(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に、入力インターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極と出力ＩＤＴ電極とを有するフィルタトラックを少なくとも２つ備え、前記少なくとも２つのフィルタトラックの入力ＩＤＴ電極は並列に接続され、前記少なくとも２つのフィルタトラックの出力ＩＤＴ電極は並列に接続されてなり、前記少なくとも２つのフィルタトラックの位相関係は通過帯域内ではほぼ同位相であり、通過帯域外ではほぼ逆位相であり、前記少なくとも２つのフィルタトラックの中心周波数がほぼ一致すると共に、前記フィルタトラックの内少なくとも１つは振幅特性においてピークを２つ有し、中心周波数近傍で大きな挿入損失を有し、前記フィルタトラックの内もう１つは振幅特性において中心周波数近傍でピークを有している弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
前記入力ＩＤＴ電極および前記出力ＩＤＴ電極のうち少なくとも一つが一波長内に４本の電極指を有し、かつ、前記電極指の少なくとも一部が異なった線幅を有する電極指対を形成し、前記電極指対の各電極指間の距離が次式を満足する構成である請求項１記載の弾性表面波フィルタ。
γ＞α＋β
ただし、
γ：電極指対を構成する細い電極指と太い電極間の距離をλ／１６で規格化した値。
α：ＩＤＴ電極をλ／２単位で区切った領域の一方の端と、電極指対中の細い電極指との距離をλ／１６で規格化した値。
β：ＩＤＴ電極をλ／２単位で区切った領域の他方の端と、電極指対中の太い電極指との距離をλ／１６で規格化した値。
【請求項３】
前記入力ＩＤＴ電極および前記出力ＩＤＴ電極のうち少なくとも一つが一波長内に４本の電極指を有し、かつ、前記電極指の少なくとも一部が異なった線幅を有する電極指対を形成し、前記電極指対の少なくとも一対は次の式（１）を満たし、他の電極指対は式（２）を満たす請求項１記載の弾性表面波フィルタ。
γ＞α＋β        （１）
γ≦α＋β        （２）
ただし、
γ：電極指対を構成する細い電極指と太い電極間の距離をλ／１６で規格化した値。
α：ＩＤＴ電極をλ／２単位で区切った領域の一方の端と、電極指対中の細い電極指との距離をλ／１６で規格化した値。
β：ＩＤＴ電極をλ／２単位で区切った領域の他方の端と、電極指対中の太い電極指との距離をλ／１６で規格化した値。
【請求項４】
前記２つのフィルタトラックの中心周波数がほぼ一致すると共に、一つのフィルタトラックの通過帯域幅が他のフィルタトラックの通過帯域幅よりも大であり、前記入力ＩＤＴ電極および前記出力ＩＤＴ電極のうち少なくとも一つが一波長内に４本の電極指を有し、かつ、前記電極指の少なくとも一部が異なった線幅を有する電極指対を形成し、前記電極指対の各電極指間の距離が次式を満足する構成である請求項１記載の弾性表面波フィルタ。
γ＞α＋β
ただし、
γ：電極指対を構成する細い電極指と太い電極間の距離をλ／１６で規格化した値。
α：ＩＤＴ電極をλ／２単位で区切った領域の一方の端と、電極指対中の細い電極指との距離をλ／１６で規格化した値。
β：ＩＤＴ電極をλ／２単位で区切った領域の他方の端と、電極指対中の太い電極指との距離をλ／１６で規格化した値。
【請求項５】
前記２つのフィルタトラックの中心周波数がほぼ一致すると共に、一つのフィルタトラックの通過帯域幅が他のフィルタトラックの通過帯域幅よりも大であり、前記入力ＩＤＴ電極および前記出力ＩＤＴ電極のうち少なくとも一つが一波長内に４本の電極指を有し、かつ、前記電極指の少なくとも一部が異なった線幅を有する電極指対を形成し、前記電極指対の少なくとも一対は次の式（１）を満たし、他の電極指対は式（２）を満たす請求項１記載の弾性表面波フィルタ。
γ＞α＋β        （１）
γ≦α＋β        （２）
ただし、
γ：電極指対を構成する細い電極指と太い電極間の距離をλ／１６で規格化した値。
α：ＩＤＴ電極をλ／２単位で区切った領域の一方の端と、電極指対中の細い電極指との距離をλ／１６で規格化した値。
β：ＩＤＴ電極をλ／２単位で区切った領域の他方の端と、電極指対中の太い電極指との距離をλ／１６で規格化した値。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信機器の高周波回路、中間周波回路などに使用される弾性表面波フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年注目を集めているＣＤＭＡ方式の携帯電話に使用されるＩＦフィルタのように、比較的広い通過帯域を必要とし、かつ通過帯域内の位相特性の平坦性が重要なフィルタには、振幅特性と位相特性とを独立に設計できるトランスバーサル型の弾性表面波フィルタ（以下ＳＡＷフィルタ）が適している。
【０００３】
以下、従来の一方向性電極を利用したトランスバーサル型のＳＡＷフィルタについて説明する。
【０００４】
