(57)【要約】  平衡−不平衡変換機能を有する弾性波フィルタ装置であって、一対の平衡端子間の信号の平衡度が改善された弾性波フィルタ装置を提供する。  圧電基板１０１上において、少なくとも１つの縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０の一端と、残りの弾性波フィルタの内少なくとも１つの弾性波フィルタ１２０の一端とが共通接続され、不平衡端子１０４に接続されており、縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０，１２０の各他端が、第１，第２の平衡端子１０４ａ，１０４ｂにそれぞれ電気的に接続されており、不平衡端子から入力された信号が、第１の平衡端子から出力される信号と、第２の平衡端子１０４ｂから出力される信号の位相とが約１８０°となるように構成されており、縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０における弾性波の伝搬方向と、縦結合共振子型弾性波フィルタ１２０における弾性波の伝搬方向とが異なっている弾性波フィルタ装置１００。【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に形成されており、複数のＩＤＴ電極と、第１，第２の端子とを有する第１の縦結合共振子型弾性波フィルタと、
前記圧電基板上に形成されており、複数のＩＤＴ電極と、第３，第４の端子とを有する第２の縦結合共振子型弾性波フィルタとを備え、
少なくとも通過帯域内において、同一信号を前記第１の端子及び第３の端子に入力したときに、前記第２の端子から出力される信号と、第４の端子から出力される信号との位相差が略１８０°であり、
前記第１，第３の端子が共通接続されて不平衡端子に接続されており、
前記第２，第４の端子が、それぞれ、第１，第２の平衡端子とされている、平衡−不平衡変換機能を有する弾性波フィルタ装置において、
前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタにおける弾性波の伝搬方向と、
前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタにおける弾性波の伝搬方向とが異なっていることを特徴とする、弾性波フィルタ装置。
【請求項２】
前記第１の平衡端子から出力されるフィルタ波形の通過帯域における挿入損失と、前記第２の平衡端子から出力されるフィルタ波形の通過帯域における挿入損失との差が±１ｄＢ以下となるように、前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの弾性波の伝搬方向と、前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの弾性波の伝搬方向とが異ならされている、請求項１に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項３】
前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの内、複数のＩＤＴにおけるＩＤＴ−ＩＤＴ間における弾性波の受励振がより強く生じる側の縦結合共振子型弾性波フィルタの電気機械結合係数が、他方の縦結合共振子型弾性波フィルタの電気機械結合係数よりも小さくされている、請求項１または２に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項４】
前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの内少なくとも一方が弾性表面波フィルタである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項５】
前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの内少なくとも一方が弾性境界波フィルタである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項６】
前記圧電基板がＬｉＮｂＯ3からなり、
前記圧電基板上において前記ＩＤＴを覆うように誘電体膜が形成されており、
前記ＬｉＮｂＯ3基板のオイラー角のφ及びθが、−３１°≦φ≦３１°かつ９０°≦θ≦１３０°の範囲にあり、
前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタにおいて、オイラー角のψが、０°≦ψ≦６０°の範囲にあることを特徴とする、請求項５に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項７】
前記ＩＤＴが、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ及びＡｕからなる群から選択した金属あるいは該金属を主体とする合金からなる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項８】
