(57)【要約】      （修正有）【課題】通過帯域内における特性を劣化させることなく、通過帯域近傍の減衰量、特に通過帯域よりも高周波数側における減衰量を高め得る構造を備えたＳＡＷフィルタを提供する。【解決手段】ＳＡＷフィルタ２１は、圧電膜／低音速膜／高音速膜／支持基板の積層構造からなる積層基板２２上に表面波伝搬方向に沿って複数のＩＤＴ２３〜２５を配置してなり、ＳＡＷフィルタの出力側に、少なくとも１個の１ポート型ＳＡＷ共振子２８を直列に接続してなり、かつ上記ＳＡＷ共振子２８の反共振周波数ｆaをＳＡＷフィルタの通過帯域よりも高周波数側に位置するようにした。【選択図】図４
2015119310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電膜／低音速膜／高音速膜／支持基板の積層構造からなる積層基板上に表面波伝搬方向に沿って複数のインターデジタルトランスデューサを配置してなる弾性表面波フィルタにおいて、
前記弾性表面波フィルタの入出力側の少なくとも一方側に、少なくとも１個のインターデジタルトランスデューサを有する少なくとも１個の１ポート型表面波共振子が直列に接続されており、かつ前記１ポート型表面波共振子の反共振周波数が弾性表面波フィルタの通過帯域よりも高周波数側に設定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】
前記積層基板がＬｉＴａＯ3 基板からなり、
前記１ポート型弾性表面波共振子の共振周波数をｆ0 （ＭＨｚ）、電極指の対数をＮ、交差幅をＡ（μｍ）としたときに、
１ポート型表面波共振子が１個の場合には、
【数１】
2015119310.tif 000005
を満たし、
前記１ポート型表面波共振子が複数個直列に接続された場合には、個々の共振子のｆ0 ／（Ｎ×Ａ）の合計が０．６以下となるように、前記１ポート型表面波共振子のインターデジタルトランスデューサが構成されている、請求項１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、圧電膜／低音速膜／高音速膜／支持基板の積層構造からなる積層基板上に表面波伝搬方向に沿って複数のインターデジタルトランスデューサ（以下、ＩＤＴ）を配置してなる弾性表面波フィルタ（以下、ＳＡＷフィルタ）に関し、特に、通過帯域近傍における減衰量を高め得る構造を備えたＳＡＷフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＡＷフィルタは、小型であり、かつ急峻なフィルタ特性を有することを特徴としている。従って、従来より種々の構造のＳＡＷフィルタが提案され、使用されている。
【０００３】
図１は、従来の弾性表面波フィルタの一例として、３電極型ＳＡＷフィルタを示す略図的平面図である。ＳＡＷフィルタ１は、矩形の圧電基板２上に３個のＩＤＴ３〜５を配置した構造を有する。なお、６，７は反射器を示す。ＳＡＷフィルタ１では、ＩＤＴ３，５の一方の櫛歯電極が共通接続されて入力端とされており、ＩＤＴ４の一方の櫛歯電極が出力端とされている。ＩＤＴ３〜５の他方の櫛歯電極は、アース電位に接続されている。
【０００４】
図２は、従来のＳＡＷフィルタの他の例を示す略図的平面図である。ＳＡＷフィルタ８は、圧電基板２の上面に２個のＩＤＴ９，１０を表面波伝搬方向に沿って配置した構造を有する。ＩＤＴ９，１０の両側には反射器６，７が配置されている。この２電極型ＳＡＷフィルタ８では、ＩＤＴ９の一方の櫛歯電極が入力端として、ＩＤＴ１０の一方の櫛歯電極が出力端として用いられる。ＩＤＴ９，１０の他方の櫛歯電極はアース電位に接続されている。
【０００５】
