(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不平衡信号端子と、第１，第２の平衡信号端子とを備え、入出力インピーダンスがほぼ等しい弾性表面波フィルタ装置であって、
前記不平衡信号端子と前記第１の平衡信号端子との間に接続されており、入出力インピーダンスの一方が他方の約４倍である２n-1（但し、ｎは１以上の整数）個の第１の弾性表面波フィルタと、
前記不平衡信号端子と前記第２の平衡信号端子との間に接続されており、入出力インピーダンスの一方が他方の約４倍である前記第１の弾性表面波フィルタと位相が１８０度異なる２n-1（ｎは、１以上の整数）個の第２の弾性表面波フィルタとを備える、弾性表面波フィルタ装置。
【請求項２】
前記第１，第２の弾性表面波フィルタが、弾性表面波伝搬方向に沿って配置された１または２以上のＩＤＴを有し、該ＩＤＴのうち少なくとも１つのＩＤＴが、交叉幅方向において２分割された第１，第２のＩＤＴ部を有し、該第１，第２のＩＤＴ部が直列に接続されている、請求項１に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項３】
前記第１，第２の弾性表面波フィルタが、入出力インピーダンスがほぼ等しくなるように構成された縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおいて少なくとも１つのＩＤＴを交叉幅方向に２分割して第１，第２のＩＤＴ部を構成し、該第１，第２のＩＤＴ部が直列に接続された構造を有する、請求項１に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項４】
前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタが表面波伝搬方向に配置された３個のＩＤＴを有し、中央のＩＤＴまたは両側のＩＤＴが交叉幅方向に２分割されて前記第１，第２のＩＤＴ部が構成されている、請求項３に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項５】
前記第１，第２の弾性表面波フィルタが、１または２以上のＩＤＴを有し、少なくとも１つのＩＤＴが表面波伝搬方向に２分割することにより構成された第１，第２のＩＤＴ部を有する、請求項１に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項６】
前記第１，第２の弾性表面波フィルタが、入出力インピーダンスがほぼ等しくなるように構成された縦結合共振子型弾性表面波フィルタであって、少なくとも１つのＩＤＴを表面波伝搬方向に２分割して第１，第２のＩＤＴ部を構成し、該第１，第２のＩＤＴ部が直列に接続されている構造を有する、請求項５に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項７】
前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタが、３個のＩＤＴを有し、中央のＩＤＴが表面波伝搬方向において２分割されている、請求項６に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項８】
前記第１，第２のＩＤＴ部の一方がアース電位に接続されている、請求項２〜７のいずれかに記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項９】
前記第１，第２の弾性表面波フィルタが、複数のＩＤＴを有する弾性表面波フィルタにおいて少なくとも２つのＩＤＴが直列接続されている構造を有する、請求項１に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項１０】
前記第１，第２の弾性表面波フィルタが、入出力インピーダンスがほぼ等しい縦結合共振子型弾性表面波フィルタであって、少なくとも２つのＩＤＴが直列に接続されている構造を有する、請求項９に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項１１】
前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタが、３個のＩＤＴを有し、表面波伝搬方向両側のＩＤＴが直列接続されている、請求項１０に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の弾性表面波フィルタ装置を帯域フィルタとして備えることを特徴とする、通信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話機などにおいて帯域フィルタとして用いられる弾性表面波フィルタ装置に関し、特に、平衡−不平衡変換機能を有し、入出力インピーダンスがほぼ等しい弾性表面波フィルタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機の小型化及び軽量化に伴って、携帯電話機を構成している部品点数の削減及び部品の小型化だけでなく、複数の機能を複合してなる複合部品の開発が進んできている。このような状況のもとに、携帯電話機のＲＦ段に使用される弾性表面波フィルタとして、平衡−不平衡変換機能、いわゆるバラン機能を備えた弾性表面波フィルタ装置が盛んに研究されており、ＧＳＭ方式の携帯電話機などに用いられてきている。