前記誘電体膜が、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、水晶、ＬＢＯ、ランガサイト、ランガナイト及びガラスからなる群から選択した一種の誘電体からなる、請求項６に記載の弾性波フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波や弾性境界波を利用した弾性波フィルタ装置に関し、特に、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタが同一圧電基板に形成されており、かつ平衡−不平衡変換機能を有する弾性波フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機等の通信機の帯域フィルタとして、弾性表面波フィルタが広く用いられている。また、近年、弾性表面波に代わり、弾性境界波を利用した弾性境界波フィルタも注目されている。【０００３】
ところで、携帯電話のＲＦ段に使用される帯域フィルタでは、平衡−不平衡変換機能を有することが求められている。平衡−不平衡変換機能を有する弾性波フィルタを帯域フィルタとして用いることにより、バランを省略することができ、小型化を進めることができる。【０００４】
下記の特許文献１には、このような平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタが開示されている。【０００５】
図８は、特許文献１に記載の弾性表面波フィルタの電極構造を示す平面図である。弾性表面波フィルタ５０１は、圧電基板上に図示の電極構造を形成した構造を有する。ここでは、弾性表面波伝搬方向に沿って、第１〜第３のＩＤＴ５０２〜５０４が配置されている。ＩＤＴ５０２〜５０４が設けられている領域の表面波伝搬方向両側に反射器５０５，５０６が配置されている。【０００６】
中央のＩＤＴ５０３の一端が不平衡端子５０７に接続されており、両側のＩＤＴ５０２，５０４の一端が第１，第２の平衡端子５０８，５０９にそれぞれ電気的に接続されている。【０００７】
弾性表面波フィルタ５０１では、不平衡端子５０７から平衡端子５０８に流れる信号の位相と、不平衡端子５０７から平衡端子５０９に流れる信号の位相とが逆相となるようにＩＤＴ５０２，５０４が構成されている。そして、平衡度を改善するために、ＩＤＴ５０２に交差幅重み付けが施されている。
【特許文献１】特開２００２−３７４１４７号公報
【発明の開示】
【０００８】
従来、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタでは、第１，第２の平衡端子から入出力される平衡信号間の平衡度を高めることが強く求められている。特許文献１に記載の弾性表面波フィルタ５０１では、上記のように、一方の平衡端子５０８に接続されているＩＤＴ５０２において交差幅重み付けを施すことにより、平衡度の改善が図られている。すなわち、ＩＤＴ５０２，５０４から出力される信号の弾性表面波の受励振状況を揃えるように、少なくとも一方のＩＤＴ５０２に重み付けが施されている。
【０００９】
しかしながら、単に重み付けにより、ＩＤＴ５０２側における弾性表面波の受励振量と、ＩＤＴ５０４側における弾性表面波の受励振量とを揃えることは困難であり、平衡度を十分にかつ高精度に高めることは困難であった。
【００１０】
加えて、ＩＤＴ５０２，５０４における弾性表面波の受励振量を揃えるような重み付けを設計する作業も困難であった。
【００１１】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、一対の平衡端子間における信号の平衡度を簡便にかつ効果的に高めることが可能とされている弾性波フィルタ装置を提供することにある。
【００１２】
本発明によれば、圧電基板と、前記圧電基板上に形成されており、複数のＩＤＴ電極と、第１，第２の端子とを有する第１の縦結合共振子型弾性波フィルタと、前記圧電基板上に形成されており、複数のＩＤＴ電極と、第３，第４の端子とを有する第２の縦結合共振子型弾性波フィルタとを備え、少なくとも通過帯域内において、同一信号を前記第１の端子及び第３の端子に入力したときに、前記第２の端子から出力される信号と、第４の端子から出力される信号との位相差が略１８０°であり、前記第１，第３の端子が共通接続されて不平衡端子に接続されており、前記第２，第４の端子が、それぞれ、第１，第２の平衡端子とされている、平衡−不平衡変換機能を有する弾性波フィルタ装置において、前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタにおける弾性波の伝搬方向と、前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタにおける弾性波の伝搬方向とが異なっていることを特徴とする、弾性波フィルタ装置が提供される。
【００１３】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のある特定の局面では、前記第１の平衡端子から出力されるフィルタ波形の通過帯域における挿入損失と、前記第２の平衡端子から出力されるフィルタ波形の通過帯域における挿入損失との差が±１ｄＢ以下となるように、前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの弾性波の伝搬方向と、前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの弾性波の伝搬方向とが異ならされている。
【００１４】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの内、複数のＩＤＴにおけるＩＤＴ−ＩＤＴ間における弾性波の受励振がより強く生じる側の縦結合共振子型弾性波フィルタの電気機械結合係数が、他方の縦結合共振子型弾性波フィルタの電気機械結合係数よりも小さくされている。