図３０は従来の一方向性電極を利用したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタの上面図である。図３０において、単結晶圧電基板３０１の上に入、出力用のインターディジタルトランスデューサ電極（以下ＩＤＴ電極）を形成することによって、弾性表面波を励起させることができる。圧電基板３０１の上に入力ＩＤＴ電極３０２と所定の距離を設けて出力ＩＤＴ電極３０３を形成することによりトランスバーサル型のＳＡＷフィルタが形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように構成されたＳＡＷフィルタは、電極３０２，３０３の電極指を間引いて種々の重み付けを行うことにより、フィルタの周波数特性が決定される。従来技術においては、このようにして広帯域で通過帯域内が平坦なフィルタ特性と、通過帯域近傍で優れた減衰特性を実現している。
【０００６】
近年では、携帯端末の小型・軽量化が進み、それに伴い、ＩＦ段のＳＡＷフィルタにも小型化が要求されている。しかし、上述のトランスバーサル型で通過帯域近傍の急峻な減衰特性を得ようとすると、入、出力用のＩＤＴ電極に十分な重み付けを必要とするため、電極長が長くなり、小型化が困難であるという課題があった。さらに、十分な重み付けができないため所望の特性が得られないという問題点を有していた。
【０００７】
ＳＡＷ変換器の電極構造として、ＵＳＰ６，０１１，３４４に、圧電基板上に、１／２波長ずらして２つの変換器が構成され、２つのＳＡＷ変換器の電極が並列に接続された構造が開示されている。本構造は従来のＤＡＲＴタイプの変換器において、入、出力インピーダンスが高いことを改善しようとするものであるが、ＳＡＷフィルタそのものの寸法を短くする効果はない。
【０００８】
また、特開２０００−７７９７４号公報には、圧電基板上に、第１および第２のチャンネルを有するＳＡＷフィルタ（以下２チャンネルフィルタという）が開示されている。上記２チャンネルフィルタは、第１チャンネルと、第２チャンネルの位相特性を、通過帯域においては同位相とし、通過帯域外においては逆位相とした構成である。上記２チャンネルフィルタは、急峻な帯域特性を有し、かつ小型のＳＡＷフィルタが得られるが、通過帯域内の特性が平坦性に欠ける課題があった。
【０００９】
そこで本発明は、小型化したとしても通過帯域が広く、通過帯域内の特性が平坦であると共に通過帯域近傍において急峻な減衰特性を有するＳＡＷフィルタを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のＳＡＷフィルタは、圧電基板上に、入力ＩＤＴ電極と出力ＩＤＴ電極とを有するフィルタトラックを少なくとも２つ備え、少なくとも２つのフィルタトラックの入力ＩＤＴ電極は並列に接続され、少なくとも２つのフィルタトラックの出力ＩＤＴ電極は並列に接続されてなり、少なくとも２つのフィルタトラックの位相関係は通過帯域内ではほぼ同位相であり、通過帯域外ではほぼ逆位相であり、少なくとも２つのフィルタトラックの中心周波数がほぼ一致すると共に、フィルタトラックの内少なくとも１つは振幅特性においてピークを２つ有し、中心周波数近傍で大きな挿入損失を有し、フィルタトラックの内もう１つは振幅特性において中心周波数近傍でピークを有しているものである。本発明の構成により、より小型で広い通過帯域を有し、通過帯域外において急峻な減衰特性を有するＳＡＷフィルタを提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、フィルタトラックの構成がよく分かるようにＳＡＷフィルタの上面図においては、フィルタトラック毎に破線で囲んである。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるＳＡＷフィルタの上面図である。図１に示すように、２８°〜４２°回転Ｙカットの水晶基板を用いて形成した圧電基板１１の上に、第１のフィルタトラック１２と第２のフィルタトラック１３が並列に構成されている。第１のフィルタトラック１２は入力ＩＤＴ電極１４と出力ＩＤＴ電極１５とから構成されている。同様に、第２のフィルタトラック１３は入力ＩＤＴ電極１６と出力ＩＤＴ電極１７とから構成されている。
【００１３】
また、第１のフィルタトラック１２の入力ＩＤＴ電極１４と第２のフィルタトラック１３の入力ＩＤＴ電極１６とが並列に接続されている。同様に、第１のフィルタトラック１２の出力ＩＤＴ電極１５と第２のフィルタトラック１３の出力ＩＤＴ電極１７とが並列に接続されている。
【００１４】
上記のように構成されたＳＡＷフィルタについて、以下その動作を説明する。
【００１５】
図２Ａに図１における第１のフィルタトラック１２の振幅特性２１と第２のフィルタトラック１３の振幅特性２２を、図２Ｂに図１における第１のフィルタトラック１２の位相特性２３と第２のフィルタトラック１３の位相特性２４とを示す。
【００１６】
図２Ｂに示す様に、本実施の形態においては、第１のフィルタトラック１２と第２のフィルタトラック１３との通過帯域内における位相差はほぼ０°、すなわちほぼ同位相とする。
【００１７】
なお、ここに言うほぼ同位相とは、位相差が−５０°〜＋５０°、好ましくは−２０°〜＋２０°の範囲内とする。
【００１８】
図２Ａに示す様に、第１のフィルタトラック１２の振幅特性２１はピークを２つ有し、広い通過帯域を有するが、中心周波数近傍で大きな挿入損失を示している。一方、第２のフィルタトラック１３の振幅特性２２は中心周波数近傍でピークを有し低挿入損失であるが、通過帯域幅が狭い。
【００１９】