図３は、従来のＳＡＷフィルタのさらに他の例を示す略図的平面図である。ＳＡＷフィルタ１１は矩形の圧電基板２の上面に表面波伝搬方向に沿って７個のＩＤＴ１２〜１８を配置した構造を有し、多電極形ＳＡＷフィルタと称されているものである。ＩＤＴ１２，１４，１６，１８の一方の櫛歯電極が共通接続されて入力端として用いられ、ＩＤＴ１３，１５，１７の一方の櫛歯電極が共通接続されて出力端として用いられている。また、ＩＤＴ１２〜１８の他方の櫛歯電極は、それぞれ、アース電位に接続される。
【０００６】
このような多電極型ＳＡＷフィルタ１１では、多数のＩＤＴ１２〜１８を配置してなるものであるため、挿入損失を低減することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、ＳＡＷフィルタとして、挿入損失を低減するために種々の構造のものが提案されている。しかしながら、挿入損失の低減を図った場合、ＳＡＷフィルタの通過帯域近傍における減衰量があまり大きくならず、特に上記のような表面波共振子を用いたＳＡＷフィルタにおいては、通過帯域近傍の減衰量が小さいという問題があった。
【０００８】
通過帯域近傍における減衰量を高めるには、ＳＡＷフィルタの段数を増大し、多段接続すればよいと考えられる。しかしながら、ＳＡＷフィルタの段数を増大させた場合には、段数に比例して挿入損失が増加することになる。
【０００９】
従って、挿入損失を増大させることなく、通過帯域近傍における減衰量を大きくし得るＳＡＷフィルタの登場が望まれている。特に、携帯電話などの移動体通信においては、送信側及び受信側の周波数間隔が狭く、通過帯域近傍の減衰量を十分に確保する必要がある。しかしながら、従来のＳＡＷフィルタでは、このような要求を満たすことが困難であった。
【００１０】
本発明の目的は、通過帯域のフィルタ特性を損なうことなく、通過帯域近傍における減衰量、特に通過帯域の高周波数側における減衰量を高め得る構造を備えたＳＡＷ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】
請求項１に記載の発明は、圧電膜／低音速膜／高音速膜／支持基板の積層構造からなる積層基板上に表面波伝搬方向に沿って複数のＩＤＴを配置してなるＳＡＷフィルタにおいて、前記ＳＡＷフィルタの入出力側の少なくとも一方側に、少なくとも１個のＩＤＴを有する少なくとも１個の１ポート型表面波共振子（以下、ＳＡＷ共振子）が直列に接続されており、かつ前記１ポート型ＳＡＷ共振子の反共振周波数がＳＡＷフィルタの通過帯域よりも高周波数側に設定されていることを特徴とする、ＳＡＷフィルタである。
【００１２】
上記圧電膜／低音速膜／高音速膜／支持基板の積層構造からなる積層基板上に表面波伝搬方向に沿って複数のＩＤＴを配置してなるＳＡＷフィルタとしては、前述したような２電極型もしくは３電極型のＳＡＷ共振子フィルタの他、多電極型ＳＡＷフィルタも含まれる。本発明では、上記のような各種ＳＡＷフィルタにおいて、上記少なくとも１個の１ポート型ＳＡＷ共振子が直列に接続されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、前記圧電膜がＬｉＴａＯ3からなり、前記１ポート型ＳＡＷ共振子の共振周波数をｆ0 （ＭＨｚ）、電極指の対数をＮ、交差幅をＡ（μｍ）としたときに、１ポートＳＡＷ共振子が１個の場合には、下記の式（１）
【００１４】
【数１】
2015119310.tif 000003
を満たし、前記１ポート型ＳＡＷ共振子が複数個の場合には、個々の共振子のｆ0 ／（Ｎ×Ａ）の合計が０．６以下となるように、前記１ポート型ＳＡＷ共振子のＩＤＴが構成されている。
【００１５】
