(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に表面波の伝搬方向に沿って複数個のＩＤＴ電極とその両側にグレーティング反射器とを配置した縦結合多重モード弾性表面波フィルタを複数個配設し、２つの前記縦結合多重モード弾性表面波フィルタの間に少なくとも２個の弾性表面波共振子を配置すると共に、前記２つの縦結合多重モード弾性表面波フィルタを前記弾性表面波共振子を介して縦続接続した弾性表面波フィルタであって、前記縦結合多重モード弾性表面波フィルタが有する前記複数個のＩＤＴ電極のうち、２つのＩＤＴ電極の各々に、別個の前記弾性表面波共振子が接続されていることを特徴とする弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
２つのＩＤＴ電極の各々に接続されている前記別個の弾性表面波共振子の反共振周波数が、互いに離れていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項３】
前記縦結合多重モードフィルタが圧電基板上に表面波の伝搬方向に沿って３個のＩＤＴ電極とその両側にグレーティング反射器とを配置した縦結合１次−３次二重モード弾性表面波フィルタであることを特徴とする請求項１または２に記載の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、特に通過帯域近傍の阻止減衰量を改善した弾性表面波フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、弾性表面波デバイス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、従来の縦続接続型１次−３次縦結合弾性表面波フィルタ（以下、二重モードＳＡＷフィルタと称す）の構成を示す電極パターンの平面図であって、圧電基板21の主面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極22、23、24を近接配置すると共に、これらの両側にグレーティング反射器25a、25b（以下、反射器と称す）を配設して第1のフィルタとする。
ＩＤＴ電極22、23、24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22の外側のくし形電極は該電極の外側近傍に設けた電極パッドP1と接続して入力とし、他方のくし形電極は該電極の近傍で基板21の中心部寄りに設けた接地用電極パッドE1に接続する。
そして、ＩＤＴ電極23、24の基板21端部寄りのバスバーからそれぞれリード電極L1、L1を基板21端部に向けて延在し、これらを互いに接続する。また、ＩＤＴ電極23、24の他方のバスバーはからそれぞれ縦続接続用のリード電極L2、L3を次段の二重モードＳＡＷフィルタに向けて延在する。
【０００３】
圧電基板21上に表面波の伝搬方向であって基板21の中央に関して第1の二重モードＳＡＷフィルタと対称に第2の二重モードＳＡＷフィルタ、即ちＩＤＴ電極26、27、28とその両側に配置した反射器29a、29bとからなる二重モードＳＡＷフィルタを形成し、第1の二重モードＳＡＷフィルタとリード電極L2、L3を介して縦続接続する。ＩＤＴ電極26の基板21中心部寄りのバスバーは該電極の近傍に設けた接地用電極パッドE2と接続し、ＩＤＴ電極26の基板21外側のパスバーは該バスバーの外側近傍に設けた出力用電極パッドP2と接続する。
【０００４】
図５に示す二重モードＳＡＷフィルタの動作は、周知のように、ＩＤＴ電極22、23、24によって励起される表面波が反射器25a、25bの間に閉じ込められて音響結合し、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、これらの２つのモードを利用して二重モードＳＡＷフィルタを構成する。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。
【０００５】
図６は、３９°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３基板上に、中心周波数881.5MHz、通過帯域幅25MHzの二重モードＳＡＷフィルタを形成すべく、アルミニウム合金の膜厚を6.0%λ（λは励起される表面波の波長）、ＩＤＴ電極22を19.5対、ＩＤＴ電極23、24をそれぞれ13.5対、反射器25a、25bの本数をそれぞれ200本とした場合の二重モードＳＡＷフィルタの通過域特性と減衰域特性とを示す図である。横軸は周波数（MHz）を、縦軸は左側に減衰域の、右側に通過域の挿入損失を示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の二重モードＳＡＷフィルタにおいては、通過帯域近傍の高周波側に図６のαで示す減衰量の劣化、所謂ダレ現象が本質的に生じ、例えば、減衰域にハッチングで示す米国のAMPS方式のRFフィルタに要求される、低域側の849MHzにて28dBは満たすものの、高域側の914MHzにて28dBの規格は製造時の偏差、温度特性、経年変化等を考慮すると満足しないという問題があった。
このダレ現象を改善する改善する手段として、ライン占有率（電極指の幅とスペースの幅との和に対する電極指の幅）を小さく方法がある。図７は、図６の設計パラメータを用い、ライン占有率のみをを0.47から0.45と小さくした場合の通過域特性（B0、B1）と減衰域特性（S0、S1）で、B0、S0はライン占有率が0.47の場合、B1、S1はライン占有率が0.45の場合のフィルタ特性である。図７から明らかなように減衰域に若干の改善は見られるものの、製造偏差等を考慮すると規格を満足しないという問題があった。
【０００７】
上記ダレ現象を改善する他の手段として電極の膜厚を厚くする方法がある。図８は、図６の設計パラメータを用い、電極膜厚のみをを6.0%λから6.5%λと厚くした場合の通過域特性（B0、B2）と減衰域特性（S0、S2）で、B0、S0は電極膜厚が6.0%λの場合、B2、S2は電極膜厚が6.5%λの場合のフィルタ特性である。