【００１５】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの内少なくとも一方が弾性表面波フィルタである。
【００１６】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの内少なくとも一方が弾性境界波フィルタである。
【００１７】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、前記圧電基板がＬｉＮｂＯ3からなり、前記圧電基板上において前記ＩＤＴを覆うように誘電体膜が形成されており、前記ＬｉＮｂＯ3基板のオイラー角のφ及びθが、−３１°≦φ≦３１°かつ９０°≦θ≦１３０°の範囲にあり、前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタにおいて、オイラー角のψが、０°≦ψ≦６０°の範囲内とされている。
【００１８】
本発明に係る弾性波フィルタ装置では、好ましくは、前記ＩＤＴが、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ及びＡｕからなる群から選択した金属あるいは該金属を主体とする合金からなる。
【００１９】
本発明に係る弾性波フィルタ装置の別の特定の局面では、前記誘電体膜が、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、水晶、ＬＢＯ、ランガサイト、ランガナイト及びガラスからなる群から選択した一種の誘電体からなる。
（発明の効果）
【００２０】
本発明に係る弾性波フィルタ装置では、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの各一端を不平衡端子に、各他端を第１，第２の平衡端子に接続してなる平衡−不平衡変換機能を有する弾性波フィルタ装置において、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタにおける弾性波の伝搬方向と、第２の縦結合共振子型弾性波フィルタにおける弾性波の伝搬方向とが異なっているため、第１，第２の平衡端子間における信号の平衡度を効果的に改善することができる。これは、以下の理由による。
【００２１】
第１の縦結合共振子型弾性波フィルタと、第２の縦結合共振子型弾性波フィルタとでは、信号の位相を逆相とするために、一部のＩＤＴの極性が逆とされている。そのため、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタにおけるＩＤＴ−ＩＤＴ境界部における弾性波の受励振強度が、対応する第２の縦結合共振子型弾性波フィルタのＩＤＴ−ＩＤＴ境界部にける弾性波の受励振強度と異ならざるを得ない。第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの設計パラメータが、上記構成を除いて全く同一である場合、ＩＤＴ−ＩＤＴ境界部における弾性波の受励振強度が強い側において、通過帯域幅は大きくなり、そのため、平衡端子間における信号の平衡度が悪化していると考えられる。
【００２２】
これに対して、本発明では、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの弾性波伝搬方向と、第２の縦結合共振子型弾性波フィルタにおける弾性波伝搬方向とが異なっており、両者の電気機械結合係数が異なっている。電気機械結合係数が小さくなると、縦結合共振子型弾性波フィルタの通過帯域幅は小さくなり、電気機械結合係数が大きくなると、通過帯域幅は大きくなる。
【００２３】
本発明では、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ及び第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの内、上述したＩＤＴ−ＩＤＴ境界部において、第２の弾性波の受励振が相対的に強く行われる側のフィルタにおける電気機械結合係数が小さくなるように、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの弾性波伝搬方向が異ならされている。すなわち、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタにおける弾性波伝搬方向を異ならせることにより、それぞれの電気機械結合係数を独立に最適化し、上記のように、弾性波の受励振が強く行われる側の電気機械結合係数を小さくすることにより、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの通過帯域幅が揃えられる。従って、第１，第２の弾性波フィルタにおける伝送特性が近づけられ、平衡信号の平衡度を効果的に改善することが可能とされている。
【００２４】
言い換えれば、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの内、ＩＤＴ−ＩＤＴ境界部において、弾性波の受励振が強く行われる側のフィルタ、すなわち、通過帯域が大きくなる側のフィルタの電気機械結合係数が、他方の縦結合共振子型弾性波フィルタの電気機械結合係数よりも小さくなるように弾性波伝搬方向が異ならされていることにより、両者の通過帯域幅が揃えられ、平衡度が改善されている。
【００２５】
