(57)【要約】【課題】通過帯域の広帯域化を図った高周波フィルタを提供する。【解決手段】それぞれ対向する２対の極板で薄膜圧電体を挟み込み、薄膜圧電共振器１０３を形成する。この薄膜圧電共振器１０３各対の極板のうち薄膜圧電体１０３の異なる面に取り付けられる極板を接地することにより、入力信号に対して位相の反転した共振出力を得る。そして、薄膜圧電共振器１０１，１０２をラダー状接続して中心周波数ｆ１の第１のフィルタを形成し、薄膜圧電共振器１０３，１０４をラダー状接続してｆ１と異なる中心周波数ｆ２の第２のフィルタを形成する。これらのフィルタを並列接続してフィルタを形成する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面とこの面と対向する他方の面とを有する薄膜圧電体と、
入力信号が印加され前記一方の面に取り付けられる第１の極板と、
前記他方の面に前記第１の極板と対向して取り付けられ高周波的に接地される第２の極板と、
前記一方の面に取り付けられ高周波的に接地される第３の極板と、
前記他方の面に前記第３の極板と対向して取り付けられ第１の共振信号を出力する第４の極板と、
前記他方の面に取り付けられ高周波的に接地される第５の極板と、
前記一方の面に前記第５の極板と対向して取り付けられ第２の共振信号を出力する第６の極板とを具備することを特徴とする薄膜圧電共振器。
【請求項２】
並列接続され互いに中心周波数の異なる第１および第２のフィルタに高周波信号を分配し並列合成して濾波出力を得る高周波フィルタであって、
前記第１のフィルタは、
前記高周波信号の分配路中に直列接続される第１の共振器と、
この第１の共振器に並列接続される第２の共振器とを備え、
前記第２のフィルタは、
前記高周波信号の分配路中に直列接続され、この分配路を伝搬する高周波信号の位相を反転させる位相反転手段を有する第３の共振器と、
この第３の共振器に並列接続される第４の共振器とを備えることを特徴とする高周波フィルタ。
【請求項３】
請求項２に記載の高周波フィルタを並列状に多段接続してなることを特徴とする高周波フィルタ。
【請求項４】
前記第３の共振器は、
一方の面とこの面と対向する他方の面とを有する薄膜圧電体と、
前記分配された高周波信号が印加され前記一方の面に取り付けられる第１の極板と、
前記他方の面に前記第１の極板と対向して取り付けられ高周波的に接地される第２の極板と、
前記一方の面に取り付けられ高周波的に接地される第３の極板と、
前記他方の面に前記第３の極板と対向して取り付けられ共振信号を出力する第４の極板とを具備することを特徴とする請求項２または３に記載の高周波フィルタ。
【請求項５】
高周波信号が印加され、この高周波信号と逆相の第１の共振信号および前記高周波信号と同相の第２の共振信号とを出力する第１の共振器と、
前記第１の共振信号の経路に並列に接続される第２の共振器と、
前記第２の共振信号の経路に並列に接続される第３の共振器とを具備することを特徴とする高周波フィルタ。
【請求項６】
請求項５に記載の高周波フィルタを並列状に多段接続してなることを特徴とする高周波フィルタ。
【請求項７】
前記第１の共振器は、
一方の面とこの面と対向する他方の面とを有する薄膜圧電体と、
前記高周波信号が印加され前記一方の面に取り付けられる第１の極板と、
前記他方の面に前記第１の極板と対向して取り付けられ高周波的に接地される第２の極板と、
前記一方の面に取り付けられ高周波的に接地される第３の極板と、
前記他方の面に前記第３の極板と対向して取り付けられ前記第１の共振信号を出力する第４の極板と、
前記他方の面に取り付けられ高周波的に接地される第５の極板と、
前記一方の面に前記第５の極板と対向して取り付けられ前記第２の共振信号を出力する第６の極板とを備えることを特徴とする請求項５または６に記載の高周波フィルタ。
【請求項８】
