(57)【要約】【課題】複数の通過帯域を備えた弾性表面波フィルタについて、低域側の通過帯域特性を良好にすること【解決手段】高域側の通過帯域を形成する縦モード共振器型の第１のフィルタ部と、低域側の通過帯域を形成する縦モード共振器型の第２のフィルタ部と、第１のフィルタ部の入力側ＩＤＴ電極及び第２のフィルタ部の入力側ＩＤＴ電極に共通に接続された入力端子と、前記第１のフィルタ部の出力側ＩＤＴ電極及び第２のフィルタ部の出力側ＩＤＴ電極に共通に接続された出力端子と、を備え、圧電基板を伝搬する周波数の波長をλとすると、第１のフィルタ部において入力側ＩＤＴ電極を構成する電極指のうち最も出力側ＩＤＴ電極寄りの電極指の幅中心と、出力側ＩＤＴ電極を構成する電極指のうち最も入力側ＩＤＴ電極寄りの電極指の幅中心との距離が０．５７λ以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設け、高域側の通過帯域を形成する縦モード共振器型の第１のフィルタ部と、
前記圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設け、前記高域側の通過帯域に対して低域側に離れた低域側の通過帯域を形成する縦モード共振器型の第２のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部の入力側ＩＤＴ電極及び前記第２のフィルタ部の入力側ＩＤＴ電極に共通に接続された入力端子と、
前記第１のフィルタ部の出力側ＩＤＴ電極及び前記第２のフィルタ部の出力側ＩＤＴ電極に共通に接続された出力端子と、を備え、
前記第１のフィルタ部を伝搬する周波数の波長をλとすると、前記第１のフィルタ部において、前記入力側ＩＤＴ電極を構成する前記伝搬方向に並ぶ電極指のうち最も前記出力側ＩＤＴ電極寄りの電極指の幅中心と、前記出力側ＩＤＴ電極を構成する前記伝搬方向に並ぶ電極指のうち最も前記入力側ＩＤＴ電極寄りの電極指の幅中心との距離が０．５７λ以上であることを特徴とする弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
前記第１のフィルタ部は、前記高域側の通過帯域に当該第１のフィルタ部による第１の共振点、第２の共振点が各々位置する二重モードフィルタであり、
前記第１のフィルタ部による第３の共振点は前記低域側の通過帯域に位置することを特徴とする請求項１記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項３】
前記距離が０．５８λ以上であることを特徴とする請求項１または２記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項４】
圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設け、高域側の通過帯域を形成する縦モード共振器型の第１のフィルタ部と、
前記圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設け、前記高域側の通過帯域に対して低域側に離れた低域側の通過帯域を形成する縦モード共振器型の第２のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部の入力側ＩＤＴ電極及び前記第２のフィルタ部の入力側ＩＤＴ電極に共通に接続された入力端子と、
前記第１のフィルタ部の出力側ＩＤＴ電極及び前記第２のフィルタ部の出力側ＩＤＴ電極に共通に接続された出力端子と、を備えた弾性表面波フィルタの設計方法において、
前記第１のフィルタ部は、前記高域側の通過帯域に当該第１のフィルタ部による第１の共振点、第２の共振点が各々位置する二重モードフィルタであり、
前記第１のフィルタ部による第３の共振点は前記低域側の通過帯域に位置し、
低域側の通過帯域におけるリップルが、当該低域側の通過帯域に含まれる前記第２のフィルタ部における共振点のうち、最も共振のレベルが低い共振点から見て１ｄＢ以下であるように設計されることを特徴とする弾性表面波フィルタの設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高域側の通過帯域及び低域側の通過帯域を形成する弾性表面波フィルタ及びその設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば通信機器などの各種の装置を構成する電子部品として、弾性波例えば弾性表面波（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ）の共振を利用したバンドパスフィルタである弾性表面波フィルタが用いられている。