(57)【要約】【課題】伝送特性の変化を招くことなく、かつ電極指の総対数を一定としたまま入出力インピーダンスを変更することができる共振子型表面波フィルタを提供する。【解決手段】圧電基板２上に、入力ＩＤＴ３、出力ＩＤＴ４及び第１，第２の反射器５，６が形成されており、入力ＩＤＴの電極指の対数をＮｉ、出力ＩＤＴの電極指の対数をＮｏ、入力ＩＤＴ３と第１の反射器５との間のギャップの大きさをＧｒｉ、出力ＩＤＴ４と第２の反射器６との間のギャップの大きさをＧｒｏとしたときに、Ｎｉ＝ＮｏかつＧｒｉ＝Ｇｒｏである仮想の表面波フィルタと同等の伝送特性を有するように、ＮｉとＮｏとが異ならされており、かつＧｒｉとＧｒｏとが異ならされている、共振子型の表面波フィルタ１。【選択図】　　　　図１
2004140784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に形成されており、表面波伝搬方向においてギャップを隔てられて配置された入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと、
前記入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴが設けられている領域の表面波伝搬方向外側に配置された第１，第２の反射器とを備え、
前記入力ＩＤＴの電極指の対数をＮｉ、出力ＩＤＴの電極指の対数をＮｏ、前記入力ＩＤＴと第１の反射器との間のギャップの大きさをＧｒｉ、前記出力ＩＤＴと前記第２の反射器との間のギャップの大きさをＧｒｏとしたときに、Ｎｉ＝ＮｏかつＧｒｉ＝Ｇｒｏである仮想の表面波フィルタと同等の伝送特性を有するように、ＮｉとＮｏとが異ならされており、かつＧｒｉとＧｒｏとが異ならされている、共振子型の表面波フィルタ。
【請求項２】
前記仮想の表面波フィルタのＧｒｉ及びＧｒｏをＧｒとしたときに、
ｒ＝Ｎｉ／Ｎｏ、ΔＧｒｉ＝Ｇｒｉ−Ｇｒ、ΔＧｒｏ＝Ｇｒｏ−Ｇｒ及び入力ＩＤＴと出力ＩＤＴとの間のギャップの大きさＧｉｉが下記の式（１）〜（４）または下記の式（５）〜（８）を満たすように構成されている、請求項１に記載の表面波フィルタ。
【数１】
2004140784.tif 000007
【数２】
2004140784.tif 000008
【請求項３】
請求項１または２に記載の複数個の表面波フィルタが縦続接続されており、縦続接続された複数個の表面波フィルタのうち、入力端側の表面波フィルタを第１の表面波フィルタ、出力端側の表面波フィルタを第２の表面波フィルタとしたときに、第１の表面波フィルタにおいて、Ｎｉ＞Ｎｏであり、第２の表面波フィルタにおいて、Ｎｉ＜Ｎｏである、表面波フィルタ。
【請求項４】
請求項１または２に記載の複数個の表面波フィルタが縦続接続されており、縦続接続された複数個の表面波フィルタのうち、入力端側の表面波フィルタを第１の表面波フィルタ、出力端側の表面波フィルタを第２の表面波フィルタとしたときに、第１の表面波フィルタにおいて、Ｎｉ＜Ｎｏであり、第２の表面波フィルタにおいて、Ｎｉ＞Ｎｏである、表面波フィルタ。
【請求項５】
前記入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴ並びに第１，第２の反射器がＡｌよりも重い金属もしくは該金属を主成分とする合金により構成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の表面波フィルタ。
【請求項６】
前記圧電基板が、水晶基板である、請求項１〜５のいずれかに記載の表面波フィルタ。
【請求項７】
圧電基板と、圧電基板上において表面波伝搬方向に沿ってギャップを隔てて配置された入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと、
前記入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴが設けられている領域の表面波伝搬方向外側に配置された第１，第２の反射器とを備える共振子型の表面波フィルタの製造方法であって、
圧電基板を用意する工程と、
