(57)【要約】    【課題】  入力側ＩＤＴ電極と出力側ＩＤＴ電極との間にシールド電極を配置したトランスバーサル型の弾性表面波フィルタであって、小型化を進めることができ、かつ通過帯域内におけるリップルが生じ難い、良好なフィルタ特性を得ることを可能とする弾性表面波フィルタを提供する。    【解決手段】  表面波基板２上に、入力側ＩＤＴ電極３と、出力側ＩＤＴ電極４とが表面波伝搬方向において隔てられて配置されており、両者の間にシールド電極５が設けられており、入力側ＩＤＴ電極３が交差幅重み付けされており、該重み付けが、目標とするフィルタ特性に応じたインパルス応答を第１のインパルス応答とし、入力側ＩＤＴ電極３とシールド電極５との間の電界に基づく不要波による励振を相殺するインパルス応答を第２のインパルス応答としたときに、第１のインパルス応答と第２のインパルス応答との和であるインパルス応答に従って施されている、弾性表面波フィルタ１。【選択図】      図１
2006033471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面波基板と、
前記表面波基板上に形成された入力側インターデジタル電極と、
前記表面波基板上に形成されており、前記入力側インターデジタル電極と表面波伝搬方向において隔てられた出力側インターデジタル電極と、
前記入力側インターデジタル電極と、出力側インターデジタル電極との間に配置されており、かつグランド電位に接続されるシールド電極とを備えるトランスバーサル型の弾性表面波フィルタにおいて、
前記入力側インターデジタル電極及び出力側インターデジタル電極の少なくとも一方が交差幅重み付けを施されたインターデジタル電極であり、
前記弾性表面波フィルタの目標周波数特性に対応したインパルス応答を第１のインパルス応答とし、該交差幅重み付けが施されたインターデジタル電極とシールド電極との間で生じる励振を相殺する周波数特性に対応したインパルス応答を第２のインパルス応答とした場合、前記第１のインパルス応答と第２のインパルス応答の和であるインパルス応答を励振するように、前記交差幅重み付けが施されたインターデジタル電極が重み付けされていることを特徴とする、弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
前記交差幅重み付けが施されたインターデジタル電極と、シールド電極とが、間に他の電極を介在させることなく表面波伝搬方向において隔てられている、請求項１に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項３】
入力側インターデジタル電極及び出力側インターデジタル電極の一方が不平衡型インターデジタル電極であり、入力側インターデジタル電極及び出力側インターデジタル電極の他方が平衡型インターデジタル電極である、請求項１または２に記載の弾性表面波フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばデジタルテレビジョン受像機のＶＩＦ段の帯域フィルタとして用いられるトランスバーサル型の弾性表面波フィルタに関し、より詳細には、入力側インターデジタル電極と出力側インターデジタル電極との間にシールド電極が配置された弾性表面波フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、テレビジョン受像機の映像中間周波用（ＶＩＦ）の帯域フィルタとしてトランスバーサル型の弾性表面波フィルタが広く用いられている。この種の弾性表面波フィルタでは、入力側のインターデジタル電極（以下、ＩＤＴ電極）と出力側のＩＤＴ電極との間に、グランド電位に接続されるシールド電極が配置されていることが多い。これは、シールド電極を配置することにより、入力側ＩＤＴ電極と出力側ＩＤＴ電極との電磁的かつ静電的結合を抑制するためである。
【０００３】
ところで、近年、弾性表面波フィルタにおいても小型化が強く求められている。小型化を進める場合、トランスバーサル型弾性表面波フィルタでは、入力側ＩＤＴ電極と出力側ＩＤＴ電極との間隔が小さくされねばならない。しかしながら、この間隔を小さくすると、上記シールド電極と、入力側ＩＤＴ電極との間に電界が生じそれにより不要波が生じるという問題があった。すなわち、該不要波と、利用しようとする弾性表面波が出力側ＩＤＴ電極側で結合し、通過帯域内に大きなリップルが生じるという問題があった。
【０００４】
