(57)【要約】【課題】圧電基板上に入力用ＩＤＴ電極と出力用ＩＤＴ電極を所定の間隙をあけて配置したトランスバーサルＳＡＷフィルタにおいて、通過域より周波数が離れた位置の阻止域減衰量を改善することを目的とする。【解決手段】圧電基板１上に入力用ＩＤＴ電極２と出力用ＩＤＴ３を所定の間隙をあけて配置し、その間隙に入出力端子間の直達波を遮蔽するためのシールド電極４を配置する。該シールド電極４はグレーティング型に形成されており、前記シールド電極４の電極周期λｓを前記ＩＤＴ電極の電極周期λｉの０．９６４倍となるように設定する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に少なくとも２個のＩＤＴ電極を所定の間隙をあけて配置し、入出力端子間の直達波を遮蔽するためのシールド電極を前記ＩＤＴ電極の間隙に配置したトランスバーサル弾性表面波フィルタにおいて、
前記シールド電極はグレーティング型に形成されており、前記シールド電極の電極周期λｓは前記ＩＤＴ電極の電極周期λｉと異ならせていることを特徴とするトランスバーサル弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
前記シールド電極の電極周期λｓは、前記ＩＤＴ電極の電極周期λｉのほぼ０．９６４倍であることを特徴とする請求項１に記載のトランスバーサル弾性表面波フィルタ。
【請求項３】
前記シールド電極は、隣り合う電極指の中心間距離をλｓ／２として電極指を順次配置したシールド電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスバーサル弾性表面波フィルタ。
【請求項４】
前記シールド電極は、該シールド電極のある一部の隣り合う電極指の中心間距離を３λｓ／４、或いは３λｓ／８とし、他の電極指については中心間距離をλｓ／２として順次配置したシールド電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスバーサル弾性表面波フィルタ。
【請求項５】
前記シールド電極は、該シールド電極のある一部の隣り合う電極指の中心間距離を３λｓ／４にし、その３λｓ／４の中心間距離を有する電極指間にλｓ／４以下の幅を有する電極指を１本配置し、他の電極指については中心間距離をλｓ／２として順次配置したシールド電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスバーサル弾性表面波フィルタ。
【請求項６】
前記シールド電極は、隣り合う電極指の中心間距離がλｓ／２となるよう電極指が順次配置された構造を基本として、電極指の１本を間引き、その位置にλｓ／４以下の幅を有する電極指を２本配置した構造を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスバーサル弾性表面波フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電基板上に入力用ＩＤＴ電極と出力用ＩＤＴ電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル弾性表面波フィルタにおいて、通過域から離れた阻止域を高減衰にしたトランスバーサル弾性表面波フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、弾性表面波（Surface Acoustic Wave：以下、ＳＡＷ）フィルタは移動体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があることから特に携帯電話、無線ＬＡＮ等に多く用いられている。これらの機器に用いられるＩＦ用ＳＡＷフィルタは、小型軽量、広帯域、低損失であると共に、隣接するキャリア周波数を阻止するために急峻な減衰傾度が要求される。更に、前記ＩＦ用ＳＡＷフィルタは高速なデジタルデータの品質を保持するために位相直線性も要求される。このような要求仕様を満足するフィルタ形式としては、振幅特性と位相特性を別々に設計可能なトランスバーサルＳＡＷフィルタが最も適している。
【０００３】
図６は、従来のトランスバーサルＳＡＷフィルタの構成を示す平面図であって、圧電基板１０１の主表面上にＳＡＷの伝搬方向に沿って入力用ＩＤＴ電極１０２と出力用ＩＤＴ電極１０３を所定の間隔をあけて配置すると共に、該ＩＤＴ電極１０２，１０３の間に入出力端子間の直達波を遮蔽するためのシールド電極１０４を配置する。前記ＩＤＴ電極１０２、１０３は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より構成されており、ＩＤＴ電極１０２の一方のくし形電極を入力端子ＩＮに接続すると共に、他方のくし形電極は接地する。また、ＩＤＴ電極１０３の一方にくし形電極を出力端子ＯＵＴに接続すると共に、他方のくし形電極は接地する。また、基板端面からの不要な反射波を抑圧するために、圧電基板１０１の長辺方向（ＳＡＷの伝搬方向）の両端に吸音材１０５を塗布する。
