(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って少なくとも２つのくし型電極部を有する縦結合共振子型の弾性表面波フィルタを少なくとも１つ備え、前記弾性表面波フィルタに対して直列に接続された少なくとも１つの弾性表面波共振子を有し、
弾性表面波共振子の少なくとも１つは、共振周波数が前記弾性表面波フィルタの通過帯域内、反共振周波数が通過帯域外に位置するように設定され、かつ、ＳＳＢＷに起因するスプリアスが前記弾性表面波共振子の共振周波数側にシフトされ、ＳＳＢＷに起因するスプリアスが前記弾性表面波フィルタの通過帯域内に配置されるように、弾性表面波共振子における、くし型電極部の電極指とバスバーとの間にダミー電極が設けられていることを特徴とする、弾性表面波装置。
【請求項２】
弾性表面波共振子におけるくし型電極部のピッチにて設定される波長をλとすると、前記ダミー電極とくし型電極部の電極指との間隔が０．５λ以下に設定されていることを特徴とする、請求項１記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って少なくとも２つのくし型電極部を有する縦結合共振子型の弾性表面波フィルタを少なくとも１つ備え、前記弾性表面波フィルタに対して直列に接続された少なくとも１つの弾性表面波共振子を有し、
弾性表面波共振子の少なくとも１つは、共振周波数が前記弾性表面波フィルタの通過帯域内、反共振周波数が通過帯域外に位置するように設定されていると共に、弾性表面波共振子における、くし型電極部の電極指とバスバーとの間にダミー電極が設けられ、
弾性表面波共振子におけるくし型電極部のピッチにて設定される波長をλとすると、前記ダミー電極とくし型電極部の電極指との間隔が０．５λ以下に設定され、
前記ダミー電極を有する弾性表面波共振子の少なくとも１つは、前記ダミー電極の長さが、０．２５λ以上の同一の長さに設定されていることを特徴とする、弾性表面波装置。
【請求項４】
圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って少なくとも２つのくし型電極部を有する縦結合共振子型の弾性表面波フィルタを少なくとも１つ備え、前記弾性表面波フィルタに対して直列に接続された少なくとも１つの弾性表面波共振子を有し、
弾性表面波共振子の少なくとも１つは、共振周波数が前記弾性表面波フィルタの通過帯域内、反共振周波数が通過帯域外に位置するように設定され、かつ、ＳＳＢＷに起因するスプリアスが前記弾性表面波共振子の共振周波数側にシフトされ、ＳＳＢＷに起因するスプリアスが前記弾性表面波フィルタの通過帯域内に配置されるように、弾性表面波共振子における、くし型電極部の電極指とバスバーとの間にダミー電極が設けられ、
前記ダミー電極を有する弾性表面波共振子の少なくとも１つは、弾性表面波共振子におけるくし型電極部のピッチにて設定される波長をλとすると、前記ダミー電極の長さが、０．２５λ以上に設定されていることを特徴とする、弾性表面波装置。
【請求項５】
前記ダミー電極を有する弾性表面波共振子のうち少なくとも１つは、弾性表面波共振子におけるくし型電極部のピッチにて設定される波長をλとすると、くし型電極部の交叉幅が４５λ以下であることを特徴とする、請求項１ないし４の何れか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項６】
平衡−不平衡変換機能を有することを特徴とする、請求項１ないし５の何れか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１項に記載の弾性表面波装置を備えていることを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通過帯域が広いと共に、歩留りも良好な、弾性表面波フィルタに直列に弾性表面波共振子を接続した弾性表面波装置、及びそれを備えた通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等の通信装置のための通信システムでは、加入者の増加やサービスの多様化に伴い、使用周波数帯域が広いシステムが増えてきている。このため、携帯電話等の通信装置におけるＲＦ段のバンドパスフィルタとして広く用いられている、弾性表面波フィルタを有する弾性表面波装置に対しても、通過帯域幅を広くする要求が強くなっている。
【０００３】
一方で、送信側周波数帯域と受信側周波数帯域とが互いに近いシステムも増えてきている。送信用バンドパスフィルタにおいては受信側周波数帯域の減衰量を大きくする必要があり、逆に受信用バンドパスフィルタにおいては、送信側周波数帯の減衰量を大きくする必要がある。そのため、使用周波数帯域ごく近傍の減衰量を大きくする要求も強い。
【０００４】
通過帯域の高周波側のごく近傍の減衰量を大きくする構成・方法として、特開平７−３０３６７号公報に記載されている、弾性表面波フィルタに弾性表面波共振子を直列接続した弾性表面波装置が良く知られている。
【０００５】
上記公報に記載の弾性表面波装置においては、図３８に示すように、３ＩＤＴタイプの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１に対して直列に、弾性表面波共振子１０２が接続されている。ＩＤＴとは、くし型電極部（すだれ状電極部ともいう、Inter-Digital Transducer）である。
【０００６】
その際、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１と弾性表面波共振子１０２との間での周波数関係は、弾性表面波共振子１０２の反共振周波数が縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１の通過帯域より高周波側に、かつ、弾性表面波共振子１０２の共振周波数が縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１の通過帯域内に位置するように設定されている。
【０００７】
これにより、弾性表面波共振子１０２の反共振周波数が縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１の通過帯域より高周波側に位置しているので、通過帯域高周波側ごく近傍の減衰量が大きくなり、かつ共振周波数が通過帯域内に位置しているから通過帯域内の挿入損失の大きな劣化は抑制される。