請求項１に記載の発明では、ＳＡＷフィルタの入出力側の少なくとも一方に、少なくとも１個の上記１ポート型ＳＡＷ共振子が直列に接続されている。この１ポート型ＳＡＷ共振子は、その反共振周波数がｆa がＳＡＷフィルタの通過帯域よりも高周波数側に位置するように構成されている。従ってＳＡＷフィルタ全体の通過帯域特性において、通過帯域の高周波数側において上記１ポート型ＳＡＷ共振子の反共振点が位置するため、通過帯域の高域側における減衰量が高められる。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、後述の実施形態から明らかなように、ＬｉＴａＯ3 からなる圧電膜を用いたＳＡＷフィルタにおいて、上述した式（１）を満たすように１ポート型ＳＡＷ共振子が構成されているので、挿入損失をあまり増大させることなく、通過帯域の高域側における減衰量を効果的に改善することができる。
【００１７】
なお、上記請求項２に記載の発明における式（１）は、後述の実施形態から明らかなように、本願発明者により理論的に確かめられたものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明では、ＳＡＷフィルタの入出力側の少なくとも一方に、少なくとも１個の１ポート型ＳＡＷ共振子が直列に接続されており、かつ該１ポート型ＳＡＷ共振子の反共振周波数がＳＡＷフィルタの通過帯域よりも高周波数側に位置するように１ポート型ＳＡＷ共振子が設計されているため、通過帯域よりも高周波数側における減衰量を約１０〜２０ｄＢ改善することができる。
【００１９】
従って、通過帯域に比べて減衰域における減衰量が増大されるため、フィルタ特性の急峻性が高められる。よって、携帯電話機における送受信側の周波数のように、周波数間隔の狭い用途に用いるのに適したＳＡＷフィルタを提供することが可能となる。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明では、ＬｉＴａＯ3 を圧電膜材料として用いた場合、上述した式（１）を満たすように１ポート型ＳＡＷ共振子を設計することにより、挿入損失を増大させることなく請求項１に記載の発明のように通過帯域外における減衰量、特に通過帯域よりも高周波数域における減衰量を効果的に高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の３電極型ＳＡＷフィルタを示す略図的平面図。
【図２】従来の２電極型ＳＡＷフィルタを示す略図的平面図。
【図３】従来の多電極型ＳＡＷフィルタを示す略図的平面図。
【図４】第１の実施形態に係るＳＡＷフィルタを説明するための略図的平面図。
【図５】図５（Ａ）は、第１の実施形態に係るＳＡＷフィルタを示す要部断面図。図５（Ｂ）、図５（Ｃ）は、その変形例である。
【図６】第２の実施形態に係るＳＡＷフィルタを示す略図的平面図。
【図７】第３の実施形態に係るＳＡＷフィルタを示す略図的平面図。
【図８】１ポート型ＳＡＷ共振子の等価回路を示す図。
【図９】１ポート型ＳＡＷ共振子のインピーダンス−周波数特性を示す図。
【図１０】３６°Ｙカット−ＬｉＴａＯ3 基板を用い、Ｍの値を変動させた場合の挿入損失の変化を示す図。
【図１１】比較のために用意した従来のＳＡＷフィルタの挿入損失−周波数特性を示す図。
