(57)【要約】【課題】１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタの帯域幅を拡大する手段を得る。【解決手段】圧電基板上に表面波の伝搬方向に沿って電極周期λ１の３つのＩＤＴ電極と、これら両側に反射器を配置して構成した１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタであって、中央のＩＤＴ電極と両外側のＩＤＴ電極との相隣接する最内側の電極指それぞれ１本を含む電極周期をλ１とし、この電極周期λ１の両側の電極周期をλ２とすると共に、λ２＜λ１として構成する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極と、該ＩＤＴ電極の両側にグレーティング反射器を配置して構成した縦結合二重モードＳＡＷフィルタにおいて、
中央のＩＤＴ電極と外側のＩＤＴ電極との相隣接する最外側の電極指を少なくとも１本ずつを含む基本周期区間の電極周期をλ１とし、該基本周期区間の両側の短周期区間の電極周期をλ２としたときに、λ２＜λ１であることを特徴とする縦結合二重モードＳＡＷフィルタ。
【請求項２】
圧電基板の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極と、該ＩＤＴ電極の両側にグレーティング反射器を配置して構成した縦結合二重モードＳＡＷフィルタにおいて、
中央のＩＤＴ電極の最外側電極指とその隣の電極指を含む基本周期の電極周期をλ１とし、該基本周期の両側に位置する中央ＩＤＴ電極および外側ＩＤＴ電極の短周期区間の電極周期をλ２とするとき、λ２＜λ１であることを特徴とする縦結合二重モードＳＡＷフィルタ。
【請求項３】
前記基本周期区間と短周期区間以外の電極指の電極周期がλ１であることを特徴とする請求項１又は２に記載の縦結合二重モード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）の通過帯域幅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。その中でも携帯電話機のＲＦ部に用いられるフィルタの１つに、３個の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６は従来の二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す平面図であって、圧電基板（図示しない）の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って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をそれぞれ配設する。そして、ＩＤＴ電極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、中央のＩＤＴ電極１２の一方のくし形電極を入力端子ＩＮにワイヤボンディング等を用いて接続すると共に、他方のくし形電極を接地する。さらに、両外側のＩＤＴ電極１３、１４の同じ側のくし形電極同士をそれぞれ接続すると共に、接続した一方を出力端子ＯＵＴに接続し、他方を接地して二重モードＳＡＷフィルタを構成する。
【０００４】
二重モードＳＡＷフィルタの帯域幅を拡大するために種々の改善がなされ、中央のＩＤＴ電極と、両外側のＩＤＴ電極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ことが実験的に見いだされた。図６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と設定した場合の電極パターンの平面図であり、中央のＩＤＴ電極と両外側のＩＤＴ電極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。
現在では、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６に示すように、中央のＩＤＴ電極１２の両端に接続しても、また、両外側のＩＤＴ電極１３　、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１２の中心に対して対称に構成することが望ましい。
【０００５】
しかし、図６に示すような二重モードＳＡＷフィルタにおいては、中央のＩＤＴ電極１２の両端にある幅広の電極指Ｑ１、Ｑ２が、他の電極指幅より広く設定されているため、その部分において電極周期が異なることにより、励起される表面波の連続性が保たれないことになる。そのため、二重モードＳＡＷフィルタの挿入損失が低減できないという問題があった。
【０００６】
この問題を改善した手段が特開２００２−９５８８に開示されている。即ち、図７に示すように、中央のＩＤＴ電極２１と、両外側のＩＤＴ電極２２、２３との相隣接する近傍（以下、隣接区間と称す）、つまり図７でＬｉにて示す隣接区間における電極指ピッチを、隣接区間以外における電極指ピッチよりも狭くすることにより、弾性表面波の連続性が改善され、二重モードＳＡＷフィルタの帯域幅が広くなり、且つ挿入損失が低減されることになる。