【０００８】
さらに、弾性表面波共振子１０２の共振周波数と反共振周波数との間の周波数帯は、インピーダンスが誘導性であるので、この周波数帯と縦結合共振子型弾性表面波フィルタの通過帯域内でインピーダンスが容量性となっている周波数帯とを互いに一致させることで、通過帯域内のＶＳＷＲ(Voltage Standing Wave Ratio)を更に改善できるというメリットもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３８に記載の従来の構成においては、逆に通過帯域の高周波側が欠けて、通過帯域幅が狭くなるという問題があった。その原因が、弾性表面波共振子１０２の共振周波数と反共振周波数との間の周波数帯域において、４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3を用いた場合に特に発生するＳＳＢＷ（Surface Skimming Bulk Wave）に起因するスプリアスの発生のためであることを発明者らは見出した。
【００１０】
上記弾性表面波共振子１０２の代表的なインピーダンス特性を図３９に、また、その位相特性を図４０に示す。図３９及び図４０にて、それぞれＡで示したスプリアスが、ＳＳＢＷに起因するスプリアスである（図４０の位相特性のゆがみを見たほうが、わかりやすい）。このスプリアスに起因する通過帯域の高周波側の欠けが生じると通過帯域幅が狭くなるため、温度変化によって通過帯域内の挿入損失が大きく悪化したり、製造バラつきによる歩留まりが劣化したりするという問題が発生する。
【００１１】
本発明の目的は、上記スプリアスを通過帯域の高周波側の欠けに影響しない周波数帯にシフトさせることにより、通過帯域外における大きな減衰量を維持しながら、通過帯域の広い弾性表面波装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置は、上記課題を解消するために、圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って少なくとも２つのＩＤＴを有する弾性表面波フィルタと、弾性表面波フィルタに対して直列に接続された弾性表面波共振子とを有し、弾性表面波共振子は、ＳＳＢＷに起因するスプリアスが共振周波数側にシフトされていることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って少なくとも２つのＩＤＴを有する弾性表面波フィルタに対して、直列に接続された弾性表面波共振子を設けたので、通過帯域内の挿入損失の大きな劣化を軽減でき、また、通過帯域の高周波側ごく近傍における通過帯域外の減衰量を大きくできる。
【００１４】
さらに、上記構成では、前記弾性表面波共振子は、ＳＳＢＷに起因するスプリアスを共振周波数側にシフトするように設けられているから、上記スプリアスによる、通過帯域の高周波側の欠けを低減できて、通過帯域を広くできる。
【００１５】
本発明の弾性表面波装置は、上記課題を解消するために、圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って少なくとも２つのＩＤＴを有する縦結合共振子型の弾性表面波フィルタを少なくとも１つ備え、前記弾性表面波フィルタに対して直列に接続された少なくとも１つの弾性表面波共振子を有し、弾性表面波共振子の少なくとも１つは、共振周波数が前記弾性表面波フィルタの通過帯域内、反共振周波数が通過帯域外に位置するように設定され、かつ、ＳＳＢＷに起因するスプリアスが前記弾性表面波共振子の共振周波数側にシフトされ、ＳＳＢＷに起因するスプリアスが前記弾性表面波フィルタの通過帯域内に配置されるように、弾性表面波共振子における、ＩＤＴの電極指とバスバーとの間にダミー電極が設けられていることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って少なくとも２つのＩＤＴを有する弾性表面波フィルタを少なくとも１つ有し、前記弾性表面波フィルタに直列に接続された少なくとも１つの弾性表面波共振子を有し、前記弾性表面波共振子の少なくとも１つは共振周波数が前記弾性表面波フィルタの通過帯域内、反共振周波数は通過帯域外に位置するように設定したので、通過帯域内の挿入損失の大きな劣化を軽減でき、また、通過帯域の高周波側ごく近傍における通過帯域外の減衰量を大きくできる。
【００１７】
さらに、上記構成では、前記弾性表面波共振子の少なくとも１つは、ＩＤＴの電極指とバスバーの間にダミー電極をＳＳＢＷに起因するスプリアスが通過帯域内に配置されるように設けたので、上記スプリアスによる、通過帯域の高周波側の欠けを低減できて、通過帯域を広くできる。
【００１８】
上記弾性表面波装置では、弾性表面波共振子におけるＩＤＴのピッチにて設定される波長をλとすると、前記ダミー電極とＩＤＴの電極指との間隔が０．５λ以下に設定されていることが好ましい。
【００１９】
さらに、上記構成では、前記ダミー電極とＩＤＴの電極指の間隔が０．５λ以下となるようにしたので、通過帯域の高周波側の欠けを低減できて、通過帯域を広くできる。
【００２０】
上記弾性表面波装置では、前記ダミー電極を有する弾性表面波共振子の少なくとも１つは、弾性表面波共振子におけるＩＤＴのピッチにて設定される波長をλとすると、前記ダミー電極の長さが、０．２５λ以上に設定されていることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、ダミー電極の長さを、０．２５λ以上に設定したことにより、ＳＳＢＷに起因するスプリアスの周波数が共振周波数への近づき方を緩やか、つまり変化率を小さくできるから、ダミー電極の長さがばらついても得られた弾性表面波装置の特性をより安定化できる。
【００２２】
上記弾性表面波装置においては、前記ダミー電極を有する弾性表面波共振子のうち少なくとも１つは、弾性表面波共振子におけるＩＤＴのピッチにて設定される波長をλとすると、ＩＤＴの交叉幅が４５λ以下であることが望ましい。
【００２３】
上記構成によれば、ＩＤＴの交叉幅を４５λ以下としたから、ダミー電極を設けたことによる、スプリアスの周波数の調整が可能となり、上記スプリアスに起因する通過帯域の高周波側における欠けの低減を確実化できて、通過帯域を広くすることをより一層安定化できる。
