(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板の主面上に表面波の伝播方向に３つのＩＤＴ電極を近接配置すると共に、その両側にグレーティング反射器を配設した１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタを２つ縦続接続したフィルタにおいて、
前記フィルタの一方の二重モードＳＡＷフィルタの中央に配置するＩＤＴ電極のピッチをＬ２とし、該ＩＤＴ電極の電極指を他方の二重モードＳＡＷフィルタの中央に配置したＩＤＴ電極よりも少なくすると共に、少なくした電極指に代えてピッチＬｄのダミー電極を配置したフィルタであって、ピッチＬ２をそれ以外のＩＤＴ電極の電極指ピッチＬ１より大きくし、前記ダミー電極のピッチＬｄをＬ１と等しくしたことを特徴とする縦結合弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
１．００１＜Ｌ２／Ｌ１＜１．０１５としたことを特徴とする請求項１記載の縦結合弾性表面波フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は弾性表面波フィルタに関し、特に入出力インピーダンスを互いに異にした縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの通過域特性を平坦化した弾性表面波フィルタに関する。
【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等に多く用いられている。
図５は従来の１次−３次縦結合型二重モードＳＡＷフィルタ（以下、二重モードＳＡＷフィルタと称す）を２段縦続接続したフィルタの構成を示す平面図であって、圧電基板Ｐの主面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極１１、１２、１３を近接配置すると共に、これらのＩＤＴ電極の両側にグレーティング反射器（以下、反射器と称す）１４ａ、１４ｂを配設して第１の二重モードＳＡＷフィルタを構成する。さらに、第１の二重モードＳＡＷフィルタと平行して３つのＩＤＴ電極１５、１６、１７を近接配置すると共に、これらの両側に反射器１８ａ、１８ｂを設けて第２の二重モードＳＡＷフィルタを構成し、第１と第２の二重モードＳＡＷフィルタを縦続接続して縦続型二重モードＳＡＷフィルタを構成する。
第１の二重モードＳＡＷフィルタを構成するＩＤＴ電極１１、１２、１３はそれぞれ互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対のくし形電極により構成され、中央のＩＤＴ電極１１の一方のくし形電極は入力端子INに接続し、他方のくし形電極は接地する。さらに、両側のＩＤＴ電極１２、１３の一方のくし形電極は、第１の二重モードＳＡＷフィルタと対称に配置した第２の二重モードＳＡＷフィルタの入力とそれぞれ接続し、他方のくし形電極はそれぞれ接地する。
【０００３】
第２の二重モードＳＡＷフィルタについても、第１の二重モードＳＡＷとほぼ同様に構成するが、中央のＩＤＴ電極１５の対数を第１の二重モードＳＡＷフィルタのＩＤＴ電極１１の対数より少なくし、少なくなった電極指の数だけくし形のダミー電極Ｄ１、Ｄ２を設けてアース側のくし形電極にそれぞれ接続している点が異なる。これにより入力インピーダンスを低く（例えば50Ω）、出力インピーダンスを高く（例えば200Ω）して前段及び後段の回路とのインピーダンス・マッチングを実現している。
そして、ＩＤＴ電極１１、１２、１３及びＩＤＴ電極１５、１６、１７の電極指ピッチ（以下、ピッチと称す）および、ダミー電極Ｄ１、Ｄ２のピッチは全て同一としている。
【０００４】
図５に示す第１の二重モードＳＡＷフィルタの動作は、周知のように、ＩＤＴ電極１１、１２、１３によって励起される複数の表面波が反射器１４ａ、１４ｂの間に閉じ込められて音響結合し、ＩＤＴ電極パターンにより１次と３次の２つの縦共振モードが強勢に励振されるため、適当な終端を施すことによりこれらの２つのモードを利用した二重モードＳＡＷフィルタとして動作する。なお、該二重モードＳＡＷフィルタの通過帯域幅は１次共振モードと３次共振モードとの周波数差で決まることは周知の通りである。また、第２の二重モードＳＡＷフィルタの動作は第１の二重モードＳＡＷフィルタと同様である。
なお、縦続接続型フィルタとするのは、周知のように、フィルタの減衰傾度を単独の場合よりも大きくし、阻止域減衰量を高くするためである。
【０００５】
図６（ａ）は、中心周波数を881.5MHz、帯域幅を25MHz、入出力インピーダンスをそれぞれ50Ω、200Ωとした２段縦続型二重モードＳＡＷフィルタを製作すべく、圧電基板に39゜ＹカットＸ伝搬LiTaO3を用い、中央のＩＤＴ電極１１、１５の対数をそれぞれ19.5対、13.5対、ＩＤＴ電極１２、１３、１６、１７の対数をそれぞれ13.5対、ダミー電極Ｄ１、Ｄ２をそれぞれ６本、反射器１４ａ、１４ｂ、１８ａ、１８ｂの本数をそれぞれ200本、電極膜厚を6.5％λ（電極周期の波長）とした場合のフィルタ特性を示した図である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の入出力インピーダンスを互いに異にした縦続型フィルタにおいては、図６（ａ）に示すフィルタの通過域特性のように、通過域の低域側に大きなリップルが生じて、携帯電話のＲＦフィルタの規格として要求される869ＭＨｚから894ＭＨｚの通過帯域（斜線で示す）が3.5ｄＢ以下という規格を満たさないという問題があった。さらに、図６（ｂ）に入力側（実線）と出力側（破線）の双方から測定した電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を示すように、前記帯域においてハッチングで示すＶＳＷＲが２以下という規格を満たさないという問題もあった。
