(57)【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電極とその両側にグレーティング反射器とを近接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、
前記ＩＤＴ電極が形成するストップバンド下端の周波数をその中央の周波数で規格化した規格化周波数をＡ、前記グレーティング反射器が形成するストップバンド下端の周波数をその中央の周波数で規格化した規格化周波数をαとしたとき、
０．０２＜Ａ−α
を満たすように構成した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電極とその両側にグレーティング反射器とを近接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、
前記ＩＤＴ電極が形成するストップバンド上端の周波数をその中央の周波数で規格化した規格化周波数をＢ、前記グレーティング反射器が形成するストップバンド上端の周波数をその中央の周波数で規格化した周波数をβとしたとき、
−０．０１≦β−Ｂ＜０
を満たすように構成した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】
前記圧電基板として３６°乃至４２°Ｙ−ＸＬｉＴａＯ３基板を用いたことを特徴とする請求項１または２記載の縦結合二重モードＳＡＷフィルタ。
【請求項４】
前記圧電基板として４１°乃至６４°Ｙ−ＸＬｉＮｂＯ３基板を用いたことを特徴とする請求項１または２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）に関し、特に通過域近傍の低域側、あるいは高域側の急峻度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、弾性表面波フィルタ（以下、ＳＡＷフィルタと称す）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起し、これらを利用して構成した広帯域の縦結合二重モードＳＡＷフィルタがある。
【０００３】
図９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１１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、該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を配設する。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、外側のＩＤＴ電極１３、１４のくし形電極同士を圧電基板１１上に形成したリード電極にてそれぞれ接続すると共に、一方のリード電極を出力端子ＯＵＴに接続し、他方のリード電極を接地して二重モードＳＡＷフィルタを構成する。
【０００４】
図９に示すようにＩＤＴ電極１２、１３、１４の電極周期は共にλ、ピッチは共にＬｔ（Ｌｔ＝λ／２）とし、反射器１５ａ、１５ｂのピッチはＬｒとする。
そして、ＩＤＴ電極１３、１４と反射器１５ａ、１５ｂとの相隣接する電極指同士の中心間間隔Ｌｔｒは弾性表面波の連続性を考慮して０．５λに設定する。
従来の二重モードＳＡＷフィルタの設計法は、反射器１５ａ、１５ｂが形成するストップバンドＢｓ内に１次モードと３次モードとの共振周波数をそれぞれ配置して、二重モードＳＡＷフィルタのパスバンドが前記ストップバンドＢｓ内に包含されるように設定するのが一般的であった。このような構成とすることにより、１次、３次モードのＱ値を大きくすることができるため、フィルタとしては通過域の平坦化と挿入損失の低減とを実現することが可能となる。
【０００５】
しかし、例えば１．８ＧＨｚのＤＣＳ用ＲＦフィルタでは広帯域であると共に低域側あるいは高域側の大きな急峻度が要求されている。ここでは、フィルタの急峻度を次のように定義する。低域側３．５ｄＢ、１０ｄＢにおける周波数をそれぞれＦＬ３．５、ＦＬ１０とし、通過域３．５ｄＢ幅の中心周波数をＦ０とするとき、低域側急峻度ＳＬをＳＬ＝｜ＦＬ１０−ＦＬ３．５｜／Ｆ０と定義する。同様に、高域側の高域急峻度ＳＨをＳＨ＝（ＦＨ１０−ＦＨ３．５）／Ｆ０と定義する。ここでＦＨ３．５、ＦＨ１０はそれぞれ高域側３．５ｄＢ、１０ｄＢにおける周波数を表すものとする。
このように急峻度を定義したとき、上記１．８ＧＨｚＤＣＳ用ＲＦフィルタでは急峻度ＳＬ（ＳＨ）として０．００８程度が要求されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反射器が形成するストップバンド内に二重モードＳＡＷフィルタの通過域を設定する従来の設計法では急峻度ＳＬ（ＳＨ）は０．００５から０．０１２程度までバラツキ、設計した二重モードＳＡＷフィルタが１．８ＧＨｚＤＣＳ用ＲＦフィルタの要求仕様を満足しない場合が多々あるという問題あった。