本実施の形態においては、第１のフィルタトラック１２と第２のフィルタトラック１３とは通過帯域内においてほぼ同位相であるため、これらを並列に接続することにより、平坦で広い通過帯域幅を得ることができる。
【００２０】
他方、通過帯域外においては、第１のフィルタトラック１２と第２のフィルタトラック１３との位相差はほぼ１８０°、すなわち逆位相である。ほぼ１８０°の位相差とは、１３０°〜２３０°の範囲を意味し、好ましくは１６０°〜２００°の範囲の位相差とする。
【００２１】
図２Ａから判るように、第１のフィルタトラック１２の振幅特性２１および第２のフィルタトラック１３の振幅特性２２とも、通過帯域外におけるスプリアスのレベルはそれほど抑圧されていない。かつ、それぞれのスプリアスのピークの周波数に差がない。しかし、本実施の形態においては、第１のフィルタトラック１２と第２のフィルタトラック１３とは通過帯域外においてほぼ逆位相であり、スプリアスレベルがほぼ同一であるため、第１のフィルタトラック１２のスプリアスと第２のフィルタトラック１３のスプリアスは打ち消し合う。その結果、通過帯域外において大きな減衰量が得られる。
【００２２】
さらに本発明では、平坦で広い通過帯域幅の弾性表面波フィルタを得るために、図２ＡのＡ点、Ｂ点で示す様に、第１および第２のフィルタトラック１２、１３の振幅特性２１、２２が各々のフィルタトラックの伝達関数の最大値よりも３ｄＢ低い値となる周波数でほぼ一致することが好ましい。
【００２３】
上記２つのフィルタトラックの、減衰量が一致する周波数における減衰量が３ｄＢよりも大きいか、または小さい場合は通過帯域幅において、通過帯域両端部の減衰量が大きくなるか、リップルが生じることとなり帯域内での平坦性が劣化する。
【００２４】
このように、第１のフィルタトラック１２と第２のフィルタトラック１３の相対的な位相関係を通過帯域内ではほぼ同位相に、通過帯域外では逆位相にし、かつ、各々のフィルタトラックの最大減衰量の値よりもほぼ３ｄＢ低い値となる周波数がほぼ一致する様に構成することにより、平坦で広い通過帯域幅を有し、かつ、通過帯域外の減衰量に優れたＳＡＷフィルタを得ることができる。
【００２５】
本実施の形態のＳＡＷフィルタの構成によれば、従来技術を用いて同等のフィルタ特性を有するＳＡＷフィルタを形成した場合と比較すると、入、出力ＩＤＴ電極長を短くすることが可能である。このため、従来技術によるＳＡＷフィルタと比較してＳＡＷフィルタサイズを大幅に小さくすることができる。その上に、本実施の形態のＳＡＷフィルタは平坦で広い通過帯域幅を有し、かつ通過帯域外での減衰特性が急峻である。
【００２６】
（実施の形態２）
図３は本実施の形態におけるＳＡＷフィルタの上面図である。本実施の形態のＳＡＷフィルタは実施の形態１と同様に圧電基板３１上に入、出力ＩＤＴ電極３４、３５、３６、３７を有する第１のフィルタトラック３２と第２のフィルタトラック３３を形成したものである。また第１および第２のフィルタトラック３２、３３の振幅および位相特性は実施の形態１と同様である。
【００２７】
実施の形態１と異なる点は、電極３４、３５、３６、３７にＥＷＣ−ＳＰＵＤＴ（Electrode Width Controlled Single Phase Unidirectional Transducer）といわれる一方向性電極を採用したことである。つまり電極３４、３５、３６、３７を弾性表面波の波長λで区切った時に、λ／４幅の電極指一本とλ／８幅の電極指二本の合計三本の電極指が存在する領域を設ける。図３において入力ＩＤＴ電極３４，３６は右方向の方向性を、出力ＩＤＴ電極３５、３７は左方向の方向性を有するようにしたものである。また第１および第２のフィルタトラック３２、３３の各電極は、実施の形態１と同様に接続すると共に、第１および第２のフィルタトラックの相対的な位相関係を通過帯域内ではほぼ同位相に、通過帯域外ではほぼ逆位相としている。
【００２８】
本実施形態の構成により、平坦で広い通過帯域幅を有し、かつ通過帯域外減衰量に優れるだけでなく、挿入損失も小さくすることができる。この効果は、第１および第２のフィルタトラック３２、３３において弾性表面波の励起中心と反射中心が非対称な関係になり、双方向性損失が減少することに起因する。
【００２９】
またこのように電極３４、３５、３６、３７が一方向性を有する場合は、メタライゼーションレシオ［ёの範囲に存在する電極指幅の総和／ё］を０．４５〜０．６５、好ましくは０．５〜０．６とすることにより、効果的に挿入損失を小さくできると共に通過帯域内リップルを抑圧することができる。またメタライゼーションレシオが０．４５よりも小さいと、電極指の線幅が小さくなり抵抗損失が増大することとなる。逆に０．６５よりも大きいと電極指間が狭くなり電極指の形成が困難になる。
【００３０】
さらに入、出力ＩＤＴ電極をアルミニウムを主成分とする金属で形成する場合、電極指膜厚ｈと弾性表面波の波長λとの膜厚比率（ｈ／λ）が０．００５〜０．０３５となるようにすることにより、挿入損失を小さくできると共に通過帯域内リップルを抑圧することができる。
【００３１】
（実施の形態３）
図４は実施の形態３におけるＳＡＷフィルタの上面図である。
【００３２】