【０００３】
例えば、特開平９−２０５３４２号公報には、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装置が開示されている。
図１８は、従来の平衡−不平衡変換機能を有する縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ装置の一例の電極構造を示す模式的平面図である。弾性表面波フィルタ装置１００は、入出力インピーダンスがほぼ等しく、かつ平衡−不平衡変換機能を有する。圧電基板上に、表面波伝搬方向に沿って３個のＩＤＴ１０２〜１０４が配置されており、ＩＤＴ１０２〜１０４が設けられている領域の表面波伝搬方向外側に反射器１０１，１０５が配置されている。ＩＤＴ１０２，１０４が共通接続され、不平衡信号端子１０６に接続されている。また、ＩＤＴ１０３の両端が、それぞれ、第１，第２の平衡信号端子１０７，１０８に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
平衡−不平衡変換機能を有するフィルタにおいては、不平衡信号端子と第１の平衡信号端子との間の通過帯域内における伝送特性及び不平衡信号端子と第２の平衡信号端子との間の通過帯域内における伝送特性において、振幅特性が等しくかつ位相が１８０度異なり、通過帯域外では振幅特性及び位相特性とも等しいことが求められる。
【０００５】
振幅平衡度及び位相平衡度とは、平衡−不平衡変換機能を有するフィルタを３ポートのデバイスと考え、例えば不平衡入力端子をポート１、第１，第２の平衡出力端子をそれぞれポート２，ポート３とした場合、下記のように表わされる。
【０００６】
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は第１のポートから第２のポートへの伝達係数を、Ｓ３１は第１のポートから第３のポートへの伝達係数を示す。Ａは、Ｓ２１のデシベル値とＳ３１のデシベル値の差を示す。
【０００７】
理想的には、フィルタの通過帯域内において振幅平衡度が０ｄＢ、位相平衡度が０度であり、通過帯域外において振幅平衡度が０ｄＢ及び位相平衡度が１８０度である。
【０００８】
しかしながら、図１８に示した従来の弾性表面波フィルタ装置１００では、平衡度が理想平衡度には至らず、充分でないという問題があった。これは、平衡信号端子１０７では、ＩＤＴ１０３と、両側のＩＤＴ１０２，１０４との間の橋絡的な容量が加わり、平衡信号端子１０８では、アース電位との間に容量が挿入されることになるため、平衡信号端子１０７，１０８において寄生容量が異なるためである。従って、上記寄生容量の相違により、平衡度、特に通過帯域外の平衡度が悪化し、帯域外減衰量が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタ装置において、通過帯域外における平衡度が改善され、通過帯域外減衰量の低下を抑制し得る構造を備えた弾性表面波フィルタ装置及び、該弾性表面波フィルタを有する通信機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、不平衡信号端子と、第１，第２の平衡信号端子とを備え、入出力インピーダンスがほぼ等しい弾性表面波フィルタ装置であって、前記不平衡信号端子と第１の平衡信号端子との間に接続されており、入出力インピーダンスの一方が他方の約４倍である２n-1（但し、ｎは１以上の整数）個の第１の弾性表面波フィルタと、前記不平衡信号端子と前記第２の平衡信号端子との間に接続されており、入出力インピーダンスの一方が他方の約４倍である前記第１の弾性表面波フィルタと位相が１８０度異なる２n-1（ｎは、１以上の整数）個の第２の弾性表面波フィルタとを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第１の特定の局面では、前記第１，第２の弾性表面波フィルタが、弾性表面波伝搬方向に沿って配置された１または２以上のＩＤＴを有し、該ＩＤＴのうち少なくとも１つのＩＤＴが、交叉幅方向において２分割された第１，第２のＩＤＴ部を有し、該第１，第２のＩＤＴ部が直列に接続されている。
【００１２】
本発明のより特定的な局面では、前記第１，第２の弾性表面波フィルタが、入出力インピーダンスがほぼ等しくなるように構成された縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおいて少なくとも１つのＩＤＴを交叉幅方向に２分割して第１，第２のＩＤＴ部を構成し、該第１，第２のＩＤＴ部が直列に接続された構造を有する。
【００１３】
また、本発明のより限定的な局面では、縦結合共振子型弾性表面波フィルタが表面波伝搬方向に配置された３個のＩＤＴを有し、中央のＩＤＴまたは両側のＩＤＴが、交叉幅方向に２分割されて上記第１，第２のＩＤＴ部が構成されている。
【００１４】
本発明の第２の特定の局面では、前記第１，第２の弾性表面波フィルタが、１または２以上のＩＤＴを有し、少なくとも１つのＩＤＴが表面波伝搬方向に２分割することにより構成された第１，第２のＩＤＴ部を有する。
【００１５】