従って、本発明によれば、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタにおける弾性波伝搬方向を異ならせるだけでよいため、困難な設計作業を伴うことなく、簡便に、しかも効果的に平衡度を改善することが可能となる。
【００２６】
第１の縦結合共振子型弾性波フィルタに接続されている第１の平衡端子から出力されるフィルタ波形の通過帯域における挿入損失と、第２の縦結合共振子型弾性波フィルタに接続されている第２の平衡端子から出力されるフィルタ波形の通過帯域における挿入損失との差が±１ｄＢ以下となるように、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの弾性波の伝搬方向が異ならされている場合には、逆位相信号の振幅の打ち消しが効率良く行われ、それにより平衡度をより一層改善することができる。
【００２７】
なお、第１の平衡端子から出力されるフィルタ波形の通過帯域における挿入損失と、第２の平衡端子から出力されるフィルタ波形の通過帯域における挿入損失との差が±１ｄＢ以下とは、双方のフィルタの通過帯域において同じ周波数で観測される挿入損失の差が全て±１ｄＢ以下であるということを意味する。
【００２８】
特に、第１の平衡端子から出力されるフィルタ波形の通過帯域幅と、第２の平衡端子から出力されるフィルタ波形の通過帯域幅とが同一となるように第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの弾性波の伝搬方向が選ばれている場合には、より一層第１，第２の平衡端子間の信号の平衡度を改善することができる。
【００２９】
また、複数のＩＤＴにおけるＩＤＴ−ＩＤＴ間の弾性波の受励振が強く生じる側の縦結合共振子型弾性波フィルタの電気機械結合係数が、他方の縦結合共振子型弾性波フィルタの電気機械結合係数よりも小さくなるようにされている場合には、それによって、第１，第２の平衡端子間の信号の平衡度を高めることができる。
【００３０】
本発明では、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの内少なくとも一方は、弾性表面波フィルタであってもよい。この場合には、本発明に従って、平衡度に優れた弾性表面波フィルタ装置を提供することができる。
【００３１】
また、本発明では、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの内少なくとも一方が弾性境界波を利用していてもよく、その場合には、本発明に従って、平衡度に優れた弾性境界波フィルタ装置を提供することが可能となる。
【００３２】
圧電基板がＬｉＮｂＯ3からなり、ＩＤＴを含む圧電基板上に誘電体膜が形成されており、上記圧電基板のオイラー角の内、φ及びθが、−３１°≦φ≦３１°かつ９０°≦θ≦１３０°の範囲にあり、第１，第２の弾性波フィルタのψが０°≦ψ≦６０°の範囲である場合には、伝搬方向であるオイラー角ψを上記のように０°〜６０°の範囲に変化させることにより、電気機械結合係数Ｋ2を広い範囲で変化させることができる。また、この範囲とすることにより、弾性波境界波の伝搬損失を低減することができ、挿入損失を低減することができる。
【００３３】
ＩＤＴが、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ及びＡｕからなる群から選択した金属あるいは該金属を主体とする合金からなる場合には、弾性波表面波装置や弾性境界波装置において汎用されている通常の電極材料を用いてＩＤＴを形成することができる。
【００３４】
誘電体膜が、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、水晶、ＬＢＯ、ランガサイト、ランガナイト及びガラスからなる群から選択された一種の誘電体からなる場合には、平衡度に優れかつ周波数温度特性に優れた弾性境界波装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性境界波装置の略図的部分切欠正面断面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の弾性境界波装置及び参考例の弾性境界波フィルタ装置における振幅平衡度と周波数との関係を示す図である。
【図４】図４は、参考例の弾性境界波フィルタ装置における第１，第２の平衡端子から出力される通過特性を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態の弾性境界波フィルタ装置における第１，第２の平衡端子から出力される通過特性を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。
【図７】図７は、本発明の第３の実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。
【図８】図８は、従来の弾性表面波装置の電極構造を示す模式的平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００…弾性境界波フィルタ装置
１０１…ＬｉＮｂＯ3基板
１０２…電極パターン
１０３…ＳｉＯ2膜
１０４…不平衡端子
１０４ａ，１０４ｂ…第１，第２の平衡端子
１０５ａ，１０５ｂ…接続導電部
１１０…縦結合共振子型弾性境界波フィルタ
１１１，１１２…反射器
１１３〜１１５…ＩＤＴ
１１４Ａ…ＩＤＴ
１２０…縦結合共振子型弾性境界波フィルタ
１２１，１２２…反射器
１２３〜１２５…ＩＤＴ
１３１，１３５…配線
１３３，１３６…配線
