフィ
ルタ帯域下端、反共振周波数がフィルタ中心周波数とな
り、並列腕共振子として最適な構成となっている。

【００２１】図５は比較例で、弾性表面波変換器の電極
指ピッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／
Ｌｒ）を０．９５７とした場合の共振子性能を示す。図
５（ａ）は、共振子のインピーダンスおよび位相の周波
数特性、図５（ｂ）は、反射器の反射係数および共振点
での弾性表面波変換器のコンダクタンスピーク（共振周
波数の位置を示す）を示す。この比較例から明らかなよ
うに、弾性表面波変換器の電極指ピッチＬｔと反射器の
電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）では、共振点が、
ほぼ反射器ストップバンドの中央にあり好ましいが、反
共振点が反射器ストップバンド（反射係数がほぼ１とな
るメインローブ部）より高周波側にはずれ、よって反共
振点近傍にリップルが現れてしまうことがわかる。従っ
て、このピッチ比（Ｌｔ／Ｌｒ）の共振子は、ラダー型
弾性表面波フィルタの直列腕共振子として使用すると、
帯域上端にリップルが現れ、一方、並列腕共振子として
使用すると帯域中心周波数近傍にリップルが現れてしま
う。

【００２２】図６は比較例で、弾性表面波変換器の電極
指ピッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／
Ｌｒ）を１．０２４とした場合の共振性能を示す。図６
（ａ）は、共振子のインピーダンスおよび位相の周波数
特性、図６（ｂ）は、反射器の反射係数および共振点で
の弾性表面波変換器のコンダクタンスピークを示す。比
較例から明らかなように、このピッチ比（Ｌｔ／Ｌｒ）
の共振子は、共振点が反射器ストップバンドから外れて
しまい、共振周波数と反共振周波数との間にリップルが
生起され好ましくない。従って、この構成では、並列腕
共振子としても直列腕共振子としても不適である。

【００２３】さらに、図７は、共振子の性能を表わす共
振・反共振の山谷比ｑ（反共振インピーダンスＺa、共
振抵抗Ｒ0とするとｑ＝２０log（Ｚa／Ｒ0）で定義す
る）と弾性表面波変換器の電極指ピッチＬｔと反射器の
電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）の関係を示す実施
例である（例示した以外の条件は前述と同様である）。
この実施例によると、弾性表面波変換器の電極指ピッチ
Ｌｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）が
０．９６７以上で、共振・反共振の山谷比ｑが大きくな
り、ｑ＝５０ｄＢに近付き、弾性表面波変換器と反射器
とのピッチ比（Ｌｔ／Ｌｒ）が０．９８以上で共振・反
共振の山谷比ｑがほぼ飽和する。このピッチ比（Ｌｔ／
Ｌｒ）が０．９６７未満では、反共振周波数が反射器ス
トップバンド幅を越えて高い周波数に移るため、共振・
反共振の山谷比ｑが目立って小さくなる。ラダー型弾性
表面波フィルタの直列腕共振子として使用するキャビテ
ィ型弾性表面波共振子の好適な弾性表面波変換器の電極
指ピッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／
Ｌｒ）の範囲は、０．９６７≦Ｌｔ／Ｌｒ≦１．０００
が好ましいことが確認された。

【００２４】以上の実施例および比較例から、並列腕共
振子としての最適な弾性表面波変換器の電極指ピッチＬ
ｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌｒ）は、
ほぼ１であり、直列腕共振子としては、０．９６７ない
し１．０００であればよい。

【００２５】図８に、キャビティ型弾性表面波共振子の
弾性表面波変換器の電極指ピッチＬｔが２．２μｍ（＝
０．５λ、λ：弾性表面波波長）、交差幅Ｗが６０μ
ｍ、弾性表面波変換器と反射器間の空隙Ｇtrが０．５
λ、反射器の電極指ピッチＬｒが０．５λ、弾性表面波
変換器と反射器の電極膜厚が０．３５μｍ、材料はスパ
ッタ成膜されたＡｌ−０．５ｗｔ％Ｃｕ合金とし（例示
した以外の条件は前述と同様である）、反射器の電極指
本数Ｎrefが、０、５、５０本の場合のインピーダンス
の周波数特性の実施例を示す。共振の山谷比ｑは、反射
器の電極指本数Ｎrefの増加につれて、特に反共振イン
ピーダンスが大きくなり、改善されている。

【００２６】図９に、他の条件は前記と同様で、反射器
の電極指本数Ｎrefを ０、５、１０、２０、５０、１
００、１５０、２００本と変えたときの共振子の共振の
山谷比ｑおよび共振抵抗の実施例を示す。図４（ａ）は
ｑ値、図４（ｂ）は共振抵抗である。これらの図より、
反射器の電極指本数Ｎrefを５０以上とすることによ
り、共振子性能を高く出来ることが明らかとなった。な
お、この実験においては、各ｑ値、共振抵抗値は７つの
サンプルを測定し、その平均値とした。