この弾性表面波フィルタとしては、圧電基板上に入力側ＩＤＴ（Inter Digital Transducer）、出力側ＩＤＴを弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴを弾性波の伝搬方向における一方側、他方側から挟むように一対の反射器を設けた縦モード共振器型フィルタが知られている。例えば特許文献１には、上記した縦モード共振器型フィルタである４つのＤＭＳトラックが共通の水晶基板上に形成され、その４つのＤＭＳトラックの２つずつが並列に接続された構成の弾性表面波フィルタについて示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１２-５１８３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
各種の装置を構成する部品数を削減するために、１つの弾性表面波フィルタについて、複数の通過帯域を持つように構成することが検討されている。発明の実施の形態の項目で詳しく述べるが、そのような構成とする場合には、低域側の通過帯域におけるリップルが発生するおそれが有り、当該リップルを抑制することが求められる。なお、上記の特許文献１に記載の弾性表面波フィルタは、２つの通過帯域を持つフィルタとして用いることができるとされている。しかし、上記したようにこの特許文献１の弾性表面波フィルタは、縦モード共振器型フィルタであるＤＭＳトラックを４つ含むため、水晶基板に形成される電極の面積が大きく、例えば３００ＭＨｚ〜４００ＭＨｚが通過帯域である場合には、製品サイズが大きくなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の通過帯域を備えた弾性表面波フィルタについて、高域側の通過帯域を形成するフィルタ部の低域側の通過帯域特性への影響を抑制し、当該低域側の通過帯域特性を良好にすることができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の弾性表面波フィルタは、圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設け、高域側の通過帯域を形成する縦モード共振器型の第１のフィルタ部と、
前記圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設け、前記高域側の通過帯域に対して低域側に離れた低域側の通過帯域を形成する縦モード共振器型の第２のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部の入力側ＩＤＴ電極及び前記第２のフィルタ部の入力側ＩＤＴ電極に共通に接続された入力端子と、
前記第１のフィルタ部の出力側ＩＤＴ電極及び前記第２のフィルタ部の出力側ＩＤＴ電極に共通に接続された出力端子と、を備え、
前記第１のフィルタ部を伝搬する周波数の波長をλとすると、前記第１のフィルタ部において、前記入力側ＩＤＴ電極を構成する前記伝搬方向に並ぶ電極指のうち最も前記出力側ＩＤＴ電極寄りの電極指の幅中心と、前記出力側ＩＤＴ電極を構成する前記伝搬方向に並ぶ電極指のうち最も前記入力側ＩＤＴ電極寄りの電極指の幅中心との距離が０．５７λ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１のフィルタ部において、入力側ＩＤＴ電極を構成すると共に弾性波の伝搬方向に並ぶ電極指のうち最も出力側ＩＤＴ電極寄りの電極指の幅中心と、出力側ＩＤＴ電極を構成すると共に弾性波の伝搬方向に並ぶ電極指のうち最も入力側ＩＤＴ電極寄りの電極指の幅中心との距離を０．５７λ以上とする。このような構成とすることで、第２のフィルタ部によって形成される低域側の通過帯域において、第１のフィルタ部の共振の影響によるリップルを抑制することができるため、当該低域側の通過帯域特性が良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る弾性表面波フィルタの平面図である。
【図２】前記弾性表面波フィルタに接続される整合回路を示す回路図である。
【図３】前記弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示すグラフ図である。
【図４】前記弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示すグラフ図である。