前記圧電基板上に、入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴ並びに第１，第２の反射器を形成する工程とを備え、
前記入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴ並びに第１，第２の反射器を形成するにあたり、入力ＩＤＴの電極指の対数Ｎｉと、出力ＩＤＴの電極指の対数Ｎｏとを異ならせ、かつ入力ＩＤＴと第１の反射器との間のギャップＧｒｉと出力ＩＤＴと第２の反射器との間のギャップＧｒｏとを異ならせることにより、Ｎｉ＝Ｎｏ及びＧｒｉ＝Ｇｒｏである仮想の表面波フィルタと同等の伝送特性を確保して入出力インピーダンスが変更されることを特徴とする、表面波フィルタの製造方法。
【請求項８】
前記仮想の表面波フィルタのＧｒｉ及びＧｒｏをＧｒとしたときに、ｒ＝Ｎｉ／Ｎｏ、ΔＧｒｉ＝Ｇｒｉ−Ｇｒ、ΔＧｒｏ＝Ｇｒｏ−Ｇｒ及び入力ＩＤＴと出力ＩＤＴとの間のギャップの大きさＧｉｉが下記の式（１）〜（４）または下記の式（５）〜（８）を満たすように構成されている、請求項７に記載の表面波フィルタの製造方法。
【数３】
2004140784.tif 000009
【数４】
2004140784.tif 000010
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面波フィルタ及びその製造方法に関し、より詳細には、複数のＩＤＴ及び反射器が備えられた共振子型の表面波フィルタ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動体通信機器の帯域フィルタなどに、共振子型表面波フィルタが広く用いられている。図１３は、この種の共振子型表面波フィルタを示す一例を示す平面図である。
【０００３】
表面波フィルタ１０１では、圧電基板１０２を用いて、２段構成の共振子型表面波フィルタが構成されている。すなわち、第１の共振子型表面波フィルタ１０３と、第２の共振子型表面波フィルタ１０４とが接続部１０５により縦続接続されている。
【０００４】
表面波フィルタ１０３は、入力ＩＤＴ１０３ａと出力ＩＤＴ１０３ｂとを有する。ＩＤＴ１０３ａ，１０３ｂの設けられている領域の表面波伝搬方向両側に、反射器１０３ｃ，１０３ｄが配置されている。同様に、表面波フィルタ１０４においても、入力ＩＤＴ１０４ａ、出力ＩＤＴ１０４ｂ及び反射器１０４ｃ，１０４ｄが配置されている。第１の表面波フィルタ１０３の出力ＩＤＴ１０３ｂと、第２の表面波フィルタ１０４の入力ＩＤＴ１０４ａとが上記接続部１０５により接続されている。
【０００５】
ところで、この種の共振子型表面波フィルタでは、帯域内スプリアスやリップルが少ない、良好なフィルタ特性が求められている。そこで、下記の特許文献１には、２段構成の共振子型表面波フィルタにおいて、１段目の表面波フィルタの入力ＩＤＴの電極指の対数と出力ＩＤＴの電極指の対数とが異ならされており、２段目の表面波フィルタにおいても、入力ＩＤＴの電極指の対数と、出力ＩＤＴの電極指の対数とが異ならされている構成が示されている。
【０００６】
また、下記の特許文献２には、同様に、２個の共振子型表面波フィルタが縦続接続された表面波フィルタ装置において、接続部に対して電気的に対称となるように、入出力ＩＤＴの電極指の対数を異ならせた構成が示されている。
【０００７】
下記の特許文献１や特許文献２では、上記のように入出力ＩＤＴの電極指の対数を異ならせることにより、帯域外減衰量の拡大や、スプリアスの低減が図られるとされている。
【０００８】
他方、下記の特許文献３に記載の２段構成の共振子型表面波フィルタでは、１段目の表面波フィルタにおけるＩＤＴと反射器の間のギャップの大きさと、２段目の表面波フィルタにおけるＩＤＴと反射器との間のギャップの大きさとが異ならされており、それによってスプリアスの低減及び帯域外減衰量の拡大が図られている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２８４９８８号公報
【特許文献２】
ＷＯ９６−３２７７７号公報
【特許文献３】
