(57)【要約】弾性表面波素子１１を、入力端子１８と出力端子１９との間に形成された第１の配線部２０と、第１の配線部２０に直列に配置された複数の第１の弾性表面波共振器１５と、第１の弾性表面波共振器１５に対して入力端子１８側または出力端子１９側の第１の配線部２０に直列に配置された複数の第２の弾性表面波共振器１６と、第１の配線部２０における第２の弾性表面波共振器１６相互間の中点と基準電位電極２１との間に形成された複数の第２の配線部２２と、第２の配線部２２にそれぞれ配置され、第２の弾性表面波共振器１６の共振周波数と一致する反共振周波数を有する複数の第３の弾性表面波共振器１７とを有するように構成する。
2003096533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と出力端子との間に形成された第１の配線部と、
前記第１の配線部に直列に配置された複数の第１の弾性表面波共振器と、
前記第１の弾性表面波共振器に対して入力端子側または出力端子側の前記第１の配線部に直列に配置された複数の第２の弾性表面波共振器と、
前記第１の配線部における前記第２の弾性表面波共振器相互間の中点と基準電位電極との間に形成された複数の第２の配線部と、
前記第２の配線部にそれぞれ配置され、前記第２の弾性表面波共振器の共振周波数と一致する反共振周波数を有する複数の第３の弾性表面波共振器とを有することを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】
前記第１の弾性表面波共振器は、前記第２及び第３の弾性表面波共振器の通過帯域から離れた周波数帯域に共振周波数を設定していることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記第１、第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＮｂＯ３であることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項４】
前記第１、第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＴａＯ３であることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項５】
前記第１の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＮｂＯ３であり、前記第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＴａＯ３であることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項６】
反共振点にリップルを発生させることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項７】
弾性表面波素子が搭載された実装基板を有する弾性表面波装置であって、
前記弾性表面波素子は、
入力端子と出力端子との間に形成された第１の配線部と、
前記第１の配線部に直列に配置された複数の第１の弾性表面波共振器と、
前記第１の弾性表面波共振器に対して入力端子側または出力端子側の前記第１の配線部に直列に配置された複数の第２の弾性表面波共振器と、
前記第１の配線部における前記第２の弾性表面波共振器相互間の中点と基準電位電極との間に形成された複数の第２の配線部と、
前記第２の配線部にそれぞれ配置され、前記第２の弾性表面波共振器の共振周波数と一致する反共振周波数を有する複数の第３の弾性表面波共振器とを有することを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項８】
前記第１の弾性表面波共振器は、前記第２及び第３の弾性表面波共振器の通過帯域から離れた周波数帯域に共振周波数を設定していることを特徴とする請求項７記載の弾性表面波装置。
【請求項９】
前記第１、第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＮｂＯ３であることを特徴とする請求項７記載の弾性表面波装置。
【請求項１０】
前記第１、第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＴａＯ３であることを特徴とする請求項７記載の弾性表面波装置。
【請求項１１】
前記第１の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＮｂＯ３であり、前記第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＴａＯ３であることを特徴とする請求項７記載の弾性表面波装置。