本発明の第２の特定の局面のより限定された例では、前記第１，第２の弾性表面波フィルタが、入出力インピーダンスがほぼ等しくなるように構成された縦結合共振子型弾性表面波フィルタであって、少なくとも１つのＩＤＴを表面波伝搬方向に２分割して第１，第２のＩＤＴ部を構成し、該第１，第２のＩＤＴ部が直列に接続されている構造を有する。
【００１６】
また、本発明の第２の局面のより限定された局面では、上記の縦結合共振子型弾性表面波フィルタが３個のＩＤＴを有し、中央のＩＤＴが表面波伝搬方向において２分割されている。
【００１７】
本発明の第１，第２の局面では、好ましくは、上記第１，第２のＩＤＴ部の一方がアース電位に接続され、それによって、平衡−不平衡端子間のＳＡＷフィルタの入出力インピーダンスの一方が他方の約４倍とされる。
【００１８】
本発明の第３の特定の局面では、前記第１，第２の弾性表面波フィルタが複数のＩＤＴを有する弾性表面波フィルタにおいて少なくとも２つのＩＤＴが直列接続されている構造を有する。
【００１９】
本発明の第３の局面の特定の例では、前記第１，第２の弾性表面波フィルタが、入出力インピーダンスがほぼ等しい縦結合共振子型弾性表面波フィルタであって、少なくとも２つのＩＤＴが直列に接続されている構造を有する。
【００２０】
本発明の第３の局面のより限定的な例では、上記縦結合共振子型弾性表面波フィルタが、３個のＩＤＴを有し、表面波伝搬方向両側のＩＤＴが直列接続されている。
【００２１】
本発明にかかる通信機は、本発明に従って構成された弾性表面波フィルタ装置を帯域フィルタとして備えることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施例にかかる弾性表面波フィルタ装置を説明するための略図的平面図である。なお、本実施例の弾性表面波フィルタ装置は、通過帯域が１〜３ＧＨｚであるＤＣＳ受信用フィルタとして用いられるものである。
【００２４】
本実施例では、４０±５度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3基板（図示せず）上に、図１に示す電極構造を形成することにより弾性表面波フィルタ装置が構成されている。
【００２５】
弾性表面波フィルタ装置２００は、第１の弾性表面波フィルタ２０１と、第１の弾性表面波フィルタとは位相が１８０度異なる第２の弾性表面波フィルタ２１６とを有する。
【００２６】
第１の弾性表面波フィルタ２０１は、表面波伝搬方向に沿って配置されたＩＤＴ２０３〜２０５を有する。ＩＤＴ２０３〜２０５が設けられている領域の表面波伝搬方向両側に反射器２０２，２０６が配置されている。
【００２７】
ＩＤＴ２０３は、表面波伝搬方向と直交する方向に２分割されたＩＤＴ部２０３Ａ，２０３Ｂを有する。同様に、ＩＤＴ２０５は、表面波伝搬方向と直交する方向に２分割されたＩＤＴ部２０５Ａ，２０５Ｂを有する。ＩＤＴ部２０３Ａ，２０３Ｂは直列に接続されている。同様に、ＩＤＴ部２０５Ａ，２０５Ｂは直列に接続されている。
【００２８】
ＩＤＴ２０３のＩＤＴ部２０３Ａは、ＩＤＴ２０５のＩＤＴ部２０５Ａと共通接続され、端子２１５に接続されている。端子２１５は、不平衡信号端子２３１に接続されている。また、ＩＤＴ部２０３Ａ，２０５Ａの不平衡信号端子２３１と接続されている側と反対側の端部がＩＤＴ部２０３Ｂ，２０５Ｂに接続されており、ＩＤＴ部２０３Ｂ，２０５Ｂの他端はアース電位に接続されている。
【００２９】
中央のＩＤＴ２０４は、一端がアース電位に接続されており、他端が第１の平衡信号端子２１２に接続されている。弾性表面波フィルタ２０１では、端子２１５におけるインピーダンスが、平衡信号端子２１２におけるインピーダンスの約４倍とされている。
【００３０】
上記弾性表面波フィルタ２０１は、図２に示した縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ３００を変形したものに相当する。すなわち、弾性表面波フィルタ３００は、入出力インピーダンスがほぼ等しくなるよう設計されており、表面波伝搬方向に沿って配置された３個のＩＤＴ３０２〜３０４を有する。なお、３０１，３０５は反射器を示す。この弾性表面波フィルタ３００において、両側のＩＤＴ３０２，３０４を前述したように、第１，第２のＩＤＴ部を有するように表面波伝搬方向と直交する方向に分割し、第１，第２のＩＤＴ部を直列接続することにより、弾性表面波フィルタ２０１が構成されており、それによって端子２１５におけるインピーダンスが平衡信号端子２１２におけるインピーダンスの約４倍とされている。
【００３１】
第２の弾性表面波フィルタ２１６は、中央のＩＤＴ２２０の極性が反転されていることを除いては、第１の弾性表面波フィルタ２０１と同様に構成されている。すなわち、反射器２１７，２２２は、反射器２０２，２０６と同様に構成されており、２分割されたＩＤＴ部２１９Ａ，２１９Ｂ，２２１Ａ，２２１Ｂを有するＩＤＴ２１９，２２１は、ＩＤＴ２０３，２０５と同様に構成されている。
【００３２】
上記のように、ＩＤＴ２２０の極性が、ＩＤＴ２０４の極性に対して反転されているため、弾性表面波フィルタ２１６の位相は、弾性表面波フィルタ２０１の位相に対して１８０度異なっている。
【００３３】
