(57)【要約】【課題】二重モード水晶フィルタを実装する実際のＩＦ回路の前段回路と後段回路のインピーダンスはそれぞれ異なる場合が多く、インダクタンスと容量を並列接続した回路に直列に容量を接続したインピーダンス整合回路を挿入しなければならないという問題に鑑みＩＦ回路に実装する際の多重モード圧電フィルタの小型化を図る。【解決手段】ＡＴカット水晶基板上に上下一対の第１の電極と、第２の電極とを所定の間隔を隔して配置すると共に、第１の電極と第２の電極との面積を互いに異ならせ、該多重モード水晶フィルタの入出力インピーダンスをＩＦ回路の終端抵抗に整合させるようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＴカット水晶基板上に該水晶基板を介して対向する第１の電極対と、第２の電極対とを所定の間隔を隔して配置してなる二重モード圧電フィルタにおいて、
前記第１の電極対と第２の電極対との面積を異ならせ入出力インピーダンスを異ならせたことを特徴とする二重モード圧電フィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の二重モード圧電フィルタのいずれか一方の主面の電極同志を短絡し共通電極としたことを特徴とする二重モード圧電フィルタ。
【請求項３】
二重モード圧電フィルタを複数個縦続接続して構成する二重モード圧電フィルタにおいて、少なくとも入力段あるいは出力段に請求項１あるいは２に記載の二重モード圧電フィルタを用いることを特徴とする二重モード圧電フィルタ。
【請求項４】
ＡＴカット水晶基板上に該水晶基板を介して対向する第１、第２、第３の電極対をそれぞれ所定の間隔を隔して配置してなる三重モード圧電フィルタにおいて、
前記第１、２の電極対の面積と第３の電極対の面積とを異ならせ入出力インピーダンスを異ならせたことを特徴とする二重モード圧電フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多重モード圧電フィルタに関し、特に入出力インピーダンスを異ならせた、ＩＦ段の前後の回路にマッチングするように改善した多重モード圧電フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。例えば、特開平８−２８８７８９号公報あるいは特開平９−０４６１７０号公報に開示されている。
【０００３】
図５（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は入力端子に、リード電極１３ａは出力端子に、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、通過帯域幅と二重モード共振子のインダクタンス、即ち水晶基板１１の厚さと電極１２あるいは１３の大きさとに依存する。
【０００５】
図６はフィルタの設計手法を示す図であって、同図（ａ）は二次のローパスフィルタ（相反回路、反転変換に対し基本マトリクス（Ｆ）が変わらない回路網）である。インピーダンスをアドミッタンスに、アドミッタンスをインピーダンスに変換する機能を有する虚ジャイレイタＪＫを２つローパスフィルタの中央に挿入し、１つの虚ジャイレイタＪＫを終端抵抗ｒ１の前まで移動すると図６（ｂ）の回路が得られる。このフィルタ回路は中央の一点鎖線αに対し回路が対称な対称回路に変換される。この回路にバンドパス変換を施すと図６（ｃ）の回路が得られ、βで示す結合共振回路を二重モード共振子で置換することにより二重モード水晶フィルタが得られる。図６（ｂ）、（ｃ）に示したように二重モード共振回路のインダクタンスＬ’１を同一に、即ち対称回路になるように設計するのが一般的である。また、図６では二次のローパスを例に設計手法を示したが高次フィルタの設計についても同様である。
【特許文献１】特開平８−２８８７８９号公報
【特許文献２】特開平９−０４６１７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、二重モード水晶フィルタを実装する実際のＩＦ回路の前段回路と後段回路のインピーダンスは図７に示すように、それぞれＲｆ、Ｒｂと異なる場合が多く、インダクタンスと容量を並列接続した回路に直列に容量を接続したインピーダンス整合回路γ１、γ２を挿入しなければなら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、インピーダンス整合回路の部品点数を少なくしＩＦ回路を小型化した二重モード水晶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多重モード圧電フィルタの請求項１記載の発明は、ＡＴカット水晶基板上に該水晶基板を介して対向する第１の電極対と、第２の電極対とを所定の間隔を隔して配置してなる二重モード圧電フィルタにおいて、前記第１の電極対と第２の電極対との面積を異ならせ入出力インピーダンスを異ならせ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、請求項１に記載の二重モード圧電フィルタのいずれか一方の主面の電極同志を短絡し共通電極と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３記載の発明は、二重モード圧電フィルタを複数個縦続接続して構成する二重モード圧電フィルタにおいて、少なくとも入力段あるいは出力段に請求項１あるいは２に記載の二重モード圧電フィルタを用い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４記載の発明は、ＡＴカット水晶基板上に該水晶基板を介して対向する第１、第２、第３の電極対をそれぞれ所定の間隔を隔して配置してなる三重モード圧電フィルタにおいて、前記第１、２の電極対の面積と第３の電極対の面積とを異ならせ入出力インピーダンスを異ならせたことを特徴とする二重モード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は本発明に係る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１の一方の主面上に互いに面積の異なる電極２、３を間隙ｇを隔して配置すると共に、他方の主面上に電極２、３と対向して電極４を配設する。そして、電極２、３、４から水晶基板１の端部に向けてそれぞれリード電極２ａ、３ａ、４ａを延在し、リード電極２ａは入力端子に、リード電極３ａは出力端子に、リード電極４ａ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。