図７（ａ）、（ｂ）は上記縦続接続型フィルタの入出力双方から測定したスミス図表であり、通過帯域近傍で大きな円を描いてうねっている。この曲線から明らかなように、フィルタの入出力インピーダンスが所望の50Ωとなっていないことを示している。なお、フィルタの入出力インピーダンスはそれぞれ50Ωと200Ωと設計してあるので、出力側のＶＳＷＲを測定する際にはインピーダンス変換器（トランスフォーマー）を用いた。
また、ＲＦフィルタの通過帯域を平坦にする手段として、終端インピーダンスに並列にインダクタンスを接続して、インピーダンス整合を図ることが知られている。そこで、図８は入力側は50Ωのままとし、出力側にインダクタンス39nHを並列接続して測定したスミス図表で、図８（ａ）が入力側から、（ｂ）が変換器を介して出力側から測定したものである。出力側に並列にインダクタンスを接続しても入出力側のインピーダンス特性は改善されていないことが分かる。
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、通過域特性が平坦であると共に、ＶＳＷＲ特性が所望の規格（２以下）を満たした縦続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弾性表面波フィルタは、圧電基板の主面上に表面波の伝播方向に３つのＩＤＴ電極を近接配置すると共に、その両側にグレーティング反射器を配設した１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタを２つ縦続接続したフィルタにおいて、前記フィルタの一方の二重モードＳＡＷフィルタの中央に配置するＩＤＴ電極のピッチをＬ２とし、該ＩＤＴ電極の電極指を他方の二重モードＳＡＷフィルタの中央に配置したＩＤＴ電極よりも少なくすると共に、少なくした電極指に代えてピッチＬｄのダミー電極を配置したフィルタであって、ピッチＬ２をそれ以外のＩＤＴ電極の電極指ピッチＬ１より大きくし、前記ダミー電極のピッチＬｄをＬ１と等しくしたことを特徴とする。
【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は本発明に係る入出力インピーダンスを互いに異にすると共に、入力側を不平衡、出力側を平衡回路とした縦続接続型二重モードフィルタの構成を示す平面図であって、圧電基板（図示しない）の主面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極１、２、３を近接配置すると共に、これらのＩＤＴ電極の両側に反射器４ａ、４ｂを配設して第１の二重モードＳＡＷフィルタを構成する。さらに、第１の二重モードＳＡＷフィルタと平行して３つのＩＤＴ電極５、６、７を近接配置すると共に、これらの両側に反射器８ａ、８ｂを設けて第２の二重モードＳＡＷフィルタを構成し、第１と第２の二重モードＳＡＷフィルタを縦続接続して、縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタを構成する。
第１の二重モードＳＡＷフィルタを構成するＩＤＴ電極１、２、３はそれぞれ互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対のくし形電極により構成され、ＩＤＴ電極１の一方のくし形電極は入力端子INに接続し、他方のくし形電極は接地する。さらに、ＩＤＴ電極２、３の一方のくし形電極はそれぞれ第２の二重モードＳＡＷフィルタの入力端子と接続し、他方のくし形電極はそれぞれ接地する。
【０００９】
第２の二重モードＳＡＷフィルタについても、第１の二重モードＳＡＷフィルタとほぼ同様に構成するが、中央のＩＤＴ電極５の電極指を第１の二重モードＳＡＷフィルタの中央のＩＤＴ電極１を両側から対称に削除したような構成とすると共に、該削除した電極指をくし型のダミー電極Ｄ１、Ｄ２として形成して、両側のＩＤＴ電極６、７の一方のくし形電極（図の場合は接地側のくし形電極）に接続している。
ここで、ＩＤＴ電極１、２、３のピッチをいずれもＬ１とし、ＩＤＴ電極５、６、７のピッチをそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ１、ダミー電極Ｄ１、Ｄ２のピッチを共にＬｄとする。
【００１０】
本発明の特徴は、ＩＤＴ電極１、２、３、ＩＤＴ電極６、７及びダミー電極Ｄ１、Ｄ２のそれぞれのピッチＬ１、Ｌｄをいずれも等しくすると共に、これらのピッチより第２の二重モードＳＡＷフィルタのＩＤＴ電極５のピッチＬ２を大きくしたことである。また、ピッチＬ５とピッチＬｄとをほぼ等しく（Ｌ２≒Ｌｄ）すると共にピッチＬ１より大きくしたことである。
【００１１】