【図１２】４個の１ポート型ＳＡＷ共振子を接続した実施形態のＳＡＷフィルタの挿入損失−周波数特性を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２３】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷフィルタを示す略図的平面図である。図５（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷフィルタを示す要部断面図である。ＳＡＷフィルタ２１は、矩形の積層基板２２を用いて構成されている。積層基板２２は、圧電膜２２４／低音速膜２２３／高音速膜２２２／支持基板２２１の積層構造を備えている。積層基板２２の上面２２ａ上には、端縁２２ｂ側において、複数のＩＤＴ２３〜２５が表面波伝搬方向に沿って配置されている。
【００２４】
ＩＤＴ２３〜２５は、３電極型ＳＡＷフィルタを構成するために設けられている。なお、ＩＤＴ２３〜２５の両側には、反射器２６，２７が配置されている。ＩＤＴ２３，２５の一方の櫛歯電極は、図示のように共通接続されて入力端として用いられる。ＩＤＴ２３，２５の他方の櫛歯電極は、アース電位に接続されている。
【００２５】
また、ＩＤＴ２４の一方の櫛歯電極はアース電位に接続されており、他方の櫛歯電極が出力端ＯＵＴに後述の１ポート型表面波共振子２８を介して接続されている。
【００２６】
本実施形態の特徴は、１ポート型ＳＡＷ共振子２８が、ＩＤＴ２４の他方の櫛歯電極と、出力端との間に、すなわち３電極型ＳＡＷフィルタの出力側に直列に接続されていることにある。
【００２７】
ＳＡＷ共振子２８は、互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対の櫛歯電極２８ａ，２８ｂを有する。一方の櫛歯電極２８ａが、上記ＩＤＴ２４の櫛歯電極に接続されており、他方の櫛歯電極２８ｂが出力端ＯＵＴに接続される。
【００２８】
上記ＳＡＷ共振子２８の反共振周波数ｆa は、ＩＤＴ２３〜２５で構成される３電極型ＳＡＷフィルタの通過帯域よりも高周波数側に位置するように構成されている。従って、後述の動作原理の説明から明らかなように、ＳＡＷフィルタ２１のフィルタ特性において、通過帯域の高周波数側における減衰量を高めることが可能とされている。
【００２９】
上述のとおり、本実施形態のＳＡＷフィルタ２１は、圧電膜２２４／低音速膜２２３／高音速膜２２２／支持基板２２１の積層構造からなる積層基板２２を備え、積層基板２２上にＩＤＴ２３〜２５、反射器２６，２７、ＳＡＷ共振子２８が形成された構造を有する。以下、詳しく説明する。
【００３０】
積層基板２２は、支持基板２２１を有する。支持基板２２１上に、音速が相対的に高い高音速膜２２２が積層されている。高音速膜２２２上に、音速が相対的に低い低音速膜２２３が積層されている。また、低音速膜２２３上に圧電膜２２４が積層されている。この圧電膜２２４の上面にＩＤＴ２３〜２５、反射器２６，２７、ＳＡＷ共振子２８が積層されている。なお、圧電膜２２４の下面にＩＤＴ２３等が積層されていてもよい。
【００３１】
上記積層基板２２は、高音速膜２２２、低音速膜２２３、圧電膜２２４及びＩＤＴ２３等を有する積層構造を支持し得る限り、適宜の材料により構成することができる。このような材料としては、サファイア、リチウムタンタレート、リチュウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、ガラス等の誘電体またはシリコン、窒化ガリウム等の半導体及び樹脂基板等を用いることができる。本実施形態では、支持基板２２１は、ガラスからなる。
【００３２】
上記高音速膜２２２は、弾性表面波を圧電膜２２４及び低音速膜２２３が積層されている部分に閉じ込め、高音速膜２２２より下の構造に漏れないように機能する。本実施形態では、高音速膜２２２は、窒化アルミニウムからなる。もっとも、上記弾性波を閉じ込め得る限り、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、ＤＬＣ膜またはダイヤモンド、前記材料を主成分とする媒質、前記材料の混合物を主成分とする媒質等のさまざまな高音速材料を用いることができる。弾性表面波を圧電膜２２４及び低音速膜２２３が積層されている部分に閉じ込めるには、高音速膜２２２の膜厚は厚いほど望ましく、弾性表面波の波長のλの０．５倍以上、さらには１．５倍以上であることが望ましい。