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、広帯域であると共に通過帯域の両端において急峻な減衰が得られる二重モードＳＡＷ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電極とその両側にグレーティング反射器とを近接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、前記ＩＤＴ電極が形成するストップバンド下端の周波数をその中央の周波数で規格化した規格化周波数をＡ、前記グレーティング反射器が形成するストップバンド下端の周波数をその中央の周波数で規格化した規格化周波数をαとしたとき、
０．０２＜Ａ−α
を満たすように構成した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電極とその両側にグレーティング反射器とを近接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、前記ＩＤＴ電極が形成するストップバンド上端の周波数をその中央の周波数で規格化した規格化周波数をＢ、前記グレーティング反射器が形成するストップバンド上端の周波数をその中央の周波数で規格化した周波数をβとしたとき、
−０．０１≦β−Ｂ＜０
を満たすように構成した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、前記圧電基板として３６°乃至４２°Ｙ−ＸＬｉＴａＯ３基板を用いたことを特徴とする請求項１または２記載の縦結合二重モードＳＡＷフィルタである。
請求項４記載の発明は、前記圧電基板として４１°乃至６４°Ｙ−ＸＬｉＮｂＯ３基板を用いたことを特徴とする請求項１または２記載の縦結合二重モードＳＡＷ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１の主表面上に表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極２、３、４を近接配置すると共に、該ＩＤＴ電極２、３、４の両側に反射器５ａ、５ｂを配設する。ＩＤＴ電極２、３、４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２の一方のくし形電極を入力端子ＩＮに接続すると共に、他方のくし形電極を接地する。さらに、両外側のＩＤＴ電極３、４のくし形電極同士を圧電基板１上に形成したリード電極にてそれぞれ接続すると共に、一方のリード電極を出力端子ＯＵＴに接続し、他方のリード電極を接地して二重モードＳＡＷフィルタを構成する。
【０００９】
従来の二重モードＳＡＷフィルタの通過域両端の急峻度がばらつく要因を調べるために、ＩＤＴ電極及び反射器が形成するそれぞれストップバンドの周波数配置を相対的に変えた場合、二重モードＳＡＷフィルタの急峻度ＳＬ（ＳＨ）がどのように変化するかをシミュレーションによって求めてみた。はじめに、低域側の急峻度ＳＬを調べるために、ＩＤＴ電極２、３、４が形成するストップバンド下端の周波数ｆｔＬを、ＩＤＴ電極２、３、４のストップバンドの中心周波数ｆｔＣで規格化した周波数ｆｔＬ／ｆｔＣをＡとし、反射器５ａ、５ｂが形成するストップバンド下端の周波数ｆｒＬを反射器のストップバンドの中心周波数ｆｒＣで規格化した周波数ｆｒＬ／ｆｒＣをαとしたとき、規格化下端周波数差（Ａ−α）に対して低域側急峻度ＳＬがどのように変化するかをシミュレーションによって求めたものが図２に示す曲線である。この図から規格化下端周波数差（Ａ−α）が大きくなるに従い減衰傾度度は大きく、即ち急峻度ＳＬは小さくなり、（Ａ−α）が０．０２より大きくなると急峻度ＳＬは一定の値、約０．００９に収斂していくことが分かった。
【００１０】
上記のシミュレーションの結果を実験によって確認することにした。圧電基板に３６゜ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３基板を用い、中央の入力ＩＤＴ電極２の対数を１５．５対、両外側の出力ＩＤＴ電極３、４の対数をそれぞれ１０．５対、反射器５ａ、５ｂの対数を１２０本、電極のアルミニウム合金の膜厚を８％λ（λはＩＤＴ電極２、３、４の電極周期）、規格化下端周波数差（Ａ−α）を０．００３５から０．０２７まで変えたとき、規格化下端周波数差（Ａ−α）と低域側急峻度ＳＬとの関係を実験によって求めたものが図３に示す曲線である。
図２と３とを比較すると低域側急峻度ＳＬの値は若干異なるものの、曲線の傾斜や急峻度ＳＬが一定となる規格化下端周波数差（Ａ−α）の値はほぼ同様な値となることが判明した。
【００１１】
図４、５は中心周波数を１７４５．５ＭＨｚに設定し、圧電基板に３６゜ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３基板、電極は上記図３に示した定数を用い、規格化下端周波数差（Ａ−α）をそれぞれ０．０２、０．０１に設定した場合の二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。図４、５より（Ａ−α）が０．０２、０．０１の場合の低域側急峻度ＳＬはそれぞれ０．０４、０．０８であることが分かった。
【００１２】
