JPH10270983A - 弾性表面波バンドパスフィルタ - Google Patents
弾性表面波バンドパスフィルタInfo
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- JPH10270983A JPH10270983A JP7572097A JP7572097A JPH10270983A JP H10270983 A JPH10270983 A JP H10270983A JP 7572097 A JP7572097 A JP 7572097A JP 7572097 A JP7572097 A JP 7572097A JP H10270983 A JPH10270983 A JP H10270983A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広帯域かつ低損失な弾性表面波バンドパスフ
ィルタを実現する。 【解決手段】 音響電気トランスデューサの金属電極指
幅ａと電極間隔ｂの比ａ／ｂをｋ１、前記反射器の金属
ストライプ幅ｃとストライプ間隔ｄの比ｃ／ｄをｋ２と
し、ｋ１≧１．０ ０．８≦ｋ２≦１．２で、かつ
ｋ２＜ｋ１＜（ｄ／ｂ）ｋ２＋（ｄ／ｂ−１）の関係に
あることを特徴とする。
ィルタを実現する。 【解決手段】 音響電気トランスデューサの金属電極指
幅ａと電極間隔ｂの比ａ／ｂをｋ１、前記反射器の金属
ストライプ幅ｃとストライプ間隔ｄの比ｃ／ｄをｋ２と
し、ｋ１≧１．０ ０．８≦ｋ２≦１．２で、かつ
ｋ２＜ｋ１＜（ｄ／ｂ）ｋ２＋（ｄ／ｂ−１）の関係に
あることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波バンド
パスフィルタに係り、特に圧電性材料あるいは非圧電性
材料からなり弾性表面波を伝搬する基板の表面に、その
弾性表面波の伝搬方向に複数に分割された入力及び出力
音響電気トランスデューサと反射器を備えて、ＶＨＦ，
ＵＨＦの周波数範囲で動作する弾性表面波バンドパスフ
ィルタに関する。
パスフィルタに係り、特に圧電性材料あるいは非圧電性
材料からなり弾性表面波を伝搬する基板の表面に、その
弾性表面波の伝搬方向に複数に分割された入力及び出力
音響電気トランスデューサと反射器を備えて、ＶＨＦ，
ＵＨＦの周波数範囲で動作する弾性表面波バンドパスフ
ィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＶＨＦ，ＵＨＦの周波数範囲で使用され
る回路として、従来の容量素子、抵抗素子やインダクタ
ンス素子の集中回路素子を組み合わせた回路に代わるも
のとして、弾性表面波を利用したフィルタが開発され、
各種通信機装置やテレビジョン受像機などに使用されて
いる。これらの弾性表面波フィルタは、小型にできるこ
と、動作特性が安定していることなど、多くの利点を有
しているが、まだ解決すべき問題も残っている。
る回路として、従来の容量素子、抵抗素子やインダクタ
ンス素子の集中回路素子を組み合わせた回路に代わるも
のとして、弾性表面波を利用したフィルタが開発され、
各種通信機装置やテレビジョン受像機などに使用されて
いる。これらの弾性表面波フィルタは、小型にできるこ
と、動作特性が安定していることなど、多くの利点を有
しているが、まだ解決すべき問題も残っている。
【０００３】従来の弾性表面波フィルタは、フィルタを
構成する電極の電極指幅ａと電極指間隔ｂの比（ａ／
ｂ）ｋ１と、反射器のストライプ幅ｃとストライプ間隔
ｄの比（ｃ／ｄ）ｋ２がほぼ等しくしくなっていた。ま
た、通過帯域幅の広い弾性表面波バンドパスフィルタと
して、例えば特開平７−３８３６９号公報に記載された
ものがあるが、前記ｋ１，ｋ２の関係については配慮さ
れていない。
構成する電極の電極指幅ａと電極指間隔ｂの比（ａ／
ｂ）ｋ１と、反射器のストライプ幅ｃとストライプ間隔
ｄの比（ｃ／ｄ）ｋ２がほぼ等しくしくなっていた。ま
た、通過帯域幅の広い弾性表面波バンドパスフィルタと
して、例えば特開平７−３８３６９号公報に記載された
ものがあるが、前記ｋ１，ｋ２の関係については配慮さ
れていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特に近年、移動体通信
端末に使用するフィルタとして、広帯域でかつ通過帯域
での損失が小さいフィルタの実現が要求されている。本
発明者が検討した結果によれば、高周波では電極指が細
くなるに伴い、抵抗損失が増加するため、フィルタの損
失も増加するので、電極指は太い方が低損失化に有利で
ある。
端末に使用するフィルタとして、広帯域でかつ通過帯域
での損失が小さいフィルタの実現が要求されている。本
発明者が検討した結果によれば、高周波では電極指が細