特開昭６３−１５５８１０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来、２段縦続接続型の共振子型表面波フィルタにおいて、ＩＤＴの電極指の対数を異ならせることにより、リップルやスプリアスの低減を図る構成が知られていた。また、上記特許文献３のように、１段目の共振子型表面波フィルタと、２段目の共振子型表面波フィルタとの間で、ＩＤＴ−反射器間のギャップの大きさを異ならせることにより、スプリアスの低減を図る構成も知られていた。
【００１１】
他方、表面波フィルタにおいては、他の電子部品と同様に、接続される回路部分に応じてインピーダンスマッチングを図るために、入力インピーダンスや出力インピーダンスを低くすることが求められることがある。共振子型表面波フィルタにおいて、インピーダンスを低下させるには、ＩＤＴの電極指の対数を増加させたり、あるいは電極指の交叉幅を大きくしたりすればよい。しかしながら、電極指の対数を単に増加したり、交叉幅を大きくしたりした場合には、表面波フィルタの寸法が大きくならざるを得ない。
【００１２】
また、ＩＤＴの電極指の対数を大きく変更した場合には、帯域幅を得るための２つのモードの間隔が大きく変化し、インピーダンスは低下され得るが、フィルタ特性が大幅に変化せざるを得なかった。
【００１３】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、大型化を招くことなく、かつフィルタの帯域を構成するためのモード間隔の変動を招くことなく、入出力インピーダンスが適切な大きさに設定され得る共振子型の表面波フィルタ及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の広い局面によれば、圧電基板と、前記圧電基板上に形成されており、表面波伝搬方向においてギャップを隔てられて配置された入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと、前記入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴが設けられている領域の表面波伝搬方向外側に配置された第１，第２の反射器とを備え、前記入力ＩＤＴの電極指の対数をＮｉ、出力ＩＤＴの電極指の対数をＮｏ、前記入力ＩＤＴと第１の反射器との間のギャップの大きさをＧｒｉ、前記出力ＩＤＴと前記第２の反射器との間のギャップの大きさをＧｒｏとしたときに、Ｎｉ＝ＮｏかつＧｒｉ＝Ｇｒｏである仮想の表面波フィルタと同等の伝送特性を有するように、ＮｉとＮｏとが異ならされており、かつＧｒｉとＧｒｏとが異ならされている、共振子型の表面波フィルタが提供される。
【００１５】
すなわち、本発明の表面波フィルタは、２ＩＤＴ型の共振子型表面波フィルタにおいて、上記ＮｉとＮｏとが異ならされており、それによって入力ＩＤＴ及び／または出力ＩＤＴのインピーダンスが異ならされている。従って、接続される回路部分に応じて、Ｎｉ及びＮｏの値を設定することにより、入出力インピーダンスを最適な値に設定することができる。さらに、上記ギャップの大きさＧｒｉ及びＧｒｏが異ならされているため、Ｎｉ及びＮｏとが異ならされているにも関わらず、帯域幅を得るためのモード間隔が変動し難いため、Ｎｉ＝ＮｏかつＧｒｉ＝Ｇｒｏである仮想の表面波フィルタと同等の伝送特性が確保される。
【００１６】
本発明のより限定的な局面では、前記仮想の表面波フィルタのＧｒｉ及びＧｒｏをＧｒとしたときに、ｒ＝Ｎｉ／Ｎｏ、ΔＧｒｉ＝Ｇｒｉ−Ｇｒ、ΔＧｒｏ＝Ｇｒｏ−Ｇｒ及び入力ＩＤＴと出力ＩＤＴとの間のギャップの大きさＧｉｉが下記の式（１）〜（４）または下記の式（５）〜（８）を満たすように構成されている。
【００１７】
【数５】
2004140784.tif 000003
【００１８】
【数６】
2004140784.tif 000004
【００１９】
本発明の共振子型の表面波フィルタは、１段構成でもよく、複数段構成であってもよい。複数段構成の表面波フィルタの場合には、複数の共振子型表面波フィルタが縦続接続されることにより、選択度が高められる。
【００２０】