【図５】前記弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示すグラフ図である。
【図６】前記弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示すグラフ図である。
【図７】前記弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示すグラフ図である。
【図８】前記弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示すグラフ図である。
【図９】前記弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示すグラフ図である。
【図１０】前記弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態である弾性表面波フィルタ１について、図１の平面図を参照しながら説明する。この弾性表面波フィルタ１は、互いに並列に接続されると共に、共通の圧電基板である水晶基板１０に形成された２つの縦モード共振器型フィルタにより構成されている。これら２つの縦モード共振器型フィルタの中心周波数は互いにずらされて設計されることで、弾性表面波フィルタ１は互いに近接すると共に各々狭帯域である２つの通過帯域を有するデュアルフィルタとして構成されている。各通過帯域は、例えば３００ＭＨｚ〜４００ＭＨｚに含まれる。以下、２つの縦モード共振器型フィルタの一方、他方を、第１のフィルタ部１Ａ、第２のフィルタ部２Ａとして夫々記載する。
【００１０】
第１のフィルタ部１Ａは高域側の通過帯域を、第２のフィルタ部２Ａは低域側の通過帯域を夫々形成する。第１のフィルタ部１Ａ及び第２のフィルタ部２Ａは、各々の通過帯域内に２つの共振点が位置するように構成された二重モードフィルタである。ただし、第２のフィルタ部２Ａについては、その通過帯域内に３つの共振点が位置する三重モードフィルタとして構成されていてもよい。第１のフィルタ部１Ａ、第２のフィルタ部２Ａは、水晶基板１０における弾性波の伝搬方向に直交する方向に並んで配置されている。以下、当該弾性波の伝搬方向を左右方向、第１のフィルタ部１Ａ及び第２のフィルタ部２Ａの配列方向を前後方向として説明する。
【００１１】
第１のフィルタ部１Ａ（第２のフィルタ部２Ａ）は、各々弾性波の伝搬方向（左右方向）に沿って一列に配置された２つのＩＤＴ１１Ａ、１１Ｂ（１１Ｃ、１１Ｄ）と、これらＩＤＴ１１Ａ、１１Ｂ（１１Ｃ、１１Ｄ）を左右から挟んで設けられた一対の反射器３１とを備えている。図中３２は、反射器３１を構成する電極指である。なお、左右方向において左側に設けられる入力側のＩＤＴを１１Ａ、１１Ｃ、右側に設けられる出力側のＩＤＴを１１Ｂ、１１Ｄとしている。これらのＩＤＴ１１Ａ〜１１Ｄ及び反射器３１については、この例では厚さが３０２ｎｍであると共に、アルミニウムにより構成されている。
【００１２】
各々のＩＤＴ１１Ａ〜１１Ｄには、対となるバスバー４１、４２及び複数の電極指４３が含まれている。図１では、これらバスバー４１、４２、電極指４３について、ＩＤＴ１１に付したアルファベットと同じアルファベットを付して示している。従って、例えばＩＤＴ１１Ａについては、バスバーを４１Ａ、４２Ａ、電極指を４３Ａとして示している。
【００１３】
このＩＤＴ１１Ａを例に説明すると、バスバー４１Ａ、４２Ａは、弾性波の伝搬方向に沿って各々伸びると共に、前後方向に互いに離間している。バスバー４１Ａからバスバー４２Ａに向かって伸びる電極指４３Ａと、バスバー４２Ａからバスバー４１Ａに向かって伸びる電極指４３Ａと、が互いに交差し、左右方向に見て交互に配置されている。電極指４３は、バスバー４１Ａ、４２Ａに対して直交している。ＩＤＴ１１Ｂ〜１１Ｄにおけるバスバー４１、４２、電極指４３については、ＩＤＴ１１Ａのバスバー４１Ａ、４２Ａ、電極指４３Ａと夫々同様に構成されているため、詳細な説明を省略する。
【００１４】
ＩＤＴ１１Ａ〜１１Ｄにおいて、電極指４３の幅寸法及び互いに隣接する電極指４３間の離間寸法が弾性波の伝搬方向に沿って周期的に繰り返されるように、当該電極指４３が配置される。バスバー４１から伸び出す電極指４３の間隔（バスバー４２から伸び出す電極指４３の間隔でもある）が周期単位であり、この周期単位の波長の弾性波が水晶基板１０を伝搬する。周期単位は第１のフィルタ部１Ａと第２のフィルタ部２Ａとで個別に設定されており、第１のフィルタ部１Ａを構成するＩＤＴ１１Ａ、１１Ｂにおける周期単位をλとする。