本実施の形態においては、圧電基板４１上に形成した第１のフィルタトラック４２と第２のフィルタトラック４３を構成する入、出力ＩＤＴ電極４４、４５、４６および４７はＲ−ＳＰＵＤＴ（Resonant SPUDT）と呼ばれる電極構成をしている。この電極構成も実施の形態２と同様に電極４４、４５、４６、４７を弾性表面波の波長λで区切った時に、λ／４幅の電極指一本とλ／８幅の電極指二本の合計三本の電極指が存在する領域を有するものである。また第１および第２のフィルタトラック４２、４３の振幅および位相特性は実施の形態１と同様である。
【００３３】
図５において、矢印は点線で囲まれた各領域Ａ、Ｂ、Ｃの方向性を示している。領域ＡおよびＣは、図面の右方向に一方向性が付与されているが、領域Ｂでは、逆方向すなわち図面の左方向に一方向性が付与されている。入力ＩＤＴ電極４６全体としては図面の右方向に一方向性が付与されていることになる。
【００３４】
他の電極４４、４５、４７も同様の構成で一方向性を有するものであるが、それぞれのフィルタトラック４２、４３において電極４４と電極４５、電極４６と電極４７の方向性が向き合うようにしている。
【００３５】
実施の形態２では、一つのＩＤＴ電極のどの領域も同一方向性を有する。これに対して、Ｒ−ＳＰＵＤＴでは一つのＩＤＴ電極内において、一部の領域に他の領域と逆向きの方向性を付与することにより、ＩＤＴ電極内に共振キャビティを形成することとなる。
【００３６】
従って、実施の形態２と比較するとＩＤＴ電極の長さをさらに短くすることが可能となり、ＳＡＷフィルタをさらに小型化することができる。
【００３７】
図７は図４に示すＳＡＷフィルタの特性を示す図である。また比較のために従来のＳＡＷフィルタの特性を図８に示す。本実施の形態のＳＡＷフィルタは従来のＳＡＷフィルタと比較すると面積比で約３０％小型化したにもかかわらず、広く、平坦な通過帯域を有すると共に通過帯域近傍の減衰特性に優れたものであることがわかる。その上挿入損失も小さくできる。また、挿入損失を測定した結果、本実施の形態の場合は１１．０ｄＢであったのに対し、従来例では１５．０ｄＢであり、挿入損失も従来品に比較して４ｄＢ小さくなっていた。−５ｄＢ帯域幅は、本実施形態において１．３５ＭＨｚであり、従来例では１．３０ＭＨｚであった。
【００３８】
（実施の形態４）
図６は実施の形態４におけるＳＡＷフィルタの上面図である。本実施の形態と実施の形態３との相違は、図６では方向性を付与している第１および第２のフィルタトラック６２、６３の入、出力ＩＤＴ電極６４、６５、６６、６７の一波長内あたりの電極指の数が４本で構成されている。さらにもう一つの相違は、異なる幅の電極指２本で電極指対を形成し、電極指対同士を対向させている点である（例えば図６中の６４ａと６４ｂ）。これに対し、実施の形態２では圧電基板６１上を伝搬する弾性表面波の一波長内あたりの電極指の数が三本である。
【００３９】
電極指幅の細い電極指の線幅をＬ１、電極指幅の太い電極指の線幅をＬ２とし、その比を線幅比率（Ｌ２／Ｌ１）とした時、Ｌ２／Ｌ１を１より大きく、好ましくは１．４〜３．６の範囲とする。この構成により、ＳＡＷフィルタの挿入損失を最小にすることができる。このように、Ｌ２／Ｌ１を最適化することにより、表面弾性波の方向性を制御し、不十分な方向性あるいは逆に過度の方向性等に起因する通過帯域内のリップルを抑圧し、通過特性の平坦性に優れたＳＡＷフィルタを得ることができる。
【００４０】
一方で、Ｌ２／Ｌ１の値が大きいということは、細い電極指の線幅Ｌ１を細くすることとなる。あまりにＬ１を細くすると製造工程上、精度良く製造することは難しく、また電極指での抵抗損失が増大するので、実用上、Ｌ２／Ｌ１は大きくても３．６程度とすることが好ましいのである。
【００４１】
また、Ｌ２／Ｌ１の最適値は、電極指の数、電極指膜厚で異なるので、構成の異なる入、出力ＩＤＴ電極を用いる場合は、Ｌ２／Ｌ１の値を変えることにより、さらに挿入損失を小さくすることができる。本実施形態の入、出力ＩＤＴ電極を用いると、弾性表面波の励振効率が上昇する。あるいは入、出力ＩＤＴ電極のインピーダンスを下げることができる。これらの効果により挿入損失の少ないＳＡＷフィルタを得ることができる。
【００４２】
また、本実施の形態のＳＡＷフィルタの特性を図９に示す。図９に示す特性を図７に示す特性と比較すると、中心周波数（ｆ0）における挿入損失（９．５ｄＢ）が図７に示すＳＡＷフィルタの挿入損失（１１．０ｄＢ）より約１．５ｄＢ小さくなっており、挿入損失の低下に効果があることがわかる。−５ｄＢ帯域幅はどちらも１．３５ＭＨｚである。
【００４３】
（実施の形態５）
図１３は実施の形態５におけるフィルタトラックの上面図であり、実施の形態１〜４における一つのフィルタトラックに相当する。図１４は図１３の要部拡大上面図である。
【００４４】
図１３に示す様に、圧電基板１３１の上には入力ＩＤＴ電極１３６、出力ＩＤＴ電極１３７を有し、入、出力ＩＤＴ電極１３６、１３７はそれぞれ互いに対向する電極指対１３２ａ、１３２ｂおよび１３３ａ、１３３ｂとこれらを接続する引き出し電極１３４ａ、１３４ｂおよび１３５ａ、１３５ｂより構成されている。また、図１４に拡大して示す様に、電極指対１３２ａ、１３２ｂ、１３３ａ、１３３ｂは、異なった線幅を有する二本の電極指でそれぞれ構成されており、それぞれ弾性表面波の一波長λの１／２の領域に存在するように形成されている。
【００４５】
電極１３６、１３７はアルミニウムあるいはアルミニウム合金を用いて形成されたものである。電極１３６、１３７の線幅比率は１．０より大きく、好ましくは１．４〜３．６とする。