また、本発明のある特定の局面では、上記複数段構成において、縦続接続された複数個の表面波フィルタのうち、入力端側の表面波フィルタを第１の表面波フィルタ、出力端側の表面波フィルタを第２の表面波フィルタとしたときに、第１の表面波フィルタにおいて、Ｎｉ＞Ｎｏであり、第２の表面波フィルタにおいて、Ｎｉ＜Ｎｏである。従って、上記仮想の表面波フィルタに比べて、入力インピーダンス及び出力インピーダンスを低めることができる。
【００２１】
本発明のさらに他の特定の局面では、上記複数段の共振子型の表面波フィルタにおいて、縦続接続された複数個の表面波フィルタのうち、入力端側の表面波フィルタを第１の表面波フィルタ、出力端側の表面波フィルタを第２の表面波フィルタとしたときに、第１の表面波フィルタにおいて、Ｎｉ＜Ｎｏであり、第２の表面波フィルタにおいて、Ｎｉ＞Ｎｏである。従って、伝送特性の変化を招くことなく、上記仮想表面波フィルタに比べて、入出力インピーダンスを高めることができる。
【００２２】
本発明に係る表面波フィルタのさらに別の特定の局面では、入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴ並びに第１，第２の反射器が、Ａｌよりも重い金属もしくは該金属を主成分とする合金により構成される。Ａｌよりも重い金属によりＩＤＴや反射器が構成されている場合、電極指１本あたりの表面波の反射率が高められる。従って、上記対数の変化による特性の変化が大きくなるが、本発明では、このような重い金属を用いてＩＤＴや反射器が構成されていた場合であっても、本発明に従って対数の変化による伝送特性の変化を抑制することができる。従って、本発明は、このような重い金属からなるＩＤＴや反射器を有する表面波フィルタに好適に用いられる。
【００２３】
また、本発明のさらに別の特定の局面では、圧電基板として水晶基板が用いられる。水晶基板は、基板自身のインピーダンスが高いため、水晶基板を用いた表面波フィルタに本発明を適用した場合、本発明に従ってインピーダンスを効果的に低減することができる。
【００２４】
本発明の表面波フィルタの製造方法は、圧電基板と、圧電基板上において表面波伝搬方向に沿ってギャップを隔てて配置された入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴと、前記入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴが設けられている領域の表面波伝搬方向外側に配置された第１，第２の反射器とを備える共振子型の表面波フィルタの製造方法であって、圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板上に、入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴ並びに第１，第２の反射器を形成する工程とを備え、前記入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴ並びに第１，第２の反射器を形成するにあたり、入力ＩＤＴの電極指の対数Ｎｉと、出力ＩＤＴの電極指の対数Ｎｏとを異ならせ、かつ入力ＩＤＴと第１の反射器との間のギャップＧｒｉと出力ＩＤＴと第２の反射器との間のギャップＧｒｏとを異ならせることにより、表面波フィルタ全体の電極指の対数が等しくかつＮｉ＝Ｎｏ及びＧｒｉ＝Ｇｒｏである仮想の表面波フィルタと伝送特性を同等としつつ、入出力インピーダンスを変更することを特徴とする。すなわち、本発明に従って、Ｎｉ＝Ｎｏ及びＧｒｉ＝Ｇｒｏである仮想の表面波フィルタの伝送特性と伝送特性を同等としつつ、本発明に従って入出力インピーダンスをＩＤＴの対数の変更により変更することができる。
【００２５】
本発明に係る製造方法のある特定の局面では、前記仮想の表面波フィルタのＧｒｉ及びＧｒｏをＧｒとしたときに、ｒ＝Ｎｉ／Ｎｏ、ΔＧｒｉ＝Ｇｒｉ−Ｇｒ、ΔＧｒｏ＝Ｇｒｏ−Ｇｒ及び入力ＩＤＴと出力ＩＤＴとの間のギャップの大きさＧｉｉが下記の式（１）〜（４）または下記の式（５）〜（８）を満たすように構成されている。
【００２６】
【数７】
2004140784.tif 000005
【００２７】
【数８】
2004140784.tif 000006
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２９】