くなるに伴い、抵抗損失が増加するため、フィルタの損
失も増加するので、電極指は太い方が低損失化に有利で
ある。
【０００５】一方、反射器の反射領域が最も広くなる条
件は、ストライプ幅とストライプ間隔が等しい場合であ
るから、双方の最適条件を同時に満たすことはできな
い。よって、従来の構成では、広帯域かつ低損失な弾性
表面波フィルタを実現することができなかった。
件は、ストライプ幅とストライプ間隔が等しい場合であ
るから、双方の最適条件を同時に満たすことはできな
い。よって、従来の構成では、広帯域かつ低損失な弾性
表面波フィルタを実現することができなかった。
【０００６】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消し、広帯域かつ通過帯域（パスバンド）におけ
る損失が少ない弾性表面波バンドパスフィルタを提供す
ることにある。
点を解消し、広帯域かつ通過帯域（パスバンド）におけ
る損失が少ない弾性表面波バンドパスフィルタを提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、弾性表面波を伝搬する基板上に、該弾性
表面波の伝搬方向に複数に分割された入力及び出力音響
電気トランスデューサと反射器を構成した弾性表面波バ
ンドパスフィルタを対象とするものである。
め、本発明は、弾性表面波を伝搬する基板上に、該弾性
表面波の伝搬方向に複数に分割された入力及び出力音響
電気トランスデューサと反射器を構成した弾性表面波バ
ンドパスフィルタを対象とするものである。
【０００８】そして前記音響電気トランスデューサの金
属電極指幅ａと電極間隔ｂの比ａ／ｂをｋ１、反射器の
金属ストライプ幅ｃとストライプ間隔ｄの比ｃ／ｄをｋ
２とし、ｋ１≧１．０ ０．８≦ｋ２≦１．２で、か
つｋ２＜ｋ１＜（ｄ／ｂ）ｋ２＋（ｄ／ｂ−１）である
ことを特徴とするものである。
属電極指幅ａと電極間隔ｂの比ａ／ｂをｋ１、反射器の
金属ストライプ幅ｃとストライプ間隔ｄの比ｃ／ｄをｋ
２とし、ｋ１≧１．０ ０．８≦ｋ２≦１．２で、か
つｋ２＜ｋ１＜（ｄ／ｂ）ｋ２＋（ｄ／ｂ−１）である
ことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明に係る弾性表面波バンドパ
スフィルタは、弾性表面波の伝搬方向に複数に分割され
た入力及び出力音響電気トランスデューサと反射器とか
ら構成されている。まず、各トランスデューサ及び反射
器自体の構成を簡単に説明する。
スフィルタは、弾性表面波の伝搬方向に複数に分割され
た入力及び出力音響電気トランスデューサと反射器とか
ら構成されている。まず、各トランスデューサ及び反射
器自体の構成を簡単に説明する。
【００１０】図１（イ）は前記入力及び出力音響電気ト
ランスデューサの構成図であり、一端がバスバー１によ
り共通に接続された並行細線からなる櫛歯状の電極指２
の２つを、歯が互いに間挿されるように構成する。この
櫛の歯の本数は周波数帯域幅を決定し、電極指２の周期
は通過帯域の中心周波数を決定し、一般に中心周波数で
励振される弾性表面波の波長となるように設定される。
ランスデューサの構成図であり、一端がバスバー１によ
り共通に接続された並行細線からなる櫛歯状の電極指２
の２つを、歯が互いに間挿されるように構成する。この
櫛の歯の本数は周波数帯域幅を決定し、電極指２の周期
は通過帯域の中心周波数を決定し、一般に中心周波数で
励振される弾性表面波の波長となるように設定される。
【００１１】同図（ロ）は反射器の構成図であり、金属
ストライプ３の列の両端をバスバー１で電気的に共通に
接続するように構成されている。
ストライプ３の列の両端をバスバー１で電気的に共通に
接続するように構成されている。
【００１２】前記音響電気トランスデューサの電極指２
の幅ａと電極指２の間隔ｂの比ａ／ｂをｋ１、反射器の
ストライプ３の幅ｃとストライプ３の間隔ｄの比ｃ／ｄ
をｋ２とした場合、ｋ１，ｋ２を損失が最小となるよう
に最適に設定することにより、従来の弾性表面波バンド
パスフィルタに比して、後述する如く優れた周波数特性
を有し、装置を大型化することなく、広帯域かつ低損失
なフィルタが実現できた。
の幅ａと電極指２の間隔ｂの比ａ／ｂをｋ１、反射器の
ストライプ３の幅ｃとストライプ３の間隔ｄの比ｃ／ｄ
をｋ２とした場合、ｋ１，ｋ２を損失が最小となるよう
に最適に設定することにより、従来の弾性表面波バンド
パスフィルタに比して、後述する如く優れた周波数特性
を有し、装置を大型化することなく、広帯域かつ低損失
なフィルタが実現できた。
【００１３】図２は、本発明の実施の形態に係る弾性表
面波バンドパスフィルタの概略構成図である。この弾性
表面波バンドパスフィルタは、例えばニオブ酸リチウ
ム、タンタル酸リチウム、水晶などのような弾性表面波