次に、高域側の急峻度ＳＨを調べるため、ＩＤＴ電極２、３、４が形成するストップバンド上端の周波数ｆｔＨを、ＩＤＴ電極のストップバンドの中心周波数ｆｔＣで規格化した周波数ｆｔＨ／ｆｔＣをＢとし、反射器５ａ、５ｂが形成するストップバンド上端の周波数ｆｒＨを反射器のストップバンドの中心周波数ｆｒＣで規格化した周波数ｆｒＨ／ｆｒＣをβとしたとき、規格化上端周波数差（β−Ｂ）に対して高域側急峻度がどのように変化するかをシミュレーションによって求めたものが図６に示す曲線である。この図から規格化上端周波数差（β−Ｂ）が大きくなるにつれて減衰傾度は増加、即ち急峻度ＳＨは小さくなり、（β−Ｂ）が−０．０１程度のときにＳＨの値が最小値、約０．０１３に近づき、さらに（β−Ｂ）が大きくなるにつれてほぼ一定値に収斂することが判明した。
【００１４】
図７、８は中心周波数を１７４５．５ＭＨｚに設定し、圧電基板に３６゜ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３基板、電極は図３に示した定数を用い、規格化下端周波数差（β−Ｂ）をそれぞれ−０．０１、−０．０２に設定した場合の二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。図より（β−Ｂ）が−０．０１、−０．０２の場合の高域側急峻度ＳＨはそれぞれ０．００５８、０．００７３であることが分かる。
【００１５】
上記では圧電基板に３６゜ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３基板を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定する必要はなく他の切断角度であってもよいことは云うまでもない。また、他の圧電基板、例えばニオブ酸リチウム、ランガサイト、四硼酸リチウム、水晶等の圧電基板を用いた二重モードＳＡＷフィルタに適用できることも説明するまでもない。
【００１６】
【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に記載の発明は二重モードＳＡＷフィルタの通過域近傍の低域側急峻度を改善するという優れた効果を表す。請求項２に記載の発明は二重モードＳＡＷフィルタの通過域近傍の高域側急峻度を改善するという優れた効果を表す。請求項３に記載の発明は圧電基板にタンタル酸リチウム基板を用いた二重モードＳＡＷフィルタの急峻度を改善したという優れた効果を表す。請求項４に記載の発明は圧電基板にニオブ酸リチウム基板を用いた二重モードＳＡＷフィルタの急峻度を改善したという優れた効果を表す。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す図である。
【図２】    規格化下端周波数差（Ａ−α）と低域側急峻度ＳＬとの関係をシミュレーションによって求めた図である。
【図３】  規格化下端周波数差（Ａ−α）と低域側急峻度ＳＬとの関係を実験によって求めた図である。
【図４】  規格化下端周波数差（Ａ−α）を０．０２に設定したときの二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。
【図５】  規格化下端周波数差（Ａ−α）を０．０１に設定したときの二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。
【図６】  規格化上端周波数差（β−Ｂ）と高域側急峻度ＳＨとの関係をシミュレーションによって求めた図である。
【図７】  規格化上端周波数差（β−Ｂ）を−０．０１に設定したときの二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。
【図８】  規格化上端周波数差（β−Ｂ）を−０．０２に設定したときの二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性である。
【図９】  従来の二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１・・圧電基板
２、３、４・・ＩＤＴ電極
５ａ、５ｂ・・グレーティング反射器
λ・・ＩＤＴ電極の電極周期
Ｌｔ・・ＩＤＴ電極のピッチ
Ｌｒ・・グレーティング反射器のピッチ
ＳＬ・・低域側急峻度
ＳＨ・・高域側急峻度
Ａ・・ＩＤＴ電極が形成するストップバンドの下端周波数を中心周波数で割って規格化した周波数
α・・反射器が形成するストップバンドの下端周波数を中心周波数で割って規格化した周波数
Ｂ・・ＩＤＴ電極が形成するストップバンドの上端周波数を中心周波数で割って規格化した周波数
β・・反射器が形成するストップバンドの上端周波数を中心周波数で割って規格化した周波数
【図１】
0004710186.tif 000002
【図２】
0004710186.tif 000003
【図３】
0004710186.tif 000004
【図４】
0004710186.tif 000005
【図５】
0004710186.tif 000006
【図６】
0004710186.tif 000007
【図７】
0004710186.tif 000008
【図８】
0004710186.tif 000009
【図９】
0004710186.tif 000010