図１は、本発明の一実施例に係る表面波フィルタを示す模式的平面図である。本実施例の表面波フィルタ１は、圧電基板２を有する。圧電基板２は、例えば水晶などの圧電単結晶、あるいはＰＺＴのような圧電セラミックスにより構成され得る。また、圧電材料や絶縁材料などからなる基板上にＺｎＯなどの圧電薄膜を形成することにより、圧電基板２が構成されていてもよい。
【００３０】
圧電基板２上には、表面波伝搬方向に沿って、ギャップを隔てて入力ＩＤＴ３及び出力ＩＤＴ４が配置されている。ＩＤＴ３，４間のギャップの大きさをＧｉｉとする。
【００３１】
また、入力ＩＤＴ３及び出力ＩＤＴ４が設けられている領域の表面波伝搬方向両側には、第１，第２の反射器５，６が配置されている。反射器５，６は、グレーティング型反射器により構成されている。また、反射器５，６及びＩＤＴ３，４は、Ａｌ、Ｗ、Ｔａなどの適宜の金属あるいはこれらの金属を主成分とする合金により構成される。もっとも、好ましくは、Ａｌよりも重い金属または該金属を主成分とする合金が用いられる。このような金属としては、Ｗ、Ｔａ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉなどを挙げることができる。
【００３２】
入力ＩＤＴ３と、その外側に配置された第１の反射器５との間のギャップの大きさをＧｒｉとする。また、出力ＩＤＴ４と、その外側の第２の反射器６との間のギャップの大きさをＧｒｏとする。
【００３３】
なお、本明細書においてギャップの大きさとは、隣り合う電極の電極指中心間距離を言うものとする。
本実施例の特徴は、入力ＩＤＴ３の電極指の対数Ｎｉと、出力ＩＤＴ４の電極指の対数Ｎｏとが異ならされており、かつギャップの大きさＧｒｉと、ギャップの大きさＧｒｏとが異ならされていることにある。後述の実験例から明らかなように、本実施例の表面波フィルタ１では、上記のように構成されているため、Ｎｉ＝ＮｏかつＧｒｉ＝Ｇｒｏである仮想の表面波フィルタと同等の伝送特性が確保される。
【００３４】
しかも、ＮｉとＮｏとが異ならされているため、例えばＮｉ＞Ｎｏの場合には、入力ＩＤＴ３のインピーダンスを低めることができ、Ｎｉ＜Ｎｏの場合には、出力ＩＤＴ４のインピーダンスを低めることができる。すなわち、伝送特性を阻害することなく、入出力インピーダンスを調整することができる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。
【００３５】
圧電基板１として、Ｙカット９０°Ｋ伝搬水晶基板を用いて、表面波フィルタ１と同様の２ＩＤＴ型の縦結合共振子型フィルタを作製した。入力ＩＤＴの電極指の対数Ｎｉと、出力ＩＤＴの電極指の対数Ｎｏとを等しくした従来の表面波フィルタの特性を図２に実線で示す。ここでは、Ｎｉ＝Ｎｏ＝１５であり、Ｇｉｉ＝０．５λ、Ｇｒｉ＝Ｇｒｏ＝０．５５λとされている。
【００３６】
他方、入出力インピーダンスの調整を図るために、入力ＩＤＴの電極指の対数Ｎｉを１３、出力ＩＤＴの電極指の対数Ｎｏを１７としたことを除いては、上記従来の表面波フィルタと同様にして参考例１の表面波フィルタを構成した。参考例の表面波フィルタの挿入損失は図２に破線で示す通りとなる。
【００３７】
図２から明らかなように、ギャップの大きさＧｉｉ＝０．５λの場合には、入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴの電極指の対数のバランスを変更したとしても、矢印Ａで示す基本モード及び矢印Ｂで示す高次モードの位置はほとんど変化しない。
【００３８】
次に、入力ＩＤＴと出力ＩＤＴとの間のギャップの大きさＧｉｉを０．５５λとし、入力ＩＤＴの電極指の対数及び出力ＩＤＴの電極指の対数をいずれも１５とした参考例２の表面波フィルタの挿入損失を図３に実線で示す。また、この構造において、入出力インピーダンスを変更するために、入力ＩＤＴの電極指の対数Ｎｉを１３、出力ＩＤＴの電極指の対数Ｎｏを１７に変更した参考例３の表面波フィルタの挿入損失を図３に破線で示す。
【００３９】