【００２４】
上記弾性表面波装置においては、前記弾性表面波フィルタは、縦結合共振子型弾性表面波フィルタであってもよい。上記弾性表面波装置では、平衡−不平衡変換機能を有していてもよい。
【００２５】
本発明の通信装置は、上記記載の何れかの弾性表面波装置を備えていることを特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の弾性表面波装置に係る実施の形態について図１ないし図３６に基づいて説明すると以下の通りである。まず、本発明に係る実施の形態では、ＤＣＳ受信用の平衡−不平衡変換機能を有する不平衡側のインピーダンスが５０Ω、平衡側のインピーダンスが２００Ωの弾性表面波装置を例にとって説明する。
【００２７】
本実施の形態では、４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3基板（図示せず）上に、３ＩＤＴの各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１、２０２が、Ａｌ電極によりそれぞれ形成されている。上記弾性表面波装置は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１、２０２の２つを用いて実現されている。本実施の形態に係る弾性表面波装置においては、用いる弾性表面波はリーキー波である。
【００２８】
ＩＤＴは、帯状の基端部（バスバー）と、その基端部の一方の側部から直交する方向に延びる複数の、互いに平行な電極指とを備えた電極指部を２つ備えており、上記各電極指部の電極指の側部を互いに対面するように互いの電極指間に入り組んだ状態にて上記各電極指部を有するものである。よって、上記の複数の電極指はくし歯状となっている。
【００２９】
このようなＩＤＴでは、各電極指の長さや幅、互いに隣り合う各電極指の間隔、互いの電極指間での入り組んだ状態の対面長さを示す交叉幅を、それぞれ設定することにより信号変換特性や、通過帯域の設定が可能となっている。
【００３０】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１の構成は、ＩＤＴ２０４を弾性表面波の伝搬方向に沿って挟み込むように各ＩＤＴ２０３、２０５がＩＤＴ２０４の両側にそれぞれ形成され、さらにそれらＩＤＴ２０３、２０５の両側に各反射器２０６、２０７がそれぞれ形成されている。
【００３１】
図１を見るとわかるように、ＩＤＴ２０３とＩＤＴ２０４との間、及びＩＤＴ２０４とＩＤＴ２０５との間に近い数本の電極指（狭ピッチ電極指）のピッチを、それぞれ、ＩＤＴの他の部分での電極指のピッチよりも小さく設定している（図１の２１７と２１８の箇所）。狭ピッチ電極指の設定は本発明とは直接関係ないが、これにより通過帯域内の挿入損失を低減することができる。もちろん、狭ピッチ電極指の設定を省いた構成においても、本発明の効果は得られる。
【００３２】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０２の構成は、同様に、ＩＤＴ２０９を挟み込むようにＩＤＴ２０８、ＩＤＴ２１０が弾性表面波の伝搬方向に沿って形成され、それらの両側に反射器２１１、２１２がそれぞれ形成されている。また、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１と同様に、ＩＤＴ２０８とＩＤＴ２０９との間、及びＩＤＴ２０９とＩＤＴ２１０との間に近い数本の電極指が、狭ピッチ電極指に設けられている（図１の２１９と２２０の箇所）。
【００３３】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０２は、ＩＤＴ２０３とＩＤＴ２０５に対して、ＩＤＴ２０８とＩＤＴ２１０の向きを交叉幅方向で反転させることで、入力信号に対する出力信号の位相が約１８０度反転されている。これにより、上記弾性表面波装置においては、平衡−不平衡変換機能を発揮できる。各信号端子２１４、２１５が平衡信号端子、信号端子２１３が不平衡信号端子である。
【００３４】
また、２つの平衡信号端子２１４、２１５の間には、インダクタンス素子２１６が付加されている。ちなみに本実施の形態でのインダクタンス素子２１６の値は、２２ｎＨである。上記インダクタンス素子２１６の付加は、平衡信号端子２１４、２１５側のマッチングを取るためであり、本発明とは無関係である。
【００３５】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１と不平衡信号端子２１３との間には弾性表面波共振子２２１が直列に接続され、同様に縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０２と不平衡信号端子２１３との間には弾性表面波共振子２２２が直列に接続されている。
【００３６】
また、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１と平衡信号端子２１４との間には弾性表面波共振子２２３が直列に接続され、同様に縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０２と平衡信号端子２１５との間には弾性表面波共振子２２４が直列に接続されている。つまり縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１には、各弾性表面波共振子２２１、２２３が、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０２には、各弾性表面波共振子２２２、２２４が、それぞれ直列接続されていることになる。
【００３７】
弾性表面波共振子２２１の構成は、１つのＩＤＴ２２５を弾性表面波の伝搬方向に沿って挟み込むように、各反射器２２６、２２７がそれぞれ形成されている。同様に、各弾性表面波共振子２２２、２２３、２２４も、１つのＩＤＴを挟み込むように、２つの反射器がそれぞれ形成されている。本実施の形態では、反射器を有する弾性表面波共振子を例にとって説明するが、反射器を省いた弾性表面波共振子であっても、本発明の効果は得られる。
【００３８】
