(57)【要約】【課題】平衡度の悪化を抑えつつ、フィルタの帯域内でのリップルの発生が抑えられる弾性波装置を提供する。【解決手段】弾性波装置１００は、第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０、１２０、１３０、１４０を備えている。第２のＩＤＴ１３２、１４２の電極指の合計本数はそれぞれ奇数である。そして、くし型電極１３２ａ及び１４２ａは第２の平衡端子１０３に接続されており、くし型電極１３２ｂ及び１４２ｂは第１の平衡端子１０２に接続されている。そして、第１の平衡端子１０２に接続されているくし型電極の電極指の合計本数と、第２の平衡端子１０３に接続されているくし型電極の電極指の合計本数は同じであることを特徴としている。【選択図】        図１
2012129938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平衡−不平衡変換機能を有する弾性波装置であって、
弾性波の伝搬方向に沿って配置された第１〜第３のＩＤＴを有し、並列に接続されている第１及び第２の縦結合共振子型弾性波フィルタと、
弾性波の伝搬方向に沿って配置された第１〜第３のＩＤＴを有し、前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタと縦続接続されている第３の縦結合共振子型弾性波フィルタと、
弾性波の伝搬方向に沿って配置された第１〜第３のＩＤＴを有し、前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタと縦続接続されている第４の縦結合共振子型弾性波フィルタと、
を備え、
前記第１及び第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記第１〜第３のＩＤＴのうち中央の第２のＩＤＴの一端がそれぞれ不平衡端子に接続されており、
第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１、第３のＩＤＴの各一端と、第３の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１、第３のＩＤＴの各一端がそれぞれ接続されており、
第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１、第３のＩＤＴの各一端と、第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１、第３のＩＤＴの各一端がそれぞれ接続されており、
前記第３及び第４の縦結合共振子型弾性波フィルタにおいて、第２のＩＤＴの電極指の合計本数はそれぞれ奇数であり、前記第２のＩＤＴの一端および他端は前記第１及び第２の平衡端子に接続されており、
前記第１の平衡端子に接続されているくし型電極の電極指の合計本数と、前記第２の平衡端子に接続されているくし型電極の電極指の合計本数が同じである、弾性波装置。
【請求項２】
弾性波として弾性表面波を用いる、請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項３】
弾性波として弾性境界波を用いる、請求項１に記載の弾性波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ機能とともに平衡−不平衡変換機能を有する弾性波装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機の小型化及び軽量化が進んでいる。そのため、携帯電話機では構成部品点数の削減、部品の小型化及び機能の複合化が進んでいる。上記のような状況に鑑み、携帯電話機のＲＦ段に用いられる弾性波フィルタに、平衡−不平衡機能として、いわゆるバランの機能を持たせたものが種々提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、第１〜第３のＩＤＴを有する縦結合共振子型弾性波フィルタが記載されている。特許文献１の弾性波フィルタは、第１〜第３のＩＤＴのうち中央のＩＤＴの電極指の合計本数が偶数であり、中央のＩＤＴの一端及び他端にそれぞれ平衡端子が接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８４１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この構成ではＩＤＴの電極指の合計本数が偶数であるため対称性が悪く、対称であれば励起されない反対称モードが励起されるため、フィルタの通過帯域内にリップルが発生するという問題がある。一方、中央のＩＤＴの電極指の合計本数を奇数にすると、二つの平衡端子に接続される電極指の本数が異なるため、位相及び振幅の平衡度が悪くなるという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、位相の平衡度の悪化を抑えつつ、フィルタの帯域内でのリップルが改善される弾性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】
