(57)【要約】【課題】二重モードフィルタの通過域近傍の高域側に生ずる、３次インハーモニックモード（Ｓ１）によるスプリアスを通過域から遠ざける手段を得る。【解決手段】ＡＴカット水晶板上に２対の電極を近接配置して構成した二重モードフィルタにおいて、前記電極上であって前記電極を配列した方向に生ずる３次インハーモニックモード（Ｓ１）の振動変位の小さい部分に周波数微調整用電極を付着する。【選択図】      図１
2004266703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板に相対向する２組の電極を所定の間隙を空けて近接配置するよう形成した二重モード圧電フィルタにおいて、
前記電極対を構成する電極の幅をＷとしたとき、該電極の上面であって前記間隙側端縁からＷ／３の位置に帯状電極膜を形成したことを特徴とする二重モード圧電フィルタ。
【請求項２】
前記帯状電極膜の幅がＷ／５であることを特徴とする二重モード圧電フィルタ。
【請求項３】
圧電基板に相対向する２組の電極を所定の間隙を空けて近接配置するよう形成した二重モード圧電フィルタの周波数調整方法であって、
前記二重モード圧電フィルタの中心周波数を測定する第１の工程と、
前記電極対を構成する電極の幅をＷとしたとき、該電極の上面であって前記間隙側端縁からＷ／３の位置に帯状電極膜を付着する第２の工程と、
帯状電極膜を付着した二重モード圧電フィルタの中心周波数を測定する第３の工程と、
第３の工程にて測定した中心周波数と所望の周波数と比較する第４の工程とを備え、
第３の工程にて測定した中心周波数が所望の周波数に一致するまで前記第２の工程から第４の工程を繰り返し行うことを特徴とする二重モード圧電フィルタの調整方法。
【請求項４】
圧電基板に相対向する２組の電極を所定の間隙を空けて近接配置するよう形成した二重モード圧電フィルタの周波数調整方法であって、
前記二重モード圧電フィルタを動作させた状態で電極対を構成する電極のＸ線トポグラフィ撮影して３次モードの振動変位が零となる位置を確認する第１の工程と
前記二重モード圧電フィルタの中心周波数を測定する第２の工程と、
前記電極を構成する電極の幅をＷとしたとき、該電極の上面であって前記第１の工程で３次モードの振動変位が零となる位置に帯状電極膜を付着する第３の工程と、
帯状電極膜を付着した二重モード圧電フィルタの中心周波数を測定する第４の工程と、
第４の工程にて測定した中心周波数と所望の周波数と比較する第５の工程とを備え、
第４の工程にて測定した中心周波数が所望の周波数に一致するまで前記第３の工程から第５の工程を繰り返し行うことを特徴とする二重モード圧電フィルタの調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二重モード圧電フィルタに関し、特に電極配列方向に生ずる３次インハーモニックモード（以下、３次モードと称す）によるスプリアスを中心周波数より遠ざけた二重モード圧電フィルタ（以下、二重モードフィルタと称す）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気通信学会誌（４８，１５７４、昭和４０）上で尾上、十文字により初めて発表された二重モードフィルタは小型であること、高減衰量が得られること及び堅牢性を有すること等から、移動体通信機等の第１ＩＦフィルタとして広く用いられている。
図４（ａ）は従来の二重モードフィルタの構成を示す平面図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図である。圧電基板１１の一方の主面上に２つの電極１２、１３を近接配置すると共に、圧電基板１１の他方の主面上に電極１２、１３と対向するように電極１４、１５をそれぞれ配設する。そして、電極１２、１３及び１４、１５から圧電基板の端部に向けてそれぞれリード電極１２ａ、１３ａ及び１４ａ、１５ａを延在して、二重モードフィルタ素子を構成する。なお、電極１２、１３、１４、１５をベース電極と称す。また、ベース電極とリード電極は、真空装置の中でマスクを介して金属、例えば銀、アルミニウム等を蒸着して形成するのが一般的である。
【０００３】
周知のように、リード電極１２ａと１４ａとの間に高周波電圧を印加すると、対称モードＳ０と反対称モードＡ０とが強勢に励振され、適当な終端を施すことにより二重モードフィルタとして機能する。そして、二重モードフィルタの中心周波数は圧電基板１１の厚さｔと、電極１２、１３、１４、１５による周波数低下量とに依存して決定される。一方、通過域の帯域幅は電極１２（１４）、１３（１５）の大きさ、電極間の間隙ｇ、及び周波数低下量等に依存する。また、帯域幅は圧電基板１１の結晶軸（Ｘ３）方向にも左右される。