ここで、中心周波数を881.5MHz、帯域幅を25MHz、入出力インピーダンスをそれぞれ50Ω、200Ωとした２段縦続型二重モードＳＡＷフィルタを試作し、ピッチＬ２とＬｄとをほぼ等しくすると共にピッチＬ１より大きく（Ｌ２／Ｌ１＝1.012）した。圧電基板に39゜ＹカットＸ伝搬LiTaO3を用い、中央のＩＤＴ電極１、５の対数をそれぞれ19.5対、13.5対、ＩＤＴ電極２、３、６、７の対数をそれぞれ13.5対、ダミー電極Ｄ１、Ｄ２をそれぞれ６本、反射器４ａ、４ｂ、８ａ、８ｂの本数をそれぞれ200本、電極膜厚を6.5％λ（λ＝２Ｌ１）とした場合のフィルタの入力側と出力側から測定したスミス図表を図２（ａ）、（ｂ）に示す。なお、フィルタの出力側にはインダクタンス39nHを並列接続してある。
図２から明らかように、インピーダンス曲線はフィルタの通過域付近で50Ω近傍を回転していることが確認できた。
【００１２】
図３（ａ）は上記の縦続接続型フィルタの通過域特性で要求規格の25MHz以上と、挿入損失3.5dB以下を共に満たしている。また、図３（ｂ）は通過域近傍のＶＳＷＲで入力側（実線）、出力側（破線）の測定値とも要求規格の２以下を満たしていることが図より明らかである。
種々の実験から電極指ピッチ比Ｌ２／Ｌ１は、エッチング等のバラツキを考慮すると1.001より大きく、1.015以下であればフィルタの通過域特性を平坦とすると共に、ＶＳＷＲを所望の値とすることができることが判明した。
【００１３】
図４は本発明に係る他の実施例で、入出力とも不平衡回路とし、入出力インピーダンスを互いに異ならせた２段縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す平面図である。図１と異なるのは第２の二重モードＳＡＷフィルタの中央のＩＤＴ電極５’とダミー電極Ｄ’１、Ｄ’２である。即ち、第２の二重モードＳＡＷフィルタは中央のＩＤＴ電極５’とその両側のＩＤＴ電極６、７との間にダミー電極Ｄ’１、Ｄ’２を備えると共に、該ダミー電極Ｄ’１、Ｄ’２をＩＤＴ電極５’の出力用くし形電極と対になるアース側のくし形電極にそれぞれ接続している。そして、ＩＤＴ電極１、２、３、６、７のピッチは共に等しくＬ１とすると共に、ＩＤＴ電極５’のピッチをＬ’２、ダミー電極Ｄ’１、Ｄ’２のピッチをＬ’ｄとする。この実施例の特徴はＬ’２≒Ｌ’ｄとすると共に、Ｌ’２＞Ｌ１としたことである。
種々の実験の結果電極指ピッチ比Ｌ’２／Ｌ１は1.001より大きく、1.015以下であれば所望の通過域特性、ＶＳＷＲを満たすことが分かった。
【００１４】
上記では圧電基板に39゜ＹカットＸ伝搬LiTaO3を用いて携帯電話に適用するＲＦフィルタを例に説明したが本発明はこれのみに限定するものではなく、ニオブ酸リチウム、四硼酸リチウム、ランガサイト等の圧電基板を用いた他の用途のＲＦフィルタに適用してもよい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、入出力インピーダンスが互いに異なる縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの通過帯域が平坦化すると共に、通過帯域近傍のＶＳＷＲが２以下と小さなＲＦフィルタを構成できるようになった。しかも、本発明は入力−不平衡型、出力−平衡型フィルタも構成することができるので、機器内部がデジタル回路とアナログ回路とからなる携帯電話等に採用すればノイズ低減に優れた効果を表す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す平面図である。
【図２】  本発明に係る縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタのスミス図表で、（ａ）は入力側から、（ｂ）は出力側から測定したものである。
【図３】本発明に係る縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの、（ａ）は通過域特性、（ｂ）は通過域近傍のＶＳＷＲ特性である。
【図４】本発明に係る他の実施例の縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す平面図である。
【図５】従来の縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す平面図である。
【図６】従来の縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの、（ａ）は通過域特性、（ｂ）は通過域近傍のＶＳＷＲ特性を示す図である。
【図７】従来の縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタのスミス図表で、（ａ）は入力側から、（ｂ）は出力側から測定したものである。
【図８】従来の縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの出力側にインダクタンスを並列接続した場合のスミス図表で、（ａ）は入力側から、（ｂ）は出力側から測定したものである。
【符号の説明】
１、２、３、５、５’、６、７・・ＩＤＴ電極
４ａ、４ｂ、８ａ、８ｂ・・グレーティング反射器
Ｄ１、Ｄ’１、Ｄ２、Ｄ’２・・ダミー電極
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ’２、Ｌｄ、Ｌ’ｄ・・ＩＤＴ電極の電極指ピッチ
【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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【図８】
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