そこで、下記の特許文献１には、上記不要波を抑圧する構造を備えた弾性表面波フィルタが開示されている。図９は、特許文献１に記載の弾性表面波フィルタを説明するための模式的平面図である。
【０００５】
弾性表面波フィルタ１０１では、入力側ＩＤＴ電極１０２と、出力側ＩＤＴ電極１０３との間に、シールド電極１０４が配置されている。そして、シールド電極１０４と入力側ＩＤＴ電極１０２との間に、線幅がλ／８である二本の浮き電極指１０５ａ，１０５ｂがλ／８の間隔を隔てて配置されている。なお、λは、弾性表面波フィルタ１０１において利用する表面波の波長を示す。
【０００６】
上述した不要波の励振点は、シールド電極１０４の入力側ＩＤＴ電極側の端部と、入力側ＩＤＴ電極１０２のシールド電極１０４側の端部との中点に存在する。従って、該中点を挟むように浮き電極指１０５ａ，１０５ｂを配置することにより、不要波の励振電界が打ち消されている。
【特許文献１】特公平２−４４１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の弾性表面波フィルタ１０１では、浮き電極指１０５ａ，１０５ｂからなるスプリット型浮き電極を配置することにより、不要波の励振電界が打ち消され、不要波に基づくリップルを抑制することができるとされている。しかしながら、特許文献１に記載の弾性表面波フィルタ１０１では、入力側ＩＤＴ電極１０２とシールド電極１０４とを近づけた際に生じる上記不要波の抑制は図られるものの、スプリット型浮き電極を設けたことによる再励起波が生じ、該再励起波によるリップルが生じるという問題があった。すなわち、特許文献１に記載のように、浮き電極指１０５ａ，１０５ｂからなるスプリット型浮き電極を配置した場合、やはり通過帯域内に、所望でないリップルが生じざるを得なかった。
【０００８】
また、上記再励起波の強度は基板材料に依存し、インピーダンス整合条件等を調整することにより制御することはできなかった。従って、特許文献１に記載の弾性表面波フィルタでは、その実施例においてもリップルが２ｄＢ以下程度とされているに過ぎず、リップルを十分に抑圧することは困難であった。
【０００９】
加えて、上記スプリット型電極を用いた場合、シールド電極と入力側ＩＤＴ電極との間の距離が大きくならざるを得ず、弾性表面波フィルタの小型化を進めることも困難となる。
【００１０】
本発明の目的は、シールド電極とＩＤＴ電極の間で生じる不要波を抑圧し得るだけでなく、再励起波が生じ難く、しかも小型化をより一層進めることが可能である弾性表面波フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、表面波基板と、前記表面波基板上に形成された入力側ＩＤＴ電極と、前記表面波基板上に形成されており、前記入力側ＩＤＴ電極と表面波伝搬方向において隔てられた出力側ＩＤＴ電極と、前記入力側ＩＤＴ電極と、出力側ＩＤＴ電極との間に配置されており、かつグランド電位に接続されるシールド電極とを備えるトランスバーサル型の弾性表面波フィルタにおいて、前記入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極の少なくとも一方が交差幅重み付けを施されたＩＤＴ電極であり、前記弾性表面波フィルタの目標周波数特性に対応したインパルス応答を第１のインパルス応答とし、該交差幅重み付けが施されたＩＤＴ電極とシールド電極との間で生じる励振を相殺する周波数特性に対応したインパルス応答を第２のインパルス応答とした場合、前記第１のインパルス応答と第２のインパルス応答の和であるインパルス応答を励振するように、前記交差幅重み付けが施されたＩＤＴ電極が重み付けされていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る弾性表面波フィルタのある特定の局面では、前記交差幅重み付けが施されたＩＤＴ電極と、シールド電極とが、間に他の電極を介在させることなく表面波伝搬方向において隔てられている。
【００１３】