を伝搬できる基板（図示せず）の上に、金属蒸着、スパ
ッタリング、イオンプレーティング等の薄膜形成技術に
よって図示のような導電細線パターンが形成される。こ
のパターンにより入力側電気音響トランスデューサ７−
１，７−２、出力側電気音響トランスデューサ８，９−
１，９−２、反射器１０−１，１０−２が構成されてい
る。
面波バンドパスフィルタの概略構成図である。この弾性
表面波バンドパスフィルタは、例えばニオブ酸リチウ
ム、タンタル酸リチウム、水晶などのような弾性表面波
を伝搬できる基板（図示せず）の上に、金属蒸着、スパ
ッタリング、イオンプレーティング等の薄膜形成技術に
よって図示のような導電細線パターンが形成される。こ
のパターンにより入力側電気音響トランスデューサ７−
１，７−２、出力側電気音響トランスデューサ８，９−
１，９−２、反射器１０−１，１０−２が構成されてい
る。
【００１４】入力トランスデューサ７−１，７−２はバ
スバーで接続され、共通に入力負荷６を介して電気的に
信号電源４に接続されている。また出力側電気音響トラ
ンスデューサ８，９−１，９−２は互いにバスバーで接
続され、共通に負荷回路５に接続されている。そして基
板上の弾性表面波の伝搬方向に沿って、反射器１０−
１，出力側電気音響トランスデューサ９−１，入力トラ
ンスデューサ７−１，出力側電気音響トランスデューサ
８，入力トランスデューサ７−２，出力側電気音響トラ
ンスデューサ９−２，反射器１０−２の順に配置されて
いる。
スバーで接続され、共通に入力負荷６を介して電気的に
信号電源４に接続されている。また出力側電気音響トラ
ンスデューサ８，９−１，９−２は互いにバスバーで接
続され、共通に負荷回路５に接続されている。そして基
板上の弾性表面波の伝搬方向に沿って、反射器１０−
１，出力側電気音響トランスデューサ９−１，入力トラ
ンスデューサ７−１，出力側電気音響トランスデューサ
８，入力トランスデューサ７−２，出力側電気音響トラ
ンスデューサ９−２，反射器１０−２の順に配置されて
いる。
【００１５】前記入力トランスデューサ７−１，７−２
から放出される表面波及び反射器１０−１，１０−２か
らの反射波は、出力トランスデューサ８，９−１，９−
２によって電気信号に変換され、バンドパスフィルタの
出力信号として負荷回路５に加えられる。
から放出される表面波及び反射器１０−１，１０−２か
らの反射波は、出力トランスデューサ８，９−１，９−
２によって電気信号に変換され、バンドパスフィルタの
出力信号として負荷回路５に加えられる。
【００１６】前記トランスデューサの電極指幅ａと電極
指間隔ｂの比ａ／ｂであるｋ１、ならびに反射器の金属
ストライプ幅ｃとストライプ間隔ｄの比ｃ／ｄであるｋ
２をそれぞれ最適化することを実験的に検討した。その
結果、ｋ１はなるべく大きく、即ちｋ１≧１にすること
が必要であるが、ｋ１をあまり大きくすると、圧電基板
上に導電細線パターンを形成した際、入出力が短絡する
という不良事故が多くなるため、注意を要する。
指間隔ｂの比ａ／ｂであるｋ１、ならびに反射器の金属
ストライプ幅ｃとストライプ間隔ｄの比ｃ／ｄであるｋ
２をそれぞれ最適化することを実験的に検討した。その
結果、ｋ１はなるべく大きく、即ちｋ１≧１にすること
が必要であるが、ｋ１をあまり大きくすると、圧電基板
上に導電細線パターンを形成した際、入出力が短絡する
という不良事故が多くなるため、注意を要する。
【００１７】図３は、ｋ２と３．５ｄＢ帯域幅との関係
を検討した結果を示す特性図である。この図から明らか
なように、ｋ２が０．８未満でも、また１．２を超えて
も３．５ｄＢ帯域幅は狭い。これに対してｋ２を０．８
≦ｋ２≦１．２の範囲、好ましくは０．８５≦ｋ２≦
１．１の範囲に設定することにより、広帯域かつ低損失
なバンドパスィルタが得られることが判明した。
を検討した結果を示す特性図である。この図から明らか
なように、ｋ２が０．８未満でも、また１．２を超えて
も３．５ｄＢ帯域幅は狭い。これに対してｋ２を０．８
≦ｋ２≦１．２の範囲、好ましくは０．８５≦ｋ２≦
１．１の範囲に設定することにより、広帯域かつ低損失
なバンドパスィルタが得られることが判明した。
【００１８】なお、ｋ１，ｋ２の値を変化させると、電
極部分と反射器部分で弾性表面波の平均伝搬速度が変化
するため、電極部分の周期（ａ＋ｂ）、あるいは反射器
部分の周期（ｃ＋ｄ）を変化させて中心周波数を最適化
する必要が生じることが分かった。この最適化は、ｂ＋
ａ＜ｃ＋ｄとすることで達成される。即ち、上記関係も
考慮すると、ｋ１とｋ２の相対関係は、ｋ２＜ｋ１＜
（ｄ／ｂ）ｋ２＋（ｄ／ｂ−１）に設定するのがよいこ
とになる。
極部分と反射器部分で弾性表面波の平均伝搬速度が変化
