(57)【要約】【課題】１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタを小型化すると共に、通過域近傍の高域側の減衰量劣化を改善する手段を得る。【解決手段】圧電基板上に表面波の伝搬方向に沿って第１、第２、第３のＩＤＴ電極と、第１と第２及び第２と第３のＩＤＴ電極の間にグレーティングを配置した１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタであって、前記ＩＤＴ電極の電極周期λ１と前記グレーティングの周期λ２（電極指ピッチＰ２の２倍）とを異ならせて１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタを構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に表面波の伝搬方向に沿って電極対数がそれぞれＮ１、Ｎ２、Ｎ３である第１、第２、第３のＩＤＴ電極と、第１と第２及び第２と第３のＩＤＴ電極の間にそれぞれ電極指本数Ｎｇのグレーティングを配置すると共に、第１及び第３のＩＤＴ電極の外側にグレーティング反射器を配設した１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタであって、前記ＩＤＴ電極の電極周期λ１、前記グレーティングの電極指ピッチをＰ２としたときλ１≠２×Ｐ２としたことを特徴とする１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ。
【請求項２】
前記ＩＤＴ電極の電極周期λ１と前記グレーティングの電極指ピッチをＰ２との関係を２×Ｐ２＜λ１としたことを特徴とする請求項１に記載の１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ。
【請求項３】
前記グレーティングが形成するストップバンドの中心周波数を前記二重モードＳＡＷフィルタが構成するフィルタの減衰量が劣化する周波数領域に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ。
【請求項４】
前記グレーティング本数Ｎｇを２本から６本の範囲としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ。
【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ＳＡＷフィルタに関し、特に１次と３次の縦モードを利用した１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ（以下、二重モードＳＡＷフィルタと称す）における通過域近傍の高域側の減衰量を改善した二重モードＳＡＷフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＳＡＷフィルタは通信分野で広く利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を有することから、特に携帯電話機等に多く用いられている。携帯電話機のＲＦ部に用いられるＳＡＷフィルタの１つに、３つのＩＤＴ電極を近接配置して、１次と３次の縦モードを強勢に励振し、これらを利用して構成した広帯域の二重モードＳＡＷフィルタがある。
【０００３】
図５は従来の二重モードＳＡＷフィルタを２段縦続接続して構成したフィルタの構成を示す平面図であって、圧電基板１１の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極１２、１３、１４を近接配置すると共に、これらＩＤＴ電極１２、１３、１４の両側にグレーティング反射器（以下、反射器と称す）１５ａ、１５ｂをそれぞれ配設して第１の二重モードＳＡＷフィルタＦ１を構成する。さらに、同一圧電基板１１上に第１の二重モードＳＡＷフィルタＦ１と同様に、３つのＩＤＴ電極１２’、１３’、１４’とその両側に反射器１５ａ’、１５ｂ’を備えた第２の二重モードＳＡＷフィルタＦ２を形成する。そして、二重モードＳＡＷフィルタＦ１、Ｆ２を縦続接続して縦続接続型の二重モードＳＡＷフィルタを構成する。ここで、ＩＤＴ電極１２、１３、１４、１２’、１３’、１４’はそれぞれ互いに間挿し合う複数の電極指を有する一対のくし形電極から形成されている。
【０００４】