ちなみに図１においては、各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１、２０２、及び各弾性表面波共振子２２１〜２２４は、図を簡潔にするため、電極指の本数を実際の本数より少なく示している。
【００３９】
本実施の形態の特徴は、弾性表面波共振子２２３のＩＤＴ２２３ａにおいて、ＩＤＴ２２３ａの電極指とバスバーとの間に、ダミー電極２２８が設けられていることである。同様に、弾性表面波共振子２２４においても、ＩＤＴ２２４ａの電極指とバスバーの間に、ダミー電極２２８が設けられている。このとき、ダミー電極２２８の長さは、弾性表面波共振子２２３、２２４のＩＤＴのピッチで決まる波長をλとすると、約０．２５λに設定されている。
【００４０】
上記ダミー電極２２８は、ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指の幅とほぼ同じ幅にて、上記ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指の先端部に対面した位置のバスバーから、上記先端部に向かって伸びるように形成されている。これにより、上記ダミー電極２２８は、弾性表面波の伝搬方向に沿って互いに隣り合う各電極指との間では、弾性表面波の無発生領域を形成すると共に、伝搬している弾性表面波の伝搬妨害を回避するための、疑似電極として機能するようになっている。一方、ダミー電極２２８に対面した、ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指の長さは、上記ダミー電極２２８の長さ（弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向の長さ）に応じて短くなっている。
【００４１】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１の詳細な設計は、狭ピッチ電極指のピッチで決まる波長をλＩ２（２１７、２１８）、その他の電極指のピッチで決まる波長をλＩ１とすると、
交叉幅Ｗ：４８．４λＩ１
ＩＤＴ本数（２０３、２０４、２０５の順）：２２（３）／（３）２７（３）／（３）２２本（カッコ内はピッチを小さくした電極指の本数）
ＩＤＴ波長λＩ１：２．１５５μｍ、λＩ２：１．９４０μｍ
反射器波長λＲ：２．１７５μｍ
反射器本数：１５０本
ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔：０．５００λＩ２
ＩＤＴ−反射器間隔：０．４７２λＲ
ｄｕｔｙ：０．６３（ＩＤＴ）、０．５７（反射器）
電極膜厚：０．０９４λＩ１
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０２の詳細な設計は、前述したように、ＩＤＴ２０８、ＩＤＴ２１０の向きを、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１のそれらと逆にしている以外は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１とすべて同じである。
【００４２】
しかし、各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度や通過帯域外の減衰量を大きくする目的で、各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１、２０２の設計を互いにさらに異ならせる場合が考えられるが、そのような場合においても、本発明の効果は同様に得られる。
【００４３】
各弾性表面波共振子２２１、２２２の詳細な設計は、以下の通りである。
交叉幅Ｗ：１４．７λ
ＩＤＴ本数：２４１本
波長λ：２．０４０μｍ（ＩＤＴ、反射器共）
反射器本数：３０本
ＩＤＴ−反射器間隔：０．５００λ
ｄｕｔｙ：０．６０
電極膜厚：０．０９９λ
各弾性表面波共振子２２３、２２４の詳細な設計は、以下の通りである。
交叉幅Ｗ：３０．０λ
ＩＤＴ本数：２４１本
波長λ：２．１０３μｍ（ＩＤＴ、反射器共）
反射器本数：３０本
ＩＤＴ−反射器間隔：０．５００λ
ｄｕｔｙ：０．６０
電極膜厚：０．０９６λ
上記の各弾性表面波共振子２２１、２２２間の、及び、各弾性表面波共振子２２３、２２４間の詳細な設計は、互いに同じである。しかし、各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度や通過帯域外の減衰量を大きくする目的で、弾性表面波共振子２２１と弾性表面波共振子２２２との間で、又は弾性表面波共振子２２３と弾性表面波共振子２２４との間にて、設計を互いに異ならせる場合が考えられるが、そのような場合においても、本発明の効果は同様に得られる。
【００４４】
上記の「間隔」とは、互いに隣り合う２本の電極指における中心間距離のことである。以後、断りのない限り、「間隔」とは互いに隣り合う２本の電極指における中心間距離のことを示すこととする。
【００４５】
各弾性表面波共振子２２３、２２４は、それらの共振周波数が、弾性表面波装置のフィルタ特性（通過帯域）内、反共振周波数がフィルタ特性の高周波側の近傍となるフィルタ特性外に位置するように、設定されている。
【００４６】
次に、本実施の形態の構成での作用・効果について説明する。まず、上記構成の周波数に対する伝送特性を図３に、入力側（不平衡信号端子側）のＶＳＷＲを図４に、出力側（平衡信号端子側）のＶＳＷＲを図５に示す。比較として、図２に示した比較例の場合の周波数に対する伝送特性、及び入力側、出力側のＶＳＷＲをそれぞれ図４、図５、図６に合わせて示した。図２の比較例は本実施の形態に対して、弾性表面波共振子２２３、２２４のＩＤＴの電極指とバスバーの間にダミー電極を設けていない弾性表面波共振子１２３、１２４以外は、本実施の形態とすべて同じ設計である。
【００４７】
ＤＣＳ受信用フィルタにおける通過帯域の周波数範囲は１８０５ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚである。この範囲において通過帯域内の最大挿入損失を比較すると、図３から明らかなように、本実施の形態の方が比較例に対して、高周波側にて約０．２ｄＢ小さくなっている。
【００４８】
