(57)【要約】【課題】  リップル成分を抑制した特性を持つ弾性表面波装置を提供する。【解決手段】  くし型電極１０と、この両側に設けられた反射電極１２、１４とを有する弾性表面波共振器を含む弾性表面波装置において、各反射電極１２、１４は少なくとも２つの異なる周期λａ１〜λａｎ；λｂ１〜λｂｎを有する。例えば、各反射電極を２分割し、一方の分割部の周期（波長）をλａ１、λｂ１とし、他方の分割部の周期をλａ２（≠λａ１）、λｂ２（≠λｂ１）とする。【選択図】  図４
2005244669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
くし型電極と、この両側に設けられた反射電極とを有する弾性表面波共振器を含む弾性表面波装置において、各反射電極は少なくとも２つの異なる周期を有することを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの異なる周期に対応する反射波は逆位相であることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
一方の反射電極の周期と他方の反射電極の周期とは同一であることを特徴とする請求項１又は２記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
一方の反射電極の周期と他方の反射電極の周期とは異なることを特徴とする請求項１又は２記載の弾性表面波装置。
【請求項５】
前記弾性表面波装置は、前記弾性表面波共振器を複数個有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の弾性表面波装置。
【請求項６】
前記弾性表面波装置は前記弾性表面波共振器を複数個有し、当該複数個の弾性表面波装置はラダー型に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の弾性表面波装置。
【請求項７】
前記弾性表面波装置は前記弾性表面波共振器を複数個有し、当該複数個の弾性表面波装置はラダー型構成の直列共振器を構成することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の弾性表面波装置。
【請求項８】
前記弾性表面波装置は多重モード型共振器を複数個を有し、前記弾性表面波共振器を介して接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弾性表面波共振器を有する弾性表面波装置に関し、特にくし型電極の両側に設けられた一対の反射電極の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などの無線装置の急速な小型化、高機能化及び高品質化が進んでおり、その高周波回路には弾性表面波共振器を用いたフィルタが用いられている。フィルタ構成は、複数の弾性表面波共振器をラダー型に接続したものや、多重モード型フィルタ（例えば、二重モード型フィルタ：Double Mode Saw filter：DMS）などが用いられている。
【０００３】
図１は、特許文献１や特許文献２に記載されている一般的なシングルポート弾性表面波共振器を示す図である。弾性表面波共振器は、圧電基板上に交差配置された一対のくし型電極１０を有する。圧電基板上に形成された一対のくし型電極１０は、インターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）とも呼ばれる。各くし型電極は、バスバーと、このバスバーから同一方向に延びる複数の電極指を有する。同一のバスバーから延びる電極指間隔（周期又はピッチ）λIDTがＩＤＴ１０の波長を決定する。ＩＤＴ１０は単一の周期λIDTを有する。ＩＤＴ１０の両側には、一対の反射電極１２、１４が設けられている。圧電基板上の反射電極１２、１４は反射器として機能する。図示する反射電極１２、１４はグレーティングタイプと呼ばれ、一方のバスバーから延びる電極指は他方のバスバーに接続された構成を有する。反射電極１２、１４の周期λａ、λｂは一方のバスバーから延びる電極指間の距離に相当する。反射電極１２は１つの周期λａを有し、反射電極１４ｂは１つの周期λｂを有し、λａ＝λｂである。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３８７５６号公報
【特許文献２】特開平１０−２１５１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献に記載されているような従来の弾性表面波共振器は、共振特性にリップル成分を含むという問題がある。図２は、図１に示す弾性表面波共振器の共振特性を示すグラフである。図２の横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は減衰量（ｄＢ）を示す。図示するように、共振特性を示す曲線中に、複数のピーク、つまりリップル成分が含まれている。このような弾性表面波共振器を複数個用いてフィルタを構成した場合のフィルタ特性を図３に示す。図３は、通過帯域中に複数のリップル成分が含まれていることを示している。このように、従来のフィルタでは、平坦な通過帯域を形成することが困難である。