【０００７】
少し詳しく説明すると、図８（ａ）は図６に示した従来の二重モードＳＡＷフィルタの電極パターンの中央ＩＤＴ電極１２と、外側のＩＤＴ電極１４との隣接部を拡大して示した平面図、同図（ｂ）はその断面図で白抜きの電極指を、例えば（＋）側とし、模様のある電極指を（−）側としている。図８（ａ）に示すように中央ＩＤＴ電極１２の幅広電極指ｆ２の中央に対して、両側に対称にｆ１からｆ３までの３本の電極指を選び、該電極指列の両側にある電極指ｆａの右端の位置から、ＩＤＴ電極１４の電極指ｆｂの左端の位置まで、この間隔をＬ４とする。隣接区間の選定は、弾性表面波の連続性が崩れる幅広の電極指ｆ２の中心から左右対称に選ぶことにする。この隣接区間Ｌ４にある３本の電極指ｆ１、ｆ２、ｆ３に代えて、図８（ｃ）に示すように新たに４本の電極指Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を均等な電極指ピッチＬｔ４にて形成する。当然のことながら、隣接区間以外の電極指ピッチＬｔとすると、Ｌｔ４＜Ｌｔとなる。図８（ｄ）は同図（ｃ）の断面図と、その極性とを表す。このように隣接区間Ｌ４を均等な電極指ピッチの４本の電極指で置換した場合、弾性表面波の連続性が改善されると考えられる。
【０００８】
図９は、図７の電極パターンを使い、ＡＭＰＳ用のＲＦフィルタを試作した場合の通過域特性であって、圧電基板に３９°Ｙ−Ｘ　ＬｉＴａＯ３を用い、中心周波数を８８１．５ＭＨｚ、帯域幅２５ＭＨｚに設定し、電極指とスペースとの比を６５％、中央のＩＤＴ電極２２の対数を２０．５対、両外側のＩＤＴ電極２３、２４の対数を共に１４．５対、交叉長Ｗを３６λ（λは電極周期で、２Ｌｔ）、反射器１５ａ、１５ｂの本数をそれぞれ１２０本、電極膜厚を８．０％λ、電極指ピッチ比Ｌｔ４／Ｌｔ＝０．８７５とした場合である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９に示した従来の二重モードＳＡＷフィルタにおいては、通過帯域幅は拡大され挿入損失が低減されたものの、客先が要求する帯域幅を満足できない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、帯域幅を拡大した二重モード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縦結合二重モードＳＡＷフィルタの請求項１記載の発明は、圧電基板の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極と、該ＩＤＴ電極の両側にグレーティング反射器を配置して構成した縦結合二重モードＳＡＷフィルタにおいて、
中央のＩＤＴ電極と外側のＩＤＴ電極との相隣接する最外側の電極指を少なくとも１本ずつを含む基本周期区間の電極周期をλ１とし、該基本周期区間の両側の短周期区間の電極周期をλ２としたときに、λ２＜λ１であることを特徴とする縦結合二重モードＳＡＷフィルタである。
請求項２記載の発明は、圧電基板の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極と、該ＩＤＴ電極の両側にグレーティング反射器を配置して構成した縦結合二重モードＳＡＷフィルタにおいて、
中央のＩＤＴ電極の最外側電極指とその隣の電極指を含む基本周期の電極周期をλ１とし、該基本周期の両側に位置する中央ＩＤＴ電極および外側ＩＤＴ電極の短周期区間の電極周期をλ２とするとき、λ２＜λ１であることを特徴とする縦結合二重モードＳＡＷフィルタである。
請求項３記載の発明は、前記基本周期区間と短周期区間以外の電極指の電極周期がλ１であることを特徴とする請求項１又は２に記載の縦結合二重モードＳＡＷフィルタである。
【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（ａ）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（図示しない）の主表面上に表面波の伝搬方向に沿って電極周期λ１の３つのＩＤＴ電極１、２、３と、これらの両側に反射器４ａ、４ｂを配置する。そして、中央のＩＤＴ電極１と外側のＩＤＴ電極２、３との相隣接する最外側の電極指を少なくとも１本ずつを含む基本周期区間の電極周期をλ１とし、該基本周期区間の両側の短周期区間の電極周期をλ２としたときに、λ２＜λ１となるように設定する。そして、中央のＩＤＴ電極１の一方のくし形電極と、入力端子ＩＮとをワイヤボンディング等で接続すると共に、他方のくし形電極を接地する。さらに、両側のＩＤＴ電極２、３のそれぞれ一方の側のくし形電極同士を同じ圧電基板上に形成したリード電極にて接続し、該リード電極と出力端子ＯＵＴとを接続すると共に、他方の側のくし形電極をそれぞれ接地して、二重モードＳＡＷフィルタを構成する。