【００１５】
バスバー４２Ａとバスバー４１Ｃとは、入力端子３３に接続されている。また、バスバー４２Ｂと、バスバー４１Ｄと、は出力端子３４に接続されている。従って、入力端子３３はＩＤＴ１１Ａ、１１Ｃに共通に接続され、出力端子３４はＩＤＴ１１Ｂ、１１Ｄに共通に接続されている。また、バスバー４１Ａ、４１Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄは、各々接地されている。
【００１６】
第１のフィルタ部１Ａについて、ＩＤＴ１１Ａの電極指４３のうち最もＩＤＴ１１Ｂ寄りに位置する電極指４３の幅中心と、ＩＤＴ１１Ｂの電極指４３のうち最もＩＤＴ１１Ａ寄りに位置する電極指４３の幅中心との間隔を距離Ｌとする。この距離Ｌを調整することで、後に詳しく述べるように弾性表面波フィルタ１の特性が変化する。
【００１７】
第１のフィルタ部１Ａについて、ＩＤＴ１１ＡとＩＤＴ１１Ｂとの間の領域、ＩＤＴ１１Ａ及び１１Ｂの内部、一方の反射器３１と他方の反射器３１との間の領域にて、各々弾性波が共振し、３つの異なる縦モードが励振されるように構成されている。ＩＤＴ１１ＡとＩＤＴ１１Ｂとの間の領域、ＩＤＴ１１Ａ、１１Ｂの内部領域、第１のフィルタ部を構成する一方の反射器３１と他方の反射器３１との間の領域で共振する弾性波の共振点（共振周波数）を夫々ｆ１１、ｆ１２、ｆ１３とすると、各共振点は、この順に高域側から低域側に向かって位置している。第１のフィルタ部１Ａの通過帯域には共振点ｆ１１、ｆ１２が含まれる。
【００１８】
第２のフィルタ部２Ａについて、ＩＤＴ１１ＣとＩＤＴ１１Ｄとの間の領域、ＩＤＴ１１Ｃ及び１１Ｄの内部、一方の反射器３１と他方の反射器３１との間の領域にて、各々弾性波が共振し、３つの異なる縦モードが励振されるように構成されている。ＩＤＴ１１ＣとＩＤＴ１１Ｄとの間の領域、ＩＤＴ１１Ｃ、１１Ｄの内部領域、第２のフィルタ部２Ａを構成する一方の反射器３１と他方の反射器３１との間の領域で共振する弾性波の共振点（共振周波数）を夫々ｆ２１、ｆ２２、ｆ２３とすると、各共振点は、この順に高域側から低域側に向かって位置している。従って、第２のフィルタ部２Ａの通過帯域には、第１の共振点及び第２の共振点であるｆ２１、ｆ２２が含まれる。
【００１９】
図２は弾性表面波フィルタ1に整合回路を取り付けてマッチングした状態を示している。図中５１は整合回路の入力端子であり、弾性表面波フィルタ１の入力端子３３に接続されている。端子５１、３３間には、直列に接続されたインダクタ５２、並列に接続されると共に接地されたコンデンサ５３が、後段へ向けて順に設けられている。図中５４は整合回路の出力端子であり、弾性表面波フィルタ１の出力端子３４に接続されている。端子５４、３４間には、直列に接続されたインダクタ５５、並列に接続されると共に接地されたコンデンサ５６が、後段へ向けて順に設けられている。このような整合回路の取り付けにより、出力端子５４の後段のインピーダンスが５０Ωとなるように調整されている。
【００２０】
図１で説明した距離Ｌ＝０．５８λとした弾性表面波フィルタ１の特性を、図３、図４に示している。なお、この図３、図４及び後述のフィルタ特性を示す各図のグラフについて、横軸に周波数（単位：Ｈｚ）、縦軸に減衰量（単位：ｄＢ）を夫々設定している。図３はマッチング無し、即ち図２で説明した整合回路を取り付けておらず、図１で示した弾性表面波フィルタ１単独の状態で取得されたフィルタ特性を示している。図４はマッチング有り、即ち上記の整合回路に取り付けた状態で取得されたフィルタ特性を示している。この図３、図４で特性を示す弾性表面波フィルタ１については、中心周波数ｆ０が３１５ＭＨｚ帯、スパン幅２０ＭＨｚとされている。また、３ｄＢ帯域幅については、低域側が１０００ｋＨｚ（比帯域０．３２％）、高域側が６００ｋＨｚ（比帯域０．１９％）である。低域側と高域側の周波数差は１．１５ＭＨｚである。
【００２１】
ところで、この弾性表面波フィルタ１では既述のように近接する２つの通過帯域を形成するために、上記した第１のフィルタ部１Ａの共振点のうち最も低域側の共振点（第３の共振点）ｆ１３については、第２のフィルタ部２Ａの通過帯域に含まれており、ｆ２１、ｆ１３、ｆ２２の順に高域側から低域側に向かって各共振点が位置している。そのようにｆ１３が第２のフィルタ部２Ａの通過帯域に含まれることにより、当該ｆ１３の共振レベルが大きいと、この第２のフィルタ部２Ａの通過帯域にリップルが発生してしまう。
【００２２】