【０００６】
従って、本発明はこれらの問題点を解決し、リップル成分を抑制した特性を持つ弾性表面波装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、くし型電極と、この両側に設けられた反射電極とを有する弾性表面波共振器を含む弾性表面波装置において、各反射電極は少なくとも２つの異なる周期を有する弾性表面波装置である。この構成により、リップル成分を抑制した特性を実現することができる。
【０００８】
上記弾性表面波装置において、前記少なくとも２つの異なる周期に対応する反射波は逆位相であることが好ましい。リップル成分をより効果的に減少させることができる。
【０００９】
上記弾性表面波装置において、一方の反射電極の周期と他方の反射電極の周期とは同一又は異なる構成とすることができる。
【００１０】
上記弾性表面波装置において、前記弾性表面波共振器を複数個有する構成とすることができる。この構成により、リップル成分が抑制された平坦なフィルタ特性を持つ弾性表面波フィルタを実現することができる。
【００１１】
上記弾性表面波装置において、前記弾性表面波共振器を複数個有し、当該複数個の弾性表面波装置はラダー型に配置されている構成とすることができる。
【００１２】
上記弾性表面波装置において、前記弾性表面波共振器を複数個有し、当該複数個の弾性表面波装置はラダー型構成の直列共振器を構成することもできる。
【００１３】
更に、上記弾性表面波装置は多重モード型共振器を複数個を有し、前記弾性表面波共振器を介して接続されている構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００１４】
リップル成分を抑制した特性を持つ弾性表面波装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態に係る弾性表面波装置を示す図である。図示する弾性表面波装置は、ＬＴ（ＬｉＴａＯ3）やＬＮ（ＬｉＮｂＯ3）などの圧電単結晶を用いた圧電基板（紙面に相当）上に形成されたＩＤＴ１０と、その両側に形成された反射電極２２、２４とを有し、シングルポート弾性表面波共振器として機能する。ＩＤＴ１０は一対のくし型電極からなり、２つのバスバー間に駆動電圧を印加することで、周期λIDTに応じた波長の弾性表面波を励起する。圧電基板上に形成された反射電極２２、２４は反射器として機能し、ＩＤＴ１０から伝搬する弾性表面波を反射して閉じ込める。
【００１７】
本発明者は、以下に詳述するように、反射電極の構成を工夫することで、弾性表面波共振器の共振特性中のリップルを減少させることができることを見出した。
【００１８】
反射電極２２は、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の異なる周期λａ１、λａ２、λａ３、λａ４、…、λａｎを有する（λａ１≠λａ２≠λａ３≠λａ４≠…≠λａｎ）。換言すれば、反射電極２２は、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の異なる波長λａ１、λａ２、λａ３、λａ４、…、λａｎを有する（λａ１≠λａ２≠λａ３≠λａ４≠…≠λａｎ）。反射電極２２は、各周期の電極指対を少なくとも１つ持つ。この構成を分かりやすくするために、図４の反射電極２２は周期毎に３つの電極指対を持つように図示されている。このように、反射器２２の電極指対はｎ分割されており、それぞれが異なる周期λａ１、λａ２、λａ３、λａ４、…、λａｎの電極指対を持つ。このように、反射電極２２をｎ分割し、それぞれの周期を異なる値とすることで、各反射器が単一周期で構成される弾性表面波共振器の共振特性中に含まれるリップル成分を減少させることができることが分かった。つまり、異なる反射波長を複数個有するように反射電極２２を構成することで、共振特性に含まれるリップルを減少させることができる。
【００１９】
反射電極２４も反射電極２２と同様に構成されている。すなわち、反射電極２４は、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の異なる周期λｂ１、λｂ２、λｂ３、λｂ４、…、λｂｎを有する（λｂ１≠λｂ２≠λｂ３≠λｂ４≠…≠λｂｎ）。換言すれば、反射電極２４は、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の異なる波長λｂ１、λｂ２、λｂ３、λｂ４、…、λｂｎを有する（λｂ１≠λｂ２≠λｂ３≠λｂ４≠…≠λｂｎ）。反射電極２４は、各周期の電極指対を少なくとも１つ持つ。この構成を分かりやすくするために、図４の反射電極２４は周期毎に３つの電極指対を持つように図示されている。このように、反射器２４の電極指対はｎ分割されており、それぞれが異なる周期λｂ１、λｂ２、λｂ３、λｂ４、…、λｂｎの電極指対を持つ。
【００２０】
図５は、図４に示す弾性表面波装置の共振器特性を示す。図中、実線が図４に示す弾性表面波装置の共振特性である。また、比較のために、図２に示す従来の共振特性を破線で示す。反射電極２２、２４の各々は少なくとも２つの異なる周期を有する構成とすることで、共振特性のリップル成分を抑制できることが分かる。