前記第１乃至第６の極板のうち少なくとも一つの極板の厚みを、他の極板の厚みと異ならせることを特徴とする請求項７に記載の高周波フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波帯などの高周波帯域に適用され、特に薄膜圧電共振器（ＦＢＡＲ：Ｆｉｌｍ　Ｂｕｌｋ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）を用いたＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）フィルタと、この高周波フィルタを実現する薄膜圧電共振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動無線通信装置などに好適に用いられる小型のフィルタ素子として、例えば表面弾性波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ　）フィルタなどが知られている。なかでも近年では、ギガヘルツ帯域の信号を取り扱うことのできる薄膜圧電共振器と、この薄膜圧電共振器を用いたＲＦフィルタ（以下高周波フィルタと称する）に注目が集まっている。
【０００３】
薄膜圧電共振器を用いて帯域通過フィルタ回路を構成するには、直列に接続された薄膜圧電共振器の共振周波数と、並列に接続された薄膜圧電共振器の反共振周波数とがほぼ一致するように共振器を設計する手法が一般的である。このようにして構成されたフィルタの帯域幅は、共振器の共振周波数と反共振周波数との間隔（Δｆとする）の１．４倍程度の値をとることがフィルタ回路の理論から導かれる。Δｆは共振器を構成する圧電体材料固有の材料定数である電気機械結合定数（ｋｔ２）に比例し、次式（１）に示す関係を満たす。ここでｆｒは共振周波数である。
【０００４】
【数１】
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例えば、５ＧＨｚ無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）向けの帯域通過フィルタを構成するには、圧電体として弾性定数が大きいＡｌＮ（窒化アルミニウム）を選択すると有利である。これは、直列抵抗を減らすため共振器における上下電極の間隔を１５０〜２００ｎｍ程度としても、ＡｌＮの弾性定数が大きいことから共振周波数を５ＧＨｚ程度にまで上げることができるためである。
【０００５】
しかしながら、ＡｌＮの結合定数はおよそ６％であり、式（１）によればΔｆ〜１２０ＭＨｚとなる。よってＡｌＮを圧電体として用いる薄膜圧電共振器を複数組み合わせて帯域通過フィルタを構成すると、その通過帯域幅は約１７０ＭＨｚとなる。図１７は、従来の薄膜圧電共振器の共振周波数特性を示す図である。図示されるように、通過帯域半値幅付近における通過帯域幅は約１７０ＭＨｚであることがわかる。
【０００６】
ところで、近年の通信システムにおいては、日本向けの仕様と欧州向けの仕様とで要求される通信帯域が異なる場合が有る。例えば無線ＬＡＮシステムにおいては、日本向けの仕様では帯域通過フィルタの通過帯域として約１００ＭＨｚ（５．１５〜５．２５ＧＨｚ）確保できれば良いため、ＡｌＮを圧電体として用いる薄膜圧電共振器を組み合わせることで充分に仕様を満たすことができる。しかしながら欧州向けの仕様では帯域通過フィルタの通過帯域として約２００ＭＨｚ（５．１５〜５．３５ＧＨｚ）を要求される。よって従来の薄膜圧電共振器を用いた帯域フィルタには、少なくとも欧州向けの仕様に応えることができないという不具合がある。
【０００７】
このような不具合を解決するために通過帯域を拡大する方法としては、第１に、インダクタンスを接続してΔｆを広げるという手法がある。第２に、直列に接続される薄膜圧電共振器の共振周波数と、並列に接続される薄膜圧電共振器の反共振周波数とをわずかにずらすという手法がある。
【０００８】
しかしながらいずれの手法にも、帯域内の挿入損失を増やすといった弊害がある。また薄膜圧電共振器を用いた高周波フィルタの帯域幅の最大値は、薄膜圧電体材料の物性値によってほぼ決定付けられるため、これらの手法により如何に帯域幅を広げたとしても高々２００ＭＨｚ程度が限度である。よって構内用の無線ＬＡＮシステムの帯域だけでなく、４．９ＧＨｚ帯や５．８ＧＨｚ帯を使用する公衆サービスなどを含めた無線ＬＡＮにも対応するためには複数のフィルタを回路を並列に接続する必要が生じ、挿入損失がさらに増加するという悪循環に陥る。
【０００９】