図８から明らかなように減衰域に若干の改善がみられるものの、製造偏差等を考慮すると規格を満足しないという問題があった。また、上記いずれの改善手段もインピーダンスが大きくなり、パスバンド特性が劣化するという問題が新たに生じる。
また、減衰傾度を改善する手段としてＩＤＴ電極のピッチLt（波長）と反射器のピッチLrの比、Lt / Lrを大きくする方法がある。図９は、図６の設計パラメータを用い、ピッチ比Lt / Lrのみをを0.981から0.986と大きくした場合の通過域特性（B0、B3）と減衰域特性（S0、S3）で、B0、S0はピッチ比Lt / Lrが0.981の場合、B3、S3はピッチ比Lt / Lrが0.986の場合のフィルタ特性である。図９から明らかなように減衰域に若干の改善がみられるものの、製造偏差等を考慮すると規格を満足しないという問題があった。
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、高周波側の減衰傾度を改善した二重モードＳＡＷフィルタを提供することを目的とする。
【０００８】
【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弾性表面波フィルタは、圧電基板上に表面波の伝搬方向に沿って複数個のＩＤＴ電極とその両側にグレーティング反射器とを配置した縦結合多重モード弾性表面波フィルタを複数個配設し、２つの前記縦結合多重モード弾性表面波フィルタの間に少なくとも２個の弾性表面波共振子を配置すると共に、前記２つの縦結合多重モード弾性表面波フィルタを前記弾性表面波共振子を介して縦続接続した弾性表面波フィルタであって、前記縦結合多重モード弾性表面波フィルタが有する前記複数個のＩＤＴ電極のうち、２つのＩＤＴ電極の各々に、別個の前記弾性表面波共振子が接続されていることを特徴とする弾性表面波フィルタである。
また本発明は、２つのＩＤＴ電極の各々に接続されている前記別個の弾性表面波共振子の反共振周波数が、互いに離れていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波フィルタである。
また本発明は、前記縦結合多重モードフィルタが圧電基板上に表面波の伝搬方向に沿って３個のＩＤＴ電極とその両側にグレーティング反射器とを配置した縦結合１次−３次二重モード弾性表面波フィルタであることを特徴とする弾性表面波フィルタである。
【０００９】
【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は本発明に係る二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す平面図であって、圧電基板１の主面上に表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極2、3、4を近接配置すると共に、これらの両側に反射器5a、5bを配設して第1のフィルタとする。
ＩＤＴ電極2、3、4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2の外側のくし形電極は該電極の外側近傍に設けた電極パッドP1と接続して入力とし、他方のくし形電極は該電極の近傍で基板1の中心部寄りに設けた接地用電極パッドE1に接続する。
そして、ＩＤＴ電極3、4の基板1の端部寄りのバスバーからそれぞれリード電極L1、L1を基板1端部に向けて延在し、これらを互いに接続する。また、ＩＤＴ電極3、4の他方のバスバーからそれぞれ縦続接続用のリード電極L3、L3を次段に向けて延在する。
【００１０】
圧電基板1上に表面波の伝搬方向であって基板中央に関して、第1の二重モードＳＡＷフィルタとほぼ対称に第2の二重モードＳＡＷフィルタ、即ちＩＤＴ電極6、7、8とその両側に配置した反射器9a、9bとからなる二重モードＳＡＷフィルタを形成する。そして、ＩＤＴ電極6の基板１の内側のバスバーは該電極の近傍で基板1中心部寄りに設けた接地用電極パッドE2と接続し、ＩＤＴ電極6の外側のパスバーは該電極の外側近傍に設けた出力用電極パッドP2と接続する。さらに、ＩＤＴ電極7、8の基板1の端部寄りのバスバーをそれぞれリード電極L2で接続するのは第1の二重モードＳＡＷフィルタの場合と同様である。
本発明の特徴は、第1及び第2の二重モードＳＡＷフィルタの間に、弾性表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極10とその両側に反射器11a、11bを配置して弾性表面波共振子（以下、ＳＡＷ共振子Ａと称す）を形成し、該共振子Ａを第1及び第2の二重モードＳＡＷフィルタに対して直列に接続してフィルタを構成したことである。
【００１１】
共振子Ａを構成するＩＤＴ電極10の波長λaは、ＩＤＴ電極2〜4、6〜8の波長λよりも幾分小さく設定し、その反共振周波数が縦続接続した第1及び第2の二重モードＳＡＷフィルタの、通過帯域近傍の高周波側に生ずるダレ特性の周波数にほぼ一致させる。このように、第1及び第2の二重モードＳＡＷフィルタの間に直列にＳＡＷ共振子Ａを接続すると、その総合したフィルタ特性は、ＳＡＷ共振子Ａの反共振周波数に減衰極が生じるため、高周波側のダレ特性を補償するように作用して、その反共振周波数近傍の減衰量を改善することができる。
ＳＡＷ共振子Ａを配設する位置は、縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの入力側、出力側のいずれに配置してもダレ特性は改善できるが、二重モードＳＡＷフィルタと該フィルタを挿入する回路側とのインピーダンス整合性を考慮すると、縦続接続型二重モードＳＡＷフィルタの中間に配置した方が望ましく、フィルタの形状も小型化に適している。
【００１２】