その際、高周波側以外での通過帯域内の最小挿入損失は本実施の形態と比較例とでほぼ同じなので、通過帯域内の挿入損失の偏差も、本実施の形態の方が約０．２ｄＢ小さくなる。また、スルーレベルから４ｄＢの挿入損失位置における帯域幅は、本実施の形態の方が比較例より約４ＭＨｚ広がっている。
【００４９】
これにより、本実施の形態の方が、温度変化による通過帯域内の挿入損失の悪化が小さく、さらに製造バラつきに対するマージンが広がるため、歩留まりが向上する。さらに、図４（入力側）及び図５（出力側）に示したＶＳＷＲを比較すると、入力側、出力側ともに本実施の形態の方が約０．２改善されていることがわかる。すなわち、本実施の形態は比較例に対して、通過帯域内の特性が全般的に改善されていると言える。
【００５０】
本実施の形態の効果が得られた理由を、以下に説明する。図６、図７に、本実施の形態と比較例との各反射特性をスミスチャートにプロットしたグラフを示す。図６が入力側、図７が出力側の反射特性である。本実施の形態と比較例との大きな違いは、比較例の方がＢの共振点より高周波側が、全体的に容量性になっていることである。この原因は、先に説明した弾性表面波共振子に共振周波数と反共振周波数との間において、ＳＳＢＷに起因するスプリアスが発生するためである。
【００５１】
図８、図９に、本実施の形態の電極指とバスバーとの間にダミー電極を設けた場合と比較例の設けない場合とにおける、両方の弾性表面波共振子の特性を、入出力のインピーダンスを５０Ωとして確認した反射特性を示す。図８が入力側、図９が出力側の反射特性である。
【００５２】
比較例の弾性表面波共振子ではＳＳＢＷに起因するスプリアスの影響で共振周波数と反共振周波数の間に共振点Ｃが発生し、この影響で本実施の形態における弾性表面波共振子の反射特性に比べて、インピーダンスが容量性の方にシフトしていることがわかる。
【００５３】
共振周波数と反共振周波数との間の周波数領域は、ちょうど比較例でフィルタ特性の高周波側に欠けが生じた周波数であり、この周波数帯の弾性表面波共振子におけるインピーダンスが本実施の形態より容量性であるために生じたものである。
【００５４】
実は本実施の形態の反射特性においても、図８及び図９のＤ点にて示すように、ＳＳＢＷに起因するスプリアスは発生しているが、本実施の形態のように、各弾性表面波共振子２２３、２２４における、ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指と、バスバーとの間にダミー電極２２８を設けることで、上記スプリアスを共振周波数側にシフトさせ、上記スプリアスによるフィルタ特性に及ぼす影響が小さくなっている。
【００５５】
本願発明者らは実験により、ＳＳＢＷに起因するスプリアスの周波数を、ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指とバスバーとの間にダミー電極２２８を設けることで、共振周波数側にシフトできることを見出した。図１０、及び図１１に、ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指とバスバーとの間にダミー電極２２８を設けた場合と設けない場合、さらにダミー電極２２８の長さを変えた場合のインピーダンス、及び位相の変化を示す。
【００５６】
インピーダンスで見るとわかりにくいが、位相のゆがみを見ると、ダミー電極がない場合に比べてダミー電極２２８を０．２３λ（λは弾性表面波共振子のＩＤＴ２２３ａ、２２４ａのピッチで決まる波長）の長さにて設けた場合の方が、スプリアスが共振周波数に近い側に発生していることがわかる。
【００５７】
さらに、ダミー電極２２８の長さを１．５８λまで長くすると、さらに共振周波数に近い側にシフトしている。ダミー電極２２８の長さに対するスプリアスの周波数（反共振周波数（ｆａ）で規格化）を示したグラフを、図１２に示す。ダミー電極２２８の長さを長くするに従って、スプリアスの周波数は、反共周波数から離れ、共振周波数に近づいていることがわかる。
【００５８】
このとき、本実施の形態で用いたダミー電極２２８の長さを０．２５λまでは、スプリアスの周波数は、急激に共振周波数に近づくが、ダミー電極２２８の長さを０．２５λより長くしても、スプリアスの周波数の、共振周波数への近づき方が緩やかになっている。つまり、ダミー電極２２８の長さを０．２５λ以上とすることで、大きな効果が得られることが分かる。
【００５９】
このようにダミー電極２２８の長さが長くなることによって、スプリアス（落ち込み）が低域側にシフトすると共に、落ち込み具合が小さくなる。これは、スプリアスのインピーダンスが、整合点（ほぼ共振点と同じ、図８及び図９参照）に近づくからである。インピーダンスが、整合点に近くなれば、多少インピーダンスが変動しても、特性に対する大きな影響が抑制される。そのため、図１０、図１１に示すように、スプリアスの程度が小さくでき、かつ、位相のゆがみも小さくできる。
【００６０】
また、シフトさせた結果、上記のスプリアス（落ち込み）による影響は、通過地域内となる場合があるが、上記の通り、スプリアスの影響を小さくできるので、通過帯域内の伝送特性に対する、大きな影響は回避される。
【００６１】
このスプリアスはさらにＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指とバスバーとの間の距離、あるいはＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指とダミー電極２２８との間の距離を変えることでも、スプリアスの周波数が変化する。
【００６２】
しかし、このときには、ダミー電極２２８を設ける場合とは逆に、ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指とバスバーとの間の距離、あるいはＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指とダミー電極２２８との距離を広くするに従って、スプリアスの周波数は反共振周波数側にシフトする。
【００６３】