【請求項１２】
反共振点にリップルを発生させることを特徴とする請求項７記載の弾性表面波装置。
【請求項１３】
前記第１、第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板の素子形成面が前記実装基板の実装面と対向して前記実装基板に搭載されることを特徴とする請求項７記載の弾性表面波装置。
【請求項１４】
相互に異なる帯域中心周波数を有する２つの弾性表面波素子を含む分波器であって、
いずれか一方の前記弾性表面波素子は、
入力端子と出力端子との間に形成された第１の配線部と、
前記第１の配線部に直列に配置された複数の第１の弾性表面波共振器と、
前記第１の弾性表面波共振器に対して入力端子側または出力端子側の前記第１の配線部に直列に配置された複数の第２の弾性表面波共振器と、
前記第１の配線部における前記第２の弾性表面波共振器相互間の中点と基準電位電極との間に形成された複数の第２の配線部と、
前記第２の配線部にそれぞれ配置され、前記第２の弾性表面波共振器の共振周波数と一致する反共振周波数を有する複数の第３の弾性表面波共振器とを有することを特徴とする分波器。
【請求項１５】
前記第１の弾性表面波共振器は、前記第２及び第３の弾性表面波共振器の通過帯域から離れた周波数帯域に共振周波数を設定していることを特徴とする請求項１４記載の分波器。
【請求項１６】
前記第１、第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＮｂＯ３であることを特徴とする請求項１４記載の分波器。
【請求項１７】
前記第１、第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＴａＯ３であることを特徴とする請求項１４記載の分波器。
【請求項１８】
前記第１の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＮｂＯ３であり、前記第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＴａＯ３であることを特徴とする請求項１４記載の分波器。
【請求項１９】
反共振点にリップルを発生させることを特徴とする請求項１４記載の分波器。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、弾性表面波素子及び弾性表面波装置並びに分波器に関する。
背景技術
近年、携帯電話機をはじめとした移動体通信端末機が急速に発展している。この端末機は、持ち運びの便利さから特に小型軽量であることが望まれている。
そして、移動体通信端末機の小型軽量化を達成するには、そこに使われる電子部品も小型軽量であることが必須であり、このため、端末機の高周波部や中間周波部には、小型軽量化に有利な弾性表面波装置、即ち弾性表面波フィルタが多用されている。
弾性表面波フィルタに求められる重要な特性として、挿入損失及び通過帯域外減衰が挙げられる。挿入損失は機器の消費電力に影響し、低損失であればあるほどバッテリーの寿命が延びるため、バッテリーの容量を削減することができて小型軽量化に貢献する。また、一つの弾性表面波フィルタで広帯域外減衰を得ることができれば、機器の小型軽量化に貢献する。
低損失高減衰特性を満たす第一の従来例に係る弾性表面波フィルタとして、例えば、日本国特許出願公開Ｎｏ．平５−１８３３８０号公報に記載されているようなラダー型フィルタがある。ラダー型フィルタは、入出力電極に直列接続された弾性表面波共振器と並列接続された弾性表面波共振器とを多段に設けたものである。このラダー型フィルタは、低損失かつ通過帯域近傍の減衰特性に優れるため、携帯電話の高周波フィルタに多用されている。
また、低損失高減衰特性を満たす第二の従来例に係る弾性表面波フィルタとして、例えば、日本国特許出願公開Ｎｏ．平８−５６１３６号公報に記載されているようなノッチ型フィルタが知られている。ノッチ型フィルタは、弾性表面波共振器を直列に多段接続したもので、低損失かつ通過帯域近傍の減衰に優れている。
しかしながら、ラダー型フィルタは、通過帯域近傍の減衰特性に優れているが、より高周波領域の減衰特性は急激に悪化するという問題がある。ここで、並列に接続された弾性表面波共振器の静電容量Ｃと、素子上の接地電極からパッケージの基準電位に至る配線に含まれるインダクタ成分Ｌとにより生じるＬＣ直列共振を利用して減衰を得ることもできるが、何らかの原因により配線に含まれる直列抵抗成分により特性が劣化した場合には減衰特性が大幅に劣化してしまうので、安定した減衰特性を得ることは困難である。