なお、ＦＢＡＲを用いたフィルタに関わる技術を開示した公知文献として、下記の特許文献１がある。この文献に記載の発明は、例えばＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）を利用する無線通信装置に用いられる送受切換器において、１ワットを超える電力レベルによって送受切換器の信頼性又はフィルタ特性の長期安定性が損なわれることのない、十分に急峻なフィルタ特性を備える送受切換器を提供することを目的とする。また、当該文献に記載される発明のもう１つの目的は、セラミック・フィルタ又はＳＡＷフィルタをベースにした現行の送受切換器よりかなり小型であって、製造コストを低く保つことができるように個別同調を必要としない送受切換器を提供することも目的とする。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−０２４４７６号公報（段落番号［００１２］）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように従来の薄膜圧電共振器を用いた高周波フィルタには、その帯域幅の最大値が薄膜圧電体材料の物性値によってほぼ決定付けられるため、広帯域化が困難であるという不具合がある。
本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、通過帯域の広帯域化を図った高周波フィルタおよび薄膜圧電共振器を提供することにある。
【００１２】
【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関わる薄膜圧電共振器は、一方の面とこの面と対向する他方の面とを有する薄膜圧電体と、入力信号が印加され前記一方の面に取り付けられる第１の極板と、前記他方の面に前記第１の極板と対向して取り付けられ高周波的に接地される第２の極板と、前記一方の面に取り付けられ高周波的に接地される第３の極板と、前記他方の面に前記第３の極板と対向して取り付けられ共振信号を出力する第４の極板とを具備することを特徴とする。
このような構成であるから、第４の極板から入力信号と逆相の共振出力を取り出すことが可能となる。
【００１３】
また本発明に関わる高周波フィルタは、並列接続され互いに中心周波数の異なる第１および第２のフィルタに高周波信号を分配し並列合成して濾波出力を得る高周波フィルタであって、前記第１のフィルタは、前記高周波信号の分配路中に直列接続される第１の共振器と、この第１の共振器に並列接続される第２の共振器とを備え、前記第２のフィルタは、例えば上記逆相出力を得る手段を有する薄膜圧電共振器からなる第３の共振器と、この第３の共振器に並列接続される第４の共振器とを備えることを特徴とする。
【００１４】
このような手段を講じたことにより、第２のフィルタからは入力される高周波信号と逆相の共振出力を得ることができる。ここで、例えば第１の極板と第２の極板との厚みを変えることで、第１および第２のフィルタの中心周波数を異ならせることができ、その差に相当する通過帯域を有する高周波フィルタを実現することが可能となる。これにより、薄膜圧電体の材料によって決められる薄膜圧電共振器フィルタの最大帯域幅以上の帯域幅を実現することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は本発明に係わる高周波フィルタの第１の実施形態を示す回路図である。図１において、高周波の入力信号ＲＦｉｎは２分岐され、並列接続される第１のフィルタおよび第２のフィルタに分配されたのち合成され、濾波出力ＲＦｏｕｔが得られる。
【００１７】
第１のフィルタは薄膜圧電共振器１０１，１０２とからなる。薄膜圧電共振器１０１は高周波信号の分配路に直列に接続され、薄膜圧電共振器１０２は薄膜圧電共振器１０１に並列に接続される。第２のフィルタは薄膜圧電共振器１０３，１０４とからなる。薄膜圧電共振器１０３は高周波信号の分配路に直列に接続され、薄膜圧電共振器１０４は薄膜圧電共振器１０３に並列に接続される。ここで、薄膜圧電共振器１０３は入力された信号の位相を反転させる機能を持ち、従って第１および第２のフィルタの共振出力は互いに反転した状態で合成される。
【００１８】
