(57)【特許請求の範囲】
【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ＳＡＷフィルタの構造。
【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ＳＡＷ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。ＩＤＴ１２〜１４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ＩＤＴ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-A No.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１７、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ＩＤＴ１２、１４からの漏洩表面波を反射する機能を有し、ＩＤＴ１２〜１４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  ＬｉＴａＯ３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／Ｂ３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ＩＤＴ２、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８−１９１２２９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（＝Ｂ４０／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  ＬｉＴａＯ３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
【図１】
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【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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