本発明に係る弾性表面波フィルタの他の特定の局面では、入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極の一方が不平衡型ＩＤＴ電極であり、入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極の他方が平衡型ＩＤＴ電極である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る弾性表面波フィルタでは、表面波基板上に入力側ＩＤＴ電極、出力側ＩＤＴ電極及びシールド電極が配置されている構成において、少なくとも一方のＩＤＴ電極が交差幅重み付けを施されており、フィルタの目標周波数特性に対応したインパルス応答を第１のインパルス応答とし、重み付けが施されたＩＤＴ電極とシールド電極との間で生じる励振を相殺する周波数特性に対応するインパルス応答を第２のインパルス応答とした場合、第１，第２のインパルス応答の和であるインパルス応答を励振するように上記交差幅重み付けが施されている。すなわち、従来より、弾性表面波フィルタの周波数特性を設計するにあたり、目標とする周波数特性に対応したインパルス応答を求め、該インパルス応答に応じてＩＤＴ電極を交差幅重み付けする方法は知られていた。しかしながら、インパルス応答に応じた交差幅重み付けは上記のようにフィルタ全体としての周波数特性を設計するために用いられていただけであった。
【００１５】
これに対し、本発明では交差幅重み付けが施されたＩＤＴ電極の交差幅重み付けに際し、目標とする周波数特性に対応した第１のインパルス応答だけでなく、ＩＤＴ電極とシールド電極との間で生じる励振をも考慮し、該励振を相殺するインパルス応答を第２のインパルス応答とし、第１，第２のインパルス応答の和のインパルス応答を励振するように交差幅重み付けを施したことに特徴を有する。従ってＩＤＴ電極の交差幅重み付けにより、目標とする周波数特性だけでなく、ＩＤＴ電極とシールド電極との間で生じる不要波を抑圧することが可能となる。よって、シールド電極とＩＤＴ電極との間に、特許文献１に記載のような浮き電極指を設ける必要がない。
【００１６】
従って、シールド電極と、ＩＤＴ電極との間の距離を短縮して小型化を進めた場合であっても、該シールド電極とＩＤＴ電極との間で生じがちとなる励振が抑圧され、該励振に基づく不要波を効果的に抑圧することが可能となる。しかも、浮き電極指を必要としないため、シールド電極とＩＤＴ電極との間の距離をより一層短くすることができる。よって、小型であり良好な周波数特性を有するトランスバーサル型の弾性表面波フィルタを提供することが可能となる。
【００１７】
本発明において交差幅重み付けが施されたＩＤＴ電極が、他の電極を間に介在させることなくシールド電極と表面波伝搬方向において隔てられている場合には、該他の電極が存在しないため、交差幅重み付けが施されたＩＤＴ電極とシールド電極との間の距離を著しく短くすることができ、それによって小型の弾性表面波フィルタを提供することができる。
【００１８】
本発明において、入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極の一方が不平衡型ＩＤＴ電極であり、他方が平衡型ＩＤＴ電極である場合には、本発明に従って、小型であり、かつフィルタ特性が良好であり、さらに平衡−不平衡の変換機能を有する弾性表面波フィルタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより本発明を明らかにする。
【００２０】
図１は、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。
【００２１】
弾性表面波フィルタ１は、表面波基板２を有する。表面波基板２は、ＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3もしくは水晶などの圧電単結晶、あるいはチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような圧電セラミックスを用いて構成され得る。なお、表面波基板２は、絶縁基板上に圧電薄膜を積層した構造を有していてもよい。
【００２２】
表面波基板２上には、入力側ＩＤＴ電極３と、出力側ＩＤＴ電極４とが表面波伝搬方向において隔てられて配置されている。本実施形態では、入力側ＩＤＴ電極３及び出力側ＩＤＴ電極４は、２本の電極指対からなるスプリット型電極を用いて構成されている。入力側ＩＤＴ電極３と出力側ＩＤＴ電極４との間には、グランド電位に接続されるシールド電極５が形成されている。入力側ＩＤＴ電極３、出力側ＩＤＴ電極４及びシールド電極５は、ＡｌもしくはＡｌ合金のような適宜の導電性材料を用いて形成することができる。
【００２３】
本実施形態では、入力側ＩＤＴ電極３及び出力側ＩＤＴ電極４とシールド電極５との間には、他の電極は配置されていない。従って、入力側ＩＤＴ電極３及び出力側ＩＤＴ電極４をシールド電極５に対して表面波伝搬方向において近接させることができ、それによって小型化を図ることができる。