また、ノッチ型フィルタは、通過帯域の高周波領域の減衰特性には優れているが、低周波領域はなだらかに減衰していくためにバンドパス特性を得にくいという問題がある。また、減衰域周波数が共振器の反共振周波数に限定されるため、設計の自由度が低い。
そこで、本発明は、このような第一及び第二の従来例の問題点を解決し、低損失かつ高減衰特性を有する弾性表面波素子及び弾性表面波装置並びに分波器を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明の一様相によれば、入力端子と出力端子との間に形成された第１の配線部と、第１の配線部に直列に配置された複数の第１の弾性表面波共振器と、第１の弾性表面波共振器に対して入力端子側または出力端子側の第１の配線部に直列に配置された複数の第２の弾性表面波共振器と、第１の配線部における第２の弾性表面波共振器相互間の中点と基準電位電極との間に形成された複数の第２の配線部と、第２の配線部にそれぞれ配置され、第２の弾性表面波共振器の共振周波数と一致する反共振周波数を有する複数の第３の弾性表面波共振器とを有することを特徴とする弾性表面波素子が得られる。
このような発明によれば、第１の弾性表面波共振器により実現される超低損失かつ低減衰な通過特性に、第２及び第３の弾性表面波共振器により実現される低損失かつ中程度の減衰特性を組み合わせることにより、低損失かつ高減衰特性を有する弾性表面波素子を得ることができる。
また、前記第１の弾性表面波共振器は、前記第２及び第３の弾性表面波共振器の通過帯域から離れた周波数帯域に共振周波数を設定しているようにしても良い。
尚、前記第１、第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＮｂＯ３であっても良い。
また、前記第１、第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＴａＯ３であっても良い。
更に、前記第１の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＮｂＯ３であり、前記第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板はＬｉＴａＯ３であっても良い。
そして、前記弾性表面波素子において、反共振点にリップルを発生させることも可能である。
また、本発明の他の様相によれば、弾性表面波素子が搭載された実装基板を有する弾性表面波装置であって、前記弾性表面波素子は、入力端子と出力端子との間に形成された第１の配線部と、前記第１の配線部に直列に配置された複数の第１の弾性表面波共振器と、前記第１の弾性表面波共振器に対して入力端子側または出力端子側の前記第１の配線部に直列に配置された複数の第２の弾性表面波共振器と、前記第１の配線部における前記第２の弾性表面波共振器相互間の中点と基準電位電極との間に形成された複数の第２の配線部と、前記第２の配線部にそれぞれ配置され、前記第２の弾性表面波共振器の共振周波数と一致する反共振周波数を有する複数の第３の弾性表面波共振器とを有することを特徴とする弾性表面波装置が得られる。
尚、前記第１、第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板の素子形成面が前記実装基板の実装面と対向して前記実装基板に搭載されるようにしても良い。
また、本発明の更に他の様相によれば、相互に異なる帯域中心周波数を有する２つの弾性表面波素子を含む分波器であって、いずれか一方の前記弾性表面波素子は、入力端子と出力端子との間に形成された第１の配線部と、前記第１の配線部に直列に配置された複数の第１の弾性表面波共振器と、前記第１の弾性表面波共振器に対して入力端子側または出力端子側の前記第１の配線部に直列に配置された複数の第２の弾性表面波共振器と、前記第１の配線部における前記第２の弾性表面波共振器相互間の中点と基準電位電極との間に形成された複数の第２の配線部と、前記第２の配線部にそれぞれ配置され、前記第２の弾性表面波共振器の共振周波数と一致する反共振周波数を有する複数の第３の弾性表面波共振器とを有することを特徴とする分波器が得られる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ更に具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。