【００２７】次に、共振子の弾性表面波変換器および反
射器を構成する電極指膜厚の実施例について説明する。
反射器の電極指本数Ｎrefを５０本とし、並列腕共振子
の反共振周波数と直列腕共振子の共振周波数がほぼ一致
するよう、それぞれの共振子の弾性表面波変換器ピッチ
を調整し、その他の構造、寸法は、前述した共振子と同
様とした場合の３段構成ラダー型弾性表面波フィルタの
周波数特性測定結果を図１０に示す。図１０（ａ）は、
電極膜厚を０．２５μｍ、すなわち規格化膜厚ｈ／λ＝
５．７％とした場合、図１０（ｂ）は電極膜厚を０．３
５μｍ、すなわち規格化膜厚ｈ／λ＝８．０％とした場
合である。図中、矢印で示す位置にスプリアス信号によ
るリップルの発生が見られる。図１０（ａ）の規格化膜
厚５．７％においては、このスプリアスがフィルタ帯域
内にも存在することが見られるが、図１０（ｂ）におい
ては、帯域内のスプリアスが消失して良好な特性が得ら
れている。従って、本実施例では、電極膜厚を厚くする
ことにより、帯域内スプリアスを除去でき得ることが明
瞭となった。

【００２８】さらに、ｈ／λ＝１０．５％まで膜厚を変
えて検討したが、この膜厚範囲内では、損失の目立った
増大は見られず良好な特性が得られた。具体的には、規
格化膜厚ｈ／λ＝１０．５％のキャビティ型弾性表面波
共振子において、その共振抵抗は１．７Ωと十分低い値
が得られた。さらに電極膜厚を厚くしていくと、電極幅
に対する膜厚、いわゆるアスペクト比の増大により、精
度良く微細加工が出来なくなった。

【００２９】帯域内スプリアスの要因とその除去方法に
ついて、図１１、図１２をもとにさらに説明する。図１
１には、直列腕共振子、並列腕共振子、それぞれのイン
ピーダンスの周波数特性を合わせて示してある。縦軸は
インピーダンスの絶対値、横軸は周波数である。インピ
ーダンス曲線の各ピーク位置は、それぞれ以下のように
符号を付してある。Ｆｒｐ：並列腕共振子の共振周波
数、Ｆａｐ：並列腕共振子の反共振周波数、Ｆｓｐ：並
列腕共振子でスプリアスの出る周波数、Ｆｒｓ：直列腕
共振子の共振周波数、Ｆａｓ：直列腕共振子の反共振周
波数、Ｆｓｓ：直列腕共振子でスプリアスの出る周波
数。ラダー型弾性表面波フィルタにおいては、並列腕共
振子の共振周波数Ｆｒｐが帯域低周波側の極を形成し、
直列腕共振子の反共振周波数Ｆａｓが帯域高周波側の極
を形成する。従って、Ｆｒｐ〜Ｆａｓを帯域と呼ぶ。並
列腕共振子の反共振周波数Ｆａｐと直列腕共振子の共振
周波数Ｆｒｓは、ほぼ等しくなるように設定され、この
点がフィルタの中心周波数となる。図１１より、並列腕
共振子、直列腕共振子ともに、高周波側に不可避的にス
プリアス信号が現れ、このうち並列腕共振子のスプリア
ス位置Ｆｓｐがフィルタの帯域に近く存在し、帯域内の
スプリアスとなることがわかる。並列腕共振子の、反共
振周波数Ｆａｐとスプリアス周波数Ｆｓｐとの間隔をＤ
とすると、この間隔Ｄがフィルタの帯域幅の半分以上で
あれば、帯域内スプリアスは除去出来ることが図１１よ
り容易にわかる。より実際的には、間隔Ｄは必要とされ
る通過帯域幅の半分以上であれば良い（Ｆａｓより内側
にあってもよい）。

【００３０】前記した間隔Ｄの値について検討する。携
帯電話等の移動体通信において、必要とされる比帯域幅
（帯域幅を中心周波数で割った値）の最大のものは４．
３％である。具体的には、欧州のＰＣＮシステムにおい
ては、通過帯域が１７１０〜１７８５ＭＨｚで中心周波
数が１７４７．５ＭＨｚとされている。これに温度によ
る変動分も考慮すると、比帯域幅としては４．７％以上
の比帯域幅が必要となる（タンタル酸リチウムの温度係
数を４０ｐｐｍ／℃とした）。従って、必要とされる間
隔Ｄの値としては２．３５％以上となる。これは、本実
施例の周波数帯９５０ＭＨｚ帯で読み直すと、２２．３
ＭＨｚ以上となる。

【００３１】上記間隔Ｄは、電極膜厚により制御でき
る。図１２は、電極の規格化膜厚に対する間隔Ｄの変化
を示す。図１２からも明らかなように、本実施例では、
規格化膜厚は６．３％以上としなければならないことが
明らかとなった。