【００４６】
図１４において点線は電極１３６をλ／２で区切った時の境界線１３８、１３９である。またこの境界線１３８、１３９間を領域Ａとする。
【００４７】
この領域Ａにおいて、電極指対１３２ｂの細い電極指と太い電極指間の距離をλ／１６で規格化した値をγ、電極指対１３２ｂの細い電極指と境界線１３８との距離をλ／１６で規格化した値をα、電極指対１３２ｂの太い電極指と境界線１３９との距離をλ／１６で規格化した値をβとすると、γ＞α＋βとする。
【００４８】
電極１３６の他の電極指対１３２ａ、電極１３７の電極指対１３３ａ、１３３ｂも同様の構成としている。但し電極１３６、１３７の方向性が向き合うようにしている。
【００４９】
このフィルタトラックにおいて方向性が強い方の電気−機械変換特性を図１５Ａに、方向性が弱い方の電気−機械変換特性を図１５Ｂに示す。なお、電極１３６、１３７はそれぞれ線幅の異なる電極指対を１００対有し、膜厚比率０．０１５、線幅比率３、α＝β＝０．４１、γ＝２である。
【００５０】
また、比較のため、α＝β＝１、γ＝２とした以外は同様の構成のフィルタトラックの方向性が強い方の電気−機械変換特性を図１６Ａに、方向性が弱い方の電気−機械変換特性を図１６Ｂに示す。
【００５１】
図１５と図１６を比較するとわかるように、本実施の形態の方が対称性に優れているので、さらに通過帯域内のリップルを小さく、通過帯域外減衰量を大きくすることができる。
【００５２】
従って図１３に示す構成のフィルタトラックを実施の形態１から４に示すように同一圧電基板上で並列接続し、相対的な位相関係を通過帯域内ではほぼ同位相に、通過帯域外ではほぼ逆位相となるようなＳＡＷフィルタを形成することにより、通過帯域内のリップルを小さく、通過帯域外の減衰量を大きくできる。この場合２つのフィルタトラックの振幅特性は実施の形態１と同様となるようにする。
【００５３】
図１７に圧電基板１３１として２８°〜４２°回転Ｙカットの水晶基板を用い、中心周波数が１１０ＭＨｚで、電極指対が１００対の場合の膜厚比率０．００５，０．０１０，０．０１５，０．０２０，０．０３０、γ＝２の時のα＋βの最適値を示す。これを見るとわかるように線幅比率が１より大きい場合、α＋βの最適値は必ずγより小さくなっている。
【００５４】
（実施の形態６）
図１８は実施の形態６におけるフィルタトラックの上面図であり、図１９は同要部拡大上面図である。本実施形態のＳＡＷフィルタは圧電基板１４１の上に形成された入力ＩＤＴ電極１４６、出力ＩＤＴ電極１４７、電極指対１４２ａ、１４２ｂおよび１４３ａ、１４３ｂとこれらを接続する引き出し電極１４４ａ、１４４ｂおよび１４５ａ、１４５ｂより構成されている。電極１４６、１４７の線幅比率は１．０より大きく、好ましくは１．４〜３．６とする。
【００５５】
また電極指対１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂは、それぞれ異なった線幅を有する二本の電極指で構成されているものと、同じ線幅を有する二本の電極指で構成されているものとが混在している。電極指対１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂはそれぞれ弾性表面波の一波長λの１／２の領域に存在する。さらに電極１４６、１４７はアルミニウムあるいはアルミニウム合金を用いて形成されたものである。
【００５６】
このようにして構成されたＳＡＷフィルタの電極指対１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂの線幅の関係を詳細に示したのが図１９である。
【００５７】
図１９において点線は電極１４６をλ／２で区切った時の境界線１４８、１４９、１５０である。境界線１４８と１４９間を領域Ａ、境界線１４９と１５０間を領域Ｂとする。電極指対１４２ａ、１４２ｂはそれぞれ領域Ａ、Ｂに存在するように形成している。
【００５８】
領域Ｂにおいて、電極指対１４２ａの細い電極指と太い電極指間の距離をλ／１６で規格化した値をγ、電極指対１４２ａの細い電極指と境界線１４９間の距離をλ／１６で規格化した値をα、電極指対１４２ａの太い電極指と境界線１５０間の距離をλ／１６で規格化した値をβとすると、γ＞α＋β、かつα＜βとする。
【００５９】
電極１４６の他の電極指対１４２ａも同様の構成であり、電極１４７は電極１４６と同様の構成とし、電極１４６、１４７の方向性が向き合うようにしている。
【００６０】
このフィルタトラックの方向性が強い方の電気−機械変換特性を図２０Ａに、方向性が弱い方の電気−機械変換特性を図２０Ｂに示す。なお、電極１４６、１４７はそれぞれ、線幅の異なる電極指対を５０対と同じ線幅の電極指対４０対からなり、膜厚比率０．０１５、線幅比率３、α＝０．１５、β＝０．６７、γ＝２である。
【００６１】
また、比較のため、α＝β＝０．４１、γ＝２とした以外は同じ構成のフィルタトラックの方向性が強い方の電気−機械変換特性を図２１Ａに、方向性が弱い方の電気−機械変換特性を図２１Ｂに示す。
【００６２】
図２０、図２１を比較するとわかるように、線幅の異なる電極指対と同じ線幅の電極指対が混在する場合は、γ＞α＋βかつα＜βとすることによりさらに対称性に優れることとなり、通常帯域内リップルを小さく、通過帯域外減衰量を大きくすることができる。