本発明に係る弾性波装置は、平衡−不平衡変換機能を有する弾性波装置であって、弾性波の伝搬方向に沿って配置された第１〜第３のＩＤＴを有し、並列に接続されている第１及び第２の縦結合共振子型弾性波フィルタと、弾性波の伝搬方向に沿って配置された第１〜第３のＩＤＴを有し、前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタと縦続接続されている第３の縦結合共振子型弾性波フィルタと、弾性波の伝搬方向に沿って配置された第１〜第３のＩＤＴを有し、前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタと縦続接続されている第４の縦結合共振子型弾性波フィルタと、を備え、前記第１及び第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記第１〜第３のＩＤＴのうち中央の第２のＩＤＴの一端がそれぞれ不平衡端子に接続されており、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１，第３のＩＤＴの各一端と、第３の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１，第３のＩＤＴの各一端がそれぞれ接続されており、第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１，第３のＩＤＴの各一端と、第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１，第３のＩＤＴの各一端がそれぞれ接続されており、前記第３及び第４の縦結合共振子型弾性波フィルタにおいて、第２のＩＤＴの電極指の合計本数はそれぞれ奇数であり、前記第２のＩＤＴの一端および他端は前記第１及び第２の平衡端子に接続されており、前記第１の平衡端子に接続されているくし型電極の電極指の合計本数と、前記第２の平衡端子に接続されているくし型電極の電極指の合計本数が同じであることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る弾性波装置では、弾性波として弾性表面波を用いることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る弾性波装置では、弾性波として弾性境界波を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、平衡度の悪化を抑えつつ、フィルタの帯域内でのリップルが改善された弾性波装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る弾性波装置を示す模式的な平面図である。
【図２】実験例の弾性波装置の一部を示す模式的な平面図である。
【図３】比較例の弾性波装置を示す模式的な平面図である。
【図４】実験例と比較例の弾性波装置の減衰量を示す図である。
【図５】実験例と比較例の周波数−振幅平衡度特性を示す図である。
【図６】実験例と比較例の周波数−位相平衡度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る弾性波装置を示す模式的な平面図である。図１には、圧電基板上に形成された電極構造が示されている。本実施形態では、圧電基板として、ＬｉＮｂＯ3を用いている。なお、圧電基板としては、ＬｉＮｂＯ3の他に、ＬｉＴａＯ3や水晶などを用いることができる。なお、図１においては、図を簡潔にするために、電極構造における電極指の本数は実際の構造よりも少なく示されている。電極は適宜の導電材料からなる。具体例としては、例えば、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒなどの金属、またはこれらの金属いずれかを主体とする合金などを適宜用いることができる。また、電極は、単一の導電膜により構成されていてもよいし、これらの金属もしくは合金からなる複数の金属膜を積層することにより構成されていてもよい。本実施形態では、電極は、積層導電膜により構成されている。具体的には、圧電基板に近い側から、Ｔｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／ＡｌＣｕ／Ｔｉのように構成されている。
【００１４】
弾性波装置１００は、不平衡端子１０１から入力される信号を第１の平衡端子１０２及び第２の平衡端子１０３へ出力したり、第１の平衡端子１０２及び第２の平衡端子１０３から入力される信号を不平衡端子１０１へ出力する、いわゆる平衡−不平衡変換機能を有する。そして、弾性波装置１００は、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０と、第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ１２０と、第３の縦結合共振子型弾性波フィルタ１３０と、第４の縦結合共振子型弾性波フィルタ１４０と、を備えている。そして、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０及び第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ１２０は、互いに並列に接続されている。また、第３の縦結合共振子型弾性波フィルタ１３０は、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０に縦続接続されている。また、第４の縦結合共振子型弾性波フィルタ１４０は、第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ１２０に縦続接続されている。
【００１５】
第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０は、弾性波の伝搬方向に沿って配置された第１〜第３のＩＤＴ１１１〜１１３を有している。また、第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ１２０は、弾性波の伝搬方向に沿って配置された第１〜第３のＩＤＴ１２１〜１２３を有している。第３の縦結合共振子型弾性波フィルタ１３０や第４の縦結合共振子型弾性波フィルタ１４０についても同様である。すなわち、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０、第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ１２０、第３の縦結合共振子型弾性波フィルタ１３０、及び第４の縦結合共振子型弾性波フィルタ１４０は、いずれも３ＩＤＴ型である。これらのＩＤＴは、くし形電極が互いに間挿し合うことにより、形成されている。なお、図示していないが、ＩＤＴ１１１〜１１３の設けられている領域の弾性波の伝搬方向に沿った両側には、反射器が配置されている。第２〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタについても同様である。なお、これらの反射器は配置されなくともよい。