図２は、３９°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３基板上に、中心周波数881.5MHz、通過帯域幅25MHzの二重モードＳＡＷフィルタを形成すべく図１に示すような電極パターンを形成して、アルミニウム合金の膜厚を6.0%λ、ＩＤＴ電極2を19.5対、ＩＤＴ電極3、4をそれぞれ13.5対、反射器5a、5bの本数をそれぞれ200本、ＳＡＷ共振子ＡのＩＤＴ電極対数を100対、反射器11a、11bをそれぞれ30本とした場合の二重モードＳＡＷフィルタの通過域特性と減衰域特性を示す図である。ＩＤＴ電極2、3、4の波長λは4.5477μm、ＳＡＷ共振子Ａの波長λaは4.4980μmと設定し、フィルタの中心周波数は881.5MHz、帯域幅Bwは30MHz以上である。横軸は周波数（MHz）を、縦軸は減衰域と通過域の挿入損失（dB）を示している。図２から明らかなように、通過帯域近傍の高周波側の減衰傾度が大幅に改善でき、上記の米国のAMPS方式の要求規格を完全に満たしていることが分かる。
【００１３】
図３は本発明に係る他の実施例であり、図１の構成から変更した部分のみを破線で囲んで別符号を付し、他は同符号を用いている。第1の二重モードＳＡＷフィルタの一方の出力端子、即ちＩＤＴ電極3の基板1内側のバスバーより延在するリード電極にＳＡＷ共振子12の一方の端子を直列接続すると共に、二重モードＳＡＷフィルタの他方の出力端子であるＩＤＴ電極4の基板1内側のバスバーより延在するリード電極にＳＡＷ共振子13の一方の端子を直列接続する。そして、ＳＡＷ共振子12、13のそれぞれ他方の端子からリード電極を延在し、第2の二重モードＳＡＷフィルタのＩＤＴ電極7、8の基板1の中心寄りのバスバーとそれぞれ接続するように構成する。
【００１４】
図３のような構成とすることによりＳＡＷ共振子12、13のそれぞれの反共振周波数f12、f13により、二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性に減衰極が形成される。ＳＡＷ共振子12、13の反共振周波数f12、f13は同一周波数に設定してもよいが、図４に示すように、周波数を少し離して設定すれば２つの減衰極が生ずるため、特定の周波数領域の減衰量をさらに大きくすることができる。
【００１５】
以上では縦続接続型１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタを例として説明したが、本発明はこれのみに限ることなく、縦続接続型１次−２次縦結合二重モードＳＡＷフィルタ、縦続接続型１次−２次−３次縦結合三重モードＳＡＷフィルタ、縦続接続型縦結合多重モードＳＡＷフィルタ等に適用できることは言うまでもない。また、圧電基板に３９°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３基板を用いて説明したが、他のカットでもよく、また、他の圧電材料、例えばニオブ酸リチウム、水晶、ランガサイト、四方酸リチウム等に適用できることは云うまでもない。
また、段間に配置するＳＡＷ共振子の波長λaをＩＤＴ電極の波長λより小さい場合を説明したが、フィルタの通過域の低周波側を補償する場合は、λaをλより大きくすればよい。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、縦続接続型１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタの通過帯域近傍の高周波側の減衰傾度を大幅に改善でき、例えば米国のAMPSのRFフィルタに要求される規格を満足する特性が得られた。該フィルタを携帯電話のRFフィルタとして用いれば、該部の特性を改善できるという優れた効果を奏す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る縦続接続型１次−３次縦結合二重モード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１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性を示す図である。
【図３】本発明に係る他の縦続接続型１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタの構成を示す平面図である。
【図４】縦続接続型１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタに用いるＳＡＷ共振子の反共振周波数とフィルタの減衰極と関係を示す図である。
【図５】従来の縦続接続型１次−３次縦結合二重モード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１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタのフィルタ特性を示す図である。
【図７】従来の縦続接続型１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタの特性と、ライン占有率を小さくしたときのフィルタ特性とを比較した図である。
【図８】従来の縦続接続型１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタの特性と、電極膜厚を厚くしたときのフィルタ特性とを比較した図である。
【図９】従来の縦続接続型１次−３次縦結合二重モードＳＡＷフィルタの特性と、ライン占有率を小さくしたときのフィルタ特性とを比較した図である。
【符号の説明】
１・・圧電基板
２、３、４、６、７、８、１０・・ＩＤＴ電極
５ａ、５ｂ、９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂ・・グレーティング反射器
Ｐ１、Ｐ２・・入出力電極パッド
Ｅ１、Ｅ２・・接地用電極パッド
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４・・リード電極
１２、１３・・ＳＡＷ共振子
【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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【図９】
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