図２は、図１に示される各フィルタの周波数スペクトルを示す図である。本実施形態においては各フィルタに異なる中心周波数を持たせる。図２（ａ）に示されるように第１のフィルタの中心周波数をｆ１とする。図２（ｂ）に示されるように第２のフィルタの中心周波数をｆ２とする。各フィルタの通過帯域を合成すると、図２（ｃ）に示される広帯域化された特性が得られる。これは、帯域が重なり合う部分を互いに逆相で合成することにより、当該部分がインピーダンス的に和合成されるためである。
【００１９】
図３は、図１に示される薄膜圧電共振器１０１，１０２，１０４の一構成例を模式的に示す断面図である。図３において、向かい合う極板３０２により薄膜圧電体３０１を挟み込み、この構造を支持層３０４および基板３０３で支える。さらに、薄膜圧電体３０１および極板３０２と基板３０３の間に空気層３０５を設ける。なお空気層３０５に代えて、真空層を設けても良い。
【００２０】
図３の構成の薄膜圧電共振器の動作原理を以下に説明する。極板３０２に印加される電圧により薄膜圧電体３０１が振動する。その振動を対向の極板が波として検値し、出力電圧に変換することにより共振出力が得られる。
【００２１】
薄膜圧電体３０１の振動による共振周波数、反共振周波数は、薄膜圧電体３０１の厚みｔ、極板３０２の厚みｈ、および薄膜圧電体の材料により決定される。薄膜圧電体材料としては、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３：ＢＴＯ）、およびチタン酸バリウムストロンチウム（ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３：ＢＳＴＯ）などの物質がある。極板３０２はアルミニウム、金、および銅などの金属電極を使用できる。基板３０３には、例えばＳｉなどの半導体プロセスが使用できる材料を使用する。支持層３０４は例えば基板がＳｉである場合はＳｉ０２などの材料を使用する。空気層３０５は例えば選択性エッチングなどの手法を用いて形成される。
【００２２】
図４は、図１に示される薄膜圧電共振器１０１，１０２，１０４の等価回路を示す回路図である。Ｃ０（４０１）がＬ１（４０２）、およびＣ１（４０３）に並列接続されている構造をとる。Ｃ０（４０１）は、極板面積、薄膜圧電体の厚み、および誘電率などの金属／圧電体（誘電体）／金属構造の物理形状に起因するキャパシタンスである。Ｌ１（４０２）、Ｃ１（４０３）は、主に薄膜圧電体の分極率など、圧電体としての物性に起因するインダクタンスとキャパシタンスである。
【００２３】
図４の等価回路における合成インピーダンスは次式（２）で表される。
【数２】
2004128738.tif 000004
また、式（２）から導かれる共振周波数ｆｒ（インピーダンス零の周波数）および反共振周波数ｆａ（インピーダンス無限大の周波数）は次式（３）、（４）で表される。
【数３】
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【数４】
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このように、共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａは、Ｃ０（４０１）、Ｌ１（４０２）およびＣ１（４０３）により決定される。
【００２４】
図５は図３の等価回路におけるインピーダンス特性｜Ｚ｜を表す図である。図５に示されるように共振周波数ｆｒにおいてインピーダンスはゼロとなり、周波数の増加につれインピーダンスは単調に増加し、反共振周波数ｆａにおいて無限大となる。
【００２５】
図６は、薄膜圧電共振器を用いて構成される高周波フィルタの一構成例を示す回路図である。入力側に直列に接続される薄膜圧電共振器６０１に対して薄膜圧電共振器６０２を並列に接続することにより、フィルタ特性を実現できる。
【００２６】
図７は、薄膜圧電共振器を用いて構成されるフィルタの他の構成例を示す回路図である。図示されるように、薄膜圧電共振器６０１を出力側に直列に接続するようにしてもフィルタ特性を実現できる。なお薄膜圧電共振器６０１，６０２は図１の薄膜圧電共振器１０１，１０２，１０４に相当し、いずれも図３に示される構成を有する。また図６、図７に示される接続形態は、いわゆるラダー構成と称される。
【００２７】