【０００４】
実際には製造バラツキがしょうずるため二重モードフィルタの周波数は所定の周波数に合致していないので、真空装置の中で電極１２、１３（１４、１５）に周波数微調整用電極１２ｂ、１３ｂを付着するか、あるいは電子ビーム等で電極１２、１３等を僅かに削って周波数を微調整するのが一般的である。図４はベース電極１２、１３のほぼ全面に微調整用電極１２ｂ、１３ｂを付着して周波数を微調整した場合を示しており、微調整用電極１２ｂ、１３ｂの大きさはベース電極１２、１３の大きさにほぼ等しくした方が、バンド幅、インダクタンス、スプリアス等の変動が少なく、望ましいとされてきた。
【０００５】
つまり、ベース電極１２、１３の大きさと微調整用電極１２ｂ、１３ｂの大きさとがほぼ等しい場合には、図５に示すようにベース電極を施した状態のフィルタ特性（破線）と、周波数微調整用電極を付着した後のフィルタ特性（実線）とはほぼ同様な曲線を呈し、周波数軸上を平行に移動することになる。もちろん三次モードによるスプリアスＳ’１も周波数上を平行移動する（Ｓ’１→Ｓ１）だけで、中心周波数との位置関係も、その大きさも変動しない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示すような従来の二重モードフィルタの電極構成では、振動変位分布が図６に示すような三次モードＳ１を抑圧することは本質的に極めて難しく、三次モードＳ１によるスプリアスが高域の減衰域に少なからず出現するため要求仕様を満足できないことがあった。仕様を満たすために複数の二重モードフィルタを縦続接続するという手段を採用することも考えられるが、コスト高に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、三次モードによるスプリアスの周波数を中心周波数から遠ざけることを可能とした二重モード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二重モード圧電フィルタとその調整方法の請求項１記載の発明は、圧電基板に相対向する２組の電極を所定の間隙を空けて近接配置するよう形成した二重モード圧電フィルタにおいて、前記電極対を構成する電極の幅をＷとしたとき、該電極の上面であって前記間隙側端縁からＷ／３の位置に帯状電極膜を形成したことを特徴とする二重モード圧電フィルタである。
請求項２記載の発明は、前記帯状電極膜の幅がＷ／５であることを特徴とする二重モード圧電フィルタである。
請求項３記載の発明は、圧電基板に相対向する２組の電極を所定の間隙を空けて近接配置するよう形成した二重モード圧電フィルタの周波数調整方法であって、
前記二重モード圧電フィルタの中心周波数を測定する第１の工程と、
前記電極対を構成する電極の幅をＷとしたとき、該電極の上面であって前記間隙側端縁からＷ／３の位置に帯状電極膜を付着する第２の工程と、
帯状電極膜を付着した二重モード圧電フィルタの中心周波数を測定する第３の工程と、
第３の工程にて測定した中心周波数と所望の周波数と比較する第４の工程とを備え、
第３の工程にて測定した中心周波数が所望の周波数に一致するまで前記第２の工程から第４の工程を繰り返し行うことを特徴とする二重モード圧電フィルタの調整方法である。
請求項４記載の発明は、圧電基板に相対向する２組の電極を所定の間隙を空けて近接配置するよう形成した二重モード圧電フィルタの周波数調整方法であって、
前記二重モード圧電フィルタを動作させた状態で電極対を構成する電極のＸ線トポグラフィ撮影して３次モードの振動変位が零となる位置を確認する第１の工程と
前記二重モード圧電フィルタの中心周波数を測定する第２の工程と、
前記電極を構成する電極の幅をＷとしたとき、該電極の上面であって前記第１の工程で３次モードの振動変位が零となる位置に帯状電極膜を付着する第３の工程と、
帯状電極膜を付着した二重モード圧電フィルタの中心周波数を測定する第４の工程と、
第４の工程にて測定した中心周波数と所望の周波数と比較する第５の工程とを備え、
第４の工程にて測定した中心周波数が所望の周波数に一致するまで前記第３の工程から第５の工程を繰り返し行うことを特徴とする二重モード圧電フィルタの調整方法である。
【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）は本発明に係る二重モードフィルタの構成を示す平面図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図である。ＡＴカット水晶板１の一方の主面上に幅Ｗ、奥行きＹの第１及び第２の電極２、３（ベース電極）を間隙ｇおいて配置すると共に、他方の主面上に前記第１及び第２の電極と対向して第３及び第４の電極４、５（ベース電極）を配設し、電極２、３、４、５から水晶板１の端部に向けてリード電極２ａ、３ａ、４ａ、５ａを延在する。さらに、第１及び第２の電極２、３上あるいは第３及び第４の電極４、５上であって、共に間隙ｇ寄りで電極幅Ｗの１／３の位置に幅Ｗ／５、奥行きＹの帯状の周波数微調整用電極２ｂ、３ｂを付着して二重モード圧電フィルタを構成する。