第２の弾性表面波フィルタ２１６のＩＤＴ部２１９Ａ，２２１Ａが、端子２３０に共通接続されている。端子２３０は、不平衡信号端子２３１に接続されている。ＩＤＴ２１９，２２１のＩＤＴ部の２１９Ｂ，２２１Ｂは、それぞれ、アース電位に接続されている。また、ＩＤＴ２２０の一端がアース電位に接続されており、他端が第２の平衡信号端子２２７に接続されている。
【００３４】
本実施例では、第１の弾性表面波フィルタ２０１の中央のＩＤＴ２０４を第１の平衡信号端子２１２に接続し、第２の弾性表面波フィルタ２１６の中央のＩＤＴ２２０を第２の平衡信号端子２２７に接続し、端子２１５，２３０を不平衡信号端子２３１に接続することにより、入出力インピーダンスがほぼ等しく、かつ平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタ装置２００が構成されている。なお、図１においては、図を簡潔にするために、ＩＤＴ及び反射器は略図的に示されており、従って電極指の数は実際とは異なっている。
【００３５】
次に、本実施例の弾性表面波フィルタ装置の具体的な特性を実験例に基づいて説明する。
比較のために、図２に示した縦結合共振子型弾性表面波フィルタを、従来例として用意した。この縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３００の設計の詳細は以下の通りである。
【００３６】
電極指交叉幅Ｗ：７４．８λＩ（但し、λＩはＩＤＴの波長）
ＩＤＴの電極指の本数（ＩＤＴ３０２，３０３，３０４の順）：２３本、３３本、２３本
ＩＤＴの波長λＩ：２．１４μｍ
反射器の波長λＲ：２．１９μｍ
反射器の電極指の本数：１５０本
ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔（隣り合う電極指中心間距離）：０．３２λＩ
ＩＤＴと反射器との間隔（隣り合う電極指中心間距離）：０．５３λＩ
ＩＤＴにおけるＤｕｔｙ：０．６３
反射器におけるＤｕｔｙ：０．５７
電極指の膜厚：０．０８８λＩ
上記のようにして設計された従来例の弾性表面波フィルタ装置３００において、ＩＤＴ３０２，３０４を共通接続し、不平衡信号端子３１３に接続し、ＩＤＴ３０３の両端を第１，第２の平衡信号端子３０８，３０９とし、特性を測定した。
【００３７】
また、上記のようにして用意した従来例としての縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３００と同様の条件で弾性表面波フィルタ装置２００を設計した。但し、前述したように、弾性表面波フィルタ２０１，２１６においては、ＩＤＴ２０３，２０５，２１９，２２１は表面波伝搬方向と直交する方向に２分割した。また、ＩＤＴ２２０の極性はＩＤＴ２０４と反転されている。また、実施例の弾性表面波フィルタ装置２００では、電極指交叉幅Ｗは３７λＩとした。これは、実施例と従来例における入出力インピーダンスを等しくするためである。その他の点については、実施例の弾性表面波フィルタ装置２００を、上記従来例と同様に構成した。
【００３８】
図３は、従来例及び第１の実施例の弾性表面波フィルタ装置の各振幅平衡度を示す図であり、図４は位相平衡度を示す図であり、図５は減衰量周波数特性を示す図である。図３〜図５において、従来例の特性は破線で、実施例の特性は実線で示されている。
【００３９】
図３の振幅平衡度から明らかなように、従来例では、３ＧＨｚ付近から６ＧＨｚ付近まで振幅平衡度が大きく変化し、５ＧＨｚ付近では１０ｄＢを超えている。これに対して、本実施例では、３ＧＨｚ 〜６ＧＨｚの帯域内において、振幅平衡度がほぼ１ｄＢ以内に抑制されている。また、１ＧＨｚ以下の周波数領域においても、実施例によれば振幅平衡度が改善されることがわかる。
【００４０】
図４に示す位相平衡度においても同様であり、従来例では、３ＧＨｚ付近から６ＧＨｚ付近まで位相平衡度が大きく変化し、０度から１８０度までの範囲で変化している。これに対して、本実施例では、この帯域において位相平衡度はほぼ１７０度〜１８０度の範囲に収まっている。また、１ＧＨｚ以下の周波数領域においても、実施例によれば位相平衡度が大きく改善されることがわかる。
【００４１】
このように、通過帯域（１〜３ＧＨｚ）外の周波数領域において、実施例によれば、振幅平衡度が０ｄＢに、位相平衡度が１８０度に近づくことにより、図５に示すように、通過帯域外減衰量が大きく改善されることがわかる。従来例と比較すると、実施例によれば、１ＧＨｚ以下の周波数領域では、減衰量が１０ｄＢ改善され、３ＧＨｚ以上の周波数領域では少なくとも１５ｄＢ改善され、特に４．５ＧＨｚ付近では４０ｄＢ以上改善されていることがわかる。
【００４２】
上記のように本実施例の弾性表面波フィルタ装置２００において、平衡度が改善され、ひいては通過帯域外減衰量が改善される理由は以下の通りであると考えられる。
【００４３】
図２の従来例では、平衡信号端子３０８，３０９で寄生容量が異なっている。すなわち、平衡信号端子３０９に加わる寄生容量は、主として、中央のＩＤＴ３０３と、左右のＩＤＴ３０２，３０４との間に橋絡的に入る容量であるのに対し、平衡信号端子３０８に加わる寄生容量は、主として、アース電位との間に挿入される容量である。この寄生容量の影響による相違により、平衡度、特に通過帯域外の平衡度が悪化し、減衰量が小さくなっているものと考えられる。