この種の高周波フィルタは、一つの薄膜圧電共振器に一つ以上のキャパシタンス、または一つ以上のインダクタンスをラダー状接続しても実現できる。あるいは、これらの素子を任意の組み合わせで適宜接続しても実現できる。
【００２８】
図６、図７に示される高周波フィルタの通過周波数帯域は、次のようにして得られる。まず、直列接続される薄膜圧電共振器６０１の共振周波数ｆｒを決定する。さらに、並列接続される薄膜圧電共振器６０２の共振周波数を、薄膜圧電共振器６０１の反共振周波数ｆａに合わせて設計することで、通過周波数帯域ＢＷを次式（５）に示されるように決定できる。
【数５】
2004128738.tif 000007
このときの中心周波数ｆｃｅｎｔｅｒは、次式（６）に示される。
【数６】
2004128738.tif 000008
図８は、本実施形態に係わる高周波フィルタのインピーダンス特性｜Ｚ｜を示す図である。図８において、点線は図６、図７の高周波フィルタの直列接続薄膜圧電共振器６０１のインピーダンス特性を、破線は並列接続薄膜圧電共振器６０２のインピーダンス特性を、実線は合成インピーダンス特性をそれぞれ示す。
【００２９】
通過周波数帯域ＢＷは、薄膜圧電共振器６０２の共振周波数を適当な値にすることで設定できる。薄膜圧電共振器の共振周波数は、先に述べたように薄膜圧電体の材料、厚さ、および金属極板の厚さを変化させることにより適切な値に設定することができる。
【００３０】
図９は、図１に示される位相を反転させる手段を有する薄膜圧電共振器１０３の一構成例を示す図である。この薄膜圧電共振器１０３は、薄膜圧電体９０７を、それぞれ対向して設けられる２対の極板９０１〜９０４で挟み込んだ構成となっている。このうち極板９０１と９０２、および極板９０３と９０４が互いに向かい合う。極板９０１と９０３、および極板９０２と９０４が、それぞれ薄膜圧電体９０７の同一面に取り付けられる。さらに、極板９０２と９０３とは接地され、極板９０１が入力ポート、極板９０４が出力ポートとなる。
【００３１】
図９において、極板９０２と９０４とが取り付けられる面を基準面９０５とする。基準面９０５に入射される入力波は、基準面９０６において検波され出力される。入射波は薄膜圧電体９０７への入力電圧が圧電効果により波に変換されることにより生成される。
【００３２】
高周波出力信号ＲＦｏｕｔの波形は、対向面に設置される極板の電位により決まる。極板９０２を接地電位として極板９０１に正の電圧Ｖが印加されると、極板９０４も電圧Ｖを出力する。ここで極板９０４の電位基準となる対向極板９０３が接地されているので、極板９０４にはＶの符号が反転して現れることになる。従って、例えば正弦波を入力すると、位相の反転した正弦波が得られる。
【００３３】
図１０は、図９に示される薄膜圧電共振器１０３の一構成例を模式的に示す図である。図１０（ａ）が上面図を、図１０（ｂ）が断面図を示す。図１０において、対向する金属極板１００２および金属極板１００３により薄膜圧電体１００１が挟持される。金属極板１００２は入力または出力の信号線となり、金属極板１００３はいずれも接地線に接続される。
【００３４】
図１１は本実施形態に係わる高周波フィルタの別の構成を示す回路図である。この高周波フィルタは、図１に示される高周波フィルタを並列に多段接続した構成を有する。図１１の構成において、図１の構成に対応する部分をここではサブフィルタと称する。図１１の点線囲み部分が一つのサブフィルタに対応する。各サブフィルタを構成する第１および第２のフィルタの中心周波数を、低域から高域へと順にｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、…、ｆｎとする。
【００３５】
上記構成においては、中心周波数がｆ１、ｆ３、ｆ５、…となる第１のフィルタの出力特性は、入力信号ＲＦｉｎと同相になる。中心周波数がｆ２、ｆ４、ｆ６、…となる第２のフィルタの出力特性は、入力信号ＲＦｉｎと逆相になる。これにより出力信号ＲＦｏｕｔに得られる通過帯域の周波数スペクトルは、図１２に示されるようになる。
【００３６】
図１２は、図１１に示される高周波フィルタの周波数スペクトルを示す図である。このように、隣り合う帯域を受け持つフィルタの入出力特性を、同相→逆相→同相→逆相→…というように順次配列することにより、帯域が重なり合う部分がインピーダンス的に和合成され、一つの拡大された通過帯域を形成することが可能になる。
