(57)【要約】【課題】高周波二重モード圧電フィルタのインピーダンスを低減する手段を得る。【解決手段】厚み振動を励起する圧電基板の一方の主面上に２つの電極とを所定の間隙を隔して配置すると共に、他方の主面上に全面電極を施して形成する二重モード圧電フィルタ２個を、裏面の全面電極同士を接合した圧電フィルタであって、入力電極同士を接続して入力端とし、出力電極同士を接続して出力端とし、接合した電極を接地して並列接続型の圧電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】
厚み振動を励起する圧電基板の一方の主面上に第１の電極と、第２の電極とを所定の間隙を隔して配置すると共に、他方の主面上に第３の電極を施して形成する二重モード圧電フィルタ２つを、第３の電極同士を合わせるように接合し、前記第１の電極同士を接続して入力とし、前記第２の電極同士を接続して出力とし、前記第３の電極を接地して構成したことを特徴とする圧電フィルタ。
【請求項２】
前記第３の電極にインジュームを用いたことを特徴とする請求項１に記載の圧電フィルタ。
【請求項３】
前記圧電基板にＡＴカット水晶基板を用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧電フィルタに関し、特に入出力インピーダンスを低減した二重モード圧電フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、無線機器に使われる搬送波の高周波化に伴い、中間周波フィルタ（ＩＦフィルタ）の高周波化が強く要求されている。広帯域のＩＦフィルタとしてはＳＡＷフィルタが適しており、狭帯域のＩＦフィルタとしては二重モード水晶フィルタが広く使われている。
圧電基板にＡＴカット水晶基板を用いた二重モード水晶フィルタは、周波数温度特性が良好なこと、小型であること、高減衰量が得られること及び堅牢性を有すること等の理由から、移動体通信機のＩＦフィルタとして広く用いられている。
【０００３】
図２（ａ）、（ｂ）は二重モード水晶フィルタの構成を示す図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図である。ＡＴカット水晶基板１１の一方の主面上に電極１２、１３を間隙ｇを隔して配置すると共に、他方の主面上に電極１２、１３と対向して電極１４を配設する。そして、電極１２、１３、１４から水晶基板１１の端部に向けてそれぞれリード電極１２ａ、１３ａ、１４ａを延在し、リード電極１２ａは入力端子ＩＮに、リード電極１３ａは出力端子ＯＵＴに、リード電極１４ａはグランドにそれぞれ接続して、二重モード水晶フィルタを構成する。
【０００４】
周知のように、二重モード水晶フィルタの中心周波数は水晶基板１１の厚さに逆比例し、通過帯域幅は電極１２、１３の寸法、電極間間隙ｇ及び周波数低下率に依存する。そして、二重モード水晶フィルタのインピーダンスは水晶基板１１の厚さと電極１２、１３の大きさとに依存する。二重モード水晶フィルタの高周波化を図ると、水晶基板１１の厚さが薄くなると共に、電極１２、１３の形状寸法を小さくする必要がある。これは中心周波数近傍のスプリアスを抑圧するには、周波数低下率の平方根と電極寸法との積を水晶基板の厚さで除した、いわゆるエネルギ閉じ込め量を、所定の値に保つことが必要となるからである。周波数を高く、即ち水晶基板を薄くすると、周波数低下率と電極寸法を小さくすることが必要なる。
【０００５】
一般的に水晶フィルタのインピーダンスは他のフィルタ、例えばＳＡＷフィルタ等に比べて数倍高い。高周波化を図るために、電極寸法を小さくすると、さらにフィルタのインピーダンスが高くなる。そこで、フィルタのインピーダンスを低減する手段として、図３に示すように、２つの二重モード水晶フィルタＦ１、Ｆ２を並列接続して構成したフィルタがある。即ち、二重モード水晶フィルタＦ１の電極１２と二重モード水晶フィルタＦ２の電極１５と接続して入力端子ＩＮとし、二重モード水晶フィルタＦ１の電極１３と二重モード水晶フィルタＦ２の電極１６と接続して出力端子ＯＵＴとして、電極１４、１７を接地して構成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示したような並列接続型の二重モード水晶フィルタにおいては、フィルタの中心周波数と通過帯域幅を所定の規格に調整するには、２つの二重モード水晶フィルタＦ１、Ｆ２の周波数をそれぞれ個別に調整しなければならず、周波数調整工数が掛かりすぎ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、フィルタのインピー段を低減すると共に、フィルタの周波数調整工数を半減したフィルタを提供することを目的とする。
【０００７】
【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圧電フィルタの請求項１記載の発明は、厚み振動を励起する圧電基板の一方の主面上に第１の電極と、第２の電極とを所定の間隙を隔して配置すると共に、他方の主面上に第３の電極を施して形成する二重モード圧電フィルタ２つを、第３の電極同士を合わせるように接合し、前記第１の電極同士を接続して入力とし、前記第２の電極同士を接続して出力とし、前記第３の電極を接地して構成したことを特徴とする圧電フィルタである。
請求項２記載の発明は、前記第３の電極にインジュームを用いたことを特徴とする請求項１に記載の圧電フィルタである。