【００４４】
これに対して、本実施例では、第１，第２の平衡信号端子２１２，２２７の周囲にはアース電位が存在するため、いずれの平衡信号端子に加わる寄生容量も、アース電位との間に挿入される容量が主であるため、第１，第２の平衡信号端子２１２，２２７には同等の寄生容量が加わることになる。従って、平衡信号端子２１２，２２７に加わる寄生容量の差が少ないため、帯域外における振幅平衡度が０ｄＢに近づき、位相平衡度が１８０度に近づき、それによって通過帯域外減衰量が大きく改善されていると考えられる。
【００４５】
なお、第１の実施例では、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを２個用いて弾性表面波フィルタ装置２００が構成されていたが、図６に示すように、第１，第２の弾性表面波フィルタ７０１，７０２に、並列に、それぞれ、第１，第２の弾性表面波フィルタ７０３，７０４を接続してもよい。第１，第２の弾性表面波フィルタ７０１，７０２は、上記実施例の弾性表面波フィルタ２０１，２１６と同様に構成されており、弾性表面波フィルタ７０３，７０４も、弾性表面波フィルタ２０１，２１６と同様に構成されている。
【００４６】
また、弾性表面波フィルタ７０１，７０２の一端及び弾性表面波フィルタ７０３，７０４の一端がそれぞれ共通接続されて不平衡信号端子７０５に接続されている。第１，第２の平衡信号端子７０６，７０７は、弾性表面波フィルタ７０１，７０３及び弾性表面波フィルタ７０２，７０４の中央のＩＤＴにそれぞれ接続されている。このように、４素子の弾性表面波フィルタを用いた構造においても、上記実施例と同様に構成することにより、同様に通過帯域外減衰量の改善を図ることができる。
【００４７】
さらに、本発明においては、第１，第２の弾性表面波フィルタのＩＤＴの数は３個に限定されない。例えば、図７に示す変形例のように、第１の弾性表面波フィルタ２０１Ａ及び第２の弾性表面波フィルタ２１６Ａとして、それぞれ、２個のＩＤＴを有するものを用いてもよい。第１の弾性表面波フィルタ２０１Ａは、弾性表面波フィルタ２０１からＩＤＴ２０３を除去した構造に相当し、第２の弾性表面波フィルタ２１６Ａは、第２の弾性表面波フィルタ２１６からＩＤＴ２２１を除去した構造に相当する。もっとも、反射器とＩＤＴとの間隔は、上記実施例と同様に構成されている。
【００４８】
従って、ＩＤＴ２０４，２２０の一端が第１，第２の平衡信号端子２１２，２２７に接続されており、ＩＤＴ２０５，２１９の一端が不平衡信号端子２３１に接続されている。
【００４９】
また、図８に示すように、第１，第２の弾性表面波フィルタ２０１Ｂ，２１６Ｂとして、それぞれ、５ＩＤＴ型の弾性表面波フィルタを用いてもよい。ここでは、ＩＤＴ２０３，２０５の表面波伝搬方向両側に、さらにＩＤＴ２５１，２５２が配置されていることを除いては、弾性表面波フィルタ２０１Ｂは弾性表面波フィルタ２０１と同様に構成されている。第２の弾性表面波フィルタ２１６Ｂについても、ＩＤＴ２５３，２５４がＩＤＴ２１９，２２１の表面波伝搬方向外側に配置されていることを除いては、第２の弾性表面波フィルタ２１６と同様に構成されている。
【００５０】
図７及び図８に示した各変形例の弾性表面波フィルタ装置においても、第１の弾性表面波フィルタとして、入出力インピーダンスの一方が他方の４倍である第１の弾性表面波フィルタと、同じく入出力インピーダンスの一方が他方の４倍であり、位相が第１の弾性表面波フィルタと１８０度異なる第２の弾性表面波フィルタを、それぞれ、２n-1個（但し、ｎは１以上の整数）ずつ接続し、第１，第２の弾性表面波フィルタの合計数が２n個である弾性表面波フィルタを上記実施例と同様に接続することにより、同様に通過帯域外減衰量の拡大を図ることができる。なお、所望の周波数特性を得るために、電極指交叉幅やＩＤＴの本数などは、必要に応じて調整すればよく、さらに必要に応じてトラップを付加してもよい。
【００５１】
図９は、本発明の第２の実施例にかかる弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示す略図的平面図である。本実施例においても、通過帯域が１〜３ＧＨｚのＤＣＳ受信用フィルタとして用いられる弾性表面波フィルタ装置が構成されている。
【００５２】
４０±５度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3基板（図示せず）上に、図９に示す電極構造が構成されている。
弾性表面波フィルタ装置８００では、第１，第２の弾性表面波フィルタ８０１，８０２と、第１，第２の弾性表面波フィルタ８０３，８０４とが用いられている。すなわち、４素子構造の弾性表面波フィルタ装置が構成されている。
【００５３】
この弾性表面波フィルタ装置８００は、図１０に示す変形例の弾性表面波フィルタ装置１１００を２段並列接続することにより構成されている。
説明を容易とするために、まず図１０に示す弾性表面波フィルタ装置１１００の構造を説明する。弾性表面波フィルタ装置１１００では、第１の弾性表面波フィルタ１１０１と第１の弾性表面波フィルタ１１０１と位相が１８０度異なる第２の弾性表面波フィルタ１１１５とを有する。
【００５４】