【０００４】
ところで、前記シールド電極１０４の形状は、図６に示すような長方形のベタ電極が一般的に用いられているが、このようなベタ電極にするとシールド電極の端面でＳＡＷの反射が発生し、ＩＤＴ電極内に不要波が混入してフィルタ特性にリップルが発生してしまう問題があった。また、前記シールド電極の形状を平行四辺形とすることで、端面を斜めにしＳＡＷの反射による不要波をＩＤＴ電極内に混入することを阻止しリップルを低減した構造が試みられてきたが、端面反射の影響を完全になくすことはできなかった。
【０００５】
前記問題を解決するために、グレーティング型のシールド電極が考案された。該シールド電極は、図７に示すように、ＩＤＴ電極１１２、１１３の電極周期をλｉとした時、隣接する電極指の中心間距離がλｉ／４となるようにλｉ／８の幅を有する電極指を順次配置した構造である。なお、シールド電極の電極周期とＩＤＴ電極の電極周期は等しく設定している。このように、シールド電極をグレーティングで形成することによりシールド電極の端面で生じる反射が打ち消されるので、不要波に起因するリップルの発生を阻止できる。
【０００６】
更に、前記グレーティング型のシールド電極において、該シールド電極の一部の電極指中心間距離をずらしたり電極指の幅を変化させたりしてＳＡＷの反射に重み付けを施すことにより通過帯域近傍の減衰量を高めることができる。
【特許文献１】特願平７−１４２７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は、入力用ＩＤＴ電極と出力用ＩＤＴ電極との間にシールド電極を配置したトランスバーサルＳＡＷフィルタにおいて、前記シールド電極をグレーティング型にすることで通過帯域近傍の減衰量を高めることができるが、その効果が得られるのは通過帯域近傍に限られており、通過域から周波数が離れた阻止域に対しては高減衰化できないという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタの請求項１記載の発明は、圧電基板上に少なくとも２個のＩＤＴ電極を所定の間隙をあけて配置し、入出力端子間の直達波を遮蔽するためのシールド電極を前記ＩＤＴ電極の間隙に配置したトランスバーサル弾性表面波フィルタにおいて、前記シールド電極はグレーティング型に形成されており、前記シールド電極の電極周期λｓは前記ＩＤＴ電極の電極周期λｉと異ならせていることを特徴とするトランスバーサル弾性表面波フィルタである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記シールド電極の電極周期λｓは、前記ＩＤＴ電極の電極周期λｉのほぼ０．９６４倍であることを特徴とする請求項１に記載のトランスバーサル弾性表面波フィルタである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記シールド電極は、隣り合う電極指の中心間距離をλｓ／２として電極指を順次配置したシールド電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスバーサル弾性表面波フィルタである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記シールド電極は、該シールド電極のある一部の隣り合う電極指の中心間距離を３λｓ／４、或いは３λｓ／８とし、他の電極指については中心間距離をλｓ／２として順次配置したシールド電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスバーサル弾性表面波フィルタである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記シールド電極は、該シールド電極のある一部の隣り合う電極指の中心間距離を３λｓ／４にし、その３λｓ／４の中心間距離を有する電極指間にλｓ／４以下の幅を有する電極指を１本配置し、他の電極指については中心間距離をλｓ／２として順次配置したシールド電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスバーサル弾性表面波フィルタである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、前記シールド電極は、隣り合う電極指の中心間距離がλｓ／２となるよう電極指が順次配置された構造を基本として、電極指の１本を間引き、その位置にλｓ／４以下の幅を有する電極指を２本配置した構造を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスバーサル弾性表面波フィルタである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、圧電基板上に入力用ＩＤＴ電極と出力用ＩＤＴ電極の間に入出力端子間の直達波を遮蔽するためのシールド電極を配置したトランスバーサルＳＡＷフィルタにおいて、前記シールド電極と前記ＩＤＴ電極の電極周期を双方異ならすことにより、通過域から離れた阻止域を高減衰にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図面に図示した実施の形態例に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタの平面図を示したものである。