図１３、図１４に、ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指と、バスバーとの間の距離を変えたときにおけるスプリアスの周波数の変化、図１５、図１６に、ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指とダミー電極２２８との間隔を変えたときにおけるスプリアスの周波数の変化を示す。図１５、図１６の結果は、ダミー電極２２８の長さを１．５８λとした際の結果である。どちらのときも間隔が広がるに従って、スプリアスの発生周波数が反共振周波数側にシフトしているのがわかる。
【００６４】
このスブリアスのフィルタ特性への影響を小さくする構成・方法として、このようにＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指とバスバー、あるいはダミー電極２２８との間隔を広げることで反共振周波数よりも高い周波数までスプリアスの発生周波数をシフトすることも考えられた。
【００６５】
しかしながら、この場合、図１３、図１５を見るとわかるように、反共振周波数のインピーダンスが小さくなってしまい、通過帯域外ごく近傍の十分な減衰量が得られなくなってしまう。つまり、ＳＳＢＷに起因するスプリアスは反共振周波数側、すなわち通過帯域外に位置するのではなく、本実施の形態のように通過帯域内に配置されることが望ましい。また、回折損が増加するために弾性表面波共振子のＱが悪化し、かえってフィルタ特性の挿入損失悪化を招くことになる。つまり、ダミー電極２２８を設けて、ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指とダミー電極２２８との間隔を極力小さく設定する構成・方法が、もっとも効果があると言える。
【００６６】
この場合のＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指とダミー電極２２８との間隔であるが、図１７に図１５、図１６の結果（ダミー電極２２８の長さ１．５８λの結果）にデータを追加して、ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指とダミー電極２２８の間隔（λで規格化）に対するスプリアスの周波数（反共振周波数（ｆａ）で規格化）の変化を表した結果を示す。
【００６７】
図１２より、ダミー電極２２８の長さは長くなるほどスプリアスのシフト量は小さくなる（飽和する）傾向にあり、ダミー電極２２８の長さが１．５８λの段階でスプリアスの周波数が比較例（ダミー電極なし）の場合よりも反共振周波数寄りにあると、本実施の形態ほどの改善は望めなくなる。一方、図１７を見ると、ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指とダミー電極２２８との間隔が約０．５λのときに比較例とスプリアスの周波数がほぼ一致するので、ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの電極指とダミー電極２２８の間隔は、０．５λ以下にすることが望ましい。
【００６８】
また、実験において、このスプリアスは弾性表面波共振子のＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの交叉幅の長さによって、大きさが変化することがわかった。図１８、図１９に、ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの交叉幅を変えた場合のスプリアスの変化を示す。このとき、弾性表面波共振子の容量値が変化しないように、交叉幅を変えた分だけ各電極指の対数をそれぞれ調整している。
【００６９】
図を見るとわかるように、交叉幅を大きくすることにより、スプリアスのレベルが小さくなっていることがわかる。このとき、交叉幅が１００μｍまで大きくなるとスプリアスがほとんど発生しなくなり、本発明のようにダミー電極を設ける意味がなくなる。つまり、弾性表面波共振子におけるＩＤＴ２２３ａ、２２４ａの各電極指の交叉幅が１００μｍ以下（ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａのピッチで決まる波長をλとすると、約４５λ以下）でなければ、本発明の効果は得られないと言える。
【００７０】
以上説明したように本実施の形態では、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタに弾性表面波共振子を直列接続した弾性表面波装置において、弾性表面波共振子におけるＩＤＴの電極指とバスバーの間にダミー電極を設け、さらにダミー電極とＩＤＴの電極指の間隔を０．５λ以下とすることで、従来の弾性表面波装置よりも通過帯域内の挿入損失が改善され、また帯域幅が広く、さらにＶＳＷＲが改善した弾性表面波装置が得られる。
【００７１】
本実施の形態では、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置の例で説明したが、本発明はこの構成に限らず、弾性表面波フィルタに対して、交叉幅が１００μｍ（ＩＤＴ２２３ａ、２２４ａのピッチで決まる波長をλとすると、約４５λ）以下の弾性表面波共振子を直列接続した、どのような構成においても、同様な効果が得られる。
【００７２】
例えば図２０のように不平衡−平衡変換機能を備えないが、１つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３０２と出力端子３１３との間に、ダミー電極２２８を有する１つの弾性表面波共振子３２４を直列接続した構成、図２１のように１つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３０２と入力端子３１４との間に、上記の１つの弾性表面波共振子３２４を直列接続した構成、図２２のように１つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３０２と入力端子３１４、及び出力端子３１３との間の両方に弾性表面波共振子３２４をそれぞれ直列接続した構成においても、本発明の効果が得られる。
【００７３】
さらに、図２３ないし図２５のように、カスケード接続した２つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３０２の何れかの位置（入力端子３１４との間、出力端子３１３との間、又は各縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３０２、３０２間）に対して、直列に弾性表面波共振子３２４を接続した構成でもよい。