尚、発明の実施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態としてのものであり、本発明がその実施の形態に限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施の形態である弾性表面波素子がパッケージ化された弾性表面波装置を示す断面図、図２は、本発明の一実施の形態である弾性表面波素子の等価回路を示す回路図、図３は、本発明の一実施の形態である弾性表面波素子において圧電基板の素子形成面上に形成された素子配列を示す概略図、図４は、図３の弾性表面波素子における弾性表面波共振器のパターンを示す平面図、図５は、本実施の形態の構成による弾性表面波素子の通過特性を示すグラフ、図６は、第１の弾性表面波共振器のそれぞれ弾性表面波共振器のインピーダンス特性及びこれらを接続した場合の通過特性を示すグラフ、図７は、第１の弾性表面波共振器を構成する弾性表面波共振器の段数を４段にした場合の各段のインピーダンス特性及び第１の弾性表面波共振器の通過特性を示すグラフ、図８は、図７の特性を有する第１の弾性表面波共振器を用いた弾性表面波素子の周波数特性を示すグラフ、図９は、本実施の形態の弾性表面波素子が用いられた分波器の周波数特性を示すグラフである。
図１に示す弾性表面波装置１０は、圧電基板上に所定の導電パターンが形成された弾性表面波素子１１が、単層あるいは複数層からなり所定の配線パターンや回路パターンの形成されたセラミック製や樹脂製の実装基板１２に搭載されたものである。そして、弾性表面波素子１１の素子形成面は実装基板１２の実装面と対向配置されており、弾性表面波素子１１と実装基板１２とはバンプ１３を介してフリップチップ接続されている。尚、両者はワイヤボンディング技術によりワイヤ接続してもよい。
ここで、圧電基板は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３や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圧電セラミックスのような圧電性セラミックスにより形成されている。但し、絶縁基板上にＺｎＯ薄膜などの圧電薄膜を形成したものを圧電基板として用いてもよい。
そして、実装基板１２には、弾性表面波素子１１を包囲するようにしてキャップ１４が接着されており、弾性表面波素子１１を塵埃や機械的衝撃などから保護している。
弾性表面波素子１１の圧電基板（例えば、３９°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３の圧電基板）上には、図２及び図３に示すように、所定周波数の弾性表面波に共振する弾性表面波共振器１５，１６，１７がその実装面に形成されている。
図示するように、電気信号が入出力される入力電極１８と出力電極１９との間には第１の配線部２０が形成されており、第１の配線部２０には、２つの第１の弾性表面波共振器１５が直列に配置されている。更に第１の配線部２０には、３つの第２の弾性表面波共振器１６が第１の弾性表面波共振器１５に対して出力端子１９側に直列に配置されている。
また、第１の配線部２０における第２の弾性表面波共振器１６相互間の中点と基準電位電極２１との間には２つの第２の配線部２２が形成されている。そして、それぞれの第２の配線部２２には、第２の弾性表面波共振器１６の共振周波数と一致する反共振周波数を有する第３の弾性表面波共振器１７が配置されている。
更に、圧電基板上には、前述した入力電極１８、出力電極１９及び基準電位電極２１の他に、３つのダミー電極２３が形成されている。また、入力端子１８と第１の弾性表面波共振器１５との間には、入力負荷との整合をとる整合回路２５が設けられている。
尚、図２において、符号２６、符号２７及び符号２８は、第１及び第２の配線部２０，２２における配線の引き回しに含まれるインダクタ成分を表わし、符号２９及び符号３０は、信号線である第１の配線部２０と基準電位電極２１との間に生じる容量成分を表わす。但し、これらの成分２６，２７，２８，２９，３０は実際の構成において不可避的に含まれる代表的な寄生効果成分を素子として示したものであり、他の寄生効果素子が加えられていてもよい。
ここで、本明細書において、「共振周波数に一致する反共振周波数」とは、双方の周波数が厳密に一致していなくてもよく、フィルタなど所定の機能を発揮し得る程度に一致していれば足りる。
尚、第１の弾性表面波共振器１５、第２の弾性表面波共振器１６、第３の弾性表面波共振器１７、及び第２の配線部はそれぞれ複数設けられていればよく、図示する数に限定されるものではない。また、本実施の形態では、第１の弾性表面波共振器１５が入力端子１８側に、第２の弾性表面波共振器１６が出力端子１９側に配置されているが、第１の弾性表面波共振器１５が出力端子１９側に、第２の弾性表面波共振器１６が入力端子１８側に配置されていてもよい。