【００３７】
なお、フィルタの開始段および最終段での同相、逆相の区別は無い。要するに、隣り合う帯域で位相が互いに逆転する関係が保たれていれば、図１２に示されるような帯域の拡大を実現することができる。また、装置への実装過程においても、中心周波数の配列の順序や同相信号、逆相信号の配列の順序も、図示と厳密に対応させる必要はない。
【００３８】
図１３は、図１１の構成により得られる周波数スペクトルの別の例を示す図である。中心周波数が異なり、かつ出力が同じ位相となる一対の薄膜圧電共振器フィルタでは、帯域が重なりあう部分で信号を減衰させることができる。そこで、図１１の構成において、各サブフィルタの第１および第２のフィルタの周波数配置を順にｆ１、ｆ２、（ｆ４）、（ｆ３）、ｆ５、ｆ６、（ｆ８）、（ｆ７）、ｆ９、…というように配列することにより、隣り合う帯域での出力が、同相→逆相→逆相→同相→同相→逆相→逆相→…となるように配列される。これにより図１３に示されるように、帯域が重なりあう部分の周波数成分を持つ信号を除去することが可能となる。
【００３９】
図１３においては、帯域が重なり合う部分を点線で示し、通過帯域を実線で示す。このような通過帯域特性により、例えば高周波領域で周波数分割多重された信号を分離するための用途を実現できる。なお、フィルタの開始段および最終段で同相、逆相の区別は無い。あるいは中心周波数の順番通り、また同相および逆相の関係を図示のとおり配列してフィルタを配置する必要は無い。
【００４０】
以上述べたように本実施形態では、それぞれ対向する２対の極板で薄膜圧電体を挟み込み、薄膜圧電共振器１０３を形成する。この薄膜圧電共振器１０３各対の極板のうち薄膜圧電体１０３の異なる面に取り付けられる極板を接地することにより、入力信号に対して位相の反転した共振出力を得る。そして、薄膜圧電共振器１０１，１０２をラダー状接続して中心周波数ｆ１の第１のフィルタを形成し、薄膜圧電共振器１０３，１０４をラダー状接続してｆ１と異なる中心周波数ｆ２の第２のフィルタを形成する。これらのフィルタを並列接続してフィルタを形成するようにしている。
【００４１】
すなわち、図１に示される位相を反転させる手段を持つ薄膜圧電共振器１０３を形成し、この薄膜圧電共振器１０３を用いて入力信号の位相を反転させるフィルタ（第２のフィルタ）を構成する。そして、このフィルタを、中心周波数の異なる別のフィルタ（第１のフィルタ）と並列に接続することにより、各フィルタの通過帯域が重なり合う部分を滑らかに接続して中心周波数の差に相当する通過帯域を得る。
【００４２】
このように、薄膜圧電共振器を用いることでギガヘルツ帯などの超高周波領域においても充分に動作可能な高周波フィルタを実現することができる。しかも位相を反転させる手段を持つ薄膜圧電共振器により通過帯域の異なる複数のフィルタの帯域を滑らかに接続することができるようになり、これらのフィルタを複数接続することで通過帯域を自由に拡大することができる。また接続されるフィルタの中心周波数を適切に設定することで、複数の通過帯域を有するバンドパスフィルタを構成することもできる。
【００４３】
（第２の実施形態）
図１４は、本発明に係わる高周波フィルタの第２の実施形態を示す回路図である。これは、一枚の薄膜圧電体を３対の極板で挟み込んだ構成となっている。そして、薄膜圧電体における、入力信号ＲＦｉｎが入力される極板が取り付けられる面と同じ面に、極板１１０１を取り付け、この面の対向面に、極板１１０２を取り付ける。入力信号ＲＦｉｎが入力される極板に対向する極板と、極板１１０１に対向する極板と、極板１１０２に対向する極板とを、それぞれ接地する。
【００４４】
このような構成によれば、入力信号ＲＦｉｎと同相の共振出力（ＲＦｏｕｔ１）が極板１１０１から出力される。また、入力信号ＲＦｉｎと逆相の共振出力（ＲＦｏｕｔ２）が極板１１０２から出力される。そして、同相出力ＲＦｏｕｔ１と逆相出力ＲＦｏｕｔ２とが合成されて、濾波出力ＲＦｏｕｔが得られる。
本実施形態では、一枚の薄膜圧電体で異なる共振周波数の二つ以上の出力を得るための方法としては、極板の厚みを変化させる手法が有る。
【００４５】