【００７４】
また、平衡−不平衡変換機能を有する、本発明の弾性表面波装置における別の例として、図２６のように、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３０２の１つのＩＤＴの両側に各平衡信号端子２１４、２１５を接続し、他の各ＩＤＴと不平衡信号端子２１３との間に弾性表面波共振子３２４を接続した構成、図２７のように、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３０２の１つのＩＤＴの両側と、各平衡信号端子２１４、２１５との間に弾性表面波共振子３２４をそれぞれ接続した構成においても、本発明の効果は得られる。
【００７５】
また、平衡−不平衡変換機能を有する、本発明の弾性表面波装置におけるさらに別の例として、図２８のように、１つのＩＤＴを弾性表面波の伝搬方向に２分割した縦結合共振子型弾性表面波フィルタ４０２における、上記ＩＤＴの分割部分の両方に各平衡信号端子２１４、２１５を接続し、他の各ＩＤＴと不平衡信号端子２１３との間に弾性表面波共振子３２４を接続した構成、図２９のように、１つのＩＤＴを弾性表面波の伝搬方向に２分割した縦結合共振子型弾性表面波フィルタ４０２における、上記ＩＤＴの分割部分の両方に各平衡信号端子２１４、２１５を接続し、それらの間に弾性表面波共振子３２４をそれぞれ接続した構成においても、本発明の効果は得られる。
【００７６】
また、平衡−不平衡変換機能を有する、本発明の弾性表面波装置におけるさらに別の例として、図３０のように１つのＩＤＴを交叉幅方向に２分割した縦結合共振子型弾性表面波フィルタ５０２における、上記ＩＤＴの分割部分の両方に各平衡信号端子２１４、２１５を接続し、他の各ＩＤＴと不平衡信号端子２１３との間に弾性表面波共振子３２４を接続した構成、図３１のように５つのＩＤＴを有する弾性表面波フィルタ７０２を用いる構成においても、本発明の効果は得られる。
【００７７】
もちろん図３１のように５つのＩＤＴを有する弾性表面波フィルタ７０２に限らず、２つあるいは４つ以上のＩＤＴを有する弾性表面波フィルタを用いてもよい。また、図３２のように、入力、及び出力端子の両方が平衡信号端子２１４、２１５である構成でも、本発明の効果は得られる。さらに、図３３ないし図３６のような平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置においても、本発明の効果は得られる。
【００７８】
また、本実施の形態では縦結合共振子型弾性表面波フィルタで説明したが、本発明は横結合共振子型弾性表面波フィルタや、トランスバーサル型フィルタにおいても、同様な効果が得られる。
【００７９】
続いて、図３７を参照しながら、本実施の形態に記載の弾性表面波装置を搭載した通信装置６００について説明する。
【００８０】
上記通信装置６００は、受信を行うレシーバ側（Ｒｘ側）として、アンテナ６０１、アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２、アンプ６０３、Ｒｘ段間フィルタ６０４、ミキサ６０５、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ミキサ６０７、２ｎｄＩＦフィルタ６０８、１ｓｔ＋２ｎｄローカルシンセサイザ６１１、ＴＣＸＯ（temperature compensated crystal oscillator（温度補償型水晶発振器））６１２、デバイダ６１３、ローカルフィルタ６１４を備えて構成されている。Ｒｘ段間フィルタ６０４からミキサ６０５へは、図３７に二本線で示したように、バランス性を確保するために各平衡信号にて送信することが好ましい。
【００８１】
また、上記通信装置６００は、送信を行うトランシーバ側（Ｔｘ側）として、上記アンテナ６０１及び上記アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２を共用するとともに、ＴｘＩＦフィルタ６２１、ミキサ６２２、Ｔｘ段間フィルタ６２３、アンプ６２４、カプラ６２５、アイソレータ６２６、ＡＰＣ（automatic power control （自動出力制御））６２７を備えて構成されている。
【００８２】
そして、上記のＲｘ段間フィルタ６０４、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ＴｘＩＦフィルタ６１２１、Ｔｘ段間フィルタ６２３には、上述した本実施の各形態に記載の弾性表面波装置が好適に利用できる。
【００８３】
よって、上記通信装置は、用いた弾性表面波装置が小型化を図りながら、伝送特性、特に位相特性に優れているので、小型化、特にＧＨｚ帯域以上において小型化を図りながら、伝送特性（通信特性）に優れたものとなっている。
【００８４】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波装置は、以上のように、圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って少なくとも２つのＩＤＴを有する弾性表面波フィルタと、弾性表面波フィルタに対して直列に接続された弾性表面波共振子とを有し、弾性表面波共振子は、ＳＳＢＷに起因するスプリアスが共振周波数側にシフトされている構成である。
【００８５】
それゆえ、上記構成は、弾性表面波共振子が、ＳＳＢＷに起因するスプリアスを共振周波数側にシフトするように設けられているから、上記スプリアスによる、通過帯域の高周波側の欠けを低減できて、通過帯域を広くできるという効果を奏する。
【００８６】
本発明の他の弾性表面波装置は、以上のように、弾性表面波フィルタに対して直列に接続された少なくとも１つの弾性表面波共振子を有し、弾性表面波共振子の少なくとも１つは、ＳＳＢＷに起因するスプリアスが通過帯域内に配置されるように、弾性表面波共振子における、ＩＤＴの電極指とバスバーとの間にダミー電極が設けられている構成である。
【００８７】
それゆえ、上記構成では、ダミー電極を設けたことにより、フィルタ特性の最大挿入損失が小さく、帯域幅が広い、さらにＶＳＷＲを改善した弾性表面波装置が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る、ダミー電極を有する弾性表面波装置の概略構成図である。