【００２４】
なお、入力側ＩＤＴ電極３の表面波伝搬方向外側には、吸音材６が、出力側ＩＤＴ電極４の表面波伝搬方向外側には吸音材７が配置されている。吸音材６，７は、漏洩してきた表面波を吸収するために設けられており、吸音材６，７は、ゴム材料などの適宜の吸音性材料により構成され得る。
【００２５】
また、入力側ＩＤＴ電極３は、不平衡型ＩＤＴ電極であり、出力側ＩＤＴ電極４は、平衡型ＩＤＴ電極である。従って、弾性表面波フィルタ１は、不平衡−平衡変換機能を有する。
【００２６】
本実施形態の弾性表面波フィルタ１の特徴は、入力側ＩＤＴ電極３が、入力側ＩＤＴ電極３とシールド電極５との間を近づけたことにより生じる不要波を抑圧し得るように、交差幅重み付けされていることにある。これを図２〜図８を参照して説明する。
【００２７】
図２に略図的平面図で示すように、入力側ＩＤＴ電極１１１と、出力側ＩＤＴ電極１１２との間にシールド電極１１３を配置したトランスバーサル型弾性表面波フィルタにおいて、小型化を進めるには、入力側ＩＤＴ電極１１１や出力側ＩＤＴ電極１１２をシールド電極１１３に近づける必要があった。
【００２８】
図３に示すように、入力側ＩＤＴ電極１１１を、シールド電極１１３に近づけた場合、前述したように、入力側ＩＤＴ電極１１１とシールド電極１１３との間の電界により不要波が励振される。これを、図４を参照して説明する。
【００２９】
図４の実線は、図２に示す電極構成を有する弾性表面波フィルタのフィルタ特性を示す図である。ここでは、中心周波数５７ＭＨｚのトランスバーサル型弾性表面波フィルタが構成されており、入力側ＩＤＴ電極１１１と、シールド電極１１３との間の距離が、３．５λとされており、すなわち十分離されている。
【００３０】
これに対して図４の破線で示すフィルタ特性は、図３に示すように、入力側ＩＤＴ電極１１１を、シールド電極１１３に近づけ、両者の間の間隔を表面波の波長をλとしたときに、λ／８としたことを除いては、同様にして構成された弾性表面波のフィルタ特性である。
【００３１】
図４から明らかなように、入力側ＩＤＴ電極１１１とシールド電極１１３との間の距離を近づけた場合に、通過帯域内に大きなリップルの現われることが分かる。従って、従来、特許文献１に記載のように、このようなリップルを抑圧するために、スプリット型電極を配置した構造が提案されていた。しかしながら、前述したように、浮き電極指を設けると、再励起波が生じ、それによってやはりリップルが生じざるを得なかった。加えて、浮き電極指を配置したことによって弾性表面波フィルタの寸法が大きくならざるを得なかった。
【００３２】
これに対して、本実施形態の弾性表面波フィルタ１では、入力側ＩＤＴ電極３の交差幅重み付けにより、不要波の抑圧が図られる。入力側ＩＤＴ電極３の重み付け方法につき、図５〜図７を参照して説明する。
【００３３】
図５は、弾性表面波フィルタ１の目標周波数特性に応じたインパルス応答を示す図である。このインパルス応答を第１のインパルス応答とする。なお、図５及び後述する図６，図７では、仕様を簡略化するために、インパルスの数は、実際のインパルスの数よりも少なくされている。また、実際には、複数のインパルスは、可変ピッチで並ぶが、図５〜図７では、等ピッチで図示し、簡略化していることを指摘しておく。
【００３４】
図５は、目標周波数特性に応じた第１のインパルス応答である。この場合、シールド電極５と入力側ＩＤＴ電極３との間の距離を近づけると、前述したように、入力側ＩＤＴ電極３とシールド電極との間の電界により励振が生じる。この励振を相殺するインパルス応答を、図６に示す。
【００３５】
なお、本実施形態では、入力側ＩＤＴ電極３と、シールド電極５との間の間隔はλ／８とされている。従って、入力側ＩＤＴ電極３のシールド電極５側に最も近い励振点、すなわち入力側ＩＤＴ電極３において、シールド電極５に最も近い異なる電位に接続される一対の電極指間の中点と、上記不要波の励振点である入力側ＩＤＴ電極３とシールド電極５との間の中点との距離は０．５λとされている。
【００３６】
弾性表面波フィルタ１では、上記不要波を抑圧するために、図５に示した第１のインパルス応答と、図６に示した第２のインパルス応答の和である図７のインパルス応答が求められる。
【００３７】
図６に示す第２のインパルス応答ｆ（ｔ1）ｅ-iωt1＋ｆ（ｔ2）ｅ-iωt2…＋ｆ（ｔ13）ｅ-iωt13は、不要波のインパルス応答をｆ（ｔ0）ｅ-iωt0とすると、
ｆ（ｔ1）ｅ-iωt1＋ｆ（ｔ2）ｅ-iωt2…＋ｆ（ｔ13）ｅ-iωt13＋ｆ（ｔ0）ｅ-iωt0≒０…式（１）