【００６３】
また図２２、図２３に圧電基板１４１として２８°〜４２°回転Ｙカットの水晶基板を用い、中心周波数が１１０ＭＨｚで、線幅の異なる電極指対が５０対、同じ線幅の電極指対４０対からなる入、出力ＩＤＴ電極を有するフィルタトラックを同一圧電基板上で接続して形成したＳＡＷフィルタにおいて、膜厚比率０．００５，０．０１０，０．０１５，０．０２０，０．０３０、γ＝２の場合のα，βの最適値を示す。これを見るとわかるように線幅比率が１より大きい場合、γ＞α＋βかつα＜βの関係となる。
【００６４】
（実施の形態７）
図２４は、本実施の形態７におけるフィルタトラックの上面図、図２５は図２４の要部拡大上面図である。
【００６５】
図２４に示すように圧電基板２４１の上に、アルミニウムを主成分とする入力ＩＤＴ電極２４６、出力ＩＤＴ電極２４７を弾性表面波の伝播方向に所定の間隔を設けて形成する。電極２４６、２４７は電極指対２４２ａ、２４２ｂおよび２４３ａ、２４３ｂとこれらを接続する引き出し電極２４４ａ、２４４ｂおよび２４５ａ、２４５ｂを形成したものである。また電極指対２４２ａ、２４２ｂおよび２４３ａ、２４３ｂは線幅の異なる二本の電極指で構成されている。
【００６６】
さらに電極２４６、２４７はその方向性が向き合うようにした。
【００６７】
また図２５に示すように弾性表面波の波長λの１／２単位で電極２４６を区切った時の領域Ａ、領域Ｂには、それぞれ電極指対２４２ａ、２４２ｂが存在する。また電極指対２４２ａ、２４２ｂの線幅の細い電極指の線幅をＬ１、線幅の太い電極指の線幅をＬ２とすると、線幅比率（Ｌ２／Ｌ１）が１より大きく、好ましくは１．４〜３．６となるようにしている。また電極２４６においては領域Ａ領域Ｂとが交互に存在するように形成している。この領域Ａ，Ｂの境界線を２５１、２５２、２５３とし、電極指対２４２ａ、２４２ｂの線幅の細い電極指と境界線２５１、２５２との距離をλ／１６で規格化した値をそれぞれα１、α２とし、細い電極指と太い電極指間の距離をλ／１６で規格化した値をそれぞれγ１、λ２とし、太い電極指と境界線２５２、２５３との距離をλ／１６で規格化した値をそれぞれβ１、β２とする。さらに、膜厚比率（入力ＩＤＴ電極２４６の膜厚ｈと弾性表面波の波長λとした時のｈ／λ）０．０１５、線幅比率２、α１＝β１＝０、γ１＝４、α２＝β２＝１．５、γ２＝１となるように、すなわちγ１＞α１＋β１、γ２≦α２＋β２となるように形成している。
【００６８】
電極２４７も電極２４６と同様の構成である。
【００６９】
このフィルタトラックの電気−機械変換特性を図２６に示す。また比較のためにα１＝β１＝α２＝β２＝０．７５、γ１＝γ２＝２．５、すなわちγ１＞α１＋β１、γ２＞α２＋β２となるように形成した以外は同様の構成のフィルタトラック（実施の形態５に相当）の電気−機械変換特性を図２７に示す。
【００７０】
本実施の形態（図２６）は実施の形態５（図２７）と比較すると通過帯域内において、電気−機械変換特性の方向性が強い方と弱い方の差（以下、「方向性」とする）が、通過帯域内で平坦化されているので、群遅延時間の通過帯域内での変動も小さい。すなわちリップルを小さくすることができる。
【００７１】
つまり異なる線幅の電極指対２４２ａ、２４２ｂ、２４３ａ、２４３ｂで入、出力ＩＤＴ電極を構成する場合、γ１＞α１＋β１、γ２≦α２＋β２となるようにすることにより、通過帯域内の平坦性をさらに向上させることができる。
【００７２】
なお、一つのＩＤＴ電極において領域Ａと領域Ｂとを交互に存在させる必要はないが、交互に存在させることにより、弾性表面波の一方向性を制御し、不十分な方向性あるいは過度の方向性等による通過帯域内のリップルを抑圧し、さらに通過帯域内の平坦性に優れたものとなる。
【００７３】
また一つのＩＤＴ電極において領域Ａと領域Ｂとはほぼ同数存在するようにすることにより、弾性表面波の一方向性を制御し、不十分な方向性あるいは過度の方向性等による通過帯域内のリップルを抑圧し、通過帯域内の平坦性に優れたものとなる。
【００７４】
さらに上記実施の形態においては、電極２４６、２４７は同様の構成としたので同じ線幅比率を有するものであるが、電極２４６、２４７の構成が異なる場合は、線幅比率を変えそれぞれ最適値とすることにより弾性表面波の一方向性を制御し、不十分な方向性あるいは過度の方向性等による通過帯域内のリップルを抑圧し、通過帯域内の平坦性に優れたものとなる。いずれの場合も、電極２４６、２４７の線幅比率は１より大きく、好ましくは１．４〜３．６とすることにより、挿入損失を小さくすることができる。
【００７５】
（実施の形態８）
図２８は本実施の形態８におけるＳＡＷフィルタの上面図である。図２８に示すように、２８°〜４２°回転Ｙカットの水晶基板を用いて形成した圧電基板２８１の上に、第１のフィルタトラック２８２と第２のフィルタトラック２８３が並列に構成されている。第１のフィルタトラック２８２は入力ＩＤＴ電極２８４と出力ＩＤＴ電極２８５を有する。同様に、第２のフィルタトラック２８３は入力ＩＤＴ電極２８６と出力ＩＤＴ電極２８７を有する。
【００７６】
また、第１のフィルタトラック２８２の電極２８４と第２のフィルタトラック２８３の電極２８６を並列接続すると共に、第１のフィルタトラック２８２の電極２８５と第２のフィルタトラック２８３の電極２８７を並列接続している。