【００１２】
本実施例の二重モードＳＡＷフィルタの電極パターンは中央のＩＤＴ電極１の中心で対称構造となっているので、図中左半分のみを説明する。二重モードＳＡＷフィルタを構成する３つのＩＤＴ電極１、２、３の中、図１の領域Ａ、即ち所望する周波数を決定する領域の電極周期をλ１とすると共に、中央のＩＤＴ電極１と両側のＩＤＴ電極２、３との相隣接する領域をＢとする。図１（ｂ）を用いて領域Ｂについて詳しく説明すると、ＩＤＴ電極１とＩＤＴ電極２との相隣接する最外側の電極指を１ａ、２ａとし、該電極指１ａ、２ａ間のスペース及びその両側のスペースを含む基本周期区間の電極周期をλ１とし、該基本周期区間に隣接する左右の電極指１ｂ、１ｃ、あるいは２ｂ、２ｃを含む短周期区間の電極周期をそれぞれλ２をとし、λ２＜λ１となるように設定する。このような構成とすることにより、ＩＤＴ電極１、２、３上に励起される表面波が前述の構成のＩＤＴ電極に比べて連続性が改善されるものと推定される。
【００１３】
図１に示すように、ＩＤＴ電極１、２の相隣接する最外側の電極指１ａ、２ａ、即ち基本周期区間を構成する電極指が共に接地されている場合には、電極指２ａをＩＤＴ電極２のバスバーから切り離し、ＩＤＴ電極１の接地されているバスバーに接続して構成したものが、図２に示す二重モードＳＡＷフィルタである。
【００１４】
図３に実線で示すの通過域特性は、図２の電極パターンを用いて、ＡＭＰＳ用ＲＦフィルタを試作した場合の通過域特性であって、圧電基板に３９°Ｙ−Ｘ　ＬｉＴａＯ３を用い、中心周波数を８８１．５ＭＨｚ、帯域幅２５ＭＨｚに設定し、電極指とスペースとの比を６５％、中央のＩＤＴ電極５の対数を２１．５対、両外側のＩＤＴ電極６、７の対数を共に１５．５対、交叉長Ｗを３６λ１、反射器４ａ、４ｂの本数をそれぞれ１２０本、電極膜厚を８．０％λ１、電極周期比λ２／λ１を０．８５とした場合である。比較のために、図９に示した従来の二重モードＳＡＷフィルタの通過域特性を破線にて示す。図３から明らかなように、本発明の二重モードＳＡＷフィルタは従来のものより、３ｄＢ帯域幅にて１．５ＭＨｚだけ通過帯域幅が拡大されていることが分かる。
【００１５】
図４、５に実線で示す曲線は実施例の二重モードＳＡＷフィルタのリターンロスで、図４は中央のＩＤＴ電極５から測定したリターンロス、図５は両側のＩＤＴ電極６、７から測定したリターンロスである。比較のために図９に示した従来の二重モードＳＡＷフィルタのリターンロスを破線で重ね書きした。図４、５から明らかなようにリターンロスは劣化していないことが判明した。
【００１６】
以上では二重モードＳＡＷフィルタの１セクションのみを示したが、図１あるいは図２の二重モードＳＡＷフィルタを複数個縦続接続して高減衰量のＳＡＷフィルタとして用いるのがより一般的である。
また、圧電基板にタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）を用いて説明したが、他の圧電基板、例えばニオブ酸リチウム、四硼酸リチウム、ランガサイト等にも適用できることは言うまでもない。
【００１７】
【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、２に記載の発明はリターンロスを劣化させることなく通過帯域幅を拡大できるという優れた効果を表す。請求項３に記載の発明は保証減衰量を増大できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係る二重モードＳＡＷフィルタの電極構成を示す図、（ｂ）は要部を拡大した断面図である。
【図２】本発明に係る他の二重モードＳＡＷフィルタの電極構成を示す図である。
【図３】本発明に係る二重モードＳＡＷフィルタの通過域特性を従来のフィルタのそれと比較した図である
【図４】中央のＩＤＴ電極から測定したリターンロスである。
【図５】両側のＩＤＴ電極から測定したリターンロスである。
【図６】従来の二重モードＳＡＷフィルタの電極パターンを示す図である。
【図７】従来の二重モードＳＡＷフィルタの電極パターンを示す図である。
【図８】（ａ）は図６に示した二重モードＳＡＷフィルタの要部の拡大図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は図７に示した二重モードＳＡＷフィルタの要部の拡大図、（ｄ）はその断面図である。
【図９】図７の電極パターンを用いた二重モードＳＡＷフィルタの通過域特性である。
【符号の説明】
１、２、３、５、６、７・・ＩＤＴ電極
４ａ、４ｂ・・グレーティング反射器
λ１、λ２・・電極周期（波長）
１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ２ｃ・・電極指
【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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