第１の弾性表面波フィルタ１１０１は、入出力インピーダンスがほぼ等しく、かつ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おいて、中央のＩＤＴを弾性表面波伝搬方向に２分割した構造を有する。すなわち、中央のＩＤＴ１１０４が２分割され、ＩＤＴ部１１０４Ａ，１１０４Ｂが構成されている。ＩＤＴ１１０４の表面波伝搬方向両側にＩＤＴ１１０３，１１０５が配置されており、ＩＤＴ１１０３，１１０４，１１０５が形成されている領域の表面波伝搬方向外側に反射器１１０２，１１０６が配置されている。
【００５５】
ＩＤＴ部１１０４Ａ，１１０４Ｂのうち一方のＩＤＴ部１１０４Ａの一端がアース電位に接続されており、ＩＤＴ部１１０４Ａの他端と、ＩＤＴ１１０４Ｂの一端とが共通化されており、ＩＤＴ１１０４Ｂの他端が不平衡信号端子１１２９に接続されている。また、ＩＤＴ１１０３，１１０５の各一端がアース電位に接続されており、各他端が共通接続されて第１の平衡信号端子１１１４に接続されている。
【００５６】
同様に、第２の弾性表面波フィルタ１１１５においても、中央のＩＤＴ１１１８が表面波伝搬方向に同様に２分割されて、第１のＩＤＴ部１１１８Ａ及び第２のＩＤＴ部１１１８Ｂが構成されている。ＩＤＴ部１１１８Ｂの一端がアース電位に接続されており、ＩＤＴ部１１１８Ａの一端が不平衡信号端子１１２９に接続されている。また、ＩＤＴ１１１７，１１１９の一端がアース電位に接続されており、各他端が共通接続されて第２の平衡信号端子１１２８に接続されている。なお１１１６，１１２０は反射器を示す。
【００５７】
ＩＤＴ１１０４Ａの一端がアース電位に接続され、ＩＤＴ１１０４Ｂの他端が不平衡信号端子１１２９に接続されているので、弾性表面波フィルタ１１０１では端子１１２９のインピーダンスが端子１１１４のインピーダンスの４倍とされている。同様に、弾性表面波フィルタ１１１５においても端子１１２９のインピーダンスと端子１１２８のインピーダンスとが異ならされている。
【００５８】
他方、不平衡信号端子１１２９と第１，第２の平衡信号端子１１１４，１１２８との間に、それぞれ、第１，第２の弾性表面波フィルタ１１０１，１１１５が上記のように接続されているので、第１の実施例と同様に通過帯域外減衰量の拡大を図ることができる。
【００５９】
次に、図９に示した第２の実施例の弾性表面波フィルタ装置８００につき説明する。弾性表面波フィルタ装置８００では、上記第１，第２の弾性表面波フィルタ１１０１，１１１５を有する弾性表面波フィルタ装置１１００が２個並列接続した構造に相当する。すなわち、弾性表面波フィルタ８０１，８０３が弾性表面波フィルタ１１０１と同様に、弾性表面波フィルタ８０２，８０４が弾性表面波フィルタ１１１５と同様に構成されている。
【００６０】
図９に示した第２の実施例の弾性表面波フィルタ装置８００を、前述した第１の実施例と同様の条件で設計し、特性を測定した。結果を図１１〜図１３に実線で示す。比較のために、図２に示した従来例の特性を図１１〜図１３において破線で示す。
【００６１】
図１１〜図１３から明らかなように  本実施例においても、第１，第２の平衡信号端子に加わる寄生容量がほぼ等しくなるため、従来例に比べ、通過帯域外における振幅平衡度及び位相平衡度を改善することができる。すなわち、図１１に示すように、本実施例によれば、通過帯域外（１ＧＨｚ以下の帯域及び３ＧＨｚ以上の帯域）において振幅平衡度が０ｄＢに近づき、図１２から明らかなように位相平衡度が１８０度に近づく。従って、図１３に示すように、帯域外減衰量が大きく改善される。
【００６２】
なお、図１０に示した２素子構成の弾性表面波フィルタ装置１１００においても、第２の実施例と同様の効果が得られる。また、上記実施例のような４素子構成の弾性表面波フィルタ装置８００や２素子構成の弾性表面波フィルタ装置１１００に限らず、入力インピーダンスまたは出力インピーダンスが出力インピーダンスまたは入力インピーダンスに対して４倍である弾性表面波フィルタであり、位相が１８０度異なる第１，第２の弾性表面波フィルタをそれぞれ２n-1（ｎは１以上の整数）個ずつ接続する限り上記実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
図１４は第３の実施例にかかる弾性表面波フィルタ装置の電極構造を示す模式的平面図である。本実施例においても、１〜３ＧＨｚが通過帯域であるＤＣＳ受信用フィルタとしての弾性表面波フィルタ装置が構成される。
【００６４】
４０±５度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3基板（図示せず）上に、図１４に示す電極構造が構成され、弾性表面波フィルタ装置１５００が形成されている。
弾性表面波フィルタ装置１５００は、一端のインピーダンスが他端のインピーダンスの４倍である第１，第２の弾性表面波フィルタ１５０１，１５１３を有する。第１の弾性表面波フィルタ１５０１の位相は第２の弾性表面波フィルタ１５１３の位相と１８０度異なっている。第１の弾性表面波フィルタ１５０１は、入出力インピーダンスがほぼ等しくなるように設計された、３個のＩＤＴを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタの中央のＩＤＴの両側に配置されているＩＤＴを直列接続した構造を有する。すなわち、表面波伝搬方向に沿ってＩＤＴ１５０３〜１５０５が配置されているが、表面波伝搬方向両側のＩＤＴ１５０３，１５０５の各一端が共通接続されている。そして、ＩＤＴ１５０３の他端がアース電位に接続されており、ＩＤＴ１５０５の他端が不平衡信号端子１５１２に接続されている。従って、ＩＤＴ１５０３，１５０５は直列に接続されている。