電極１８，１９，２１，２３には図１に示すバンプ１３が形成され、超音波により実装基板１２とバンプ接続される。そして、このようなバンプ接続により、前述のように素子形成面が実装基板１２の実装面と対向配置される。
ここで、弾性表面波共振器１５，１６，１７は、図４に示すように、相互に交差した一対の櫛の歯状に形成されている。そして、このような交差指電極の入力側に電圧を印加して電界をかけると、圧電基板には圧電効果により弾性表面波が発生する。また、このようにして生成された弾性表面波による機械的歪みが電界を生じさせ、出力側で電気信号に変換される。尚、弾性表面波共振器１５，１６，１７の周波数特性は、電極の交差幅や電極対の数などの条件を変えることにより変更することができる。
尚、弾性表面波共振器１５，１６，１７の両側には、弾性表面波を反射する反射器２４が配置されている。
次に、本実施の形態の弾性表面波素子１１の周波数特性について説明する。
図５に本実施の形態の構成による弾性表面波素子１１の通過特性を示す。
図５において、実線は本実施の形態の弾性表面波素子の通過特性を、二点鎖線は第１の弾性表面波共振器１５のみによる通過特性を、破線は第２及び第３の弾性表面波共振器１６，１７による通過特性をそれぞれ示している。
図示するように、本弾性表面波素子では、２．１４ＧＨｚ付近に深い減衰が得られていることがわかる。即ち、通過帯域から離れた高周波側では第２及び第３の弾性表面波共振器１６，１７による場合よりも大きな減衰が得られ、通過帯域の低周波側では第１の弾性表面波共振器１５単体の場合より大きな減衰が得られている。また、通過帯域の挿入損失は、第２及び第３の弾性表面波共振器１６，１７による場合と同等となっている。
従って、本実施の形態によれば、第１の弾性表面波共振器１５により実現される超低損失かつ低減衰な通過特性に、第２及び第３の弾性表面波共振器１６，１７により実現される低損失かつ中程度の減衰特性を組み合わせることにより、低損失かつ高減衰特性を有する弾性表面波素子１１を得ることができる。
次に、第１の弾性表面波共振器１５について説明する。
前述のように、第１の弾性表面波共振器１５は、交差指電極のピッチが相互に異なる２つ（２段）の弾性表面波共振器からなっている。
ここで、図６に、第１の弾性表面波共振器１５の各段の弾性表面波共振器のインピーダンス特性及びこれらを接続した場合の通過特性を示す。尚、実線は第１の弾性表面波共振器１５の通過特性を、破線及び二点鎖線は１段目及び２段目の弾性表面波共振器によるインピーダンス特性をそれぞれ示している。
図示するように、１段目及び２段目の弾性表面波共振器の反共振周波数が、第１の弾性表面波共振器１５の通過特性の減衰極に対応していることがわかる。また、各段の弾性表面波共振器の共振周波数は、図５に示す本実施の形態の弾性表面波素子の通過帯域より十分大きいことがわかる。即ち、第１の弾性表面波共振器１５は、第２及び第３の弾性表面波共振器１６，１７の通過帯域の高域側近傍ではなく、この通過帯域から離れた周波数帯域に共振周波数を設定していることがわかる。そしてこれにより、通過帯域から離れた周波数帯域に、第２及び第３の弾性表面波共振器１６，１７による場合よりも大きな減衰域を設定することができる。
尚、第１の弾性表面波共振器のみで構成された弾性表面波素子では、第１の弾性表面波共振器の共振周波数付近に通過帯域が設定される。これに対し、本実施の形態の弾性表面波素子では、共振周波数より十分低周波側に通過帯域が設定されている点に特徴がある。
また、第１の弾性表面波共振器のみで構成された弾性表面波素子では、信号線と基準電位との間に圧電基板の誘電率を利用した容量成分を形成することにより高減衰が実現されるのに対し、本実施の形態の弾性表面波素子では、このような容量成分による減衰を必要としていないので、圧電基板の素子形成面と実装基板の実装面とが対向するフリップチップ構造による実装形態が好適となり、弾性表面波装置の薄型低背化を図ることが可能になる。
尚、本弾性表面波素子をフリップチップ実装することにより、次のような利点が生じる。
即ち、圧電基板の誘電率εは４０（ＬＴ）程度のため、フェースアップボンディング（ワイヤボンディング）では容量の要因となり、不可避的に第２の配線部に浮遊容量が構成されてしまう。そして、この浮遊容量により、場合によっては、弾性表面波共振器の共振周波数低周波側に減衰域が構成される。これに対し、フリップチップ実装にすれば浮遊容量をなくすことができる。
具体的には、例えば圧電基板厚３５０μｍ、誘電率４０のＬＴに相当する誘電率１の空気ギャップは３５０／４０＝９μｍとなるので、実装後のバンプ高さをこれより高くすることにより、フリップチップ実装による浮遊容量の削減を図ることができる。