１５０，１６０，１７０…一端子対弾性境界波共振子
２００…弾性境界波フィルタ装置
２０１ａ，２０１ｂ…浮き電極指
３００…弾性境界波フィルタ装置
３１０，３２０…縦結合共振子型弾性境界波フィルタ
３１１，３１２…反射器
３１３〜３１５…ＩＤＴ
３２０…縦結合共振子型弾性境界波フィルタ
３２１，３２２…反射器
３２３〜３２５…ＩＤＴ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。【００３８】
図１は、本発明の一実施形態に係る弾性境界波装置の電極構造を示す模式的平面図であり、図２は、該弾性境界波装置の構造を説明するための模式的正面断面図である。【００３９】
図２に示すように、本実施形態の弾性境界波フィルタ装置１００は、圧電基板として、ＬｉＮｂＯ3単結晶からなるＬｉＮｂＯ3基板１０１を有する。ＬｉＮｂＯ3基板１０１上には、誘電体膜としてＳｉＯ2膜１０３が積層されている。本実施形態の弾性境界波フィルタ装置１００は、上記ＬｉＮｂＯ3基板１０１と、ＳｉＯ2膜１０３の境界面を伝搬するＳＨ型の弾性境界波を利用している。【００４０】
図２においては、上記弾性境界波を受励振するための電極パターン１０２が略図的に示されている。この電極パターン１０２は、より具体的には図１に模式的平面図で示す電極構造に相当する。【００４１】
なお、ＳｉＯ2膜１０３には、誘電体膜開口部１０３ａ，１０３ｂが形成されている。誘電体膜開口部１０３ａ，１０３ｂにおいて、電極パターン１０２の一部がそれぞれ露出している。誘電体膜１０３上に、接続導電部１０５ａ，１０５ｂが形成されている。接続導電部１０５ａ，１０５ｂは、誘電体膜開口部１０３ａ，１０３ｂ内に至っており、電極パターン１０２の一部に電気的に接続されている。【００４２】
また、誘電体膜１０３の上面に、第１，第２の平衡端子１０４ａ，１０４ｂが形成されており、平衡端子１０４ａ，１０４ｂが、それぞれ、上記接続導電部１０５ａ，１０５ｂに電気的に接続されている。【００４３】
上記接続導電部１０５ａ，１０５ｂは、ＡｌまたはＣｕなどの適宜の金属もしくは合金により形成することができる。同様に、第１，第２の平衡端子１０４ａ，１０４ｂについても、ＡｌまたはＣｕなどの適宜の金属もしくは合金により形成され得る。【００４４】
図２に示すように、上記ＬｉＮｂＯ3基板１０１上に形成された電極パターン１０２は、厚み０．０５λの金の薄膜により形成されている。なお、λは、弾性境界波フィルタ装置１００の通過帯域における弾性境界波の中心周波数に相当する波長である。【００４５】
また、ＬｉＮｂＯ3基板１０１のオイラー角のφは０°、θは１０５°とした。なお、図１においては、後述するＩＤＴの電極指の本数及び反射器のグレーティングの本数は実際よりも少なく略図的に示されている。【００４６】
なお、上記オイラー角（φ，θ，ψ）については、公知の右手系オイラー角を用いることとする。すなわち、ＬｉＮｂＯ3単結晶の結晶軸Ｘ，Ｙ，Ｚに対し、Ｚ軸を中心軸とし、Ｘ軸を反時計回りにφ回転し、Ｘａ軸を得る。次に、Ｘａ軸を中心軸とし、Ｚ軸を反時計回りにθ回転し、Ｚ’軸を得る。Ｘａ軸を含み、Ｚ’軸を法線とする面を基板の切断面にする。Ｚ’軸を軸として、Ｘａ軸を反時計回りにψ回転した方向を弾性境界波伝搬方向とする。【００４７】
また、オイラー角の初期値として与えられるＬｉＮｂＯ3単結晶の結晶軸Ｘ，Ｙ，Ｚは、Ｚ軸をｃ軸と平行としＸ軸を等価な３方向のａ軸の内の任意の１つと平行とし、Ｙ軸はＸ軸及びＺ軸を含む面の法線方向とする。【００４８】
図１において、ＬｉＮｂＯ3基板１０１の結晶Ｚ軸を、結晶Ｘ軸を中心軸として反時計回りに１０５°回転した方向が紙面に対する法線方向となる。また、図１においては、紙面の左右に延びる方向をＬｉＮｂＯ3結晶基板１０１結晶Ｘ軸方向とする。従って、図１では、紙面の左右方向に伝搬するオイラー角はψ＝０°となり、紙面の上下方向に伝搬する弾性境界波のオイラー角はψ＝９０°となる。【００４９】
上記電極パターン２は、第１の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０と、第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１２０と、一端子対弾性境界波共振子１５０，１６０，１７０とこれらを電気的に接続する配線を有する。【００５０】
また、第１の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０は、弾性境界波伝搬方向に沿って配置されたＩＤＴ１１３〜１１５と、ＩＤＴ１１３〜１１５が設けられている領域の弾性境界波伝搬方向両側に配置された反射器１１１，１１２とを有する。同様に、第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１２０は、弾性境界波伝搬方向に配置されたＩＤＴ１２３〜１２５と、反射器１２１，１２２とを有する。【００５１】
第１の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０と、第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタの１２０の設計パラメータはほぼ同じとされており、すなわち略同一の周波数特性を有するように設計されている。もっとも、ＩＤＴ１１４の極性と、ＩＤＴ１２４の極性とは逆とされている。【００５２】