【００３３】
なお、本明細書において、高音速膜とは、圧電膜２２４を伝搬する表面波や境界波の弾性波よりも、該高音速膜中のバルク波の音速が高速となる膜を言うものとする。また、低音速膜とは、圧電膜２２４を伝搬するバルク波よりも、該低音速膜中のバルク波の音速が低速となる膜を言うものとする。また、ある構造上のＩＤＴからは様々な音速の異なるモードの弾性波が励振されることになるが、圧電膜２２４を伝搬する弾性波とは、フィルタや共振子の特性を得るために利用する特定のモードの弾性波を示す。上記バルク波の音速を決定するバルク波のモードは、圧電膜２２４を伝搬する弾性波の使用モードに応じて定義される。高音速膜２２２及び低音速膜２２３がバルク波の伝搬方向に関し等方性の場合には、下記の表１に示すようになる。すなわち、下記の表１の左軸の弾性波の主モードに対し下記の表１の右軸のバルク波のモードにより、上記高音速及び低音速を決定する。Ｐ波は縦波であり、Ｓ波は横波である。
【００３４】
なお、下記の表１において、Ｕ１はＰ波を主成分とし、Ｕ２はＳＨ波を主成分とし、Ｕ３はＳＶ波を主成分とする弾性波を意味する。
【００３５】
【表１】
2015119310.tif 000004
上記低音速膜２２３を構成する材料としては圧電膜２２４を伝搬するバルク波よりも低音速のバルク波音速を有する適宜の材料を用いることができる。このような材料としては、酸化ケイ素、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタル、また、酸化ケイ素にフッ素や炭素やホウ素を加えた化合物など、前記材料を主成分とした媒質を用いることができる。
【００３６】
上記低音速膜２２３及び高音速膜２２２は、上記のように決定される高音速及び低音速を実現し得る適宜の誘電体材料からなる。
【００３７】
圧電膜２２４は、本実施形態では、３８．５°ＹカットのＬｉＴａＯ3すなわちオイラー角で（０°，１２８．５°、０°）のＬｉＴａＯ3からなり、膜厚は、ＩＤＴ２３〜２５の電極周期で定まる弾性表面波の波長をλとすると、０．２５λである。もっとも、圧電膜２２４は、他のカット角のＬｉＴａＯ3、例えば５０°ＹカットのＬｉＴａＯ3などにより形成してもよく、あるいはＬｉＴａＯ3以外の圧電単結晶により形成してもよい。
【００３８】
本願発明では、上記高音速膜２２２と、圧電膜２２４との間に上記低音速膜２２３が配置されているため、弾性波の音速が低下する。弾性波は本質的に低音速な媒質にエネルギーが集中する。従って、圧電膜２２４内及び弾性波が励振されているＩＤＴ内への弾性波エネルギーの閉じ込め効果を高めることができる。そのため、低音速膜２２３が設けられていない場合に比べて、本実施形態によれば、損失を低減し、Ｑ値を高めることができる。また、高音速膜２２２は、弾性波を圧電膜２２４及び低音速膜２２３が積層されている部分に閉じ込め、高音速膜２２２より下の構造に漏れないように機能している。即ち、本願の構造では、フィルタや共振子の特性を得るために利用する特定のモードの弾性波のエネルギーは圧電膜２２４及び低音速膜２２３の全体に分布し、高音速膜２２２の低音速膜側の一部にも分布し、積層基板２２には分布しないことになる。高音速膜２２２により弾性波を閉じ込めるメカニズムは非漏洩なＳＨ波であるラブ波型の表面波の場合と同様のメカニズムである。
【００３９】