するため、電極部分の周期（ａ＋ｂ）、あるいは反射器
部分の周期（ｃ＋ｄ）を変化させて中心周波数を最適化
する必要が生じることが分かった。この最適化は、ｂ＋
ａ＜ｃ＋ｄとすることで達成される。即ち、上記関係も
考慮すると、ｋ１とｋ２の相対関係は、ｋ２＜ｋ１＜
（ｄ／ｂ）ｋ２＋（ｄ／ｂ−１）に設定するのがよいこ
とになる。
【００１９】図４は、本発明の他の実施の形態に係る弾
性表面波バンドパスフィルタの構成を示す図である。同
図に示すように、中心に対して、上下略対称に構成され
た２つの弾性表面波バンドパスフィルタＡ及びＢから構
成されている。
性表面波バンドパスフィルタの構成を示す図である。同
図に示すように、中心に対して、上下略対称に構成され
た２つの弾性表面波バンドパスフィルタＡ及びＢから構
成されている。
【００２０】弾性表面波バンドパスフィルタＡは、入力
トランスデューサ１１，１２−１，１２−２及び、それ
ぞれの入力トランスデューサの間及び外側に挿入される
出力トランスデューサ１３−１，１３−２，１４−１，
１４−２を有し、さらに両端のトランスデューサの外側
に反射器１９−１，１９−２が形成されている。また、
トランスデューサ１３−２，１４−２、及び１３−１，
１４−１は、フィルタの中心線上でそれぞれ互いに接続
されている。
トランスデューサ１１，１２−１，１２−２及び、それ
ぞれの入力トランスデューサの間及び外側に挿入される
出力トランスデューサ１３−１，１３−２，１４−１，
１４−２を有し、さらに両端のトランスデューサの外側
に反射器１９−１，１９−２が形成されている。また、
トランスデューサ１３−２，１４−２、及び１３−１，
１４−１は、フィルタの中心線上でそれぞれ互いに接続
されている。
【００２１】弾性表面波バンドパスフィルタＢは、前記
弾性表面波バンドパスフィルタＡの導電細線を中心の破
線に対して折り返したような構成となっている。ここ
で、上下のトランスデューサならびに反射器は、構造、
対数、各部の寸法等が正確に一致する必要はない。この
電極指幅と電極指間隔の比ｋ１、及び金属ストライプ幅
及びストライプ間隔の比ｋ２を、上記の規定のように広
帯域かつ、損失が小さくなるように設定する。
弾性表面波バンドパスフィルタＡの導電細線を中心の破
線に対して折り返したような構成となっている。ここ
で、上下のトランスデューサならびに反射器は、構造、
対数、各部の寸法等が正確に一致する必要はない。この
電極指幅と電極指間隔の比ｋ１、及び金属ストライプ幅
及びストライプ間隔の比ｋ２を、上記の規定のように広
帯域かつ、損失が小さくなるように設定する。
【００２２】図５は、図４の実施の形態に係る弾性表面
波バンドパスフィルタを、次のような具体的な条件で構
成した場合の周波数特性図である。このフィルタの各部
の構成条件を示すと、以下の通りである。
波バンドパスフィルタを、次のような具体的な条件で構
成した場合の周波数特性図である。このフィルタの各部
の構成条件を示すと、以下の通りである。
【００２３】 中心周波数 ９４２．５ＭＨｚ 圧電性基板材質 ６４°回転ＹカットＸ伝搬 ＬｉＮｂＯ3 寸法 １．３ｍｍ×１．７ｍｍ 電極・ストライプ材質 アルミニウム 入出力トランスデューサの構成 電極指の本数 １７対×２ １６対×４ 間隔 ４．７μｍ トランスデューサの構成（Ａ−Ｂ接続部） 電極指の本数 ２０対×２ 間隔 ４．７μｍ 電極指の本数 ８対×４ 間隔 ４．６２５μｍ 反射器の構成 ストライプの本数 ２００本×４ 間隔 ２．３７５μｍ 電極指幅ａ／電極指間隔ｂ ｋ１≒１．６ ストライプ幅ｃ／ストライプ間隔ｄ ｋ２≒０．９ 図５の特性図より明らかなように、挿入損失２．１ｄ
Ｂ、３．５ｄＢ、帯域幅４６ＭＨｚという広帯域かつ低
損失な特性を実現している。また実験から、０．８≦ｋ
２≦１．２の場合に、最も広帯域な特性となることがわ
かった。
Ｂ、３．５ｄＢ、帯域幅４６ＭＨｚという広帯域かつ低
損失な特性を実現している。また実験から、０．８≦ｋ
２≦１．２の場合に、最も広帯域な特性となることがわ
かった。
【００２４】
【発明の効果】本発明は前述のような構成になってお
り、広帯域かつ低損失で、例えばアナログ、デジタル移
動通信の高周波フィルタなどに適用可能な弾性表面波バ
ンドパスフィルタを提供することができる。
り、広帯域かつ低損失で、例えばアナログ、デジタル移
動通信の高周波フィルタなどに適用可能な弾性表面波バ
ンドパスフィルタを提供することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る音響電気トランスデ
ューサ及び反射器の構成図である。
ューサ及び反射器の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る弾性表面波バンドパ