【００２１】
図６は、図４に示す弾性表面波共振器を複数個ラダー型に接続して構成した弾性表面装置の特性を示す。ラダー型に接続すると、図６に示すようにバンドパスフィルタ特性が得られる。図６中、実線は図４に示す弾性表面波共振器を用いたフィルタ特性を示し、破線は図１に示す弾性表面共振器をラダー型に接続した構成のフィルタ特性を示す。実線で示す通過特性は、破線で示す通過特性に比べ平坦であることが分かる。
【００２２】
反射電極２２と２４の分割数ｎは等しいことが望ましいが、必ずしも同じ分割数でなくてもリップル抑制の効果が得られることが確認できている。また、反射電極２２と２４の対応部分は同じ周期であってもよく、異なる周期であってもよい。例えば、ＩＤＴ１０に最も近い部分の周期λａ１、λｂ１はλａ１＝λｂ１であってもよく、λａ１≠λｂ１であってもよい。また、同じ周期の電極指対は、異なる位置にあってもよい。極端な例で言えば、λａ１＝λｂｎである。更に、反射器２２の複数周期のうちの一部のみが反射器２４の周期と異なるように設定してもよい。更に、同じ周期を持つ電極指対の数は反射電極２２と２４とで異なるように設定してもよい。
【実施例１】
【００２３】
図７は、実施例１に係る弾性表面波装置を示す図である。この弾性表面波装置は、４２°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3の圧電基板上に形成されたＩＤＴ１０と、この両側に配置された一対の反射電極３２、３４とを備える。圧電基板上の電極パターンは例えば、アルミウムを主成分とする導体で形成される。反射電極３２は二分割され、一方の分割部ａ１の電極指対は周期λａ１で配置され、他方の分割部ａ２の電極指対は周期λａ２（≠λａ１）で配置されている。つまり、反射電極３２は図４に示す構成におけるｎ＝２の場合に相当する。同様に、反射電極３４は二分割され、一方の分割部ｂ１の電極指対は周期λｂ１で配置され、他方の分割部ｂ２の電極指対は周期λｂ２（≠λｂ１）で配置されている。つまり、反射電極３４は図４に示す構成におけるｎ＝２の場合に相当する。また、反射電極３２の周期（波長）と反射電極３４の周期（波長）との関係はλａ１＝λｂ１、λａ２＝λｂ２である。更に、分割部ａ１で反射される反射波とａ２で反射される反射波との位相が逆位相となるように設定され、同様に、分割部ｂ１で反射される反射波とｂ２で反射される反射波との位相が逆位相となるように設定されている。
【００２４】
表１は、周期λａ１、λａ２、λｂ１及びλｂ２の一例を示す。また、比較例として、共振器の各反射電極が単一周期で構成される従来手法の場合での値の一例を示す。
【００２５】
【表１】
2005244669.tif 000003
図８は、実施例１の共振特性を示すグラフである。実線は実施例１の共振特性を示し、破線は比較例の共振特性を示す。反射器３２、３４にλａ１≠λａ２及びλｂ１≠λｂ２の関係を設定したことにより、リップルを大幅に減少させることができた。特に、反射波λａ１とλａ２とを逆相関係に設定し、反射波λｂ１とλｂ２とを逆相関係に設定したことも、リップルの改善に寄与しているといえる。なお、たとえ上記位相関係が成立していなくとも、λａ１≠λａ２及びλｂ１≠λｂ２の設定により、リップルを改善することができる。
【００２６】
また、図８に示す共振特性と同様の特性は、λａ１≠λａ２、λｂ１≠λｂ２であってかつλａ１≠λｂ１、λａ２≠λｂ２の場合でも得られる。
【実施例２】
【００２７】
図９は、実施例２に係る弾性表面波装置を示す図である。この弾性表面波装置は、ラダー型フィルタである。フィルタは、３つの直列共振器Ｓ１、Ｓ２及びＳ３と、４つの並列共振器Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４とがラダー型に配置された構成を有する。各共振器Ｓ１〜Ｓ３、Ｐ１〜Ｐ４は図７に示す弾性表面波共振器で構成されている。各共振器Ｓ１〜Ｓ３、Ｐ１〜Ｐ４の反射電極の周期（波長）を図示するように定義すると、直列共振器Ｓ１〜Ｓ３では以下の関係が成立している。
【００２８】
λｓｉａ１≠λｓｉａ２
λｓｉｂ１≠λｓｉｂ２
λｓｉａ１＝λｓｉｂ１
λｓｉａ２＝λｓｉｂ２
ここで、ｉ＝１〜３である。
【００２９】
また、並列共振器Ｐ１〜Ｐ４では以下の関係が成立している。
【００３０】
λｐｉａ１≠λｐｉａ２
λｐｉｂ１≠λｐｉｂ２
λｐｉａ１＝λｐｉｂ１
λｐｉａ２＝λｐｉｂ２
ここで、ｉ＝１〜４である。
【００３１】
更に、λｓｉａ１とλｓｉａ２とは反射波の位相が逆相となるように設定され、λｐｉａ１とλｐｉａ２とは反射波の位相が逆相となるように設定されている。
【００３２】
表２に、各共振器の波長の一例を示す。また、比較例として、各共振器Ｓ１〜Ｓ３、Ｐ１〜Ｐ４の各反射電極が単一周期で構成される従来手法の場合での値の一例を示す。なお、表２中、“ｓｉ”と“ｐｉ”の表示は省略してある。
【００３３】
【表２】
2005244669.tif 000004
図１０は、実施例２のフィルタ特性を示すグラフである。実線は実施例２のフィルタ特性を示し、破線は比較例のフィルタ特性を示す。各弾性表面波共振器の各反射電極を上記の通り構成したことにより、リップルを大幅に減少させることができた。