【００７７】
上記のように構成されたＳＡＷフィルタについて、以下その動作を説明する。
【００７８】
図２９Ａに図２８における第１のフィルタトラック２８２の振幅特性２９１と第２のフィルタトラック２８３の振幅特性２９２を、図２９Ｂに図２８における第１のフィルタトラック２８２の位相特性２９３と第２のフィルタトラック２８３の位相特性２９４とを示す。
【００７９】
図２９Ｂに示すように通過帯域内においては、第１のフィルタトラック２８２と第２のフィルタトラック２８３との位相差はほぼ０°、すなわちほぼ同位相とする。ほぼ同位相とは、−５０°〜＋５０°好ましくは−２０°〜＋２０°の範囲内の位相差である。
【００８０】
また通過帯域外においては、第１のフィルタトラック２８２と第２のフィルタトラック２８３との位相差はほぼ１８０°、すなわちほぼ逆位相である。ほぼ逆位相とは、１３０°〜２３０°、好ましくは１６０°〜２００°の範囲内の位相差である。
【００８１】
また、図２９Ａに示すように第１のフィルタトラック２８２の振幅特性２９１は減衰量が大きいものの広い通過帯域を有する。一方、第２のフィルタトラック２８３の振幅特性２９２は減衰量が小さいものの通過帯域が狭い。従って第１のフィルタトラック２８２と第２のフィルタトラック２８３とは通過帯域内においてほぼ同位相であるため、これらを電気的に並列に接続することにより、平坦で広い通過帯域を得ることができる。
【００８２】
また第１のフィルタトラック２８２の振幅特性２９１および第２のフィルタトラック２８３の振幅特性２９２とも、通過帯域外におけるスプリアスのレベルはそれほど抑圧されていない。さらにそれぞれのスプリアスはピークの周波数に差が無くほぼ同一である。しかしながら、第１のフィルタトラック２８２と第２のフィルタトラック２８３とは通過帯域外においてほぼ逆位相であるため、第１のフィルタトラック２８２のスプリアスと第２のフィルタトラック２８３のスプリアスは打ち消し合うこととなる。従って通過帯域外において大きな減衰量が得られるのである。
【００８３】
このように、図２９Ａに示すような振幅特性２９１，２９２を有する第１のフィルタトラック２８２と第２のフィルタトラック２８３の相対的な位相関係を通過帯域内ではほぼ同位相に、通過帯域外ではほぼ逆位相にすることにより、平坦で広い通過帯域幅を有し、かつ通過帯域外減衰量に優れたＳＡＷフィルタを得ることができる。
【００８４】
なお、本実施の形態においても電極２８４、２８５、２８６、２８７を実施の形態２から７に示した構造とすることによりそれぞれ同様の効果が得られる。この際、第１のフィルタトラック２８２の振幅特性は減衰量が大きいが広い通過帯域を有するものであり、第２のフィルタトラック２８３の振幅特性は減衰量が小さいが通過帯域が狭いものとする。さらに第１および第２のフィルタトラック２８２，２８３とも通過帯域内の平坦性に優れている。
【００８５】
【発明の効果】
以上本発明によると、広く、平坦な通過帯域で通過帯域近傍の減衰量に優れた、従来より小型のＳＡＷフィルタを提供することができる。本発明のＳＡＷフィルタは小型通信器のフィルタとして適したものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１におけるＳＡＷフィルタの上面図
【図２】  Ａは図１に示すＳＡＷフィルタの振幅特性曲線図
Ｂは図１に示すＳＡＷフィルタの位相特性曲線図
【図３】  本発明の他の実施の形態におけるＳＡＷフィルタの上面図
【図４】  本発明の第３の実施の形態におけるＳＡＷフィルタの上面図
【図５】  図４のＳＡＷフィルタのＩＤＴ電極の一部拡大上面図
【図６】  本発明の実施の形態４におけるＳＡＷフィルタの上面図
【図７】  図４に示すＳＡＷフィルタの特性曲線図
【図８】  従来のＳＡＷフィルタの特性曲線図
【図９】  図６に示すＳＡＷフィルタの特性曲線図
【図１０】  本発明の他の実施の形態におけるＳＡＷフィルタの上面図
【図１１】  本発明の他の実施の形態におけるＳＡＷフィルタの上面図
【図１２】  本発明による他の実施の形態のＳＡＷフィルタの上面図
【図１３】  本発明の実施の形態５におけるＳＡＷフィルタの上面図
【図１４】  図１３の要部拡大上面図
【図１５】  Ａは本発明の実施の形態４におけるＳＡＷフィルタの伝播方向性が強い方向の電気−機械変換特性図
Ｂは本発明の実施の形態４におけるＳＡＷフィルタの伝播方向性が弱い方向の電気−機械変換特性図
【図１６】  Ａは比較例のＳＡＷフィルタの伝播方向性が強い方向の電気−機械変換特性図
Ｂは比較例のＳＡＷフィルタの伝播方向性が弱い方向の電気−機械変換特性図
【図１７】  本発明の実施の形態における線幅比率とα＋βの関係図
【図１８】  本発明の実施の形態６におけるＳＡＷフィルタの上面図
【図１９】  図１８の要部拡大上面図
【図２０】  Ａは本発明の実施の形態５におけるＳＡＷフィルタの伝播方向性が強い方向の電気−機械変換特性図
Ｂは本発明の実施の形態５におけるＳＡＷフィルタの伝播方向性が弱い方向の電気−機械変換特性図
【図２１】  Ａは比較例のＳＡＷフィルタの伝播方向性が強い方向の電気−機械変換特性図
Ｂは比較例のＳＡＷフィルタの伝播方向性が弱い方向の電気−機械変換特性図
【図２２】  本発明の実施の形態６における線幅比率とαの関係図