図５（Ａ）では、圧電膜２２４／低音速膜２２３／高音速膜２２２／支持基板２２１の積層構造で構成された積層基板を示したが、図５（Ｂ）に示すように、媒質層２２５が、支持基板２２１と高音速膜２２２との間に積層されていてもよい。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。従って、第１の実施形態の説明を援用することとする。従って、上から順に、ＩＤＴ２３等、圧電膜２２４、低音速膜２２３、高音速膜２２２、媒質層２２５及び支持基板２２１がこの順序で積層されている。
【００４０】
媒質層２２５としては、誘電体、圧電体、半導体または金属などのいずれの材料を用いてもよい。その場合であっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。もっとも、媒質層２２５が金属からなる場合には、比帯域を小さくすることができる。従って、比帯域が小さい用途では、媒質層２２５が金属からなることが好ましい。
【００４１】
また、図５（Ｃ）に示すように、支持基板２２１と高音速膜２２２との間に、媒質層２２５及び媒質層３２６が積層されていてもよい。すなわち、上から順に、ＩＤＴ２３等、圧電膜２２４、低音速膜２２３、高音速膜２２２、媒質層２２５、媒質層２２６及び支持基板２２１がこの順序で積層されている。媒質層２２５及び媒質層２２６以外は、第１の実施形態と同様に構成されている。
【００４２】
媒質層２２５，２２６は、誘電体、圧電体、半導体または金属などのいずれの材料を用いてもよい。その場合であっても、第１の実施形態の弾性表面波装置と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
本実施形態（変形例）では、圧電膜２２４、低音速膜２２３、高音速膜２２２及び媒質層２２５からなる積層構造と、媒質層２２６及び支持基板２２１からなる積層構造を別々に作製した後、両積層構造を接合する。しかる後、ＩＤＴ２３等を圧電膜２２４上に形成する。それによって、各積層構造を作製する際の製造上の制約条件に依存せずに、本実施形態の弾性表面波装置を得ることができる。従って、各層を構成する材料の選択の自由度を高めることができる。
【００４４】
なお、上記２つの積層構造の接合に際しては、任意の接合方法を用いることができる。このような接合構造としては、親水化接合、活性化接合、原子拡散接合、金属拡散接合、陽極接合、樹脂やＳＯＧによる接合などの様々な方法を用いることができる。
【００４５】
図６は、本発明の第２の実施形態に係るＳＡＷフィルタ３１を示す略図的平面図である。圧電膜／低音速膜／高音速膜／支持基板の積層構造からなる、矩形の積層基板３２の上面３２ａ上に２個のＩＤＴ３３，３４が配置されている。ＩＤＩ３３の一方の櫛歯電極が入力端に、他方の櫛歯電極がアース電位に接続されている。ＩＤＴ３４の一方の櫛歯電極はアース電位に、他方の櫛歯電極は、後述のＳＡＷ共振子３７，３８を介して出力端ＯＵＴに接続されている。
【００４６】
なお、３５，３６は反射器を示す。すなわち、ＩＤＴ３３，３４及び反射器３５，３６により、図２に示した２電極型ＳＡＷフィルタと同一の構造が構成されている。
【００４７】
本実施形態では、上記２電極型ＳＡＷフィルタの出力側において、該ＳＡＷフィルタと直列に、２個の１ポート型ＳＡＷ共振子３７，３８が接続されている。ＳＡＷ共振子３７，３８は、第１の実施形態のＳＡＷ共振子２８と同様に、それぞれ、一対の櫛歯電極３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂを有する。もっとも、櫛歯電極３７ｂと櫛歯電極３８ａとはバスバーが共通とされている。そして、図示のように櫛歯電極３７ａがＩＤＴ３４に接続されており、櫛歯電極３８ｂが出力端ＯＵＴに接続されている。