他方、第１，第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０，１２０のＩＤＴ１１４，１２４の一端がそれぞれ、配線１３１，１３５に接続されている。配線１３１，１３５は、共通接続されており、一端子対弾性境界波共振子１５０を介して不平衡端子１０４に接続されている。この不平衡端子１０４は、図２に示した第１，第２の平衡端子１０４ａ，１０４ｂと同様に、ＳｉＯ2膜１０３の上面に形成されており、図示しない接続導電部により弾性境界波共振子１５０に電気的に接続されている。【００５３】
他方、第１の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０のＩＤＴ１１３，１１５が、配線１３３により一端子対弾性境界波共振子１６０を介して第１の平衡端子１０４ａに接続されている。同様に、第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１２０のＩＤＴ１２３，１２５が、配線１３６により一端子対弾性境界波共振子１７０を介して第２の平衡端子１０４ｂに接続されている。第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１２０及び一端子対弾性境界波共振子１５０，１６０，１７０における弾性境界波伝搬方向は、ψ＝０°とされている。これに対して、第１の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０における弾性境界波伝搬方向のψは１０°とされている。【００５４】
すなわち、第１，第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０，１２０は、略同一の周波数特性を有するように構成されているが、弾性境界波伝搬方向が異ならされている。【００５５】
本実施形態の弾性境界波フィルタ装置１００は、上記不平衡端子１０４と、第１，第２の平衡端子１０４ａ，１０４ｂとを有する。そして、不平衡端子１０４から第１の平衡端子１０４ａに流れる信号の位相と、不平衡端子１０４から第２の平衡端子１０４ｂに流れる信号の位相との差が略１８０°となるようにＩＤＴ１１４の極性と、ＩＤＴ１２４の極性とが逆とされている。従って、平衡−不平衡変換機能を有する。【００５６】
また、縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０，１２０は、いずれも、通過帯域内の信号を通過させ、通過帯域外の減衰域の信号を減衰させるように設計されているフィルタ特性を有する。加えて、一端子対弾性境界波共振子１５０，１６０，１７０は、弾性境界波フィルタ装置１００の通過帯域内においてインピーダンスが低く、通過帯域外においてインピーダンスが高くなるように設計されている。従って、帯域外減衰量が一端子対弾性境界波共振子１５０〜１７０を接続することにより高められている。【００５７】
また、本実施形態の弾性境界波フィルタ装置１００では、第１，第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０，１２０における弾性境界波の伝搬方向が上記のように異ならされているため、平衡度を効果的に改善することができる。これを、図３〜図５を参照してより具体的に説明する。【００５８】
図３は、上記実施形態の弾性境界波装置の平衡信号の振幅平衡度、比較のために用意した参考例の弾性境界波フィルタ装置の平衡信号度の振幅平衡度の比較を示す図である。なお、比較のために用意した参考例の弾性境界波フィルタ装置としては、上記実施形態の弾性表面波フィルタ装置における第１の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０の弾性境界波伝搬方向を、第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１２０と同一としたことを除いては、実施形態と同様に形成されたものを用意した。【００５９】
図３において、実線が実施形態の結果を、破線が参考例の結果を示す。なお、平衡端子は、第１，第２の平衡端子１０４ａ，１０４ｂからなるが、平衡信号の振幅平衡度とは、対をなす平衡端子の内一方の平衡端子に出力される信号の振幅と、他方の平衡端子に出力される信号の振幅との強度比であり、信号の電力の比をｄＢで表現したものである。理想的には、平衡信号の振幅平衡度は０（ｄＢ）となる。【００６０】
図３から明らかなように、参考例に比べて、本実施形態によれば、振幅平衡度が通過帯域において、特に通過帯域内における高域側の部分である８９０ＭＨｚ〜８９４ＭＨｚ付近で効果的に高められていることがわかる。【００６１】
図４は、上記参考例の弾性境界波フィルタ装置における一方の平衡端子１０４ａの通過特性と、他方の平衡端子１０４ｂの通過特性とを示す図であり、図５は、上記実施形態の弾性境界波フィルタ装置の一方の平衡端子１０４ａに出力される通過特性と、他方の平衡端子１０４ｂに出力される通過特性を示す図である。【００６２】
図４及び図５においては、実線が第１の平衡端子に出力される通過特性、破線が第２の平衡端子に出力される通過特性を示す。【００６３】
図４における第１，第２の平衡端子に出力される信号の振幅平衡度が図３において破線で示されており、図５における第１，第２の平衡端子に出力される信号の振幅平衡度が図３において実線で示されている。【００６４】
なお、図４及び図５においては、通過特性として、入力信号に対する通過電力比を挿入損失（ｄＢ）で示した。【００６５】