の関係が満たされる。
【００３８】
ここで、ｔ0〜ｔ13は時間、ωは弾性表面波フィルタ１の通過帯域内周波数である。入力側ＩＤＴ電極３とシールド電極５との間で生じる励振を相殺する上記第２のインパルス応答は、以下の手順により得ることができる。
【００３９】
例えば、目標周波数特性をＯ（ｆ）とし、該目標周波数特性Ｏ（ｆ）に対応したインパルス応答をＳ（ｔ）とし、不要波が発生している周波数特性のインパルス応答をＲ（ｔ）としたとき、不要波のインパルス応答Ｅ（ｔ）は、Ｅ（ｔ）＝Ｒ（ｔ）−Ｓ（ｔ）で求められる。
【００４０】
従って、上記のようにして求められた不要波のインパルス応答Ｅ（ｔ）より、該不要波のインパルス応答を打ち消すインパルス応答、すなわち第２のインパルス応答を求めることができる。このようにして、図６に示す第２のインパルス応答が得られる。
【００４１】
そして、上記第２のインパルス応答を、目標周波数特性に応じたインパルス応答である第１のインパルス応答Ｒ（ｔ）と加えることにより、図７に示すインパルス応答が得られることになる。
【００４２】
上記のようにして得られたインパルス応答に応じて、入力側ＩＤＴ電極３が交差幅重み付けされている。
【００４３】
従って、本実施形態の弾性表面波フィルタ１では、入力側ＩＤＴ電極３とシールド電極５とを近づけた際に生じる不要波が効果的に抑圧される。しかも、入力側ＩＤＴ電極３とシールド電極５との間に他の電極が存在しないため、弾性表面波フィルタ１の小型化をより一層進めることができる。
【００４４】
図８は、上記のようにして入力側ＩＤＴ電極３が重み付けされている本実施形態の弾性表面波フィルタのフィルタ特性と、上記第２のインパルス応答を考慮せずに、第１のインパルス応答に従って入力側ＩＤＴ電極が重み付けされていることを除いては同様に構成された弾性表面波フィルタのフィルタ特性を破線で示す。
【００４５】
図８から明らかなように、本実施形態によれば、入力側ＩＤＴ電極３をシールド電極５に近づけたとしても、不要波が効果的に抑圧され、通過帯域内のリップルが小さい良好なフィルタ特性の得られることが分かる。
【００４６】
上述した弾性表面波フィルタ１では、入力側ＩＤＴ電極３が交差幅重み付けされていたが、出力側ＩＤＴ電極４が交差幅重み付けされていてもよく、入力側及び出力側の双方のＩＤＴ電極３，４が交差幅重み付けされていてもよい。
【００４７】
また、入力側ＩＤＴ電極３が、平衡型ＩＤＴ電極であって、出力側ＩＤＴ電極４が不平衡型ＩＤＴ電極であってもよい。さらに、ＩＤＴ電極３，４は、スプリット電極を用いたものに限らず、異なる電位に接続される電極指が表面波伝搬方向に交互に配置されている構造を有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【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。
【図２】従来の弾性表面波フィルタを模式的に示す平面図。
【図３】従来の弾性表面波フィルタにおいて小型化を図った場合の電極構造を示す模式的平面図。
【図４】従来の弾性表面波フィルタのフィルタ特性を示す図。
【図５】図１に示した弾性表面波フィルタにおける目標周波数特性に応じたインパルス応答を略図的に示す図。
【図６】図１に示した実施形態の弾性表面波フィルタにおいて、不要波を抑圧するためのインパルス応答を略図的に示す図。
【図７】図１に示した弾性表面波フィルタにおいて、図５及び図６に示した第１，第２のインパルス応答を加算して得られたインパルス応答を示す図。
【図８】図１に示した実施形態の弾性表面波フィルタ及び比較のために用意した弾性表面波フィルタのフィルタ特性を示す図。
【図９】従来の弾性表面波フィルタの一例を示す模式的平面図。
【符号の説明】
【００４９】
１…弾性表面波フィルタ
２…表面波基板
３…入力側ＩＤＴ電極
４…出力側ＩＤＴ電極
５…シールド電極
６，７…吸音材
【図１】
2006033471.tif 000003
【図２】
2006033471.tif 000004
【図３】
2006033471.tif 000005
【図４】
2006033471.tif 000006
【図５】
2006033471.tif 000007
【図６】
2006033471.tif 000008
【図７】
2006033471.tif 000009
【図８】
2006033471.tif 000010
【図９】
2006033471.tif 000011