【００４８】
第２の実施形態においても、１ポート型ＳＡＷ共振子３７，３８は、それぞれ、その反共振周波数が上記２電極型ＳＡＷフィルタの通過帯域よりも高周波数側に位置するように設計されている。従って、第１の実施形態の場合と同様に、通過帯域よりも高周波数側における減衰量を増大させることが可能とされている。
【００４９】
図７は、本発明の第３の実施形態に係るＳＡＷフィルタを示す略図的平面図である。ＳＡＷフィルタ４１は、圧電膜／低音速膜／高音速膜／支持基板の積層構造からなる、矩形の積層基板４２を用いて構成されている。積層基板４２の上面４２ａ上には、中央において、複数のＩＤＴ４３〜４９が表面波伝搬方向に沿って配置されている。
【００５０】
ＩＤＴ４３〜４９は、多電極型ＳＡＷフィルタを構成するために設けられている。ＩＤＴ４３，４５，４７，４９の一方の櫛歯電極は、図示のように共通接続され、後述の１ポート型ＳＡＷ共振子５０を介して入力端ＩＮに接続されている。ＩＤＴ４３，４５，４７，４９の他方の櫛歯電極はアース電位に接続されている。
【００５１】
また、ＩＤＴ４４，４６，４８の一方の櫛歯電極はアース電位に接続されており、他方の櫛歯電極は共通接続され、後述の１ポート型ＳＡＷ共振子５１を介して出力端ＯＵＴに接続されている。
【００５２】
すなわち、本実施形態のＳＡＷフィルタ４１は、多電極型ＳＡＷフィルタの入力側及び出力側の双方において、直列に各１個のＳＡＷ共振子５０，５１を接続したことに特徴を有する。
【００５３】
１ポート型ＳＡＷ共振子５０，５１は、それぞれ、その反共振周波数ｆa が中央に構成されている多電極型ＳＡＷフィルタの通過帯域よりも高周波数側に位置するように設計されている。よって、第１，第２の実施形態の場合と同様に、ＳＡＷフィルタ４１では通過帯域の高周波数側における減衰量を増大させることが可能とされている。
【００５４】
なお、第２，第３の実施形態のように、複数の１ポート型ＳＡＷ共振子を接続する場合には、共振周波数やインピーダンスの異なるＳＡＷ共振子を用いることにより、ＳＡＷフィルタ全体の特性を所望の特性により一層近づけることができる。
【００５５】
なお、上述した第１〜第３の実施形態においては、、各ＩＤＴ及び反射器は圧電膜の上面及び下面のいずれに形成されていてもよい。
【００５６】
次に、本発明の動作原理を、具体的な実験結果に基づき説明する。１ポート型ＳＡＷ共振子は、一般に、図８に示す等価回路で表される。図８を参照して、１ポート型ＳＡＷ共振子６１は、互いに直列に接続されたインダクタンスＬ1 、容量Ｃ1 及び抵抗Ｒ1 と、該インダクタンスＬ1 、容量Ｃ1 及び抵抗Ｒ1 に並列に接続された容量Ｃ0 とを有する。このＳＡＷ共振子６１のインピーダンス−周波数特性は図９に示す通りであり、共振周波数ｆ0 付近でインピーダンスが最小値となり、反共振子周波数ｆa 付近でインピーダンスが最大値となる。
【００５７】
従って、前述した２電極型もしくは３電極型ＳＡＷフィルタや多電極型ＳＡＷフィルタにおいて、上記１ポート型ＳＡＷ共振子を入出力側の少なくとも一方において直列に接続した場合、上記ＳＡＷ共振子の反共振周波数ｆa を減衰極とするトラップを構成することができる。よって、前述した２電極型もしくは３電極型のＳＡＷ共振子フィルタや多電極型ＳＡＷフィルタのような低損失フィルタと組み合わせることにより、上記ＳＡＷ共振子の反共振周波数ｆa 付近の減衰量を増大させることができる。
【００５８】
この場合、ＳＡＷ共振子の反共振周波数ｆa をＳＡＷフィルタの通過帯域よりも高周波数側に設定し、かつ共振周波数ｆ0 をＳＡＷフィルタの通過帯域内に位置させれば、通過帯域における挿入損失をあまり悪化させることなく、通過帯域より高周波数側における減衰量を増大させることができる。