図１４の構成は、図６で示されるフィルタ構造を並列接続したものに相当し、図１の高周波フィルタと同様の機能を実現できる。しかも本実施形態によれば、薄膜圧電体の面積を小さくすることができるとともに、薄膜圧電共振器の数を減らせることから、図１の構成に比べサイズをより小さくした高周波フィルタを実現することができる。
【００４６】
図１５は、この実施形態に係わる高周波フィルタの別の構成を示す回路図である。この構成は、図１４で示される広帯域薄膜圧電共振器フィルタを、多段並列に組み合わせたものである。この構成においても、各サブフィルタの中心周波数を適切に設定することにより、図１２または図１３と同様の通過帯域特性を実現することができる。しかも本実施形態においては一つ一つのサブフィルタのサイズを小さくできることから、全体でのサイズを更に縮小することが可能になる。
【００４７】
図１６は、本発明に係わる高周波フィルタの実施形態における別の構成例を示す回路図である。図１６の構成は、同相出力の高周波フィルタを２つ直列接続したものと、同相出力と逆相出力の高周波フィルタを直列接続したものとを並列に接続した構造を有する。ここでは、直列接続される高周波フィルタの中心周波数を互いに同じに設定する。
【００４８】
一般に、同じ中心周波数を持つ複数のバンドパスフィルタを直列に接続すると、単独での特性に比べて通過帯域のスカート特性の向上を促すことができる。従って図１６の構成によれば、広帯域化とともにスカート特性を向上させた高周波フィルタを実現することが可能になる。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳しく述べたように本発明によれば、通過帯域の広帯域を図った高周波フィルタおよびこの高周波フィルタを実現する薄膜圧電共振器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる高周波フィルタの第１の実施形態を示す回路図。
【図２】図１に示される第１および第２のフィルタの周波数スペクトルおよび合成スペクトルを示す図。
【図３】図１に示される薄膜圧電共振器１０１，１０２，１０４の一構成例を模式的に示す断面図。
【図４】図１に示される薄膜圧電共振器１０１，１０２，１０４の等価回路を示す回路図。
【図５】図３の等価回路におけるインピーダンス特性｜Ｚ｜を示す図。
【図６】薄膜圧電共振器を用いて構成される高周波フィルタの一構成例を示す回路図。
【図７】薄膜圧電共振器を用いて構成されるフィルタの他の構成例を示す回路図。
【図８】図６または図７に示される高周波フィルタのインピーダンス特性｜Ｚ｜を示す図。
【図９】図１に示される位相を反転させる手段を有する薄膜圧電共振器１０３の一構成例を示す図。
【図１０】図９に示される薄膜圧電共振器１０３の一構成例を示す模式図。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係わる高周波フィルタの別の構成を示す回路図。
【図１２】図１１に示される高周波フィルタの周波数スペクトルを示す図。
【図１３】図１１の構成により得られる周波数スペクトルの別の例を示す図。
【図１４】本発明に係わる高周波フィルタの第２の実施形態を示す回路図。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係わる高周波フィルタの別の構成を示す回路図。
【図１６】本発明に係わる高周波フィルタの実施形態における別の構成例を示す回路図。
【図１７】従来の薄膜圧電共振器の共振周波数特性を示す図。
【符号の説明】
１０１，１０２…薄膜圧電共振器
１０３，１０４…薄膜圧電共振器
３０１…薄膜圧電体
３０２…極板
３０３…基板
３０４…支持層
３０５…空気層
４０１…物理形状に起因するキャパシタンスＣ０
４０２…圧電体の物性に起因するインダクタンスＬ１
４０３…圧電体の物性に起因するキャパシタンスＣ１
６０１，６０２…薄膜圧電共振器
９０１〜９０４…極板
９０５…基準面
９０６…基準面
９０７…薄膜圧電体
１００１…薄膜圧電体
１００２，１００３…金属極板
１１０１，１１０２…極板
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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