図３の実線と破線とを比較すれば明らかなように、ギャップの大きさＧｉｉ＝０．５５λの場合には、入力ＩＤＴと出力ＩＤＴの電極指の対数を異ならせた場合、基本モードと高次モードのモード間隔が大きく変化することがわかる。すなわち、電極指の対数を変更した場合には、モード間隔の変化により、中心周波数及び帯域幅を変更前の表面波フィルタと同等とすることができないことがわかる。
【００４０】
しかしながら、本願発明者は、さらに検討した結果、Ｇｉｉが０．５λ以外の場合であっても、ギャップの大きさＧｒｉ及びＧｒｏを調整することにより、モード間隔を電極指の対数変更前のモード間隔と同じ状態とし得ることを見出した。
【００４１】
図４は、Ｇｉｉ＝０．５５λ、Ｇｒｏ＝０．４６λ、電極指の対数Ｎｉ＝１３、Ｎｏ＝１７とし、入力ＩＤＴと第１の反射器との間のギャップの大きさＧｒｉを変化させた場合の挿入損失の変化を示す。図４から明らかなように、ギャップの大きさＧｒｉの変化により、モード間隔が代わることがわかる。
【００４２】
図４に示されている特性のうち、Ｇｒｉ＝０．４４５λの場合の特性と、対数変更前の同等の表面波フィルタの特性を図５に示す。図５において、実線が、対数変更前の表面波フィルタ、すなわちＧｉｉ＝０．５５λ、Ｇｒｉ＝０．４６λ、Ｇｒｏ＝０．４６λ、Ｎｉ＝１５及びＮｏ＝１５である表面波フィルタの特性を示す。また破線は、上記のように、Ｇｉｉ＝０．５５λ、Ｇｒｉ＝０．４４λ、Ｇｒｏ＝０．４６λ、Ｎｉ＝１３及びＮｏ＝１７である表面波フィルタの特性を示す。
【００４３】
図５から明らかなように、破線で示されている特性のモード間隔は、電極指の対数変更前のモード間隔とほぼ同じであることがわかる。もっとも、破線で示す特性の場合の中心周波数と、実線で示されている特性の場合の中心周波数とは異なっている。すなわち、破線で示す特性の中心周波数は、電極指の対数変更前の表面波フィルタの実線で示されている特性の中心周波数よりも高くなっている。
【００４４】
図６は、図５で破線で示した特性の表面波フィルタにおいて、Ｇｒｏを０．４９λに変更した場合の特性を示す。また、図６では、図５に示した実線の特性を重ねて示す。もっとも、図６では、両方の表面波フィルタの周波数特性がほぼ同一であるため、１つの実線の特性のみが示されているように図示されている。
【００４５】
図６から明らかなように、Ｇｉｉ＝０．５５λであっても、Ｎｉ及びＮｏの大きさを異ならせて入出力インピーダンスを変化させた場合、Ｇｒｉを０．４４５λ及びＧｒｏを０．４９０λとすることにより、電極指の対数Ｎｉ，Ｎｏの変更前の表面波フィルタと同じ伝送特性の得られることがわかる。
【００４６】
この場合、インピーダンスは、電極指の対数変更前は、入力側が６００Ω、出力側６００Ωであるのに対し、変更後では、入力側が７３０Ω及び出力側が５００Ωとなった。
【００４７】
すなわち、図２〜図６の結果から明らかなように、Ｇｒｉ及びＧｒｏを調整すれば、入力ＩＤＴ及び出力ＩＤＴの電極指の対数Ｎｉ，Ｎｏが等しい場合の特性を確保しつつ、電極指の総対数を一定に保ったまま、すなわち、表面波フィルタの寸法を大きくすることなく、ＮｉとＮｏとを異ならせることにより入出力インピーダンスを変更し得ることがわかる。
【００４８】
次に、第２の実施例として、Ｙ−９０°Ｘ水晶基板からなる圧電基板を用い、電極材料としてＡｌよりも重いＷ、Ａｕ、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉを用いた表面波フィルタを構成した。第２の実施例の表面波フィルタの物理的構造は、図１に示した表面波フィルタ１と同様である。
【００４９】
第２の実施例の表面波フィルタにおいて、入力ＩＤＴ３と出力ＩＤＴ４との間のギャップの大きさＧｉｉを０．５λ〜０．７λの範囲で、電極指の対数Ｎｉ及びＮｏを、電極指の全体の対数を一定としたまま種々異ならせ、特性を評価した。すなわち、Ｎｉ＝Ｎｏであり、かつＧｉｉ＝０．５５λであることを除いては同様に構成された表面波フィルタを基準とし、電極指の対数Ｎｉ及びＮｏを全体の電極指の対数を一定としたまま変化させ、ＮｉをＮｏよりも大きくするようにＮｉ及びＮｏを変化させた場合の特性の変化を調べた。結果を図７〜図１１に示す。
【００５０】