図５は入出力端子を平衡型とした縦続接続型の二重モードＳＡＷフィルタの例で、二重モードＳＡＷフィルタＦ１の中央ＩＤＴ電極１３の一方のくし形電極を入力端子ＩＮ１に、他方のくし形電極を入力端子ＩＮ２にワイヤボンディング等を用いて接続する。さらに、二重モードＳＡＷフィルタＦ２の中央ＩＤＴ電極１３’の一方のくし形電極を出力端子ＯＵＴ１に、他方のくし形電極を出力端子ＯＵＴ２に接続する。そして、二重モードＳＡＷフィルタＦ１の両側のＩＤＴ電極１２、１４で圧電基板１１中心寄りのくし形電極と、二重モードＳＡＷフィルタＦ２の両側のＩＤＴ電極１２’、１４’で圧電基板１１中心寄りのくし形電極とを圧電基板１１上に形成したリード電極にてそれぞれ接続して、平衡型の縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタを構成している。
【０００５】
周知のように、中央のＩＤＴ電極１３（１３’）と、両外側のＩＤＴ電極１２、１４（１２’、１４’）との相隣接する電極指同士の中心間間隔をλ／２より小さくすることにより、二重モードＳＡＷフィルタの帯域幅が増大する。図５は電極指幅（ライン幅）とスペース幅との比を５０：５０とし、前記電極指中心間間隔をλ／４に設定した場合の電極パターンの平面図であり、中央のＩＤＴ電極１３（１３’）と両外側のＩＤＴ電極１２、１４（１２’、１４’）との相隣接する電極同士が互いに接し、幅広となっている。
二重モードＳＡＷフィルタの帯域幅の最大化を図るために、電極指中心間間隔を０．２λから０．３λの間に設定するのが一般的である。幅広の電極指は図５に示すように、中央のＩＤＴ電極１３（１３’）の両端に接続しても、また、両外側のＩＤＴ電極１２  、１４（１２’、１４’）の最内側に接続してもよく、全体の電極パターンとしては中央のＩＤＴ電極１３（１３’）の中心に対して対称に構成することが望ましい。
【０００６】
図６は、図５の電極パターンを使い、無線ＬＡＮ用ＲＦフィルタを設計しそのフィルタ特性をシミュレーションにより求めたものである。圧電基板に３９°Ｙ−Ｘ  ＬｉＴａＯ３を用い、中心周波数ｆ０を８１０ＭＨｚ、帯域幅１９ＭＨｚに設定し、ＩＤＴ電極を構成する電極指の幅と隣接する電極指間のスペースとの比を５５％、中央のＩＤＴ電極１３、１３’の対数を２２．５対、両外側のＩＤＴ電極１２、１４、１２’、１４’の対数を共に１４対、反射器１５ａ、１５ｂ、１５’ａ、１５’ｂの本数をそれぞれ１４０本、電極膜厚を６．５％λ１（λ１は電極１２、１３、１４の電極周期）とした。また、反射器１５ａ、１５ｂのピッチの２倍をλ３としたとき、ＩＤＴ電極１２、１３、１４の電極周期λ１との比λ３／λ１を０．９９２に設定した。
また、図７は、図６の入出力端子を不平衡としたときの縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタをシミュレーションにより求めたフィルタ特性である。
【０００７】
図６、７より明らかなように通過域近傍の高域側阻止域の周波数領域Ｑ（フィルタの中心周波数ｆ０よりも３５ＭＨｚ高い周波数において、減衰量が本質的に劣化するという問題があった。この問題を解決すべく特開２０００−３４９５９０号公報には図８に示すように、図５の縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタのＦ１とＦ２の間に、ＳＡＷ共振子Ｒ１、Ｒ２を挿入したフィルタが開示され、実用に供されている。即ち、Ｆ１のＩＤＴ電極１２で圧電基板１１中心寄りのくし形電極と、Ｆ２のＩＤＴ電極１２’で圧電基板１１中心寄りのくし形電極との間に、ＳＡＷ共振子Ｒ１を直列接続する。さらに、Ｆ１のＩＤＴ電極１４で圧電基板１１中心寄りのくし形電極と、Ｆ２のＩＤＴ電極１４’で圧電基板１１中心寄りのくし形電極との間に、ＳＡＷ共振子Ｒ２を直列接続して複合ＳＡＷフィルタを構成する。
【０００８】