【００５９】
もっとも、１ポート型ＳＡＷ共振子の共振周波数におけるインピーダンス値が高い場合には、インピーダンス整合範囲が狭くなり、ＳＡＷフィルタの挿入損失が増大する。従って、以下の実験例で示されるように、ＳＡＷフィルタの構成に応じて付加すべき１ポート型ＳＡＷ共振子のＩＤＴを設計することが望ましい。
【００６０】
いま、１ポート型ＳＡＷ共振子の共振周波数をｆ0 （ＭＨｚ）、電極指の対数をＮ（対）、交差幅をＡ（μｍ）とすると、Ｍ＝ｆ0 ／（Ｎ×Ａ）は、ＳＡＷ共振子の電極間容量の逆数に比例した値となり、比例定数は基板材料により決定される。
【００６１】
なお、１ポート型ＳＡＷ共振子を複数個接続した場合には、個々の１ポートＳＡＷ共振子についてｆ0 ／（Ｎ×Ａ）を求め、その合計が上記Ｍの値となる。上記Ｍの値が大きくなるとインピーダンス整合範囲が狭くなり、挿入損失が増加する。インピーダンス不整合による挿入損失の増大分は、実用的には０．５ｄＢが限度であり、挿入損失増大量はこれ以下に抑えることが必要である。また、圧電膜の温度特性を考慮すると、比帯域は１％以上必要である。
【００６２】
図１０は、圧電膜として５０°Ｙカット−ＬｉＴａＯ3を用いた場合に、上記Ｍの値を変動させたときに挿入損失の悪化が０．５ｄＢ以内に収まる比帯域を計算した結果を示す図である。図１０から明らかなように、比帯域を１％以上確保するには、Ｍの値を０．６以下とする必要がある。
【００６３】
上記のように、挿入損失の増大を避けるには、上記Ｍ値を圧電膜材料に応じてある値以下とするように１ポート型ＳＡＷ共振子の電極構造を設計することが望ましい。
【００６４】
次に、図７に示した第３の実施形態のＳＡＷフィルタの変形例について具体的に挿入損失−周波数特性を測定した実験例につき説明する。図７に示した第３の実施形態のＳＡＷフィルタ４１では、入出力側に各１個のＳＡＷ共振子５０，５１が接続されていたが、このＳＡＷ共振子５０，５１を接続しない場合の挿入損失−周波数特性を図１１に示す。
【００６５】
また、上記図１１の特性を測定したＳＡＷフィルタの出力側に、図７に示したＳＡＷ共振子５０を４個直列に接続したＳＡＷフィルタを作製し、同様に挿入損失−周波数特性を測定した。結果を図１２に示す。
【００６６】
なお、図１１及び図１２において、実線Ａは、それぞれ、通過帯域の要部を拡大して示す特性曲線であり挿入損失の大きさは図１１及び図１２の右側に示されているスケールにより表されている。
【００６７】
図１１及び図１２の比較から明らかなように、４個の１ポート型ＳＡＷ共振子を接続した実施形態の構造では、通過帯域の高域側における減衰量が約１０〜２０ｄＢ改善され、他方、通過帯域内の挿入損失は０．３ｄＢの増加にとどまっていることがわかる。
【符号の説明】
【００６８】
２１…ＳＡＷフィルタ
２２…積層基板（圧電膜／低音速膜／高音速膜／支持基板の積層構造を備える。）
２２１…支持基板
２２２…高音速膜
２２３…低音速膜
２２４…圧電膜
２２５、２２６…媒質層
２３〜２５…ＩＤＴ
２６，２７…反射器
２８…１ポート型ＳＡＷ共振子
３１…ＳＡＷフィルタ
３２…積層基板
３３，３４…ＩＤＴ
３５，３６…反射器
３７，３８…１ポート型ＳＡＷ共振子
４１…ＳＡＷフィルタ
４２…積層基板
４３〜４９…ＩＤＴ
５０，５１…１ポート型ＳＡＷ共振子
６１…１ポート型ＳＡＷ共振子
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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