圧電基板１の主表面上にＳＡＷの伝搬方向に沿って入力用ＩＤＴ電極２と出力用ＩＤＴ電極３を所定の間隔をあけて配置すると共に、該ＩＤＴ電極２，３の間に入出力端子間の直達波を遮蔽するためにグレーティング型のシールド電極４を配置する。前記ＩＤＴ電極２、３は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より構成されており、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、他方のくし形電極は接地する。また、ＩＤＴ電極３の一方にくし形電極を出力端子ＯＵＴに接続すると共に、他方のくし形電極は接地する。また、基板端面からの不要な反射波を抑圧するために圧電基板１の長辺方向（ＳＡＷの伝搬方向）の両端に吸音材５を塗布する。本発明の特徴は、前記シールド電極４の電極周期λｓと前記入力用ＩＤＴ電極２及び前記出力用ＩＤＴ電極３の電極周期λｉとを異ならせたことにある。前記シールド電極４は、該シールド電極４の電極周期λｓを前記ＩＤＴ電極２、３の電極周期λｉに対しλｓ＝０．９６４λｉとなるように設定し、３λｓ／８幅の電極指をλｓ／４の間隔をあけて順次配置した構造となっている。
【００１６】
図２は、本発明品と従来品のトランスバーサルＳＡＷフィルタの通過特性の比較を示したものである。図２の実線は本発明に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタの通過特性を示しており、図１に示す如くシールド電極４は３λｓ／８幅の電極指をλｓ／４の間隔をあけて配置し電極周期λｓ＝０．９６４λｉとした構造である。また、図２の点線は従来のトランスバーサルＳＡＷフィルタの通過特性を示しており、図７に示す如くシールド電極１１４はλｓ／８幅の電極指をλｓ／８の間隔をあけて配置し、シールド電極の電極周期はＩＤＴ電極の電極周期と等しくした構造である。なお、本発明品及び従来品は共に、圧電基板に水晶基板を用い、中心周波数ｆｏを２００ＭＨｚ付近、入力用ＩＤＴ電極２、１１２の電極指対数を１０２対、出力用ＩＤＴ電極３、１１３の電極指対数を１７７対、シールド電極４、１１４の電極指本数を８０本、電極周期λｉを約１５μｍとした。図２から、本発明のトランスバーサルＳＡＷフィルタの方が中心周波数から周波数が離れたＡ部において高減衰になっていることが分かる。これはシールド電極の電極周期をＩＤＴ電極の電極周期と異ならせたことにより、ＳＡＷの励振波動が変化し、Ａ部付近の周波数を選択的に透過させない効果が得られたと考えられる。
【００１７】
前述のように、従来構造では通過域より周波数が離れた位置の阻止域に対して高減衰化できなかったが、シールド電極の電極周期をＩＤＴ電極の電極周期と異ならせることで通過帯域から離れた位置の阻止域に対して高減衰化できることが判明した。
【００１８】
また、本発明のトランスバーサルＳＡＷフィルタにおいては、ＩＤＴ電極本数を増やしたりチップサイズを大きくすることなく、入出力端子間の直達波の遮蔽用として従来から用いられてきたシールド電極の構造を変えることだけで高減衰化できるのでフィルタの小型化にも寄与する。
【００１９】
図１に示すようなシールド電極以外の構造でも、ＩＤＴ電極とシールド電極の電極周期を異ならせることにより、通過帯域から周波数が離れた阻止域を高減衰化することは可能である。以下、他実施例について詳細に説明する。
【００２０】
図３は本発明の第２の実施例に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタを示したものである。同図に示すシールド電極１４、２４は、該シールド電極の電極周期をλｓとした時、隣接する電極指の中心間距離がλｓ／２となるようにλｓ／４程度の幅を有する電極指を順次配置し、一部の電極指中心間距離をずらしたことを特徴としている。ここで、（ａ）のシールド電極１４は、一部の電極指中心間距離をλｓ／２から３λｓ／４にずらし、（ｂ）のシールド電極２４は、一部の電極指中心間距離をλｓ／２から３λｓ／８にずらしている。なお、（ａ）及び（ｂ）は共に、シールド電極の電極周期λｓをＩＤＴ電極の電極周期λｉに対しλｓ＝０．９６４λｉとなるように設定している。このように、シールド電極のある一部の電極指中心間距離をずらしてＳＡＷの反射に重み付けを施すことにより反射帯域を広げることができるので、通過域から周波数が離れた位置の阻止域を広帯域に渡って高減衰にすることが可能である。