二重モードＳＡＷフィルタＦ１、Ｆ２の間に挿入したＳＡＷ共振子Ｒ１、Ｒ２の作用は、二重モードＳＡＷフィルタの通過域の高域側近傍に本質的に生じる減衰量の劣化領域Ｐの減衰量を補うために入れたものである。つまり、ＳＡＷ共振子Ｒ１、Ｒ２の共振周波数を通過域に、反共振周波数を領域Ｐに合わせることにより領域Ｐの減衰量を増大することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の２段縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの段間に１個あるいは２個のＳＡＷ共振子を挿入し、通過域近傍の高域側の減衰量を補償した複合ＳＡＷフィルタでは、圧電基板がＳＡＷ共振子の分だけ大きくなり、ひいてはＳＡＷフィルタが大きくなる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、通過域近傍の高域側の減衰量を改善すると共に小型の縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタを提供することを目的とする。
【００１０】
【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に係る１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタの請求項１記載の発明は、である。
請求項２記載の発明は、である。
請求項３記載の発明は、である。
請求項４記載の発明は、である。
【００１１】
【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は本発明に係る二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す平面図であって、圧電基板１の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って電極対数がそれぞれＮ１、Ｎ２、Ｎ３である第１、第２、第３のＩＤＴ電極２、３、４と、第１と第２及び第２と第３のＩＤＴ電極の間にそれぞれ電極指本数Ｎｇのグレーティング５ａ、５ｂとを配置すると共に、第１及び第３のＩＤＴ電極２、４の外側に反射器６ａ、６ｂ配設して第一の二重モードＳＡＷフィルタＦ１を形成する。さらに、同じ圧電基板１上に二重モードＳＡＷフィルタＦ１と同様に、ＩＤＴ電極２’、３’、４’と、グレーティング５’ａ、５’ｂと、反射器６’ａ、６’ｂとからなる第２の二重モードＳＡＷフィルタＦ２を形成し、フィルタＦ１とフィルタＦ２とを縦続接続して縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタを構成する。ＩＤＴ電極２、３、４、２’、３’、４’はそれぞれ互いに間挿し合う複数の電極指を有する一対のくし形電極から形成されている。
図１に示すように、ＩＤＴ電極２、３、４、２’、３’、４’の電極周期をλ１、グレーティング５ａ、５ｂ、５’ａ、５’ｂの電極指ピッチをＰ２（Ｐ２の２倍を周期λ２と称す）、反射器６ａ、６ｂ、６’ａ、６’の電極指ピッチをＰ３（Ｐ３の２倍を周期λ３と称す）とする。
【００１２】
図１は入出力端子を平衡型とした縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの実施例で、第一の二重モードＳＡＷフィルタＦ１の中央ＩＤＴ電極３の一方のくし形電極を入力端子ＩＮ１に、他方のくし形電極を入力端子ＩＮ２にワイヤボンディング等を用いて接続する。さらに、第二の二重モードＳＡＷフィルタＦ２の中央ＩＤＴ電極３’の一方のくし形電極を出力端子ＯＵＴ１に、他方のくし形電極を出力端子ＯＵＴ２に接続する。そして、二重モードＳＡＷフィルタＦ１の両側のＩＤＴ電極２、４で圧電基板１中心寄りのくし形電極と、二重モードＳＡＷフィルタＦ２の両側のＩＤＴ電極２’、４’で圧電基板１中心寄りのくし形電極とを圧電基板１上に形成したリード電極にてそれぞれ接続して、平衡型の縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタを構成している。
【００１３】
本発明の特徴は中央の電極対数Ｎ２のＩＤＴ電極３と両外側の電極対数がそれぞれＮ１、Ｎ３（＝Ｎ１）のＩＤＴ電極２、４との間にそれぞれグレーティング（本数Ｎｇ）５ａ、５ｂを配置すると共に、ＩＤＴ電極２、３、４の電極周期λ１と、グレーティング５ａ、５ｂの周期λ２（＝２×Ｐ２）との関係をλ２＜λ１とする。そして、グレーティング５ａ、５ｂが形成するストップバンドが、二重モードＳＡＷフィルタの通過域近傍の高域側で減衰量が劣化する領域にほぼ一致するように設定する。さらに、従来の二重モードＳＡＷフィルタの中央のＩＤＴ電極の対数をｎ２、両外側のＩＤＴ電極の対数をそれぞれｎ１、ｎ３（＝ｎ１）としたとき、
Ｎ１＋Ｎｇ／２＝ｎ１                                          （１）