【０００９】
図２は本発明に係る二重モードフィルタを励振した際に生じる対称１次モードＳ０、反対称２次モードＡ０及び対称三次モードＳ１の変位分布を示した図である。対称１次モードＳ０は電極２、３上で対称に分布し、反対称２次モードＡ０は間隙ｇのところで変位が零となり、振動変位が反転することを示している。また、対称三次モードＳ１は電極２上の間隙ｇ寄りでほぼ電極幅Ｗの１／３の位置Ｐ１にて、振動変位が零となり、振動変位が反転している。同様に電極３上の間隙ｇ寄りでほぼ電極幅Ｗの１／３の位置Ｐ２において、振動変位が零となっている。この振動変位が零になる位置に質量を負荷しても３次モードの振動変位はほとんど影響を及ぼさないため周波数変化は極めて少ないことになる。一方、位置Ｐ１、Ｐ２に帯状の周波数微調整用電極２ｂ、３ｂを付着することにより、対称１次モードＳ０と反対称２次モードＡ０とは周波数が低い方へ変化することになる。つまり、帯状電極２ｂ、３ｂを付着することにより三次モードによるスプリアスＳ１の出現する周波数は維持したまま通過帯域は低周波数側にシフトするから、両者は互いに遠ざかることとなり、要求仕様を満たすことができるようになる。
【００１０】
本発明の特徴は帯状の周波数微調整用電極２ｂ、３ｂをベース電極２、３の幅Ｗのほぼ１／５と大幅に細くすると共に、電極２ｂ、３ｂの付着する位置を電極２、３上であって、間隙ｇ寄りにほぼ電極幅Ｗの１／３にしたことである。帯状電極２ｂ、３ｂを付着する正確な位置は、二重モードフィルタのＸ線トポグラフィを撮り、振動変位が零となる位置を測定し、その場所とすることが望ましい。あるいは、二重モードフィルタの電極上にレーザスポットを照射して、電極を僅かに蒸発させ、３次モードによるスプリアスの周波数変動がない場所を見出す方法であってもよい。
【００１１】
以上の説明では周波数微調整用電極２ｂ、３ｂをベース電極２、３上に施した場合を説明したが、ベース電極４、５上に施しても同様な効果があることは説明するまでもない。また、周波数微調整用電極２ｂ、３ｂの厚さはベース電極２、３のそれのほぼ２０％以下に抑えることが望ましい。
【００１２】
【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に記載の発明は三次モードによるスプリアスを中心周波数から遠ざけ、要求仕様を満たすという優れた効果を表す。請求項２に記載の発明は帯状電極膜の幅を具体的に示したものである。請求項３に記載の発明は本発明になる二重モードフィルタの周波数調整方法を、工程を追って示したたものである。請求項４に記載の発明はＸ線トポグラフィを用いて本発明になる二重モードフィルタの周波数調整を行う場合で、その工程を順に示したたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る二重モード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２】本発明に係る二重モードフィルタの微調整用電極と、対称モードＳ０（１次モード）、反対称モードＡ０（２次モード）、三次モードＳ１との関係を示す図である。
【図３】ベース電極を施した状態の二重モードフィルタのフィルタ特性（破線）と、本発明になる微調整用電極を施した場合のフィルタ特性（実線）との比較図である。
【図４】従来の二重モード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５】ベース電極を施した状態の二重モードフィルタのフィルタ特性（破線）と、微調整用電極を施した場合のフィルタ特性（実線）との比較図である。
【図６】従来の二重モードフィルタに生じる３次モードＳ１の振動変位分布を示す図である。
【符号の説明】
１・・ＡＴカット水晶板
２、３、４、５・・電極（ベース電極）
２ａ、３ａ、４ａ、５ａ・・リード電極
２ｂ、３ｂ・・微調整用電極
Ｓ０・・対称１次モード
Ａ０・・反対称２次モード
Ｓ１・・対称３次モード
【図１】
2004266703.tif 000003
【図２】
2004266703.tif 000004
【図３】
2004266703.tif 000005
【図４】
2004266703.tif 000006
【図５】
2004266703.tif 000007
【図６】
2004266703.tif 000008