【００１６】
第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０において、第２のＩＤＴ１１２のくし型電極１１２ａは不平衡端子１０１に接続されている。また、くし型電極１１２ｂはグランドに接続されている。これらのくし形電極１１２ａと１１２ｂとが互いに間挿し合うことにより、第２のＩＤＴ１１２が形成されている。本実施形態においては、ＩＤＴはこの第２のＩＤＴ１１２と同様に形成されている。また、第１のＩＤＴ１１１のくし型電極１１１ａと、第３のＩＤＴ１１３のくし型電極１１３ａはグランドに接続されている。不平衡端子１０１から入力された信号は、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０を通過した後、くし型電極１１１ｂ及び１１３ｂから同相の信号として出力される。
【００１７】
第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ１２０においても同様であり、不平衡端子１０１から入力された信号は、くし型電極１２１ｂ及び１２３ｂから同相の信号として出力される。
【００１８】
第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０と第３の縦結合共振子型弾性波フィルタ１３０とが接続されている部分において、くし型電極１１１ｂとくし型電極１３１ａが接続されており、くし型電極１１１ｂから出力された信号はくし型電極１３１ａに供給される。また、くし型電極１１３ｂとくし型電極１３３ａが接続されており、くし型電極１１３ｂから出力された信号はくし型電極１３３ａに供給される。くし型電極１３１ｂ及び１３３ｂはグランドに接続されている。
【００１９】
くし型電極１３２ａは、第２の平衡端子１０３と接続されており、くし型電極１３２ｂは第１の平衡端子１０２と接続されている。そして、くし型電極１３２ａ及び１３２ｂからは位相が１８０°反転した信号が出力される。第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ１２０及び第４の縦結合共振子型弾性波フィルタ１４０においても同様であり、くし型電極１４２ａ及び１４２ｂからは位相が１８０°反転した信号が出力される。
【００２０】
本発明では、第２のＩＤＴ１３２の電極指の合計本数、すなわちくし型電極１３２ａ及び１３２ｂの電極指の合計本数は奇数である。同様に、第２のＩＤＴ１４２の電極指の合計本数も奇数である。そのため、電極指の合計本数を偶数にした場合に比べてＩＤＴの対称性が良く、反対称モードが励起されないため、フィルタの通過帯域内のリップルの発生が抑えられる。
【００２１】
また、第１の平衡端子１０２に接続されているくし型電極１３２ｂ、１４２ｂの電極指の合計本数と、第２の平衡端子１０３に接続されているくし型電極１３２ａ、１４２ａの電極指の合計本数が同じである。このように、第１の平衡端子１０２と第２の平衡端子１０３に接続されている電極指の本数を同じにすることで、平衡端子間の平衡度の低下を抑えることが可能である。
【００２２】
ここで、平衡度とは、不平衡端子１０１と平衡端子１０２との間及び不平衡端子１０１と平衡端子１０３との間のそれぞれの通過帯域内における伝送特性が、振幅特性において等しくかつ位相が１８０°反転している度合いのことをいう。この振幅特性が等しい条件を振幅平衡度といい、位相の１８０°反転の程度を位相平衡度と呼んでいる。
【００２３】
上記振幅平衡度及び位相平衡度は、平衡−不平衡変換機能を有する弾性波フィルタを、３ポートのデバイスと考え、例えば不平衡端子を入力端子としてポート１、平衡端子を出力端子としてそれぞれポート２，ポート３とした場合、以下のように定義される。
振幅平衡度＝｜Ａ｜、但し、Ａ＝｜２０ｌｏｇＳ２１｜−｜２０ｌｏｇＳ３１｜
位相平衡度＝｜Ｂ−１８０｜、但し、Ｂ＝｜∠Ｓ２１−∠Ｓ３１｜
なお、Ｓ２１はポート１からポート２への伝達係数を、Ｓ３１はポート１からポート３への伝達係数を示す。本実施形態においては、上記のように定義される平衡度の劣化を抑制することができる。
【００２４】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、弾性波としては、弾性表面波を用いても良いし、弾性境界波を用いても良い。また、上記の実施形態ではいわゆる３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタについて説明したが、５ＩＤＴ型や、７ＩＤＴ型にも本発明は適用可能である。
【００２５】
（実験例）
実験例として、図１の構成に加えてトラップフィルタを設けた弾性波装置を作製した。図２は、実験例の弾性波装置の一部を示す模式的な平面図である。図２は、不平衡端子１０１と縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０及び１２０との間の接続を示している。本実験例では、図２のように不平衡端子１０１と、くし型電極１１２ａ、１２２ａの間にトラップフィルタ１５１を設けている。このトラップフィルタ１５１は、ＩＤＴを備えており、通過帯域外の減衰量を確保するために設けられている。トラップフィルタ１５１の詳細な設計は以下のとおりである。