図７は、入力ＩＤＴの電極指の対数Ｎｉと、出力ＩＤＴの電極指の対数Ｎｏとの比ｒを変化させた場合、上記のようにモード間隔が変更前の相当の表面波フィルタと同等である場合のΔＧｒｉの範囲を示す図である。なお、ΔＧｒｉは、Ｇｒｉ−Ｇｒであり、Ｇｒは変更前のすなわちＮｉ／Ｎｏ＝１の表面波フィルタにおける入力ＩＤＴと反射器との間のギャップの大きさを示す。
【００５１】
また、図８は、Ｎｉ／Ｎｏを変化させた場合に、モード間隔が変更前と同等である場合のΔＧｒｏの範囲を示す図である。ΔＧｒｏは、対数変更前の表面波フィルタの出力ＩＤＴ−反射器間のギャップの大きさをＧｒとした場合、Ｇｒｏ−Ｇｒで表わされる。
【００５２】
図７及び図８から明らかなように、Ｎｉ＞Ｎｏの場合、１．０≦ｒ≦１．４、０≦ΔＧｒｉ≦０．４５λ及び−０．１８λ≦ΔＧｒｏ≦０とすればよいことがわかる。
【００５３】
図９は、同様に、Ｎｉ／Ｎｏを変化させた場合、モード間隔が維持されるＧｉｉの範囲を示す図である。図９から明らかなように、Ｎｉ≧Ｎｏの場合、１．０≦ｒ≦１．４の場合、ΔＧｉｉを、０≦ΔＧｉｉ≦０．２λとすればよいことがわかる。
【００５４】
図１０は、（Ｎｉ／Ｎｏを変化させた場合の入力インピーダンスＺｉ）と（電極指対数変更前の表面波フィルタのインピーダンスＺｎ）の比の変化を示す図であり、図１１は出力側インピーダンスＺｏの対数変更前の表面波フィルタの出力側インピーダンスＺｎに対する比の変化を示す図である。
【００５５】
従って、図７〜図１１から明らかなように、電極指の総対数を一定としたまま、すなわち表面波フィルタの大きさを大きくすることなく、かつモード間隔を維持したまま、対数比ｒ、Ｇｒｉ、Ｇｒｏ及びＧｉｉを調整することにより、入出力インピーダンスを調整し得ることがわかる。よって、本実施例によれば、表面波フィルタ１の製造に際し、Ｎｉ＞Ｎｏの場合上記式（１）〜式（８）を満たすように、ＩＤＴ３，４及び反射器５，６を形成することにより、小型であり、所望とする伝送特性を有し、かつ入出力インピーダンスを様々な値に設定され得る表面波装置を製造することができる。
【００５６】
なお、本願発明者の実験によれば、Ｎｉ＜Ｎｏの場合には、１．０≦１／ｒ≦１．４、−０．１８λ≦ΔＧｒｉ≦０、０≦ΔＧｒｏ≦０．４５λ及び０＜ΔＧｉｉ≦０．２λとすれば、同様に、モード間隔の変更をもたらすことなく、入出力インピーダンスを調整し得ることが確かめられた。
【００５７】
上記第１，第２の実施例では、図１に示した表面波フィルタ１を例にとり説明したが、本発明の表面波フィルタは、図１に示した表面波フィルタが複数段縦続接続された構造を有していてもよい。
【００５８】
図１２は、複数段構成の表面波フィルタの一例を示す模式的平面図である。図１２に示す表面波フィルタ１１では、圧電基板１２上に、第１，第２の表面波フィルタ１３，１４が配置されている。ここでは、第１の表面波フィルタ１３が、第１の実施例の表面波フィルタ１と同様に構成されている。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することとする。
【００５９】
他方、第２の表面波フィルタ１４では、入力ＩＤＴ１４ａの電極指の対数Ｎｉに比べて、出力ＩＤＴ１４ｂの電極指の対数Ｎｏが大きくされている。その他の点については、第１の表面波フィルタ１３と同様に第２の表面波フィルタ１４が構成されている。出力ＩＤＴ４が入力ＩＤＴ１４ａに接続されて、表面波フィルタ１３，１４が縦続接続されている。
【００６０】
従って、表面波フィルタ１１では、表面波フィルタ１３の入力側ＩＤＴ３が入力端子に、第２の表面波フィルタ１４の出力側ＩＤＴ１４ｂが出力端子に接続されるため、２段縦続接続型の表面波フィルタ１１において、入出力インピーダンスを小さくすることができる。すなわち、従来の２段構成の入出力ＩＤＴの電極指の対数が等しい表面波フィルタに比べて、帯域内伝送特性を保ちつつ、入出力インピーダンスを低めることが可能とされる。
【００６１】
なお、図１２に示した表面波フィルタ１１とは逆に、２段構成の表面波フィルタ１１において、入力端子に接続されるＩＤＴ３及び出力端子に接続されるＩＤＴ１４ｂの電極指の対数を、それぞれ、ＩＤＴ４及びＩＤＴ１４ａの電極指の対数よりも小さくしてもよい。その場合には、表面波フィルタ１１とは逆に、入出力インピーダンスを帯域内伝送特性を保ったまま入出力インピーダンスを高めることができる。