図４から、参考例においては、一方の平衡端子から出力される通過帯域内の挿入損失と、他方の平衡端子から出力される通過帯域内の挿入損失とが大きく異なるため、平衡信号の振幅平衡度が悪化していることがわかる。【００６６】
なお、ここでいう通過帯域とは弾性境界波フィルタ装置に対して要求される通過帯域を指すものとする。【００６７】
他方、図５から明らかなように、本実施形態によれば、第１，第２の平衡端子１０４ａ，１０４ｂから出力される通過特性において、通過帯域内の挿入損失の差が小さくされているために平衡信号の振幅平衡度が改善されていることがわかる。【００６８】
これは、以下の理由によると考えられる。【００６９】
すなわち、参考例の弾性境界波フィルタ装置では、第１，第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタの弾性境界波伝搬方向が等しく、共にψ＝０°とされている。また、弾性境界波フィルタ１１０，１２０の設計パラメータはほぼ同一とされている。このとき、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔において、弾性境界波の受励振が行われる弾性境界波フィルタ１１０の通過特性では、中心周波数よりも高域側の挿入損失が中心周波数の低域側の挿入損失よりも良くなる。一方、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔において弾性境界波の受励振が行われない弾性境界波フィルタ１２０の通過特性では、中心周波数の高域側の挿入損失が中心周波数の低域側の挿入損失よりも悪くなる。従って、平衡端子１０４ａから出力される平衡信号と、平衡端子１０４ｂから出力される平衡信号との通過域内の挿入損失に差が生じ、振幅平衡度が悪化している。【００７０】
これに対して、上記実施形態では、第１の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０における弾性境界波伝搬方向がψ＝１０°とされており、第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１２０における弾性境界波の伝搬方向が、ψ＝０°とされている。そのため、第１の弾性境界波フィルタ１１０における弾性境界波の電気機械結合係数Ｋ2が、第２の弾性境界波フィルタ１２０における弾性境界波の電気機械結合係数よりも小さくされている。弾性境界波フィルタ１１０，１２０のような縦結合共振子型弾性境界波フィルタの通過特性の帯域幅は電気機械結合係数Ｋ2にほぼ比例する。従って、上記構成により、第１の弾性境界波フィルタ１１０の通過特性の帯域幅を相対的にやや小さくすることにより、第１，第２の弾性境界波フィルタ１１０，１２０の通過帯域内の挿入損失の差が小さくされ、結果として振幅平衡度が改善されている。【００７１】
よって、本実施形態によれば、第１，第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタは弾性境界波の伝搬方向が異ならされており、通過帯域内においての両者の挿入損失の差が小さくなるようにフィルタの通過特性の帯域幅が設定されているので、振幅平衡度が効果的に改善されている。【００７２】
本実施形態の弾性境界波装置では、図５から明らかなように、第１の平衡端子側と第２の平衡端子側における挿入損失の差は約０．５ｄＢとされており、平衡度も約０．５ｄＢとされている。これに対して、参考例の結果を示す図４から明らかなように、参考例では、挿入損失の差は１ｄＢを超えており、平衡度は、通過帯域の高域付近で１ｄＢを超えていることがわかる。すなわち、本発明では、好ましくは、第１の平衡端子が出力されるフィルタ波形の通過帯域における挿入損失と、第２の平衡端子から出力されるフィルタ波形の通過帯域における挿入損失の差が、±１ｄＢ以下となるように、第１，第２の弾性境界波フィルタにおける弾性境界波の伝搬方向が異ならされていることが望ましい。【００７３】
もっとも、第１，第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタにおける通過帯域特性は様々な設計パラメータの要因を受けて変化する。本実施形態とは異なる形態として、挿入損失の差が元々小さいにも関わらず、通過特性の帯域幅が異なる場合には、両者の通過特性の帯域幅を略一致させるように両者の弾性境界波の伝搬方向を異ならせてもよい。このとき中心周波数も一致させ、両者の通過特性がほぼ同一とするようにすれば、通過域外においても優れた振幅平衡度が得られ好ましい。【００７４】
なおここでいう通過特性の帯域幅とは挿入損失が最も小さい点から３ｄＢ低下する帯域幅をいうものとする。【００７５】
通過特性の帯域幅が略一致とは、完全に一致した場合のみを含むものではなく、通過特性の帯域幅／中心周波数で表される比帯域幅が±０．２％程度まで許容し得ることを意味する。すなわち、通過特性の帯域幅が略一致とは、通過特性の帯域幅が一致している場合から、比帯域幅で±０．２％程度異なる範囲を含むものとする。【００７６】