これにより、第１の弾性表面波共振器１５及び第２の弾性表面波共振器１６を第１の配腺部２０に直列に多段接続して大面積共振器としても、浮遊並列容量に起因した不都合を回避することが可能になる。
ここで、共振周波数より低周波領域での第１の弾性表面波共振器１５における各段の弾性表面波共振器のインピーダンス特性は、ほぼ電極指間の容量のみで表わすことができる。そして、弾性表面波共振器の静電容量は、圧電基板と電極指のピッチが同じ場合、電極指の対数×交差幅により決定される。本実施の形態での第１の弾性表面波共振器１５は、弾性表面波素子１１の通過域の整合が５０Ωのまま容量性に変化するように、対数×交差幅を適切に設定している。よって、直列のインダクタによる整合回路２５を接続するだけで、容易に５０Ωに整合することができる。
ここで、減衰域の帯域幅を拡大する手段について説明する。
第１の弾性表面波共振器１５における各段の弾性表面波共振器の交差指電極のピッチを調整することにより所望の周波数に反共振点が得られて減衰域が形成されるので、第１の弾性表面波共振器１５の段数を増やすとともに各段の弾性表面波共振器の交差指電極のピッチを相互に異ならせることにより、減衰域の帯域幅を広げることができる。尚、各段の弾性表面波共振器の交差指電極のピッチ差が大きくなると、各段の弾性表面波共振器の反共振周波数の間にリップルが生じるため、リップルが生じない適切なピッチ差を選ぶ必要がある。
図７に、第１の弾性表面波共振器１５を構成する弾性表面波共振器の段数を４段にした場合の各段のインピーダンス特性及び第１の弾性表面波共振器１５の通過特性を、図８に、このような第１の弾性表面波共振器１５を用いた弾性表面波素子の周波数特性を示す。
これらの図からわかるように、第１の弾性表面波共振器１５を構成する弾性表面波共振器の段数を多段にすればするほど、減衰域の帯域幅が拡大していることがわかる。
さて、前述のように、本実施の形態の弾性表面波素子では、第１の弾性表面波共振器１５の共振周波数を第２及び第３の弾性表面波共振器１６，１７の通過帯域から離れた帯域に設定することが可能である。
そこで、次に、このような弾性表面波素子を弾性表面波装置の一つである分波器のフィルタに適用した場合について説明する。分波器は、通過帯域の中心周波数が相互に異なる２つのフィルタを端子に対して並列に接続することにより構成され、一方のフィルタの通過帯域の中心周波数は低周波側に設定され、他方のフィルタの通過帯域の中心周波数は高周波側に設定される。このような分波器は、例えば上記端子をアンテナに接続し、上記低周波側のフィルタの他端を送信機に接続し、上記高周波側のフィルタの他端を受信機に接続することによって使用される。このような分波器において、低周波側のフィルタに本実施の形態による弾性表面波素子を用いることにより、低周波側のフィルタ出力において高周波側の信号を一段と減衰させることができるので、送信機から出力された不要信号が受信機側へ入力されることを一段と低減し得る分波器を実現することができる。
図９に、本実施の形態の弾性表面波素子を低周波側フィルタ（実線）に、公知のラダー型フィルタを高周波側フィルタ（破線）に適用した場合の周波数特性を示す。
図示するように、このような分波器によれば、相手側の通過帯域で十分な減衰を得ることができる。また、弾性表面波素子単体では必要であった直列接続のインダクタによる整合回路が不要となる。
ここで、圧電基板として、伝搬損がＬｉＴａＯ３に比較して大きい４１°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３を使用すると、反共振点が鈍るので、よりなめらかな減衰域を得ることができる。そして、このような弾性表面波素子を分波器に用いることにより、相手側の通過帯域内に影響していたリップルが低減される。
尚、上記手法では、なめらかな減衰域を得ることができ、相手側の通過帯域のリップルを低減できるが、低周波側フィルタの挿入損失が増大する場合がある。挿入損失を犠牲にできない場合は、第１の弾性表面波共振器１５をＬｉＮｂＯ３上に形成し、第２及び第３の弾性表面波共振器１６，１７をＬｉＴａＯ３上に形成することにより、挿入損失を犠牲にすることなく、なめらかな減衰域を得ることができ、相手側通過帯域のリップルを低減できる。
更に、反共振点を鈍らせるには、反共振点にリップルを発生させればよい。これには、図４において、電極指３１とバスバー３２の間隔Ｗを調整することにより実現される。
ここで、３９°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３の圧電基板上に弾性表面波素子を形成した場合のリップルの発生について説明する。