（比較例）
そのようにリップルが発生した例を以下に示す。図５、図６は夫々図３、図４と同様に、マッチング無しで取得されたフィルタ特性、マッチング有りで取得されたフィルタ特性を夫々示している。ただし図５、図６は、距離Ｌ＝０．５６λとした弾性表面波フィルタ１から取得された特性であり、当該弾性表面波フィルタ１を比較例の弾性表面波フィルタ１とする。なお、この図５及び後述の図７、図９では、実線で第１のフィルタ部１Ａの特性を、点線で第２のフィルタ部２Ａの特性を夫々示している。
【００２３】
図５に示すように、比較例の弾性表面波フィルタ１においては、ｆ１３のレベルが−３７ｄＢと比較的大きく、第２のフィルタ部２Ａの通過帯域において、波形のひずみが出現していることが分かる。図６に示すようにマッチング有りの状態でも、リップルＲは共振点ｆ２２から見て２ｄＢ以上と、比較的大きな値となっている。
【００２４】
（実施例１）
図７、図８は夫々図３、図４と同様に、マッチング無しで取得されたフィルタ特性、マッチング有りで取得されたフィルタ特性を夫々示している。ただし、図７、図８は、距離Ｌ＝０．５７λとした弾性表面波フィルタ１から取得された特性であり、当該弾性表面波フィルタ１を実施例１の弾性表面波フィルタ１とする。図７に示す実施例１の弾性表面波フィルタ１における共振点ｆ１３のレベルは−３８ｄＢであり、図５で示した比較例の弾性表面波フィルタ１における共振点ｆ１３のレベルよりも低い。そして、マッチング有りのときのリップルＲについて、実施例１の弾性表面波フィルタ１と比較例の弾性表面波フィルタ１とで比べると、実施例１の弾性表面波フィルタ１の方が抑制されており、図８より実施例１の弾性表面波フィルタ１については、共振点ｆ２１及び共振点ｆ２２のうち共振のレベルが低い方の共振点ｆ２２から見て、０．８ｄＢ程度の落ち込みとなっている。このリップルＲ（スパイク状のスプリアス）については第２のフィルタ部２Ａの通過帯域に発生した場合、１ｄＢ以下に抑えられていることが好ましく、従ってこの実施例１ではリップルＲが好ましい値に抑制されている。
【００２５】
（実施例２）
図９、図１０は夫々図３、図４と同様に、マッチング無しで取得されたフィルタ特性、マッチング有りで取得されたフィルタ特性を夫々示している。ただし、これら図９、図１０は、距離Ｌ＝０．５８λとした弾性表面波フィルタ１から取得された特性であり、当該弾性表面波フィルタ１を実施例２の弾性表面波フィルタ１とする。図９に示す実施例２の弾性表面波フィルタ１における共振点ｆ１３のレベルは−３８ｄＢよりもわずかに低く、即ち実施例１の弾性表面波フィルタ１の共振点ｆ１３のレベルよりも抑制されている。そして、マッチング有りのときのリップルＲについては、実施例２の弾性表面波フィルタ１では図１０に示すように、略０ｄＢとなっている。なお、上記の図３、図４で特性を示した弾性表面波フィルタ１は、図９、図１０に示す特性が取得された弾性表面波フィルタ１に対して距離Ｌ以外のパラメータの調整が行われたものである。そのため、図３、図４に特性を示した弾性表面波フィルタ１と、図９、図１０に特性を示した実施例２の弾性表面波フィルタ１とで距離Ｌについては同じ設定であるが、図３、図４で示す特性と、図９、図１０で示す特性とは若干異なっている。
【００２６】
上記の比較例及び実施例１、２から分かるように、上記の距離Ｌを大きくするほど共振点ｆ１３のレベルを抑制することができ、それによって第２のフィルタ部２Ａによる通過帯域に発生するリップルＲを抑制し、当該通過帯域の特性を良好なものとすることができることが確認された。そして、実施例１の弾性表面波フィルタ１において、リップルＲが実用上十分に抑制されていることから、距離Ｌは０．５７λ以上に設定する。そして、実施例２の弾性表面波フィルタ１の特性より、距離Ｌは０．５８λ以上とすることがより好ましい。
【００２７】
なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１                弾性表面波フィルタ
１０              水晶基板
１Ａ              第１のフィルタ部
１１Ａ〜１１Ｄ    ＩＤＴ
２Ａ              第２のフィルタ部
３１              反射器
４３Ａ〜４３Ｄ    電極指
【図１】
2020145552.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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