交叉幅Ｗ             ：４０．３３λ
ＩＤＴ本数           ：１０５
ＩＤＴ波長λ１              ：１．８７４９μｍ
ＩＤＴデューティー   ：０．５０
【００２６】
第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ１１０及び第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ１２０の詳細な設計を以下に示す。ＩＤＴの電極指のうち、他のＩＤＴとの境界付近に位置する電極指は、境界付近以外に位置する電極指に比べて波長が短くなっており、この波長が短い部分を狭ピッチ電極指部分と呼んでいる。なお、ＩＤＴの本数におけるカッコ内の数字は、狭ピッチ電極指部分の電極指の本数を示している。また、ＩＤＴの波長におけるカッコ内の数字は、狭ピッチ電極指部分の波長を示している。
交叉幅Ｗ             ：４０λ
第１のＩＤＴ１１１、１２１の本数   ：２０（５）
第２のＩＤＴ１１２、１２２の本数   ：（４）２５（４）
第３のＩＤＴ１１３、１２３の本数   ：（５）２０
第１のＩＤＴ１１１、１２１の波長   ：１．９７０４μｍ（１．８５９２μｍ）
第２のＩＤＴ１１２、１２２の波長   ：（１．８１９μｍ）１．９７１９μｍ（１．８１９μｍ）
第３のＩＤＴ１１３、１２３の波長   ：（１．８５９２μｍ）１．９７０４μｍ
ＩＤＴデューティー   ：０．５０
反射器の本数         ：３０
反射器の波長         ：２．０３４μｍ
反射器デューティー   ：０．５０
【００２７】
また、第３の縦結合共振子型弾性波フィルタ１３０及び第４の縦結合共振子型弾性波フィルタ１４０の詳細な設計を以下に示す。
交叉幅Ｗ             ：４０λ
第１のＩＤＴ１３１、１４１の本数   ：２０（５）
第２のＩＤＴ１３２、１４２の本数   ：（４）１７（４）
第３のＩＤＴ１３３、１４３の本数   ：（５）２０
第１のＩＤＴ１３１、１４１の波長   ：１．９７２８μｍ（１．８２４１μｍ）
第２のＩＤＴ１３２、１４２の波長   ：（１．８５７２μｍ）１．９９５６μｍ（１．８５７２μｍ）
第３のＩＤＴ１３３、１４３の波長   ：（１．８２４１μｍ）１．９７２８μｍ
ＩＤＴデューティー   ：０．５０
反射器の本数         ：６０
反射器の波長         ：２．０２８２μｍ
反射器デューティー   ：０．５０
【００２８】
（比較例）
図３は従来の弾性波装置を示す模式的な平面図である。比較例である弾性波装置５００は、第２のＩＤＴ５１２、５２２、５３２、５４２の電極指の合計本数がそれぞれ３４、３４、２４、２４本であり、偶数である点が実験例と異なる。その他は実験例と同様の配置である。
【００２９】
図４は実験例と比較例の弾性波装置の減衰量を示す図である。図４の実線は実験例のデータを示しており、二点鎖線は比較例のデータを示している。また、図４の実験結果の４つの曲線のうち、下の２つの曲線は、上の２つの曲線の通過帯域での減衰量を拡大して表示したものである。実験例と比較例のデータを比較すると、実験例では特に１８９０ＭＨｚ近辺のリップルが大きく改善されていることが分かる。
【００３０】
また、図５は実験例と比較例の周波数−振幅平衡度特性を示す図であり、図６は、周波数−位相平衡度特性を示す図である。どちらも１８００〜１８９０ＭＨｚの帯域での平衡度を示している。図５及び図６をみると、振幅平衡度及び位相平衡度は、実験例と比較例で大きく変わらないことが分かる。従って、本発明の実験例の構成によれば、振幅平衡度と位相平衡度の低下を抑えつつ、フィルタの帯域内でのリップルが改善されることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００３１】
１００  弾性波装置
１０１  不平衡端子
１０２  第１の平衡端子
１０３  第２の平衡端子
１１０  第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ
１２０  第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ
１３０  第３の縦結合共振子型弾性波フィルタ
１４０  第４の縦結合共振子型弾性波フィルタ
１１１、１２１、１３１、１４１  第１のＩＤＴ
１１２、１２２、１３２、１４２  第２のＩＤＴ
１１３、１２３、１３３、１４３  第３のＩＤＴ
１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂ、１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂ、１２３ａ、１２３ｂ、１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂ、１３３ａ、１３３ｂ、１４１ａ、１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂ  くし型電極
１５１  トラップフィルタ
５００  弾性波装置
５０１  不平衡端子
５０２、５０３  平衡端子
５１０、５２０、５３０  縦結合共振子型弾性波フィルタ
５１１、５１２、５１３、５２１、５２２、５２３、５３１、５３２、５３３、５４１、５４２、５４３  ＩＤＴ
【図１】
2012129938.tif 000003
【図２】
2012129938.tif 000004
【図３】
2012129938.tif 000005
【図４】
2012129938.tif 000006
【図５】
2012129938.tif 000007
【図６】
2012129938.tif 000008