スフィルタの構成を示す図である。
スフィルタの構成を示す図である。
【図３】Ｋ２と３．５ｄＢ帯域幅との関係を示す特性図
である。
である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る弾性表面波バン
ドパスフィルタの構成を示す図である。
ドパスフィルタの構成を示す図である。
【図５】図３の実施の形態に係る弾性表面波バンドパス
フィルタの周波数特性図である。
フィルタの周波数特性図である。
１ バスバー ２ 電極指 ３ 金属ストライプ ４ 信号源 ５ 出力負荷 ６ 電源負荷 ８，９，１５，１６ 出力トランスデューサ ７，１１，１２ 入力トランスデューサ １３，１４，１７，１８ トランスデューサ １０，１９，２０ 反射器
Claims (2)
- 【請求項１】 弾性表面波を伝搬する基板上に、その弾
性表面波の伝搬方向に複数に分割された入力及び出力音
響電気トランスデューサと反射器を備えた弾性表面波バ
ンドパスフィルタにおいて、 前記音響電気トランスデューサの金属電極指幅ａと電極
間隔ｂの比ａ／ｂをｋ１、前記反射器の金属ストライプ
幅ｃとストライプ間隔ｄの比ｃ／ｄをｋ２とし、 ｋ１≧１．０ ０．８≦ｋ２≦１．２で、かつｋ２
＜ｋ１＜（ｄ／ｂ）ｋ２＋（ｄ／ｂ−１）の関係にある
ことを特徴とする弾性表面波バンドパスフィルタ。 - 【請求項２】 請求項１記載において、前記ｋ２が０．
８５≦ｋ２≦１．１であることを特徴とする弾性表面波
バンドパスフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7572097A JPH10270983A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 弾性表面波バンドパスフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7572097A JPH10270983A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 弾性表面波バンドパスフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270983A true JPH10270983A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13584393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7572097A Pending JPH10270983A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 弾性表面波バンドパスフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10270983A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6369674B1 (en) * | 1998-02-27 | 2002-04-09 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | Broad-band surface acoustic wave filter with specific ratios of transducer electrode period to reflector period |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP7572097A patent/JPH10270983A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6369674B1 (en) * | 1998-02-27 | 2002-04-09 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | Broad-band surface acoustic wave filter with specific ratios of transducer electrode period to reflector period |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060131 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060207 |
|
| A521 | Written amendment |
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