の関係をほぼ満たすように電極対数Ｎ１と本数Ｎｇとを設定するところにある。これは、両外側のＩＤＴ電極の電極指のうち中央ＩＤＴ寄りの一部をグレーティングに置換したことに相当する。
【００１４】
図２は図１の電極パターンを用い、圧電基板に３９°Ｙ−Ｘ  ＬｉＴａＯ３、中心周波数を８１０ＭＨｚ、帯域幅１９ＭＨｚに設定し、電極指とスペースとの比を５５％、中央のＩＤＴ電極３、３’の対数を２２．５対、両外側のＩＤＴ電極２、４、２’、４’の対数を共に１１対、グレーティング５ａ、５ｂ、５’ａ、５’ｂの本数をそれぞれ６本、反射器６ａ、６ｂ、６’ａ、６’ｂの本数をそれぞれ１４０本、電極膜厚を６．５％λ１とし、グレーティング５ａ、５ｂ、５’ａ、５’ｂの周期λ２（＝ピッチＰ２×２）と、ＩＤＴ電極２、３、４、２’、３’、４’の電極周期λ１との比λ２／λ１を０．９６、反射器６ａ、６ｂ、６’ａ、６’ｂの周期λ３（＝ピッチＰ３×２）と、ＩＤＴ電極の電極周期λ１との比λ３／λ１を０．９９２と設定し、シミュレーションにより求めたフィルタ特性である。
【００１５】
図２から明らかなように、通過域近傍の高域側阻止域の領域Ｑにおける減衰量が図６の場合に比べて５ｄＢ程度改善されていることが分かる。
また、図３は、図１の入出力端子を不平衡としたときの縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタを上述したしたパラメータを用い、シミュレーションにより求めたフィルタ特性である。
【００１６】
図４は第１の実施例の変形例を示すものであって、Ｆ１側のみを図示している。図１と異なるところはグレーティング７ａ、７ｂのみで、図１に示したグレーティング５ａ、５ｂの共通バーを除去したものである。この例に於いても図１のものと同様のフィルタ特性が得られる。
【００１７】
尚、上記各実施例ではλ２＜λ１として高域側阻止域の領域Ｑにおける減衰量の改善を図ったが、他の周波数領域に於ける減衰量の改善を図ることも可能である。例えばλ２＞λ１としても良い。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、請求項１に記載の発明は二重モードＳＡＷフィルタの通過域近傍の高域側に本質的に存在する減衰量の劣化を抑圧するという優れた効果を表す。請求項２、３に記載の発明は通過域近傍の高域側に存在する減衰量劣化を有る程度任意の周波数において改善するという優れた効果を表す。請求項４に記載の発明は実際の設計に当たり具体的な設計基準を与えたという優れた効果を奏す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る縦続接続型の二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す平面図である。
【図２】図１に示した平衡型の縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの電極パターンを用いてシミュレーションにより求めたフィルタ特性である。
【図３】不平衡型の縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。
【図４】本発明に係る変形実施例の構成を示す平面図である。
【図５】従来の縦続接続型の二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す平面図である。
【図６】従来の平衡型の縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。
【図７】従来の不平衡型の縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。
【図８】
従来の複合型のＳＡＷフィルタの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１・・圧電基板
２、３、４、２’、３’、４’・・ＩＤＴ電極
５ａ、５ｂ、５’ａ、５’ｂ、７ａ、７ｂ・・グレーティング
６ａ、６ｂ、６’ａ、６’ｂ・・グレーティング反射器
【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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