【００６５】
他方、中央のＩＤＴ１５０４の一端がアース電位に、他端が第１の平衡信号端子１５１０に接続されている。なお、１５０２，１５０６は反射器である。
第２の弾性表面波フィルタ１５１３についても、第１の弾性表面波フィルタ１５０１と同様に構成されている。すなわち、中央のＩＤＴ１５１６の一端がアース電位に、他端が第２の平衡信号端子１５２２に接続されている。両側のＩＤＴ１５１５，１５１７の一端が接続されており、ＩＤＴ１５１７の他端がアース電位に接続されている。ＩＤＴ１５１５の他端は不平衡信号端子１５１２に接続されている。従って、ＩＤＴ１５１５とＩＤＴ１５１７とが、アース電位と不平衡信号端子１５１２との間で直列に接続されている。なお、１５１４，１５１８は反射器である。
【００６６】
上記のように、表面波伝搬方向を図１４の矢印Ｘ方向とした時に、第１の弾性表面波フィルタ１５０１では、表面波伝搬方向の前方に存在するＩＤＴ１５０５が不平衡信号端子１５１２に接続されており、第２の弾性表面波フィルタ１５１３では、表面波伝搬方向の起点側に配置されたＩＤＴ１５１５が不平衡信号端子１５１２に接続されており、それによって第１の弾性表面波フィルタ１５０１の位相が、第２の弾性表面波フィルタ１５１３の位相に対して１８０度異ならされている。
【００６７】
従って、本実施例においても第１の弾性表面波フィルタ１５０１の一端と第２の弾性表面波フィルタ１５１３の一端とが共通接続されて不平衡信号端子１５１２に接続されており、第１，第２の弾性表面波フィルタ１５０１，１５１３の中央のＩＤＴ１５０４，１５１６の一端が第１，第２の平衡信号端子にそれぞれ接続されているので、入出力インピーダンスがほぼ等しくかつ平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタ装置が構成されている。
【００６８】
本実施例においても、第１，第２の実施例と同様に、第１，第２の平衡信号端子１５１０，１５２２に加わる寄生容量がほぼ等しくなる。従って、第１，第２の実施例と同様に、平衡度が高められ、通過帯域外減衰量が大きく改善される。
【００６９】
なお、図１４に示した弾性表面波フィルタ装置１５００では、３ＩＤＴ型の第１，第２の弾性表面波フィルタ１５０１，１５１３を用いたが、図１５に示すように５ＩＤＴ型の弾性表面波フィルタ１５０１Ａ，１５１３Ａを用いてもよい。
【００７０】
図１５に示した弾性表面波フィルタ装置１５００Ａでは、図１４に示したＩＤＴ１５０３，１５０５及びＩＤＴ１５１５，１５１７の表面波伝搬方向外側に、さらにＩＤＴ１５３１，１５３２，１５３３，１５３４が配置されていることを除いては、図１４に示した実施例と同様である。このように、第３の実施例における各縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの数については特に限定されるものではない。
【００７１】
また、図１６に示すように、第１，第２の弾性表面波フィルタをそれぞれ２個用いた４素子構成の弾性表面波フィルタ装置を構成してもよい。図１６に示す弾性表面波フィルタ装置１５００Ｂでは、２個の第１の弾性表面波フィルタ１５０１，１５０１Ａ及び２個の第２の弾性表面波フィルタ１５１３，１５１３Ａが接続され、４素子構成の弾性表面波フィルタ装置が構成されている。
【００７２】
前述した第１，第２の実施例と同様に、第３の実施例においても、入力／出力インピーダンスが出力／入力インピーダンスの４倍である第１，第２の弾性表面波フィルタであって、第２の弾性表面波フィルタの位相が第１の弾性表面波フィルタの位相と１８０度異なっている、各第１，第２の弾性表面波フィルタをそれぞれ２n-1（但し、ｎは１以上の整数）個ずつ接続し、合計２n個の弾性表面波フィルタを用いて、本発明の弾性表面波フィルタ装置を構成することができ、同様に第１，第２の平衡信号端子に加わる寄生容量の差を低減することができ、通過帯域外減衰量の拡大を図ることができる。
【００７３】
第１〜第３の実施例では、４０±５度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3基板を用いたが、本発明においては、このような圧電基板に限定されず、例えば６４度〜７２度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ3基板や４１度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ3基板などを用いることができ、同様の効果が得られる。
【００７４】
図１７は、本発明に係る弾性表面波装置を用いた通信機１６０を説明するための各概略ブロック図である。