【００６２】
なお、本発明に係る表面波フィルタでは、３以上の共振子型表面波フィルタが縦続接続されてもよい。
また、複数段構成の表面波フィルタを得る場合、全ての共振子型表面波フィルタにおいて、本発明に従って電極指の対数ＮｉとＮｏとが異ならされている必要はなく、少なくとも１つの共振子型表面波フィルタにおいて、電極指の対数ＮｉとＮｏとが異ならされていてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る表面波フィルタでは、Ｎｉ＝ＮｏかつＧｒｉ＝Ｇｒｏである表面波フィルタに対し、電極指の総対数が一定のままで、同等の伝送特性を確保することができる。そして、本発明では、ＮｉとＮｏとが異ならされているため、ＮｉをＮｏよりも大きくすることにより、入力側インピーダンスを低めることができ、逆にＮｉをＮｏよりも小さくすることにより、出力側インピーダンスを低めることができる。従って、表面波フィルタの大型化を招くことなく、入出力インピーダンスを調整することができる。
【００６４】
特に、Ｎｉ＞Ｎｏの場合、上述した式（１）〜式（４）を満たすように、またＮｉ＜Ｎｏの場合に、式（５）〜式（８）を満たすように設定すれば、より一層確実に上記仮想の表面波フィルタの伝送特性と同等の伝送特性を確保したまま入出力インピーダンスを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る表面波フィルタを示す模式的平面図。
【図２】電極指の総対数を一定とし、ギャップの大きさＧｉｉ＝０．５λとした場合の、電極指の対数Ｎｉ＝Ｎｏ−１５の場合の挿入損失を実線で、Ｎｉ＝１３及びＮｏ＝１７に変更した後の挿入損失を破線で示す図。
【図３】ギャップの大きさＧｉｉ＝０．５５λである場合に、電極指の対数Ｎｉ＝Ｎｏ＝１５とした場合の挿入損失を実線で、電極指の対数Ｎｉ＝１３及びＮｏ＝１７に変更した場合の挿入損失を破線で示す図。
【図４】ギャップの大きさＧｉｉ＝０．５５λ、Ｎｉ＝１３及びＮｏ＝１７である表面波フィルタにおいて、ギャップの大きさＧｒｉ＝を種々変化させた場合の挿入損失の変化を示す図。
【図５】Ｇｉｉ＝０．５５λ、Ｇｒｉ＝Ｇｒｏ＝０．４６λ及びＮｉ＝Ｎｏ＝１５である表面波フィルタの挿入損失を実線で、図４に示した特性のうちＧｒｉ＝０．４４５λである場合を破線で示す図。
【図６】Ｇｉｉ＝０．５５λ、Ｇｒｉ＝Ｇｒｏ＝０．４６λ及びＮｉ＝Ｎｏ＝１５の場合の表面波フィルタの特性と、Ｇｉｉ＝０．５５λ、Ｇｒｉ＝０．４４５λ、Ｇｒｏ＝０．４９０λ、Ｎｉ＝１３及びＮｏ＝１７である表面波フィルタの特性を重ねて示す図。
【図７】Ｎｉ／Ｎｏ＝ｒを変化させた場合に、モード間隔が電極指の対数変更前と同等とされるΔＧｒｉの範囲を示す図。
【図８】Ｎｉ／Ｎｏ＝ｒを変化させた場合に、モード間隔が電極指の対数変更前と同等とされるΔＧｒｏの範囲を示す図。
【図９】Ｎｉ／Ｎｏ＝ｒを変化させた場合に、モード間隔が電極指の対数変更前と同等とされるΔＧｉｉの範囲を示す図。
【図１０】Ｎｉ／Ｎｏを変化させ、かつモード間隔が確保されている場合のインピーダンス比Ｚｉ／Ｚｎの変化を示す図。
【図１１】Ｎｉ／Ｎｏを変化させ、かつモード間隔が確保されている場合のインピーダンス比Ｚｏ／Ｚｎの変化を示す図。
【図１２】本発明の表面波フィルタの他の構造例を示す模式的平面図。
【図１３】従来の表面波フィルタの一例を示す模式的平面図。
【符号の説明】
１…表面波フィルタ
２…圧電基板
３…入力ＩＤＴ
４…出力ＩＤＴ
５…第１の反射器
６…第２の反射器
１１…表面波フィルタ
１２…圧電基板
１３…第１の表面波フィルタ
１４…第２の表面波フィルタ
１４ａ…入力ＩＤＴ
１４ｂ…出力ＩＤＴ
１５，１６…第１，第２の反射器
Ｇｉｉ…入力ＩＤＴと出力ＩＤＴとの間のギャップの大きさ
Ｇｒｉ…入力ＩＤＴと第１の反射器との間のギャップの大きさ
Ｇｒｏ…出力ＩＤＴと第２の反射器との間のギャップの大きさ
【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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