【０００９】
本発明の特徴は電極２、３の面積を互いに異ならせることにより、二重モード水晶フィルタの入出力インピーダンスを互いに異ならせるようにしたことである。ここで、本発明の二重モード水晶フィルタの設計手法について図２を用いて説明する。図２（ａ）は二次のローパスフィルタである。該ローパスフィルタの中央に２つの虚ジャイレータＪＫ’を挿入し、その中の１つを終端抵抗ｒ１の前まで移動すると図２（ｂ）が得られる。図２（ｂ）の回路ではそれぞれのインダクタンスＬ１、Ｌ２、終端抵抗１、ｒは互いに異なる。図２（ｂ）の回路にバンドパス変換を施すと同図（ｃ）の回路が得られ、δで示す結合共振回路を図１で示した二重モード水晶フィルタで置換することにより、入出力インピーダンスの互いに異なる二重モード水晶フィルタが得られる。
【００１０】
ここで、虚ジャイレータＪＫ’の設定は入出力インピーダンスに依存する。即ち、所望の二重モード水晶フィルタの入力抵抗がＲｉ、出力抵抗がＲｏの場合、入力抵抗を１（Ω）に基準化すると、出力抵抗はＲ＝Ｒｉ／Ｒｏとなる。図２（ｂ）の回路においてｒ＝Ｒとなるように虚ジャイレータＪＫ’を設定すればよい。
【００１１】
なお、δで示す結合共振回路を図１に示した二重モード水晶フィルタで置換する際に、フィルタの帯域幅等により負性の容量が終端抵抗に並列に残る場合がある。このような場合には図３に示すように二重モード水晶フィルタとＩＦ回路の接続部にインダクタンスＬｆ、Ｌｂと容量Ｃｆ、Ｃｂとから並列回路をそれぞれ挿入すればよい。一方、狭帯域の二重モード水晶フィルタの場合にはインダクタンスＬｆ、Ｌｂが不要になる場合もある。
また、ＩＦ回路の入出力部が容量性を呈する場合にもインダクタンスあるいはインダクタンスと容量との並列回路が必要になる。
【００１２】
図４は本発明に係る第２の実施例であって、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１の一方の主面上に電極６、７、８を所定の間隙を隔して配置すると共に、他方の主面上に電極６、７、８と対向して電極９を配設する。そして、電極６、７、８、９から水晶基板１の端部に向けてそれぞれリード電極６ａ、７ａ、８ａ、９ａを延在し、リード電極６ａは入力端子に、リード電極８ａは出力端子に、リード電極７ａ、９ａはグランドにそれぞれ接続して、三重モード水晶フィルタを構成する。
本実施例の特徴は電極６、７の面積を同じとしているのに対し電極８の面積をこれらと異ならせ、入出力インピーダンスを互いに異ならせることによって、三重モード水晶フィルタを実装するＩＦ回路の入出力インピーダンスに整合するようにしたことである。
【００１３】
図１においては二重モード水晶フィルタの１区間（２次ローパスフィルタから変換したバンドパスフィルタ）のみを示したが、高次の二重モード水晶フィルタの場合には入力段と出力段とに図１に示した本発明に係る二重モード水晶フィルタを用い、中間段には通常の対称二重モード水晶フィルタを用いて構成すればよい。同様に高次の三重モード水晶フィルタの場合にもこの手法が適用できる。
また、本発明は３次オーバートン等の高次オーバートンの二重モード水晶フィルタにも適用できることは説明するまでもない。
【００１４】
【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に記載の発明はインピーダンス変換回路を用いてなくともＩＦ回路に整合する二重モード水晶フィルタが実現できるという優れた効果を表す。請求項２に記載の発明はＩＦ回路に整合した広帯域の二重モード水晶フィルタが実現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ＩＦ回路に整合した、減衰傾度が急峻で且つ高保証減衰量の二重モード水晶フィルタが実現できるという優れた効果を表す。請求項４に記載の発明はインピーダンス変換回路を用いてなくともＩＦ回路に整合する三重モード水晶フィルタが実現できるという優れた効果を奏す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る二重モード水晶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】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はローパスフィルタから本発明の二重モード水晶フィルタを得るまでの過程を示す図である。
【図３】本発明に係る二重モード水晶フィルタをＩＦ回路に実装する際の、二重モード水晶フィルタと終端条件を示す図である。
【図４】他の実施例の三重モード水晶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】従来の二重モード水晶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６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はローパスフィルタから従来の対称型二重モード水晶フィルタを得るまでの過程を示す図である。
【図７】従来の二重モード水晶フィルタをＩＦ回路に実装する際の、二重モード水晶フィルタとインピーダンス変換回路とを示す図である。
【符号の説明】
１・・圧電基板
２、３、４・・電極
２ａ、３ｂ、４ｃ・・リード電極
ｇ・・電極間間隙
Ｒｆ、Ｒｂ・・ＩＦ回路のインピーダンス
Ｌｆ、Ｌｂ・・終端インダクタンス
Ｃｆ、Ｃｂ・・終端容量
【図１】
2005020211.tif 000003
【図２】
2005020211.tif 000004
【図３】
2005020211.tif 000005
【図４】
2005020211.tif 000006
【図５】
2005020211.tif 000007
【図６】
2005020211.tif 000008
【図７】
2005020211.tif 000009