【００３２】以上の実施例では、好ましい例として圧電
性基板として３６°回転Ｙカットタンタル酸リチウムを
用いた場合について示したが、タンタル酸リチウム基板
において同様の弾性表面波モードを利用できるカット、
例えば４０°回転Ｙカット、４２°回転Ｙカット基板に
おいても、本発明の効果は奏することのできる。

【００３３】

【発明の効果】以上、実施例をもとに説明したように、
ラダー型弾性表面波フィルタにおいて、その直列腕、並
列腕に使用されるキャビティ型弾性表面波共振子を本発
明の構成とすれば,帯域内スプリアスを低減した良好な
フィルタ特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のラダー型フィルタを備えた弾性表面波
装置の基本的な構成である。

【図２】本発明の弾性表面波装置に使用するキャビティ
型弾性表面波共振子である。

【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の３段構成の
ラダー型弾性表面波フィルタの伝送特性を示す。（ｄ）
は比較例の３段構成のラダー型弾性表面波フィルタの伝
送特性を示す。

【図４】本発明のキャビティ型弾性表面波共振子におけ
る（ａ）インピーダンス特性と（ｂ）反射係数に対する
共振位置を示す。

【図５】本発明のキャビティ型弾性表面波共振子におけ
る（ａ）インピーダンス特性と（ｂ）反射係数に対する
共振位置を示す。

【図６】本発明のキャビティ型弾性表面波共振子におけ
る（ａ）インピーダンス特性と（ｂ）反射係数に対する
共振位置を示す。

【図７】本発明のキャビティ型弾性表面波共振子におけ
る弾性表面波変換器と反射器とのピッチ比（Ｌｔ／Ｌ
ｒ）と共振・反共振の山谷比ｑの関係を示す。

【図８】本発明のキャビティ型弾性表面波共振子におけ
る反射器の電極指本数に対するインピーダンス特性の変
化を示す。

【図９】本発明のキャビティ型弾性表面波共振子におけ
る反射器の電極指本数に対する（ａ）共振の山谷比ｑ、
（ｂ）共振抵抗の変化を示す。

【図１０】ラダー型弾性表面波フィルタの周波数特性を
示す。

【図１１】直列腕、並列腕共振子の共振周波数、反共振
周波数、スプリアス周波数の位置関係を示す。

【図１２】キャビティ型弾性表面波共振子における反共
振周波数とスプリアス周波数との間隔と規格化膜厚との
関係を示す。

【符号の説明】 １ 圧電性基板 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ キ
ャビティ型弾性表面波共振子 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 弾
性表面波変換器 １２ａ、１３ａ、１２ｂ、１３ｂ、１２ｃ、１３ｃ、２
２ａ、２３ａ、２２ｂ、２３ｂ、２２ｃ、２３ｃ 反射
器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直列腕共振子と並列腕共振子からなるラ
   ダー接続されたフィルタを備えた弾性表面波装置であっ
   て、 前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子は、キャビティ
   型弾性表面波共振子からなり、 前記直列腕共振子における弾性表面波変換器の電極指ピ
   ッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌ
   ｒ）は、０．９６７ないし１であり、 前記並列腕共振子における弾性表面波変換器の電極指ピ
   ッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌ
   ｒ）は、ほぼ１である、ことを特徴とする弾性表面波装
   置。
2. 【請求項２】 直列腕共振子と並列腕共振子からなるラ
   ダー接続されたフィルタを備えた弾性表面波装置であっ
   て、 前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子は、キャビティ
   型弾性表面波共振子からなり、 前記直列腕共振子における弾性表面波変換器の電極指ピ
   ッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌ
   ｒ）は、１であり、 前記並列腕共振子における弾性表面波変換器の電極指ピ
   ッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌ
   ｒ）は、ほぼ１である、ことを特徴とする弾性表面波装
   置。
3. 【請求項３】 直列腕共振子と並列腕共振子からなるラ
   ダー接続されたフィルタを備えた弾性表面波装置であっ
   て、 前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子は、キャビティ
   型弾性表面波共振子からなり、 前記直列腕共振子における弾性表面波変換器の電極指ピ
   ッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌ
   ｒ）は、０．９８４ないし１であり、 前記並列腕共振子における弾性表面波変換器の電極指ピ
   ッチＬｔと反射器の電極指ピッチＬｒの比（Ｌｔ／Ｌ
   ｒ）は、ほぼ１である、ことを特徴とする弾性表面波装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか１項
   に記載した弾性表面波装置であって、 前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子は、少なくとも
   ５０本の反射器が設けられ、 前記弾性表面波変換器及び前記反射器を形成する電極膜
   厚ｈを中心周波数における弾性表面波波長λで規格化し
   た値ｈ／λは、０．０６３（６．３％）以上である、こ
   とを特徴とする弾性表面波装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載した弾性表面波装置であ
   って、 前記弾性表面波装置の圧電性基板は、３６°回転Ｙカッ
   トＸ伝搬のタンタル酸リチウム基板である、ことを特徴
   とする弾性表面波装置。