第１の弾性表面波共振器１５を構成する２つの弾性表面波共振器を、電極指３１の対数を２６０対、電極指の交差幅を３４λ、電極指３１とバスバー３２の間隔を３．０λ、反射器２４の電極指本数１００本として（図４参照）、各段の弾性表面波共振器の反共振周波数を、電極指３１のピッチを変更することによりずらす。尚、λは弾性表面波の波長である。これにより、反共振点にリップルが発生して実質的に反共振点が鈍くなるので、同様に、よりなめらかな減衰域を得ることができる。
また、なめらかな減衰域を得ることと相手側のリップルを低減する別の手段として、第１の弾性表面波共振器１５において、各段それぞれの共振器において、電極指３１のピッチを２種類組み合わせた構成にすることにより、各共振器において、２種類の共振周波数及び２種類の反共振周波数を得ることができる。これにより、各段の反共振周波数の間隔を拡大することができ、広帯域でなめらかな減衰域を得ることができる。
尚、本発明の適用範囲はフィルタに限定されるものではなく、弾性表面波素子が１個あるいは複数個搭載されたフィルタ分野以外の種々の弾性表面波装置に適用することが可能である。
産業上の利用可能性
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、第１の弾性表面波共振器により実現される超低損失かつ低減衰な通過特性に、第２及び第３の弾性表面波共振器により実現される低損失かつ中程度の減衰特性を組み合わせることにより、低損失かつ高減衰特性を有する弾性表面波素子を得ることができる。
また、第１の弾性表面波共振器が、第２及び第３の弾性表面波共振器の通過帯域から離れた周波数帯域に共振周波数を設定すれば、通過帯域から離れた周波数帯域に大きな減衰域を設定することが可能になる。
更に、第１、第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板をＬｉＮｂＯ３とすれば、伝搬損が大きいために反共振点が鈍るので、よりなめらかな減衰域を得ることができる。
そして、第１の弾性表面波共振器が形成された圧電基板をＬｉＮｂＯ３とし、第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板をＬｉＴａＯ３とすれば、挿入損失を犠牲にすることなく、なめらかな減衰域を得ることができ、相手側通過帯域のリップルを低減できる。
また、反共振点にリップルを発生させるようにすれば、リップルにより反共振点が鈍るので、よりなめらかな減衰域を得ることができる。
尚、弾性表面波素子を、第１、第２及び第３の弾性表面波共振器が形成された圧電基板の素子形成面を実装基板の実装面と対向して実装基板に搭載すれば、容量成分による減衰を必要としないので、弾性表面波装置の薄型低背化を図ることが可能になる。
更に、相互に異なる帯域中心周波数を有する２つの弾性表面波素子の一方を前述の弾性表面波素子とした弾性表面波装置で分波器を形成すれば、相手側の通過帯域で十分な減衰を得ることが可能になるとともに、弾性表面波素子単体では必要であった直列接続のインダクタによる整合回路が不要となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施の形態である弾性表面波素子がパッケージ化された弾性表面波装置を示す断面図であり、
図２は、本発明の一実施の形態である弾性表面波素子の等価回路を示す回路図であり、
図３は、本発明の一実施の形態である弾性表面波素子において圧電基板の素子形成面上に形成された素子配列を示す概略図であり、
図４は、図３の弾性表面波素子における弾性表面波共振器のパターンを示す平面図であり、
図５は、本実施の形態の構成による弾性表面波素子の通過特性を示すグラフであり、
図６は、第１の弾性表面波共振器のそれぞれ弾性表面波共振器のインピーダンス特性及びこれらを接続した場合の通過特性を示すグラフであり、
図７は、第１の弾性表面波共振器を構成する弾性表面波共振器の段数を４段にした場合の各段のインピーダンス特性及び第１の弾性表面波共振器の通過特性を示すグラフであり、
図８は、図７の特性を有する第１の弾性表面波共振器を用いた弾性表面波素子の周波数特性を示すグラフであり、
図９は、本実施の形態の弾性表面波素子が用いられた分波器の周波数特性を示すグラフである。
【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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【図９】
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【国際調査報告】
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