【００２１】
ところで、第２の実施例に示すシールド電極の構造では、反射帯域を広帯域化できる反面、シールド電極内のＳＡＷの反射が強い為に通過帯域内に歪が入ってしまう虞がある。そこで、本願発明者はシールド電極を構成する一部の電極指の幅を調整することによりシールド電極内のＳＡＷの反射量を調整したシールド電極を考えた。以下、第３の実施例にて詳細に説明する。
【００２２】
図４は本発明の第３の実施例に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタを示したものである。同図に示すシールド電極３４、４４は、該シールド電極の電極周期をλｓとした時、隣接する電極指の中心間距離がλｓ／２となるようにλｓ／４程度の幅を有する電極指を順次配置し、一部の電極指の幅を変化させたことを特徴としている。ここで、（ａ）のシールド電極３４は、Ｂ部において電極指の一本を間引き、その位置にλｓ／４以下の幅を有する電極指を２本配置しており、（ｂ）のシールド電極４４は、Ｃ部において電極指中心間距離をλｓ／２から３λｓ／４にずらし、そのずらした電極指間にλｓ／４以下の幅を有する電極指を１本配置している。なお、（ａ）及び（ｂ）は共に、シールド電極の電極周期λｓをＩＤＴ電極の電極周期λｉに対してλｓ＝０．９６４λｉとなるように設定している。このように、シールド電極の一部の電極指の幅を変化させることによりシールド電極内のＳＡＷの反射量を調整することができるので、通過域から周波数が離れた位置の阻止域を広帯域に渡って高減衰にできると共に、通過帯域内に歪が入るのを防ぐことができる。
【００２３】
これまで、ＩＤＴ電極及びシールド電極の電極周期が一様である場合についてのみ言及してきたが、トランスバーサルＳＡＷフィルタにおいては局所的に電極周期を異ならせてフィルタ特性を高性能化にする手法が多々用いられる。本発明においては、このような電極周期が一様でない場合も適用することが可能である。以下、第４の実施例にて詳細に説明する。
【００２４】
図５は本発明の第４の実施例に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタの模式図を示したものである。図５（ａ）のトランスバーサルＳＡＷフィルタは、入力用ＩＤＴ電極５２及び出力用ＩＤＴ電極５３は電極周期λｉ１の電極指１０対から構成された区間Ｘと電極周期λｉ２の電極指２０対から構成された区間Ｙからなる。このようにＩＤＴ電極が異なる電極周期で構成されている場合、シールド電極の電極周期λｓはＩＤＴ電極の平均電極周期λｉ'、即ちλｉ'＝（１０×λｉ１＋２０×λｉ２）／３０の０．９６４倍に設定することにより、通過域から周波数が離れた位置の阻止域を高減衰にすることが可能である。
【００２５】
また、図５（ｂ）のトランスバーサルＳＡＷフィルタは、シールド電極６４は電極周期λｓ１の電極指１０対から構成された区間Ｓ１と電極周期λｓ２の電極指２０対から構成された区間Ｓ２からなる。このように、シールド電極が異なる電極周期で構成されている場合、前記シールド電極の平均電極周期λｓ'、即ちλｓ'＝（１０×λｓ１＋２０×λｓ２）／３０が入力用ＩＤＴ電極及び出力用ＩＤＴ電極の電極周期λｉの０．９６４倍となるようにシールド電極の電極周期を設定することにより、通過域から周波数が離れた位置の阻止域を高減衰にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施例に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタの平面図を示す。
【図２】本発明の第１の実施例に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタと従来のトランスバーサルＳＡＷフィルタの通過特性の比較を示す。
【図３】本発明の第２の実施例に係る一部の電極指中心間距離を変化させたシールド電極を説明する図である。
【図４】本発明の第３の実施例に係る一部の電極指幅を変化させたシールド電極を説明する図である。
【図５】本発明の第４の実施例に係るＩＤＴ電極或いはシールド電極を異なる電極周期で構成した場合のトランスバーサルＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図６】従来のトランスバーサルＳＡＷフィルタを説明する図である。
【図７】従来のグレーティング型シールド電極を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  圧電基板
２、５２、６２  入力用ＩＤＴ電極
３、５３、６３  出力用ＩＤＴ電極
４、１４、２４、３４、４４、５４  シールド電極
５  吸音材
【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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