また、ＬｉＮｂＯ3基板を用いた場合、オイラー角φ及びθが、−３１°≦φ≦＋３１°かつ９０°≦θ≦１３０°の範囲にある場合には、積層された誘電体膜との境界を伝搬する弾性境界波において、弾性境界波伝搬方向であるオイラー角のψを０°〜６０°の範囲で変化させることにより、電気機械結合係数Ｋ2を１６％からほぼ０％の範囲で変化させることができる。しかも、この範囲においては、弾性境界波の伝搬損失が発生しない。従って、好ましくは、ＬｉＮｂＯ3基板のφ及びθを上記範囲とすることにより、低損失の弾性境界波フィルタ装置を提供することができる。【００７７】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。第２の実施形態の弾性境界波フィルタ装置２００は、第１の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０の中央のＩＤＴ１１４Ａが第１の実施形態におけるＩＤＴ１１４と異なっていることを除いては、同様に構成されている。従って、同一の部分については、同一の参照番号を付することにより、その説明を省略する。【００７８】
本実施形態の弾性境界波フィルタ装置２００においては、第１の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０における中央のＩＤＴ１１４Ａに、図示のように直列重み付けが施されている。直列重み付けとは、ＩＤＴ１１４Ａの弾性境界波伝搬方向最外側の電極指の先端に浮き電極指２０１ａ，２０１ｂを設け、該浮き電極指２０１ａ，２０１ｂを、最外側の電極指の次に位置する電極指の先端にギャップを隔てて延びるように形成した構造を有する。このような直列重み付けを施すことにより、ＩＤＴ−ＩＤＴ境界部における弾性境界波の受励振強度が弱められる。それによって、同一の周波数特性を有するように設計された場合に、通過帯域幅が広くなる第１の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０における帯域幅を狭めることができる。このようにＩＤＴに直列重み付けを施すことにより、縦結合共振子型弾性境界波フィルタの通過帯域幅を調整し得ることは従来より知られている。【００７９】
本発明においては、このように、弾性境界波フィルタ装置において知られている直列重み付けによる通過帯域幅の調整手法を適用することができ、それによって、信号の平衡度をより一層効果的に改善することができる。【００８０】
なお、第２の実施形態においては、第１の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０における弾性境界波の伝搬方向のオイラー角ψは、第１の実施形態の縦結合共振子型弾性境界波フィルタにおける第１の縦結合共振子型弾性境界波フィルタの弾性境界波伝搬方向におけるオイラー角ψに比べて小さくすることができ、ψ＝５°とされている。これは、上記直列重み付けによって帯域幅を調整し得るため、弾性境界波伝搬方向による通過帯域幅の調整量が少なくてすむことによる。【００８１】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る弾性境界波フィルタ装置の模式的平面図である。【００８２】
第３の実施形態の弾性境界波フィルタ装置３００は、一端子対弾性境界波共振子１５０，１６０，１７０を有せず、但し、第１，第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１１０，１２０の後段に、第３，第４の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ３１０，３２０が接続されており、すなわち２段カスケード接続構成とされていることを除いては、第１の実施形態と同様とされている。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、その説明は省略する。【００８３】
第３，第４の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ３１０，３２０は、それぞれ、ＩＤＴ３１３〜３１５，３２３〜３２５と、反射器３１１，３１２，３２１，３２２とを有する。また、第３，第４の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ３１０，３２０は、第２の縦結合共振子型弾性境界波フィルタ１２０と同一に構成されている。【００８４】
このように、本発明に係る弾性境界波フィルタ装置では、少なくとも２つの弾性境界波フィルタ１１０，１２０以外にさらに他の縦結合共振子型弾性境界波フィルタを接続した構成を有していてもよい。【００８５】
なお、上記第１〜第３の実施形態では、３個のＩＤＴを有する３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性境界波フィルタを用いたが、５ＩＤＴ型あるいは７ＩＤＴ型などのそれ以上の数のＩＤＴを有する縦結合共振子型弾性境界波フィルタを用いてもよい。【００８６】
さらに、第１〜第３の実施形態では、弾性境界波フィルタ装置につき説明したが、弾性表面波を利用した弾性表面波装置にも本発明を適用することができる。すなわち、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの内少なくとも１つが弾性境界波フィルタであってもよく、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの内少なくとも１つが弾性表面波フィルタであってもよい。
【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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【国際調査報告】
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