請求項３記載の発明は、前記圧電基板にＡＴカット水晶基板を用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電フィルタである。
【０００８】
【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（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係る２つの二重モード水晶フィルタｆ１、ｆ２を接合して構成した複合二重モード水晶フィルタ（以下、水晶フィルタと称す）の構成を示す図であって、同図（ａ）は水晶フィルタの平面図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図、同図（ｃ）は水晶基板上に励起される電荷分布と厚さ方向の変位分布図である。水晶基板１の一方の主面上に第１の電極２と、第２の電極３を所定の間隙ｇを隔して配置すると共に、他方の主面上に全面に第３の電極４を配設する。第１及び第２の電極２、３から水晶基板１の端部に向けてリード電極２ａ、３ａを延在して二重モード水晶フィルタｆ１を構成する。同様に、水晶基板１’上に電極５、６及び７からなる二重モード水晶フィルタｆ２を構成する。そして、２つの二重モード水晶フィルタｆ１、ｆ２を裏面の全面電極４、７同士で接合すると共に、相対向する電極２、５から延在するリード電極２ａ、５ａを入力端子ＩＮに接続し、相対向電極３、６から延在するリード電極３ａ、６ａを出力端子ＯＵＴに接続し、電極４、７は接地して水晶フィルタＦを構成する。
【０００９】
２つの二重モード水晶フィルタｆ１、ｆ２の中心周波数、通過帯域幅、インピーダンスをほぼ同一とするために、水晶基板１及び１’の厚さ、電極２、３及び５、６の形状寸法と電極２、３、５、６のそれぞれの周波数低下量、間隙ｇ、ｇ’をほぼ同一としている。二重モード水晶フィルタｆ１、ｆ２の接合については、それぞれのフィルタｆ１、ｆ２の裏面の電極４、７を金属膜、例えばインジューム薄膜等で形成し、電極４、７を接触させ加圧し、高温の雰囲気の中に所定の時間保持することにより強固に接合することができる。
【００１０】
図１（ｂ）に示すように２つの二重モード水晶フィルタｆ１、ｆ２の裏面の電極４、７同士を接合して一体とした圧電フィルタＦは、図３に示した２つの二重モード水晶フィルタを並列接続したフィルタと電気的に等価な回路となり、フィルタのインピーダンスは半減されることになる。この圧電フィルタの電極２、５と電極４、７との間に高周波電圧を印加すると、図１（ｃ）に示すように電極２、３上及び５、６上に励起される電荷分布は対称モードの場合にはＳ、Ｓ’と反対称モードの場合にはＡ、Ａ’のような分布となる。このとき水晶基板１、１’の厚さ方向の変位分布は基本波モードの場合にはそれぞれＴ及びＴ’のような分布となる。即ち、厚さ方向の変位分布は電極４、７を中心線として対称となり、一体として振動している。
【００１１】
図１（ｂ）に示す圧電フィルタの周波数調整は、フィルタｆ１あるいはｆ２上に蒸着あるいはスパッタを用いて金属膜あるいは絶縁膜を付着し、その質量付加により、周波数を調整することができる。この際、フィルタｆ１、ｆ２のいずれか一方の表面上に質量を付加することにより、水晶フィルタＦは一体として振動子しているので、フィルタｆ１、ｆ２の両方の周波数を同時に調整することができる。また、電子ビーム装置を用いて電極２、３、５、６のいずれかを薄く削り取ることによっても周波数を調整することが可能である。
【００１２】
以上の例では水晶ＡＴカット水晶基板上に形成した二重モード水晶フィルタを２つ接合する場合について説明したが、他の圧電基板、例えばランガサイト等を用いて形成した二重モード圧電フィルタに本発明を適用出きることは説明するまでもない。
【００１３】
【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及び２に記載の発明は、高周波二重モード圧電フィルタのインピーダンスを低減することが可能で、使用するＩＦ部の前後の回路とマッチングが容易になるという優れた効果を表す。請求項３の発明はＡＴカット水晶基板を用いたので、インピーダンスを低減すると共に周波数安定度、経年変化等に優れた特性を示すという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る二重モード圧電フィルタの構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は電荷及び変位分布を示す図である。
【図２】従来の二重モード圧電フィルタの構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図３】２個の二重モード圧電フィルタを並列接続した圧電フィルタの構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・圧電基板
２、３、４、５、６、７・・電極
２ａ、３ａ・・リード電極
ｇ、ｇ’・・間隙
ｆ１、ｆ２・・二重モード圧電フィルタ
Ｆ・・圧電フィルタ（複合二重モード圧電フィルタ）
Ｓ、Ｓ’、Ａ、Ａ’・・電荷分布
Ｔ、Ｔ’・・変位分布
【図１】
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【図２】
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【図３】
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