【実施例３】
【００３４】
図１１は、実施例３に係る弾性表面波装置を示す図である。この弾性表面波装置はラダー型フィルタであって、実施例２の変形例に相当する。図示するラダー型フィルタも３つの直列共振器と４つの並列共振器とを備える。本実施例では、３つの直列共振器を同一仕様の図４に示す弾性表面波共振器Ｓで構成し、４つの並列共振器を同一仕様の図１に示す弾性表面波共振器Ｐで構成する。つまり、各直列共振器のみ、各反射電極が少なくとも２つの異なる周期を有する構成としてある。この構成でも、図１０の実線で示すフィルタ特性と同様に、リップルを大幅に減少させることができる。フィルタ特性中のリップルは主に、直列共振器に起因していると考えられる。
【実施例４】
【００３５】
図１２は、実施例４にかかる弾性表面波装置を示す図である。この弾性表面波装置は２つのＤＭＳ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｍｏｄｅ  Ｓａｗ）フィルタ５２、５４と、これらを接続する１つのシングルポート弾性表面波共振器５６とを有する。これらの共振器は、前述の実施例と同様に圧電基板上に形成されている。ＤＭＳフィルタ５２、５４はそれぞれ、一列に配置された３つの弾性表面波共振器と、この配置の両側に設けられた一対の反射電極とからなる。ＤＭＳフィルタ５２は入力側に位置し、ＤＭＳフィルタ５４は出力側に位置している。ＤＭＳフィルタ５２、５４はそれぞれバンドパス特性を有している。
【００３６】
１ポート弾性表面波共振器５６は、ＤＭＳフィルタ５２、５４と相俟って、所望のフィルタ特性を得るために設けられている。弾性表面波共振器５６は、例えば図４に示すように構成されている。つまり、弾性表面波共振器５６の各反射電極が少なくとも２つの異なる周期を有する構成である。この構成により、通過帯域内に含まれるリップル成分を大幅に減少させることができる。
【００３７】
表３は、弾性表面波共振器５６の周期λａ１、λａ２、λｂ１及びλｂ２の一例を示す。また、比較例として、弾性表面波共振器５６の各反射電極が単一周期で構成される従来手法の場合での値の一例を示す。
【００３８】
【表３】
2005244669.tif 000005
図１３は、実施例４のフィルタ特性を示すグラフである。実線は実施例４のフィルタを示し、破線は比較例のフィルタ特性を示す。弾性表面波共振器５６の各反射器にλａ１≠λａ２及びλｂ１≠λｂ２の関係を設定したことにより、リップルを大幅に減少させることができた。
【００３９】
本発明は上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、他の実施の形態や実施例を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の弾性表面波共振器を示す図である。
【図２】図１に示す弾性表面波共振器の共振特性を示すグラフである。
【図３】図１に示す弾性表面波共振器を複数個用いて構成したフィルタのフィルタ特性を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施の形態に係る弾性表面波装置（共振器）を示す図である。
【図５】図４に示す弾性表面波装置の共振特性を示すグラフである。
【図６】図４に示す弾性表面波装置を複数個用いたフィルタのフィルタ特性を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例１に係る弾性表面波装置を示す図である。
【図８】実施例１の共振特性を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例２に係る弾性表面波装置を示す図である。
【図１０】実施例２のフィルタ特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例３に係る弾性表面波装置を示す図である。
【図１２】本発明の実施例４に係る弾性表面波装置を示す図である。
【図１３】実施例４のフィルタ特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１０    ＩＤＴ
１２、１４、２２、２４、３２、３４  反射電極
５２、５４  ＤＭＳフィルタ
５６    １ポート弾性表面波共振器
【図１】
2005244669.tif 000006
【図２】
2005244669.tif 000007
【図３】
2005244669.tif 000008
【図４】
2005244669.tif 000009
【図５】
2005244669.tif 000010
【図６】
2005244669.tif 000011
【図７】
2005244669.tif 000012
【図８】
2005244669.tif 000013
【図９】
2005244669.tif 000014
【図１０】
2005244669.tif 000015
【図１１】
2005244669.tif 000016
【図１２】
2005244669.tif 000017
【図１３】
2005244669.tif 000018