【図２】上記実施の形態と比較するための、比較例としての、ダミー電極を備えない弾性表面波装置の概略構成図である。
【図３】上記実施の形態と比較例とにおける、挿入損失をそれぞれ示すグラフである。
【図４】上記実施の形態と比較例とにおける、入力側でのＶＳＷＲをそれぞれ示すグラフである。
【図５】上記実施の形態と比較例とにおける、出力側でのＶＳＷＲをそれぞれ示すグラフである。
【図６】上記実施の形態と比較例とにおける、Ｓ１１（入力側）の反射特性をそれぞれ示すスミスチャートである。
【図７】上記実施の形態と比較例とにおける、Ｓ２２（出力側）の反射特性をそれぞれ示すスミスチャートである。
【図８】上記実施の形態と比較例とにおける、上記弾性表面波共振子のＳ１１（入力側）の反射特性をそれぞれ示すスミスチャートである。
【図９】上記実施の形態と比較例とにおける、上記弾性表面波共振子のＳ２２（出力側）の反射特性をそれぞれ示すスミスチャートである。
【図１０】ダミー電極の長さの変化による、上記弾性表面波共振子における、周波数−インピーダンス特性の変化を示すグラフである。
【図１１】ダミー電極の長さの変化による、上記弾性表面波共振子における、周波数−位相特性の変化を示すグラフである。
【図１２】ダミー電極の長さの変化による、上記弾性表面波共振子における、スプリアスの周波数の変化を示すグラフである。
【図１３】上記弾性表面波共振子における、ＩＤＴの電極指とバスバーとの間隔の変化による、周波数−インピーダンス特性の変化を示すグラフである。
【図１４】上記弾性表面波共振子における、ＩＤＴの電極指とバスバーとの間隔の変化による、周波数−位相特性の変化を示すグラフである。
【図１５】上記弾性表面波共振子における、ＩＤＴの電極指とダミー電極との間隔の変化による、周波数−インピーダンス特性の変化を示すグラフである。
【図１６】上記弾性表面波共振子における、ＩＤＴの電極指とダミー電極との間隔の変化による、周波数−位相特性の変化を示すグラフである。
【図１７】上記弾性表面波共振子における、ＩＤＴの電極指とダミー電極との間隔の変化による、スプリアスの周波数の変化を示すグラフである。
【図１８】上記弾性表面波共振子における、ＩＤＴの交叉幅の変化による、周波数−インピーダンス特性の変化を示すグラフである。
【図１９】上記弾性表面波共振子における、ＩＤＴの交叉幅の変化による、周波数−位相特性の変化を示すグラフである。
【図２０】上記実施の形態における一変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図２１】上記実施の形態における、他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図２２】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図２３】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図２４】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図２５】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図２６】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図２７】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図２８】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図２９】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図３０】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図３１】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図３２】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図３３】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図３４】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図３５】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図３６】上記実施の形態における、さらに他の変形例の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
【図３７】本発明の通信装置の回路ブロック図である。
【図３８】従来の、弾性表面波共振子を直列に接続した弾性表面波装置の概略構成図である。
【図３９】上記弾性表面波共振子における周波数−インピーダンス特性の変化を示すグラフである。
【図４０】上記弾性表面波共振子における周波数−位相特性の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
２０１、２０２  縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
２０３、２０４、２０５、２０８、２０９、２１０  ＩＤＴ（くし型電極部）
２１３  不平衡信号端子
２１４、２１５  平衡信号端子
２２１、２２２、２２３、２２４  弾性表面波共振子
２２８  ダミー電極
【図１】
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【図２】
0003846409.tif 000003
【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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【図１０】
0003846409.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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