【図２３】  本発明の実施の形態６における線幅比率とβの関係図
【図２４】  本発明の実施の形態７におけるフィルタトラックの上面図
【図２５】  図２４の要部拡大上面図
【図２６】  図２４に示すフィルタトラックの特性曲線図
【図２７】  比較例のフィルタトラックの特性曲線図
【図２８】  本発明の実施の形態８におけるＳＡＷフィルタの上面図
【図２９】  Ａは図１に示すＳＡＷフィルタの振幅特性曲線図
Ｂは図１に示すＳＡＷフィルタの位相特性曲線図
【図３０】  従来のＳＡＷフィルタの上面図
【符号の説明】
１１  圧電基板
１２  第１のフィルタトラック
１３  第２のフィルタトラック
１４  入力ＩＤＴ電極
１５  出力ＩＤＴ電極
１６  入力ＩＤＴ電極
１７  出力ＩＤＴ電極
２１  振幅特性
２２  振幅特性
２３  位相特性
２４  位相特性
３１  圧電基板
３２  第１のフィルタトラック
３３  第２のフィルタトラック
３４  入力ＩＤＴ電極
３５  出力ＩＤＴ電極
３６  入力ＩＤＴ電極
３７  出力ＩＤＴ電極
４１  圧電基板
４２  第１のフィルタトラック
４３  第２のフィルタトラック
４４  入力ＩＤＴ電極
４５  出力ＩＤＴ電極
４６  入力ＩＤＴ電極
４７  出力ＩＤＴ電極
６１  圧電基板
６２  第１のフィルタトラック
６３  第２のフィルタトラック
６４  入力ＩＤＴ電極
６４ａ  電極指
６４ｂ  電極指
６５  出力ＩＤＴ電極
６６  入力ＩＤＴ電極
６７  出力ＩＤＴ電極
１０１  圧電基板
１０２  第１のフィルタトラック
１０３  第２のフィルタトラック
１０４  入力ＩＤＴ電極
１０５  出力ＩＤＴ電極
１０６  入力ＩＤＴ電極
１０７  出力ＩＤＴ電極
１１１  圧電基板
１１２  第１のフィルタトラック
１１３  第２のフィルタトラック
１１４  入力ＩＤＴ電極
１１５  出力ＩＤＴ電極
１１６  入力ＩＤＴ電極
１１７  出力ＩＤＴ電極
１２１  圧電基板
１２２  第１のフィルタトラック
１２３  第２のフィルタトラック
１２４  入力ＩＤＴ電極
１２５  出力ＩＤＴ電極
１２６  入力ＩＤＴ電極
１２７  出力ＩＤＴ電極
１３１  圧電基板
１３２ａ  電極指対
１３２ｂ  電極指対
１３３ａ  電極指対
１３３ｂ  電極指対
１３４ａ  引き出し電極
１３４ｂ  引き出し電極
１３５ａ  引き出し電極
１３５ｂ  引き出し電極
１３６  入力ＩＤＴ電極
１３７  出力ＩＤＴ電極
１４１  圧電基板
１４２ａ  電極指対
１４２ｂ  電極指対
１４３ａ  電極指対
１４３ｂ  電極指対
１４４ａ  引き出し電極
１４４ｂ  引き出し電極
１４５ａ  引き出し電極
１４５ｂ  引き出し電極
１４６  入力ＩＤＴ電極
１４７  出力ＩＤＴ電極
２４１  圧電基板
２４２ａ  電極指対
２４２ｂ  電極指対
２４３ａ  電極指対
２４３ｂ  電極指対
２４４ａ  引き出し電極
２４４ｂ  引き出し電極
２４５ａ  引き出し電極
２４５ｂ  引き出し電極
２４６  入力ＩＤＴ電極
２４７  出力ＩＤＴ電極
２５１  境界線
２５２  境界線
２５３  境界線
２８１  圧電基板
２８２  第１のフィルタトラック
２８３  第２のフィルタトラック
２８４  入力ＩＤＴ電極
２８５  出力ＩＤＴ電極
２８６  入力ＩＤＴ電極
２８７  出力ＩＤＴ電極
２９１  振幅特性
２９２  振幅特性
２９３  位相特性
２９４  位相特性
【図１】
0003906687.tif 000002
【図２】
0003906687.tif 000003
【図３】
0003906687.tif 000004
【図４】
0003906687.tif 000005
【図５】
0003906687.tif 000006
【図６】
0003906687.tif 000007
【図７】
0003906687.tif 000008
【図８】
0003906687.tif 000009
【図９】
0003906687.tif 000010
【図１０】
0003906687.tif 000011
【図１１】
0003906687.tif 000012
【図１２】
0003906687.tif 000013
【図１３】
0003906687.tif 000014
【図１４】
0003906687.tif 000015
【図１５】
0003906687.tif 000016
【図１６】
0003906687.tif 000017
【図１７】
0003906687.tif 000018
【図１８】
0003906687.tif 000019
【図１９】
0003906687.tif 000020
【図２０】
0003906687.tif 000021
【図２１】
0003906687.tif 000022
【図２２】
0003906687.tif 000023
【図２３】
0003906687.tif 000024
【図２４】
0003906687.tif 000025
【図２５】
0003906687.tif 000026
【図２６】
0003906687.tif 000027
【図２７】
0003906687.tif 000028
【図２８】
0003906687.tif 000029
【図２９】
0003906687.tif 000030
【図３０】
0003906687.tif 000031