図１７において、アンテナ１６１に、デュプレクサ１６２が接続されている。デュプレクサ１６２と受信側ミキサ１６３，１６３ａとの間に、スイッチＳＷと、ＲＦ段を構成する弾性表面波フィルタ１６４と、増幅器１６５，１６５ａとが接続されている。さらにミキサ１６３，１６３ａにＩＦ段の弾性表面波フィルタ１６９，１６９ａが接続されている。また、デュプレクサ１６２と送信側のミキサ１６６との間には、ＲＦ段を構成する増幅器１６７及び弾性表面波フィルタ１６８が接続されている。
【００７５】
上記通信機１６０における弾性表面波フィルタ１６４として本発明に従って構成された弾性表面波装置を好適に用いることができる。
【００７６】
【発明の効果】
本発明にかかる弾性表面波フィルタ装置では、入力／出力インピーダンスが出力／入力インピーダンスの４倍である第１，第２の弾性表面波フィルタであって、第２の弾性表面波フィルタの位相が第１の弾性表面波フィルタの位相と１８０度異なっている、各２n-1個の第１，第２の弾性表面波フィルタが、それぞれ、不平衡信号端子と第１の平衡信号端子との間及び不平衡信号端子と第２の平衡信号端子との間に接続されている。従って、第１，第２の平衡信号端子に加わる寄生容量の差が小さくされ、それによって平衡度が改善される。よって、平衡−不平衡変換機能を有し、入出力インピーダンスがほぼ等しい弾性表面波フィルタ装置において、通過帯域外減衰量を大幅に拡大することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例にかかる弾性表面波フィルタ装置を説明するための模式的平面図。
【図２】比較のために用意した従来の弾性表面波フィルタ装置を説明するための模式的平面図。
【図３】第１の実施例及び従来例の振幅平衡度の比較を示す図。
【図４】第１の実施例及び従来例の位相平衡度の比較を示す図。
【図５】第１の実施例及び従来例の弾性表面波フィルタ装置の減衰量周波数特性を示す図。
【図６】第１の実施例の弾性表面波フィルタ装置の変形例を説明するための模式的平面図。
【図７】第１の実施例の弾性表面波フィルタ装置の他の変形例を示す模式的平面図。
【図８】第１の実施例の弾性表面波フィルタ装置のさらに他の変形例を示す模式的平面図。
【図９】第２の実施例の弾性表面波フィルタ装置を説明するための模式的平面図。
【図１０】第２の実施例の弾性表面波フィルタ装置の変形例を示す模式的平面図。
【図１１】第２の実施例及び従来例の弾性表面波フィルタ装置の振幅平衡度の比較を示す図。
【図１２】第２の実施例及び従来例の弾性表面波フィルタ装置の位相平衡度の比較を示す図。
【図１３】第２の実施例及び従来例の弾性表面波フィルタ装置の減衰量周波数特性を示す図。
【図１４】第３の実施例の弾性表面波フィルタ装置の模式的平面図。
【図１５】第３の実施例の弾性表面波フィルタ装置の変形例を示す模式的平面図。
【図１６】第３の実施例の弾性表面波フィルタ装置の他の変形例を示す模式的平面図。
【図１７】本発明の弾性表面波フィルタを備える通信機の概略構造を示すブロック図。
【図１８】従来の平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタ装置を示す模式的平面図。
【符号の説明】
１６０…通信機
１６４…弾性表面波フィルタ
２００…弾性表面波フィルタ装置
２０１，２０１Ａ，２０１Ｂ…第１の弾性表面波フィルタ
２０３〜２０５…ＩＤＴ
２０３Ａ，２０３Ｂ，２０５Ａ，２０５Ｂ…第１，第２のＩＤＴ部
２１２…第１の平衡信号端子
２１６，２１６Ａ，２１６Ｂ…第２の弾性表面波フィルタ
２１９，２２０，２２１…ＩＤＴ
２１９Ａ，２１９Ｂ，２２１Ａ，２２１Ｂ…第１，第２のＩＤＴ部
２２７…第２の平衡信号端子
２３１…不平衡信号端子
２５１〜２５４…ＩＤＴ
７０１，７０３…第１の弾性表面波フィルタ
７０２，７０４…第２の弾性表面波フィルタ
７０５…不平衡信号端子
７０６，７０７…第１，第２の平衡信号端子
８００…弾性表面波フィルタ装置
８０１，８０３…第１の弾性表面波フィルタ
８０２，８０４…第２の弾性表面波フィルタ
１１００…弾性表面波フィルタ装置
１１０１…第１の弾性表面波フィルタ
１１０３，１１０４，１１０５…ＩＤＴ
１１０４Ａ，１１０４Ｂ…第１，第２のＩＤＴ部
１１１４…第１の平衡信号端子
１１１５…第２の弾性表面波フィルタ
１１１７，１１１８，１１１９…ＩＤＴ
１１１８Ａ，１１１８Ｂ…第１，第２のＩＤＴ部
１１２８…第２の平衡信号端子
１１２９…不平衡信号端子
１５００…弾性表面波フィルタ装置
１５０１…第１の弾性表面波フィルタ
１５０３〜１５０５…ＩＤＴ
１５１０…第１の平衡信号端子
１５１２…不平衡信号端子
１５１３…第２の弾性表面波フィルタ
１５１５〜１５１７…ＩＤＴ
１５２２…第２の平衡信号端子
【図１】
0003780408.tif 000002
【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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【図１０】
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【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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